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相關(guān)文獻(xiàn)指出,網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)是將接收到的信息在轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行重新編碼,生成新的信息之后再轉(zhuǎn)發(fā)出去,而相關(guān)信息接收點(diǎn)在已知譯碼算法的情況下對(duì)接收到的信息進(jìn)行分析,很快得出經(jīng)過編碼后的信息內(nèi)容。網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)將來自多個(gè)信號(hào)源的信息在中間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)編碼的方法明顯區(qū)別于傳統(tǒng)的將接收到的信息進(jìn)行原封不動(dòng)的儲(chǔ)存和轉(zhuǎn)發(fā),不同點(diǎn)主要體現(xiàn)在其吞吐量的大小上。經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)處理后的信息吞吐量明顯多于傳統(tǒng)的信息吞吐量,這樣可以大大節(jié)省網(wǎng)絡(luò)資源。網(wǎng)絡(luò)編碼主要在于解決如何將單源或多源到單點(diǎn)或多點(diǎn)的極限問題,盡可能的充分運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)資源,產(chǎn)生最大的信息吞吐量。網(wǎng)絡(luò)編碼主要作用于中繼節(jié)點(diǎn),可以通過對(duì)中繼節(jié)點(diǎn)信號(hào)的處理方法對(duì)網(wǎng)絡(luò)編碼進(jìn)行分類,主要的兩種物理層的網(wǎng)絡(luò)編碼類型為:模擬的網(wǎng)絡(luò)編碼和數(shù)字的網(wǎng)絡(luò)編碼。模擬的網(wǎng)絡(luò)編碼根據(jù)放大轉(zhuǎn)發(fā)型的中繼節(jié)點(diǎn)而來,源節(jié)點(diǎn)的信息互相交會(huì)在兩個(gè)時(shí)隙中完成,在兩個(gè)源節(jié)點(diǎn)消除干擾后,通過譯碼進(jìn)行調(diào)節(jié),最后得到想要的數(shù)據(jù)。數(shù)字的網(wǎng)絡(luò)編碼根據(jù)解碼轉(zhuǎn)發(fā)型的中繼節(jié)點(diǎn)而來,源節(jié)點(diǎn)的信息互相交會(huì)在三個(gè)時(shí)隙內(nèi)完成,兩個(gè)源節(jié)點(diǎn)在接到信息后,先消除自干擾,最后進(jìn)行譯碼調(diào)解后得到想要的數(shù)據(jù)。
2.網(wǎng)絡(luò)編碼在無線通信系統(tǒng)中的應(yīng)用
(1)網(wǎng)絡(luò)編碼應(yīng)用于無線自組織網(wǎng)絡(luò)
用物理層和網(wǎng)絡(luò)層來平衡供需是無線自組織網(wǎng)絡(luò)中的重要戰(zhàn)略,主要是利用網(wǎng)絡(luò)的編碼技術(shù)對(duì)路由算法進(jìn)行優(yōu)化,從而增加無線自組織網(wǎng)絡(luò)的吞吐量。網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)的運(yùn)用增加了無線通信網(wǎng)絡(luò)的成本,并使得無線通信更加復(fù)雜,因此良好的傳輸方案是提高網(wǎng)絡(luò)信息吞吐量和降低無線通信技術(shù)復(fù)雜性的重要因素。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn),該作者將通信的鏈路分類為信宿節(jié)點(diǎn)鏈路和中間節(jié)點(diǎn)。由于中間節(jié)點(diǎn)經(jīng)常接收來自各個(gè)信息源的信息,采用網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù),增加信息的吞吐量,節(jié)約網(wǎng)絡(luò)資源。信宿節(jié)點(diǎn)處在通信過程的末端,只需要采用傳統(tǒng)的路由策略,降低無線通信技術(shù)的復(fù)雜性,節(jié)省網(wǎng)絡(luò)成本。
(2)網(wǎng)絡(luò)編碼應(yīng)用于無線傳感網(wǎng)絡(luò)
將網(wǎng)絡(luò)編碼用于無線傳感網(wǎng)絡(luò)中,通過將通信節(jié)點(diǎn)資源結(jié)合起來,能夠加強(qiáng)通信網(wǎng)絡(luò)的安全性。傳感器的網(wǎng)絡(luò)主要包含的是數(shù)據(jù),通信節(jié)點(diǎn)通常能夠接受到很多不同的信號(hào),這樣便可以采用網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)在無線傳感網(wǎng)絡(luò)中主要是在中繼節(jié)點(diǎn)選擇獨(dú)立的編碼系數(shù),對(duì)接收到的信息進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算,再將運(yùn)算之后的結(jié)果傳播出來。在信宿節(jié)點(diǎn)上,主要是在知道編碼節(jié)點(diǎn)在線性編碼時(shí)使用的編碼的系數(shù)之后,對(duì)需要的信息進(jìn)行解碼,得出想要的數(shù)據(jù)。
(3)網(wǎng)絡(luò)編碼應(yīng)用于認(rèn)知性無線網(wǎng)絡(luò)
在認(rèn)知性無線網(wǎng)絡(luò)中,主要需要注意的問題在于解決主要用戶和次要用戶的無線通信網(wǎng)絡(luò)資源的共享問題。其要求是,在無線通信的過程中,必須要保證在不影響主要用戶的無線網(wǎng)絡(luò)通信性能的前提下,為次要用戶提供最好的通信性能。因此,在認(rèn)知性的無線網(wǎng)絡(luò)中,各節(jié)點(diǎn)必須進(jìn)行充分的合作,合理整合信息從而充分提高通信性能,提高通信效率。網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)恰好能夠用于協(xié)調(diào)編碼,在認(rèn)知性無線網(wǎng)絡(luò)中,不僅可以增加信息的吞吐量,節(jié)約網(wǎng)絡(luò)資源,又可以避免干擾主要用戶的通信質(zhì)量,對(duì)認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展具有重要作用。
3.結(jié)語
論文摘要:隨著油田的開發(fā),偏遠(yuǎn)油區(qū)的數(shù)據(jù)監(jiān)控、視頻監(jiān)控在油田的安全生產(chǎn)、管理中發(fā)揮著重要作用,而無線通訊技術(shù)的應(yīng)用已逐漸成為各種監(jiān)控系統(tǒng)的主要鏈路方式。本文對(duì)目前廣泛應(yīng)用的幾種無線通訊技術(shù)的進(jìn)行簡單介紹,分析偏遠(yuǎn)油區(qū)的地理環(huán)境及生產(chǎn)環(huán)境對(duì)無線通訊技術(shù)應(yīng)用的影響。并對(duì)應(yīng)用無線網(wǎng)橋技術(shù)進(jìn)行的平臺(tái)視頻監(jiān)控項(xiàng)目中的成功應(yīng)用做簡單介紹。
1引言
在油田偏遠(yuǎn)油區(qū)生產(chǎn)過程中,對(duì)相關(guān)生產(chǎn)參數(shù)及油井視頻進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控對(duì)偏遠(yuǎn)油井的安全生產(chǎn)起著至關(guān)重要的作用。但由于偏遠(yuǎn)油區(qū)裝置遠(yuǎn)離油田總部,應(yīng)用有線的通訊方式,施工困難且周期長、靈活性差。而無線通訊方式由于其建立物理鏈路簡單易行,成本低,可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需求及時(shí)調(diào)整項(xiàng)目方案,靈活性好,系統(tǒng)的功能擴(kuò)展方便,因此特別適合偏遠(yuǎn)油區(qū)對(duì)通信鏈路的要求。
2常用的無線通訊技術(shù)
目前在油田現(xiàn)場(chǎng)廣泛應(yīng)用的無線通訊技術(shù)主要有GPRS/CDMA、數(shù)傳電臺(tái)、擴(kuò)頻微波、無線網(wǎng)橋及衛(wèi)星通信、短波通信技術(shù)等。
其中GPRS和CDMA技術(shù)中國移動(dòng)和中國聯(lián)通公司的主營數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù),在數(shù)據(jù)傳輸方面有著很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì),即信號(hào)覆蓋范圍廣。對(duì)于陸上油田生產(chǎn)區(qū)域基本完全覆蓋。但由于海上油田地理位置特殊,遠(yuǎn)離陸地的基站,因此很多海上生產(chǎn)平臺(tái)還無法為GPRS/CDMA信號(hào)完全覆蓋。此外經(jīng)過測(cè)試,GPRS的平均速率為20kbit/s~40kbit/s,CDMA的平均速率為80kbit/s~100kbit/s,可以滿足傳輸小數(shù)據(jù)量的生產(chǎn)數(shù)據(jù)要求,但無法滿足大數(shù)據(jù)量的信號(hào)(例如視頻信號(hào))遠(yuǎn)程無線傳輸。雖然有利用CDMA技術(shù)進(jìn)行視頻信號(hào)傳輸?shù)陌咐?,但效果并不理想?/p>
數(shù)字電臺(tái)用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的工作環(huán)境,能夠提供標(biāo)準(zhǔn)RS-232接口,可直接與計(jì)算機(jī)、RTU、PLC等數(shù)據(jù)終端連接,實(shí)現(xiàn)透明傳輸。數(shù)傳電臺(tái)的傳輸速率從1200~19.2Kbit,傳輸距離20~50公里。具有抗干擾能力強(qiáng)、接收靈敏度高等特點(diǎn)。數(shù)傳電臺(tái)技術(shù)比較成熟,標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一,一直以來廣泛用于油田的數(shù)據(jù)遙測(cè)/數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控(SCADA)項(xiàng)目中。但隨著GPRS/CDMA技術(shù)的日漸成熟,相應(yīng)的設(shè)備價(jià)格的降低,使得在很多應(yīng)用場(chǎng)合中數(shù)傳電臺(tái)被GPRS/CDMA所取代。但同時(shí),數(shù)傳電臺(tái)的相關(guān)技術(shù)也在不斷發(fā)展,智能化、網(wǎng)絡(luò)化、高帶寬的數(shù)傳電臺(tái)也不斷涌現(xiàn)。結(jié)合數(shù)傳電臺(tái)誤碼率低、信道可靠的特點(diǎn),數(shù)傳電臺(tái)必將成為海上油田通信技術(shù)應(yīng)用的可靠選擇。
