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基本信息
- 項目名稱：
- 物聯(lián)網(wǎng)多模信息匯聚網(wǎng)關(guān)
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 本系統(tǒng)利用異構(gòu)信息感知體系結(jié)構(gòu)獲取特定事物的相關(guān)狀態(tài)，信息采集節(jié)點包括普通的低成本傳感節(jié)點和以異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)信息匯聚和智能信息融合為特色的無線綜合接入網(wǎng)關(guān)設(shè)備。普通信息采集節(jié)點負(fù)責(zé)給定區(qū)域內(nèi)的信息采集，采用專有路由協(xié)議實現(xiàn)通信，網(wǎng)關(guān)設(shè)備可作為特殊信息采集節(jié)點，也能夠?qū)⑵胀ㄐ畔⒉杉?jié)點相關(guān)數(shù)據(jù)進行智能處理，并通過現(xiàn)有移動運營商的網(wǎng)絡(luò)進行遠程數(shù)據(jù)傳輸。
- 詳細介紹：
- 網(wǎng)絡(luò)由多個無線網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)采集，隨后匯集到網(wǎng)關(guān)中進行信息的融合，最終傳送至遠程控制中心。傳感網(wǎng)絡(luò)由zigbee網(wǎng)絡(luò)和RFID網(wǎng)絡(luò)等無線網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，各個網(wǎng)絡(luò)獨立運行，再以無線方式連接到網(wǎng)關(guān)上。網(wǎng)關(guān)對采集到的數(shù)據(jù)整合后再按照自主協(xié)議進行融合，融合后的信息再通過以太網(wǎng)或者3G等遠程網(wǎng)絡(luò)傳送至遠程控制中心。從技術(shù)架構(gòu)上來看，物聯(lián)網(wǎng)可分為三層：感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。感知層由各種傳感器以及傳感器網(wǎng)關(guān)構(gòu)成，包括溫度傳感器、濕度傳感器、二維碼標(biāo)簽、RFID 標(biāo)簽和讀寫器、攝像頭、GPS等感知終端。感知層的作用相當(dāng)于人的眼耳鼻喉和皮膚等神經(jīng)末梢，它是物聯(lián)網(wǎng)獲識別物體，采集信息的來源，其主要功能是識別物體，采集信息。網(wǎng)絡(luò)層由各種私有網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)、有線和無線通信網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)平臺等組成，相當(dāng)于人的神經(jīng)中樞和大腦，負(fù)責(zé)傳遞和處理感知層獲取的信息。應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)和用戶（包括人、組織和其他系統(tǒng)）的接口，它與行業(yè)需求結(jié)合，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的智能應(yīng)用。網(wǎng)關(guān)是本系統(tǒng)的核心部分，從硬件角度考察，網(wǎng)關(guān)是基于X86平臺的嵌入式多網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)開發(fā)，在此基礎(chǔ)上加上ZigBee模塊、藍牙模塊、USB模塊、NRF2401模塊、以太網(wǎng)模塊和3G模塊構(gòu)成，各個模塊之間可以互傳數(shù)據(jù)。在X86平臺的嵌入式多網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)基礎(chǔ)上開發(fā)了兩個外圍電路，用以連接傳感網(wǎng)絡(luò)和連接應(yīng)用平臺。多模傳感網(wǎng)絡(luò)匯聚板卡是本系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件，板卡由一個核心處理器和多種傳感網(wǎng)絡(luò)的SINK節(jié)點組成。板卡的微處理器通過總線，串口，SPI接口等多種方式與各個網(wǎng)絡(luò)的SINK節(jié)點相連接，為了保證高效性，也為了減小丟包率，此部分對數(shù)據(jù)不作任何處理，僅分析數(shù)據(jù)幀的目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)，隨即轉(zhuǎn)發(fā)。多協(xié)議數(shù)據(jù)的融合是系統(tǒng)的特色功能，該功能是在X86系統(tǒng)中實現(xiàn)的?？刂瓶刂浦行牡男问娇梢杂蠵C機和手持終端兩種，PC機用以太網(wǎng)與網(wǎng)關(guān)進行連接，手持終端通過3G網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)關(guān)進行連接?？刂浦行闹饕袃蓚€作用，首先是依靠PC機建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫用來保存各個檢測區(qū)域，各個節(jié)點的數(shù)據(jù)信息，其次是設(shè)計簡單實用的上位機軟件，以圖形化的界面實時觀察網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)，也就是各個節(jié)點的工作狀況，并對其加以控制。應(yīng)用軟件的主要功能可分為兩類，第一是對網(wǎng)關(guān)設(shè)備傳送過來的信息加以分析處理，以圖形化的界面顯示無線傳感網(wǎng)絡(luò)（WSN）的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)或者相對分布位置，第二是設(shè)計相應(yīng)控制界面用來對節(jié)點加以控制，例如采集數(shù)據(jù)的周期，改變信道，調(diào)整拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 設(shè)計目的多個節(jié)點隨機布置，形成網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)信息采集，完成部署后，實現(xiàn)對其進行遠程的管理和控制。結(jié)合傳感網(wǎng)絡(luò)的自組織特性、拓?fù)涞膭討B(tài)性、路由的多跳性、節(jié)點工作的間斷性以及信息的多樣性，實現(xiàn)對所采集的信息進行有效的匯聚與融合?