物联网与无线通信技术

物联网与无线通信技术（共12篇）

物联网与无线通信技术 篇1

摘要：物联网是继互联网后又一个网络发展重点,无线物联网更是未来发展的主要趋势,该文就物联网的发展和无线物联网应用模型进行了分析。

关键词：无线移动通信,射频识别,物联网,无线物联网

1 无线移动通信网络

1.1 无线移动通信网络主要结构

无线移动通信网络已经发展到3G时代,第三代通信网络不仅能提供语音业务还能提供比较快速的分组多媒体业务。3G网络的框架结构主要有核心网、接入网和无线终端组成如图1所示。

目前的无线终端主要是手机、电脑等设备,在未来的物联网中,无线终端会包括更多嵌入芯片的智能设备。

接入网主要有RNC设备来实现,RNC主要对手机(等智能终端)接入3G无线网络进行上下行的接入和调控,具体表现在呼叫性处理、无线链路管理、移动性管理和切换机制的实现等。RNC不仅支持传统上的语音功能还要支持数据包传输和连接IP分组交换网桥接功能,未来的RNC平台演进还需要支持IPV4或者IPV6等功能。

核心网主要有电路域(CS)、分组域(PS)、寄存器等组成。电路域主要承载语音呼叫控制、信令处理和接受消息,执行终端到移动交换中心的呼叫路由、语音部分的计费等功能。分组域在以前网络的基础上增加并引进了一些设备功能:主要有GPRS支持节点SGSN和支持网关GGSN等设备组成,它们构建了无线系统网络并提供分组交换业务固定网络间的借口,它们能完成分组业务的会话管理,移动行管理、分组传输交换、用户计费借口提供等功能,并通过一些寄存器对分组用户进行鉴权验证。寄存器比较多主要有:HLR,VLR,AUC等。本地位置寄存器HLR是负责本地用户管理的数据库,数据库中有用户信息,移动终端注册位置信息,还有移动终端的识别号等。访问位置寄存器VLR主要负责访问本地区域的寄存器控制信息。当一个终端进入新的位置区域时,就需要注册,用户就会进入本地的VLR进行注册接纳并交换信息(如位置区信息,移动台标示,移动台漫游号等)。鉴权中心AUC主要验证每个用户的国际移动识别码(IMSI)是否合法,通过HLR向VLR,MSC,SGSN等需要鉴权的网元发送鉴权数据。

移动网络也可以剖为多层平面结构:层面上看主要有分三个平面结构:用户平面,控制平面和传输平面。传输平面主要对链路层数据进行差错控制,对传输层别的信令处理,传输网络层的数据进行承载等功能,这是最基本的数据路径。控制平面主要对应用层协议以及传输这些协议的信令承载。用户平面主要对用户需要的收发信息(包括语音,分组和视频等业务)进行交互和承载,具体平面结构图如图2所示。

1.2 无线移动通信网络发展趋势

无线移动通信网络未来发展到LTE长期演进策略,再到后面的4G等,从单纯的语音通信到交互式多媒体和视频业务等。从广义上来讲未来的无线网络具备以下特征:

1)方便、高速、统一的无线接入

2)支持多种网络环境,融合多种传输资源,支持各种移动模式。

3)基于IP地址的路由分配,支持更多多媒体业务。

4)更高的资源利用率,更大的业务容量,更广的融合系统

随着技术的进一步发展,网络的融合也是未来的趋势,从传输网和业务网,到目前国家提出的“三网融合”这些都将是下一代网络的必然趋势。但网络融合涉及到业务,市场,技术和体制监管等方面的问题,注定需要一个漫长的发展过程。

2 物联网的发展

2.1 物联网的介绍

物联网简单的理解就是把物体通过互联网相互连接,并能相互间进行信息交换和通信的网络。物联网是互联网的延伸和拓展,各种物体通过射频识别系统,红外感应装置,GPS等方式与互联网结合起来而形成的一个巨大智能网络。物联网的核心是利用信息通信技术改变政府、企业和人们的交互方式以提高效率、灵活性和响应速度。把感应器嵌入到全球每个角落,例如电网、交通(铁路、公路、市内交通)等相关的物体上。并利用网络和设备收集的大量数据通过云计算、数据仓库和人工智能技术作出分析给出解决方案。从国际上看,欧盟、美国、日本等国都十分重视物联网的工作,并且已做了大量研究开发和应用工作。目前中国物联网发展迅速,基础研发水平领先,物联网产值巨大,各政府也比较重视。目前中国移动和厦门市合作建立物联网示范城市,不仅可以实现手机订票,还可以利用手机监控工地噪声,甚至利用手机实施无线视频智能交通等。但物联网也存在一些发展瓶颈:射频识别技术还不全面,接口协议不统一、计费计算等。

2.2 物联网的主体结构

物联网需要对物体可感知,可识别,可控制。根据这一目标设计出的物联网具备以下几个特征:一、对物体的全面感知,利用RFID、二维码等技术随时随地获取和监控物体的信息。二、要实现远端识别,必须进行可靠传输。需要通过各种网络和互联网的融合,将物体的信心实时准确的发送出去。三、可控制必须能对物体进行分析和处理等能力。这就需要智能识别、计算机对数据和信息的实时分析和处理等技术。根据这些要求,目前业界公认为有三个层次:第一层即是用RFID等传感器的感知层;第二层主要对数据进行可靠传输的网络层;第三层是方便用户使用的应用层。如图3所示。

1)感知层是物联网的基础,利用传感器采集设备信息,利用射频识别技术在一定距离内实现发射和识别,感知层应有感应节点和接入网关组成。在感应节点处有识别器对物体进行检索识别,但在远端用户需要监控感应节点信息时就需要接入网关了,网关把收集到的信息通过传输层进行后台处理,到最后提供给用户使用。

2)网络层是对传感器采集的信息进行安全无误的传输,并对收集到的信息进行分析处理,并将结果提供给应用层。网络层要有数据库的存储,可靠地传输数据信息,还具备网络管理等功能。说到底网络层就是对感知数据的管理和处理技术:包括传感器采集的数据的存储、查询、分析,比较、挖掘和智能的处理等技术。把物联网比作一个人的话,网络层可以说是整个物联网的“腰”。网络层是物联网中物物相连的重要组成部分,不仅需要识别数据信息,更能智能化的分析处理多功能平台。

3)应用层是为用户提供丰富的服务功能。用户通过智能终端在应用层上定制需要的服务信息:如查询信息,监控信息、控制信息等。随着物联网的发展,应用层会大大拓展到各行业,给我们带来实实在在的方便。

3 融合无线移动通信技术物联网应用

3.1 无线物联网应用描述

为了方便,人们总习惯用移动的方式与网络连接。无线终端通过无线移动通信网络接入物联网并能实现对目标物体识别,监控和控制等功能,此时的物联网便称之为无线物联网。目前的物联网主要集中在展会区域,通过固定区域放置射频识别器,实现该片区域地智能化,无线物联网还没有真正的大规模的应用。在未来的无线物联网中:

我们利用手机终端访问物联网数据库,查询目标信息。比如利用手机访问特定网址,经过身份验证后,输入产品的电子标签就可以查询所买的超市商品信息。无线物联网也可以用于智能监控,利用手机终端通过通信网络传输可以视频查看目标区域的交通情况,以便选择方便快捷的路线。同样我们可以把该技术用于很多区域:如医院,仓库物流等,实现远程智能监控。另外我们通过无线物联网也可以用手机终端去控制装配有电子标签的家用电器,比如设置空调的开启时间和温度,电视的开启设置等。

由上可以看出,无线物联网的应用能真正给我们带来足不出户的方便,是未来物联网的重点发展方向。

3.2 无线物联网实施模型

根据上述功能,我提出如图4的无线互联网实施模型。

我们可以清楚地看出整个物联网就是外面的大圈,里面的小圈是互联网,智能终端(手机其中一种)通过核心网接入,而物联网上有许多网络节点,如智能监控、信息查询等,这些节点放置了智能传感器,实时的采集目标物体信息(如放在医院和交通路口进行监控,对超市、银行信息查询等)通过网络层进行传输处理,提供给用户需要的信息。

从上可以看出:要让未来的无线物联网做到畅通无阻:首先要能让移动终端能方便快捷的接入和高速的带宽,这些是无线移动通信网重点发展的方向。其次有无处不在的网络节点,放置我们需要的区域,如超市,医院,仓库等,通过这些节点我们能实时的对目标物体进行监控处理。最后是无处不在的互联网,这也是物联网的核,任何物体是靠互联网连在一起的,通过互联网的连接到才能实现远端监控和处理,才能让物体更智能。

参考文献

[1]张传福,彭灿,刘丑中.第三代移动通信技术及其演进[M].北京:人民邮电出版社,2008:344-354.

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[5]沈苏彬,范曲立,宗平,等.物联网的体系结构与相关技术研究[J].南京邮电大学学报,2009,29(6):4-9.

[6]邵威,李莉.感知中国—我国物联网发展路径研究[J].中国科技信息出版社,2009(24).