擴(kuò)頻微波和無線網(wǎng)橋技術(shù)是近幾年興起的一門數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。擴(kuò)頻微波最大優(yōu)點(diǎn)在于較強(qiáng)的抗干擾能力,以及保密、多址、組網(wǎng)、抗多徑等,同時(shí)具有傳輸距離遠(yuǎn)、覆蓋面廣等特點(diǎn),特別適合野外聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。而無線網(wǎng)橋是無線射頻技術(shù)和傳統(tǒng)的有線網(wǎng)橋技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。無線網(wǎng)橋是為使用無線(微波)進(jìn)行遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)狞c(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)間互聯(lián)而設(shè)計(jì)。它是一種在鏈路層實(shí)現(xiàn)LAN互聯(lián)的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備,可用于固定數(shù)字設(shè)備與其他固定數(shù)字設(shè)備之間的遠(yuǎn)距離(可達(dá)50km)、高速(可達(dá)百M(fèi)bps)無線組網(wǎng)。這兩項(xiàng)技術(shù)都可以用來傳輸對(duì)帶寬要求相當(dāng)高的視頻監(jiān)控等大數(shù)據(jù)量信號(hào)傳輸業(yè)務(wù)。
例如,對(duì)于遠(yuǎn)離陸地且無法進(jìn)行中繼的海上平臺(tái),通訊鏈路只能通過衛(wèi)星通信和短波通訊。其中衛(wèi)星通信范圍大,只要衛(wèi)星發(fā)射的波束覆蓋進(jìn)行的范圍均可進(jìn)行通信。不易受陸地災(zāi)害影響,建設(shè)速度快,易于實(shí)現(xiàn)廣播和多址通信等等優(yōu)點(diǎn)。但其運(yùn)行費(fèi)用相對(duì)昂貴,且系統(tǒng)維護(hù)要求高。短波通訊以往只在軍事通信、專業(yè)通信、業(yè)余通信中發(fā)揮著極為重要的作用,因其傳輸速率低、噪聲大,電離層反射天波為主,通常不能穩(wěn)定的使用固定頻率工作等缺點(diǎn),因此在其他領(lǐng)域已慢慢淡出人們的視線。盡管短波通信存在一些缺陷,但對(duì)于海上油田而言,短波通訊作為可靠性高、覆蓋區(qū)域廣的通信方式,用于海上平臺(tái)的緊急通信及小數(shù)據(jù)量傳輸應(yīng)該是一個(gè)比較好的選擇。
3環(huán)境因素對(duì)技術(shù)應(yīng)用的影響
偏遠(yuǎn)油區(qū)的環(huán)境因素以以海上油田最為特殊。海上油田除了考慮信道帶寬,傳輸數(shù)率,傳輸距離,發(fā)射功率,天線要求等通信設(shè)備本身的技術(shù)參數(shù)外,在應(yīng)用無線通訊技術(shù)的過程中,還必須全面地考慮海上平特的地理環(huán)境與地理?xiàng)l件對(duì)無線通信技術(shù)應(yīng)用的影響。
3.1對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊?/p>
可以通過選取性能好的設(shè)備或應(yīng)用抗干擾措施以減少甚至避免干擾。但無線通信過程中的信號(hào)衰落問題則是普遍存在的,而且是不可避免的。由于海上油田遠(yuǎn)離陸地,與陸地之間的廣闊的海域、多變的氣候使得在陸上應(yīng)用效果很好的技術(shù)在海上應(yīng)用時(shí)沒有了用武之地。
微波在空間傳播中將受到大氣效應(yīng)和地面效應(yīng)的影響,導(dǎo)致接受機(jī)接受的電平隨著時(shí)間的變化而不斷起伏變化,我們把這種現(xiàn)象稱為衰落。從衰落的物理因素來看,可以分成以下幾類:吸收衰落、雨霧衰落、K型衰落、波導(dǎo)型衰落、閃爍衰落等等。在各種衰落因素中,吸收衰落、雨霧衰落及K型衰落對(duì)海上油田的無線通信應(yīng)用影響較大。
3.2對(duì)技術(shù)應(yīng)用的影響
各項(xiàng)通信技術(shù)在海上油田應(yīng)用中還存在的另外一個(gè)問題就是其獨(dú)特的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。海上平臺(tái)一般空間狹小,還要考慮海上多風(fēng),平臺(tái)最高點(diǎn)一般較低的特點(diǎn)。
首先是對(duì)天線安裝的限制。海上微波通信受地形地貌影響,相同的通信距離要求兩端天線的高度更高。對(duì)于衛(wèi)星通信、擴(kuò)頻微波、短波通信等天線體積較大的應(yīng)用,由于海上風(fēng)力較大,抗風(fēng)性的要求也使得設(shè)備在小平臺(tái)的安裝變得十分困難。
此外,對(duì)于無人值守的平臺(tái),設(shè)備必須具有高可靠性、可自動(dòng)維護(hù)、參數(shù)遠(yuǎn)程設(shè)置等功能。而對(duì)于衛(wèi)星通信、短波通信等要求平臺(tái)上配備專業(yè)管理操作人員進(jìn)行設(shè)備的管理維護(hù),這一特點(diǎn)也為技術(shù)的應(yīng)用帶來一定的限制。
4無線網(wǎng)橋技術(shù)在海上平臺(tái)視頻監(jiān)控中的應(yīng)用
在實(shí)際的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中,我們選取了基于5.8G無線網(wǎng)橋設(shè)備進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用測(cè)試。測(cè)試地點(diǎn)為淺海油井,測(cè)試內(nèi)容為4路視頻監(jiān)控圖像的傳輸。該系統(tǒng)具體解決方案是利用摩托羅拉Canopy5.8G無線網(wǎng)橋建立通信鏈路。在平臺(tái)一側(cè)首先通過視頻服務(wù)器將模擬視頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為可在網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)腎P數(shù)據(jù)流,之后由無線網(wǎng)橋?qū)⑿盘?hào)傳輸?shù)疥懙囟?。陸地端一?cè)通過無線網(wǎng)橋進(jìn)行接收后由視頻監(jiān)控服務(wù)器處理后,對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行錄像存儲(chǔ)及Web。相關(guān)用戶可依據(jù)相應(yīng)權(quán)限在局域網(wǎng)內(nèi)進(jìn)行視頻圖像的瀏覽、錄像等操作。
系統(tǒng)通訊鏈路建立后,可遠(yuǎn)端對(duì)設(shè)備參數(shù)進(jìn)行設(shè)置,設(shè)備維護(hù)方便。監(jiān)控視頻圖像清晰、連貫,滿足監(jiān)控要求。從系統(tǒng)的鏈路冗余可以看出本次測(cè)試的應(yīng)用距離已接近5.8G無線網(wǎng)橋技術(shù)在海上應(yīng)用的最遠(yuǎn)距離。從系統(tǒng)的穩(wěn)定性出發(fā),在更遠(yuǎn)一些的類似應(yīng)用中應(yīng)謹(jǐn)慎選擇這項(xiàng)技術(shù)。
藍(lán)牙計(jì)劃基本上是一個(gè)無線傳輸?shù)挠?jì)劃,不需要透過實(shí)質(zhì)線路,在一定的距離范圍內(nèi),可以傳輸可觀的資料量,當(dāng)然這種無線傳輸并不像行動(dòng)電話那樣數(shù)十公里內(nèi)皆可傳達(dá),而是數(shù)十至數(shù)百公尺內(nèi)的短距離無線傳輸。此外可傳輸?shù)难b置不限于手機(jī),只要有裝設(shè)藍(lán)牙收發(fā)模塊的裝置都可以使用藍(lán)牙傳輸,眼前的構(gòu)想即是讓其它的行動(dòng)裝置都可以使用藍(lán)牙傳輸,包括PDA、筆記型計(jì)算機(jī)、車用裝置等等。藍(lán)牙計(jì)劃的發(fā)起,主要是1998年5月,由Ericsson(愛立信,瑞典)、Intel(英特爾,美國)、NOKIA(諾基亞,芬蘭)、IBM(國際商務(wù)機(jī)器,美國)、TOSHIBA(東芝,日本)等五家公司,共同組織一個(gè)“特別參與組織(SIG,SpecialInterestGrou)”稱為BluetoothSIG,以此組織來制定一套短距離的無線傳送、接收的技術(shù)規(guī)格。
二、淺談藍(lán)牙技術(shù)
藍(lán)牙計(jì)劃雖是1998年開始,但是藍(lán)牙的技術(shù)根基卻來自1997年制訂完成的無線局域網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議:IEEE-802.11。
藍(lán)牙基本上也是運(yùn)用射頻(RF)方式進(jìn)行無線通訊,至于使用的頻帶范圍,則是使用2.45GHz,這個(gè)無線電頻帶是全世界共同開放、不受法令限制的頻帶,舉凡工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)療(ISM,Industrial/Scientific/Medical)、甚至微波爐等都是使用2.45GHz的頻帶。
由于這個(gè)頻帶被廣泛使用了,那么使用此頻帶進(jìn)行通訊,絕對(duì)是很容易收到干擾的,因此藍(lán)牙規(guī)格被設(shè)計(jì)成可跳頻通訊,能夠在一秒鐘內(nèi)進(jìn)行1,600次的跳頻動(dòng)作,此這樣的動(dòng)作避免其它通訊的干擾。由于每秒1,600次的快速跳頻,這也使得藍(lán)牙無線收發(fā)的數(shù)據(jù)封包不能太長,否則不能滿足如此頻繁的跳頻次數(shù),所以藍(lán)牙短封包、快速跳頻的特性,也使其無線傳輸能抗干擾、更穩(wěn)定通信。
藍(lán)牙規(guī)格已經(jīng)正式公布v1.0版,規(guī)格方面算是踏出成熟的第一步,接下來就是商品化、投入實(shí)際制造的階段。而要讓藍(lán)牙迅速普及,就是在既有的用途裝置上,追加設(shè)計(jì)藍(lán)牙功能即可,以節(jié)省開發(fā)時(shí)間與成本,為此藍(lán)牙射頻模塊就成為非常重要的一項(xiàng)零組件。
藍(lán)牙射頻模塊一方面要夠便宜,才可能快速普及,另一方面也要夠小巧,才能適用于所有的需求裝置上,目前專家推估射頻模塊的成本必須低于5美元才能普及,而各家公司也正加緊將射頻模塊設(shè)計(jì)地更精小、更便宜中。
三、藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用
藍(lán)牙由于具有1-2Mbps、10-100公尺的無線通訊能力,因此藍(lán)牙技術(shù)可以舒緩若干問題,例如可以直接利用藍(lán)牙的高速數(shù)據(jù)傳輸率來傳輸語音,等于是把藍(lán)牙通訊當(dāng)成無線電話的功能。
另外對(duì)于小公司、小環(huán)境等,也可以省去布設(shè)實(shí)質(zhì)線路的成本,以及后續(xù)線路維護(hù)的困擾。還有藍(lán)牙可以指定隔絕與通行的通信功能,也等于可以建立無線的LAN環(huán)境、小族群通訊環(huán)境。
四、藍(lán)牙技術(shù)的展望
(一)藍(lán)牙收發(fā)話器對(duì)健康的好處。由于手機(jī)有高功率的電磁波,據(jù)報(bào)導(dǎo)證實(shí)電磁波會(huì)對(duì)人體造成傷害,所以有了藍(lán)牙,你將可以把一個(gè)小小的藍(lán)牙附件裝在你的大哥大,然后把收發(fā)話器戴在你的耳朵(由于藍(lán)牙應(yīng)用的是低功率,所以不會(huì)對(duì)人體有任何傷害)。準(zhǔn)備好了以后,你就把你的大哥大放在口袋里講電話,不必把電話緊貼的臉,甚至按下收發(fā)話器上的按鈕就可以直接接聽來電。
