傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)中心實(shí)訓(xùn)室調(diào)研報(bào)告

1、傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)中心實(shí)訓(xùn)室調(diào)研報(bào)告一、 調(diào)研背景目前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還屬于一個(gè)新興技術(shù)，正在快速發(fā)展。學(xué)習(xí)與掌握物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)理論，發(fā)展方向及其行業(yè)應(yīng)用是目前高等教育的核心目標(biāo)。2010年最新的教育部通知已將物聯(lián)網(wǎng)、傳感網(wǎng)作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)專業(yè)的重點(diǎn)，開(kāi)始鼓勵(lì)各高校申報(bào)相關(guān)專業(yè)?；ヂ?lián)網(wǎng)是人與人之間的聯(lián)系，而物聯(lián)網(wǎng)是人與物、物與物之間的聯(lián)系。物聯(lián)網(wǎng)是在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，利用RFID、無(wú)線數(shù)據(jù)通信等技術(shù)，構(gòu)造一個(gè)覆蓋世界上萬(wàn)事萬(wàn)物的Internet of thing。在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)物體都具有“身份”，便于人們和物體的智能交互，也便于實(shí)現(xiàn)物與物之間的信息交互。物聯(lián)網(wǎng)可用的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)有很多種，根據(jù)應(yīng)用的需要，可

2、采用公眾通信網(wǎng)絡(luò)，或采用行業(yè)專網(wǎng)，甚至新建專用于物聯(lián)網(wǎng)的通信網(wǎng)。通常互聯(lián)網(wǎng)最合適作為物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，特別是當(dāng)物物互聯(lián)的范圍超出局域網(wǎng)時(shí)，以及當(dāng)需要利用公眾網(wǎng)傳送需處理和利用的信息時(shí)。互聯(lián)網(wǎng)上大量存在的設(shè)備主要以通用計(jì)算機(jī)的形式出現(xiàn)，物聯(lián)網(wǎng)的目的是讓所有物品都具有計(jì)算機(jī)的智能但并不以計(jì)算機(jī)的形式出現(xiàn)，并把這些物品與網(wǎng)絡(luò)連接在一起，這就需要嵌入式技術(shù)的支持。嵌入式技術(shù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)的一種應(yīng)用，該技術(shù)主要針對(duì)具體的應(yīng)用特點(diǎn)設(shè)計(jì)專用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的，并且軟硬件可量身定做，它適用于對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。嵌入式技術(shù)

3、和通用計(jì)算機(jī)技術(shù)有所不同，通用計(jì)算機(jī)多用來(lái)和人進(jìn)行交互并根據(jù)人發(fā)出的指令進(jìn)行工作，而嵌入式系統(tǒng)大多數(shù)情況下可能根據(jù)自己“感知”到的事件自主地進(jìn)行處理，所以它對(duì)時(shí)間性、可靠性要求更高。一般來(lái)說(shuō)，嵌入式系統(tǒng)應(yīng)該具有以下一些特征：專用型、可封裝性、實(shí)時(shí)性、可靠性。專用型是指嵌入式系統(tǒng)用于特定設(shè)備完成特定任務(wù)，而不像通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)那樣可以完成各種不同任務(wù)?？煞庋b性指嵌入式系統(tǒng)一般隱藏于目標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)部而不被操作者察覺(jué)。實(shí)時(shí)性指與外部實(shí)際事件的發(fā)生頻率相比，嵌入式系統(tǒng)能夠在可預(yù)知的時(shí)間內(nèi)對(duì)事件或用戶的干預(yù)做出相應(yīng)?？煽啃允侵盖度胧较到y(tǒng)隱藏在系統(tǒng)或設(shè)備內(nèi)部。一旦開(kāi)始工作，可能長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有操作人員的監(jiān)測(cè)和維護(hù)，因