物联网与无线通信技术 篇2

李少君 08005635

物联网与现代通信

第一章：绪论

第二章：物联网与现代通信的关系

第三章：物联网通信的核心技术

第四章：

第五章：物联网对世界发展的影响

第六章：物联网通信的发展前景

第七章：结束语

学号：x 姓名：x

物联网对当前和下一代网络的影响

物联网与现代通信论文

李少君 08005635

第一章

绪论

1物联网概念

物联网是新一代信息技术的重要组成部分。其英文名称是“The Internet of things”。由此，顾名思义，“物联网就是物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。因此，物联网的定义是通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。2物联网发展的现状及进展

我国发展物联网技术起步较早，目前在标准和技术等方面也具有一定优势。《国家中长期科学与技术发展规划（2006—2020年）》和“新一代宽带移动无线通信网”重大专项中均将“传感网”列入重点研究领域。中科院先后投入了数亿资金用于标准制定、技术开发等工作。目前，我们物联网标准体系已经形成初步框架，向国际标准化组织提交的多项标准提案也已经被采纳，这说明我国在传感领域走在世界前列，正在与德国、美国、英国等一起成为“物联网”国际标物联网与现代通信论文

李少君 08005635 准制度的主导国。

在美国，奥巴马期望利用“智慧地球”来刺激经济，把美国经济带出低谷。其“智慧地球”的核心是指以一种更智慧的方法，利用新一代信息通信技术来改变政府、公司和人们相互交互的方式，以便提高交互的明确性，效率、灵活性和响应速度。通俗地讲，它是新一代IL技术充分运用在各行各业中，即把感应器嵌入和装备到全球每个角落的电网、铁路、桥梁、隧道、公路等各种物体中，并且被普遍连接，形成所谓“物联网”，而后，通过超级计算机和“云计算机”将“物联网”整合起来，人类能以更加精细和动态的方式管理生产和生活，从而达到全球“智慧”状态，最终形成“互联网+物联网=智慧地球”。在此基础上，人类可以更加精细和动态的方式管理生产和生活，达到“智慧”状态，极大地提高资源利用率和生产力水平，应对经济危机，能源危机、环境恶化，从而打造一个“智慧地球”。作为新一轮IT技术革命，“智慧地球”上升为美国的国家战略，被认为是挽救危机，振兴经济，确立竞争优势的关键战略。

在日本，政府出台了数字日本创新项目CT鸠山计划行动大纲，发挥政府引导示范与企业研发推广的合力，启动了物联网的应用。

第二章 物联网与现代通信的关系

物联网是指通信传感设备，按照约定的协议把任何物品物联网与现代通信论文

李少君 08005635 与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位跟踪和管理的一种网络，它是在互联网基础上延伸和扩展的网络。这是2010年《政府工作报告》的定义。通信是物联网的基础之一；物联网是搭建在通信基础之上的应用；现代通信技术为物联网建设提供更先进的通信技术。

第三章 物联网通信的核心技术

物联网核心技术之感知层：传感器技术、射频识别技术、二维码技术、机电系统核心技术之感知层：传感器技术、射频识别技术、二维码技术、微机电系统。1.传感器技术

传感技术同计算机技术与通信技术一起被称为信息技术的三大技术。从仿生学观点，如果把计算机看成处理和识别信息的“大脑”，把通信系统看成传递信息的“神经系统”的话，那么传感器就是“感觉器官”。微型无线传感技术以及以此组件的传感网是物联网感知层的重要技术手段。2.射频识别（RFID）技术射频识别（射频识别）

射频识别（Radio Frequency Identification，简称RFID）是通过无线电信号识别特定目标并读写相关数据的无线通讯技术。在国内，RFID已经在身份证、电子收费系统和物流管理等领域有了广泛应用。

RFID技术市场应用成熟，标签成本低廉，但RFID一般不具备数据采集功能，多用来进行物品的甄别和属性的存物联网与现代通信论文

李少君 08005635 储，且在金属和液体环境下应用受限，RFID技术属于物联网的信息采集层技术。3.微机电系统（MEMS）

微机电系统是指利用大规模集成电路制造工艺，经过微米级加工，得到的集微型传感器、执行器以及信号处理和控制电路、接口电路、通信和电源于一体的微型机电系统。MEMS 技术属于物联网的信息采集层技术。4.GPS技术

GPS技术又称为全球定位系统，是具有海、陆、空全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。GPS作为移动感知技术，是物联网延伸到移动物体采集移动物体信息的重要技术，更是物流智能化、智能交通的重要技术。

物联网核心技术之信息汇聚层：传感网自组网技术、核心技术之信息汇聚层：传感网自组网技术、局域网技术及广域网技术

1.无线传感器网络（WSN）技术

无线传感器网络（Wireless Sensor Network,简称WSN)的基本功能是将一系列空间分散的传感器单元通过自组织的无线网络进行连接，从而将各自采集的数据通过无线网络进行传输汇总，以实现对空间分散范围内的物理或环境状况的协作监控，并根据这些信息进行相应 的分析和处理。物联网与现代通信论文

李少君 08005635 WSN技术贯穿物联网的三个层面，是结合了计算、通信、传感器三项技术的一门新兴技术，具有较大范围、低成本、高密度、灵活布设、实时采集、全天候工作的优势，且对物 联网其他产业具有显著带动作用。2.Wi-Fi Wi-Fi（Wireless Fidelity,无线保真技术）是一种基于接入点（Access Point)的无线网络结构，目前已有一定规模的布设，在部分应用中与传感器相结合。Wi-Fi技术属于物联网的信息汇总层技术。3.GPRS GPRS（General Packet Radio Service,通用分组无线服务)是一种基于GSM移动通信网络的数据服务技术。GPRS技术可以充分利用现有GSM网络，目前在很多领域有广泛应用，在物联网领域也有部分应用。GPRS技术属于物联网的信息汇总层技术。

物联网核心技术之传输层：通信网、互联网、网络、网络、广电网络、核心技术之传输层：通信网、互联网、3G 网络、GPRS 网络、广电网络、NGB 输层 1.通信网

通信网是一种使用交换设备、传输设备，将地理上分散用户终端设备互连起来实现通信 和信息交换的系统。通信物联网与现代通信论文

李少君 08005635 最基本的形式是在点与点之间建立通信系统，但这不能称为通信网，只有将许多的通信系统（传输系统）通过交换系统按一定拓扑结构组合在一起才能称之为通信。也就是说，有了交换系统才能使某一地区内任意两个终端用户相互接续，才能组成通信网。2.3G网络

3G是英文the 3rd Generation的缩写，指第三代移动通信技术。相对第一代模拟制式手 机（1G）和第二代GSM、CDMA等数字手机，第三代手机（3G）是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统。3.GPRS网络

这是一种基于GSM系统的无线分组交换技术，提供端到端的、广域的无线IP连接。通俗的讲，GPRS是一项高速数据处理的科技，方法是以“分组”的形式传送资料到用户手上。虽然GPRS是作为现有GSM网络向第三代移动通信演变的过渡技术，但是它在许多方面都 具有显著的优势。4.广电网络

广电网通常是各地有线电视网络公司（台）负责运营的，通过HFC（光纤+同轴电缆混合网）网向用户提供宽带服务及电视服务网络，宽带可通过CableModem连接到计算机，理 论到户最高速率38M，实际速度要视网络情况而定。物联网与现代通信论文

李少君 08005635 5.NGB广域网络

中国下一代广播电视网（NGB）是以有线电视数字化和移动多媒体广播（CMMB）的成果为基础，以自主创新的“高性能带宽信息网”核心技术为支撑，构建适合我国国情的、三网融合的、有线无线相结合的、全程全网的下一代广播电视网络。

物联网接口、客户管理、核心技术之运营层：专家系统、云计算、核心技术之运营层：专家系统、云计算、API 接口、客户管理、GIS、ERP 1.企业资源计划（ERP）企业资源计划（企业资源计划）

ERP是指建立在信息技术基础上，以系统化的管理思想，为企业决策层及员工提供决 策运行手段的管理平台。ERP 技术属于物联网的信息处理层技术。

2.专家系统（Exper System)专家系统（专家系统）

专家系统是一个含有大量的某个领域专家水平的知识与经验，能够利用人类专家的知识 和经验来处理该领域问题的智能计算机程序系统。属于信息处理层技术。3.云计算

云计算概念间由Google提出的，这是一个美丽的网络应用模式，是指IT基础设施的交付和使用，通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的资源。

第四章 物联网对当前和下一代网络的影响 物联网与现代通信论文

李少君 08005635 互联网的更新换代是一个渐进的过程。虽然学术界对于下一代互联网还没有统一定义，但对其主要特征已达成如下共识：

更大：采用ＩＰｖ６协议，使下一代互联网具有非常巨大的地址空间，网络规模将更大，接入网络的终端种类和数量更多，网络应用更广泛；

更快：１００Ｍ字节／秒以上的端到端高性能通信；

更安全：可进行网络对象识别、身份认证和访问授权，具有数据加密和完整性，实现一个可信任的网络；

更及时：提供组播服务，进行服务质量控制，可开发大规模实时交互应用；

更方便：无处不在的移动和无线通信应用；

更可管理：有序的管理、有效的运营、及时的维护；

更有效：有盈利模式，可创造重大社会效益和经济效益。

第五章：物联网对世界发展的影响

物联网用途广泛，遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、环境监测、老人护理、个人健康、花卉栽培、水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等多个领域。

物联网把新一代IT技术充分运用在各行各业之中，具体地说，就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，然物联网与现代通信论文

李少君 08005635 后将“物联网”与现有的互联网整合起来，实现人类社会与物理系统的整合，在这个整合的网络当中，存在能力超级强大的中心计算机群，能够对整合网络内的人员、机器、设备和基础设施实施实时的管理和控制，在此基础上，人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生活，达到“智慧”状态，提高资源利用率和生产力水平，改善人与自然间的关系。

毫无疑问，如果“物联网”时代来临，人们的日常生活将发生翻天覆地的变化。然而，不谈什么隐私权和辐射问题，单把所有物品都植入识别芯片这一点现在看来还不太现实。人们正走向“物联网”时代，但这个过程可能需要很长的时间。

应用案例

一：物联网传感器产品已率先在上海浦东国际机场防入侵系统中得到应用

系统铺设了3万多个传感节点，覆盖了地面、栅栏和低空探测，可以防止人员的翻越、偷渡、恐怖袭击等攻击性入侵。而就在不久之前，上海世博会也与中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心签下订单，购买防入侵微纳传感网1500万元产品。

