rfid技术的物联网研究

2023-07-01

第一篇:rfid技术的物联网研究

电梯物联网即利用先进的物联网技术

电梯物联网即利用先进的物联网技术,采用小区组网的方式将电梯方便接入互联网,使电梯、整梯企业、质监部门、维保企业、配件企业、物业企业、电梯乘客、行业协会和房产企业之间可以进行有效的信息和数据的交换,从而实现对电梯的智能化管理,保障电梯的可靠运行。

电梯物联网也是一个免费的公共信息平台,任何用户都可以免费访问和享用电梯物联网的资源,它更像是一个免费的下列东西:

1、电梯搜索引擎:

电梯相关的企业、产品、配件和服务等都可以在搜索引擎中找到答案;

2、新闻咨询平台: 各种电梯行业内的新闻和咨询,甚至房产行业和物业企业的时事要闻也会在平台上不间 断的更新和播报;(巨额的广告收入)

3、专家维修指导平台:

对于各种类型的电梯故障,平台根据不同的故障现象和描述给出不同的参考解决方案,供维修人员和相关技术人员参考;

4、企业展示平台:

各企业(电梯/房产/物业)都可以充分利用平台的先进传播性展示自己的企业、产品和服务等;(广告收入)

5、电子商务平台&社交平台;爆发力有多强,参照已有的股票炒作模式即可,不多说了。

6、其它信息平台:

当地的天气、出行、重大新闻、股市行情,以及各行各业发生的重要事情等都会实时反映在平台上,供访问者查阅。

政府部门推行电梯物联网的动力:

电梯物联网可以提升政府管理电梯运行安全的水平;提高政府管理电梯安装、电梯维保的效率;及时获取电梯关人故障和电梯事故的报警信息:犯罪行为溯源;

整梯企业推行电梯物联网的动力:通过电梯物联网,可以掌握所有自身品牌电梯在市场上的分布和实时运行信息;可以关注电梯整个生命周期的信息管理;能够长期跟踪产品及零部件质量并加以改善;提升产品质量;提升品牌影响;提升市场竞争力:

维保企业推行电梯物联网的动力:

电梯物联网有助于提升电梯的维修和保养效率;第一时间获知电梯故障信息;提升管理水平;提升维保质量;降低维保成本/人工成本;为电梯维修和保养业务的量化考核提供客观数据;

物业管理 企业推行电梯物联网的动力 电梯物联网可以帮助物业企业第一时间获知电梯关人故障信息,提升服务质量;监督维修和保养质量:

电梯乘客可以通过电梯物联网获得:浏览小区物业的通知和公告; 了解近期的天气状况;

了解当日的实事咨询和头条新闻;

浏览周边出行信息;

浏览周边的生活设施;各种广告;股票行情;甚至直接通过电梯物联网的平台进行网上购物; 物业报修;社区交友等;

据政府有关部门统计,截止2014年底,全国在用电梯的数量已经达到360万台。电梯是一种特殊的垂直交通工具,这么多的电梯每天要运送数千万的乘客上上下下,电梯的安全运行,可靠运行已经成为社会关心的一大话题。物联网的出现,不仅使电梯界,也使政府监管部门在思考:电梯究竟能否搭载物联网?物联网能否为我们建立起一个很少花钱,甚至不花钱,就能提升电梯安全保障能力,提升电梯运行管理水平,提升整个电梯行业技术能级的平台?本文就是介绍一种这样的物联网。

1 什么是电梯物联网(liftiot)?

电梯物联网即利用先进的物联网技术,采用小区组网的方式将电梯方便接入互联网,使电梯、整梯企业、质监部门、维保企业、配件企业、物业企业、电梯乘客、行业协会和房产企业之间可以进行有效的信息和数据的交换,从而实现对电梯的智能化管理,保障电梯的可靠运行。

2 电梯物联网的架构

3 电梯物联网的特点

1) 小区组网

n 电梯物联网的发展依赖于技术的进步和整个电梯行业的发展需要,目前阻碍电梯物联网发展的瓶颈之一在于组网的方式,即物联网数据采集层面;

n 我们采用小区组网的方式,小区组网采用先进的无线技术,实现联网的硬件设备简单可靠,且运行无需流量费用,整个小区组网后再通过一个网络端口,连接至物联网平台,达到一个小区(少于50台)只产生一个数据流量,大大降低后续运行的流量费用。

2) 超低成本

我们这里介绍的电梯物联网很特别,其一是花很少钱就能实现电梯进入物联网;其二是不费事就能把电梯带进物联网;其三是不花钱就可以永久享受物联网的各种服务;本文介绍的电梯物联网在硬件成本和后期运行成本上具备很多独特的优势:

n 低设备成本:每台电梯控制器通过加装“通讯转换器”,采用协议方式采集电梯控制器的信息,安全可靠;

n 小区组网:采用小区组网后再进入网络,大大节省数据流量费用;

n 安装简便:只需在电梯主板上加装“通讯转换器”,并将其连至“通讯节点”,即可完成电梯的入网工作;

n 运营费用:由于采用小区组网方式,一个小区只产生一个数据流量,实际每台电梯的流量费用非常低;云架构方式,服务器及后期维护费用低,且运行可靠。

3) 电子隔离墙

n 电梯物联网在结构上设置了物联网与电梯控制器之间的“隔离墙”。电梯整梯企业是实施电梯入网的真正主体。通过“通讯转换器”,电梯与物联网之间在物理上筑起了保护电梯整梯企业核心利益的隔离墙;

n 电梯入电梯物联网,整梯企业负责按照政府有关标准将电梯基本信息转换成物联网统一的标准协议信息代码。标准协议以外的信息,整梯企业通过物联网提供的私密通道,同样通过通讯转换器,再经过“通讯节点”透传到整梯企业自己的信息处理平台。

4) 信息授权

n 电梯物联网由整梯企业、电梯维保服务商、政府相关监管部门、电梯运营部门等多方组成,各相关角色通过信息授权浏览权限内的信息服务,未授权的内容无法浏览;

n 电梯物联网是一个提升电梯安全管理的平台,各角色根据国家标准及法规,各自享受相关的数据服务,这些服务都是受到信息授权的保护。

5) 及时报警

n 电梯物联网通过与电梯控制器进行协议通讯,可准确获取电梯信息,为事故的主动报警提供信息通道;

n “电梯物联网”可以第一时间获知电梯事故信息(关人等影响公共安全的事故)并通过系统消息、短信等方式通知相关人员迅速前往事发地处理。

6) 知识分享

n 电梯物联网建有“云博士”栏目,专门用于积累电梯维修经验以及各种电梯知识;

n 用户可以将自己的经验和知识输入”云博士“,也可以在网上提出问题,征求答案。其它用户可以在任何时候对这些问题给出解答,这些解答与问题将一起自动登录进“云博士”;

n 输入“云博士”的同一问题答案可以有千万种,大家各叙起见,有对有错。当搜索问题答案时,这些答案会按点击率排队。点击率最高的排在最前面,点击率低的将淹没在答案的大海中。

7) 公共通讯标准协议

n 电梯物联网是一个公共信息平台,任何品牌的电梯都必须通过“通讯转换器”将原来电梯的基本信息转换为电梯物联网标准通讯协议(待发布)规定的规范,以便接入电梯物联网平台;

n 由于物联网获取的电梯基本信息采用了“协议”接入方式,而不是外接“传感器”的方式(靠外围安装传感器采集电梯信号的方式),具有对电梯本身无任何影响,安装简单便捷,误报率低优势。

8) 私密数据

n 私密信息:电梯的调试信息(运行调试参数、厂家信息和振动曲线等)、非事故的故障信息和配件参数信息等都是整梯企业自己的私密信息;

n 私密信息可以通过物联网“透传”给整梯企业,物联网本身不做任何处理,只作为一个信息通道(“本安型”电梯远程数据块传递)。

9) 追根溯源

n 由于电梯加入了物联网,各整梯企业可以通过物联网的设施获取自己分布在各地每台电梯的运行信息。当电梯发生批次性元器件故障或设计问题时,整梯企业可以及时获知该电梯和故障的相关信息,定位故障原因和故障配件;

n 整梯企业用户在ERP或类似的其它管理系统中搜寻同批次生产的所有电梯(ERP提供生产批次及发货信息);

n 电梯物联网还可以帮助整梯企业用户迅速定位这些电梯的地址、同时获取这些电梯的使用单位、维保单位、安装单位、物业公司等相关单位的名称和联系方式,知道电梯年检情况、电梯保养情况、电梯运行情况等信息。