4、此要求它能夠可靠運(yùn)行。像通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)一樣，嵌入式系統(tǒng)也包括硬件和軟件兩部分。硬件部分包括處理器/微處理器(CPU)、存儲(chǔ)器以及外設(shè)器件和輸入/輸出端口、圖形控制器等。軟件部分包括操作系統(tǒng)軟件和專門(mén)解決某類問(wèn)題的應(yīng)用軟件，應(yīng)用程序控制著系統(tǒng)的運(yùn)作和行為，而操作系統(tǒng)控制著應(yīng)用程序編寫(xiě)與硬件的交互作用。二、 調(diào)研對(duì)象（1）調(diào)研全國(guó)范圍內(nèi)與傳感器和智能節(jié)點(diǎn)相關(guān)的教學(xué)試驗(yàn)設(shè)備及企業(yè)產(chǎn)品，以及生產(chǎn)該教學(xué)設(shè)備到的相關(guān)公司資質(zhì)。（2）北京的物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)是國(guó)內(nèi)起步最早、實(shí)力最強(qiáng)的地區(qū)性行業(yè)之一,科研開(kāi)發(fā)力量居全國(guó)之首, 產(chǎn)品開(kāi)發(fā)及測(cè)量技術(shù)的研究在國(guó)內(nèi)有舉足輕重的影響，生產(chǎn)和配套能力、出口創(chuàng)匯能力都具有極強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)

5、。2.1 北京中訊威易科技有限公司北京中訊威易科技有限公司（簡(jiǎn)稱“F&E”），成立于2007年，總部位于北京，在濟(jì)南設(shè)有研發(fā)中心，集研發(fā)、生產(chǎn)、銷售和服務(wù)于一體，建立了一支以中國(guó)為核心輻射全球的專業(yè)智能家居團(tuán)隊(duì)。公司以ZIGBEE 2.4G無(wú)線通訊技術(shù)、V-BUS技術(shù)為核心，開(kāi)發(fā)了能實(shí)現(xiàn)本地和遠(yuǎn)程可視化控制的五十多種智能化產(chǎn)品，截止2010年公司擁有的技術(shù)專利已經(jīng)達(dá)到了27項(xiàng)。其中的圖形化監(jiān)控軟件、多媒體智能網(wǎng)關(guān)、手機(jī)監(jiān)控軟件等均是業(yè)內(nèi)首創(chuàng)，真正的實(shí)現(xiàn)了隨時(shí)隨地、隨心所欲的監(jiān)控家居，使家居真正做到“智能化”、“遠(yuǎn)程化”。2.2 北京慧鑫百年科技有限責(zé)任公司 北京慧鑫百年科技有限責(zé)任公司

6、是在清華大學(xué)的大力支持下，由眾多博士、研究生、本科生組成的物聯(lián)網(wǎng)團(tuán)隊(duì)?！拔锫?lián)天下”為北京慧鑫百年科技有限責(zé)任公司所精心打造的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用第一平臺(tái),專業(yè)從事智能化產(chǎn)品應(yīng)用、提供整體解決方案的系統(tǒng)集成服務(wù)。旨在以技術(shù)為先導(dǎo),綠色低碳為理念，專注民生工程,締造智慧生活。 “物聯(lián)天下”建立了非常高效的一站式、一條龍服務(wù)體系，并對(duì)方案論證、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝調(diào)試等各個(gè)環(huán)節(jié)采取規(guī)范實(shí)施和智能化集成控制。業(yè)務(wù)涉及智慧家庭、車聯(lián)網(wǎng)、智慧醫(yī)療、手機(jī)物聯(lián)網(wǎng)商務(wù)及二維碼商業(yè)應(yīng)用等產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域?！拔锫?lián)天下”在系統(tǒng)集成方面有雄厚的技術(shù)力量和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，聚集了優(yōu)秀技術(shù)人員，以確保應(yīng)用平臺(tái)在行業(yè)中的領(lǐng)先地位。 “物聯(lián)天下”致力于

