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相关文献指出,网络编码技术是将接收到的信息在转发节点进行重新编码,生成新的信息之后再转发出去,而相关信息接收点在已知译码算法的情况下对接收到的信息进行分析,很快得出经过编码后的信息内容。网络编码技术将来自多个信号源的信息在中间节点进行网络编码的方法明显区别于传统的将接收到的信息进行原封不动的储存和转发,不同点主要体现在其吞吐量的大小上。经过网络编码技术处理后的信息吞吐量明显多于传统的信息吞吐量,这样可以大大节省网络资源。网络编码主要在于解决如何将单源或多源到单点或多点的极限问题,尽可能的充分运用网络资源,产生最大的信息吞吐量。网络编码主要作用于中继节点,可以通过对中继节点信号的处理方法对网络编码进行分类,主要的两种物理层的网络编码类型为:模拟的网络编码和数字的网络编码。模拟的网络编码根据放大转发型的中继节点而来,源节点的信息互相交会在两个时隙中完成,在两个源节点消除干扰后,通过译码进行调节,最后得到想要的数据。数字的网络编码根据解码转发型的中继节点而来,源节点的信息互相交会在三个时隙内完成,两个源节点在接到信息后,先消除自干扰,最后进行译码调解后得到想要的数据。
2.网络编码在无线通信系统中的应用
(1)网络编码应用于无线自组织网络
用物理层和网络层来平衡供需是无线自组织网络中的重要战略,主要是利用网络的编码技术对路由算法进行优化,从而增加无线自组织网络的吞吐量。网络编码技术的运用增加了无线通信网络的成本,并使得无线通信更加复杂,因此良好的传输方案是提高网络信息吞吐量和降低无线通信技术复杂性的重要因素。根据相关文献,该作者将通信的链路分类为信宿节点链路和中间节点。由于中间节点经常接收来自各个信息源的信息,采用网络编码技术,增加信息的吞吐量,节约网络资源。信宿节点处在通信过程的末端,只需要采用传统的路由策略,降低无线通信技术的复杂性,节省网络成本。
(2)网络编码应用于无线传感网络
将网络编码用于无线传感网络中,通过将通信节点资源结合起来,能够加强通信网络的安全性。传感器的网络主要包含的是数据,通信节点通常能够接受到很多不同的信号,这样便可以采用网络编码技术。网络编码技术在无线传感网络中主要是在中继节点选择独立的编码系数,对接收到的信息进行相关的计算,再将运算之后的结果传播出来。在信宿节点上,主要是在知道编码节点在线性编码时使用的编码的系数之后,对需要的信息进行解码,得出想要的数据。
(3)网络编码应用于认知性无线网络
在认知性无线网络中,主要需要注意的问题在于解决主要用户和次要用户的无线通信网络资源的共享问题。其要求是,在无线通信的过程中,必须要保证在不影响主要用户的无线网络通信性能的前提下,为次要用户提供最好的通信性能。因此,在认知性的无线网络中,各节点必须进行充分的合作,合理整合信息从而充分提高通信性能,提高通信效率。网络编码技术恰好能够用于协调编码,在认知性无线网络中,不仅可以增加信息的吞吐量,节约网络资源,又可以避免干扰主要用户的通信质量,对认知无线网络的发展具有重要作用。
3.结语
论文摘要:随着油田的开发,偏远油区的数据监控、视频监控在油田的安全生产、管理中发挥着重要作用,而无线通讯技术的应用已逐渐成为各种监控系统的主要链路方式。本文对目前广泛应用的几种无线通讯技术的进行简单介绍,分析偏远油区的地理环境及生产环境对无线通讯技术应用的影响。并对应用无线网桥技术进行的平台视频监控项目中的成功应用做简单介绍。
1引言
在油田偏远油区生产过程中,对相关生产参数及油井视频进行远程监控对偏远油井的安全生产起着至关重要的作用。但由于偏远油区装置远离油田总部,应用有线的通讯方式,施工困难且周期长、灵活性差。而无线通讯方式由于其建立物理链路简单易行,成本低,可以根据现场需求及时调整项目方案,灵活性好,系统的功能扩展方便,因此特别适合偏远油区对通信链路的要求。
2常用的无线通讯技术
目前在油田现场广泛应用的无线通讯技术主要有GPRS/CDMA、数传电台、扩频微波、无线网桥及卫星通信、短波通信技术等。
其中GPRS和CDMA技术中国移动和中国联通公司的主营数据传输业务,在数据传输方面有着很强的优势,即信号覆盖范围广。对于陆上油田生产区域基本完全覆盖。但由于海上油田地理位置特殊,远离陆地的基站,因此很多海上生产平台还无法为GPRS/CDMA信号完全覆盖。此外经过测试,GPRS的平均速率为20kbit/s~40kbit/s,CDMA的平均速率为80kbit/s~100kbit/s,可以满足传输小数据量的生产数据要求,但无法满足大数据量的信号(例如视频信号)远程无线传输。虽然有利用CDMA技术进行视频信号传输的案例,但效果并不理想。
数字电台用于点对点或点对多点的工作环境,能够提供标准RS-232接口,可直接与计算机、RTU、PLC等数据终端连接,实现透明传输。数传电台的传输速率从1200~19.2Kbit,传输距离20~50公里。具有抗干扰能力强、接收灵敏度高等特点。数传电台技术比较成熟,标准统一,一直以来广泛用于油田的数据遥测/数据采集与监控(SCADA)项目中。但随着GPRS/CDMA技术的日渐成熟,相应的设备价格的降低,使得在很多应用场合中数传电台被GPRS/CDMA所取代。但同时,数传电台的相关技术也在不断发展,智能化、网络化、高带宽的数传电台也不断涌现。结合数传电台误码率低、信道可靠的特点,数传电台必将成为海上油田通信技术应用的可靠选择。
扩频微波和无线网桥技术是近几年兴起的一门数据传输技术。扩频微波最大优点在于较强的抗干扰能力,以及保密、多址、组网、抗多径等,同时具有传输距离远、覆盖面广等特点,特别适合野外联网应用。而无线网桥是无线射频技术和传统的有线网桥技术相结合的产物。无线网桥是为使用无线(微波)进行远距离数据传输的点对点网间互联而设计。它是一种在链路层实现LAN互联的存储转发设备,可用于固定数字设备与其他固定数字设备之间的远距离(可达50km)、高速(可达百Mbps)无线组网。这两项技术都可以用来传输对带宽要求相当高的视频监控等大数据量信号传输业务。