10) 安全可靠

n 电梯物联网采用“协议”的通讯方式,数据分析来源于电梯控制器,故障报警准确可靠;

n 电梯物联网定期轮询所有设备和电梯,实时掌握断网、停电、响应太慢、处理不及时等情况;

n 多角色电梯安全管控:质监部门、整梯企业、维保企业和物业企业等角色可以实时获知电梯运行、事故及维保情况,从而全面保障电梯运行安全可靠。

11) 云架构

电梯物联网平台完全是架设在云服务上的应用,完全符合云计算的以下特点:

n 海量数据存储

n 虚拟化

n 高可靠性

n 通用性

n 高可扩展性

n 按需服务

n 极其廉价 4 电梯物联网是平台运营

电梯物联网也是一个免费的公共信息平台,任何用户都可以免费访问和享用电梯物联网的资源,它更像是一个免费的:

n 电梯搜索引擎:

电梯相关的企业、产品、配件和服务等都可以在搜索引擎中找到答案;

n 新闻咨询平台:

各种电梯行业内的新闻和咨询,甚至房产行业和物业企业的时事要闻也会在平台上不间断的更新和播报;

n 标准法规平台:

电梯行业内的各种法律、法规、标准和规范都可以在平台内进行查阅。

n 互动知识分享平台:

用户可以根据自身的需求,有针对性的提出跟电梯相关的技术问题,其它用户可以对这些问题给出解答;同时,这些问题的答案又会进一步作为搜索结果,提供给其他有类似疑问的用户,达到知识共享的效果。

n 专家维修指导平台:

对于各种类型的电梯故障,平台根据不同的故障现象和描述给出不同的参考解决方案,供维修人员和相关技术人员参考;

n 技术交流平台:

电梯物联网将会定期转帖转载最新的电梯技术类论文,为电梯技术人员之间的学习和交流提供了有效的平台支撑;

n 企业展示平台:

各企业(电梯/房产/物业)都可以充分利用平台的先进传播性展示自己的企业、产品和服务等;

n 电子商务平台:

各企业还可以将电梯相关的产品及服务的供求信息发布到电梯物联网上,实现电梯圈的电子商务;

n 电梯圈SNS社交平台:

用户可以随时随地与单位同事、电梯圈同行保持紧密的联系,了解他们的动态、分享个人的生活和工作点滴,共同讨论电梯技术问题,畅谈电梯业的发展;

n 政府和行业协会信息发布平台:

政府和行业协会可以利用电梯物联网这个有利平台发布一些行业资讯和政策法规;

n 其它信息平台:

当地的天气、出行、重大新闻、股市行情,以及电梯行业各企业发生的重要事情等都会实时反映在平台上,供访问者查阅。

5 相关角色得失分析

1) 政府质监部门

电梯物联网可以提升政府管理电梯运行安全的水平;提高政府管理电梯安装、电梯维保的效率;及时获取电梯关人故障和电梯事故的报警信息:

n 搭建电梯应急指挥中心;

n 第一时间获知电梯事故;

n 监视电梯的运行状况;

n 实现电梯、企业、员工的登记和注册;

n 加强对电梯维修、保养、年检和更换配件的管理;

n 自动提醒使用单位和维保企业电梯年检;

n 在线提交电梯检验申请;

n 网上生成电梯检验派工单;

n 自动提醒使用单位和维保企业约检时间;

n 现场电梯电子检验;

n 现场给出检验结果和整改通知;

n 检验报告网上审批和网上发布;

n 通知使用单位和维保企业检验结果。

2) 整梯企业

电梯整梯企业通过电梯物联网,可以掌握所有自身品牌电梯在市场上的分布和实时运行信息;可以关注电梯整个生命周期的信息管理;能够长期跟踪产品及零部件质量并加以改善;提升产品质量;提升品牌影响;提升市场竞争力:

l 掌握自己所有电梯的全部信息:

n 电梯交易信息

n 电梯出厂信息

n 电梯安装地点信息

n 安装验收日期信息

n 网上申请安装开工

n 网上申请安装检验

n 电梯调试日期以及电梯调试报告

n 电梯运行控制柜内部参数

n 电梯内部验收日期以及验收报告

n 质监局开工批文

n 质监局安装检验报告

n 免保期电梯运行状况

n 免保期电梯保养状况

n 免保期电梯年检信息

n 免保期后电梯运行状况(故障清单、急修清单、保养记录等)

n 年检报告

n 更换零部件记录

n 大修记录

n 电梯重大故障记录

n 运行时间累计

n 免保期后电梯维保单位更换历史记录

n 电梯运行状况

n 电梯维保情况

n 电梯实时监视

n 物业对电梯评估信息

n 物业对维保评估信息

n 业主对电梯评估信息

n 业主对电梯维保评估信息

n 电梯更换零部件预警信息

n 企业的电梯产品信息

n 企业的服务类信息(安装、改造、保养和装潢等)

n 电梯搜索引擎(企业、整梯和配件等)

n 云博士(电梯维修保养知识库)

n 行业的新闻、动态及法律法规

n 各种统计报表:

n 故障分类统计

n 配件故障分析

n 配件过期报警

n 过期未保电梯

n 到场速度统计

n 维修用时统计

n 维保满意度

n 二次维修率统计

n 其它类信息。

备注:以上信息的取得,一部分由物联网公共信息自动生成,一部分靠整梯企业的私密信息自动生成,还有一部分是整梯企业对自己公司平台进行日常维护的信息产生。私密信息和整梯企业自行维护的信息与物联网公共平台没有直接关系,绝无泄密和被侵权之虑。

l 这些信息对电梯整梯企业的作用:

n 帮助整梯企业创造条件实时掌控自己生产的所有电梯的情况;

n 帮助电梯整梯企业建立起电梯整个生命周期的完整档案;

n 整梯企业可以通过物联网了解自己电梯的运行情况,保养情况,以及其它有用的信息。

n 对于整梯企业自保的电梯:电梯整梯企业可以掌握电梯运行的运行以及维保情况;

n 对于非整梯企业保养的电梯:如若电梯发生故障或事故,系统可以迅速定位问题根源,明晰责任,避免因无历史记录而产生的责任混淆现象发生;

n 电梯物联网有关电梯维修、保养以及更换配件的记录,为电梯整梯企业的产品设计人员进一步提升产品质量和产品性能提供了有力可靠的事实依据;

n 一旦产品出现批次质量问题:如元器件批次质量问题或设计批次质量问题,整梯企业可以第一时间快速定位该批次所有电梯的安装地点、保养单位、维保人员及物业联系方式;以便于在最短时间内联系相关人员,迅速解决问题,排除安全隐患,避免事态的进一步恶化;

n 随着政府关于电梯使用寿命的政策和法规出台,进入电梯物联网的电梯运行状况处于实时监视状态,安全运行、可靠运行有充分的保障,有利于电梯整梯企业的品牌提升。故使用单位在更换新梯时会更倾向于选择原电梯厂商。