(二)比一般傳統(tǒng)式紅外線傳輸更快,且不用對(duì)準(zhǔn)兩個(gè)傳輸端口成一直線。藍(lán)牙科技在傳輸方面的好處就是,它能夠允許兩個(gè)裝置,在不排成一直線的狀態(tài)下,還能夠以無線的方式傳送數(shù)據(jù)。不像紅外線傳輸最大的缺點(diǎn)是,你必須對(duì)準(zhǔn)兩個(gè)傳輸端口成一直線才有辦法傳送數(shù)據(jù)。藍(lán)牙傳輸甚至無視于墻壁、口袋、或公文包的存在而可以順利進(jìn)行。藍(lán)牙的數(shù)據(jù)傳輸速度比紅外線傳輸還要快,每秒鐘高達(dá)1MB
(三)手表可自動(dòng)對(duì)時(shí)間,無線下載Mp3。只要將來手表有內(nèi)建藍(lán)牙且有Mp3撥放功能,這樣一來將可自動(dòng)設(shè)定為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間,且可很方便的隨時(shí)從計(jì)算機(jī)傳輸歌曲。
(四)其它還有很多很多,只要現(xiàn)在是要接線的,都有可能會(huì)被藍(lán)牙所應(yīng)用。藍(lán)牙技術(shù)一旦普及,相信對(duì)通訊方式、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生活方式等都會(huì)有巨幅的沖擊,甚至很難想象沖擊的程度。不過就現(xiàn)階段而言,藍(lán)牙可能帶來的便利卻是可以想象的,各位可以想象家里安裝一個(gè)藍(lán)牙收發(fā)基地臺(tái),家中的計(jì)算機(jī)、電話、傳真機(jī)都不用實(shí)際接線,就可以互通或連外。在公司內(nèi)外務(wù)人員趕時(shí)間,只要在藍(lán)牙收發(fā)范圍內(nèi)都可以傳送數(shù)據(jù),例如咖啡廳、車站等都可以。此外倉庫的盤點(diǎn)盤查,只要帶個(gè)PDA,倉庫內(nèi)設(shè)有藍(lán)牙基地臺(tái),馬上可以跟全省各地的倉庫進(jìn)行盤點(diǎn)加總,當(dāng)然,藍(lán)牙基地臺(tái)后面有接往Internet,或是以公司專線,或VPN方式連接。另外數(shù)字相機(jī)拍完的相片,只要接近筆記型計(jì)算機(jī)就可以回傳,省去記憶卡的插拔,既有計(jì)算機(jī)外設(shè)裝置也都可以無線化,無線打印機(jī)、無線鍵盤、鼠標(biāo)、搖桿。還有家中、公司都設(shè)有藍(lán)牙基地臺(tái),則一支具有藍(lán)牙功能的手機(jī),在家就可以跟居家無線電話一樣使用,而且是付居家電話費(fèi),在公司則變成自己的辦公分機(jī),公司替您付電話費(fèi),而在外出時(shí)就跟一般行動(dòng)手機(jī)一樣使用,這樣真正落實(shí)一人一機(jī)終生用的理想,這種方式也被人稱為三合一電話,即是居家、辦公、行動(dòng)電話三者合一。
五、結(jié)束語
藍(lán)牙技術(shù)一定會(huì)飛速發(fā)展,但仍然有一些應(yīng)用的細(xì)節(jié)問題需要解決,如相鄰設(shè)備之間為防止信息誤傳和被截取,必須要用戶提前設(shè)置對(duì)應(yīng)頻段等,嚴(yán)重影響藍(lán)牙技術(shù)產(chǎn)品面市的速度。但相信隨著一個(gè)不斷完善的發(fā)展過程,藍(lán)牙技術(shù)會(huì)為我們的未來家居和辦公帶來不僅僅是方便一點(diǎn)的革命。
參考文獻(xiàn):
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【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng) 課程 教學(xué)實(shí)踐 應(yīng)用能力
【中圖分類號(hào)】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1006-9682(2012)06-0063-02
一、引 言
物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things,IOT)又稱傳感網(wǎng),指的是將無處不在的末端設(shè)備和設(shè)施,包括具備“內(nèi)在智能”的傳感器、移動(dòng)終端、工業(yè)系統(tǒng)、樓控系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)和“外在使能”的各種資產(chǎn)、攜帶智能終端的個(gè)人與車輛等,通過各種無線或有線的通訊網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通,從而提供安全可控乃至個(gè)性化的實(shí)時(shí)監(jiān)控、定位溯源、報(bào)警聯(lián)動(dòng)、遠(yuǎn)程控制、安全防范等管理和服務(wù)功能,實(shí)現(xiàn)任何智能物體間的“管、控、營”一體化。物聯(lián)網(wǎng)是繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)通信之后的又一次信息產(chǎn)業(yè)的革命性發(fā)展。目前物聯(lián)網(wǎng)被正式列為國家重點(diǎn)發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一。物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)具有產(chǎn)業(yè)鏈長、涉及多個(gè)產(chǎn)業(yè)群的特點(diǎn),其應(yīng)用范圍幾乎覆蓋了各行各業(yè)。并且隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將催生新的產(chǎn)業(yè),形成新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn),其發(fā)展前景十分可觀。鑒于此,2010年8月,教育部審批通過了35所高校獲批開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專業(yè),新設(shè)專業(yè)將自2011年開始招生。在2011年,又有27所高校設(shè)置的“物聯(lián)網(wǎng)”專業(yè)通過了教育部的審批。
二、教學(xué)實(shí)踐與教學(xué)方法的初步探索
筆者所在的大學(xué)還未申報(bào)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè),但與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相關(guān)的支撐專業(yè)門類比較齊全,如信息與通信工程、電子科學(xué)技術(shù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、控制工程及測(cè)控技術(shù)及儀器等專業(yè)?;诖?,筆者在2011年連續(xù)兩個(gè)學(xué)期開設(shè)了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)論的公選課,學(xué)生選課非常踴躍,170人的選課規(guī)模每次都爆滿,從這可以看出當(dāng)前本科生對(duì)物聯(lián)網(wǎng)等新生技術(shù)具有非常強(qiáng)的學(xué)習(xí)欲望。針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的特點(diǎn),在現(xiàn)有教學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)上,對(duì)教學(xué)方案進(jìn)行了初步探索。
1.合理選擇教材
筆者結(jié)合選課學(xué)生的特點(diǎn):不僅有理工科學(xué)生,還有社會(huì)科學(xué)類學(xué)生,選擇了周洪波博士所編寫的《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、應(yīng)用、標(biāo)準(zhǔn)和商業(yè)模式》一書。此書以通俗易懂的方式,指導(dǎo)學(xué)生了解物聯(lián)網(wǎng)世界,且不需要較強(qiáng)的專業(yè)背景,適應(yīng)不同專業(yè)的學(xué)生。
2.嚴(yán)格修訂教學(xué)大綱,合理安排教學(xué)內(nèi)容。
教學(xué)大綱不僅是進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容及進(jìn)度的依據(jù),也是考試考查的依據(jù),更是教學(xué)質(zhì)量評(píng)估的依據(jù)。一個(gè)好的教學(xué)大綱,非常有利于教學(xué)質(zhì)量的提高。在教學(xué)內(nèi)容上,首先講述物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與機(jī)遇,讓同學(xué)們明白物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)無論是在經(jīng)濟(jì)、生活以及國家戰(zhàn)略上都有非常重要的前景。讓同學(xué)們掌握互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)以及它們的區(qū)別與聯(lián)系,并了解基于四大技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)支柱產(chǎn)業(yè)群,分別為RFID從業(yè)人員、傳感網(wǎng)從業(yè)人員、M2M人群以及工業(yè)信息化人群;其次,著重講述物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈,即Device、Connect以及Manage(DCM)三層系統(tǒng),或者也可稱之為感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。讓學(xué)生了解物聯(lián)網(wǎng)的通訊與連接,包括短距離無線通訊技術(shù)、長距離無線通訊技術(shù)、短距離有線通訊技術(shù)和長距離有線通訊技術(shù)。在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用方面,通過物聯(lián)網(wǎng)在城市市政管理、農(nóng)業(yè)園林、醫(yī)療保健、智能樓宇和交通運(yùn)輸?shù)确矫婧屯瑢W(xué)們進(jìn)行交流和探討。并通過介紹各種傳感器的原理與技術(shù),讓同學(xué)們對(duì)整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)有更進(jìn)一步的了解。
3.教學(xué)方法和教學(xué)互動(dòng)
物聯(lián)網(wǎng)是個(gè)實(shí)用性很強(qiáng)、發(fā)展前景很廣的技術(shù)。將來物聯(lián)網(wǎng)會(huì)發(fā)展到什么程度,對(duì)人類的科技和生活會(huì)產(chǎn)生什么影響,都是一個(gè)未知數(shù)。因而在教學(xué)過程中,筆者非常注意和學(xué)生互動(dòng),讓同學(xué)們發(fā)揮自己的想象力,盡量去描繪50年,甚至100年后因物聯(lián)網(wǎng)的存在,人們的生活所發(fā)生的翻天覆地的變化。在上課過程中,筆者既有講述的環(huán)節(jié),有和學(xué)生互動(dòng)的環(huán)節(jié),更有讓學(xué)生分組討論的環(huán)節(jié)。筆者希望此課程是個(gè)開放的課程,學(xué)生不僅能學(xué)到知識(shí),更能發(fā)揮自己的主觀能動(dòng)性。同時(shí),通過運(yùn)用多媒體等途徑來呈現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)所存在的問題和發(fā)展前景,請(qǐng)同學(xué)們利用已有知識(shí),并發(fā)揮自己的想象嘗試提出解決方案,設(shè)置懸念,然后抓住重點(diǎn)、熱點(diǎn)作深入分析,最后上升為理論知識(shí)。從而使課程生動(dòng)形象,對(duì)錯(cuò)分明,環(huán)環(huán)相扣,印象深刻,氣氛活躍。當(dāng)然,這種講課方式有一個(gè)前提,那就是建立在師生間平等、相互理解的基礎(chǔ)上。這種授課方式,就是師生間的相互溝通,實(shí)現(xiàn)這種溝通,理解是基礎(chǔ),也即心靈交融,才能實(shí)現(xiàn)交往、溝通。