例如,对于远离陆地且无法进行中继的海上平台,通讯链路只能通过卫星通信和短波通讯。其中卫星通信范围大,只要卫星发射的波束覆盖进行的范围均可进行通信。不易受陆地灾害影响,建设速度快,易于实现广播和多址通信等等优点。但其运行费用相对昂贵,且系统维护要求高。短波通讯以往只在军事通信、专业通信、业余通信中发挥着极为重要的作用,因其传输速率低、噪声大,电离层反射天波为主,通常不能稳定的使用固定频率工作等缺点,因此在其他领域已慢慢淡出人们的视线。尽管短波通信存在一些缺陷,但对于海上油田而言,短波通讯作为可靠性高、覆盖区域广的通信方式,用于海上平台的紧急通信及小数据量传输应该是一个比较好的选择。
3环境因素对技术应用的影响
偏远油区的环境因素以以海上油田最为特殊。海上油田除了考虑信道带宽,传输数率,传输距离,发射功率,天线要求等通信设备本身的技术参数外,在应用无线通讯技术的过程中,还必须全面地考虑海上平特的地理环境与地理条件对无线通信技术应用的影响。
3.1对信号传输的影响
可以通过选取性能好的设备或应用抗干扰措施以减少甚至避免干扰。但无线通信过程中的信号衰落问题则是普遍存在的,而且是不可避免的。由于海上油田远离陆地,与陆地之间的广阔的海域、多变的气候使得在陆上应用效果很好的技术在海上应用时没有了用武之地。
微波在空间传播中将受到大气效应和地面效应的影响,导致接受机接受的电平随着时间的变化而不断起伏变化,我们把这种现象称为衰落。从衰落的物理因素来看,可以分成以下几类:吸收衰落、雨雾衰落、K型衰落、波导型衰落、闪烁衰落等等。在各种衰落因素中,吸收衰落、雨雾衰落及K型衰落对海上油田的无线通信应用影响较大。
3.2对技术应用的影响
各项通信技术在海上油田应用中还存在的另外一个问题就是其独特的现场环境。海上平台一般空间狭小,还要考虑海上多风,平台最高点一般较低的特点。
首先是对天线安装的限制。海上微波通信受地形地貌影响,相同的通信距离要求两端天线的高度更高。对于卫星通信、扩频微波、短波通信等天线体积较大的应用,由于海上风力较大,抗风性的要求也使得设备在小平台的安装变得十分困难。
此外,对于无人值守的平台,设备必须具有高可靠性、可自动维护、参数远程设置等功能。而对于卫星通信、短波通信等要求平台上配备专业管理操作人员进行设备的管理维护,这一特点也为技术的应用带来一定的限制。
4无线网桥技术在海上平台视频监控中的应用
在实际的现场应用中,我们选取了基于5.8G无线网桥设备进行了现场应用测试。测试地点为浅海油井,测试内容为4路视频监控图像的传输。该系统具体解决方案是利用摩托罗拉Canopy5.8G无线网桥建立通信链路。在平台一侧首先通过视频服务器将模拟视频信号转化为可在网络传输的IP数据流,之后由无线网桥将信号传输到陆地端。陆地端一侧通过无线网桥进行接收后由视频监控服务器处理后,对视频信号进行录像存储及Web。相关用户可依据相应权限在局域网内进行视频图像的浏览、录像等操作。
系统通讯链路建立后,可远端对设备参数进行设置,设备维护方便。监控视频图像清晰、连贯,满足监控要求。从系统的链路冗余可以看出本次测试的应用距离已接近5.8G无线网桥技术在海上应用的最远距离。从系统的稳定性出发,在更远一些的类似应用中应谨慎选择这项技术。
蓝牙计划基本上是一个无线传输的计划,不需要透过实质线路,在一定的距离范围内,可以传输可观的资料量,当然这种无线传输并不像行动电话那样数十公里内皆可传达,而是数十至数百公尺内的短距离无线传输。此外可传输的装置不限于手机,只要有装设蓝牙收发模块的装置都可以使用蓝牙传输,眼前的构想即是让其它的行动装置都可以使用蓝牙传输,包括PDA、笔记型计算机、车用装置等等。蓝牙计划的发起,主要是1998年5月,由Ericsson(爱立信,瑞典)、Intel(英特尔,美国)、NOKIA(诺基亚,芬兰)、IBM(国际商务机器,美国)、TOSHIBA(东芝,日本)等五家公司,共同组织一个“特别参与组织(SIG,SpecialInterestGrou)”称为BluetoothSIG,以此组织来制定一套短距离的无线传送、接收的技术规格。
二、浅谈蓝牙技术
蓝牙计划虽是1998年开始,但是蓝牙的技术根基却来自1997年制订完成的无线局域网络通讯协议:IEEE-802.11。
蓝牙基本上也是运用射频(RF)方式进行无线通讯,至于使用的频带范围,则是使用2.45GHz,这个无线电频带是全世界共同开放、不受法令限制的频带,举凡工业、科学、医疗(ISM,Industrial/Scientific/Medical)、甚至微波炉等都是使用2.45GHz的频带。
由于这个频带被广泛使用了,那么使用此频带进行通讯,绝对是很容易收到干扰的,因此蓝牙规格被设计成可跳频通讯,能够在一秒钟内进行1,600次的跳频动作,此这样的动作避免其它通讯的干扰。由于每秒1,600次的快速跳频,这也使得蓝牙无线收发的数据封包不能太长,否则不能满足如此频繁的跳频次数,所以蓝牙短封包、快速跳频的特性,也使其无线传输能抗干扰、更稳定通信。
蓝牙规格已经正式公布v1.0版,规格方面算是踏出成熟的第一步,接下来就是商品化、投入实际制造的阶段。而要让蓝牙迅速普及,就是在既有的用途装置上,追加设计蓝牙功能即可,以节省开发时间与成本,为此蓝牙射频模块就成为非常重要的一项零组件。
蓝牙射频模块一方面要够便宜,才可能快速普及,另一方面也要够小巧,才能适用于所有的需求装置上,目前专家推估射频模块的成本必须低于5美元才能普及,而各家公司也正加紧将射频模块设计地更精小、更便宜中。
三、蓝牙技术的应用
蓝牙由于具有1-2Mbps、10-100公尺的无线通讯能力,因此蓝牙技术可以舒缓若干问题,例如可以直接利用蓝牙的高速数据传输率来传输语音,等于是把蓝牙通讯当成无线电话的功能。
另外对于小公司、小环境等,也可以省去布设实质线路的成本,以及后续线路维护的困扰。还有蓝牙可以指定隔绝与通行的通信功能,也等于可以建立无线的LAN环境、小族群通讯环境。
四、蓝牙技术的展望
(一)蓝牙收发话器对健康的好处。由于手机有高功率的电磁波,据报导证实电磁波会对人体造成伤害,所以有了蓝牙,你将可以把一个小小的蓝牙附件装在你的大哥大,然后把收发话器戴在你的耳朵(由于蓝牙应用的是低功率,所以不会对人体有任何伤害)。准备好了以后,你就把你的大哥大放在口袋里讲电话,不必把电话紧贴的脸,甚至按下收发话器上的按钮就可以直接接听来电。