3) 维保企业

电梯物联网有助于提升电梯的维修和保养效率;第一时间获知电梯故障信息;提升管理水平;提升维保质量;降低维保成本/人工成本;为电梯维修和保养业务的量化考核提供客观数据:

l 浏览和查阅电梯的详细档案(平台及手机客户端);

l 监视电梯运行状况(平台及手机客户端);

l 提醒维保员工处理电梯故障(平台及手机客户端);

l 提醒维保员工维保电梯(手机客户端);

l “云博士”提供维修参考解决方案(平台及手机客户端);

l 对维保员工维修和保养的工作进行考勤;

l 各种统计分析:

n 故障分类统计

n 配件故障分析

n 配件过期报警

n 电梯工程统计

n 维保满意度

n 过期未保电梯

n 接警率统计

n 急修到场速度统计

n 维修用时统计

n 二次维修率

4) 物业企业

电梯物联网可以帮助物业企业第一时间获知电梯关人故障信息,提升服务质量;监督维修和保养质量:

l 监视物业管辖电梯的运行情况和状态;

l 监督电梯维保公司的日常工作情况(维修保养):

l 提醒电梯关人故障;

l 查询电梯使用记录:急修记录、维保记录、工程记录、年检记录、更换配件记录和故障记录等;

l 提醒过期未处理项目,帮助物业企业加强对电梯监管的力度:

n 过期未检电梯;

n 过期未保电梯;

n 过期未换配件;

n 过期未接警电梯;

n 过期未到场电梯;

n 过期未完工电梯;

l 评价电梯维保公司的日常工作情况(维修保养)。

5) 行业协会

电梯物联网可以帮助行业协会更加有效参与行业信息和资讯发布平台的建设:

l 行业协会可以在电梯物联网发布各种行业资讯和法律法规;

l 电梯物联网也会为行业协会提供各种统计数据:

n 城市或地区电梯事故(关人故障)次数统计;

n 电梯维保急修数量统计;

n 电梯就业人员等级考评统计;

n 电梯销售和安装情况统计; n 物业公司对电梯维保企业评分统计;

n 业主对电梯使用情况评分统计;

。。。。。。

备注:以上统计数据不涉及具体公司,也不提供明细清单。

l 这些统计数据可以帮助行业协会有效推动电梯行业的技术进步和质量提升,提高电梯行业的专业化管理协作水平。

6) 电梯乘客

电梯乘客可以利用各种电子设备(PC、Pad、手机等)免费接入电梯物联网,并享有以下服务:

n 了解电梯行业的各种信息,学习电梯的使用常识;

n 浏览小区物业的通知和公告;

n 了解近期的天气状况;

n 了解当日的实事咨询和头条新闻;

n 浏览周边出行信息;

n 浏览周边的生活设施;

6 结束语

市场瞬息万变,跟不上技术步伐的企业势必会被淘汰,这就好比古装片中各个大侠的江湖地位完全取决于武功的高低;电梯物联网,它来了,你准备好了吗?

第二篇:物联网RFID实践教学创新模式研究

摘 要:文中介绍了侧重不同学科建设的物联网RFID实践教学体系,提出了物联网工程专业RFID课程实践教学开展的创新模式,并以RFID基础理论结合应用系统实例,从基础理?验证、硬件设计、软件设计和应用系统集成方面对RFID事件教学体系进行划分,说明了该模式的思路和具体实践内容。该实践教学创新模式的开展,提高了物联网专业学生的实践能力,奠定了物联网创新型人才的培养基础。

关键词:物联网;RFID;实践教学;创新模式

中图分类号:G451;TP393 文献标识码:A 文章编号:2095-1302(2017)05-0-02

0 引 言

射频识别(RFID)是一种自动识别技术,利用空间电磁场实现信号的非接触传递,达到识别目标信息的目的。随着通信技术和半导体制作工艺的发展,微波领域的RFID应用越来越广,而作为物联网工程专业核心课程之一的RFID技术,对物联网感知层感知水平的提高起到关键作用,物联网工程专业实践教学开展的质量对培养复合型工程应用人才质量的影响至关重要。但大多院校物联网实践教学均围绕传感器、无线传感网络构建分析和RFID基础理论验证开展,正确把握物联网各专业课之间的联系特点,同时设计好其实践教学环节已成为各高校需要关注的问题。

1 RFID实践教学体系

物联网是一个涉及计算机软件、电子信息、通信工程和信息安全等专业知识的学科,需要对以上各专业技术集成创新。RFID基础理论包含了上述各专业知识,但又是一个独立的完整体系架构,其实践教学是整个物联网专业实践教学环节的重要组成部分,由于各高校侧重学科不同,RFID实践教学的开展也不相同,大致可分为以下3类:

(1)通信类实践。RFID实践教学主要依托通信知识开展,包括电子标签和读写器通信编解码方式的实验、调制解调的实验、无线传感节点通信实验等,课程设计和毕业设计等实践也均围绕通信技术开展。

(2)计算机软件类实践。RFID实践教学以软件类为主,主要包括通信协议分析实验、防碰撞算法验证实验、编解码算法编程实验等,课程设计和毕业设计为中间件开发、应用系统软件设计等。

(3)电子类实践。RFID实践教学主要以电子信息类为主,包括电子标签读写实验、电子标签和读写器阻抗匹配实验、射频电路仿真实验等,课程设计和毕业设计为RFID阻抗匹配网络设计、读写器电源设计、读写器射频电路设计、射频频率跟踪系统设计等。RFID实践教学体系结构如图1所示。

2 物联网RFID实践教学创新模式

由于物联网涉及多项专业知识,所以RFID实践教学模式不应是某一类专业的教学,应当综合通信专业、计算机专业和电子专业的实践,以通信专业知识理论验证为基础,电子专业硬件设计制作为平台,计算机应用软件设计为目标,贯穿RFID实践教学体系,才能把众多专业知识在RFID课程中融会贯通,达到比较全面的实践目的。和以往依托院校特色专业为基础的物联网专业实践教学开展模式不同,RFID实践教学创新模式体系构建如图2所示。

(1)基础理论验证,主要为RFID通信技术基础理论的验证实验。包括RFID通信模型中的各种编码解码波形观察分析对比,常用调制解调算法的实现和波形观察,125kHz/13.56 MHz/900 MHz RFID标签内容在不同标准体系下的读写实验以及RFID天线频率、方向性、阻抗和稳定性仿真分析。其中编解码、调制解调和电子标签读写实验可由RFID综合实验平台的试验箱实现,天线特性仿真分析可由HFSS或者MWS等仿真软件实现。

(2)硬件设计,主要为RFID读写系统部件的设计。包括电子标签和读写器的设计,其中电子标签的设计主要为天线设计,读写器设计主要为射频电路和天线的设计,可以按照模块分次完成,也可以课程设计的形式进行实践教学。

(3)软件设计,主要为读写器读写程序的设计和防碰撞算法的实现。包括低频和高频的读写器数据存取程序设计或者仿真,ALOHA及其改进算法以及BTS算法的仿真和观察。

(4)应用系统集成,主要为RFID通信系统的综合应用设计。包括利用单片机或DSP实现抑或其他基于无线通信技术的应用系统设计,如单片机控制的RFID标签汽车防盗系统、考勤系统和一卡通信息读取系统的设计。可以以课程设计或毕业设计的形式进行实践教学。

RFID实践教学体系基础理论验证实践平台如图3所示。

3 RFID实践教学创新模式实施应注意的问题

RFID实践教学创新模式的实施应注意以下几个问题:

(1) 理论教学相关知识的完善。为实现RFID实践教学开展的有效性,与其相关专业知识的补充十分必要,主要包括通信基础理论、无线通信技术、电磁场电磁波技术、微波技术和天线理论等基础知识,而这在一定程度上取决于培养计划的保障。

(2) 实践教学设备的配置。实践教学开展的好坏直接受制于其配套设备,RFID实践教学创新模式实施的必要设备包括具有通信编解码和调制解调功能的综合开发平台、RFID标签制作综合试验箱、电磁场电磁波或天线特性分析软件和不同频段的RFID读写器等硬件设备。

(3) 实验室师资队伍建设。物联网RFID课程涉及多专业、多学科,单一学科的实验室人员无法胜任学生实践教学的指导,因此应加强实验室师资队伍的建设,由专业课老师来指导学生的实践教学。

4 结 语

物联网RFID课程是一个涉及多专业知识的学科,本文分析了目前依托特色专业的RFID实践教学体系结构,提出了物联网RFID实践教学创新模式,并说明了其实施应注意的问题,为RFID实践教学的有效开展奠定了基础。

参考文献

[1]温显斌,肖迎元.物联网专业实验室建设初探以及应注意的几个问题[J].物联网技术,2015,5(5):107-108.