二：ZigBee路灯控制系统点亮济南园博园

ZigBee无线路灯照明节能环保技术的应用是此次园博园中的一大亮点。园区所有的功能性照明都采用了ZigBee物联网与现代通信论文

李少君 08005635 无线技术达成的无线路灯控制。

三：智能交通系统(ITS)

是利用现代信息技术为核心，利用先进的通讯、计算机、自动控制、传感器技术，实现对交通的实时控制与指挥管理。交通信息采集被认为是ITS的关键子系统，是发展ITS的基础，成为交通智能化的前提。无论是交通控制还是交通违章管理系统，都涉及交通动态信息的采集，交通动态信息采集也就成为交通智能化的首要任务。

四：首家高铁物联网技术应用中心在苏州投用

我国首家高铁物联网技术应用中心2010年6月18日在苏州科技城投用，该中心将为高铁物联网产业发展提供科技支撑。

高铁物联网作为物联网产业中投资规模最大、市场前景最好的产业之一，正在改变人类的生产和生活方式。据中心工作人员介绍，以往购票、检票的单调方式，将在这里升级为人性化、多样化的新体验。刷卡购票、手机购票、电话购票等新技术的集成使用，让旅客可以摆脱拥挤的车站购票；与地铁类似的检票方式，则可实现持有不同票据旅客的快速通行。

清华易程公司工作人员表示，为应对中国巨大的铁路客运量，该中心研发了目前世界上最大的票务系统，每年可处理30亿人次，而目前全球在用系统的最大极限是5亿人次。物联网与现代通信论文

李少君 08005635

五：国家电网首座220千伏智能变电站

2011年1月3日，国家电网首座220千伏智能变电站――无锡市惠山区西泾变电站日前投入运行，并通过物联网技术建立传感测控网络，实现了真正意义上的“无人值守和巡检”。西泾变电站利用物联网技术，建立传感测控网络，将传统意义上的变电设备“活化”，实现自我感知、判别和决策，从而完成自动控制。完全达到了智能变电站建设的前期预想，设计和建设水平全国领先。

第六章：物联网通信的发展前景

物联网描绘的是充满智能化的世界：当司机出现误操作的时候汽车会自动报警；下雨时，窗户会自动关闭；衣服会“告诉”洗衣机对颜色和水温的要求等。美国权威资讯机构Forrester预测，到2020年，世界上物物互联的业务，跟人与人通信的业务相比，将达到30：1.有研究机构预计10年内物联网就可能大规模普及，这一技术将会发展成为一个上万亿元规模的高科技市场，其产业要比互联网大30倍。

因此，物联网将是继互联网之后又一次给社会、经济各方面带来跨越式发展得技术变革，已引起了各国各领域的密切关注和研究。

然而，物联网研究和开发的机遇更是挑战。联网的发展需要一个宽松的环境以及产业链的共同努力，这样才能实现上下游产业及跨产业的联动，形成产业的联盟，带动整个产物联网与现代通信论文

李少君 08005635 业链，共同推动物联网发展。这就要求我们能够从深层次发现和解决物联网中的关键理论问题、攻克技术难点及将物联网研究和开发的成果应用与实际，则我们就可以再物联网研究和开发的挑战中获得发展得机遇。否则，我们只会在物联网研究和开发上浪费时间和资源，又一次错过了在科学和技术领域发展的机遇。

第七章：结束语

物联网与无线通信技术 篇3

摘要：根据家用燃气表技术现状，提出基于无线网络平台的物联网燃气表技术设想，讨论了物联网燃气表系统方案的技术路线、系统架构、结构原理和技术特点，阐述了计量采集、数据传输、阀门控制和配置与显示等几大功能的要求，并对关键的技术标准和指标参数提出建议。

关键词：天然气；流量表；物联网；远传抄表系统

一、家用燃气表技术现状

燃气流量计是管道天然气企业与用户之间用气量结算的基本工具。家用流量计一般采用膜式燃气表为基表，其机械读数为计量的原始依据，在传统抄表方式中，最簡单的方式是人工上门抄录基表读数，这在人员成本、抄表率、准确率和可控性等方面都存在较大缺点。为此，很多天然气企业逐步在基表上开发应用IC卡预付费表、智能远传表系统能够和自动遥读抄表系统等新的计量设备和技术，取得很大的进步，但是就综合表现以及与现代经济技术条件和社会要求的差距来看，这些设备模式仍然在技术、管理、成本等方面存在不少问题。以最新式的无线智能燃气表为例，其主要不足在于：

1.网络化的建立复杂，需要中继器、集散器等多个中间设备；

2.可以对燃气表进行实时监控，但需要人工干预，且不能实时远程控制阀门；

3.无法做到实时调价；

4.不能实现网上支付；

5.信号稳定性不足，非受控；

6.运行维护成本较高等。

为全面提升气量结算水平，需要对表计技术、抄录方式、结算流程和管理模式等进行系统考虑，并充分运用互联网思维，深入结合方兴未艾的物联网技术，开辟燃气计量技术新模式。其中，物联网燃气表是代表目前技术发展趋势的一项新兴概念，一些天然气供气企业和表计设备厂商开展了研究和试验。本文对基于无线网络平台的物联网燃气表技术进行探讨。

二、物联网燃气表系统方案

1.技术路线

通过采用稳定可靠移动无线网络平台（如移动、联通或电信网络平台），实现燃气表端数据直接传送到后台管理服务中心，实现远程阀门控制、气价实时调整及按需求前后台预付费，实现网上支付，并为燃气运营数据预测提供可靠依据。

2.系统架构

系统由物联网燃气表和燃气运营平台等2大部分组成。在日常使用中，物联网智能燃气表按用户设置要求，定时自动发送表计信息给燃气运营平台的数据服务器，表计信息可以包括：当前流量、累计流量、表计运行状态（如阀门状态、表计事件、电池量等）。通信方式为：表内装置GPRS模块，通过移动互联网或是专用网络直接发送，数据服务器收到指令后返回应答数据，实现双向通讯。用户可以通过网上银行、第三方支付等方式进行实时网络充值。服务器充值成功后，通过短信服务平台将充值成功的信息反馈给用户的手机中。数据服务器中存储的数据可为燃气使用的供销差和用气数据预测提供依据。

三、结构原理和技术特点

物联网燃气表的控制器主要由数据采集（光电转换模块）、液晶显示、阀门控制、移动通讯模块（GPRS）、实时时钟、电源管理模块、报警器接口、功能按钮等模块组成，如下图所示。

图1 控制器结构

其技术特点主要包括：

1.内外磁钢传动。表内采用永久性磁性材料，永不退磁并保证足够的传递扭矩，确保磁性传动的长久性和可靠性。

2.双数据采样方式：双脉冲采样、光电直读采样。其中光电直读采用了透射式光电编码原理，通过红外透射感应并编码，确保读数直接可靠，不与计数器机械接触，仅需瞬间供电且不受磁场干扰。

3.高精度的实时时钟。控制器必须内置高精度实时时钟，为历史数据计算和数据传输控制提供前提。

4.通讯模块采用移动GPRS、联通WCDMA或电信CDMA2000等公共通信网络，确保传输可靠稳定。

5.数据应进行加密封装，确保保密性。

四、功能设计

物联网燃气表的核心功能应包括计量采集、数据传输、阀门控制和配置与显示等几大功能：

1.数据采集和保存。可自动采集机电传感器上的脉冲信号，采用双干簧管的采样方式并防止干扰；历史数据应最少保存连续6个月每天的数据，并且能长期保存，不受低电压、掉电、更换电池等外界干扰影响。

2.数据上传包括定时上传和人工上传2种方式。当表内时钟运行达到系统设置的时间点时自动上传相关实时数据；用户也可以在在任何时间点通过表上的功能按钮激活上传实时数据，并获取相关命令。

传输的数据内容主要包括：表计的通信号（与ID对应）、表计时间、系统版本、流量读数、表内阀门状态、电池电压、信号强度和表技防护状态等。

为避免大批量同时传输的拥塞，可根据ID号划分成若干发送单元，错时（如相隔5分钟）发送。

3.阀门控制。对阀门能进行远程开、关控制和防护是有效实现表计管理的重要前提，其中，通过后台服务系统远程关闭阀门、杜绝用户手动开启，达到解决用户欠费和配合后台预付费功能；后台服务系统发出远程开阀指令后，用户再通过人工按钮触发开阀。

当遇到阀门故障时，阀门未能正常关闭，表计仍然能够保持数据采样和处理，通过内部常置电池仍然能保持数据正常采集。

当表计检测到连续几天不用气、或上传数据不成功则会自动关阀。

当主电池电压低于设定提示值时，显示“电量不足”的字符，并自动发送信息给后台服务系统；如果低于设定关阀值时，应提示后关闭阀门。

4.配置与显示。用户能在线配置通信参数（如IP地址、数据端口等），在线配置数据上传时间（包括以天为周期和以月为周期定时上传）；当表计数据上传时，后台系统自动计算用户的剩余金额并与当时的单价一起返回给表计。

表计液晶处于常显示方式，通过功能按钮，可查看内容包括：剩余金额或气量、气价、表内时间、通信号等。

当剩余金额或气量为零时，系统会以短信形式告知用户，做出关阀处理。当然，在关阀前，企业可以设置一定的提前量或给予一次性透支量，给出提示以方便用户。

五、技术标准和主要指标

1.技术标准。基表应执行膜式煤气表国家标准 GB/T6968-2011 《膜式煤气表》中1.5级表要求进行生产，并根据JJG577-2012《膜式煤气表检定规程》予以检定；同时，遵循JG-T-162-2009《住宅远传抄表系统》、CJ/T188-2004《户用计量仪表数据传输技术条件》和《社区能源计量抄收系统规范 》等标准。

