物联网通信系统设计与实践.pdfVIP

物联网通信系统设计与实践

摘要：现阶段，我国的物联网技术有了很大进展，在物联网通信行业中，系统的设计

是非常重要的一项内容。信息技术中不可缺少的部分就是物联网，使用物联网中的通信技

术，能缓解通信中遇到的问题。在传输信息时，可能会出现通信安全和质量不高的问题。

所以，要加强安全检测、差错检测，保证通信安全。本文首先分析了物联网通信标准技术

背景，其次探讨了物联网通信系统设计，最后就计算机通信技术在物联网中的具体使用以

及实验进行研究，以供参考。

关键词：物联网；中间件；连接管理

引言

目前，我国物联网技术还处于初级发展阶段，很多技术和设施还处于开发和试用阶

段，例如传感器还处于试用过程，但物联网技术在目前依然具有很大的应用前景。现如

今，很多地方都在频繁地使用物联网技术，即使大部分人并没有真正地了解到物联网的功

能和使用原理，但是该技术已经在人们的生产生活中发挥着越来越重要的作用，可以想象

到未来将是互联网的世界。

1物联网通信标准技术背景

1.1AllJoyn

（1）AllJoyn路由：主要定义AllJoyn设备之间的数据传送和接收。（2）AllJoyn核

心函数库：主要定义探索和广播函数库（DiscoveryAdvertisementAPIs）、连接应用程序

接口（ConnectionAPIs）、接口应用程序接口（InterfaceAPIs）、以及安全应用程序接口

（SecurityAPIs）。其中，各个不同的物联网应用的数据模型主要定义在接口应用程序接

口，如：音响接口（org.allseen.media.audio），并可以透过探索和广播函数库来搜寻网络

内其他AllJoyn设备或自身设备加入至网络时可广播告知其他AllJoyn设备，再通过连接应

用程序接口建立连接。此外，亦可结合安全应用程序接口建立安全的连接和通信。（3）

AllJoyn框架：主要定义登录、通知、控制、设定等基本功能，各个不同的物联网应用的

AllJoyn设备可依其应用功能实作不同控制指令，例如：灯泡（Lighting）、音响（Audio）

等，控制AllJoyn灯泡设备时，可呼叫TransitionLampState方法来开启AllJoyn灯泡设

备。（4）AllJoyn应用层：应用程序的层次，可呼叫底层的All-Joyn框架和AllJoyn核心函

数库，用以建立與其他AllJoyn设备的连接。在AllJoyn协议中虽然定义了AllJoyn设备之

间共通的资格模型和控制指令，但此协议主要适用于局域网内运行，无法连结至外部网络

的服务器。

1.2ZigBee网络

它是依据一套完整的规则进行开发设计的。它对物联网的使用进行了分层构建，例如

对管控层、储蓄层的访问等，确保物联网数据的收集、整理和传输整合的连贯性。网络中

使用到的通信约定还要依据物联网的实际需求进行针对性开发、设计，最终设计出具有结

构化、系统化和自组织功能的逻辑框架。由于与物联网通信相关的设施很多，不同设施要

借助无线网进行连接沟通，频繁移动是不可避免的，但是移动的同时可能会造成设施故

障、数据不完整等。ZigBee网络因具备独特的路由技术，保证网络具有一定的维修能力，

也就保住了网络框架的稳定性和普适性。

1.3网络通信

伴随着新兴科技的逐步发展，现阶段，物联网已经可以在物物间进行通信传输，对物

联网，网络技术是其核心技术。在网络技术中，具有许多种类，例如，无线技术、有线技

术等。其中，对于数据算法模型（M2M）技术，其应用是十分频繁的，其可以在较短的间

距中对各类信息进行传输，以进行无线通信，例如，无线射频识别、蓝牙、无线局域网

等。

2物联网通信系统设计

2.1电源电路设计

系统的电源分为两部分：一部分是10V的直流电，给信号电路板提供工作电压，另一

部分是36V交流电，给电力无线传感设备提供输入的工作电压。系统涉及产生的10V直流

电，电源输入设备为18V，电流为500mA,这部分电路主要完成18V转10V的工作，电路

中选择的芯片是TI2865，该芯片具有较强的电路转换能力，需要增设一些外围器件构成稳

压电路，电路中设置有电压输入端、稳压输出端、控制端和接地端。系统电源的另一部分

为36V交流电，外部接入的电源由普通的