《无线传感网技术》 课件 第6章 4G通信技术.ppt

根据物联网分层方法将该系统分为感知层、网络层和应用层。感知层位于智能大棚，主要是通过一体化传感器(集成各类传感器、处理模块、采集模块、发射模块等)以及高清网络摄像球等设备实现物体识别、信息采集等功能。一体化传感采集器包含ZigBee无线射频模块，可通过ZigBee短距离无线传输技术将数据传递至物联网网关后，再通过4G路由器与远程监控中心的嵌入式监控主机进行通信。6.5.1系统网络分层结构传输层是系统的中枢以及信息采集后进行传递和处理的关键环节。传输层设备包括物联网网关以及4G路由器。物联网网关一方面通过ZigBee网络连接一体化传感器采集数据，另一方面则通过RJ45连接4G路由器，实现对串口格式数据的传递，并将其转换为以太网格式。应用层是系统实现具体业务逻辑的管理端，嵌入式监控主机上的信息安全运行保障集中管理系统即该系统的远程管理终端，对各无线传感器节点及摄像头所采集的数据进行分别管理、分析和汇总，实现智能化、精细化的管理。6.5.2系统架构6.5.3系统设计（1）硬件设计一体化无线采集节点的设计无线采集节点采用一体化设计，整合了多种传感器模块、处理模块以及射频模块。由于使用模块化设计，该节点可根据所需的传感器种类进行选择，具有较大的可调整性及扩展性。在一体化无线采集节点的设计中，选取的芯片必须支持2.4GHz、IEEE802.15、Zigbee协议并自带有RF收发器。因此在该节点中，选择了CC2530芯片。CC2530整合了存储器和8051微控制内核，具有极高的接受灵敏度和抗干扰能力，只需要一个晶振就可满足网状网络系统的需要。（2）嵌入式主机嵌入式监控主机在该系统中是核心设备，需要3G／4G模块接口以及所有监控功能，能够通过与果园4G路由器通信实现对大棚前端传感器(二氧化碳浓度传感器、光照传感器及温湿度传感器等)信号的采集与处理，并进行数据的记录、分析，报警。根据以上需求，该系统选用福建力禾电子科技有限公司生产的EMH嵌入式监控主机。（3）软件设计软件包括主从节点的软件以及嵌入式主机的管理软件，主从节点即为一体化无线采集节点和物联网网关。C语言除了具有程序适用范围广、可移植性好，以及允许通过直接访问物理地址对硬件进行操作等优点，还具有生成代码质量高、执行效率高等特点，能满足对硬件功能的调用和控制，因此在开发过程中使用C语言进行编程。该系统主要由三大部分组成(如图6-13所示)，即远程云平台嵌入式管理中心、大棚站点以及移动终端用户(农场主、科研人员、企业管理人员等)。远程云平台管理中心的核心设备为中心服务器和嵌入式监控主机。*该系统主要由三大部分组成(如图6-13所示)，即远程云平台嵌入式管理中心、大棚站点以及移动终端用户(农场主、科研人员、企业管理人员等)。远程云平台管理中心的核心设备为中心服务器和嵌入式监控主机。*第6章4G技术本章目标熟悉4G网络结构熟悉移动设备通信流程理解4G网络系统设计与运行-*-6.14G网络的概述6.24G网络结构及交换技术6.33G和4G的比较6.44G网络现状和发展前景6.5远程监控应用实例6.14G网络概述4G技术含义4G网络的发展背景4G网络即第四代移动电话行动通信标准，指的是第四代移动通信技术。4G是集3G与WLAN于一体，并能够传输高质量视频图像，它的图像传输质量与高清晰度电视不相上下。4G系统能够以100Mbps的速度下载，比目前的拨号上网快2000倍，上传的速度也能达到20Mbps，并能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求。4G可以在DSL和有线电视调制解调器没有覆盖的地方部署，然后再扩展到整个地区。很明显，4G有着不可比的优越性。6.1.14G技术含义最早的移动通信电话用的模拟蜂窝通信技术，接着使用GSM通信技术然而紧接着出现新的通信技术GPRS在这之后，通信运营商们又推出EDGE技术在新兴通信技术的不断推动之下，象征着3G通信的标志技术WCDMA也成为了通信技术的主流，此外WCDMA和MPEG-4技术结合起来还可以处理真实的动态图像。在上述通信技术的基础之上，无线通信技术最终迈向4G通信技术时代。6.1.24G网络的发展背景6.1.24G网络的发展背景1G语音2G语言、短信2.5G通讯、娱乐3G通讯、娱乐、商务4G9.6K100M模拟115K2M6.1.24G网络的发展背景6.24G网络结构4G网络结构4G网络几个关键的技术指标物理网络层中间环境层应用网络层中间环境层的功能有QoS映射、地址变换和完全性管理等。物理网络层提供接入和路由选择功能，它们由无线和