[2]冯筠.射频识别技术的实践教学环节设计[J].中国电子商务,2012(6):183.

[3]张沪寅,黄建中.RFID实践教学平台创新建设[J].计算机教育,2014(12):76-80.

[4]钱红燕,陈兵,燕雪峰.物联网教学实践体系研究们[J].计算机教育,2011(23):21-25.

[5]余利,赵健,黄传河.物联网工程专业建设与实践教学研究[J].计算机教育,2013(15):94-97.

[6]姚建峰,黄式东,孙艳歌.物联网工程专业实践教学体系模块化研究[J].物联网技术,2017,7(1):112-114.

[7]陈益能,梁海英,谭晓东,等.应用型本科院校“RFID原理与应用”教学方法研究与实践[J].物联网技术,2016,6(5):116-117.

[8]张沪寅,黄建忠,周天瑛,等.RFID实践教学平台创建设[J].计算机教育,2014(12):76-80.

第三篇:华为的物联网产业布局

华为的物联网产业布局 2016-09-06

“OceanConnect”是以华为IoT联接管理平台为核心的IoT平台开放生态。通过丰富的API和系列化Agent保障网络联接,简化终端接入,加速应用上线,实现与上下游伙伴产品的无缝联接。通过IoT联接管理平台,将华为擅长的网络通信能力、设备接入能力、数据分析能力开放给合作伙伴,支撑伙伴的效率提升和商业成功。华为曾预测,到2025年物理联接将达到1000亿,增长幅度超过10倍,而虚拟联接将达到万亿,增长幅度将达100倍。物理连接与虚拟联接在数量上的爆发性增长将引发质变,引领人类社会走向全联接的世界。

1、华为核心网

华为核心网系列解决方案,支持运营商实现向关注用户体验、网络精细运营、ICT融合转型的重大转身,成为运营商推进网络、数据、业务、运营融合的关键控制点,帮助运营商赢在后话音时代,掘金移动互联网时代,领导ICT融合时代。主要功能有:

1、CS融合通信解决方案致力于为运营商轻松实现网络转型。一方面,它可帮助运营商实现网络的平滑演进和智能运维;另一方面,它可增强终端用户的业务体验。

2、IMS IMS(IP Multimedia Subsystem)是运营商新一代电信核心网络,引入语音、数据、视频、富媒体能力,帮助运营商实现固定移动融合、传统话音到ICT融合的转型,实现宽 窄带统一接入、固定无线统一接入,兼有融合、IP、多媒体三大特征,满足运营商在后话音时代、移动互联网时代ICT融合发展的终极需求。

3、融合用户数据

融合用户数据中心解决方案是基于下一代ATCA电信平台,具备高可靠性、大容量以及融合演进能力的用户数据管理系统解决方案,帮助运营商高效地管理日益庞大的用户数据,简化网络、降低OPEX、提升运营效率、加速业务创新,从用户数据中挖掘更多的价值和利润。

4、IoT

Huawei IoM 解决方案是专门设计用于IOT的连接管理的平台解决方案。 它提供连接管理平台, IoT 业务使能平台,IoT 数据管理以及开放平台等系列功能。

华为IoT生态圈Ocean Connect:ocean connect是华为云核心网推出的以IoT连接管理平台为核心的IoT生态圈。基于统一的IoT连接管理平台,通过开放API和系列化Agent实现上下游产品能力的无缝连接。给客户提供端到端的高价值应用,比如智慧家庭,车联网,智能抄表,智能停车,平安城市等。面向物联网,华为提出1+2+1的解决方案战略。1个开源物联网操作系统HUAWEI LiteOS;2种连接方式,包括有线连接(家庭网关,工业网关)和)和无线连接(2g,3g,4g,nbiot);1个物联网平台——IoT连接管理平台。

Ocean CONNECT是华为物联网战略的重要组成部分。

华为LiteOS LiteOS是华为公司基于华为本身的传感和通讯网络开发的一个操作系统,解决的是物联网设备的固件和联网问题。 华为HI-LINK

HUAWEI HiLink,是华为开发的智能家居开放互联平台,目的解决各智能终端之间互联互动问题。平台功能主要包含智能连接、智能联动两部分。HUAWEI HiLink智能家居开放互联平台,就是为了让接入该平台的各智能终端之间“讲普通话”, 从而可以联动并为消费者提供全新的生活体验。

对 消费者,支持HUAWEI HiLink的终端之间,可以实现自动发现、一键连接,无需繁琐的配置和输入密码。在HUAWEI HiLink智能终端网络中,配置修改可以在终端间自动同步,实现智能配置学习,不用手动修改费时费力。支持HUAWEI HiLink开放协议的终端,可以通过智能网关、智能家居云,通过APP对设备进行远程控制。

对 行业,华为通过提供开放的SDK,并建设开发者社区为开发者提供全方位的指导,帮助开发者从开发环境搭建到集成、测试、提供一站式的开发服务。华为通过 HUAWEI HiLink智能家居开放互联平台,将和所有智能硬件厂家一起,形成开放、互通、共建的智能家居生态

1、 HUAWEI HiLink开放互联平台架构:

连接人、物(智能硬件)、服务应用(云) HUAWEI HiLink智能家居开放互联平台主要部件: 1) HUAWEI HiLink App:开放的海量手机入口 a) 统一入口、统一体验 b) 单设备管理和控制 c) 多设备联动和场景设置 2) HUAWEI HiLink Gateway:开放的智能家居路由 a) 一键连接、自组网、自动漫游 b) 多设备协同和场景联动 c) 多协议、多标准转换

3) HUAWEI HiLink Cloud:开放的云端数据共享 a) 多设备管理、场景联动 b) 远程控制、视音频媒体能力 c) OpenAPI第三方对接

4) HUAWEI HiLink Device:开放的终端SDK、OS和芯片能力

a) 集成HUAWEI HiLink SDK,实现终端快速入网、能力开放和设备间互操作 b) 可支持WiFi/Zigbee/BT

2、 HUAWEI HiLink主要功能定义:智能连接和智能联动

1) 智能连接:

--支持自动发现HUAWEI HiLink设备

--支持在智能网关的场景下一键完成设备入网配置 --支持网络参数发生变化时自动同步,无需重新配置 --支持多个智能网关分布式部署,设备自动切换

2) 智能联动:支持HUAWEI HiLink开放协议的终端,可以接入智能网关、智能家居云,并支持通过APP对设备进行远程控制,也支持设备之间的联动控制。 --支持一个APP完成设备管理和控制,统一入口,统一体验 --支持通过手机APP完成多设备联动和场景设置; --支持通过智能网关实现局域网内设备联动 --支持通过接入智能家居云实现云端设备联动

3、 HUAWEI HiLink策略:开放公建,拒绝封闭

1) 云端通过开放API,实现和第三方云的协议对接和数据共享;

2) 开放智能网关插件平台,可以支持主流协议,如google weave协议的对接; 3) 开放设备侧SDK,帮助智能硬件厂商快速集成HUAWEI HiLink协议; 4) 开放APP侧HTML5插件开放,支持厂家定制设备控制页面;

4、 HUAWEI HiLink行业合作与进展

华为HUAWEI HiLink开放协议已经和海尔、美的、BroadLink等国内几十家知名厂商合作,打造互联互通的新平台。未来将会有越来越多的厂家产品支持,为消费者提供真正的智能家居体验。

目前华为最新智能路由、电视盒子、手机等智能终端上均支持对接HUAWEI HiLink平台,可以为消费者提供极致简便的互联互动体验。

5、 HUAWEI HiLink开发者社区

HUAWEI HiLink开发社区为开发者提供全方位的指导,帮助开发者从开发环境搭建到集成、测试、提供一站式的开发服务。 开发者社区提供了如下方面服务: 1) HUAWEI HiLink开发工具 2) 远程调测平台 3) 应用接入管理平台 4) SDK下载入口 5) 文档在线 6) 实时客服 7) 应用推广