2.主要的指标参数如下：

指标单位参数

公称流量m/h1.62.54

最大流量m/h2.546

最小流量m/h0.0160.0250.04

计量等级级1.5

基本误差限%Qmin≤Q<0.1Qmax时±3，0.1Qmax≤Q≤Qmax时±1.5

最大累计量m99999.999

最大工作压力kPa10

总压力损失Pa≤250

密封性kPa20kPa压力下3min内不泄漏

字轮最小读数dm0.2

使用温度℃-10～+50

工作电压VDC 5.0V～7.0V

工作电流

（平均）mA≤90

采样方式 双干簧管/光电直读

阀门可靠性 连续开关次数不小于10000次

一次抄表成功率 ≥98.5%

数据抄读准确率 ≥99%

参考文献：

[1]戴嗣英.无线抄表技术在燃气行业的应用[J]；上海计量测试；2010年03期

物联网与无线通信技术 篇4

1 物联网与云计算

1.1 物联网技术的分析

物联网作为新型信息组成方式, 其存在依然依托现代网络信息技术, 是信息技术在技术领域的扩展和应用。而物联网技术即是通过GPS、射频识别、激光等手段, 通过相应规则, 达到将物品和互联网相连接, 并进行数据的传输和联系, 最终目的是实现对于追踪目标的准确定位、监控以及准确识别。物联网技术在我国, 仍是一种新兴的网络技术, 但应用范围已十分广泛, 其发展前景不可限量。

1.2 云计算

云计算是指现今的新型计算模式, 主要工作是以服务的形式, 为目标客户提供IT相关的能力。其主要特点有, 用户在提取需要信息时, 对于信息背后的专业技术, 背景知识均无确切了解。而云计算存在于虚拟的网络环境下, 允许用户以抽象前资源的形式, 获取抽象后的网络资源, 将同类资源统一至抽象接口。随着网络技术的不断发展, 各网络服务越来越重视云计算服务的作用。通过云计算服务, 用户体验得到提升, 也强化了数据资源在管理工作中的地位。只有不断整合各类管理方法之间的优点, 才能从根本实现为用户服务的理念。

2 LTE无线通信技术与物联网技术的结合

2.1 LTE无线通信技术

LTE全称为Long Term Evolution, 目前业界较多LTE视为3G向4G升级的新型通信技术, 是过去的2G、3G技术的升级应用。LTE基于OFDM、MIMO等主要技术的基础上, 下载能力卓越。以20MHz的频谱宽带为例, 其下载速度可达上行50Mbps、下行100Mbps。该技术在提供高速下载的同时, 还可解决部分边缘用户系统延迟性高等问题。与过去的通信技术相比, LTE无线通信技术具有先天的技术优势, 适应现今物联网发展的各种要求。

2.2 LTE无线通信技术与物联网技术的结合

现今物联网的主要模式, 包含多种种类的业务, 但是现阶段采用的模型, 由于内存小, 频率高, 容易产生网络资源的浪费问题, 对于信息利用效率低, 这些问题影响着物联网技术的发展。在这种困扰下, LTE通信技术和互联网相整合, 对两种的技术发展, 都具有促进作用。

与传统通信技术相比, LTE无线通信技术作为新兴产物, LTE终端设备对于LTE与物联网技术发展起着十分重要的作用。物联网技术的发展与LTE无线通信技术的发展相辅相成。另外, 物联网技术的应用, 受到信息技术发展的制约, 其信息的类别和数量都在不断扩充, 面临着分析数据量的不断加大。因此, 各类异构网络、多个系统间的数据整合优化, 都在技术层面受到了挑战。如果将解决物联网发展过程中一定会遇到的技术性问题, 都需要我们在技术层面, 将LTE无线通信技术与物联网技术整合, 更好地实现数据处理的高效化、合理化。

从物联网感知角度来看, LTE终端在对LTE天线、LTE射频分别、射频识别和GPS技术进行分析的同时, 还对LTE基带的集成技术整合发挥着重要作用。从物联网网络角度来看, 现今最主要的数据传输技术是2G、3G、WIFI和有限网络。对于LTE的终端建设, 应将无线传感网络为主, 结合LTE无线通信技术的过程进行分析。将异构网络的传输向稳定、快速转变。从物联网应用角度来看, 物联网海量信息的储存和整理, 将海量信息进行提取, 分析等有待实现。对于物联网来说, 云计算正是解决这些难题的重要途径。

由此可见, 解决云计算技术难题、实现LTE无线通讯技术发展瓶颈, 最重要的是实现物联网技术同LTE无线通讯技术的结合。两者的整合, 在提高现有数据安全性的同时, 也大大提高了数据库的可靠性, 同时将互联网服务的便捷性得到最大化发挥。并实现LTE终端与物联网的数据共享。并在最大程度上, 规避信息被盗、黑客入侵等风险。

3 LTE无线通信技术在物联网技术中的应用

LTE无线通信技术和物联网技术的融合过程中, 物联网通过价格传感器、控制器等设备, 以局域网络为渠道, 将传感器累加, 并经过同样的渠道, 连接LTE无线通信, 海量的数据就以局域网为渠道进入LTE无线通信内部, 这个传输过程中, 业务包规模较小, 频率高, 无线网络面临着巨大的挑战。

LTE无线通信技术的工作原理, 是用过OFDM技术, 把巨大的信息传输信道转换为无数个小型信息传输。高速的数据流通过这种方式实现转换, 在此基础上, 通过层二调度器达到对于无线资源的管理, 将业务包通过LTE无线通信技术转换成功。另外, 由于LTE无线通信技术主要为被动释放, 不能实现对没有检测到的信息实行主动对链路释放, 除了在接收入网信息时, 或是以其他方式通知核心网络后, 这一功能才能发挥作用。

从核心网层面出发, 看待LTE无线通信技术与物联网的结合在物联网上的具体使用。无线通信设备诸如手机, 是人们交换数据、传播信息的主要工具, 各项信息通过手机交换之后, 建立无线承载十分必要, 这时将通过NAS将主要数据往核心网传输。在传输中, 通过建立QCI无线承载, 达到信息传送的目的。在这些数据交换和信息传输的过程中, LTE系统也不会通过核心网络, 激活并主动释放功能, 而在收到了接入网信息的前提下, 或UE接收到NAS消息通知后, 才会释放核心网。从接入网角度出发, 参考核心网的QCI参数设置, 将新接入网络的参数规范设置, 将用户数据传输资源共享, 能最大化利用资源配置, 实现配置效率的提高。

4 结论

综上所述, 时代和科学水平的进步发展, 都推动着当今互联网技术的发展。也凸显出LTE无线通信技术在信息技术中的地位。对此, 要不断适应当今社会发展的需求, 不断完善LTE技术的发展, 使得LTE无限通信技术向标准化、规范化转变。互联网条件下, LTE无线通信技术和物联网技术的结合, 不仅推动着信息技术的进步, 也是两者实现技术创新的重要推动力。

摘要：随着网络信息技术的快速发展, LTE无线通信技术也已经成为现代技术中科学技术发展的重要标志, 从物联网角度来看, 将LTE无线通信技术与物联网的发展整合, 对二者发展都有着十分重要的意义, 本文就将在阐述物联网和云计算概念的基础上, 系统阐述LTE无线通信技术和物联网技术结合的现状。

关键词：LTE无线通信技术,物联网技术,云计算

参考文献

[1]李昊, 胡兴.LTE无线通信技术与物联网技术的结合与发展[J].邮电设计技术, 2012, 1:21-24.

[2]李鹏程.试析LTE无线通信技术与物联网技术的结合[J].科技视界, 2015, 8:66, 167.

物联网与无线通信技术 篇5

物联网是新一代信息技术的重要组成部分，是继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮.物联网发展的核心是应用创新，而以用户体验为核心的创新是物联网发展的重中之重.着手于“全球眼”网络视频监控系统、车联网应用系统这两大具有代表性的基于移动互联网的物联网应用，以提升物联网用户感知为目标，针对物联网应用的无线性能展开分析，并建立多维度的系统模型，同时通过优化手段提升物联网应用网络接入和传输环节的可靠性、即时性和安全性.

0 引 言

物联网(Internet of Things)是通过光学识别、射频识别技术、传感器、全球定位系统等新一代信息技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，通过各类可能的网络接入，实现物与物、物与人的泛在链接，实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理.物联网是通过智能感知、识别技术与普适计算、泛在网络的融合应用，被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮.

近年来，中国电信紧紧把握住物联网蓬勃发展和行业信息化需求日趋旺盛的市场机遇，定位于“智能管道的主导者”，掌握着物联网中至关重要的网络接入和网络传输环节.物联网应用网络接入和传输过程的机制和质量，直接影响到应用的可靠性、即时性、安全性.

在上海电信现网中，已通过CDMA、EVDO移动网络技术承载了包括“全球眼”网络视频监控系统、车联网应用系统、电力远程抄表等一批具有代表性的物联网应用.本文作者将针对“全球眼”网络视频监控系统、车联网应用系统这两项代表性业务，进行系统模型建立、无线性能分析、业务优化、跟踪保障等方面内容的阐述.

1 “全球眼”网络视频监控系统

“全球眼”网络视频监控系统，是由中国电信推出的一项完全基于宽带网的图像远程监控、传输、存储、管理的增值业务.该业务系统利用中国电信无处不达的网络，将分散、独立的图像采集点进行联网，实现跨区域、全国范围内的统一监控、统一存储、统一管理、资源共享，为各行业的管理决策者提供一种全新、直观、扩大视觉和听觉范围的管理工具，提高其工作绩效.同时，通过二次应用开发，为各行业的资源再利用提供了手段.

全球眼在现有基于宽带的全球眼应用组网方式的基础上，客户只需在内部成员CDMA的手机终端上安装全球眼-无线视频监控业务客户端，即可通过无线网络接入全球眼应用系统，实时浏览授权监控的资源图像.

