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1、基于物联网路由器的智能控制系统第一部分 物联网路由器概述无线传感器网络简称物联网(Wireless Sensor Network)是集信息采集、信息处理、信息传输于一体的综合智能信息系统，在军事、环境监测、智能楼宇、智能电网、工业控制、物流和医疗护理等诸多领域都有广阔的应用前景。美国商业周刊和 MIT 技术评论在预测未来技术发展的报告中，分别将无线传感器网络列为 21 世纪最有影响力的 21 项技术和改变世界的 10 大技术之一。如果把它们与最新的互联网协议(IPV6)软件堆栈实现联通，满足超低功耗的要求，就有可能开创一个无处不在的计算时代。上海易教信息科技有限公司开发的底层基于 802.15
2、.4 内嵌微型IPV6 协议栈的低功耗物联网模块及物联网路由器，实现了无线传感器网络与下一代互联网（IPV6）直接互联互通，解决了无线传感器网络直接 INTERNET 化问题，解决了无线传感器网络节点计算能力和存储资源有限无法运行 IPV6 协议栈的问题，满足了无线传感器网络对低功耗的要求。并采用自适应的频率捷变算法等，使这些工作在 2.4GHz 的无线模块在低功耗的前提下，实现稳定可靠的传输。物联网模块采用三合一设计，集成了 CPU 、 2.4G 收发模块和 flash 存储模块，满足了低成本的应用需求。创新点如下：1、创新设计嵌入式微型 IPV6 协议栈，将几兆甚至上百兆的IPV6 协议精
3、简至 200kb 左右，从而实现性能优越的 IPV6 在低功耗的无线传感器网络的应用，实现物联网与互联网的无缝连接。2、自主设计自适应频率捷变算法，与具有良好选择性的射频信号结合，有效防止驻波干扰、调频干扰，使本项目路由器低功耗传输模块在 2.4Ghz 频带内稳定传输，与该频带内的其他无线模块良好共存。3、基于 IPV6 协议的物联网路由器以宽带或 3G 为接入载体，与Wi-Fi 技术、传感器技术、 RF 无线传输技术等结合，应用于智能家居、智慧课堂、智能能源管理系统，可设计出满足无线宽带覆盖、安防预警的全方位智能数字产品。第二部分 物联网路由器市场与竞争一、市场概述1、产品市场概况及需求情况
4、：本项目开发内嵌微型 IPV6 协议栈的物联网路由器，以宽带或 3G为接入载体，依托 Wi-Fi 技术、RF 无线传输技术、传感器技术、嵌入式智能、实时数据交换等多种技术组成智能家庭、智慧课堂、智能能源管理，旨在设计一套满足无线宽带覆盖、安防预警、智能家电、家庭娱乐、家庭信息以及数字社区等需求的具有相当技术前瞻性的全方位的智能数字产品，用以满足现代家庭，小区住宅和学校在智能化、人性化、舒适性等方面的需要。人们通过 3G 手机、iPhone、iPad 等具备 Wi-Fi 或 3G 功能的智能终端产品，远程访问物联网路由器就可以实现对家电、教室设备的所有控制，例如：灯光控制、家电控制、安防报警控制
5、、远程监控等功能。2、物联网路由器产品的目标市场：根据市场需求将物联网路由器应用于智能家居、智能大厦、智慧课堂、安防、智能能源管理、工业控制、物流等行业，开发出全方位的智能数字产品。二、竞争优势分析1、项目产品的主要竞争者：在项目产品的目标市场中，主要的同类产品名称，产品开发企业，产品开发、产品销售情况。Cisco、H3C、华为、Dlink、TPlink 等网络企业为传统 WiFi 路由器的主要生产商。其生产的传统路由器不具备物联网功能。海尔、Control4 等企业提供物联网网关产品，但其产品不具备IPv6 和 Wifi 功能。2、项目产品技术性能比较优势：根据主要竞争对手的情况，分析本项目
6、产品的技术性能比较优势，要有数据分析、对比。 传统路由器（WiFi 路由器） 物联网路由器只支持 WiFi 设备接入 支持 WiFi 设备接入，同时支持 IEEE 802.15.4 节点接入不支持 802.15.4 协议 同时支持 IEEE 802.11 和 IEEE 802.15.4 通信协议一般不支持动态域名解析 提供动态域名解析服务不提供各种设备控制接口 集成了可远程访问和控制的物联网设备控制接口无法使和物联网通信 可使 2.4G 无线物联网节点与互联网无缝链接不支持ZigBee、6LowPAN 、IPV6同时支持 ZigBee、 6LowPAN、IPV6一般不集成数据库 内嵌微型数据库
7、3、物联网路由器创新点：A、创新设计嵌入式微型 IPV6 协议栈，将几兆甚至上百兆的 IPV6协议精简至 200kb 左右，从而实现性能优越的 IPV6 在低功耗的无线传感器网络的应用，实现物联网与互联网的无缝连接。由于传感器节点是一种低功耗的微型嵌入式设备，通常携带能量十分有限的电池，因此设计上要求其低功耗，必然导致其存储器容量较小；随着下一代互联网协议 IPv6 的不断发展和完善，在无线传感器网路中引入 IPv6 协议具有无以类比的优越性和巨大的市场应用前景。然而 IPv6 设计之初并没有考虑嵌入式应用以及功耗问题，虽然在功能、性能等方面具有很大优势，但由于代码体积较大(几MB几百 MB)