(二)比一般传统式红外线传输更快,且不用对准两个传输端口成一直线。蓝牙科技在传输方面的好处就是,它能够允许两个装置,在不排成一直线的状态下,还能够以无线的方式传送数据。不像红外线传输最大的缺点是,你必须对准两个传输端口成一直线才有办法传送数据。蓝牙传输甚至无视于墙壁、口袋、或公文包的存在而可以顺利进行。蓝牙的数据传输速度比红外线传输还要快,每秒钟高达1MB
(三)手表可自动对时间,无线下载Mp3。只要将来手表有内建蓝牙且有Mp3拨放功能,这样一来将可自动设定为标准时间,且可很方便的随时从计算机传输歌曲。
(四)其它还有很多很多,只要现在是要接线的,都有可能会被蓝牙所应用。蓝牙技术一旦普及,相信对通讯方式、产品设计、生活方式等都会有巨幅的冲击,甚至很难想象冲击的程度。不过就现阶段而言,蓝牙可能带来的便利却是可以想象的,各位可以想象家里安装一个蓝牙收发基地台,家中的计算机、电话、传真机都不用实际接线,就可以互通或连外。在公司内外务人员赶时间,只要在蓝牙收发范围内都可以传送数据,例如咖啡厅、车站等都可以。此外仓库的盘点盘查,只要带个PDA,仓库内设有蓝牙基地台,马上可以跟全省各地的仓库进行盘点加总,当然,蓝牙基地台后面有接往Internet,或是以公司专线,或VPN方式连接。另外数字相机拍完的相片,只要接近笔记型计算机就可以回传,省去记忆卡的插拔,既有计算机外设装置也都可以无线化,无线打印机、无线键盘、鼠标、摇杆。还有家中、公司都设有蓝牙基地台,则一支具有蓝牙功能的手机,在家就可以跟居家无线电话一样使用,而且是付居家电话费,在公司则变成自己的办公分机,公司替您付电话费,而在外出时就跟一般行动手机一样使用,这样真正落实一人一机终生用的理想,这种方式也被人称为三合一电话,即是居家、办公、行动电话三者合一。
五、结束语
蓝牙技术一定会飞速发展,但仍然有一些应用的细节问题需要解决,如相邻设备之间为防止信息误传和被截取,必须要用户提前设置对应频段等,严重影响蓝牙技术产品面市的速度。但相信随着一个不断完善的发展过程,蓝牙技术会为我们的未来家居和办公带来不仅仅是方便一点的革命。
参考文献:
[1]NathanJ.MullerBluetoothDemystified(影印本).人民邮电出版社。
[2]金纯,许光辰,孙睿.蓝牙技术.电子工业出版社。
[3]井雅,徐晓东,吕志虎.蓝牙协议模型及应用.现代通信技术,2001.3。
【关键词】物联网 课程 教学实践 应用能力
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1006-9682(2012)06-0063-02
一、引 言
物联网(Internet of Things,IOT)又称传感网,指的是将无处不在的末端设备和设施,包括具备“内在智能”的传感器、移动终端、工业系统、楼控系统、视频监控系统和“外在使能”的各种资产、携带智能终端的个人与车辆等,通过各种无线或有线的通讯网络实现互联互通,从而提供安全可控乃至个性化的实时监控、定位溯源、报警联动、远程控制、安全防范等管理和服务功能,实现任何智能物体间的“管、控、营”一体化。物联网是继计算机、互联网和移动通信之后的又一次信息产业的革命性发展。目前物联网被正式列为国家重点发展的战略性新兴产业之一。物联网产业具有产业链长、涉及多个产业群的特点,其应用范围几乎覆盖了各行各业。并且随着科学技术的不断发展,物联网技术将催生新的产业,形成新的经济增长点,其发展前景十分可观。鉴于此,2010年8月,教育部审批通过了35所高校获批开设物联网相关专业,新设专业将自2011年开始招生。在2011年,又有27所高校设置的“物联网”专业通过了教育部的审批。
二、教学实践与教学方法的初步探索
笔者所在的大学还未申报物联网专业,但与物联网技术相关的支撑专业门类比较齐全,如信息与通信工程、电子科学技术、计算机科学与技术、控制工程及测控技术及仪器等专业。基于此,笔者在2011年连续两个学期开设了物联网技术导论的公选课,学生选课非常踊跃,170人的选课规模每次都爆满,从这可以看出当前本科生对物联网等新生技术具有非常强的学习欲望。针对物联网技术的特点,在现有教学技术的基础上,对教学方案进行了初步探索。
1.合理选择教材
笔者结合选课学生的特点:不仅有理工科学生,还有社会科学类学生,选择了周洪波博士所编写的《物联网技术、应用、标准和商业模式》一书。此书以通俗易懂的方式,指导学生了解物联网世界,且不需要较强的专业背景,适应不同专业的学生。
2.严格修订教学大纲,合理安排教学内容。
教学大纲不仅是进行教学内容及进度的依据,也是考试考查的依据,更是教学质量评估的依据。一个好的教学大纲,非常有利于教学质量的提高。在教学内容上,首先讲述物联网产业的发展与机遇,让同学们明白物联网技术无论是在经济、生活以及国家战略上都有非常重要的前景。让同学们掌握互联网、物联网以及它们的区别与联系,并了解基于四大技术的物联网支柱产业群,分别为RFID从业人员、传感网从业人员、M2M人群以及工业信息化人群;其次,着重讲述物联网产业链,即Device、Connect以及Manage(DCM)三层系统,或者也可称之为感知层、网络层和应用层。让学生了解物联网的通讯与连接,包括短距离无线通讯技术、长距离无线通讯技术、短距离有线通讯技术和长距离有线通讯技术。在物联网应用方面,通过物联网在城市市政管理、农业园林、医疗保健、智能楼宇和交通运输等方面和同学们进行交流和探讨。并通过介绍各种传感器的原理与技术,让同学们对整个物联网系统有更进一步的了解。
3.教学方法和教学互动
