基于LoRa的物联网数据传输系统研究与设计

提出了一种基于LoRa技术的物联网数据传输系统.以物联网中广泛使用的无线传感器网络的数据传输实际需求为研究对象,综合考虑传输系统实际工作环境及经济成本,传输距离,可靠性等问题,设计出一种以LoRa无线传输技术构成的星型网络,能为用户提供一种简单的能实现远距离、易扩展的数据传输系统.介绍了系统网络拓扑结构、系统软硬件设计和自定义通信协议的设计过程.其中,LoRa终端节点内嵌Contiki嵌入式专用操作系统,有效减少用户定义多线程多任务对内存的消耗,节点采用循环队列缓冲的数据通信,具有封装成帧、确认回复、周期性休眠等功能.异构网关负责存储转发并且支持NB-IoT,WiFi等多种通信技术上传至远端云平台,在远端云平台可以配置并显示终端节点信息.对系统进行了功能和性能测试,达到了预期目标,具有一定的应用价值.     

面向建筑能源系统的物联网通用网关设计与实现

基于STM32处理器设计了一款具有自配置功能的通用物联网网关,实现了感知层传感网与数据中心服务器之间的协议转换、数据交互等功能.该网关首先通过RS485现场总线实现建筑能耗信息的采集,然后将其以XML文件的形式存储在SD卡中,最后通过以太网的TCP协议将能耗信息上传至服务器中.实际工程项目应用结果表明,该网关能够稳定可靠地运行,满足建筑能源系统物联网对数据采集与传输的需求.     

面向智能家居和改进UDP协议的低能耗物联网网关设计

为了实现智能家居安防系统的监测需求,并解决以往监控系统中网关存在的丢包率高、可靠性低和能耗高的问题,设计了一种基于改进UDP协议的物联网网关。首先,设计了以S3C2410为微控制器、DM9000为以太网芯片、EC189为3G模块和XBEE ZNET为无线通信模块的网关节点,然后,定义了MAC层的改进的T-MAC通信协议和对应的数据帧格式,在网络层设计了一种基于改进LEACH协议的低功耗分簇路由协议,在数据传输层定义了基于改进UDP的协议以实现数据的可靠传输,并定义了网关的软件流程。实验结果证明设计的网关能实现协议之间的转换,具有数据丢包率低、可靠性高和能耗低的优点,能辅助系统实现室内数据的实时采集和监控,并在数据异常时进行报警提示。     

用于电能质量监测的IEC61850协议转换策略研究

电能质量监测系统数据传输一直面临着协议不统一、数据无法共享、效率低下的问题.基于IEC61850通信协议实现电能质量监测终端的开发与应用已经成为一种趋势.针对实际中监测装置协议不统一的问题,通过对电能质量监测系统的数据和传输模型、MODBUS通信协议的功能码和存储结构以及IEC61850标准的建模原理与数据传输等进行分析,提出了一种使用代理服务器实现MODBUS总线设备和基于IEC61850标准系统无缝连接的方法.结果表明,该方法可以实现MODBUS通信协议向IEC61850协议的转换,能为不同协议的转换提供参考方案.     

面向智能家居中生理参数监测的安防系统网关设计

传统的家居系统实现了对火灾、盗窃等异常情况的监测和警报,满足了用户的基本需求。为了实现对家人健康体征的实时监测,提出了一种面向智能家居中生理参数监测的安防系统网关设计。对以SPCE061A为微控制器和n RF2401为无线传输模块的终端感知节点,以及以SPCE061A为控制器、n RF2401为射频模块和以PL2303为转换芯片的中心协调节点进行了设计。软件部分给出了MAC层、数据传输层的改进的通信协议。经测试,设计的网关能实现协议之间的转换,具有功耗低、可靠性高的优点,能辅助系统实现室内的数据和家人体征指标的实时采集和有效监测,并能在超出正常范围时发出警报。     