4.考核方式
為了適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求,筆者在考核方式上突出強(qiáng)調(diào)學(xué)生對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基本概念掌握和發(fā)展前景設(shè)想,同時(shí)考查學(xué)生的論文寫作能力,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)習(xí)過程的督促與考核,客觀完整地評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。在考核的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)上學(xué)生的成績由學(xué)生上課過程中的討論報(bào)告、出勤率和最終課程論文三個(gè)部分組成。其中討論報(bào)告占20%,出勤率占20%,最終課程論文占60%。這種考核方式既能讓學(xué)生進(jìn)一步了解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),又能發(fā)揮學(xué)生的想象力和主動(dòng)性,并能讓學(xué)生初步掌握科技論文的寫作格式和寫作方法。
三、結(jié)束語
物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)新興的產(chǎn)業(yè)和技術(shù),筆者依據(jù)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的特點(diǎn),結(jié)合我校應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo),從物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)設(shè)置的現(xiàn)狀、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式等方面進(jìn)行了初步的探討。經(jīng)過幾個(gè)學(xué)期的教學(xué)探索,摸清了教學(xué)規(guī)律,優(yōu)化了教學(xué)過程,改進(jìn)了教學(xué)方法,使學(xué)生具有合理的知識(shí)結(jié)構(gòu),理論與實(shí)踐相結(jié)合,從而具有解決實(shí)際問題的能力、開放的思維和協(xié)作能力,能夠暢想未來,把握經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和科學(xué)發(fā)展的大趨勢(shì),以適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和本科生教育信息化發(fā)展的需要,成為能夠適應(yīng)21世紀(jì)新挑戰(zhàn)的復(fù)合型高端人才。
參考文獻(xiàn)
1 周洪波.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、應(yīng)用、標(biāo)準(zhǔn)和商業(yè)模式[M].北京:電子工業(yè)出版社,2010
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論文關(guān)鍵詞:車輛實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng),郵件攬投,車輛管理
1、引言
現(xiàn)階段,郵政EMS的郵件攬投和車輛管理依然是粗放式生產(chǎn)和管理,無法和國外大型快遞公司進(jìn)行競爭,現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)并沒有引入其中,采用的仍是傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式和管理方法,管理沒有精細(xì)化,缺乏先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)。就此,筆者將車輛實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)引入EMS郵件攬投和車輛管理中。
隨著無線通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,為各個(gè)行業(yè)中交通物流的管理提供了新的技術(shù)手段,從而可以有效提高現(xiàn)有的行業(yè)管理與服務(wù)效率,GPS車輛監(jiān)控系統(tǒng)充分利用了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的最新成果,綜合利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、全球衛(wèi)星定位(GPS)、無線通信、地理信息系統(tǒng)(GIS)等多學(xué)科的前沿技術(shù),與行業(yè)的應(yīng)用特點(diǎn)緊密結(jié)合,提供基于GPS位置服務(wù)的車輛監(jiān)控管理平臺(tái)。
車輛實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)是以GPS車載導(dǎo)航技術(shù)為依托,針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)特點(diǎn)而開發(fā)的系統(tǒng)。GPS車載導(dǎo)航技術(shù)由GPS、地理信息系統(tǒng)及無線通信技術(shù)構(gòu)成。GPS接收機(jī)接收GPS衛(wèi)星的導(dǎo)航信號(hào),獲取運(yùn)動(dòng)體的實(shí)時(shí)位置;無線通信技術(shù)把運(yùn)動(dòng)體的實(shí)時(shí)位置及附加信息傳送到監(jiān)控中心;地理信息系統(tǒng)(GIS)則把計(jì)算機(jī)技術(shù)、圖形技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)融合于一體,在調(diào)度中心對(duì)監(jiān)控物體的空間位置及用戶賦予的屬性信息進(jìn)行管理、顯示和分析,達(dá)到實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控的目的。
這一技術(shù)又稱為智能交通(ITS),如把該技術(shù)應(yīng)用于中國郵政EMS攬投中,將增強(qiáng)EMS攬收和投遞能力,降低人力資源的管控成本,提高企業(yè)管理水平,避免車輛的閑置,讓其得到充分使用,對(duì)保障車輛安全都能起到積極作用。
2、EMS車輛管理現(xiàn)狀
2.1、攬投工作
每天早上各個(gè)攬投部將郵件派攬給各個(gè)攬投員,讓其進(jìn)行投遞。攬投人員對(duì)郵件派投以后,把投遞局留存聯(lián)交給收班人員,收班人員再依次把妥投信息錄入微機(jī),郵件的實(shí)際妥投狀態(tài)和上網(wǎng)查詢的妥投信息至少存在半天的時(shí)差。而順豐快遞,在郵件妥投以后,就能即時(shí)地將相應(yīng)的妥投信息傳遞到網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上,供客戶查詢,為企業(yè)贏得美譽(yù)度。
2.2、車輛歸集
每天下午在郵件攬投工作結(jié)束以后,EMS車輛必須停在指定的地點(diǎn),進(jìn)行歸集。但是有部分?jǐn)埻度藛T在收班以后,對(duì)車輛并沒有進(jìn)行歸集,收班后印有EMS標(biāo)識(shí)的車在大街上隨處可見,直接導(dǎo)致部分車輛油耗量較大,并帶來安全隱患。
3、EMS車輛實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)介紹
將車輛實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)引入EMS中,可對(duì)郵件攬收和投遞生產(chǎn)過程進(jìn)行可視化管理,同時(shí)將EMS車輛納入信息化管理,對(duì)人、車、物進(jìn)行有序地調(diào)度管理,保證EMS安全、快捷生產(chǎn)。GPS車輛監(jiān)控系統(tǒng)一方面利用GPRSCDMA等信道,將車輛的位置信息、報(bào)警信息和服務(wù)信息實(shí)時(shí)傳送到監(jiān)控系統(tǒng); GPS監(jiān)控平臺(tái)是車輛監(jiān)控系統(tǒng)的核心,提供GPS信息的采集、格式轉(zhuǎn)換與分發(fā)服務(wù),響應(yīng)用戶的各種命令請(qǐng)求,提供數(shù)據(jù)庫應(yīng)用與存儲(chǔ)服務(wù),完成用戶身份識(shí)別與安全控制。它包括:用戶服務(wù)(UAS)、派發(fā)中心(EGF)、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用服務(wù)器(DAS)、通訊接口(CI)及系統(tǒng)信息管理(MIS)軟件包等。
各監(jiān)控分中心根據(jù)相應(yīng)權(quán)限安裝監(jiān)控端,通過INTER網(wǎng)絡(luò)接入GPS車輛監(jiān)控系統(tǒng),也可通過專線方式接入。為保證系統(tǒng)的安全性,可在客戶服務(wù)器上加上防火墻以保證系統(tǒng)不受外部侵入和損害。
GPS綜合服務(wù)平臺(tái)是車輛調(diào)度服務(wù)中心的核心,提供GPS信息的采集、格式轉(zhuǎn)換與分發(fā)服務(wù),響應(yīng)用戶的各種命令請(qǐng)求,提供數(shù)據(jù)庫應(yīng)用與存儲(chǔ)服務(wù),完成用戶身份識(shí)別與安全控制。它包括:用戶服務(wù)(UAS)、派發(fā)中心(EGF)、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用服務(wù)器(DAS)、通訊接口(CI)及系統(tǒng)信息管理(MIS)軟件包等。系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì),運(yùn)行平臺(tái)為UNIXLINUXWINDOWS操作系統(tǒng),數(shù)據(jù)庫采用目前最流行最穩(wěn)定的ORACLE數(shù)據(jù)庫。GPS綜合服務(wù)平臺(tái)與各種車載終端相連接的接口為獨(dú)立的通信接口(CI),可以實(shí)現(xiàn)專網(wǎng)終端、公網(wǎng)終端并網(wǎng)運(yùn)行,并可以任意擴(kuò)充終端種類,無需修改服務(wù)程序。其另一個(gè)重要部分是GPS專用GIS控件,專注于快速、形象、生動(dòng)的顯示GPS信息。在每一個(gè)模塊快速、高效、穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)上,各模塊間可實(shí)現(xiàn)無縫連接,完成不同監(jiān)控應(yīng)用;不同GPS移動(dòng)單元,不同通訊方式在同一個(gè)系統(tǒng)上的統(tǒng)一運(yùn)行。