物联网是个实用性很强、发展前景很广的技术。将来物联网会发展到什么程度,对人类的科技和生活会产生什么影响,都是一个未知数。因而在教学过程中,笔者非常注意和学生互动,让同学们发挥自己的想象力,尽量去描绘50年,甚至100年后因物联网的存在,人们的生活所发生的翻天覆地的变化。在上课过程中,笔者既有讲述的环节,有和学生互动的环节,更有让学生分组讨论的环节。笔者希望此课程是个开放的课程,学生不仅能学到知识,更能发挥自己的主观能动性。同时,通过运用多媒体等途径来呈现物联网所存在的问题和发展前景,请同学们利用已有知识,并发挥自己的想象尝试提出解决方案,设置悬念,然后抓住重点、热点作深入分析,最后上升为理论知识。从而使课程生动形象,对错分明,环环相扣,印象深刻,气氛活跃。当然,这种讲课方式有一个前提,那就是建立在师生间平等、相互理解的基础上。这种授课方式,就是师生间的相互沟通,实现这种沟通,理解是基础,也即心灵交融,才能实现交往、沟通。
4.考核方式
为了适应物联网技术应用型人才培养目标的要求,笔者在考核方式上突出强调学生对物联网技术的基本概念掌握和发展前景设想,同时考查学生的论文写作能力,从而实现对学习过程的督促与考核,客观完整地评价学生的学习效果。在考核的评价标准上学生的成绩由学生上课过程中的讨论报告、出勤率和最终课程论文三个部分组成。其中讨论报告占20%,出勤率占20%,最终课程论文占60%。这种考核方式既能让学生进一步了解物联网技术,又能发挥学生的想象力和主动性,并能让学生初步掌握科技论文的写作格式和写作方法。
三、结束语
物联网是一个新兴的产业和技术,笔者依据物联网专业的特点,结合我校应用型人才的培养目标,从物联网专业设置的现状、教学内容、教学方法和考核方式等方面进行了初步的探讨。经过几个学期的教学探索,摸清了教学规律,优化了教学过程,改进了教学方法,使学生具有合理的知识结构,理论与实践相结合,从而具有解决实际问题的能力、开放的思维和协作能力,能够畅想未来,把握经济、社会和科学发展的大趋势,以适应社会经济和本科生教育信息化发展的需要,成为能够适应21世纪新挑战的复合型高端人才。
参考文献
1 周洪波.物联网技术、应用、标准和商业模式[M].北京:电子工业出版社,2010
2 康晓慧、罗霄凤、张梅等.植物病理学方向研究生教学改革与探索[J].安徽农业科学,2012(2):1225~1227
3 张玉梅.物联网在高校中的应用前景分析[J].学术研究,2011(10):82~83
论文关键词:车辆实时动态监控系统,邮件揽投,车辆管理
1、引言
现阶段,邮政EMS的邮件揽投和车辆管理依然是粗放式生产和管理,无法和国外大型快递公司进行竞争,现代科学技术并没有引入其中,采用的仍是传统的生产模式和管理方法,管理没有精细化,缺乏先进的生产技术和管理经验。就此,笔者将车辆实时动态监控系统引入EMS邮件揽投和车辆管理中。
随着无线通信技术和计算机技术的发展,为各个行业中交通物流的管理提供了新的技术手段,从而可以有效提高现有的行业管理与服务效率,GPS车辆监控系统充分利用了现代科学技术的最新成果,综合利用计算机网络、全球卫星定位(GPS)、无线通信、地理信息系统(GIS)等多学科的前沿技术,与行业的应用特点紧密结合,提供基于GPS位置服务的车辆监控管理平台。
车辆实时动态监控系统是以GPS车载导航技术为依托,针对现场特点而开发的系统。GPS车载导航技术由GPS、地理信息系统及无线通信技术构成。GPS接收机接收GPS卫星的导航信号,获取运动体的实时位置;无线通信技术把运动体的实时位置及附加信息传送到监控中心;地理信息系统(GIS)则把计算机技术、图形技术、数据库技术融合于一体,在调度中心对监控物体的空间位置及用户赋予的属性信息进行管理、显示和分析,达到实时动态监控的目的。
这一技术又称为智能交通(ITS),如把该技术应用于中国邮政EMS揽投中,将增强EMS揽收和投递能力,降低人力资源的管控成本,提高企业管理水平,避免车辆的闲置,让其得到充分使用,对保障车辆安全都能起到积极作用。
2、EMS车辆管理现状
2.1、揽投工作
每天早上各个揽投部将邮件派揽给各个揽投员,让其进行投递。揽投人员对邮件派投以后,把投递局留存联交给收班人员,收班人员再依次把妥投信息录入微机,邮件的实际妥投状态和上网查询的妥投信息至少存在半天的时差。而顺丰快递,在邮件妥投以后,就能即时地将相应的妥投信息传递到网络平台上,供客户查询,为企业赢得美誉度。
2.2、车辆归集
每天下午在邮件揽投工作结束以后,EMS车辆必须停在指定的地点,进行归集。但是有部分揽投人员在收班以后,对车辆并没有进行归集,收班后印有EMS标识的车在大街上随处可见,直接导致部分车辆油耗量较大,并带来安全隐患。
3、EMS车辆实时动态监控系统介绍
将车辆实时动态监控系统引入EMS中,可对邮件揽收和投递生产过程进行可视化管理,同时将EMS车辆纳入信息化管理,对人、车、物进行有序地调度管理,保证EMS安全、快捷生产。GPS车辆监控系统一方面利用GPRSCDMA等信道,将车辆的位置信息、报警信息和服务信息实时传送到监控系统; GPS监控平台是车辆监控系统的核心,提供GPS信息的采集、格式转换与分发服务,响应用户的各种命令请求,提供数据库应用与存储服务,完成用户身份识别与安全控制。它包括:用户服务(UAS)、派发中心(EGF)、数据库应用服务器(DAS)、通讯接口(CI)及系统信息管理(MIS)软件包等。
各监控分中心根据相应权限安装监控端,通过INTER网络接入GPS车辆监控系统,也可通过专线方式接入。为保证系统的安全性,可在客户服务器上加上防火墙以保证系统不受外部侵入和损害。
GPS综合服务平台是车辆调度服务中心的核心,提供GPS信息的采集、格式转换与分发服务,响应用户的各种命令请求,提供数据库应用与存储服务,完成用户身份识别与安全控制。它包括:用户服务(UAS)、派发中心(EGF)、数据库应用服务器(DAS)、通讯接口(CI)及系统信息管理(MIS)软件包等。系统采用模块化设计,运行平台为UNIXLINUXWINDOWS操作系统,数据库采用目前最流行最稳定的ORACLE数据库。GPS综合服务平台与各种车载终端相连接的接口为独立的通信接口(CI),可以实现专网终端、公网终端并网运行,并可以任意扩充终端种类,无需修改服务程序。其另一个重要部分是GPS专用GIS控件,专注于快速、形象、生动的显示GPS信息。在每一个模块快速、高效、稳定运行的基础上,各模块间可实现无缝连接,完成不同监控应用;不同GPS移动单元,不同通讯方式在同一个系统上的统一运行。