7、推動(dòng)億萬(wàn)中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展,服務(wù)于67億世界公民，目標(biāo)是用千萬(wàn)個(gè)智能化理念提升人們的生活方式，幫助人們實(shí)現(xiàn)更加便捷美好的生活。三、 調(diào)查結(jié)果通過(guò)實(shí)地考察，確定傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)中心實(shí)訓(xùn)室應(yīng)包括：1.數(shù)據(jù)庫(kù)軟件、應(yīng)用管理和服務(wù)軟件、PC數(shù)據(jù)管理與分析軟件的安裝與調(diào)試；2. 信息服務(wù)平臺(tái)技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)工作；3.熟悉物聯(lián)網(wǎng)智能數(shù)據(jù)處理，學(xué)習(xí)應(yīng)用設(shè)備的安裝調(diào)試。主要研究?jī)?nèi)容如下：l 傳感器信息采集處理l 數(shù)據(jù)庫(kù)軟件、應(yīng)用管理和服務(wù)軟件、PC數(shù)據(jù)管理與分析軟件的安裝與調(diào)試l 信息服務(wù)平臺(tái)技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)工作 3.1 實(shí)訓(xùn)室建設(shè)思路1、實(shí)驗(yàn)室需要選擇地點(diǎn)要求面積不能小于120M2。2、物聯(lián)網(wǎng)智能試驗(yàn)開(kāi)發(fā)平臺(tái)3、傳感

8、網(wǎng)數(shù)據(jù)中心應(yīng)用體系3.2 實(shí)訓(xùn)室配置清單表1實(shí)訓(xùn)室配置清單實(shí)驗(yàn)儀器名稱型 號(hào)標(biāo)配臺(tái)數(shù)備 注智能通信協(xié)議器EM-Gateway-220套協(xié)議轉(zhuǎn)換，將WIFI、3G、藍(lán)牙、GPRS數(shù)據(jù)發(fā)送到PC機(jī)應(yīng)用軟件教學(xué)包20套熟悉應(yīng)用軟件的使用數(shù)據(jù)庫(kù)軟件教學(xué)包20套熟悉數(shù)據(jù)庫(kù)軟件的使用數(shù)據(jù)分析教學(xué)包20套熟悉物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的分析處理歷史數(shù)據(jù)包20套歷史數(shù)據(jù)的靈活運(yùn)用軟件安裝調(diào)試包20套熟悉所有軟件的安裝調(diào)試數(shù)據(jù)圖形化教學(xué)包20套熟悉數(shù)據(jù)圖形化的使用方法傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)中心應(yīng)用體系1熟悉物聯(lián)網(wǎng)智能數(shù)據(jù)處理，學(xué)習(xí)應(yīng)用設(shè)備的安裝調(diào)試。3.3平臺(tái)介紹3.3.1 物聯(lián)網(wǎng)智能試驗(yàn)開(kāi)發(fā)平臺(tái)概述 ZigBee是一種無(wú)線連接，可工作在

9、2.4GHz(全球流行)、868MHz(歐洲流行)和915 MHz(美國(guó)流行)3個(gè)頻段上,分別具有最高250kbit/s、20kbit/s和40kbit/s的傳輸速率,它的傳輸距離在10-75m的范圍內(nèi),但可以繼續(xù)增加。作為一種無(wú)線通信技術(shù)，ZigBee具有如下特點(diǎn)：(1) 低功耗 (2) 成本低 (3) 時(shí)延短 (4) 網(wǎng)絡(luò)容量大:(5) 可靠 (6) 安全 等功能433M和ZIGBEE是兩種優(yōu)秀的物聯(lián)網(wǎng)通訊標(biāo)準(zhǔn)，均有非常廣泛的應(yīng)用。相比較于433M物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)功能與技術(shù)，ZIGBEE技術(shù)具有優(yōu)秀的自組網(wǎng)能力。 此平臺(tái)同過(guò)智能通信協(xié)議器發(fā)送WIFI、3G、藍(lán)牙、GPRS數(shù)據(jù)到PC機(jī)，PC機(jī)接收

