基于PLC & ZigBee技术物联网家庭网关的研究与实现

提出了一种基于PLC和ZigBee技术的物联网家庭网关设计方案。本设计方案以S3C2440作为主控芯片,并集成了ZigBee协调器、电力载波调制解调电路、蓝牙通信电路。操作系统采用Linux 2.6.32,并以此作为软件开发平台移植了Boa Web服务器、Sqlite嵌入式数据库。该网关以电力载波通信技术(PLC)为主,辅以ZigBee及蓝牙无线通信技术,构成了物联网感知层网络结构,本网关综合了无线及有线两种感知网接入方式,组网灵活、方便。     

实时监测无线传感器网络改进方法

结合危险品运输监测应用,搭建了基于无线传感器网络的实时监测系统,并对其MAC层协议和物理层无线数据发送时序进行了改进和优化。改进了MAC层中的原始BEB算法,引入了支持优先级的GDCF算法。对MAC层中的RTS/CTS方式进行了有效性分析,并出于节能考虑,引入了睡眠技术。在物理层数据无线发送过程中,为缩短发送时间,减少碰撞可能性,对其时序进行了优化。在工程车辆上安装基于IRIS无线传感器的节点平台进行实际测试。测试结果表明:改进后的退避算法节点丢包率随网络节点数目增加变化不明显;去除RTS/CTS机制后,在采样间隔时间为50ms时,网络丢包率由20%左右下降到了6%以内;一个工作周期内节省能量达到95%;无线数据发送时序优化达到了设计要求,满足了实际应用中对实时监测无线传感网络的性能要求。     

基于ZigBee的无线交通同步控制系统的设计与实现

通过研究ZigBee协议和无线传感器网络同步控制算法,提出了基于ZigBee技术的交通控制系统方案,设计了基于ATmega128L单片机、CC2420射频收发器等芯片的硬件节点,实现了无线交通系统通过对路面交通信息的采集,传输到交通指挥中心,再通过关卡节点发送数据包来对交通信号灯进行无线控制。研究及实验结果表明该设计在实际生活中具有很好的实用价值。     

基于ZigBee的高速公路雾区主动诱导系统研究

大雾天气造成的低能见度已成为高速公路事故的主要原因之一,严重威胁行车安全。ZigBee技术具有功耗低、结构简单、可大规模组网以及有效避免无线电载波之间的数据冲突等优点,基于ZigBee技术提出了一种面向低能见度雾区的主动诱导系统的解决方案,并探讨了车辆检测子系统架构、功能和控制策略。     

基于物联网的高速公路拥挤管理决策支持系统研究

探讨了利用手机定位技术实现交通参数采集新技术,构建了基于物联网的高速公路拥挤管理决策支持系统结构框架,并对组成结构中的感知层、网络层、处理层和应用层进行了阐述。基于决策支持系统结构框架,对系统实现的功能进行了描述。最后探讨了系统开发和实现的关键问题。     

物联网技术在道路工程质量检测中的运用

本文介绍了物联网技术的概念、关键技术、特征,分析了基于物联网技术的道路工程质量检测系统的组成,并指出了物联网技术在道路工程质量检测中的作用。实际运用表明,物联网技术满足了道路工程质量检测的需要,在实际运用中能够提高工程质量检测水平和质量管理效果,今后在实际工作中应该重视该技术的运用。     

自适应高斯遍历和声搜索物联网射频识别均衡优化

针对物联网射频识别过程中存在的数据量过大、传统算法计算复杂度较高和识别准确率较低的问题,提出了自适应高斯遍历和声搜索(Gauss traversal and harmony search algorithm, GTHS)物联网射频识别优化算法.首先,基于和声搜索算法进行网络优化设计,针对标准HS在优化精度和计算复杂度等方面存在的问题,利用高斯函数的遍历特性对算法即兴创作过程引入控制参数,提高前后期搜索的针对性,并给出参数选取的理论分析;其次,对物联网射频识别优化模型进行研究,提出改进的自适应优化目标,实现性能指标的均衡优化;最后,将该算法与RPSOAS、CDE以及C-MC算法进行了实验对比分析,结果表明,所提GTHS算法在区域大小为1000 m1000 m、标签数量为100000的大型物联网RFID (radio frequency identification network)实验对象中,收敛精度为7.2156,收敛精度提高29.6%以上.      