华为open life

OpenLife智慧家庭解决方案(后文简称“OpenLife”)为“互联网+”的应用内容开发商、“智慧+”的物联网集 成服务开发商、“智宽+”的管道业务运营商提供了开放、共享、多服务能力应用场景的集成化开发的平台环境。基于华为网络开放及智慧家庭中间件技术及方案, 拉通跨行业的各类智能终端设备商、负责产品渠道营销的产品或业务经销商等商家伙伴之间的利益链,联合各产业领域的技术开发及商业运营伙伴共建一个新的产业 环境,提升各个商业伙伴产品的市场差异化竞争能力,互补互利,共同打造激活一个更广阔的“智慧+”服务产品为主的技术演进和商业市场发展的新空间。

OpenLife的宗旨是“以智慧家庭为主体,建立商业伙伴互补共赢的新型价值链;统一行业规范,为日常生活提供各类实用、便捷、高效的信息化、自动化物联服务”。合作伙伴访问华为OpenLife官方网站(http://developer.huawei.com/cn/ict/Products/OpenLife),按照说明指引完成注册加盟,签署相关NDA协议后,可在OpenLife智慧家庭开发者社区获取到相关的智慧家庭应用开发SDK工具包,完成智慧家庭场景各类应用的开发。

加盟华为OpenLife,不仅可以获取到各类“智慧+”的开发插件,按照自己构思快速简单地开发出差异化特色的智慧家庭服务产品,更重要的是作为华为的合作伙伴,可寻找到更加广阔务实的商业部署环境,成就您和您的公司在智慧家庭领域拓展运营商市场,海量部署业务,快速获取收益的商业梦想

NB-IoT NB-IoT(Narrow Band Internet of Things,窄带蜂窝物联网)

华为 在今年的世界移动大会物联网峰会上正式面向全球发布了端到端NB-IoT解决方案,使物联网成为运营商未来的基础类业务之一。解决方案主要包 括:Huawei LiteOS与NB-IoT芯片使能的智能化终端方案、平滑演进到NB-IoT的eNodeB基站、可支持Core in a Box或NFV切片灵活部署的IoT Packet Core、基于云化架构并具有大数据能力的IoT联接管理平台等,满足了运营商IoT业务低功耗广域覆盖的核心需求。物联网的无线通信技术很多,主要分为两类:一类是Zigbee、WiFi、蓝牙、Z-wave等短距离通信技术;另一类是LPWAN(low-power Wide-Area Network,低功耗广域网),即广域网通信技术。LPWA又可分为两类:一类是工作于未授权频谱的LoRa、SigFox等技术;另一类是工作于授权 频谱下,3GPP支持的2/3/4G蜂窝通信技术,比如EC-GSM、LTE Cat-m、NB-IoT等。

华为cloud opera http://developer.huawei.com/cn/ict/Products/IES/Components/Re/description_ies

物联网:物联网是指通过信息感应设备,按约定的协议,把物品与互联网连接起来,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、监控和管理的网络系统。

ICT:信息与通讯技术(Information and Communications Technology)的缩写。 核高基:“核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品”的简称。“核高基重大专项”是《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020年)》所确定的国家十六个科技重大专项之一。

ITU:国际电信联盟(International Telecommunication Union)的缩写。

泛在网:英文Ubiquitous Network,即无处不在的网络。以实现在任何时间、任何地点、任何人、任何物都能顺畅地通信为目标。

IP核:Intellectual Property Cored 的简称。IP核是一段硬件描述语言程序,与集成电路工艺无关,可移植到不同的半导体工艺中去生产集成电路芯片。

RFID:射频识别(Radio Frequency Identification)的缩写,俗称电子标签。 MEMS:微电子机械系统(Micro Electro Mechanical System)的缩写。 SOC:系统级芯片(System On a Chip)的缩写。 UHF:超高频(Ultra-High Frequency)的缩写。

GPS:全球定位系统(Global Positioning System)的缩写。

霍尔:一种磁电效应,在测量、自动化、计算机和信息技术等领域有广泛应用。 霍尔传感器:根据霍尔效应制作的一种磁场传感器。

碳纳米管:又名巴基管,是一种具有特殊结构的纳米级碳材料,具有超常德强度、热导率、磁阻,应用前景广阔。

M2M:机器到机器(Machine to Machine)的缩写,实现机器与机器之间的无线通信手段。

IPv6:IPv6是互联网协议第四版(IPv4)的更新版。 SaaS:软件即服务(Software as a Service)的缩写。 PaaS:平台即服务(Platform as a Service)的缩写

IaaS:基础设施即服务(Infrastructure as a Service)的缩写。 DaaS:数据即服务(Data as a Service)的缩写。 EDA:电子设计自动化(Electronic Design Automation)的缩写。

第四篇:制造业的物联网应用前景

摘 要:近年来,物联网产业(Internet of Things,IoT)发展已步入正轨,但尚有潜力可挖掘,并极有可能成为制造业发展的新引擎。从以往的数据来看,制造业企业由物联网应用获得的收益达到历史最高 。通用电气(GE)等龙头企业已致力于产品智能化及服务方式革新的研究,为了创立新的经营模式,文章还对过去无法处理和利用的数据重新进行了分析。

关键词:制造业;物联网;应用前景

1 物联网将成为制造业发展的新引擎

TCS此次调查共涉及四大区域(北美、欧洲、亚太地区和拉美地区)的795名企业高管,分析了目前企业与物联网产业相关 的经营模式及发展蓝图,并对制造业的前景进行了宏观研究。研究主要将针对以下几个方面展开:

(1)企业中哪些部门负责与物联网应用相关的事务?目前与物联网相关的研发进展及未来的计划?研发的方向?

(2)企业中应用到的涉及物联网产业的技术有哪些?目前是如何应用及应用在企业经营的哪些环节上(如:市场、销售、服务、供应链等环节)?

(3)物联网技术的应用给企业经营模式带来了怎样的变化?哪一类的产品和服务从中受益?利润额如何?

(4)企业物联网技术应用过程中的经验和教训(收入有无增加和减少)?收入增减差距如何?

TCS针对企业物联网技术应用深度的调查包括以下四个方面:

(1)供应链监控:传感器、数码摄像头、无线射频识别系统(RFID)、经营活动跟踪设备、状况监控设备,以及产品运送到客户途中的全程监控系统等。

(2)商业经营场所监控:数码摄像头、视频摄像头、传感器(在企业经营场所安装的监控设备,主要用于对员工和客户间的商业行为进行监控,相关企业包括汽车销售商、工厂、车间等)。

(3)产品和服务监控:在向客户销售的产品中安装数码传感器、嵌入式软件等相关产品。

(4)客户监控:通过在客户的移动设备(包括智能手机、平板电脑和其他可穿戴设备等)中安装相关应用程序实施。

2 报告中涉及的制造企业

为完成此次调查,TCS共访问并征集了140名制造企业高管的意见,这些制造企业的高管中有3/5来自美国,18.6%来自德国,12.9%来自中国香港,7.9%来自日本,7.1%来自巴西,2.9%来自印度,2.9%来自澳大利亚。

大多数(占比80%)受访企业的年收入超过10亿美元,另外1/5的企业年收入超过500亿美元。

调查受访者中,25%从事IT工作,18.6%从事销售工作,12%从事生产和制造工作,高管占比10%。图1所示是受访企业年收入区间统计。图2所示是受访者的职位情况列表。

图1 受访企业年收入区间统计

图2 受访者职位情况

在受访者中,有10.7%的受访者是企业的首席执行官、首席营运官或负责业务部门的高管,14.3%的受访者是企业的一级管理人员(如:业务主管、市场主管、销售主管、首席信息官等),47.9%的受访者是直接对企业一级管理人员负责的二级管理人员,余下的则是其他人员。73%的受访者属于企业管理层,包括首席执行官、部门领导、高管及直接向他们负责的管理层。图3所示是不同职级受访者所占的比例。

图3 不同职级受访者所占比例

3 制造企业的物联网投入

2015年,制造企业在物联网方面的平均投入为1.082亿美元,占其平均收益的0.45%。从表1可以看出,制造业在物联网方面的投入占比虽然不及旅游、运输和酒店业(占收益的0.6%)及通信业(占收益的0.55%),但较投入占比较低的能源业(占收益的0.22%)而言,还是高出不少。表1所列是2015年各产业企业物联网投入的情况统计。