由于GPS定位派发的特殊性,要求系统能够尽可能快地将GPS定位数据分发到不同的监控端,而丢失一两个定位数据是可以容忍的。在应用中,监控用户向系统发出的登录、呼车、车辆控制等命令相对有限,而网络中最大流量的数据是GPS定位数据包,所以系统间各个部分之间相连采用TCP/IP网络,并大量采用UDP协议传输数据。由于UDP是无连接传输,系统开销小,适合于大数据量的传输,而对于系统中命令的传输,采用命令确认机制,使保证命令正确传输,这样使系统以最高的效率转发GPS定位数据包,同时能够保证命令信息的正确传输。
由于科技发展的日新月异,特别是无线通讯发展迅速,而GPS定位派发系统要与无线通讯系统连接,所以系统的可扩展性也影响到了系统的使用,只有方便升级和扩展的系统才能适应当前的用户需求,因此系统采用服务器分布模块式设计,以不同的服务器实现不同的功能,使系统功能的增加不需要对整个系统做修改。
3.1系统拓扑结构
监控系统的拓扑结构是由监控中心和移动端构成,如图1所示。移动端即EMS车辆,监控中心设置在网运部,通过无线传输方式进行数据通讯。
图1
1)、软件平台
软件平台包括以下软件:
windows操作系统;
VB6.0;
MapX5.0;
Access数据库管理系统。
2)、通讯方式
无线上网进行数据通讯。
3)、移动目标配置
配PDA采用无线上网,EMS此前购置的一批PDA可以采用。
3.2系统功能
利用有效方式实现多终端分级管理模式。系统包括基本GIS功能模块、移动目标(车辆)跟踪模块、数据库管理模块。
关键词:车载终端TSP云服务后台车联网
中图分类号:TN929文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)01(c)-0000-00
1 引言
智能终端是车联网的重要组成部分,基于核心模块/芯片的智能终端解决方案可以使得车联网开发人员,包括终端开发人员,更多关注于应用,而不再关心底层细节;而且,核心模块中封装了智能终端大多数通用功能,使得开发人员不再重复开发,从而实现资源重用,提高终端的开发效率与可靠性,降低终端的技术难度,因而是车联网的关键核心技术。但目前国内外还没有能满足智能终端需求的模块与芯片。文献[1-4]对车联网终端进行了研究开发,但是模块没实现通用功能的封装。本文基于通信端口复用芯片和电源复用的终端系统,把无线通信技术、总线技术、互联网技术、嵌入式技术以及卫星导航技术有机集成,以提供车联网的各项服务。
2 系统研究
通过无线通讯传输,将汽车电子CAN/LIN总线数据, 传递到智能终端服务后台系统,动态进行OBD诊断;并通过(UTC)、IPv6等技术,实现车载终端数据联网长时在线,将故障信息主动反馈给驾驶者,动态干预预防事故发生;对通信端口复用芯片和电源复用技术提出了解决方案,以降低智能车载终端的生产低成本;通过集成汽车电子,实现事故发生时,主动将事故车辆的位置信息通过智能车载终端发送给服务后台,获得准确及时的车辆和人员救援。
通过Telematics系统后台和终端软件,利用远程通信、GPS等技术手段,整合呼叫中心、增值服务内容提供商、行业信息管理系统(如银行车贷系统、车险管理系统及110联动系统等)、多媒体资讯广告内容提供商、电讯运营商等产业链的相关企业,为车主、汽车生产厂商、汽车销售商(4S店)等提供位置信息、互联网、汽车售后等服务。
3 车载终端及云服务后台系统关键技术
a) 通信端、供电线路复用技术
通过对通信端、供电线路服用技术的设计,将GPS导航模块和3G模块融合,减少了模块的体积,降低了生产成本。其设计图如下所示:
图1车载终端通信端、供电线路复用设计图
b) 基于汽车电子CAN总线、LBS、OBD等功能的一键通技术
在车载信息服务后台的基础上,实现基于云技术的自主创新的UTS(Unified Telematics System)车联网信息服务后台的建设,整合如保险、救援、加油、节能环保、智能交通等的SP(Service Provider),AP(Application Provider),CP(Content Provider),Call Center等多方资源,为车主提供个性化的贴心服务。
c) 基于嵌入式技术的车载终端TSP云服务后台研发
车载终端TSP云服务后台通过用户界面良好、网络支持方便和应用开发便捷的设计,把无线通信技术、总线技术、互联网技术、嵌入式技术以及卫星导航技术有机集成,以提供车联网的各项服务。
4 系统功能
系统具有导航,通信,车辆安防,救援、多媒体与移动办公等功能,为汽车用户提供安全,高效,节能环保,和生活个性化服务,提高交通和车辆相关数据采集和处理能力,消除车辆信息孤岛现象,从而提高实时路况数据监测准确性和车辆使用安全性。
5 系统优势和前景
系统居于国内领先地位,市场竞争优势明显;推进国家车联网、智能交通的发展,进而为智能城市的建设奠定基础。打破国外厂商垄断该市场的局面,实现国内首创,国际领先。
在美国,欧盟、日本、韩国,车厂前装智能车载终端的比例高达40%-70%。而在中国,目前前装车载只有不到5%的比例。中国已经是全球最大汽车销量国家,2012年达到了1860万量。权威预测, 2015年将达到2000万辆,2020年,年销量将达到4000万辆,占据全球50%的销售市场。假设按照50%前装比例,按每台智能车载终端2000元计算,该产品市场容量每年将达到400亿;服务费按每年500元计算,该新兴产业每年的服务费可达100亿元,年经济产值2项合计500亿元。本文的研究成果如在我国大规模推广应用,将会带来广阔的产业化前景。同时,近年来,政府的政策支持力度加大,网络和通信等关键技术发展迅速,商业模式和产业链也逐渐成熟,设备和服务价格的逐步降低,智能车载3G/导航设备目前处于快速发展阶段,预计2014年全球产业规模将突破1100亿美元。
6 结语
通过本文的研究,在行业内打造低成本的车载智能信息终端,推广行业应用,促进车载行业的发展,为国家推进车联网、智能交通奠定了基础。
参考文献
[1] 程刚,郭达.车联网现状与发展研究.国际通信,2011(17).
[2] 张立成.面向车联网的车载智能终端研究与实现.长安大学硕士论文,2012.