泛在交通信息服务系统的概念、架构与关键技术

分析了现有交通信息服务系统存在的感知能力有限、服务方式单一和动态信息更新不及时的问题,围绕当前交通工程和信息技术领域的研究发展趋势,提出了一种泛在交通信息服务系统（U-TISS）的架构,将先进的协同感知、泛在网络、云计算、大数据等技术综合运用于交通信息服务领域,实现交通信息服务系统与交通物理系统的深度融合。U-TISS 架构包括感知、网络、计算和服务4层次。感知层主要通过传感器、射频标签、识读器、摄像头、全球定位系统、车载智能终端设备等,实现对人、车、路、环境的全面感知;网络层是以ZigBee、蓝牙、DSRC 等短程通信为主的末梢节点通信与以3G/4G或有线通信链路为主的承载网络通信,通过车路短程通信和自组织网络、路侧与感知中心的承载网络实时采集和传输各种交通信息,构建交通要素信息的精准获取与发布体系;计算层利用云计算技术实现有效的交通富信息挖掘与提取,提升交通信息服务质量;服务层构建基于泛在网络和云计算的交通信息服务平台,通过移动智能终端、车载终端、资讯广播、可变信号板等信息发布方式,为交通参与者提供实时动态的交通信息服务和丰富全面的辅助决策支持,实现交通信息服务的智能化与个性化。基于U-TISS架构,分析了实现U-TISS的关键技术,包括智能终端的普适感知与交互、车辆精确定姿与定位、交通信息路侧协同感知、车车/车路短程通信与组网、车载移动互联、交通信息云管理、交通大数据分析与挖掘、信息安全与隐私保护。分析结果表明：U-TISS具有泛在感知、开放互联、实时传输、深度挖掘与优质服务的特点,能够从安全性、高效性、便捷性和环保性4方面改进与提升现有交通信息服务系统的服务水平。在安全性方面,基于DSRC的车车/车路通信与组网技术使驾驶人可以获取超越视距、超车载感知能力范围与多时空尺度的交通信息,增强车车/车路间的协同能力;在高效性方面,借助泛在感知的海量路网运行信息和云计算平台提供的大数据分析技术,通过精细化的管理实现交通系统的高效运行;在便捷性方面,通过智能终端能够为公众出行路线、方式和出发时间的个性化定制提供支持;在环保性方面,通过对车辆控制系统提供更多的行车环境信息实现车辆控制的优化,通过大数据或社交网络提高驾驶人对环保驾驶的认知,实现绿色出行。U-TISS 关键技术的深入研究、推广与应用,及相关行业标准与规范的出台,将引起交通信息服务类应用商业模式的创新与变革,最终实现协作式智慧交通。     

基于窄带物联网通信的海洋水质监测系统设计

本文应用窄带物联网LoRa通信技术,构建海洋环境下水面自主网络,解决了目前海洋通信过程中成本高、覆盖范围不足以及功耗高等问题;本文设计了一种基于窄带物联网LoRa通信机制的海洋水质监测系统,能实时采集海域PH值、溶氧量、水温、流速等数据,数据经由窄带自组网络发送至基站,并通过公共网络传输到云端.论文还在宁德三都澳海域对海域水质监测系统进行了应用实验,取得了良好的效果,实验表明该系统对海域水质监测具有的实际应用价值.     

基于EIB通信技术的校园物联网建设探究

文中探索构建一种基于EIB通信技术的校园物联网系统,结合校园实际给出了系统的整体架构,并逐层完成功能设计和分析,探索可行的实现方法。基于EIB通信技术的校园物联网系统优势在于能局部离开中心控制完成设备间的智慧感知和智能控制,有利于真正实现一个物物相知的校园物联网。     

树状结构网络在列车状态监测中的应用

为确保大数据量下列车状态数据传输有序、传输错误可修复,建立了列车状态监测设备树状组网模型,分析了树状拓扑列车在途监测系统应用的可行性,继而给出了支持自由挂载的车载设备组网算法,实现了基于以太网的数据传输和路由数据结构与算法在NS-2工具上的建模.仿真结果表明,树状网络延时主要受制于发送端与接收端所在网络的深度,相对于EXP流量模型和使用TCP协议,在树状网络中使用CBR流量模型与UDP协议能够获得更好的性能.     

