计算机硬件及网络技术在物联网通信中的应用与探究论文.doc

计算机硬件及网络技术在物联网通信中的应用与探究论文 1引言 随着光纤通信、移动通信、传感器等技术的快速发展和提升,人们提出了物联网技术物联网是一种实现物物互联、人物互联的通信网络,可以采用传感器实时的采集客观事物的运行状态,然后将状态数据通过WiFi网络、ZigBee网络或TDLTE网络传输给服务器,以便人们实时的分析事物运行状况,进而可以提高物体监控、状态共享能力 2计算机硬件在物联网中的应用研究 物联网采用的计算机硬件主要是传感器,比如摄像头、RFID、扫描仪等,这些硬件终端最为核心的部件均为传感器传感器在物联网应用主要包括两种类型,分别是终端传感器和网关传感器终端传感器可以完成数据采集、发送和控制命令接收功能,主要由电源管理模块、时钟模块、LED显示模块、视频天线模块、信号调制解调模块和感知模块组成电源管理可以负责物联网传感器的动力能源调控,如果一旦电源量较少可以及时通知用户更换电源;时钟模块可以实现物联网中的时钟频率同步,保证每一个终端传感器和网关传感器的信息同时发送、接收,提高数据发送的效率;LED显示模块可以显示终端传感器的操作和运行步骤,以便能够一目了然的获知终端传感器的运行情况;射频天线模块可以实现终端传感器数据发射和接收;信号调制解调可以实现数字信号、模拟信号之间的转换,并且完成视频数据、图像数据和文本数据的压缩、还原操作;感知模块能够完成最基础数据的感知和获取功能 网关传感器又被称为路由器传感器终端传感器采集的数据可以统一传输到网关传感器,以便能够与外界互联网进行交换,同时网关传感器也可以接受响应指令,实现数据的路由转发功能物联网组建时,网关传感器可以根据需求灵活放置,网关传感器与终端传感器类似,其也拥有电源管理模块、时钟模块、视频填写单元、LED显示模块等,网关传感器不需要采集环境数据,因此没有感知模块,CC2350是一个单片机芯片,其可以完成节点的控制系统,比如实现射频信息接收和转发,并且能够控制物联网的工作状态 3网络技术在物联网中的应用研究 物联网是一种特殊的网络,该网络的节点主要是无线传感器节点,因此互联网的通信传输也比较特殊,采用的网络技术也需要符合物联网通信需求,目前常用的物联网通信网络主要包括ZigBee网络、WiFi网络和TDLTE网络 (1)ZigBee网络ZigBee网络基于IEEE802.15.4标准设计,其定义了物联网的层次架构,包括物理层、访问控制层等,能够实现物联网节点数据采集、接收、转发和汇聚ZigBee通信协议设计时与物联网相适应,具有自组织、自愈功能,形成一个结构化的拓扑架构物联网中包含的设备非常多,这些设备采用无线网络进行连接,频繁的移动将会导致设备增加、删除和修改等ZigBee网络路由技术可以实现自我修复功能,可以适应性调整网络结构,具有较强的稳定性 (2)WiFi网络WiFi网络是应用最为广泛的物联网,其主要是将有线网络信号转换成无线网络信号,并且为用户提供支持技术,实现物联网中的传感器、智能手机、平板电脑、笔记本电脑等具有无线网卡的设备接入和通信WiFi网络具有组网方便、自发现等特征,方便物联网节点的实时加入、退出,可以为设备通信提供极大的便捷性,目前在工厂生产控制、办公室办公通信等领域得到广泛普及 (3)TDLTE网络TDLTE移动通信是当前最先进和网络规模最庞大的语音、数据网络,其可以灵活支持高速度移动数据传输,下行带宽采用OFDMA技术,最高数据传输速率达到100Mbits/s,上行采用SCFDMA技术,上行速率达到了50Mbits/s,同时可以大幅度降低峰均比,降低终端发射功率,延长智能手机等终端的使用时间;4G移动通信信道具有对称性,可以简化系统设计复杂度,实现顶层设计,保持与国外4G制式的一致性,更好的实施数据融合;4G移动通信整合了智能天线和MIMO技术,可以提高移动通信在复杂场景中的自适应性,有效降低各个通信小区之间的干扰,提高小区通信切换成功率和传输可靠性,保证移动通信的性能 4