系统结构图如图1所示：

1.1 系统模型分析

本文作者将从这些采样终端的1X及EV-DO数据业务连接特性、流量特性、短信特性和地理分布特性等方面，详细分析并建立“全球眼”网络视频监控系统的话务模型.

这些终端发起的EV-DO数据连接中，约54%的连接时长为10～11 s，12%连接时长大于15 s，按每次EV-DO连接的时长划分的连接次数图2所示;这些1X数据业务连接中，9%的连接时长为0～1 s，11%的连接时长为4～5 s，23%的连接时长大于2 min，每次1X连接的时长划分的连接次数图3所示：

在这些终端发起的EV-DO数据业务中，52%的连接间隔为4～5 s，故判断该系统可能存在心跳机制，而这些用户的1X数据连接及短信间隔均无明显规律，图4为EVDO连接间隔分布情况.

根据EV-DO话单中存在RLP层数据流量字段，故在此统计EV-DO连接的流量情况，图5为EV-DO连接前反向流量情况：

根据统计得出，在全球眼终端的EV-DO数据业务连接中，前反向流量均有91%在1～4KB间，可能为系统心跳机制所产生的流量.同时根据24 h流量分布，发现反向总流量远大于前向流量，且这些上传数据在时间轴上并非均匀分布.

“全球眼”系统模型如表1所示：

1.2 性能分析

根据采样的22个终端的EV-DO话单分析，这些终端的EV-DO数据业务连接的CFC(中断类型)分布如图6，性能指标见表2.

1.3 优化及跟踪

根据“全球眼”网络视频监控系统的系统模型和性能分析，发现：

1.“全球眼”用户群体采样产生的每日EV-DO平均连接次数达到27014次，远高于每日平均连接次数为1673次的1X连接;在系统的EV-DO连接中，有91%的连接为以5 s为间隔、10 s连接时长、2～4 KB的心跳包连接;

2.连接次数在时间和空间上较为平均，连接流量则在每个时段有较大差异;

3.移动全球眼系统EV-DO性能正常，1X性能指标则低于全网平均水平，可能为用户在覆盖较差地区下切至1X所产生的的连接.

为改善“全球眼”网络视频监控系统的网络接入性能，针对其高EV-DO连接次数、心跳包频繁的问题，针对“全球眼”应用的EV-DO连接机制进行了优化.

1.4 取得成果

通过无线性能跟踪，发现“全球眼”网络视频监控系统产生在优化前的EV-DO连接次数远大于1X连接，并存在以5 s为间隔、10 s连接时长、2～4KB的心跳包.连接次数在时间和空间上较为平均，连接流量则在每个时段有较大差异.移动全球眼系统EV-DO性能正常，1X性能指标低于全网平均水平，可能为用户在覆盖较差地区下切至1X所产生的的连接.优化前的“全球眼”系统存在高连接次数、心跳包频繁的问题，在影响用户使用感知的同时造成了网络资源的浪费.

将该系统的EV-DO连接机制优化之后，通过跟踪3个优化后终端号码的无线性能，发现系统连接次数明显减少，且不存在心跳机制，在提升用户使用感知的同时，达到了节能低耗、节约网络资源的目标.

通过继续深入研究，发现现网在用的其他“全球眼”系统应用终端话务模型和优化前的相同，从多方面因素判断其心跳机制可能同时受终端厂商的影响，需与终端厂商协同优化，继续提升“全球眼”网络视频监控系统的网络接入性能.

2 车联网应用系统

车联网是中国电信的另一项代表性物联网应用.车联网通过在车辆上装载电子标签，经由无线射频等识别技术，实现在信息网络平台上对所有车辆的属性信息和静、动态信息进行提取和有效利用，并根据不同的功能需求对所有车辆的运行状态进行有效的`监管和提供综合业务.而这一系统的传输载体就是CDMA网络.

2.1 系统模型分析

车联网应用系统模型与车联网应用系统性能如表3，4所示.

作者将从这些采样终端号码的EV-DO数据业务的连接特性、流量特性和地理分布特性详细分析“万周线”车联网系统的话务模型.

按每连接时长划分的连接次数如图8所示，按每连接间隔划分的连接次数如图9所示：

根据图9分析得出，车联网应用的EV-DO数据连接以AT发起为主，超过73%的连接时长为3～4 s，超过58%的连接间隔为9～11 s，故判断存在心跳机制.

按每连接流量划分的连接次数如图10所示：

根据图10分析得出，在这些DO数据连接中，超过90%的连接流量小于1KB，判断为车联网系统的心跳包流量.

2.2 性能分析

根据采样的27个终端的DO话单分析，这些终端的DO连接的CFC(中断类型)分布如图10所示，性能数据见表5：

通过以上数据分析得出，车联网系统的EV-DO性能正常，各项指标均达到CDMA网络的平均水平.

2.3 优化及跟踪

根据车联网应用的系统模型和性能分析，发现：

1.车联网用户群体采样产生的每日EV-DO平均连接次数为5713次，并存在以10 s为间隔、4 s连接时长、1KB以下的心跳包;

2.车联网系统的连接主要出现在每日5：00～22：00点的工作时间，连接次数在每日7：00～9：00和16：00～18：00上下班时段达到最高峰;地理上主要分布在徐汇区和浦东新区;

3.车联网应用的EV-DO性能正常，达到CDMA网络的平均水平.

综合考虑车联网应用的网络接入环节，其同样存在高EV-DO连接次数、多心跳包机制的问题，然而，车联网应用具有地域性和即时性特性，需频繁向服务器汇报所在位置来提供车联网应用相关服务.也就是说，车联网应用的高EV-DO连接次数和多心跳包机制是必要的非冗余的，不能取消或规避它的这种特性.

因此，针对车联网应用的业务优化应聚焦在它的网络接入性能上，车联网的EV-DO性能正常，各项指标均达到CDMA网络的平均水平.

2.4 取得成果

针对车联网这类具有地域性和即时性、存在必要的频繁心跳包的特殊物联网应用，为提升电信物联网应用服务水平，将业务优化的重心从减少EV-DO连接次数、降低心跳包频率转移至提升无线性能上，并通过定期建立多维度话务模型，对车联网应用的无线性能进行跟踪保障.

3 结 论

现今，物联网相关技术已经广泛应用于交通、物流、工业、农业、医疗、卫生、安防、家居、旅游、军事等二十多个领域，专家预计在未来3年内中国物联网产业将在智能电网、智能家居、数字城市、智能医疗、车用传感器等领域率先普及.

物联网技术进展与应用研究 篇6

关键词：物联网技术；关键技术；应用状况

中图分类号：TP391.44

在互联网技术不断发展基础上形成的新一代物联网技术，对人们的生产活动和日常生活带来很大的影响。物联网技术的发展和应用为计算机信息技术领域带来了新的动力，创造了新的发展机遇，具有极高的研究和应用价值。近年来，各国相继加大了对物联网技术的研究力度，制订了相关的物联网发展计划，将物联网技术的研发列为国家重点产业之一，起到拉动经济增长的关键作用。

1 物联网概述

物联网技术的初步形成始于1999年“自动识别中心”概念的提出，将物联网技术定义为所有的事物都能通过网络的形式发生互联，通過信息传感设备，按约定的协议实现人与人、人与物、物与物全面互联的网络，其主要特征是通过射频识别、传感器等方式获取物理世界的各种信息，结合互联网、移动通信网等网络进行信息的传送与交互，采用智能计算技术对信息进行分析处理，从而提高对物质世界的感知能力，实现智能化的决策和控制。此后，众多学者展开了大量的研究，先进科学技术的不断发展，物联网的内涵定义也在不断变化，逐渐获得补充和完善。

日本于2004年建立并实施的以泛在网络社会为目标的u-Japan计划，为人与人、物体等事物的相互连接网络的研究奠定了基础。物联网概念的正式确立是在2005年举办的世界信息峰会上，在互联网报告中对物联网关键应用技术进行分析和概述，使得物联网技术得到普遍的推广，使世界网络技术的应用进入一个新的发展阶段[1]。2008与欧洲展开的“物联网2008”大大扩展了物联网技术的应用范围，对其中设计的理念和技术进行更新，并在2009年将物联网技术作为新一代的信息技术，从而促进科学技术的进一步发展。目前，物联网技术应用成为战略性的新兴产业，在物流、交通和电力等多个领域的市场规模逐渐扩大，具有极好的市场效益。

2 物联网技术进展

关于物联网关键应用技术，在国际电信联盟中已经明确定义，主要包括无线传感技术、无线射频识别技术、纳米技术和智能技术四种关键技术。

2.1 无线传感技术

在物联网应用范围逐渐扩大的过程中，无线传感技术也逐渐受到人们的关注，该技术能够形成无线传感器网络（WSN），并在此基础上将数字世界及物理世界进行高效的连接。监测区域内分布着众多的传感器节点，这些传感器节点共同构成了无线传感器网络，在这个环境下能够对区域内的信息进行采集、感知和一系列的处理工作。

无线传感技术是一种关键的物联网应用技术，当前研究的重点即为传感器节点的定位。根据当前主要的发展和应用状况，可以将无线传感器网络的定位技术划分为基于达到时间差、基于达到时间、基于达到角度和基于接收信号强度指示四种类型[2]。

2.2 无线射频识别技术

无线射频识别技术（RFID）指的是一种借助无线射频识别技术，能够对目标对象进行自动化识别，并得到有关信息。天线、阅读器和标签是构成无线射频识别技术的三个重要部分，该技术的应用环境非常广泛，适应性较强。识别速度快、标签多样化、可以同互联网技术进行有机整合是无线射频识别技术最显著的特点，该技术具有显著的优势，将全球信息共享变为现实。