8、，而无线传感器网络节点的存储资源一般只有 200KB左右，因而无法运行在计算能力和存储资源受限的无线传感器网络节点中。本项目通过 IPV6 协议栈的微型化、嵌入式设计，将其应用到物联网中。由于嵌入式系统与 PC 机的差别很大，在嵌入式系统中实现TCP/IP 协议与在操作系统中的实现有很大不同，嵌入式系统的 IPv6微型协议栈，直接面对硬件，没有一个多任务操作系统平台；如何使协议栈做到精细、通信可靠、功能相对完善，而且又能发挥单片机的特点成为 IPv6 微型协议栈设计的关键问题。 本项目嵌入式、微型化 IPV6 协议栈的设计着眼于设计体积小，但又不影响运行的协议栈，对协议栈的裁剪进行深入研究，去
9、掉不必要的组件、传统的复杂调度机制和额外的扩展功能，甚至可以去除操作系统等。B、自主设计自适应频率捷变算法，与具有良好选择性的射频信号结合，有效防止驻波干扰、调频干扰，使本项目路由器低功耗传输模块在 2.4Ghz 频带内稳定传输，与该频带内的其他无线模块良好共存。C、基于 IPV6 协议的物联网路由器以宽带或 3G 为接入载体，与Wi-Fi 技术、传感器技术、RF 无线传输技术等结合，应用于智能家居、智慧课堂、智能能源管理系统，可设计出满足无线宽带覆盖、安防警的全方位智能数字产品。避免了传统智能家居系统等采取有线布网方案移动性差、扩展性差等问题。4、物联网路由器的关键技术：（1） 嵌入式微型
10、IPV6 协议栈设计（2） 良好选择性的传输信道的选择（3） 自适应频率捷变算法设计5、物联网模块的技术性能指标：1、 工作频率带宽：2.4002.483GHz 2、 数据传输速率达250kbps，码片速率达2Mchips/s 3、 通讯范围：150m200m 4、 输出功率可编程控制（18dbm5dbm） 5、 高接受灵敏度（97dBm） 6、 低功耗 接收电流：24mA；发射电流：29mA 7、 适应2.4GHz IEEE 802.15.4 的RF收发器； 8、 极高的接收灵敏度和抗干扰性能； 9、8 KB SRAM，具备在各种供电方式下的数据保持能力； 10.、掉电方式下，电流消耗只有0
11、.9uA，外部中断或者实时时钟（RTC）能唤醒系统； 11、挂起方式下，电流消耗小于0.6uA，外部中断能唤醒系统； 12、具有8路输入814位ADC； 13、21个通用I/O引脚，其中2个具有20mA的电流吸收或电流供给能力； 14、 小尺寸QLP-48封装，5mm5mm。 开放端口: 1. 物理层 采用异步串行通讯方式。通信波特率为115200，10位长度，其中包含1起始位、8个数据位、1个停止位。仅使用其中的RD、TD、GND三根引线对接。 2. 链路层 所有命令和响应的格式： SOF0xFE Data Length CMD Data FCS 1 Byte 1 Byte 2 Byte 0
12、-len Byte 1 Byte 6、物联网路由器设计利用微处理器单元内部数据总线、串行总线和以太网口扩展各无线网络接入平台，并在 2.4G 无线单元中内嵌微型 IPV6 协议处理单元或ZigBee 协议处理单元，实现多平台无线网络接入设备和与 Internet 无缝链接。L o c a l I O / P W M / A D / D AC o r t e x - M 3- E m b e d R T X- I P V 4 / I P V 6G S M / G P R S / 3 GI n f r a r e dW i F iR o u t e rS u b 1 G2 . 4 G本项目设计的物
13、联网路由器，实现红外设备、1G 以下无线设备、2.4G无线设备和 GSM/GPRS/3G 设备的接入并与 Internet 无缝链接，满足物联网多平台无线设备接入要求，降低物联网组网成本。第三部分 基于物联网路由器智能控制系统配置清单：序 设备名称 技术参数 数 单价 总价号 量1 物联网路由器支持 802.15.4 的 2.4G 无线网络接入支持基于 802.11b/g 的 2.4G WiFi 网络接入功能应用：1、无线上网服务：满足平板电脑、笔记本和智能手机等无线上网服务2、设备远程智能管理：通过互联网或局域网远程控制室内灯光、电视机、投影机、窗帘等设备，实现智能控制、状态查看，节能减排。3.通过 IPHONE、IPAD 等智能设备不用安装任何软件，直接控制室内各种设备1 280002 灯控制+无线模块无线性能指标：1、 工作频率带宽：2.4002.483GHz2、 数据速率达 250kbps，码片速率达 2Mchips/s3、 通讯范围：150m200m4、 高接受灵敏度（97dBm）5、 网络拓扑结构 网状，星状6、支持路由转发功能6 4503 窗帘马达+无线模块1. 单开合帘电机 30kg2. 支持无线开关3. 支持有线开关4. 2.4G 无线模块2 850