制造企业为何选择在物联网技术方面进行投入呢?在如今的竞争态势下,制造企业面临压缩开支、谋求商业模式创新满足客户需求,以及开发智能产品的挑战。越来越多的企业为了占得先机,都纷纷加大对物联网技术方面的投入,如电梯制造企业就在其产品中嵌入了故障停机报警系统。

制造企业对物联网改造方面的投入中,35.5%用于产品监控,其余方面还包括供应链监控、客户监测和营业场所监控等,对产品监控方面的投入明显大于其他方面。这一点不难理解,毕竟对产品监控方面的投入是资产密集型的,投入可以更为直观地用在原材料到成品的这一生产过程中。除此之外,供应链监控和客户监控方面的投入也有显著增长。图4所示是2015年物联网各核心业务的投入占比情况。

对于其他产业而言,同样把对物联网的投入重心放到了产品监控方面,2015年投入占比31%,供应链监控投入占23%,营业场所监控占19%。

图4 2015年物联网各核心业务的投入占比情况

据预测,到2020年,制造企业产品监控方面的投入将有所减少(占33.1%),但在这四类投入中的占比仍然最高,营业场所监控的投入根据预计也将有所减少。图5所示是预计2020年物联网各核心业务的投入占比情况。

图5 预计2020年物联网各核心业务的投入占比情况

相比较上面提到的投入预算而言,物联网投入的经费预算也呈现类似的趋势,即产品监控占比最高(30.4%),客户监控其次(28.5%),供应链监控22.1%,营业场所监控18.9%。图6所示是预计到2018年制造业企业的物联网投入经费预算情况。

图6 2018年制造业企业的物联网投入经费预算情况

从预算看,制造企业2018年对物联网的平均投入将继续维持在1.202亿美元的水平上,也就是说比2015年的投入水平高出11个百分点;相比较其他产业的情况而言,制造企业的物联网投入计划也将比较高。图7所示是2018年各行业物联网投入的经费预算情况。

4 制造企业目前的物联网技术使用情况

近半数的企业将物联网技术运用到生产和配送方面,以监控产品从制造到送到客户手中的全过程。制造企业的物联网投入涵盖了产品生产的每个阶段,同时企业还不遗余力扩大增值服务的范围以满足客户需求。

图7 2018年各行业物联网投入的经费预算情况

(1)近半数(48%)的制造企业把物联网投入重点放在从生产到配送环节的产品流监控上

对供应环节的监控是目前制造企业物联网技术运用的重点,包括:从原材料到制成品的过程监控,从产品到客户手中的运输、仓储和配送过程监控等。制造企业努力提高整个流程的可见程度。近十年来,RFID标签主要被用在库存管理方面。随着目前传感器价格降低和能效提高,相信RFID标签的使用将更为频繁,制造企业将更多地把标签用于进料托盘和备品补充监控方面。

例如德国马牌轮胎制造企业――大陆集团(Continental AG)将Wi-Fi传感器应用在橡胶和其他轮胎配件的装车管理上,通过传感器将装有相关材料的位置数据向库存管理系统传输,有效优化了原材料管理流程,并提高了生产效率 ;另一个事例来自欧洲飞机制造企业――空中客车公司,他们在制造和装配过程中,通过智能眼镜和平板电脑对飞机零配件进行扫描,以确保整个流程的精确性(比如:每颗螺丝应旋紧的程度等) 。

(2)超过1/4(26.4%)的制造企业把物联网投入重点放在对产品表现进行监控的方面

美国通用电气公司(GE)物联网技术应用的重点在于客户对产品表现的评价,他们设计的应用程序可以采集和分享来自于客户的相关数据。比如,在一条能源通道上,GE可以接收并分析来自智能传感器,以及气象、地震、人口、医疗健康、学校等部门的数据,并对维修和风险管理的过程进行优化分析并加以安排。

(3)近1/4(24.3%)的制造企业把物联网投入的重点放在客户移动终端上安装的应用程序设计,实现对相关信息的采集

汽车制造企业通过为汽车配备移动用户界面,以掌握用户使用习惯等反馈信息;通过在生产制造的汽车上配备信息娱乐系统,也可以为相关部门追踪用户在线服务消费模式和偏好提供便利;通过将获取到的信息与车主及人口统计数据等资料库相关联,保险公司的保费核算就有了参考依据;通过对先进的车载远程信息系统进行分析,才能设计出更方便易用的移动应用程序。

德国采埃孚股份有限公司(ZF Friedrichshafen AG) 的智能汽车传送系统,能监控并记录出卡车司机的驾驶习惯,传感器还能对获取的数据进行分析,通过关联当前路况与地形数据信息,对司机行进过程中的速度调整给出适当建议,这对于节油和延长传送系统工作寿命都有助益 。

(4)约22%的制造企业把物联网投入的重点放在经营场所安装的传感器或其他设备,实现对工作人员与客户的沟通情况进行监控

Nest公司 的智能恒温控制器通过气温调节,起到节约能耗的作用 。这个自学习程序使恒温控制器能够对采集到的使用者行为及习惯数据加以分析,比如对包括使用者出现并离开监控场所的时间、监控场所内外的温度和湿度条件进行分析,以决定能源使用模式,实现节能的效果。

(5)约7.9%的制造企业把物联网投入的重点放在可穿戴移动终端上,实现监控功能

目前制造企业中出现了一个新理念,一些企业已经开始对这一理念的应用研究,即通过让企业工作人员佩戴相应的可穿戴移动终端实现监控。比如亚马逊对其配送中心的送货员都安装了GPS定位标签并为他们配备了随身扫描仪,以便优化配送流程 。

同时,汽车制造企业也针对他们的实际情况研发出易用的可穿戴设备及应用,如汽车制造企业可以通过苹果公司的智能手表产品的相关应用程序,为客户在展厅中营造出个性化的参观体验。图8所示是制造企业物联网技术的运用情况。图9所示是2020年制造企业应用物联网技术的方式调查。

对于目前仍未使用数字技术的制造企业而言,其中31.6%的企业表示截至2020年他们可能会通过在产品上安装数字传感器了解产品表现;另有相近比例的企业表示或将对产品配送过程进行监控;26.3%的这类企业表示或将对经营场所安装监控设备实施监控。

第五篇:一套构思完整的物联网实验室建设方案

物联网是通过各种传感设备,把物品与互联网连接起来,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络,可广泛应用于各行各业,如把各种传感器嵌入或装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中,形成物联网,通过无线信息的收发,便于通讯和监管,不用数据线,成本低,使用便利。

1999年美国麻省理工学院(MIT)首次提出物联网的概念,是指把所有物品通过射频识别(RFID)等信息传感设备与互联网连接起来,实现智能化识别和管理的网络。国际电信联盟(ITU)在2005年的报告中对概念的涵义进行了扩展,该报告中指出,信息与通信技术的目标已经从任何时间、任何地点连接任何人,发展到连接任何物品的阶段,而万物的连接就形成了物联网。在这份报告所提到的物联网中,除RFID技术外,更多的新技术,例如:传感器、纳米、嵌入式芯片等技术被广泛应用。

2009年初,美国已将新能源和物联网列为振兴经济的两大武器,世界其它国家、公司、团体都将物联网的发展提升到了战略高度,相关的技术、应用、产品也得到了极大的发展。我国也开始加速推动物联网的进程,我国的物联网发展与世界基本同步,目前传感网标准体系已形成初步框架,向国际标准化组织提交的多项标准提案也被采纳。2009年下半年以来,物联网概念火遍中国,中央、地方、企业都从各自角度展开了一系列行动谋划和进入物联网—2009年10月,科技部同意在无锡太湖国际科技园建立国家(无锡)传感网国际科技合作基地,以加快引进国际领先的传感信息技术,推进国内传感信息产业的发展。

