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1、传感网数据中心实训室调研报告一、 调研背景目前物联网技术还属于一个新兴技术，正在快速发展。学习与掌握物联网的技术理论，发展方向及其行业应用是目前高等教育的核心目标。2010年最新的教育部通知已将物联网、传感网作为战略性新兴产业相关专业的重点，开始鼓励各高校申报相关专业。互联网是人与人之间的联系，而物联网是人与物、物与物之间的联系。物联网是在互联网的基础上，利用RFID、无线数据通信等技术，构造一个覆盖世界上万事万物的Internet of thing。在这个网络中，每个物体都具有“身份”，便于人们和物体的智能交互，也便于实现物与物之间的信息交互。物联网可用的基础网络有很多种，根据应用的需要，可
2、采用公众通信网络，或采用行业专网，甚至新建专用于物联网的通信网。通常互联网最合适作为物联网的基础网络，特别是当物物互联的范围超出局域网时，以及当需要利用公众网传送需处理和利用的信息时。互联网上大量存在的设备主要以通用计算机的形式出现，物联网的目的是让所有物品都具有计算机的智能但并不以计算机的形式出现，并把这些物品与网络连接在一起，这就需要嵌入式技术的支持。嵌入式技术是计算机技术的一种应用，该技术主要针对具体的应用特点设计专用的计算机系统嵌入式系统。嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础的，并且软硬件可量身定做，它适用于对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。嵌入式技术
3、和通用计算机技术有所不同，通用计算机多用来和人进行交互并根据人发出的指令进行工作，而嵌入式系统大多数情况下可能根据自己“感知”到的事件自主地进行处理，所以它对时间性、可靠性要求更高。一般来说，嵌入式系统应该具有以下一些特征：专用型、可封装性、实时性、可靠性。专用型是指嵌入式系统用于特定设备完成特定任务，而不像通用计算机系统那样可以完成各种不同任务。可封装性指嵌入式系统一般隐藏于目标系统内部而不被操作者察觉。实时性指与外部实际事件的发生频率相比，嵌入式系统能够在可预知的时间内对事件或用户的干预做出相应。可靠性是指嵌入式系统隐藏在系统或设备内部。一旦开始工作，可能长时间没有操作人员的监测和维护，因
4、此要求它能够可靠运行。像通用计算机系统一样，嵌入式系统也包括硬件和软件两部分。硬件部分包括处理器/微处理器(CPU)、存储器以及外设器件和输入/输出端口、图形控制器等。软件部分包括操作系统软件和专门解决某类问题的应用软件，应用程序控制着系统的运作和行为，而操作系统控制着应用程序编写与硬件的交互作用。二、 调研对象（1）调研全国范围内与传感器和智能节点相关的教学试验设备及企业产品，以及生产该教学设备到的相关公司资质。（2）北京的物联网行业是国内起步最早、实力最强的地区性行业之一,科研开发力量居全国之首, 产品开发及测量技术的研究在国内有举足轻重的影响，生产和配套能力、出口创汇能力都具有极强的优势
5、。2.1 北京中讯威易科技有限公司北京中讯威易科技有限公司（简称“F&E”），成立于2007年，总部位于北京，在济南设有研发中心，集研发、生产、销售和服务于一体，建立了一支以中国为核心辐射全球的专业智能家居团队。公司以ZIGBEE 2.4G无线通讯技术、V-BUS技术为核心，开发了能实现本地和远程可视化控制的五十多种智能化产品，截止2010年公司拥有的技术专利已经达到了27项。其中的图形化监控软件、多媒体智能网关、手机监控软件等均是业内首创，真正的实现了随时随地、随心所欲的监控家居，使家居真正做到“智能化”、“远程化”。2.2 北京慧鑫百年科技有限责任公司 北京慧鑫百年科技有限责任公司是在清华