无线Mesh网络的跨层设计理论与关键技术

由于无线M esh网络(WMN)在拓扑、传输和业务上的特性,传统的用于有线网络的分层协议设计方法已不能保证其服务质量(QoS).探索基于物理层、MAC层、路由等协议层的WMN跨层设计方法的目标是在无线资源利用率和多媒体业务的QoS需求两方面达到较好的折衷.WMN各个协议层在设计过程中的有关协议和算法要求附加统一的跨层管理器,监测各层的分组传输性能或需求,动态控制或调节相关算法.通过实现较高协议层的多媒体业务QoS需求与较低协议层的网络状态信息在各协议层之间的共享,可以达到对协议层控制算法的优化.在合理地选择跨层设计目标的基础上,多个协议层需要联合设计与优化.从物理层、MAC层、路由协议层和TCP层等层面介绍了WMN跨层设计的一般原则和方法.归纳了目前WMN跨层设计中亟待深入研究的一些理论和关键技术,包括自适应速率与节能机制、基于QoS需求的跨层MAC协议设计和路由协议设计等.     

基于RSSI与ZigBee技术的公交车定位方法研究

采用无线传感技术搭建基于ZigBee的智能公交网络,并在此基础上针对公交车载节点的定位问题提出一种带修正的三角形加权质心定位算法.改进的算法中利用高斯滤波器来提高RSSI测距精度,将RSSI与质心算法相结合确定出车载节点所在的定位三角形范围,以测距和的倒数作为权值系数估算出车载节点位置,并通过引入4个参考节点来进一步修正车载节点坐标以减小定位过程中单个参考节点产生的影响.经Matlab仿真实验表明,改进后的算法相较于传统算法误差更小,稳定性更高.     

铁路物流中基于短签名的实时跟踪协议

随着铁路物流软硬件建设的快速发展,大数据和物联网技术在铁路物流中得到广泛应用,以云计算、人工智能和实时在线监控技术为基础的智慧铁路物流系统研究成为一个热门课题。针对当前一些铁路智慧物流系统和设计方案在信息交互过程中缺乏安全认证和数据完整性保护的缺点,提出了一个基于身份标识的高效短签名方案,进一步以此签名方案为基础,设计了一种适用于铁路实时物流跟踪协议。对签名方案进行了协议交互的实验仿真,结果表明签名方案计算量小,效率较高,协议交互次数少,可有效的解决实时物流信息数据完整性保护和可靠性认证问题。     

基于物联网技术的智能公交系统设计

随着信息技术的发展,物联网技术正逐步在智能交通中得到广泛应用。基于物联网技术设计了一种智能公交系统,设计了系统的架构、数据流图;并分析了系统中的关键技术,旨在提高公交系统运营管理的效率和服务水平,从而有效缓解城市拥堵的问题。     

DV-HOP定位算法改进研究

节点定位是无线传感器网络中的关键技术之一．基于无线传感器网络中DV-HOP定位算法分析的基础上,提出了一种改进算法．该算法通过RSSI测距技术测量点到点的距离,并在多跳网络中对累加距离进行广播,最后在节点位置估计过程中引入了加权质心算法进行定位．实验结果表明,改进后算法复杂度低,定位精度有明显的提高．     

基于需求分析的公路网运行状态分类

为指导物联网技术在公路网运行监管与服务体系建设中的应用,有效提升公路网交通运行状态的感知水平,提高公众出行信息服务水平,立足相关理论研究、国内外经验明确公路网运行状态基本内涵,基于充分的需求调研,总结相关利益人对于公路网运行状态的切实需求,分析提出了基于需求分析的公路网运行状态分类。研究可为构建监测指标体系、监测体系及其标准研究提供有效参考。     

视频检测技术在交通安全中的应用

为了能够有效预防交通事故和真实地再现事故过程,采用视频检测技术对交通事件进行实时检测,分析了检测的原理,交通参数采集的方法和事件算法,并对各种算法的性能进行了比较。在此基础上集成了车牌识别功能,运用在交通事故的再现分析上。最后,综合事件检测和事故再现上的应用,提出了基于视频检测技术的交通安全系统的框架结构,并在实际应用中验证了系统的性能。     

一种实时多媒体数据流传输算法及其在NS2上的实现

为了解决基于UDP协议的实时多媒体数据流与基于TCP协议的应用数据流共享有限的带宽问题,文中就如何能够获得更好的多媒体数据流的传输算法进行了研究.在对传统算法进行分析和参考有关算法的基础上,改进了IETF的友好TCP速率控制协议.利用C 语言在NS2上成功地实现了改进后的算法,并进行了仿真,取得了预期的效果.     

VLAN聚合技术研究和实现

介绍了三层交换机和基于IP的三层VLAN技术，论述了基于数据链路层的VLAN和基于IP层的vLAN的区别．并结合实际的组网情况和网络设计的需求，就VLAN聚合技术的原理及其在嵌入式操作系统中的实现，包括具体的协议栈接口，收发包流程等；针对VLAN聚合技术中不同子VLAN互相通信的需求，简述了arp代理模型和具体的工作流程．