在物联网的产业价值链中,有着众多的参与者,传感器企业、RFID 芯片企业、RFID 读卡器企业是最早被关注的,各种传感器不断翻新;还有各种电子设备制造企业,海尔已经让其冰箱上网了,交通管理系统根据行车的速度和位置随时发布各条道路的交通状况,广告公司利用物联网随时更新其户内和户外电子广告内容,联邦快递可以在每个物流环节更新其递送物品的位置,供其内部管理人员和客户的查询。物联网相关技术的人才的培养需要相关的各种条件,主要包括物质条件、人力资源条件、技术积累等。

物联网可划分为一个由感知层、网络层和应用层组成的三层体系,感知层主要包括二维码标签和识读器、RFID标签和读写器、摄像头、GPS、传感器以及M2M终端、传感器网络和传感器网关等,在这一层次要解决的重点问题是感知、识别物体,采集、捕获信息。感知层要突破的方向是具备更敏感、更全面的感知能力,解决低功耗、小型化和低成本的问题。

完备的无处不在的移动通信网络是物联网发展的基础条件,中国移动在物联网的实践与创新是把移动通信能力向下与感知层结合起来,通过在机器内部嵌入GSM/TD通信模块,以无线通信等为接入手段,为客户提供综合的信息化解决方案,以满足客户对监控、指挥调度、数据采集和测量等方面的信息化需求,即M2M应用。目前中国移动在M2M领域已形成一整套拥有自主知识产权的技术标准、解决方案和相关产品,并已面向政府、行业和家庭开展多样化的物联网应用实践。

物联网创新实验系统可实现多种物联网构架,面向各大高校及大专院校的专业教学及创新和竞赛,提供了众多实验例程,便于学生熟悉和掌握物联网的构成及实际应用。

物联网实验系统包括硬件设备、软件资源、实验资源三大部分。硬件设备包括微型无线传感器、RFID、GPS、TD-SCDMA和其他配套设备。软件资源包括系统网络软件,嵌入式网关软件,PC数据管理与分析软件,实验资源包括基于控制器的基础实验、传感器信息采集实验、无线信号收发实验、Zigbee网络通讯实验、及组件控制实验等,通过对这三部分资源的充分学习,可为物联网工程应用打下坚实的基础,并能通过不同传感器的特性,不同网络的组成形式,开发出更多实用性强的物联网应用模式。

硬件设备

物联网Zigbee技术教学实验平台

实验平台实验内容组成

1、协议分析层面: Z-Stack寻址:间接传送;单播传送;多播(组播)传送;广播传送

多对一路由选择协议等。

2、网络拓扑层面:星型无线传感器网络;树簇型无线网络;网络同步;加入/退出网络等。

3、传感器节点层面:温湿度传感器实验;光电传感器实验;压力传感器实验等。

微型无线传感器

微型无线传感器分为温度,湿度,光电,触力等多种传感器。每个节点由MCU/RF部分、传感器部分和电源管理部分组成,包括智能三项传感节点与智能触力传感节点。

(1)智能三项传感节点

支持温度,湿度,光电三种传感器,支持2.4G无线组网,配备按键输入和LED输出,支持电池工作,并配套电池充电功能。

(2)智能触力传感节点

支持压力传感器,支持2.4G无线组网,配备按键输入和LED输出,支持电池工作,并配套电池充电功能。

通用传感器以及被控对象

通用传感器以及被控对象包括通用调试器母板,红外模拟传感器母板,超声波模拟传感器母板,酒精浓度传感器母板,电机控制器母板等。每种母版均支持对微型无线传感器的程序更新与调试,母板可独立控制自身硬件,也可联合微型无线传感器进行联网,实现网络化控制。系统配置一个无线线网络电源充电模块,同时支持8个无线模块的供电或充电。

嵌入式网关 嵌入式网关采用嵌入式PXA270系统。

(1)核心板

CPU:Intel XScale PXA270 520MHz

SDRAM:64Mbyte

FLASH:32Mbyte

以太网:100M Ethernet controller (LAN91C111)

CPLD:Xilinx 95144 (117 User IO)

接口:160 PIN 接口

(2)底板

以太网接口:100M 以太网接口1 个

视频:4.3寸 TFT LCD(包含触摸屏和有机玻璃外壳)

音频:AC97标准音频输入输出接口

USB CLIENT:1 个,支持PC与设备同步

串行接口:3 个,UART0是系统的调试端口;UART1是带有流控制的5线串行接口,可以连接GPRS/GSM-Modem;UART2是标准的3线串口(等等)

软件资源

1、无线传感网软件

2、嵌入式网关软件

3、PC数据管理与分析软件

实验资源

实验从无线网络处理器的基本实验,逐步进阶到无线数据采集通信的高级实验,即能满足基础的教学要求,又能加强学生的实际应用能力。基于CC2430的实验CC2430是TI 2.4G无线网络的主流控制器,是微型无线传感器的核心控制器。实验内容共计63个。

射频识别(RFID)原理技术与应用实验平台

给学生以具体的真实的系统感性认识,加强学生对RFID系统原理的理解和认识,更好的帮助学生学好、学透RFID技术。同时也给非通信专业的学生增加通信方面的专业知识,实验过程真实具体。

产品特点

·结合具体RFID教材《射频识别(RFID)原理与应用》,针对性强;

·增加通信基础知识实验内容,扩展非通信专业学生的通信专业知识;

·采用分立元件开发RFID原理机,展现RFID各个组成部分原理和具体电路,加深学生对RFID系统的理解;

·实验中各部分信号都可以用示波器测试和观看,实验过程生动、真实;

·实验平台囊括目前实际应用的三套系统,实验内容丰富、知识覆盖全面;

·配有完整的的RFID读写器系统,可以开展相关的硬件电路测试实验和相关软件协议的测试和实验。

射频识别(RFID)原理技术与应用实验平台规格:

1、载波频率: 125KHz、13.56MHz、920-925MHz

2、支持协议: ISO14443A,ISO14443B,ISO1569

3、

ISO18000-6B,ISO18000-6C(EPC GEN2)

3、作用距离:ISO14443:7-15cm,

ISO15693:10-30cm,

ISO18000-6B:6-12m

4、通信接口:RS232

5、电源:220V/AC

RFID实验平台实验项目 9大模块有100个实验内容。

(欢迎咨询)

Multi-Radio嵌入式WiFi开发平台

Multi-Radio嵌入式WiFi开发平台采用两个嵌入式WiFi模块(G2M5477),以ARM9(PXA270)为核心,平台具有完全开放特性,可以开发嵌入式WiFi的MAC协议、路由协议、应用层协议等,同时平台具有3个独立的功耗测试电路,电路可以自行连续测量功率消耗。

目前传感器网络的一个发展趋势为高速率传输,经过以CC1000系列和CC2420系列为代表的两代传感器网络节点的发展,传感器网络节点进入高速嵌入式WiFi阶段。G2M5477的小体积、超低功耗(电池更换周期可达3-4年以上)、高速率、高性能(模块内包含44MHz RISC CPU),为无线传感器网络下一代节点的研究和应用提供了良好的研究平台。

·平台以PXA270 CPU为核心,包含两个嵌入式WiFi模块,WiFi模块与PXA270之间采用SPI高速接口(44MHz),可以完成高速Multi-Radio的研究工作。也可以利用一套开发平台上的两个嵌入式WiFi模块完成嵌入式WiFi的研究工作。

·平台的代码全部开放,包括嵌入式WiFi的MAC层、网络层、传输层,PXA270操作系统的代码。

·平台可以通过串口连接计算机直接进行开发工作,不需另购在线编程器或调试器。

·支持多种传感器。平台依靠高性能PXA270 CPU可以连接麦克风、摄像头等传感器,完成多媒体无线传输的研究工作。同时,平台的G2M5477模块高精度AD接口可以直接连接温度、湿度、加速度等传感器,完成基于嵌入式WiFi无线传感器网络节点的研发工作。

Multi-Radio开发平台的主要性能指标:

·同时支持2个嵌入式WiFi模块,每个模块的特性如下:

802.11b/g 2.4 GHz, 信道 1-11 和 14,数据速率6-54Mbps;