基于LoRa的低功耗温度采集传感器系统设计

针对工业高炉冷却水温监测长期运行、维护成本高问题,设计一种基于LoRa(Long Range)的远距离低功耗无线传感器网络系统;系统搭建基于LoRa通信水温采集终端的模块能耗计算模型,通过对计算模型分析,提出了一种基于LoRa协议层的时钟同步协议和时分多址联合优化的无线通信策略;该策略利用LoRa通信技术完成信息交互,实现网关与终端节点的高精度时钟同步;网关完成可对无线资源调度,动态分配终端节点的时隙资源,以实现数据周期性上传,降低数据传输碰撞的概率,并优化无线资源的使用效率;实验表明,该通信策略与ALOHA通信协议相比,显著提高了通信的投递率和能源效率,进一步提高了LoRa在网络中的性能,所提出的联合优化的无线通信策略是有效的。     

野外传感网节点管理与数据传输的设计与实现

针对野外环境中传感网节点的远程监测管理、多媒体数据长期稳定传输存在的问题,采用由传感网节点、数据传输管理网关和远程网络接收管理平台组成的系统,完善系统硬件平台使用远程监测管理技术、二级缓存技术、休眠调度等策略。进一步延长了网关与网络的生存周期,实现了对野外传感网休眠调度周期、采样周期、网络健康状况等的远程管理和监测,大大提高了系统的鲁棒性。该系统突破传统系统传输数据单一、数据丢包率高、无法远程进行监测管理的技术瓶颈,实现长期、稳定、双向的野外多数据类型环境监测。     

基于物联网的有机蔬菜大棚监测系统

针对目前蔬菜大棚环境监测地域广、有线监测布线难等问题,本文设计了一种基于无线传感网络的有机蔬菜大棚监测系统.该系统由传感器节点采集大棚内的环境数据,利用Zigbee无线网络技术将采集的数据传输至用户终端,管理人员可以实时掌握有机蔬菜的生长环境.实验室测试结果表明,该系统在数据采集与传输方面安全稳定,可以达到对蔬菜大棚进行实时监测的预期设计目标.     

基于Modbus协议的煤矿安全监控系统数据集成研究与设计

针对目前煤矿安全监控系统中存在的问题,提出了一种基于Modbus协议的数据集成方案。井下分站采用Modbus标准通用协议实现数据实时通信,将异构设备接口通信归一化,使得各站点可以方便地互联。所设计的分站解决了现场异构设备不同通信协议带来的数据集成和传输问题。在某大型企业的运行效果显示,数据传输可靠,响应速度快,满足数据集成要求。     

基于WBAN 的多生理参数无线传感及前端组网研究

现有的多生理参数监测系统,其各个传感与采集单元在物理层和数据链路层采用一体机集成模式,不利于多生理参数的穿戴式传感与无线组网,为此提出了基于无线体域网(WBAN)的分离式多生理参数无线传感、采集与前端组网新方法.主要研究了以MSP430为控制核心的低功耗多生理参数传感节点、基于智能手机终端与蓝牙2.0的前端WBAN组网模型、多生理参数远程无线传输网关以及手机终端软件的设计与实现.测试结果表明:基于WBAN的无线传感与组网新方法能够实现多生理参数的无线采集、组网与数据传输,避免了传统多生理参数监测存在的导联线过多、使用不方便、信号信噪比低、用户活动受限等问题.该方法以"穿戴式无线感知+手机远程无线传输"模式,为多生理参数无线监测走向家庭健康监护、为亚健康人群的疾病预警提供了技术支撑.     