由于GPS定位派發(fā)的特殊性,要求系統(tǒng)能夠盡可能快地將GPS定位數(shù)據(jù)分發(fā)到不同的監(jiān)控端,而丟失一兩個(gè)定位數(shù)據(jù)是可以容忍的。在應(yīng)用中,監(jiān)控用戶向系統(tǒng)發(fā)出的登錄、呼車、車輛控制等命令相對(duì)有限,而網(wǎng)絡(luò)中最大流量的數(shù)據(jù)是GPS定位數(shù)據(jù)包,所以系統(tǒng)間各個(gè)部分之間相連采用TCP/IP網(wǎng)絡(luò),并大量采用UDP協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)。由于UDP是無連接傳輸,系統(tǒng)開銷小,適合于大數(shù)據(jù)量的傳輸,而對(duì)于系統(tǒng)中命令的傳輸,采用命令確認(rèn)機(jī)制,使保證命令正確傳輸,這樣使系統(tǒng)以最高的效率轉(zhuǎn)發(fā)GPS定位數(shù)據(jù)包,同時(shí)能夠保證命令信息的正確傳輸。
由于科技發(fā)展的日新月異,特別是無線通訊發(fā)展迅速,而GPS定位派發(fā)系統(tǒng)要與無線通訊系統(tǒng)連接,所以系統(tǒng)的可擴(kuò)展性也影響到了系統(tǒng)的使用,只有方便升級(jí)和擴(kuò)展的系統(tǒng)才能適應(yīng)當(dāng)前的用戶需求,因此系統(tǒng)采用服務(wù)器分布模塊式設(shè)計(jì),以不同的服務(wù)器實(shí)現(xiàn)不同的功能,使系統(tǒng)功能的增加不需要對(duì)整個(gè)系統(tǒng)做修改。
3.1系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
監(jiān)控系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是由監(jiān)控中心和移動(dòng)端構(gòu)成,如圖1所示。移動(dòng)端即EMS車輛,監(jiān)控中心設(shè)置在網(wǎng)運(yùn)部,通過無線傳輸方式進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。
圖1
1)、軟件平臺(tái)
軟件平臺(tái)包括以下軟件:
windows操作系統(tǒng);
VB6.0;
MapX5.0;
Access數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。
2)、通訊方式
無線上網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。
3)、移動(dòng)目標(biāo)配置
配PDA采用無線上網(wǎng),EMS此前購置的一批PDA可以采用。
3.2系統(tǒng)功能
利用有效方式實(shí)現(xiàn)多終端分級(jí)管理模式。系統(tǒng)包括基本GIS功能模塊、移動(dòng)目標(biāo)(車輛)跟蹤模塊、數(shù)據(jù)庫管理模塊。
關(guān)鍵詞:車載終端TSP云服務(wù)后臺(tái)車聯(lián)網(wǎng)
中圖分類號(hào):TN929文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2015)01(c)-0000-00
1 引言
智能終端是車聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分,基于核心模塊/芯片的智能終端解決方案可以使得車聯(lián)網(wǎng)開發(fā)人員,包括終端開發(fā)人員,更多關(guān)注于應(yīng)用,而不再關(guān)心底層細(xì)節(jié);而且,核心模塊中封裝了智能終端大多數(shù)通用功能,使得開發(fā)人員不再重復(fù)開發(fā),從而實(shí)現(xiàn)資源重用,提高終端的開發(fā)效率與可靠性,降低終端的技術(shù)難度,因而是車聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵核心技術(shù)。但目前國內(nèi)外還沒有能滿足智能終端需求的模塊與芯片。文獻(xiàn)[1-4]對(duì)車聯(lián)網(wǎng)終端進(jìn)行了研究開發(fā),但是模塊沒實(shí)現(xiàn)通用功能的封裝。本文基于通信端口復(fù)用芯片和電源復(fù)用的終端系統(tǒng),把無線通信技術(shù)、總線技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、嵌入式技術(shù)以及衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)有機(jī)集成,以提供車聯(lián)網(wǎng)的各項(xiàng)服務(wù)。
2 系統(tǒng)研究
通過無線通訊傳輸,將汽車電子CAN/LIN總線數(shù)據(jù), 傳遞到智能終端服務(wù)后臺(tái)系統(tǒng),動(dòng)態(tài)進(jìn)行OBD診斷;并通過(UTC)、IPv6等技術(shù),實(shí)現(xiàn)車載終端數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)長時(shí)在線,將故障信息主動(dòng)反饋給駕駛者,動(dòng)態(tài)干預(yù)預(yù)防事故發(fā)生;對(duì)通信端口復(fù)用芯片和電源復(fù)用技術(shù)提出了解決方案,以降低智能車載終端的生產(chǎn)低成本;通過集成汽車電子,實(shí)現(xiàn)事故發(fā)生時(shí),主動(dòng)將事故車輛的位置信息通過智能車載終端發(fā)送給服務(wù)后臺(tái),獲得準(zhǔn)確及時(shí)的車輛和人員救援。
通過Telematics系統(tǒng)后臺(tái)和終端軟件,利用遠(yuǎn)程通信、GPS等技術(shù)手段,整合呼叫中心、增值服務(wù)內(nèi)容提供商、行業(yè)信息管理系統(tǒng)(如銀行車貸系統(tǒng)、車險(xiǎn)管理系統(tǒng)及110聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)等)、多媒體資訊廣告內(nèi)容提供商、電訊運(yùn)營商等產(chǎn)業(yè)鏈的相關(guān)企業(yè),為車主、汽車生產(chǎn)廠商、汽車銷售商(4S店)等提供位置信息、互聯(lián)網(wǎng)、汽車售后等服務(wù)。
3 車載終端及云服務(wù)后臺(tái)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)
a) 通信端、供電線路復(fù)用技術(shù)
通過對(duì)通信端、供電線路服用技術(shù)的設(shè)計(jì),將GPS導(dǎo)航模塊和3G模塊融合,減少了模塊的體積,降低了生產(chǎn)成本。其設(shè)計(jì)圖如下所示:
圖1車載終端通信端、供電線路復(fù)用設(shè)計(jì)圖
b) 基于汽車電子CAN總線、LBS、OBD等功能的一鍵通技術(shù)
在車載信息服務(wù)后臺(tái)的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)基于云技術(shù)的自主創(chuàng)新的UTS(Unified Telematics System)車聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)后臺(tái)的建設(shè),整合如保險(xiǎn)、救援、加油、節(jié)能環(huán)保、智能交通等的SP(Service Provider),AP(Application Provider),CP(Content Provider),Call Center等多方資源,為車主提供個(gè)性化的貼心服務(wù)。
c) 基于嵌入式技術(shù)的車載終端TSP云服務(wù)后臺(tái)研發(fā)
車載終端TSP云服務(wù)后臺(tái)通過用戶界面良好、網(wǎng)絡(luò)支持方便和應(yīng)用開發(fā)便捷的設(shè)計(jì),把無線通信技術(shù)、總線技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、嵌入式技術(shù)以及衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)有機(jī)集成,以提供車聯(lián)網(wǎng)的各項(xiàng)服務(wù)。
4 系統(tǒng)功能
系統(tǒng)具有導(dǎo)航,通信,車輛安防,救援、多媒體與移動(dòng)辦公等功能,為汽車用戶提供安全,高效,節(jié)能環(huán)保,和生活個(gè)性化服務(wù),提高交通和車輛相關(guān)數(shù)據(jù)采集和處理能力,消除車輛信息孤島現(xiàn)象,從而提高實(shí)時(shí)路況數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確性和車輛使用安全性。
5 系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)和前景
系統(tǒng)居于國內(nèi)領(lǐng)先地位,市場(chǎng)競爭優(yōu)勢(shì)明顯;推進(jìn)國家車聯(lián)網(wǎng)、智能交通的發(fā)展,進(jìn)而為智能城市的建設(shè)奠定基礎(chǔ)。打破國外廠商壟斷該市場(chǎng)的局面,實(shí)現(xiàn)國內(nèi)首創(chuàng),國際領(lǐng)先。
在美國,歐盟、日本、韓國,車廠前裝智能車載終端的比例高達(dá)40%-70%。而在中國,目前前裝車載只有不到5%的比例。中國已經(jīng)是全球最大汽車銷量國家,2012年達(dá)到了1860萬量。權(quán)威預(yù)測(cè), 2015年將達(dá)到2000萬輛,2020年,年銷量將達(dá)到4000萬輛,占據(jù)全球50%的銷售市場(chǎng)。假設(shè)按照50%前裝比例,按每臺(tái)智能車載終端2000元計(jì)算,該產(chǎn)品市場(chǎng)容量每年將達(dá)到400億;服務(wù)費(fèi)按每年500元計(jì)算,該新興產(chǎn)業(yè)每年的服務(wù)費(fèi)可達(dá)100億元,年經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值2項(xiàng)合計(jì)500億元。本文的研究成果如在我國大規(guī)模推廣應(yīng)用,將會(huì)帶來廣闊的產(chǎn)業(yè)化前景。同時(shí),近年來,政府的政策支持力度加大,網(wǎng)絡(luò)和通信等關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展迅速,商業(yè)模式和產(chǎn)業(yè)鏈也逐漸成熟,設(shè)備和服務(wù)價(jià)格的逐步降低,智能車載3G/導(dǎo)航設(shè)備目前處于快速發(fā)展階段,預(yù)計(jì)2014年全球產(chǎn)業(yè)規(guī)模將突破1100億美元。
6 結(jié)語
通過本文的研究,在行業(yè)內(nèi)打造低成本的車載智能信息終端,推廣行業(yè)應(yīng)用,促進(jìn)車載行業(yè)的發(fā)展,為國家推進(jìn)車聯(lián)網(wǎng)、智能交通奠定了基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)
[1] 程剛,郭達(dá).車聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)狀與發(fā)展研究.國際通信,2011(17).
[2] 張立成.面向車聯(lián)網(wǎng)的車載智能終端研究與實(shí)現(xiàn).長安大學(xué)碩士論文,2012.