针对无线射频识别技术的应用，已经积累了众多的研究经验，取得了显著的成果，有关学者构建了网络模型，利用无线射频识别技术，在无需人工操作的情况下对物品进行跟踪，端口安全性有效改善。此外，还有一些学者设置了物联网资源寻址的应用结构模型及层次模型，利用相关实验整证实了模型的可行性、有效性，为进一步的研究提供了充足、可靠的理论依据[3]。

2.3 纳米技术和智能技术

纳米技术包括纳米材料体系物理学、纳米电子学、纳米力学、纳米材料学及纳米化学等众多学科，主要的研究内容就是结构尺寸为0.1纳米到100纳米的材料性质及应用状况，使得体积较小的物体能够在物联网环境中连接、交互。而作为物联网技术的关键技术，智能技术主要利用物体智能系统植入方式，将智能性赋予相关的物体，并同使用者进行被动/主动的交流互动，从而实现最终的目的。这两种技术在物联网中的应用，采取嵌入式的途径，加强更小的物体之间的互联，提升了物联网的性能，优化网络边界信息处理能力。

3 物联网技术应用研究

目前，物联网技术已经得到广泛的应用，但尚未形成一个统一的定义，对物联网的概念定义方面仍存在很多不同的观点。就物联网技术在我国的发展状况来看，物联网的应用主要基于互联网基础形成的网络，遵循一定的协议，借助相关信息传感技术实现互联网及不同事物的连接，将事物、人之间的通信、信息交换变为现实，具备监控、定位、智能化识别及管理等多种功能的网络技术。

3.1 食品农业领域中物联网的应用

食品安全问题是社会关注的焦点，对广大人民的身体健康有很大的影响，将物联网应用于食品农业领域成为社会发展的必然需求，是强化食品农业生产、流通监控力度的重要途径，为食品安全提供技术保障[4]。物联网不仅可以检测出食品生产中存在的有害物质，通过安全监理模型，更好的综合评估食品安全性，在安全监督机制的管理下，还可以完成对食品的整个流通过程的管理，降低了风险。

3.2 物流领域中物联网的应用

物流是物联网最先应用的一个领域，对促进第三方利润这一行业的发展起到关键性的作用。不同学者在物流领域中物联网的应用进行综述，一些学者针对无线射频识别技术在物流领域中的安全应用问题展开论述，指出该技术能够有效提升应用安全性，有利于物流行业的进步；还有一些学者从第三方综合物流、快运业务模式及物流信息系统角度入手，探究了无线射频识别技术在不同方面的应用模型，深入分析了该技术在仓促管理系统发挥的作用和工作流程[5]。此外，还研究了获取产品信息、产品识别这两大物流入库管理问题，将物联网同无线射频识别技术结合起来，构建了在物联网环境下的入库管理体系，提高了产品入库的管理工作的效率。

3.3 公安装备领域中物联网的应用

我国警用装备种类多、数量大、价值高，装备储备库通常分布在全国各地，统一管理难度较大。在一系列重大事件中，都暴露出我国警用装备管理存在诸多问题。目前，以公安应急装备物资为切入点，运用物联网技术开发建设了警用装备智能管理物联网系统，以实现对警用装备的全过程可视化动态智能管理，增强我国警用装备统筹管理能力和资源共享程度，切实提高一线应对复杂治安形势、维护社会稳定的能力。

4 结束语

目前物联网技术的发展及应用备受人们的关注，是网络技术的热点研究课题之一，不断研制出新的应用技术，使得物联网技术的应用范围逐渐扩大，在不同领域中均占据着极高的地位，发展前景十分广阔。但在良好的发展机遇下，物联网的发展也存在一定的挑战，存在物联网具体定义不够准确和统一、无线射频识别技术标签成本投入较大、物联网国际标准没有明确的确立及物联网应用安全性不高等问题，这些都影响着及物联网功能的充分发挥。因此，在未来的发展过程中，还需进行深层次的研究，发挥政府的引导和支持力量，加大专项研究力度，更好的推动物联网的发展，为社会的进步做贡献。

参考文献：

[1]沈苏彬，范曲立，宗平，毛燕琴，黄维.物联网的体系结构与相关技术研究[J].南京邮电大学学报（自然科学版），2009（06）.

[2]孔文.让物联网务实的技术与应用[J].集成电路应用，2011（10）.

[3]李航，陈后金.物联网的关键技术及其应用前景[J].中国科技论坛，2011（01）.

[4]朱洪波，杨龙祥，于全.物联网的技术思想与应用策略研究[J].通信学报，2010（11）.

[5]刘楷华，李雄.物联网应用现状及发展机遇[J].电脑知识与技术，2011（05）.

物联网无线通信技术标准对比 篇7

IrDA的不足在于它是一种视距传输, 2个相互通信的设备之间必须对准, 中间不能被其他物体阻隔, 因而只适用于2台 (非多台) 设备之间的连接。

Bluetooth是1998年5月, 东芝、爱立信、IBM、Intel和诺基亚共同提出该技术标准。它能够在10米的半径范围内实现单点对多点的无线数据和声音传输, 数据传输带宽可达1Mbps。Bluetooth工作在全球开放的2.4GHz ISM频段, 使用跳频频谱扩展技术, 通信介质为2.402GHz到2.480GHz的电磁波。一台Bluetooth设备可同时与七台Bluetooth设备建立连接, 在有效范围内可越过障碍物进行连接, 没有特别的通信视角和方向要求。此外, Bluetooth还具备功耗低、通信安全性好、支持语音传输、组网简单等特点。

但Bluetooth同时存在植入成本高、通信对象少、通信速率较低和技术不够成熟的问题, 它的发展与普及尚需经过市场的磨炼, 其自身的技术也有待于不断完善和提高。

802.11Wi-Fi (Wireless Fidelity) 即无线保真技术是另一种目前流行的技术。它使用的是2.4GHz附近的频段。Wi-Fi基于IEEE802.11a、IEEE802.11b、IEEE802.11g和IEEE802.11n。不仅传输的有效距离很长, 而且速率还高达上百兆, 与各种802.11DSSS设备兼容。目前最新的交换机能把Wi-Fi无线网络从接近100米的通信距离扩大到约6.5公里。另外, 使用Wi-Fi的门槛较低。厂商只要在机场、车站、咖啡店、图书馆等人员较密集的地方设置“热点”, 并通过高速线路即可接入因特网。

紫蜂 (Zig Bee) 技术, 新一代的无线传感器网络将采用802.15.4 (Zig.Bee) 协议。Zig Bee是一种供廉价的固定、便携或移动设备使用的极低复杂度、成本和功耗的低速率无线连接技术, 主要适合于自动控制和远程控制领域, 可以嵌入在各种设备中, 同时支持地理定位功能。

Zigbee技术的特点主要有:

(1) 低速率

Zig Bee工作在20～250kbps的较低速率, 分别提供250kbps (2.4GHz) 、40kbps (915MHz1) 和20kbps (868MHz) I～原始数据吞吐率, 满足低速率传输数据的应用需求。

(2) 低时延

Zig Bee的响应速度较快, 一般从睡眠转入工作状态只需15ms节点连接进入网络只需30ms, 进一步节省了电能。相比较, 蓝牙需要-10s, Wi—Fi则需要3s。

(3) 低功耗、实现简单

设备可以在电池的驱动下运行数月甚至数年。低功耗意味着较高的可靠性和可维护性, 更适合体积小的大量日常应用。

(4) 低成本

对用户来说, 低成本意味着较低的设备费用、安装费用和维护费用。Zig Bee设备可以在标准电池供电的条件下 (低成本) -r作, 而不需要任何重换电池或充电操作 (低成本、易安装) 。

(5) 网络容量高

Zig Bee通过使用IEEE 802.15.4标准的PHY和MAC层, 支持几乎任意数目的设备, 这对于大规模传感器阵列和控制尤其重要。

Zig Bee技术的应用范围非常广泛, 其中包括智能建筑、军事领域、工业自动化、医疗设备、智能家居及各种监察系统等。Zig Bee技术弥补了低成本、低功耗和低速率无线通信市场的空缺, 其成功的关键在于丰富而便捷的应用, 而不是技术本身。

RFID (Radio Frequency Identification) , 即射频识别, 俗称电子标签。它是一种非接触式的自动识别技术, 通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。RFID由标签 (Tag) 、解读器 (Reader) 和天线 (Antenna) 三个基本要素组成。其基本工作原理并不复杂, 标签进入磁场后, 接收解读器发出的射频信号, 凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息 (Passive Tag, 无源标签或被动标签) , 或者主动发送某一频率的信号 (Active Tag, 有源标签或主动标签) 。解读器读取信息并解码后, 送至中央信息系统进行有关数据处理。

RFID可被广泛应用于安全防伪、工商业自动化、财产保护、物流业、车辆跟踪、停车场和高速公路的不停车收费系统等。从行业上讲, RFID将渗透到包括汽车、医药、食品、交通运输、能源、军工、动物管理以及人事管理等各个领域。然而, 由于成本、标准等问题的局限, RFID技术和应用环境还很不成熟。主要表现在:制造技术较为复杂, 智能标签的生产成本相对过高;标准尚未统一, 最大的市场尚无法启动;应用环境和解决方案还不够成熟, 安全性将接受很大考验。

UWB (Ultra Wideband) 即超宽带技术。UWB起源于20世纪50年代末, 此前主要作为军事技术在雷达等通信设备中使用。随着无线通信的飞速发展, 人们对高速无线通信提出了更高的要求, 超宽带技术又被重新提出, 并备受关注。与当前流行的短距离无线通信技术相比, UWB具有巨大的数据传输速率优势, 在无线通信方面的创新性和利益性已引起了全球业界的关注。可以说, 低成本、低功耗、高速率、简单有效的UWB通信正是人类所期望的梦幻般的无线通信方式。