嵌入式Internet智能仪器网关设计与实现

在分析智能仪器发展现状和趋势的基础上，根据异构网络间的协议转换原理，从嵌入式硬件平台、嵌入式操作系统、运行轻网络的现场智能仪器接口通信模块、运行于Intranet／Internet的微型Web服务器、Intranet／Internet接口通信模块和应用服务模块等六个方面讨论了适应多种轻量级网络的嵌入式Internet智能仪器网关设计。     

基于嵌入式Web服务器的物联网网关设计

随着传感器、无线通信、嵌入式系统等技术的发展,在宽带移动通信、IPV6和云计算技术的支撑下,物联网已经广泛应用于仓储物流、智能电网、公共安防、智能楼宇等领域,受到了各国的重视,被视为计算机互联网与移动通信网络之后的第三次信息化浪潮.作为连接感知网络与传统通信网络/互联网的桥梁,物联网网关在物联网应用中起到极为重要的作用,在网络架构上有利于现有的通信网络/互联网与感知网络的无缝融合.结合嵌入式Web Server BOA和AES加密技术,本文提出了一种基于嵌入式Web服务器的物联网网关设计方案,并实现了不同网络之间的数据安全传送、协议转换,同时该网关具备内部网关和业务网关的功能,最后给出了该设计的实现技术和系统验证.     

基于Linux视频监控终端软件实现

基于Linux视频监控终端软件共分为三个模块:视频采集模块、编码压缩模块和网络传输模块。视频采集模块主要通过Linux视频驱动编程,参考v4l2采集框架进行实现。编码压缩模块主要为YUYV格式转化成RGB格式再利用jpeglib库进行压缩实现。网络传输模块则参考UDP网络通讯协议进行实现。     

一种连接WSN与Internet的多核嵌入式网关设计与实现

针对Internet与WSN这两种网络协议转换时网关的传输带宽受限问题,设计了一种多核嵌入式网关.使用双口RAM存储器CY7C026作为公共存储区域、ATmega128(L)单片机作为处理器模块、RTL8019AS网络控制器作为网卡模块、CC2420射频收发芯片作为无线通信模块;采用具有精简网络协议栈的Nut/OS实时操作系统作为软件平台.通过多个处理器并行处理数据方式,最终实现Internet与WSN无缝连接.实验表明,系统能够稳定运行,并有效地提高传输带宽.     

基于Modbus/TCP协议的楼宇控制器设计

针对楼宇自动化系统（BAS），设计了以AT89S52单片机为核心的智能控制器。采用一体化结构，其内部集成了输入，输出模块，RS232／485接口以及可编程网关通信模块NE4100，可作为BAS中的一种通用区域控制器广泛用于电梯、照明、火灾报警等各个子系统中。网关模块采用基于Modbus和TCP协议的串口通信方式，通过互联网实现区域控制器与中央管理系统的通信。设计全面兼容Modbus工业标准，数据传输可靠，响应速度快，扩展灵活，实现了楼宇的智能化、网络化管理。     

安全VPN网关服务器的配置管理

在分析VPN系统的基本框架和安全网关的网络模型基础上 ,对网关配置管理的特点、安全管理中心以及系统配置管理等进行了阐述 ,从系统的整体规划、人机界面、中间传输层以及底层通信层设计等四个方面 ,探讨了服务器和客户端配置模块的设计与实现方法     

移动机器人远程控制系统的模式研究和实现

针对目前基于网络的远程机器人控制系统普遍采用公共网关接口 (CGI)作为服务器端技术 ,而CGI具有平台相关性、低效率 ,以及开发难度大的缺点 ,提出了采用Java小服务 (servlet)取代CGI,运用模型 -视图 -控制器(MVC)模式和纯Java技术快速建立网络机器人远程控制系统的方案 ,构建了一个包括超文本传输协议 (HTTP)服务器、视频服务器和机器人服务器的远程移动机器人控制系统 ,实现了远程示教、可编程的机器人运动和复杂环境的目标搜索等远程控制功能 ,为Internet上的远程访问及人机合作提供服务 .本系统分别在局域网、校园网和Inter net范围内进行了测试 ,实验结果证实了本系统软件结构的有效性和正确性 .