10、到數(shù)據(jù)后通過(guò)協(xié)議分析、破解每幀數(shù)據(jù)，將有用的信息存入數(shù)據(jù)庫(kù)，并將數(shù)據(jù)庫(kù)里的信息提取出來(lái)，返回到智能通信協(xié)議器中,實(shí)現(xiàn)服務(wù)器與智能終端的數(shù)據(jù)交互。3.3.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 l 應(yīng)用管理和服務(wù)軟件安裝與調(diào)試l 數(shù)據(jù)庫(kù)的安裝與調(diào)試l WIFI數(shù)據(jù)的采集與處理l 3G數(shù)據(jù)的采集與處理l GPRS數(shù)據(jù)的采集與處理l 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的處理l 歷史數(shù)據(jù)的處理l 數(shù)據(jù)庫(kù)軟件的應(yīng)用l 服務(wù)器軟件的應(yīng)用l 上位機(jī)與下位機(jī)數(shù)據(jù)的對(duì)接l 數(shù)據(jù)圖形化處理3.3.3 軟件實(shí)例資源Ø ZIGBEE無(wú)線傳感網(wǎng)軟件1. 溫濕度傳感器實(shí)驗(yàn) 2. 二氧化碳傳感器實(shí)驗(yàn)3. 感煙探測(cè)器實(shí)驗(yàn) 4. 光強(qiáng)度傳感器實(shí)驗(yàn)5. 甲醛傳感器實(shí)驗(yàn)6

11、. 風(fēng)雨傳感器實(shí)驗(yàn)7. 燃?xì)馓綔y(cè)器實(shí)驗(yàn)8. 其他傳感器模塊實(shí)驗(yàn)Ø 各種聯(lián)動(dòng)功能軟件1. 各路探測(cè)器感應(yīng)異常侵入時(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警、撥打電話、錄像、拍照及短信、彩信發(fā)送功能2. 各路探測(cè)器報(bào)警可實(shí)現(xiàn)門(mén)窗自動(dòng)打開(kāi)或關(guān)閉3. 每個(gè)防區(qū)可獨(dú)立設(shè)置布撤防模式內(nèi)容4. 主機(jī)可實(shí)現(xiàn)基本電話功能5. 戶主訂購(gòu)的貨物后，可通過(guò)服務(wù)器直接聯(lián)系到供貨商3.3.4 智能家居服務(wù)器系統(tǒng)-典型應(yīng)用教學(xué)案例l 系統(tǒng)框圖l 智能家居能實(shí)現(xiàn)的核心功能如下：Ø 能源管理：可以通過(guò)WIFI、3G實(shí)時(shí)查看家里燈光、電器等每日的耗電量，提醒用戶節(jié)約用電；Ø 家庭電子商務(wù)（遠(yuǎn)程訂貨）：通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)讓用戶可以和城市

12、里的家政服務(wù)中心、送水站、餐廳、超市、商場(chǎng)等實(shí)現(xiàn)數(shù)字聯(lián)網(wǎng)，通過(guò)智能網(wǎng)關(guān)就能實(shí)現(xiàn)預(yù)定家政服務(wù)、訂水、訂餐、訂貨等功能；Ø 安防報(bào)警：應(yīng)用ZIBGEE無(wú)線技術(shù)用紅外、煙感、氣感、門(mén)磁等安防探頭給家庭提供安全警衛(wèi)；Ø 溫濕度傳感：可以把溫度、濕度傳送到智能網(wǎng)關(guān)，并且可以設(shè)定超出預(yù)設(shè)溫度范圍后自動(dòng)開(kāi)啟空調(diào)；Ø 燈光控制：應(yīng)用ZIBGEE無(wú)線技術(shù)對(duì)家里的燈光進(jìn)行遙控開(kāi)關(guān)、遙控調(diào)光、場(chǎng)景開(kāi)關(guān)等功能；Ø 電器控制：應(yīng)用ZIBGEE無(wú)線技術(shù)對(duì)家里的電視、空調(diào)等實(shí)現(xiàn)遙控開(kāi)關(guān)、場(chǎng)景開(kāi)關(guān)等功能；Ø 電動(dòng)窗簾控制：應(yīng)用ZIBGEE無(wú)線技術(shù)遙控、手控電動(dòng)窗簾的開(kāi)關(guān)，用場(chǎng)