；舅悸菲胀ㄐ畔⒉杉?jié)點負(fù)責(zé)給定區(qū)域內(nèi)的信息采集，采用專有路由協(xié)議實現(xiàn)通信，網(wǎng)關(guān)設(shè)備可作為特殊信息采集節(jié)點，也能夠?qū)⑵胀ㄐ畔⒉杉?jié)點相關(guān)數(shù)據(jù)進行智能處理，并通過現(xiàn)有移動運營商的網(wǎng)絡(luò)進行遠程數(shù)據(jù)傳輸；同時，遠程控制中心可根據(jù)相應(yīng)控制指令，通過網(wǎng)關(guān)設(shè)備實現(xiàn)對普通信息采集節(jié)點的管理與控制。創(chuàng)新點 1)數(shù)據(jù)傳感節(jié)點按照動態(tài)路由方式，將所獲得的傳感數(shù)據(jù)以多跳方式傳輸至匯聚網(wǎng)關(guān)； 2)設(shè)計相應(yīng)協(xié)議，對所采集的信息進行有效的匯聚與融合，通過以太網(wǎng)或者3G網(wǎng)絡(luò)傳輸至控制中心； 3)遠程控制中心以圖形化形式顯示數(shù)據(jù)傳輸路徑以及數(shù)據(jù)傳輸內(nèi)容；關(guān)鍵技術(shù) 1)搭建無線傳感網(wǎng)絡(luò)（WSN）。 2)各個節(jié)點采集數(shù)據(jù)并發(fā)送至網(wǎng)關(guān)。節(jié)點根據(jù)設(shè)計周期采集數(shù)據(jù)，依托ZigBee網(wǎng)絡(luò)的多跳性發(fā)送至網(wǎng)關(guān)節(jié)點。 3)設(shè)計配套應(yīng)用軟件實現(xiàn)多種功能。以圖形化的界面顯示無線傳感網(wǎng)絡(luò)（WSN）的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，設(shè)計相應(yīng)控制界面用來實現(xiàn)對傳感網(wǎng)絡(luò)的管理。技術(shù)指標(biāo)該網(wǎng)關(guān)支持多種主流無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，傳感網(wǎng)絡(luò)包括：ZigBee最新系列標(biāo)準(zhǔn)ZigBee—2007pro，自主開發(fā)的針對NRF24LE1無線芯片的無線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)；遠程網(wǎng)絡(luò)支持以太網(wǎng)協(xié)議，主流3G標(biāo)準(zhǔn)，用來實現(xiàn)進行傳輸和遠程管理。
科學(xué)性、先進性
- 科學(xué)性：結(jié)合新興網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的先進性和現(xiàn)有成熟網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性，實現(xiàn)準(zhǔn)確信息采集、智能信息處理、遠程無線傳輸、按需網(wǎng)絡(luò)控制、動態(tài)結(jié)構(gòu)調(diào)整等相關(guān)功能；先進性：智能無線信息感知網(wǎng)絡(luò)（WSN）可應(yīng)用范圍較廣，主要針對狀態(tài)監(jiān)測，如道路信息、環(huán)境信息、物流信息，甚至戰(zhàn)場信息。傳統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測手段需要大量人工參與，無法達到準(zhǔn)確性以及實時性要求；另外，對于多種人類無法參與的環(huán)境，傳統(tǒng)檢測方法也無法有效工作。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 中試階段。
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 實物、圖片、視頻，現(xiàn)場演示。
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)主要通過射頻識別(RFID)、無線傳感器、全球定位系統(tǒng)等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，將任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進行信息交換和通訊，以實現(xiàn)智能化識別、定位、追蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)被稱為繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后，世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮，其能夠廣泛應(yīng)用于軍事、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、環(huán)保、建筑、醫(yī)療、交通、空間海洋探索等領(lǐng)域。
同類課題研究水平概述
- 物聯(lián)網(wǎng)是當(dāng)前各國政府都寄予極大希望的未來增長領(lǐng)域，因而都采取各種激勵和扶持政策。我國政府也高度重視這一領(lǐng)域的發(fā)展，已經(jīng)將其列入國家重點支持的新興產(chǎn)業(yè)之一。在過去的一年多時間里，學(xué)術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界、地方政府和傳媒對于物聯(lián)網(wǎng)的期望和熱度一浪高過一浪。物聯(lián)網(wǎng)的重要性已不言而喻，對于我國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的現(xiàn)狀，有專家指出，從政府的重視程度可以看出，物聯(lián)網(wǎng)具有重要的戰(zhàn)略意義，物聯(lián)網(wǎng)的提出體現(xiàn)了大融合理念，突破了將物理基礎(chǔ)設(shè)施和信息基礎(chǔ)設(shè)施分開的傳統(tǒng)思維。目前，美國及歐盟等都在投入巨資，深入研究探索物聯(lián)網(wǎng)。我國也正在高度關(guān)注、重視物聯(lián)網(wǎng)的研究，工業(yè)和信息化部會同有關(guān)部門，在新一代信息技術(shù)方面正在開展研究，以形成支持新一代信息技術(shù)發(fā)展的政策措施?！?011年是"十二五"的開局之年，被納入國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)不再停留在概念的爭吵上和一哄而上，開始將目光投到實質(zhì)層面，從基礎(chǔ)層面推進物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。"十二五"開局后，我們看到，物聯(lián)網(wǎng)熱情明顯開始退卻，回歸理性思考，進入實干階段?？梢钥吹絿鴥?nèi)的電信運營商已經(jīng)開始和家電企業(yè)聯(lián)合研發(fā)家庭網(wǎng)關(guān)，將各種家電和設(shè)備連網(wǎng)，使所有電器能按照人們的意愿進行設(shè)定和控制，實現(xiàn)真正意義上的家庭信息化。同時值得一提的是物聯(lián)網(wǎng)涉及安全問題，需要建立相配套的完整的法律法規(guī)?？傊?，期待物聯(lián)網(wǎng)走上良性發(fā)展之路，真正成帶動經(jīng)濟和社會進步的新力量。