論文關(guān)鍵詞:3G-EVDO,無線局域網(wǎng)絡(luò),稅源監(jiān)控系統(tǒng)
稅源監(jiān)控系統(tǒng)是稅務(wù)機(jī)關(guān)利用現(xiàn)代信息技術(shù)對(duì)稅源信息進(jìn)行全面采集、分析和利用的稅務(wù)信息化應(yīng)用系統(tǒng)。一般由企業(yè)端和稅局端組成。安裝在企業(yè)的企業(yè)端系統(tǒng)功能是用于對(duì)企業(yè)進(jìn)行稅源信息監(jiān)控、采集和數(shù)據(jù)傳輸;安裝在稅務(wù)機(jī)關(guān)的稅局端系統(tǒng)功能是用于接收所采集的稅源信息,并對(duì)信息進(jìn)行分析和利用。稅源監(jiān)控系統(tǒng)是稅務(wù)機(jī)關(guān)對(duì)重點(diǎn)稅源企業(yè)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)管的重要工具,應(yīng)用先進(jìn)信息技術(shù)提高系統(tǒng)功能,對(duì)稅務(wù)機(jī)關(guān)降低稅源監(jiān)控成本,提高稅源監(jiān)控實(shí)效,從源頭堵塞稅收流失具有重大意義。
一、無線監(jiān)控技術(shù)簡介及3G-EVDO優(yōu)勢(shì)分析
1. 無線監(jiān)控技術(shù)簡介
目前無線監(jiān)控技術(shù)實(shí)現(xiàn)上有下面幾種方式:
(1)模擬無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊實(shí)現(xiàn)。該類監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳輸距離主要由發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率來決定,監(jiān)控范圍受發(fā)射距離的限制,范圍??;數(shù)據(jù)在空中傳播,易受電磁等干擾,數(shù)據(jù)可靠性不好;模擬傳輸沒有很好的加密模式,安全性不好;數(shù)據(jù)傳輸率很低,不能滿足稅源監(jiān)控要求的從企業(yè)原料采購到成品銷售的多個(gè)重要環(huán)節(jié)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)采集及時(shí)性、準(zhǔn)確性、安全性等要求。
(2)GSM網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)。這類監(jiān)控通信方式是依托全球的GSM網(wǎng)絡(luò),它的最大特點(diǎn)是打破了距離的限制,從而可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。主要是利用GSM短消息業(yè)務(wù)或語音業(yè)務(wù)進(jìn)行業(yè)務(wù)監(jiān)控。語音業(yè)務(wù)就是利用語音信道進(jìn)行通信,把各種信息轉(zhuǎn)化成語音信號(hào)計(jì)算機(jī)論文,通過語音信道發(fā)送。缺點(diǎn)是:由于網(wǎng)絡(luò)傳輸不穩(wěn)定,短信中心容量等問題,信息發(fā)送不可靠,并且缺乏安全性;消息的發(fā)送到接受很多情況會(huì)有較大時(shí)延,加上內(nèi)容長度限制和GSM上網(wǎng)速度只能達(dá)到9.6kbps,這種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境無法滿足企業(yè)稅源實(shí)時(shí)監(jiān)控和準(zhǔn)確性的要求。
(3)GPRS網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)。GPRS是由中國移動(dòng)推出的2.5G服務(wù),是在現(xiàn)有的GSM系統(tǒng)上發(fā)展出來的一種新的分組數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)論文服務(wù)。GPRS與GSM語音的根本區(qū)別是,GSM的基礎(chǔ)是電路交換,GPRS的基礎(chǔ)是分組交換。因此,GPRS特別適用于突發(fā)性的、少量的數(shù)據(jù)傳輸,也適用于偶爾的大數(shù)據(jù)量傳輸。和GSM相比的優(yōu)點(diǎn)是傳輸速度較快,缺點(diǎn)是數(shù)據(jù)傳輸速度偏低,有跳躍性,只能滿足部分視頻監(jiān)控的要求。
(4)3G-EVDO即CDMA2000 1x EVDO,是3G系統(tǒng)CDMA2000的演進(jìn)版本,基于CDMA的集群技術(shù)。3G-EVDO系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本思想是將高速分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)與低速語音及數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)分離開來,利用單獨(dú)載波提供高速分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),而傳統(tǒng)的語音業(yè)務(wù)和中低速分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)仍由 CDMA2000 1x系統(tǒng)提供,這樣可以獲得更好的頻譜利用效率,網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)也比較靈活,抗干擾能力強(qiáng)、信號(hào)穿透能力強(qiáng)、系統(tǒng)容量大。1x EV-DO 于2001 年被ITU-R 接受為3G 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)之一。
2. 3G-EVDO技術(shù)優(yōu)勢(shì)分析
3G-EVDO是基于CDMA系統(tǒng)的升級(jí),兼容了IS-95系統(tǒng)的空中接口技術(shù),在升級(jí)上只需進(jìn)行軟件方面的升級(jí)。而CDMA網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過7年多的建設(shè),通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋全國,基礎(chǔ)設(shè)備完善齊全,將會(huì)是最快升級(jí)到3G網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)。通信過程中不會(huì)產(chǎn)生脈沖式射頻,當(dāng)在周圍各種強(qiáng)電設(shè)備密布的情況下,不會(huì)給其他電器設(shè)備造成射頻破壞。3G-EVDO通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋全國,并成為成熟和穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò),為無線局域網(wǎng)絡(luò)稅源監(jiān)控系統(tǒng)提供一個(gè)穩(wěn)定、安全的接入環(huán)境。3G-EVDO系統(tǒng)本身網(wǎng)絡(luò)的安全性就好,傳輸過程中滿足IP化和多媒體化的需求,系統(tǒng)具備視頻編解碼處理、網(wǎng)絡(luò)通信、自動(dòng)控制等強(qiáng)大功能計(jì)算機(jī)論文,直接支持網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸和網(wǎng)絡(luò)管理,使得監(jiān)控范圍達(dá)到前所未有的廣度。比較符合以后的發(fā)展方向。3G-EVDO可提供高達(dá)153.6kps的無線數(shù)據(jù)通訊帶寬,采用信道資源分配方式,可確?;跓o線局域網(wǎng)絡(luò)的稅源監(jiān)控系統(tǒng)企業(yè)信息傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性。目前從技術(shù)先進(jìn)性上來看,3G-EVDO是各種無線網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)中最新的改良技術(shù),在網(wǎng)絡(luò)安全、傳輸、解碼、分配、覆蓋等方面都有著明顯的優(yōu)勢(shì)。
二、3G-EVDO技術(shù)在稅源監(jiān)控中應(yīng)用的意義
伴隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)3G業(yè)務(wù)應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大,基于3G系統(tǒng)的無線局域網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)將會(huì)用到各個(gè)領(lǐng)域,3G技術(shù)與稅務(wù)信息化的結(jié)合也是大勢(shì)所趨。目前國內(nèi)有關(guān)無線局域網(wǎng)稅源監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)品多數(shù)為針對(duì)2G無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)的,由于稅源監(jiān)控圖像所包含的信息量非常大,而2G通信系統(tǒng)本身又具有帶寬小、抗干擾能力差、衰落嚴(yán)重、誤碼率高等特點(diǎn),稅源監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳輸容易掉包的問題沒有得到很好解決,無法達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)控的作用。如何將遠(yuǎn)程的監(jiān)視、系統(tǒng)遙控、監(jiān)控?zé)o線化有機(jī)地結(jié)合起來,做到既可以基于無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程的監(jiān)視、遙控和圖像的傳輸,又具備通常稅源管控的功能,并且投入費(fèi)用合理,能夠更加有效地確保系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,將安全防范技術(shù)提高到一個(gè)新的水平,是目前稅源監(jiān)控信息化的應(yīng)用的最大需求. 開發(fā)基于3G-EVDO無線局域網(wǎng)絡(luò)的稅源監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)稅源監(jiān)控管理網(wǎng)絡(luò)化、無線化、遠(yuǎn)程化具有積極的現(xiàn)實(shí)意義,主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
1.有利于實(shí)施全方位的稅源動(dòng)態(tài)監(jiān)控
基于3G-EVDO的企業(yè)無線局域網(wǎng)絡(luò)稅源監(jiān)控系統(tǒng),可深入企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營全部環(huán)節(jié),進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、采集企業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營真實(shí)信息,實(shí)施全方位的稅源動(dòng)態(tài)監(jiān)控和納稅評(píng)估,對(duì)提高稅源信息采集質(zhì)量、加強(qiáng)信息共享和綜合分析利用、查找和堵塞征管漏洞、提高稅源管理實(shí)效具有重大意義。
2.有利于解決復(fù)雜工業(yè)環(huán)境下有線網(wǎng)絡(luò)稅源監(jiān)控技術(shù)難題
有關(guān)稅源監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用,在國內(nèi)也已有少量報(bào)道,但企業(yè)現(xiàn)有的局域網(wǎng)絡(luò)都是有線網(wǎng)絡(luò),在工業(yè)環(huán)境復(fù)雜的企業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中有線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用受到環(huán)境的很大限制,存在布局困難、損耗大、傳輸距離短、分布范圍有限、運(yùn)行成本高的缺陷。無線局域網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)具有無限的無縫擴(kuò)展能力,可組成非常復(fù)雜的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。無線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)是監(jiān)控和無線網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)的結(jié)合,它可以將不同地點(diǎn)的現(xiàn)場(chǎng)信息實(shí)時(shí)通過無線通訊手段傳送到無線監(jiān)控中心。
3.有利于降低稅源監(jiān)控成本
目前從技術(shù)先進(jìn)性上來看,3G-EVDO是各種無線網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)中最新的改良技術(shù),在網(wǎng)絡(luò)安全、傳輸、解碼、分配、覆蓋等方面都有著明顯的優(yōu)勢(shì),具有綜合成本低計(jì)算機(jī)論文,只需一次性投資,性能穩(wěn)定可靠,維護(hù)費(fèi)用低,無需專人管理的特點(diǎn)。建立無線局域網(wǎng)絡(luò)稅源監(jiān)控系統(tǒng),有利于提高稅收行政管理的效率、降低稅源監(jiān)控成本,解決有線局域網(wǎng)絡(luò)下監(jiān)控中存在的監(jiān)控點(diǎn)多、傳輸距離遠(yuǎn)、覆蓋范圍寬、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、適應(yīng)復(fù)雜的生產(chǎn)環(huán)境等技術(shù)瓶頸。。