论文关键词:3G-EVDO,无线局域网络,税源监控系统
税源监控系统是税务机关利用现代信息技术对税源信息进行全面采集、分析和利用的税务信息化应用系统。一般由企业端和税局端组成。安装在企业的企业端系统功能是用于对企业进行税源信息监控、采集和数据传输;安装在税务机关的税局端系统功能是用于接收所采集的税源信息,并对信息进行分析和利用。税源监控系统是税务机关对重点税源企业进行实时监管的重要工具,应用先进信息技术提高系统功能,对税务机关降低税源监控成本,提高税源监控实效,从源头堵塞税收流失具有重大意义。
一、无线监控技术简介及3G-EVDO优势分析
1. 无线监控技术简介
目前无线监控技术实现上有下面几种方式:
(1)模拟无线数据收发模块实现。该类监控数据传输距离主要由发射机的发射功率来决定,监控范围受发射距离的限制,范围小;数据在空中传播,易受电磁等干扰,数据可靠性不好;模拟传输没有很好的加密模式,安全性不好;数据传输率很低,不能满足税源监控要求的从企业原料采购到成品销售的多个重要环节产生的数据采集及时性、准确性、安全性等要求。
(2)GSM网络实现。这类监控通信方式是依托全球的GSM网络,它的最大特点是打破了距离的限制,从而可以实现远程监控。主要是利用GSM短消息业务或语音业务进行业务监控。语音业务就是利用语音信道进行通信,把各种信息转化成语音信号计算机论文,通过语音信道发送。缺点是:由于网络传输不稳定,短信中心容量等问题,信息发送不可靠,并且缺乏安全性;消息的发送到接受很多情况会有较大时延,加上内容长度限制和GSM上网速度只能达到9.6kbps,这种网络环境无法满足企业税源实时监控和准确性的要求。
(3)GPRS网络实现。GPRS是由中国移动推出的2.5G服务,是在现有的GSM系统上发展出来的一种新的分组数据承载业务论文服务。GPRS与GSM语音的根本区别是,GSM的基础是电路交换,GPRS的基础是分组交换。因此,GPRS特别适用于突发性的、少量的数据传输,也适用于偶尔的大数据量传输。和GSM相比的优点是传输速度较快,缺点是数据传输速度偏低,有跳跃性,只能满足部分视频监控的要求。
(4)3G-EVDO即CDMA2000 1x EVDO,是3G系统CDMA2000的演进版本,基于CDMA的集群技术。3G-EVDO系统设计的基本思想是将高速分组数据业务与低速语音及数据业务分离开来,利用单独载波提供高速分组数据业务,而传统的语音业务和中低速分组数据业务仍由 CDMA2000 1x系统提供,这样可以获得更好的频谱利用效率,网络设计也比较灵活,抗干扰能力强、信号穿透能力强、系统容量大。1x EV-DO 于2001 年被ITU-R 接受为3G 技术标准之一。
2. 3G-EVDO技术优势分析
3G-EVDO是基于CDMA系统的升级,兼容了IS-95系统的空中接口技术,在升级上只需进行软件方面的升级。而CDMA网络经过7年多的建设,通信网络覆盖全国,基础设备完善齐全,将会是最快升级到3G网络的系统。通信过程中不会产生脉冲式射频,当在周围各种强电设备密布的情况下,不会给其他电器设备造成射频破坏。3G-EVDO通信网络覆盖全国,并成为成熟和稳定的网络,为无线局域网络税源监控系统提供一个稳定、安全的接入环境。3G-EVDO系统本身网络的安全性就好,传输过程中满足IP化和多媒体化的需求,系统具备视频编解码处理、网络通信、自动控制等强大功能计算机论文,直接支持网络视频传输和网络管理,使得监控范围达到前所未有的广度。比较符合以后的发展方向。3G-EVDO可提供高达153.6kps的无线数据通讯带宽,采用信道资源分配方式,可确保基于无线局域网络的税源监控系统企业信息传输的实时性。目前从技术先进性上来看,3G-EVDO是各种无线网络通讯技术中最新的改良技术,在网络安全、传输、解码、分配、覆盖等方面都有着明显的优势。
二、3G-EVDO技术在税源监控中应用的意义
伴随着网络技术3G业务应用范围不断扩大,基于3G系统的无线局域网络监控系统将会用到各个领域,3G技术与税务信息化的结合也是大势所趋。目前国内有关无线局域网税源监控系统产品多数为针对2G无线网络系统进行开发的,由于税源监控图像所包含的信息量非常大,而2G通信系统本身又具有带宽小、抗干扰能力差、衰落严重、误码率高等特点,税源监控数据传输容易掉包的问题没有得到很好解决,无法达到实时监控的作用。如何将远程的监视、系统遥控、监控无线化有机地结合起来,做到既可以基于无线网络进行远程的监视、遥控和图像的传输,又具备通常税源管控的功能,并且投入费用合理,能够更加有效地确保系统运行稳定,将安全防范技术提高到一个新的水平,是目前税源监控信息化的应用的最大需求. 开发基于3G-EVDO无线局域网络的税源监控系统实现税源监控管理网络化、无线化、远程化具有积极的现实意义,主要体现在以下几个方面:
1.有利于实施全方位的税源动态监控
基于3G-EVDO的企业无线局域网络税源监控系统,可深入企业生产经营全部环节,进行实时监控、采集企业生产、经营真实信息,实施全方位的税源动态监控和纳税评估,对提高税源信息采集质量、加强信息共享和综合分析利用、查找和堵塞征管漏洞、提高税源管理实效具有重大意义。
2.有利于解决复杂工业环境下有线网络税源监控技术难题
有关税源监控系统的开发与应用,在国内也已有少量报道,但企业现有的局域网络都是有线网络,在工业环境复杂的企业生产环境中有线网络的应用受到环境的很大限制,存在布局困难、损耗大、传输距离短、分布范围有限、运行成本高的缺陷。无线局域网络监控系统具有无限的无缝扩展能力,可组成非常复杂的监控网络。无线网络监控系统是监控和无线网络传输技术的结合,它可以将不同地点的现场信息实时通过无线通讯手段传送到无线监控中心。
3.有利于降低税源监控成本
目前从技术先进性上来看,3G-EVDO是各种无线网络通讯技术中最新的改良技术,在网络安全、传输、解码、分配、覆盖等方面都有着明显的优势,具有综合成本低计算机论文,只需一次性投资,性能稳定可靠,维护费用低,无需专人管理的特点。建立无线局域网络税源监控系统,有利于提高税收行政管理的效率、降低税源监控成本,解决有线局域网络下监控中存在的监控点多、传输距离远、覆盖范围宽、实时性强、适应复杂的生产环境等技术瓶颈。。
三、基于3G-EVDO的无线局域网络税源监控系统设计
1.总体目标
在目前已有的基于有线网络传输的企业税源监控系统基础之上,以3G-EVDO集群技术替代现有的有线网络监控、数据采集与传输,设计实现基于3G-EVDO集群技术的无线局域网络税源监控系统。相比现有的有线网络税源监控系统,系统功能可在以下方面达到提升:
(1)税源监控范围扩大。基于3G-EVDO集群技术的无线局域网络税源监控系统可实施全方位的动态税源监控,对企业生产经营的采购、生产、库存到销售都进行了全方位的动态监控,实现对企业生产经营的全过程的数据信息进行实时采集传输和分析利用。使税务管理部门能够全面了解企业的实时经营情况,全面掌握税源信息,减少税收流失论文服务。
(2)税源监控能力提高。基于3G-EVDO集群技术的无线局域网络税源监控系统不再受企业地理位置的限制,适合远距离传输,数字信息抗干扰能力强,不易受传输线路信号衰减的影响,能够进行加密传输,可以在数千公里之外实时监控现场。特别是在现场环境恶劣或不便于直接深入现场的情况下,数字视频监控能达到亲临现场的效果。即使现场遭到破坏,也照样能在远处得到现场的真实记录。
(3)税源监控实效提升。系统采用3G-EVDO集群技术、视频压缩编码等诸多先进的信息化技术进行信息采集与传输,由于对视频图像进行了数字化,可以充分利用计算机的快速处理能力,对其进行压缩、分析、存储和显示。通过视频分析,可以及时发现异常情况并进行联动报警,从而实现无人值守。提高税源监控范围、质量和效率。
2.技术路线与技术关键
(1)技术路线:系统从设计到开发采用基于无线局域网络税源管理思想,利用3G-EVDO集群技术、视频压缩编码等诸多先进的信息化技术进行数据无线网络传输的新型系统,运用H.264视频压缩编码技术和3G-EVDO无线网络数据传输解决方案,通过建立统一的信息采集机制、统一的数据信息监控机制,构建面向应用监控、预警的信息化系统。采用跨平台跨数据库的设计技术、J2EE技术、三层/多层结构技术、3G通讯标准、TCP/IP协议等技术进行分析设计和数据交换标准。
(2)技术关键:基于3g-EVDO无线局域网络技术税源监控应用研究,提供3G网络接口实现数据传输、共享、分析、预警;网络带宽自适应技术,根据网络带宽自动调整视频帧率计算机论文,适应爆发性、大容量数据传输;基于无线网络的点对点、点对多点、多点对多点的远程实时企业生产经营现场监视;具有面向异构网络环境的综合管理能力。
3.技术创新
(1)采用3G-EVDO 、H.264视频压缩编码技术等网络通讯新技术,实现企业生产经营“购、产、存、销”关键经营环节监控,解决传统网络传输方式的无法适应监控点多、传输距离远、覆盖范围宽、实时性强、适应复杂等网络税收监控瓶颈问题,实现实时数据传输、接收,保证信息的安全性、稳定性、准确性、及时性;
(2)采用3G-EVDO 、H.264视频压缩编码技术等网络通讯新技术在企业生产关键环节实现实时的税源信息采集,从源头控制发票开票信息的不实,通过技术手段对企业真实的经营信息的分析,测算销售数据,与纳税申报信息比对,实现异常预警。
(3)采用3G-EVDO网络通讯新技术通过一个系统将多种系统整合在一起,将信息自动化,财务分析,税源监控功能集于一身,实现对各类税源信息的传递、交流、共享、存储、协同,实现数据集成及数据的集中展现,做到全方位税源实时控管,有效解决企业,税务机关,政府,生产者之间信息不对称问题。真正实现了监控系统的数字化、网络化和智能化。
【参考文献】
[1]尹逊政,路勇.一种基于GPRS技术的远程监控解决方案[J].计算机应用,2006,Vol.15(5):27-30.