13、景實(shí)現(xiàn)窗簾的開(kāi)關(guān)；Ø 背景音樂(lè)控制：應(yīng)用ZIBGEE無(wú)線技術(shù)遙控、手控背景音樂(lè)的播放，用場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)背景音樂(lè)的播放Ø 可視對(duì)講：通過(guò)單元門(mén)口機(jī)可以呼叫網(wǎng)關(guān)，進(jìn)行可視對(duì)講；Ø 門(mén)禁開(kāi)鎖：通過(guò)單元門(mén)口機(jī)可以呼叫網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)可以進(jìn)行開(kāi)鎖、開(kāi)門(mén)操作；Ø 戶戶可視對(duì)講：可以和小區(qū)內(nèi)其他用戶進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)視頻通話；Ø 留言留影：訪客、業(yè)主可以在智能網(wǎng)關(guān)上留下語(yǔ)音和照片圖像；Ø 平板電腦和手機(jī)本地控制：用平板電腦和手機(jī)通過(guò)WIFI連接、藍(lán)牙連接對(duì)安防、燈光、電器、窗簾等設(shè)備進(jìn)行控制；Ø 手機(jī)遠(yuǎn)程控制：手機(jī)（要求安裝WIDOWS MOBILE或者安卓

14、2.1以上操作系統(tǒng)）通過(guò)3G/GPRS遠(yuǎn)程對(duì)家里的安防、燈光、電器、窗簾等設(shè)備進(jìn)行控制； Ø 手機(jī)遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控：手機(jī)（要求安裝WIDOWS MOBILE或者安卓2.1以上操作系統(tǒng)）通過(guò)3G/GPRS可以遠(yuǎn)程看到家中、小區(qū)攝像頭的圖像?！半娮由虅?wù)”一級(jí)菜單 “電子商務(wù)”服務(wù)選擇“電子商務(wù)”產(chǎn)品選擇 “電子商務(wù)”訂單管理“能源管理”總電量柱狀圖 “能源管理”設(shè)備耗電詳情l 智能家居控制管理平臺(tái)智能家居控制示意圖智能家居系統(tǒng)是以嵌入式計(jì)算機(jī)為平臺(tái)Ø 將安防、燈光、電器、電動(dòng)窗簾、場(chǎng)景、 監(jiān)控、背景音樂(lè)、可視對(duì)講、電子商務(wù)、能源管理等系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一管理；Ø 室內(nèi)通過(guò)遙控器任

15、意控制，室外可通過(guò)手機(jī)或電腦進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，查看家里的情況，對(duì)家里的情況了如指掌。l 平安商鋪系統(tǒng) 商鋪系統(tǒng)界面用于商鋪,實(shí)現(xiàn)功能1、省市縣三級(jí)報(bào)警聯(lián)動(dòng)；2、電話、短信報(bào)警。l 廣告發(fā)布系統(tǒng) 廣告發(fā)布系統(tǒng)界面1、 實(shí)現(xiàn)廣告的管理、播放時(shí)間、區(qū)域設(shè)置、分發(fā)、播放等 ；2、 服務(wù)器端實(shí)現(xiàn)廣告視頻的管理，播放時(shí)間、區(qū)域設(shè)置，以及視頻的分發(fā)。客戶端實(shí)現(xiàn)此區(qū)域廣告的獲取和播放。 l 系統(tǒng)安全登錄界面安全登錄界面小區(qū)用戶家中的各種安防設(shè)備連接到位于小區(qū)管理中心的平安社區(qū)管理系統(tǒng),當(dāng)用戶家中有警情發(fā)生時(shí),平安社區(qū)軟件接收到報(bào)警信息,會(huì)即時(shí)提示管理員派人前去處理,同時(shí)系統(tǒng)會(huì)根據(jù)用戶設(shè)置的報(bào)警電話號(hào)碼,自動(dòng)向用戶發(fā)送報(bào)警短信。l 智能小區(qū)管理中心 智能小區(qū)管理中心智能小區(qū)管理系統(tǒng)