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研究分析計算機硬件及網(wǎng)絡(luò )技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)通信中的應用論文
1 引言
隨著(zhù)光纖通信、移動(dòng)通信、傳感器等技術(shù)的快速發(fā)展和提升,人們提出了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)是一種實(shí)現物物互聯(lián)、人物互聯(lián)的通信網(wǎng)絡(luò ),可以采用傳感器實(shí)時(shí)的采集客觀(guān)事物的運行狀態(tài),然后將狀態(tài)數據通過(guò)WiFi網(wǎng)絡(luò )、ZigBee網(wǎng)絡(luò )或TD-LTE網(wǎng)絡(luò )傳輸給服務(wù)器,以便人們實(shí)時(shí)的分析事物運行狀況,進(jìn)而可以提高物體監控、狀態(tài)共享能力。
2 計算機硬件在物聯(lián)網(wǎng)中的應用研究
物聯(lián)網(wǎng)采用的計算機硬件主要是傳感器,比如攝像頭、RFID、掃描儀等,這些硬件終端最為核心的部件均為傳感器。傳感器在物聯(lián)網(wǎng)應用主要包括兩種類(lèi)型,分別是終端傳感器和網(wǎng)關(guān)傳感器。終端傳感器可以完成數據采集、發(fā)送和控制命令接收功能,主要由電源管理模塊、時(shí)鐘模塊、LED顯示模塊、視頻天線(xiàn)模塊、信號調制解調模塊和感知模塊組成。電源管理可以負責物聯(lián)網(wǎng)傳感器的動(dòng)力能源調控,如果一旦電源量較少可以及時(shí)通知用戶(hù)更換電源;時(shí)鐘模塊可以實(shí)現物聯(lián)網(wǎng)中的時(shí)鐘頻率同步,保證每一個(gè)終端傳感器和網(wǎng)關(guān)傳感器的信息同時(shí)發(fā)送、接收,提高數據發(fā)送的效率;LED顯示模塊可以顯示終端傳感器的操作和運行步驟,以便能夠一目了然的獲知終端傳感器的運行情況;射頻天線(xiàn)模塊可以實(shí)現終端傳感器數據發(fā)射和接收;信號調制解調可以實(shí)現數字信號、模擬信號之間的轉換,并且完成視頻數據、圖像數據和文本數據的壓縮、還原操作;感知模塊能夠完成最基礎數據的感知和獲取功能。
網(wǎng)關(guān)傳感器又被稱(chēng)為路由器傳感器。終端傳感器采集的數據可以統一傳輸到網(wǎng)關(guān)傳感器,以便能夠與外界互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行交換,同時(shí)網(wǎng)關(guān)傳感器也可以接受響應指令,實(shí)現數據的路由轉發(fā)功能。物聯(lián)網(wǎng)組建時(shí),網(wǎng)關(guān)傳感器可以根據需求靈活放置,網(wǎng)關(guān)傳感器與終端傳感器類(lèi)似,其也擁有電源管理模塊、時(shí)鐘模塊、視頻填寫(xiě)單元、LED顯示模塊等,網(wǎng)關(guān)傳感器不需要采集環(huán)境數據,因此沒(méi)有感知模塊,CC2350是一個(gè)單片機芯片,其可以完成節點(diǎn)的控制系統,比如實(shí)現射頻信息接收和轉發(fā),并且能夠控制物聯(lián)網(wǎng)的工作狀態(tài)。
3 網(wǎng)絡(luò )技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應用研究
物聯(lián)網(wǎng)是一種特殊的網(wǎng)絡(luò ),該網(wǎng)絡(luò )的節點(diǎn)主要是無(wú)線(xiàn)傳感器節點(diǎn),因此互聯(lián)網(wǎng)的通信傳輸也比較特殊,采用的網(wǎng)絡(luò )技術(shù)也需要符合物聯(lián)網(wǎng)通信需求,目前常用的物聯(lián)網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò )主要包括ZigBee網(wǎng)絡(luò )、WiFi網(wǎng)絡(luò )和TD-LTE網(wǎng)絡(luò )。
(1)ZigBee網(wǎng)絡(luò )。ZigBee網(wǎng)絡(luò )基于IEEE802.15.4標準設計,其定義了物聯(lián)網(wǎng)的層次架構,包括物理層、訪(fǎng)問(wèn)控制層等,能夠實(shí)現物聯(lián)網(wǎng)節點(diǎn)數據采集、接收、轉發(fā)和匯聚。ZigBee通信協(xié)議設計時(shí)與物聯(lián)網(wǎng)相適應,具有自組織、自愈功能,形成一個(gè)結構化的拓撲架構。物聯(lián)網(wǎng)中包含的設備非常多,這些設備采用無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行連接,頻繁的移動(dòng)將會(huì )導致設備增加、刪除和修改等。ZigBee網(wǎng)絡(luò )路由技術(shù)可以實(shí)現自我修復功能,可以適應性調整網(wǎng)絡(luò )結構,具有較強的穩定性。
(2)WiFi網(wǎng)絡(luò )。WiFi網(wǎng)絡(luò )是應用最為廣泛的物聯(lián)網(wǎng),其主要是將有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )信號轉換成無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )信號,并且為用戶(hù)提供支持技術(shù),實(shí)現物聯(lián)網(wǎng)中的傳感器、智能手機、平板電腦、筆記本電腦等具有無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡的設備接入和通信。WiFi網(wǎng)絡(luò )具有組網(wǎng)方便、自發(fā)現等特征,方便物聯(lián)網(wǎng)節點(diǎn)的實(shí)時(shí)加入、退出,可以為設備通信提供極大的便捷性,目前在工廠(chǎng)生產(chǎn)控制、辦公室辦公通信等領(lǐng)域得到廣泛普及。(3)TD-LTE網(wǎng)絡(luò )。TD-LTE移動(dòng)通信是當前最先進(jìn)和網(wǎng)絡(luò )規模最龐大的語(yǔ)音、數據網(wǎng)絡(luò ),其可以靈活支持高速度移動(dòng)數據傳輸,下行帶寬采用OFDMA技術(shù),最高數據傳輸速率達到100 Mbits/s,上行采用SC-FDMA技術(shù),上行速率達到了50Mbits/s,同時(shí)可以大幅度降低峰均比,降低終端發(fā)射功率,延長(cháng)智能手機等終端的使用時(shí)間;4G移動(dòng)通信信道具有對稱(chēng)性,可以簡(jiǎn)化系統設計復雜度,實(shí)現頂層設計,保持與國外4G制式的一致性,更好的實(shí)施數據融合;4G移動(dòng)通信整合了智能天線(xiàn)和MIMO技術(shù),可以提高移動(dòng)通信在復雜場(chǎng)景中的自適應性,有效降低各個(gè)通信小區之間的干擾,提高小區通信切換成功率和傳輸可靠性,保證移動(dòng)通信的性能。
4 結語(yǔ)
物聯(lián)網(wǎng)作為一種物物互聯(lián)、人物互聯(lián)的數據傳輸網(wǎng)絡(luò ),其已經(jīng)在電子商務(wù)、物流倉儲、生產(chǎn)監控等領(lǐng)域得到廣泛應用,迅速提升了行業(yè)辦公自動(dòng)化、智能化和信息化,具有重要的作用和意義。
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