[2]任雷.固定监控与移动无线图像传输技术[J].赤子, Vol.2009(16).
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[4]林国镜.科学化税源管理[M].北京:中国税务出版社,2009:18-19.
近几年来,全球通信技术的发展日新月异,尤其是近两三年来,无线通信技术的发展速度与应用领域已经超过了固定通信技术,呈现出如火如茶的发展态势。在无线通信技术发展的大潮中,广东科技职业学院余爱民教授也积极投身于此,以自己全部的热情付出着……
1963年12月,余爱民出生于湖北省松滋市。凭着对通信技术的热爱,经过刻苦努力,他最终毕业于华南理工大学电信学院电路与系统专业,获工学博士学位。赴广东科技职业学院任职后,他开始承担起计算机应用专业的教研任务。他熟悉多媒体网络、计算机网络通信技术,对计算机宽带无线通信技术有着丰富的实际工作经验,负责组建了国内较大规模的WLAN网络――清新公众无线信息网络,其无线覆盖面积达20多平方公里他熟悉通信系统的电磁兼容技术(EMC),具有较深的理论研究水平和丰富的实际工作经验,特别是在通信基站的防雷方面具有较深的研究,取得专利两项,于国内外发表了较高水平的学术论文多篇,在计算机无线通信及通信系统的EMC方面的研究成果达到了国内领先水平。
一门新兴的学科,一位年轻有为的教授,余爱民凭借自己在无线通信领域的实力获得了业内的一致好评。从事科研工作以来,他先后主持承担各级各类科研项目26项,单是省部级以上的项目就多达18项,累计科研经费400余万元,开发了一系列颇有影响力的成果。他主持的“清新县公众信息微波无线网络”覆盖面积达20多平方公里,是我国目前最大的无线局域网之一,2002年获得清新县科技进步奖,2003年该项目通过了广东省科技厅的鉴定,被认定为国内领先技术,基于WLAN网络,他开发了一套办公自动化软件,并于2003年8月通过了广东省软件评测中心的测评:他主持的“微波无线局域网在山区(或海岛)的应用研究”达到国内领先水平,不仅通过了广东省科技厅的科研成果鉴定,还获得了珠海市2005年度科学技术进步三等奖;此后,他主持的“WaveLAN在信息网络中的应用”研究项目,获得了广东省2006年度科学技术进步三等奖。另外,他所主持的“无线局域网基站的防雷研究和应用”,“宽带无线接入基站抗雷电电磁脉冲(LEMP)电源系统的研究”、“基于SOC技术的医学影像宽带无线通讯系统”也先后通过了广东省科技厅的科研成果鉴定,分别被认定为国内先进和国内领先水平。
如此种种,不一而足,只以“第一完成人”纵观余爱民的科研生涯,便可见一斑。多年以来,在国内外学术期刊和学术会议上,他先后发表学术论文30余篇,其中被三大检索(SCI、EI、ISTP)收录5篇。由中国科学技术出版社,华南理工大学出版社联合出版教材2部:取得国家专利11项,其中发明专利4项、实用新型专利5项,外观专利2项。在刚刚过去的2008年里,余爱民再一次收获了荣誉与信任,被评为省级“千百十工程”培养对象。科研上兢兢业业的他在学术交流上也是倾情以待,身兼数职,从广州市科技项目评审专家组专家、广东省教育厅IT专业指导委员会委员、广东省科技项目评审专家组专家,到国家自然科学基金评审专家组专家,再到国际著名学术团体――美国IEEE的高级会员,余爱民一步一个脚印,在无线通信技术领域留下了属于自己的印记。
言必信,行必果,坚持是一种品行,更是一种态度。无线通信,网络无限,在他脚踏实地的坚持中,一个无线畅通的梦想正在实现着。
随着网络技术和通信技术的不断发展以及人们对生活要求的不断提高,实现家庭智能的远程控制已经成为必然的趋势。国家建设部住宅产业化促进中心提出住宅小区要实现六项智能化要求,其中包括实行安全防范自动化监控管理:对住宅的火灾、有害气体的泄漏实行自动报警;防盗报警系统应安装红外或微波等各种类型报警探测器;系统应能与计算机安全综合管理系统联网;计算机系统能对防盗报警系统进行集中管理和控制。但由于目前无线通讯技术的不成熟、运行费用高等弊端,智能家居控制器与外网无线通讯技术成为导致市场接受度低的重要因素,而GPRS系统的特点能够很好的解决该问题。GPRS网络通信业务是通讯公司推出的一项数据传输通信业务,在GPRS网络覆盖区域内,传输距离不受限制,通信费用相对低廉,传输速率较快。本文涉及家庭智能系统及GPRS技术相关背景,分析了其各自基本特点和所要实现的基本功能,并在此基础上提出了基于GPRS无线智能家居系统的总体解决方案。最后总结系统核心GPRS芯片软硬件实现方法。
系统总体架构
网络应用的普及以及各种信息家电的产生都使得在家庭内部对Internet的访问不再局限于单个 PC,每个家庭都将面临如何在家庭内部传送 Internet 数据以及如何将各种家电设备连接起来的问题,基于此,智能家居网络应运而生。智能家居网络是信息社会的基本单元。未来的家庭中,各种家电设备将组成一个家庭局域网,并通过智能家居控制器接入互联网。智能家居网络的市场发展潜力极其可观,几家大的厂商 Intel、IBM、Microsoft 及 Sony 都早已涉及其中。
智能家居网络指的是在一个家居中建立一个通信网络,将各种家电设备互相连接起来,实现对所有智能家居网络上的家电设备的远程使用和控制及任何要求的信息交换,如音乐、电视或数据等。智能家居网络的构架包括家庭内部网络系统、智能家居控制器以及智能家居网络与外部Internet网络之间的数据通信。其中,智能家居控制器是智能家庭网络的一个重要组成部分,起到核心的管理、控制和与外部网络通讯作用。它是通过家庭管理平台与家居生活有关的各种子系统有机结合的一个系统,也是连接家庭智能内部和外部网络的物理接口,完成家庭内部同外部通信网络之间的数据交换功能,同时还负责家庭设备的管理和控制。