物联网与无线通信技术 篇8

在“享全球无线技术演进,促中国物联网产业升级”的主题下,本届大会旨在通过分享全球最先进的无线协议,将无线技术的深度应用延展到新能源、汽车、安防、医疗、教育、金融等在内的不同行业,广泛应用于包括绿色农业、工业监控、公共安全、城市管理、远程医疗、智能家居、智能交通、环境监测等在内的重要领域。助力中国物联网产业的升级与繁衍。同时,本届大会的国际性、权威性与泛行业性也再次肯定了BII TMT的品牌号召力与影响力。

跨行业支持,最权威无线盛会

此次大会是在国家战略性新兴产业确立的大背景下召开的。作为国内唯一的年度性国际无线技术盛会,通过分享全球最先进的无线技术,汇聚了全球最富活力的包括IETF、IEEE、ETSI、CCSA、CESI、绿色ICT联盟、蓝牙技术联盟、Wi-Fi联盟、ZigBee联盟、NFC论坛、IPSO联盟、WiGig联盟、闪联、优联网等在内的多家权威技术标准组织和产业联盟,助力中国物联网产业的升级与繁衍。大会作为一个权威平台,围绕无线技术发展、部署,投资和行业应用等热点话题,积极探讨未来产业运营模式、产品创新、技术创新以及无线技术与物联网的相互融合,推动中国乃至全球产业的蓬勃发展。

无线技术,物联网发展的源动力

国务院出台了关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定,到2020年,节能环保、新一代信息技术等产业作为国民经济的先导产业和支柱产业,将成为未来十年中国经济发展的亮点。战略性新兴产业是以重大技术突破和重大发展需求为基础,对经济社会全局和长远发展具有重大引领带动作用,同时具备知识技术密集、物质资源消耗少、成长潜力大、综合效益好等特点。

物联网与无线通信技术 篇9

蓝牙技术 联盟品牌 与开发者 市场高级 总监柯瑞 德在近日 举办的蓝 牙4 . 2新闻发布 会上指出 : “ 蓝牙市场 处于爆发性 成长当中 。 消费者期 待的物联 网世界能 够通过蓝 牙把一切 连接起来。 预计到2018年,超过96%的手机都将成为Bluetooth Smart Ready设备。 ”

蓝 牙 技 术 联 盟 品 牌 与 开 发 者 市 场 高 级 总 监 柯 瑞 德

此次发布 的蓝牙核 心规格4.2版本 , 主要更新 项目包括 隐私权限 保护的改 善与速度 的提升 , 同时一个 支持IP连接的配 置文件也 即将通过 核准 。 推出蓝牙4.2版本的主 要目的 , 是让Bluetooth Smart继续成为 连接生活 中各种事 物的最佳 解决方案 。 除了规格 本身的升 级 , 还有支持IPv6蓝牙应用 的新配置 文件 (IPSP), 将为设备 连网开启 全新领域 。

实现物联网

4 . 2版本能让Bluetooth Smart传感器得 以通过IPv6/6Lo WPAN直接接入 互联网 。 通过IP连接 , 就能利用 既有IP基础架构 来管理Bluetooth Smart边缘设备 。 对同时具 备个人与 广域管控 需求的互 联家庭使 用情境而 言 , 这是非常 理想的做 法 。

隐私安全

蓝牙4.2版本导入 了业界领 先的隐私 权限设置 , 在降低能 耗的同时 , 新的蓝牙 规格提供 政府级的 信息安全 保障 。 新增的隐 私权限功 能让控制 权重回消 费者手中 , 窃听者将 难以通过 蓝牙联机 追踪设备 。

速度提升

蓝牙4.2版本能提 升Bluetooth Smart设备间数 据传输的 速度与可 靠性 。 由于Bluetooth Smart封包容量 增加 , 设备之间 的数据传 输速度可 较蓝牙4.1版本提升2.5倍 。

物联网与无线通信技术 篇10

1 无线通信传输层协议研究的现实情况

与以往的通信方式相比, 无线通信在快速部署和便捷接入上具有很大的优势, 但是其主要阻碍在于信道的可靠性较低, 在某些特殊场景中具有较高的延迟率和丢包率, 利用无线网络传输层协议能够实现数据传输的可靠性。节点会以相对较低的速度进行转移, 一旦检测到有数据丢失现象, 它还会对数据进行备份。其在传输过程中, 中间节点还会为接收到的报文进行缓存处理, 通过多次重复手段成功接受报文, 即RBC协议具有多重ACK机制。据此可以证明, 上述两协议适用于两节点之间直接相连的传输情况, 从智能终端到户内网关和数据融合中实现有效接入。因此, 我们可以针对自组织结构对无线通信网络进行设计, 并实现协议的高效传输。

为无线传感器网络专门设计的TCP协议的应用是基于SACK报文依照传输路径回溯给源节点的主要手段。它能够对回溯传播路径的节点做检查, 但是它会延长数据的传送时长, 并造成流量的增多, 导致无线网络传输负载过重的问题, 造成网络的拥堵, 引起连接吞吐量的急剧下降。对此, 我们一定要提高数据的完整性, 不断提高系统传输的实效性, 对传输层动态机制设置保障。

2 动态附加传输通道保障机制的描述

物联网无线通信传输机制会出现传输层数据堵塞的现象, 进而导致丢包加速递增。如果当前的数据传输连接通道为S (V0, VDAPi) , V0作为数据的源节点, 那么VDAPi则是汇聚目的的节点, 它可以通过任意一个DAP汇聚点与AMI系统接入。一旦to传输时刻出现拥堵现象, 那么其节点也会通过自检手段发现源数据, 使其逐步累积, 并开始丢弃, 直到拥堵点后向节点在未拆除区域同源数据的消失为止。此时, 节点Vi和Vj就可以对连接通道堵塞的情况进行单独分析, 从而快速启动多代理动态附加通道保障制度。

物联网无线通信传输层动态通道保障机制主要采用的是漂白技术, 节点Vi和Vj会沿着以往的传输通道回溯到向源和目的节点之中, S (V0, Vi) 以红色着色, S (Vj, VDAPi) 则为蓝色, 并将其定义为永久色, 不会出现褪色现象。然后, 代理Ag-Red再从Vi出发, Ag-blu则从另一端出发, 沿着自身的复合量数据进行探究, 选取最佳的附加通道。想要实现通道传输的高质量特性, 避免出现抖动, 使其性能达到最佳, 代理器在整个传送的过程中一定要保证好复合量度, 并由残余带宽进行接收, 将具体公式运算到其中:

物联网无线通信传输层动态通道保障机制还运用了二类代理器, 使其与二类通道成功建立了保证DSTC算法较高成功率的手段, 并进一步分析了该算法的时间复杂情况。通过两级嵌套过程的建立, 避免节点出现多次访问现象。

3 系统结构分析和数学模型的建立

物联网无线通信传输层动态通道保障机制的有效保证一定要以系统结构的精准分析和数学模型的建立为基础, 与传统的电力系统相比, 智能电网能够实现可再生资源的合理利用, 也是解决能源危机的有效对策。如果AMI系统延伸到用户侧, 系统会对通信组网提出更高的要求。具体而言, 包括对大规模组网要求的提升以及AMI数据抄收、负荷控制、信息发布等的高要求。

物联网无线通信传输层动态通信保障机制的运用不是简单地过程, 构建能量测系统网络框架, 对智能家居电能实施监测、控制智能电表和DAPS中断, 组成系统图形就成为了必然之举。它能够实现智能电网高级测量, 使无线通信长度持续延伸, 直到“最后一公里”。

根据上述模型, 我们也不难发现具有通信功能的智能家电可以实施抽象化, 将其转化为物联网中的数据源节点, 利用多极化结构将用户所需的信息传送至相应的系统。此外, 还能够构建新的结构模型, 周期监测数据, 找到建筑阻隔和节点通信能力的不同, 实现通信模式的异构。

4 结束语

总而言之, 电能交换系统的运行状态和电网运营模式最终是由用户侧用电需求以及实时用电量的质量决定的, 必须保证其接入的可靠性。以无线通信传输多址接入技术为基础的物联网体系, 能够有效提升接入效率, 实现智能终端灵活接入AMI系统。但是, 其在通信量出现负载情况的时候则较为容易出现中断现象, 丢包和重传率都会有所增多, 成为技术难点所在。对此, 该文就采用多代理器协同技术对动态附加传输通道实施保障, 找到代理器工作的最佳方案, 完成附加通道的更换建立, 并做好仿真验证工作, 从传输层面提高物联网通信信息的完整性。

参考文献

[1]孟凡振.用于物联网无线节点的780MHz CMOS超低功耗接收机设计[D].电子科技大学, 2013.

[2]薛卫强.基于物联网的无线环境监测系统设计与软件的实现[D].燕山大学, 2013.