ISO 24730-2 2.4 GHz 收发器以及125 kHz 低频接收器;

802.11 射频发射功率 +18 dBm(802.11g),+20 dBm(802.11b);

32位 RISC CPU, 时钟频率44 MHz;

SDIO,数据速率可达100 Mbps;

SPI接口,最高44 Mbps;

UART接口,最高2.7 Mbps;

TCP/IP吞吐量可达 4 Mbps(包含WPA2加密);

RAM 128KB;

Flash ROM 8Mbit。

·高性能的CPU(ARM9);

·两个WiFi模块以及整个平台的电压、电流、功率、温度的连续自动测量;

·大容量存储(U盘或SD卡);

·支持音频和视频接口(可以直接连接摄像头);

·以太网、USB接口。

3.4 Multi-Radio平台的开发目的主要如下:

·面向目前广泛使用的P2P应用(如网上电影播放、大文件下载等,特点为多点同时下载,增加速率,如常用的迅雷、快车、电驴等服务),将现有的有线网络扩展到无线网络中,研究无线网络的P2P问题。

·由于无线带宽和网络特性(无线一般是广播方式的,不像有线网络是交换方式的,广播方式有同信道干扰问题)的限制,采用多个无线模块(即多个Radio)在同一时间进行传输,每个模块工作在不同的信道上,多个链路的同时传输增加了网络传输的吞吐量。

·可以进行嵌入式WiFi的研究,嵌入式WiFi是下一代传感器网络节点的发展方向之一,利用此平台代码开放的特点和强劲的CPU,可以进行多种多样的开发工作,包括传感器网络多媒体的研究。

·由于G2M5477的开放特点,当应用多个Radio同时进行传输时,需要用新的MAC协议替代已有的协议(当然也可以在高层来完成此功能,效率会低一些),利用G2M5477的MAC协议的开放性,可以研发Multi-Radio的MAC协议。

GPS /GIS/GPRS综合实验平台

GPS/GIS/GPRS综合实验平台是为了配合本科生、研究生《卫星定位导航原理及其应用》《智能交通系统》课程、《ITS中的车辆定位导航方法》课程、《地理信息系统》课程的学习而开设教学实验的基础平台。据调研,国内开设类似课程的教学单位均没有相应的实验平台,无法让学生直观的掌握基础理论知识及其应用。GPS/GIS/GPRS综合实验平台对卫星导航定位、地理信息系统、无线数据传输深入研究

的基础上研究开发的、针对教学使用的综合实验平台。也可用于研究机构了解掌握卫星定位导航工作原理及其应用的培训设备。 5.1实验平台功能组成

实验平台主要包含FPGA设置、GPS数据接收、DOP解算、卫星位置解算、DOP与卫星仰角等关系、伪距解算、位置解算、拨码开关、扩展接口、GPRS数据传输协议实现、GIS数据显示等基本功能单元,供学生学习掌握卫星定位导航的基本原理以及其中的数据处理流程设计、GPRS数据传输的原理与实现方法、GIS显示功能的实现等内容。

开放GPS数据结构和程序库供学生编程实验

编程实验:

·根据导航电文和接收机时间计算GPS卫星三维位置;

·计算卫星信号多普勒频率

·计算卫星信号经过电离层产生的延时误差;

·计算卫星信号经过大气层产生的延时误差;

·计算导航定位几何精度因子,即HDOP、VDOP、PDOP、TDOP、GDOP;

·根据已知位置和时间,预测可视卫星在轨道上的位置和多普勒频率;

·建立导航方程并解方程,计算接收机ECEF坐标系内的位置、时间;

·ECEF坐标系与WGS84坐标系坐标变换编程实验

·GPS时间与UTC时间、本地时间坐标变换编程实验。

ECEF坐标系与WGS84坐标系坐标变换编程实验;

·GPS时间与UTC时间、本地时间坐标变换编程实验。

根据实验设计,实验一和实验四包含学生自己动手编程的部分,因此需要4课时的时间完成。学生可根据实验指导教程进行实验,并按要求完成实验报告。实验思考题用于加深学生对所做实验的理解,同时可对实验老师出实验考题时起到参考作用。

实验教学部分大概需要14课时完成,加上前序知识的讲解以及实验考试的时间,大概需要18课时左右的时间完成。若一次实验课为2课时,则需要9次课的时间。

5.6适用范围: 适合通信、电子、信息、测量、自动控制、导航、遥控遥测等专业的本科生、究生GPS基础教学实验、本科生

a.毕业设计、硕士生课题研究;

b.适合GPS应用系统的工程技术和维护人员使用。

T3G(TD-SCDMA)技术实训系统

TD-SCDMA技术实验系统是国内首创的为高校相关专业开展3G技术相关课程配套的可视化的专业综合实践教学平台。通过对各种比特级数据的发送、加扰、接受及分析,学生可以深入地理解与掌握 T3G通信系统的技术原理和运行机制。借助次平台,还可以学习系统中的一些故障分析知识。本系统编排功能强调学生的动手实践和专业综合设计分析能力的提高,着力培养创新型人才。可完成的实验设计:

物理层结构实验:

实验1 TD-SCDMA时隙结构实验

实验2 TD-SCDMA帧结构实验

实验3 信道配置实验

实验4 信道数据设置实验

空中接口信道实验:

实验5 传输信道实验

实验6 物理信道实验

实验7 信道映射操作实验

信道编码与复用实验:

实验8 信道编码复用结构实验

实验9 差错校验实验

实验10 传输块的级联和码块分段实验

实验11 信道编码实验

实验12 无线帧尺寸均衡实验

实验13 第一次交织实验

实验14 无线帧分割实验

实验15 速率匹配实验

实验16 打孔或重发实验

实验17 传输信道复用实验

实验18 物理信道分割上实验

实验19 第二次交织-帧相关实验

实验20 第二次交织-时隙相关实验

实验21 子帧分割实验

实验22 物理信道映射实验

调制与扩频实验:

实验23 调制实验

实验24 扩频实验

实验25 扰码实验

实验26 脉冲成形实验

实验27 载波输出波形实验

物理层处理过程实验(系统级):

实验28 基站发送信息配置实验

实验29 无线传输环境配置实验

实验30 小区搜索过程(SYNC-DL识别)实验

实验31 小区搜索过程(Midamble码识别)实验

实验32 小区搜索过程(信道估计)实验

实验33 随机接入参数设置实验

实验34 随机接入(上行同步建立)实验

实验35 随机接入(上行同步保持)实验

实验36 上行UpPTS开环功率控制实验(免费升级)

实验37 上行PRACH功率控制实验(免费升级)

实验38 随机接入冲突实验(免费升级)

无线资源管理实验

实验39 接力切换过程实验

实验40 动态信道分配实验

实验41 系统码分配实验

二次开发实验(5-8个)

根据需要提供开放接口,自主进行程序设计,调试验证。

6.4产品特点:

层次性:包含3G系统多个层次实验,学生可以从通信网络

系统的层次上认识通信系统,扩展了学生的认识思路。

系统性:以TD-SCDMA标准为技术平台,有助于学生理解系统的组成及其在系统中的作用。

综合性:集成了通信原理、移动通信、数字信号处理、通信网络与交换等门课程理论知识与技术,非常利于学生对专业知识综合认识及应用能力的提高。

先进性:实验内容包含了当今通信专业一些最先进的理论,学生可以在较短的时间内掌握当今通信技术的最新发展动态,适应新技术发展的要求。

实用性:该系统是对T3G标准技术非常直观的再现,促使学生全面而深层次理解3G的理论知识内容,为以后从事3G相关工作,提高就业竞争力打下坚实的基础。 开放与开发性:该实验系统提供了一些开放的接口平台,高水平的本科生、研究生及相关专业教师可以按照自己的想法进行程序设计,从而使他们的一些设计思路能很快的在该系统中得到验证,也可作为课程设计与毕业设计平台。

二次开发实验:

·嵌入式智能终端系统基本开发

·嵌入式网络终端开发实验

·双核处理器的通信实验

·嵌入式通信处理实验

·嵌入式3G终端界面开发实验

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