智能家居控制器一方面需要为家庭内部布线提供通讯接口,能够采集家庭设备的信息,并进行处理,自动控制和调节;另一方面智能家居控制器作为家庭网关,也为外部提供网络接口,连通家庭内部网络和外部Internet 网络,使得用户可以通过网络等方式访问家庭内部网络,实现监视和控制。此外智能家居控制器还应当具备自动报警等功能,即当发现报警信号如:有人恶意闯入,温度超高等,控制器能立即处理并向用户发出报警信号。
如图1所示,智能家居控制器为系统的核心。可采用ARM嵌入式系统设计,能够自动运行、处理数据,通过 RS485 总线管理和控制各控制终端。并且控制器通过 GPRS模块,实现家庭系统与外部网络的通讯,使用户可以通过短信和互联网等方式实现家庭系统的远程控制,同时,控制器还通过键盘和显示屏为用户提供人机界面,方便用户实现本地控制。控制终端为单片机组成若干小的控制系统控制各家用设备,并通过控制总线将这些小的控制系统组成网络,连接到智能家居控制器,受智能家居控制器控制。
智能家居控制器的具体功能包括:
家用设备的数据采集:采集家用设备包括室内温度,灯具家电,防盗门等设备的状态数据,经控制器处理后反馈给用户。
本地控制:用户通过控制器上的键盘和显示屏,对家用设备进行监控。
远程控制:远程用户可以通过发送手机短信或通过互联网对家庭系统进行控制和查询。
自动报警:当控制器检测到非法闯入或温度超高等报警信号时,及时触发室内报警装置,并通过发送报警短信等方式及时通知用户。 转贴于
温度查询:用户可以通过控制器查询室内温度。
防盗门密码设置:用户可以通过本地或远程方式修改防盗门的密码,在门外输入正确密码后才可打开门。
红外家电控制:接收用户命令,通过红外发射电路控制电视、空调等红外可控的家电设备。
其它灯具等开关量控制:接收用户命令控制灯具等开关量设备。
智能家居控制器通过 GPRS模块,实现家庭系统与外部网络的通讯为系统核心部分,解决以前智能家居系统瓶颈的关键技术。GPRS(通用分组无线业务)的简称,是在现有的GSM系统上新增新GGSN(网关支持节点)和SGSN(服务支持节点)节点发展出来的一种新的分组数据承载业务。GPRS 与现有的 GSM 系统最根本的区别是,GPRS 是一种分组交换系统,特别适用于间断的、突发性的或频繁的、少量的数据传输,也适用于偶尔的大数据量传输。GPRS网络传输的主要优点有:永远在线、按流量计费、快速登录、高速传输、覆盖范围内不受限制(传输距离、地形、天气等)、数据传输可靠等。
基于ARM及GPRS智能家居控制器的软硬件实现
GPRS通信模块安装在智能家居控制器中,主要功能为通过GPRS网络连接到Internet网络,并主动与监控中心建立通信链路,进行双向数据通信。GPRS通信模块设计采用了Freescale公司生产的内嵌TCP/IP协议的G24 GPRS OEM。该模块尺寸小,功耗低,便于集成。
GPRS通信终端收发模块主要由G24模块、天线、SIM卡、相关的电平转换电路和RS232串口组成。模块的供电电压为5V,可采用USB端口供电。GPRS通信模块通过RS232串行口与智能家居控制器ARM进行通信。 论文基于GPRS的无线智能家居系统方案来自66wen.com免费
G24收发模块采用AT指令操作,通过RS232串行口进行数据通信。GPRS 网络通信原理为:首先通过SGSN节点使通信终端模块附在GPRS网络上;然后通过GGSN节点由PPP(Point to Point Protocol)协议获得一个随机分配的IP地址,连接到Internet上;最后通信终端模块通过Internet,按照监控中心设定的端口号与监控中心建立通信链路。软件流程如图2所示。
(1) 测试G24通信是否正常。首先选择串行口并设置波特率,G24波特率的范围为600到460800bit/s,支持自动波特率侦听,能够自动与监控中心通讯模块的波特率保持一致。发送“AT”,如果模块返回“OK ”,则通信正常,否则重发。
(2)接入Internet。首先测试当地是否有GPRS覆盖,向模块发送 “AT+CGPRS?”,如果返回“+CGPRS:1”,则有GPRS覆盖,否则隔5秒钟后再次检测。然后发送“AT+ CGATT=1”使模块附在GPRS网络上。最后发送“AT+MIPCALL=1,cmnet”通过PPP协议建立与GGSN的无线连接,获得一个动态的IP地址,接入Internet。
(3) 连接监控中心。向模块发送“AT+MIPOPEN= ,,,, ”建立与监控中心通信连接。如果返回“+MIPOPEN: Socket ID,1”,则说明与监控中心建立了通信连接,如果返回“+MIPSTAT: 1,1”,则说明有物理链接中断,须重新进行连接。其中对AT+MIPOPEN指令的参数作以下说明:
Socket ID:G24通信连接的ID号,G24有4个可用Socket,每个Socket有1372Byte缓冲区。
Source Port:G24的数据传输端口号,其值为0~65535。建议采用1024 以上的端口号。
Destination Address:目标端的IP地址,也就是监控中心监控服务器的IP地址。
Destination Port:目标端的数据传输端口号,即监控中心监控服务器设定的传输端口号。
Protocol:传输通信协议,0表示TCP方式,1表示UDP方式。
(4)数据收发。与监控中心建立通信连接后,就可以进行数据收发了。发送数据用“AT+MIPSEND=1, ’Data’; +MIPPUSH=1”。“Data”表示要发送的数据,本设计采用了G24 默认的ASCII码编码,须用十六进制的ASCII码形式表示。一旦有数据到达,G24模块就会通过RS232串行口返回“+MIPRTCP: ,,”。其中Left是一个十进制的数字,表示还有多少个字符在协议栈中尚未接收,如果数据全部接收,则Left为0;接收到的数据“Data”是十六进制的ASCII码形式。 转贴于
(5)断开通信连接。向模块发送“AT+ MIPCLOSE=Socket ID”,模块返回“OK”,表示断开成功。