6、大学的大力支持下，由众多博士、研究生、本科生组成的物联网团队。“物联天下”为北京慧鑫百年科技有限责任公司所精心打造的物联网应用第一平台,专业从事智能化产品应用、提供整体解决方案的系统集成服务。旨在以技术为先导,绿色低碳为理念，专注民生工程,缔造智慧生活。 “物联天下”建立了非常高效的一站式、一条龙服务体系，并对方案论证、系统设计、安装调试等各个环节采取规范实施和智能化集成控制。业务涉及智慧家庭、车联网、智慧医疗、手机物联网商务及二维码商业应用等产业领域。“物联天下”在系统集成方面有雄厚的技术力量和丰富的实践经验，聚集了优秀技术人员，以确保应用平台在行业中的领先地位。 “物联天下”致力于推动亿万
7、中国物联网产业发展,服务于67亿世界公民，目标是用千万个智能化理念提升人们的生活方式，帮助人们实现更加便捷美好的生活。三、 调查结果通过实地考察，确定传感网数据中心实训室应包括：1.数据库软件、应用管理和服务软件、PC数据管理与分析软件的安装与调试；2. 信息服务平台技术的研究开发工作；3.熟悉物联网智能数据处理，学习应用设备的安装调试。主要研究内容如下：l 传感器信息采集处理l 数据库软件、应用管理和服务软件、PC数据管理与分析软件的安装与调试l 信息服务平台技术的研究开发工作 3.1 实训室建设思路1、实验室需要选择地点要求面积不能小于120M2。2、物联网智能试验开发平台3、传感网数据中
8、心应用体系3.2 实训室配置清单表1实训室配置清单实验仪器名称型 号标配台数备 注智能通信协议器EM-Gateway-220套协议转换，将WIFI、3G、蓝牙、GPRS数据发送到PC机应用软件教学包20套熟悉应用软件的使用数据库软件教学包20套熟悉数据库软件的使用数据分析教学包20套熟悉物联网数据的分析处理历史数据包20套历史数据的灵活运用软件安装调试包20套熟悉所有软件的安装调试数据图形化教学包20套熟悉数据图形化的使用方法传感网数据中心应用体系1熟悉物联网智能数据处理，学习应用设备的安装调试。3.3平台介绍3.3.1 物联网智能试验开发平台概述 ZigBee是一种无线连接，可工作在2.4G
9、Hz(全球流行)、868MHz(欧洲流行)和915 MHz(美国流行)3个频段上,分别具有最高250kbit/s、20kbit/s和40kbit/s的传输速率,它的传输距离在10-75m的范围内,但可以继续增加。作为一种无线通信技术，ZigBee具有如下特点：(1) 低功耗 (2) 成本低 (3) 时延短 (4) 网络容量大:(5) 可靠 (6) 安全 等功能433M和ZIGBEE是两种优秀的物联网通讯标准，均有非常广泛的应用。相比较于433M物联网组网功能与技术，ZIGBEE技术具有优秀的自组网能力。 此平台同过智能通信协议器发送WIFI、3G、蓝牙、GPRS数据到PC机，PC机接收到数据后
10、通过协议分析、破解每帧数据，将有用的信息存入数据库，并将数据库里的信息提取出来，返回到智能通信协议器中,实现服务器与智能终端的数据交互。3.3.2 实验内容 l 应用管理和服务软件安装与调试l 数据库的安装与调试l WIFI数据的采集与处理l 3G数据的采集与处理l GPRS数据的采集与处理l 实时数据的处理l 历史数据的处理l 数据库软件的应用l 服务器软件的应用l 上位机与下位机数据的对接l 数据图形化处理3.3.3 软件实例资源 ZIGBEE无线传感网软件1. 温湿度传感器实验 2. 二氧化碳传感器实验3. 感烟探测器实验 4. 光强度传感器实验5. 甲醛传感器实验6. 风雨传感器实验7
