物联网通信系统设计与实践

物联网通信系统设计与实践
摘要:现阶段,我国的物联网技术有了很大进展,在物联网通信行业中,系统的设计是非常重要的一项内容。信息技术中不可缺少的部分就是物联网,使用物联网中的通信技术,能缓解通信中遇到的问题。在传输信息时,可能会出现通信安全和质量不高的问题。所以,要加强安全检测、差错检测,保证通信安全。本文首先分析了物联网通信标准技术背景,其次探讨了物联网通信系统设计,最后就计算机通信技术在物联网中的具体使用以及实验进行研究,以供参考。
关键词:物联网;中间件;连接管理
引言
目前,我国物联网技术还处于初级发展阶段,很多技术和设施还处于开发和试用阶段,例如传感器还处于试用过程,但物联网技术在目前依然具有很大的应用前景。现如今,很多地方都在频繁地使用物联网技术,即使大部分人并没有真正地了解到物联网的功能和使用原理,但是该技术已经在人们的生产生活中发挥着越来越重要的作用,可以想象到未来将是互联网的世界。
1物联网通信标准技术背景
1.1AllJoyn二维力传感器
(1)AllJoyn路由:主要定义AllJoyn设备之间的数据传送和接收。(2)AllJoyn核心函数库:主要定义探索和广播函数库(Discovery&AdvertisementAPIs)、连接应用程序接口(ConnectionAPIs)、接口应用程序接口(InterfaceAPIs)、以及安全应用程序接口(SecurityAPIs)。其中,各个不同的物联网应用的数据模型主要定义在接口应用程序接口,如:音响接口(dia.audio),并可以透过探索和广播函数库来搜寻网络内其他AllJoyn设备或自身设备加入至网络时可广播告知其他AllJoyn设备,再通过连接应用程序接口建立连接。此外,亦可结合安全应用程序接口建立安全的连接和通信。(3)AllJoyn框架:主要定义登录、通知、控制、设定等基本功能,各个不同的物联网应用的AllJoyn设备可依其应用功能实作不同控制指令,例如:灯泡(Lighting)、音响(Audio)等,控制AllJoyn灯泡设备时,可呼叫TransitionLampState方法来开启AllJoyn灯泡设备。(4)AllJoyn应用层:应用程序的层次,可呼叫底层的All-Joyn框架和AllJoyn核心函数库,用以建立與其他AllJoyn设备的连接。在AllJoyn协议中虽然定义了AllJoyn设备之间共通的
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资格模型和控制指令,但此协议主要适用于局域网内运行,无法连结至外部网络的服务器。
楼宇对讲门禁系统1.2ZigBee网络
它是依据一套完整的规则进行开发设计的。它对物联网的使用进行了分层构建,例如对管控层、储蓄层的访问等,确保物联网数据的收集、整理和传输整合的连贯性。网络中使用到的通信约定还要依据物联网的实际需求进行针对性开发、设计,最终设计出具有结构化、系统化和自组织功能的逻辑框架。由于与物联网通信相关的设施很多,不同设施要借助无线网进行连接沟通,频繁移动是不可避免的,但是移动的同时可能会造成设施故障、数据不完整等。ZigBee网络因具备独特的路由技术,保证网络具有一定的维修能力,也就保住了网络框架的稳定性和普适性。
1.3网络通信
伴随着新兴科技的逐步发展,现阶段,物联网已经可以在物物间进行通信传输,对物联网,网络技术是其核心技术。在网络技术中,具有许多种类,例如,无线技术、有线技术
等。其中,对于数据算法模型(M2M)技术,其应用是十分频繁的,其可以在较短的间距中对各类信息进行传输,以进行无线通信,例如,无线射频识别、蓝牙、无线局域网等。
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2.1电源电路设计
系统的电源分为两部分:一部分是10V的直流电,给信号电路板提供工作电压,另一部分是36V交流电,给电力无线传感设备提供输入的工作电压。系统涉及产生的10V直流电,电源输入设备为18V,电流为500mA,这部分电路主要完成18V转10V的工作,电路中选择的芯片是TI2865,该芯片具有较强的电路转换能力,需要增设一些外围器件构成稳压电路,电路中设置有电压输入端、稳压输出端、控制端和接地端。系统电源的另一部分为36V交流电,外部接入的电源由普通的电池提供,既降低了系统的成本又具有实用性,输入的电压为36V,所以这部分电压需要稳压输出36V,选用的电源芯片为IL1726,该芯片是电流为10A的电路单片转换器。正常工作时不需要太多的外围器件,电源的反馈回路应用了乘法器,电源的开关与电流限制器件设置在集成电路中,电源电路工作时,输入的电压如果遇到波动电源会立即做出回应,所以该电源电路具有很强的动态性能,与前面10V直流电
源不同的是,36V电源电路设置有限流端和控制端,电压可用于无线电设备,两个电源电路独立工作,电源之间设置了隔离电路所以不会产生干扰。
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2.2终端设备
在终端设备的部分可采用任何一种支持AllJoyn标准协议之灯泡设备都能介接,并且不需修改服务器系统和网关的程序即能完成介接。在本研究中主要采用智能灯泡作为终端设备,该智能灯泡主要支持AllJoyn核心功能和灯泡控制接口,可通过WiFi或蓝牙接到和网关同一个局域网后,即可与网关自动介接,并接收来自网关的控制指令。
2.3物联网系统中计算机通信方式
串行通信的传输方式需要连接一根数据链,用这一根数据线每次只传输一位,每一位所需时间的长度来传输信息,串行通信主要应用在主机和外部设备、主机内部系统中。要实现串行通信,不需要太多麻烦程序,只需数据线就能实现信息交换。串行通信具有节省成本、传输线少、提高传送效率的特点。并行通信依靠信道、电流等方式来实现终端间的信息传输,并行通信与串行通信不同,并行通信可以使用多条数据线传输数据,每次都能做
到一条信息多条数据线同时传送。并行传输具有很多优点,能让传输速度更快、传输效率更高。
2.4加密器设计
基于AIE模式的电力物联网加密通信认证系统的加密器是整个认证系统的核心,加密器内部设置的时钟调节范围控制在10~45MHz,加密器内部设有6级可选择的电位复位,这样的设计可以节省器件外部的复位,速度快且功耗较低,内部设置的时钟不需要太高精度,加密器上电就可以进行复位工作,内部指令执行的速度非常快,通常是普通单片机的8~16倍,单片机与普通指令可以兼容,单片机内部设有模拟乘除法指令,输入输出串口达到38个,加密器所有的I/O口需要配置成6种工作模式,设置的I/O引脚的驱动电流达到了40mA,正常工作时的最大电流不会超过100mA。加密器的通信部分采用了三星公司生产的复合IC芯片,加密器的内部调制解调器支持串口协议,其传输信号的速率可以达到1600b/s,它可以通过串行接口的总线与加密器的单片机进行实时通信,串行接口的总线设有串口数据线、定位器总线、单片机内线,加密器的调制解调器可以使认证系统加强振铃功能,同时也可以接受来自通信器发送过来的网络信息信号,以及时检测系统语音的频谱。

本文发布于:2024-09-24 23:26:57,感谢您对本站的认可!

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