物联网技术的特点与应用 篇11

关键词：物联网技术；特点；应用

中图分类号：TP391.44

物联网起源于20世纪末期，它主要是使物品与物品间建立联系，然后对物品的信息进行浏览、收集、存储、计算、处理，进而实现对物品的操作和控制。物联网技术是将计算机技术、电子技术、互联网技术、信息技术相结合起来的综合系统，它可以使人们轻松的对信息、物品进行管理操作，也使人们的生产和生活方式有了很大的改善。物联网技术的应用领域非常广泛，因为它不会受时间、地域的限制。

1 物联网的技术架构

要想了解物联网技术的特点就必须要先了解物联网的技术架构，物联网的技术架构中隐含着物联网技术的特点，物联网的技术架构由四部分组成，分别为感知识别层、网络构建层、管理层、应用层。

1.1 感知识别层

感知识别层由不同型号、不同功能的传感器组成，这些传感器不会受时间、地域的限制，可以随意的安装在任何需要安装的地方，感知识别层是物联网技术的核心，主要用来对物品的信息进行收集，为后期的信息处理和对物品进行控制打下良好的基础。其关键技术包括射频识别技术、无线传感器等。近年来，随着科学技术的发展，人们还可以通过智能手机、笔记本电脑、平板电脑等随时随地的对信息进行浏览，还可以作为终端设配收集信息，这也间接的体现了物联网技术收集信息方式的多样性。

1.2 网络构建层

网络构建层就是将感知识别层收集到的信息传入到互联网中，网络构建层的主要核心部分是互联网，由许多不同类型的网络组成，通信网络、广电网络有时会起辅助作用。感知识别层的各传感器可以及时把收集到的信息传送到不同类型的网络中，并通过云计算平台对收集到的信息进行计算，从而作出相应的判断或操作。因为互联网中有许多异构的网络，在物联网技术接入的过程中，就要考虑这些异构网络间的融合和协同。存在的异构大体分为五种，分别为网络组成方式的异构、无线接入的异构性、终端异构、频谱资源异构、运营管理异构。只有将这些网络异构合理的接入，物联网技术才会发挥其作用。

1.3 管理层

物联网技术的管理层是将信息有效的、安全的组织起来，但这一前提是必须要有强大的计算技术和存储平台的支持。管理层的主要特点就是“智能化”。因为它具有大量的、可靠的数据，通过运筹学理论、数据挖掘技术、机器学习基础、专家系统等智能化的技术建立的智能的应用平台。但管理层存在的问题就是信息的安全性，这一点是物联网技术在推广过程中需要注意和解决的问题。

1.4 应用层

物联网技术的应用层就是将物联网技术与各领域技术相结合，使物联网技术的作用得以发挥，通过物联网技术改变各领域的生产、生活方式，应用层还包含了物联网的各种终端设备，人们可以通过这些设备随时随地的浏览物联网中的信息。在应用层中其关键的技术就是要根据具体需求、现实环境选择相应的感知技术、信息处理技术、组网技术等。

2 物联网技术的特点

2.1 物联网技术具有识别与通信的特点

物联网虽然是在互联网的基础上建立起来的，但与互联网还是存在着很大的差异，物联网的对象是物品，物联网的组成包含不同类型的传感器，不同类型的传感器所收集到信息的格式和内容也会有所差异，而且收集到的信息都是实时的，这就要求要及时的对所收集到的信息进行更新。

2.2 物联网技术具有智能化的特点

物联网实施的最终目的是可以通过智能化平台对相关设备进行自动化控制，物联网是将传感器与智能化的信息处理技术相结合，通过对收集到的信息进行计算，再利用各种关键技术，对相关管理和操作进行控制，进而满足不同用户的不同需求，这些控制是不受时间和地域的限制的，这样就达到了用户智能化操作的目的。

2.3 物联网技术具有互联网的特点

互联网的使用就是通过网络间的各种协议来实现的。传感器收集到的信息就是通过互联网进行传输的，为保证信息传输的质量，就需要对互联网各种协议很好的进行支持。

3 物联网技术的应用

物联网技术的应用领域非常广泛，涉及到政府办公、医疗、粮食、军事、交通、农业、林业、智能电网和物流等各个方面，并在这些方面都发挥了举足轻重的作用。

3.1 物联网技术在交通中的应用

物联网在交通中的应用主要表现就是用来缓解交通压力，对交通灯控制系统进行智能化控制。首先在道路上的交通灯设施安装传感器，在道路的两端也安装传感器，道路两端的传感器主要是用来收集车辆的信息，计算车辆的数量、车辆的速度和车辆的流速等。当等待车辆的数量达到最大限定值时，传感器就会将信息通过无线网络传送给交通灯控制系统，系统接到信息后，对信息进行计算和判断，判断是否需要延时或减少红绿灯的时间，如需要，就会将信息通过互联网发送给交通灯控制系统，交通灯控制系统会根据反馈的信息自动延长或减少红绿灯的时间，所延长的时间都是预先设定好的，这样就缓解了交通灯压力，减小了交通堵塞的现象，这就是物联网技术的一种表现，通过传感器收集信息，并将信息通过无线网络输入和输入，然后根据判断做出相应的操作，进而提高了工作效率。

3.2 物联网技术在物流运输、管理、配送中的应用

物联网技术在物流的运输、物流的存储、物流配送的过程中都将发挥很好的作用。在物流运输的过程中，物联网技术结合了全球定位技术、地理信息技术、传感网络技术、移动通讯技术等，首先在运输车辆中安装全球定位系统、地理信息系统的传感器、移动通讯设备。这样营销商和用户就可以准确的了解车辆的位置。还要在运输物品的车厢内安装传感器，利用传感网络技术，营销商可以准确的了解物品温度、湿度等。还可以对物品的质量进行监测。这样就保证了所运输货物的质量，例如，当运输车中的温度、湿度降低或升高，传感器就会将信息通过无线信息技术及时的传送给营销商，营销商得到信息后就会对车内的温度、湿度进行控制。在对物品的存储过程中可以通过物联网技术、射频技术和条形码技术对具有集装性的物品进行存储。在物品中贴入条形码，并在物品托盘中加入电子标签，托盘上放入同一品种同一数量的物品，当整盘物品出入库时，阅读器对多个托盘进行读取，这样就加快了商品进出库的速度。当不满一托盘时，就要用条码技术对物品进行扫描。在物品运输的过程中，会借助交通诱导系统了解交通信息，交通诱导系统是交通控制系统、物联网技术、信息技术结合的产物，使车辆与交通系统建立联系，通过无线网络和客户终端互通信息，司机可以及时的了解道路信息，交通系统为用户制定最佳的行车路线，这样就可以使物品及时的送到客户手中。

4 结束语

综上所述，了解了物联网技术是时代的必然产物，它的应用推动了经济的发展，它使各行业间不再独立，而是将它们紧密的联系在了一起，相互协调、相互发展。其智能化的特点改善了人们的生活，但也存在许多不足，物联网在未来的发展中还有待完善，相信在不久的将来，物联网技术会成为引领时代的技术。

参考文献：

[1]孙其博，刘杰，黎羴，范春晓，孙娟娟.物联网：概念、架构与关键技术研究综述[J].北京邮电大学学报，2010（03）：103-105.

[2]杨晓宗.无线传感器网络中基于地理信息的能量有效路由算法研究[D].湖南：湖南大学，2006（03）：106-108.

[3]任秀丽，于海斌.基于ZigBee 技术的无线传感网的安全分析[J].计算机科学，2006（10）：111-113.

作者简介：王雪茹（1982-），女，讲师，硕士研究生，主要研究方向：人工智能。

物联网与无线通信技术 篇12

众所周知, 植物的生长离不开光照。而目前我国大部分地区雾霾天气较多, 光照时间和强度不断下降。光照不足导致的后果就是植物的光合作用受到抑制, 在植物的育苗生长期导致植物根系生长弱, 影响苗的移栽成活率, 从而影响商品苗的质量和经济价值。

本项目所设计的无线植物LED光照系统能够在植物生长的不同周期给予植物所需的光照补充, 提高植物育苗的质量和移栽成活率, 提高植物的在开花结果阶段的生长和成熟速度, 对于提高作物花卉等经济型植物的质量和经济效益具有重要的意义。

二、相关技术简介

本项目的研究主要采用了Zigbee技术, 串口通信技术, Java Android技术, 下面对这三项技术做简要介绍。

Zig Bee技术:IEEE.802.15.4无线协议下开发出的网络协议, 频段免费, 可靠性高, 构成的网络拓扑结构强。选择Zig Bee技术作为本项目的通信标准主要考虑了光照系统环境和主控机房之间通信的特点。

串口通讯技术:通过数据信号线、地线、控制线等, 按位进行传输数据的一种通讯方式。这种通信方式使用的数据线少, 在远距离通信中可以节约通信成本。

Java Android技术:Java语言属于面向对象的高级语言, 可移植性比其他高级语言强, 更加方便Android应用程序的开发。

三、基于LED的彩色光源设计

光照在作物生长中占据主导地位, 尤其是植物在育苗、生长、开花结果的不同阶段, 对于光照的要求是有差异的, 主要体现在对光谱不同分量的配比要求上。

目前市场上植物光照系统所采用的材料主要是荧光灯, 高压钠灯, 日光色镝灯等, 这些光源存在能耗高, 效率低, 热光源也会引起温度的升高, 不利于作物的生长等缺陷。尤其最主要的是这些光照系统颜色单一, 不能实现光谱的调节。

本项目所设计的无线智能光照系统, 采用LED光源, 电光转换效率高, 能耗低, 特别是能够实现光谱分量的不同比例调节, 能够针对不同作物在不同生长阶段提供不同的光照, 真正实现植物生长的精准控制。本项目所设计的LED彩色光源如图1所示。

四、远程无线传输技术研究

本项目所涉及的数据远程传输包括基于Zigbee的局部区域数据无线传输和基于4G网络的远程数据无线传输, 能够实现所有数据及控制信号的可靠的无线传送。

本项目在实际研发中选择CC2530芯片作为研发的核心微处理器。CC2530提供了一个强大的Zig Bee远程控制解决方案, 因此, 在CC2530上开发自己的应用更加方便。但是目前多数计算机都已经没有串口电路, 而CC2530在进行信号传输时, 需要串口通信。因此, 本项目采用USB转RS232的方式来解决串口通信问题。远程数据传输集成模块如图2所示。

五、远程控制软件开发

本项目在控制软件方面开发了Windows和Android两个版本, 应对不同的市场需要。

本项目所设计的无线智能植物LED光照系统已经在苏州农业职业技术学院, 太仓市现代农业园区得到应用, 取得了良好的效果, 如图3和图4所示。

参考文献

[1]许伟.基于ZigB ee和3G网络的茶园监测系统设计与实现.福建农林大学[D].2016.

[2]彭志兵.基于ZigB ee无线传感器网络的田间数据采集拥塞缓解方法研究[D].内蒙古大学, 2016.

[3]李道亮.农业物联网导论.科学出版社[M].2012.