三、基于3G-EVDO的無線局域網(wǎng)絡(luò)稅源監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1.總體目標(biāo)
在目前已有的基于有線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)钠髽I(yè)稅源監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)之上,以3G-EVDO集群技術(shù)替代現(xiàn)有的有線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集與傳輸,設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)基于3G-EVDO集群技術(shù)的無線局域網(wǎng)絡(luò)稅源監(jiān)控系統(tǒng)。相比現(xiàn)有的有線網(wǎng)絡(luò)稅源監(jiān)控系統(tǒng),系統(tǒng)功能可在以下方面達(dá)到提升:
(1)稅源監(jiān)控范圍擴(kuò)大?;?G-EVDO集群技術(shù)的無線局域網(wǎng)絡(luò)稅源監(jiān)控系統(tǒng)可實(shí)施全方位的動(dòng)態(tài)稅源監(jiān)控,對(duì)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的采購、生產(chǎn)、庫存到銷售都進(jìn)行了全方位的動(dòng)態(tài)監(jiān)控,實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的全過程的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采集傳輸和分析利用。使稅務(wù)管理部門能夠全面了解企業(yè)的實(shí)時(shí)經(jīng)營情況,全面掌握稅源信息,減少稅收流失論文服務(wù)。
(2)稅源監(jiān)控能力提高?;?G-EVDO集群技術(shù)的無線局域網(wǎng)絡(luò)稅源監(jiān)控系統(tǒng)不再受企業(yè)地理位置的限制,適合遠(yuǎn)距離傳輸,數(shù)字信息抗干擾能力強(qiáng),不易受傳輸線路信號(hào)衰減的影響,能夠進(jìn)行加密傳輸,可以在數(shù)千公里之外實(shí)時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)。特別是在現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣或不便于直接深入現(xiàn)場(chǎng)的情況下,數(shù)字視頻監(jiān)控能達(dá)到親臨現(xiàn)場(chǎng)的效果。即使現(xiàn)場(chǎng)遭到破壞,也照樣能在遠(yuǎn)處得到現(xiàn)場(chǎng)的真實(shí)記錄。
(3)稅源監(jiān)控實(shí)效提升。系統(tǒng)采用3G-EVDO集群技術(shù)、視頻壓縮編碼等諸多先進(jìn)的信息化技術(shù)進(jìn)行信息采集與傳輸,由于對(duì)視頻圖像進(jìn)行了數(shù)字化,可以充分利用計(jì)算機(jī)的快速處理能力,對(duì)其進(jìn)行壓縮、分析、存儲(chǔ)和顯示。通過視頻分析,可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況并進(jìn)行聯(lián)動(dòng)報(bào)警,從而實(shí)現(xiàn)無人值守。提高稅源監(jiān)控范圍、質(zhì)量和效率。
2.技術(shù)路線與技術(shù)關(guān)鍵
(1)技術(shù)路線:系統(tǒng)從設(shè)計(jì)到開發(fā)采用基于無線局域網(wǎng)絡(luò)稅源管理思想,利用3G-EVDO集群技術(shù)、視頻壓縮編碼等諸多先進(jìn)的信息化技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男滦拖到y(tǒng),運(yùn)用H.264視頻壓縮編碼技術(shù)和3G-EVDO無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸解決方案,通過建立統(tǒng)一的信息采集機(jī)制、統(tǒng)一的數(shù)據(jù)信息監(jiān)控機(jī)制,構(gòu)建面向應(yīng)用監(jiān)控、預(yù)警的信息化系統(tǒng)。采用跨平臺(tái)跨數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)技術(shù)、J2EE技術(shù)、三層/多層結(jié)構(gòu)技術(shù)、3G通訊標(biāo)準(zhǔn)、TCP/IP協(xié)議等技術(shù)進(jìn)行分析設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)。
(2)技術(shù)關(guān)鍵:基于3g-EVDO無線局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)稅源監(jiān)控應(yīng)用研究,提供3G網(wǎng)絡(luò)接口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸、共享、分析、預(yù)警;網(wǎng)絡(luò)帶寬自適應(yīng)技術(shù),根據(jù)網(wǎng)絡(luò)帶寬自動(dòng)調(diào)整視頻幀率計(jì)算機(jī)論文,適應(yīng)爆發(fā)性、大容量數(shù)據(jù)傳輸;基于無線網(wǎng)絡(luò)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)、多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)視;具有面向異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的綜合管理能力。
3.技術(shù)創(chuàng)新
(1)采用3G-EVDO 、H.264視頻壓縮編碼技術(shù)等網(wǎng)絡(luò)通訊新技術(shù),實(shí)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營“購、產(chǎn)、存、銷”關(guān)鍵經(jīng)營環(huán)節(jié)監(jiān)控,解決傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)傳輸方式的無法適應(yīng)監(jiān)控點(diǎn)多、傳輸距離遠(yuǎn)、覆蓋范圍寬、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、適應(yīng)復(fù)雜等網(wǎng)絡(luò)稅收監(jiān)控瓶頸問題,實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸、接收,保證信息的安全性、穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性、及時(shí)性;
(2)采用3G-EVDO 、H.264視頻壓縮編碼技術(shù)等網(wǎng)絡(luò)通訊新技術(shù)在企業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的稅源信息采集,從源頭控制發(fā)票開票信息的不實(shí),通過技術(shù)手段對(duì)企業(yè)真實(shí)的經(jīng)營信息的分析,測(cè)算銷售數(shù)據(jù),與納稅申報(bào)信息比對(duì),實(shí)現(xiàn)異常預(yù)警。
(3)采用3G-EVDO網(wǎng)絡(luò)通訊新技術(shù)通過一個(gè)系統(tǒng)將多種系統(tǒng)整合在一起,將信息自動(dòng)化,財(cái)務(wù)分析,稅源監(jiān)控功能集于一身,實(shí)現(xiàn)對(duì)各類稅源信息的傳遞、交流、共享、存儲(chǔ)、協(xié)同,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集成及數(shù)據(jù)的集中展現(xiàn),做到全方位稅源實(shí)時(shí)控管,有效解決企業(yè),稅務(wù)機(jī)關(guān),政府,生產(chǎn)者之間信息不對(duì)稱問題。真正實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化。
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近幾年來,全球通信技術(shù)的發(fā)展日新月異,尤其是近兩三年來,無線通信技術(shù)的發(fā)展速度與應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)超過了固定通信技術(shù),呈現(xiàn)出如火如茶的發(fā)展態(tài)勢(shì)。在無線通信技術(shù)發(fā)展的大潮中,廣東科技職業(yè)學(xué)院余愛民教授也積極投身于此,以自己全部的熱情付出著……
1963年12月,余愛民出生于湖北省松滋市。憑著對(duì)通信技術(shù)的熱愛,經(jīng)過刻苦努力,他最終畢業(yè)于華南理工大學(xué)電信學(xué)院電路與系統(tǒng)專業(yè),獲工學(xué)博士學(xué)位。赴廣東科技職業(yè)學(xué)院任職后,他開始承擔(dān)起計(jì)算機(jī)應(yīng)用專業(yè)的教研任務(wù)。他熟悉多媒體網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù),對(duì)計(jì)算機(jī)寬帶無線通信技術(shù)有著豐富的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn),負(fù)責(zé)組建了國內(nèi)較大規(guī)模的WLAN網(wǎng)絡(luò)――清新公眾無線信息網(wǎng)絡(luò),其無線覆蓋面積達(dá)20多平方公里他熟悉通信系統(tǒng)的電磁兼容技術(shù)(EMC),具有較深的理論研究水平和豐富的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn),特別是在通信基站的防雷方面具有較深的研究,取得專利兩項(xiàng),于國內(nèi)外發(fā)表了較高水平的學(xué)術(shù)論文多篇,在計(jì)算機(jī)無線通信及通信系統(tǒng)的EMC方面的研究成果達(dá)到了國內(nèi)領(lǐng)先水平。
一門新興的學(xué)科,一位年輕有為的教授,余愛民憑借自己在無線通信領(lǐng)域的實(shí)力獲得了業(yè)內(nèi)的一致好評(píng)。從事科研工作以來,他先后主持承擔(dān)各級(jí)各類科研項(xiàng)目26項(xiàng),單是省部級(jí)以上的項(xiàng)目就多達(dá)18項(xiàng),累計(jì)科研經(jīng)費(fèi)400余萬元,開發(fā)了一系列頗有影響力的成果。他主持的“清新縣公眾信息微波無線網(wǎng)絡(luò)”覆蓋面積達(dá)20多平方公里,是我國目前最大的無線局域網(wǎng)之一,2002年獲得清新縣科技進(jìn)步獎(jiǎng),2003年該項(xiàng)目通過了廣東省科技廳的鑒定,被認(rèn)定為國內(nèi)領(lǐng)先技術(shù),基于WLAN網(wǎng)絡(luò),他開發(fā)了一套辦公自動(dòng)化軟件,并于2003年8月通過了廣東省軟件評(píng)測(cè)中心的測(cè)評(píng):他主持的“微波無線局域網(wǎng)在山區(qū)(或海島)的應(yīng)用研究”達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平,不僅通過了廣東省科技廳的科研成果鑒定,還獲得了珠海市2005年度科學(xué)技術(shù)進(jìn)步三等獎(jiǎng);此后,他主持的“WaveLAN在信息網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用”研究項(xiàng)目,獲得了廣東省2006年度科學(xué)技術(shù)進(jìn)步三等獎(jiǎng)。另外,他所主持的“無線局域網(wǎng)基站的防雷研究和應(yīng)用”,“寬帶無線接入基站抗雷電電磁脈沖(LEMP)電源系統(tǒng)的研究”、“基于SOC技術(shù)的醫(yī)學(xué)影像寬帶無線通訊系統(tǒng)”也先后通過了廣東省科技廳的科研成果鑒定,分別被認(rèn)定為國內(nèi)先進(jìn)和國內(nèi)領(lǐng)先水平。
如此種種,不一而足,只以“第一完成人”縱觀余愛民的科研生涯,便可見一斑。多年以來,在國內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊和學(xué)術(shù)會(huì)議上,他先后發(fā)表學(xué)術(shù)論文30余篇,其中被三大檢索(SCI、EI、ISTP)收錄5篇。由中國科學(xué)技術(shù)出版社,華南理工大學(xué)出版社聯(lián)合出版教材2部:取得國家專利11項(xiàng),其中發(fā)明專利4項(xiàng)、實(shí)用新型專利5項(xiàng),外觀專利2項(xiàng)。在剛剛過去的2008年里,余愛民再一次收獲了榮譽(yù)與信任,被評(píng)為省級(jí)“千百十工程”培養(yǎng)對(duì)象??蒲猩暇ぞI(yè)業(yè)的他在學(xué)術(shù)交流上也是傾情以待,身兼數(shù)職,從廣州市科技項(xiàng)目評(píng)審專家組專家、廣東省教育廳IT專業(yè)指導(dǎo)委員會(huì)委員、廣東省科技項(xiàng)目評(píng)審專家組專家,到國家自然科學(xué)基金評(píng)審專家組專家,再到國際著名學(xué)術(shù)團(tuán)體――美國IEEE的高級(jí)會(huì)員,余愛民一步一個(gè)腳印,在無線通信技術(shù)領(lǐng)域留下了屬于自己的印記。
言必信,行必果,堅(jiān)持是一種品行,更是一種態(tài)度。無線通信,網(wǎng)絡(luò)無限,在他腳踏實(shí)地的堅(jiān)持中,一個(gè)無線暢通的夢(mèng)想正在實(shí)現(xiàn)著。
隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)的不斷發(fā)展以及人們對(duì)生活要求的不斷提高,實(shí)現(xiàn)家庭智能的遠(yuǎn)程控制已經(jīng)成為必然的趨勢(shì)。國家建設(shè)部住宅產(chǎn)業(yè)化促進(jìn)中心提出住宅小區(qū)要實(shí)現(xiàn)六項(xiàng)智能化要求,其中包括實(shí)行安全防范自動(dòng)化監(jiān)控管理:對(duì)住宅的火災(zāi)、有害氣體的泄漏實(shí)行自動(dòng)報(bào)警;防盜報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)安裝紅外或微波等各種類型報(bào)警探測(cè)器;系統(tǒng)應(yīng)能與計(jì)算機(jī)安全綜合管理系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng);計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能對(duì)防盜報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行集中管理和控制。但由于目前無線通訊技術(shù)的不成熟、運(yùn)行費(fèi)用高等弊端,智能家居控制器與外網(wǎng)無線通訊技術(shù)成為導(dǎo)致市場(chǎng)接受度低的重要因素,而GPRS系統(tǒng)的特點(diǎn)能夠很好的解決該問題。GPRS網(wǎng)絡(luò)通信業(yè)務(wù)是通訊公司推出的一項(xiàng)數(shù)據(jù)傳輸通信業(yè)務(wù),在GPRS網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域內(nèi),傳輸距離不受限制,通信費(fèi)用相對(duì)低廉,傳輸速率較快。本文涉及家庭智能系統(tǒng)及GPRS技術(shù)相關(guān)背景,分析了其各自基本特點(diǎn)和所要實(shí)現(xiàn)的基本功能,并在此基礎(chǔ)上提出了基于GPRS無線智能家居系統(tǒng)的總體解決方案。最后總結(jié)系統(tǒng)核心GPRS芯片軟硬件實(shí)現(xiàn)方法。
系統(tǒng)總體架構(gòu)
網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的普及以及各種信息家電的產(chǎn)生都使得在家庭內(nèi)部對(duì)Internet的訪問不再局限于單個(gè) PC,每個(gè)家庭都將面臨如何在家庭內(nèi)部傳送 Internet 數(shù)據(jù)以及如何將各種家電設(shè)備連接起來的問題,基于此,智能家居網(wǎng)絡(luò)應(yīng)運(yùn)而生。智能家居網(wǎng)絡(luò)是信息社會(huì)的基本單元。未來的家庭中,各種家電設(shè)備將組成一個(gè)家庭局域網(wǎng),并通過智能家居控制器接入互聯(lián)網(wǎng)。智能家居網(wǎng)絡(luò)的市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿O其可觀,幾家大的廠商 Intel、IBM、Microsoft 及 Sony 都早已涉及其中。
智能家居網(wǎng)絡(luò)指的是在一個(gè)家居中建立一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò),將各種家電設(shè)備互相連接起來,實(shí)現(xiàn)對(duì)所有智能家居網(wǎng)絡(luò)上的家電設(shè)備的遠(yuǎn)程使用和控制及任何要求的信息交換,如音樂、電視或數(shù)據(jù)等。智能家居網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)架包括家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、智能家居控制器以及智能家居網(wǎng)絡(luò)與外部Internet網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)通信。其中,智能家居控制器是智能家庭網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)重要組成部分,起到核心的管理、控制和與外部網(wǎng)絡(luò)通訊作用。它是通過家庭管理平臺(tái)與家居生活有關(guān)的各種子系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合的一個(gè)系統(tǒng),也是連接家庭智能內(nèi)部和外部網(wǎng)絡(luò)的物理接口,完成家庭內(nèi)部同外部通信網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)交換功能,同時(shí)還負(fù)責(zé)家庭設(shè)備的管理和控制。
智能家居控制器一方面需要為家庭內(nèi)部布線提供通訊接口,能夠采集家庭設(shè)備的信息,并進(jìn)行處理,自動(dòng)控制和調(diào)節(jié);另一方面智能家居控制器作為家庭網(wǎng)關(guān),也為外部提供網(wǎng)絡(luò)接口,連通家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)和外部Internet 網(wǎng)絡(luò),使得用戶可以通過網(wǎng)絡(luò)等方式訪問家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)監(jiān)視和控制。此外智能家居控制器還應(yīng)當(dāng)具備自動(dòng)報(bào)警等功能,即當(dāng)發(fā)現(xiàn)報(bào)警信號(hào)如:有人惡意闖入,溫度超高等,控制器能立即處理并向用戶發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
如圖1所示,智能家居控制器為系統(tǒng)的核心??刹捎肁RM嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì),能夠自動(dòng)運(yùn)行、處理數(shù)據(jù),通過 RS485 總線管理和控制各控制終端。并且控制器通過 GPRS模塊,實(shí)現(xiàn)家庭系統(tǒng)與外部網(wǎng)絡(luò)的通訊,使用戶可以通過短信和互聯(lián)網(wǎng)等方式實(shí)現(xiàn)家庭系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制,同時(shí),控制器還通過鍵盤和顯示屏為用戶提供人機(jī)界面,方便用戶實(shí)現(xiàn)本地控制??刂平K端為單片機(jī)組成若干小的控制系統(tǒng)控制各家用設(shè)備,并通過控制總線將這些小的控制系統(tǒng)組成網(wǎng)絡(luò),連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體功能包括:
家用設(shè)備的數(shù)據(jù)采集:采集家用設(shè)備包括室內(nèi)溫度,燈具家電,防盜門等設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù),經(jīng)控制器處理后反饋給用戶。
本地控制:用戶通過控制器上的鍵盤和顯示屏,對(duì)家用設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。
遠(yuǎn)程控制:遠(yuǎn)程用戶可以通過發(fā)送手機(jī)短信或通過互聯(lián)網(wǎng)對(duì)家庭系統(tǒng)進(jìn)行控制和查詢。
自動(dòng)報(bào)警:當(dāng)控制器檢測(cè)到非法闖入或溫度超高等報(bào)警信號(hào)時(shí),及時(shí)觸發(fā)室內(nèi)報(bào)警裝置,并通過發(fā)送報(bào)警短信等方式及時(shí)通知用戶。 轉(zhuǎn)貼于
溫度查詢:用戶可以通過控制器查詢室內(nèi)溫度。
防盜門密碼設(shè)置:用戶可以通過本地或遠(yuǎn)程方式修改防盜門的密碼,在門外輸入正確密碼后才可打開門。
紅外家電控制:接收用戶命令,通過紅外發(fā)射電路控制電視、空調(diào)等紅外可控的家電設(shè)備。
其它燈具等開關(guān)量控制:接收用戶命令控制燈具等開關(guān)量設(shè)備。
智能家居控制器通過 GPRS模塊,實(shí)現(xiàn)家庭系統(tǒng)與外部網(wǎng)絡(luò)的通訊為系統(tǒng)核心部分,解決以前智能家居系統(tǒng)瓶頸的關(guān)鍵技術(shù)。GPRS(通用分組無線業(yè)務(wù))的簡稱,是在現(xiàn)有的GSM系統(tǒng)上新增新GGSN(網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn))和SGSN(服務(wù)支持節(jié)點(diǎn))節(jié)點(diǎn)發(fā)展出來的一種新的分組數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)。GPRS 與現(xiàn)有的 GSM 系統(tǒng)最根本的區(qū)別是,GPRS 是一種分組交換系統(tǒng),特別適用于間斷的、突發(fā)性的或頻繁的、少量的數(shù)據(jù)傳輸,也適用于偶爾的大數(shù)據(jù)量傳輸。GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)闹饕獌?yōu)點(diǎn)有:永遠(yuǎn)在線、按流量計(jì)費(fèi)、快速登錄、高速傳輸、覆蓋范圍內(nèi)不受限制(傳輸距離、地形、天氣等)、數(shù)據(jù)傳輸可靠等。
基于ARM及GPRS智能家居控制器的軟硬件實(shí)現(xiàn)
GPRS通信模塊安裝在智能家居控制器中,主要功能為通過GPRS網(wǎng)絡(luò)連接到Internet網(wǎng)絡(luò),并主動(dòng)與監(jiān)控中心建立通信鏈路,進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)通信。GPRS通信模塊設(shè)計(jì)采用了Freescale公司生產(chǎn)的內(nèi)嵌TCP/IP協(xié)議的G24 GPRS OEM。該模塊尺寸小,功耗低,便于集成。
GPRS通信終端收發(fā)模塊主要由G24模塊、天線、SIM卡、相關(guān)的電平轉(zhuǎn)換電路和RS232串口組成。模塊的供電電壓為5V,可采用USB端口供電。GPRS通信模塊通過RS232串行口與智能家居控制器ARM進(jìn)行通信。 論文基于GPRS的無線智能家居系統(tǒng)方案來自66wen.com免費(fèi)
G24收發(fā)模塊采用AT指令操作,通過RS232串行口進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。GPRS 網(wǎng)絡(luò)通信原理為:首先通過SGSN節(jié)點(diǎn)使通信終端模塊附在GPRS網(wǎng)絡(luò)上;然后通過GGSN節(jié)點(diǎn)由PPP(Point to Point Protocol)協(xié)議獲得一個(gè)隨機(jī)分配的IP地址,連接到Internet上;最后通信終端模塊通過Internet,按照監(jiān)控中心設(shè)定的端口號(hào)與監(jiān)控中心建立通信鏈路。軟件流程如圖2所示。
(1) 測(cè)試G24通信是否正常。首先選擇串行口并設(shè)置波特率,G24波特率的范圍為600到460800bit/s,支持自動(dòng)波特率偵聽,能夠自動(dòng)與監(jiān)控中心通訊模塊的波特率保持一致。發(fā)送“AT”,如果模塊返回“OK ”,則通信正常,否則重發(fā)。
(2)接入Internet。首先測(cè)試當(dāng)?shù)厥欠裼蠫PRS覆蓋,向模塊發(fā)送 “AT+CGPRS?”,如果返回“+CGPRS:1”,則有GPRS覆蓋,否則隔5秒鐘后再次檢測(cè)。然后發(fā)送“AT+ CGATT=1”使模塊附在GPRS網(wǎng)絡(luò)上。最后發(fā)送“AT+MIPCALL=1,cmnet”通過PPP協(xié)議建立與GGSN的無線連接,獲得一個(gè)動(dòng)態(tài)的IP地址,接入Internet。
(3) 連接監(jiān)控中心。向模塊發(fā)送“AT+MIPOPEN= ,,,, ”建立與監(jiān)控中心通信連接。如果返回“+MIPOPEN: Socket ID,1”,則說明與監(jiān)控中心建立了通信連接,如果返回“+MIPSTAT: 1,1”,則說明有物理鏈接中斷,須重新進(jìn)行連接。其中對(duì)AT+MIPOPEN指令的參數(shù)作以下說明:
Socket ID:G24通信連接的ID號(hào),G24有4個(gè)可用Socket,每個(gè)Socket有1372Byte緩沖區(qū)。
Source Port:G24的數(shù)據(jù)傳輸端口號(hào),其值為0~65535。建議采用1024 以上的端口號(hào)。
Destination Address:目標(biāo)端的IP地址,也就是監(jiān)控中心監(jiān)控服務(wù)器的IP地址。
Destination Port:目標(biāo)端的數(shù)據(jù)傳輸端口號(hào),即監(jiān)控中心監(jiān)控服務(wù)器設(shè)定的傳輸端口號(hào)。
Protocol:傳輸通信協(xié)議,0表示TCP方式,1表示UDP方式。
(4)數(shù)據(jù)收發(fā)。與監(jiān)控中心建立通信連接后,就可以進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)了。發(fā)送數(shù)據(jù)用“AT+MIPSEND=1, ’Data’; +MIPPUSH=1”?!癉ata”表示要發(fā)送的數(shù)據(jù),本設(shè)計(jì)采用了G24 默認(rèn)的ASCII碼編碼,須用十六進(jìn)制的ASCII碼形式表示。一旦有數(shù)據(jù)到達(dá),G24模塊就會(huì)通過RS232串行口返回“+MIPRTCP: ,,”。其中Left是一個(gè)十進(jìn)制的數(shù)字,表示還有多少個(gè)字符在協(xié)議棧中尚未接收,如果數(shù)據(jù)全部接收,則Left為0;接收到的數(shù)據(jù)“Data”是十六進(jìn)制的ASCII碼形式。 轉(zhuǎn)貼于
(5)斷開通信連接。向模塊發(fā)送“AT+ MIPCLOSE=Socket ID”,模塊返回“OK”,表示斷開成功。