11、. 燃气探测器实验8. 其他传感器模块实验 各种联动功能软件1. 各路探测器感应异常侵入时实现现场报警、拨打电话、录像、拍照及短信、彩信发送功能2. 各路探测器报警可实现门窗自动打开或关闭3. 每个防区可独立设置布撤防模式内容4. 主机可实现基本电话功能5. 户主订购的货物后，可通过服务器直接联系到供货商3.3.4 智能家居服务器系统-典型应用教学案例l 系统框图l 智能家居能实现的核心功能如下： 能源管理：可以通过WIFI、3G实时查看家里灯光、电器等每日的耗电量，提醒用户节约用电； 家庭电子商务（远程订货）：通过物联网让用户可以和城市里的家政服务中心、送水站、餐厅、超市、商场等实现数字联网
12、，通过智能网关就能实现预定家政服务、订水、订餐、订货等功能； 安防报警：应用ZIBGEE无线技术用红外、烟感、气感、门磁等安防探头给家庭提供安全警卫； 温湿度传感：可以把温度、湿度传送到智能网关，并且可以设定超出预设温度范围后自动开启空调； 灯光控制：应用ZIBGEE无线技术对家里的灯光进行遥控开关、遥控调光、场景开关等功能； 电器控制：应用ZIBGEE无线技术对家里的电视、空调等实现遥控开关、场景开关等功能； 电动窗帘控制：应用ZIBGEE无线技术遥控、手控电动窗帘的开关，用场景实现窗帘的开关； 背景音乐控制：应用ZIBGEE无线技术遥控、手控背景音乐的播放，用场景实现背景音乐的播放 可视对
13、讲：通过单元门口机可以呼叫网关，进行可视对讲； 门禁开锁：通过单元门口机可以呼叫网关，网关可以进行开锁、开门操作； 户户可视对讲：可以和小区内其他用户进行点对点视频通话； 留言留影：访客、业主可以在智能网关上留下语音和照片图像； 平板电脑和手机本地控制：用平板电脑和手机通过WIFI连接、蓝牙连接对安防、灯光、电器、窗帘等设备进行控制； 手机远程控制：手机（要求安装WIDOWS MOBILE或者安卓2.1以上操作系统）通过3G/GPRS远程对家里的安防、灯光、电器、窗帘等设备进行控制； 手机远程视频监控：手机（要求安装WIDOWS MOBILE或者安卓2.1以上操作系统）通过3G/GPRS可以远
14、程看到家中、小区摄像头的图像。“电子商务”一级菜单 “电子商务”服务选择“电子商务”产品选择 “电子商务”订单管理“能源管理”总电量柱状图 “能源管理”设备耗电详情l 智能家居控制管理平台智能家居控制示意图智能家居系统是以嵌入式计算机为平台 将安防、灯光、电器、电动窗帘、场景、 监控、背景音乐、可视对讲、电子商务、能源管理等系统进行统一管理； 室内通过遥控器任意控制，室外可通过手机或电脑进行远程控制，查看家里的情况，对家里的情况了如指掌。l 平安商铺系统 商铺系统界面用于商铺,实现功能1、省市县三级报警联动；2、电话、短信报警。l 广告发布系统 广告发布系统界面1、 实现广告的管理、播放时间、区域设置、分发、播放等 ；2、 服务器端实现广告视频的管理，播放时间、区域设置，以及视频的分发。客户端实现此区域广告的获取和播放。 l 系统安全登录界面安全登录界面小区用户家中的各种安防设备连接到位于小区管理中心的平安社区管理系统,当用户家中有警情发生时,平安社区软件接收到报警信息,会即时提示管理员派人前去处理,同时系统会根据用户设置的报警电话号码,自动向用户发送报警短信。l 智能小区管理中心 智能小区管理中心智能小区管理系统是一套综合的、智能的小区管理软件。主要实现了： 业主家庭安防 小区周界防范、路灯灯光控制、广场背景音乐、小区视频监控、车辆人员出入管理 电子巡更
