研究分析計算機硬體及網路技術在物聯網通訊中的應用論文
1 引言
隨著光纖通訊、行動通訊、感測器等技術的快速發展和提升,人們提出了物聯網技術。物聯網是一種實現物物互聯、人物互聯的通訊網路,可以採用感測器實時的採集客觀事物的執行狀態,然後將狀態資料透過WiFi網路、ZigBee網路或TD-LTE網路傳輸給伺服器,以便人們實時的分析事物執行狀況,進而可以提高物體監控、狀態共享能力。
2 計算機硬體在物聯網中的應用研究
物聯網採用的計算機硬體主要是感測器,比如攝像頭、RFID、掃描器等,這些硬體終端最為核心的部件均為感測器。感測器在物聯網應用主要包括兩種型別,分別是終端感測器和閘道器感測器。終端感測器可以完成資料採集、傳送和控制命令接收功能,主要由電源管理模組、時鐘模組、LED顯示模組、影片天線模組、訊號調製解調模組和感知模組組成。電源管理可以負責物聯網感測器的動力能源調控,如果一旦電源量較少可以及時通知使用者更換電源;時鐘模組可以實現物聯網中的時鐘頻率同步,保證每一個終端感測器和閘道器感測器的資訊同時傳送、接收,提高資料傳送的效率;LED顯示模組可以顯示終端感測器的操作和執行步驟,以便能夠一目瞭然的獲知終端感測器的執行情況;射頻天線模組可以實現終端感測器資料發射和接收;訊號調製解調可以實現數字訊號、模擬訊號之間的轉換,並且完成影片資料、影象資料和文字資料的壓縮、還原操作;感知模組能夠完成最基礎資料的感知和獲取功能。
閘道器感測器又被稱為路由器感測器。終端感測器採集的資料可以統一傳輸到閘道器感測器,以便能夠與外界網際網路進行交換,同時閘道器感測器也可以接受響應指令,實現資料的路由轉發功能。物聯網組建時,閘道器感測器可以根據需求靈活放置,閘道器感測器與終端感測器類似,其也擁有電源管理模組、時鐘模組、影片填寫單元、LED顯示模組等,閘道器感測器不需要採集環境資料,因此沒有感知模組,CC2350是一個微控制器晶片,其可以完成節點的控制系統,比如實現射頻資訊接收和轉發,並且能夠控制物聯網的工作狀態。
3 網路技術在物聯網中的應用研究
物聯網是一種特殊的網路,該網路的節點主要是無線感測器節點,因此網際網路的通訊傳輸也比較特殊,採用的網路技術也需要符合物聯網通訊需求,目前常用的物聯網通訊網路主要包括ZigBee網路、WiFi網路和TD-LTE網路。
(1)ZigBee網路。ZigBee網路基於IEEE802.15.4標準設計,其定義了物聯網的層次架構,包括物理層、訪問控制層等,能夠實現物聯網節點資料採集、接收、轉發和匯聚。ZigBee通訊協議設計時與物聯網相適應,具有自組織、自愈功能,形成一個結構化的'拓撲架構。物聯網中包含的裝置非常多,這些裝置採用無線網路進行連線,頻繁的移動將會導致裝置增加、刪除和修改等。ZigBee網路路由技術可以實現自我修復功能,可以適應性調整網路結構,具有較強的穩定性。
(2)WiFi網路。WiFi網路是應用最為廣泛的物聯網,其主要是將有線網路訊號轉換成無線網路訊號,並且為使用者提供支援技術,實現物聯網中的感測器、智慧手機、平板電腦、膝上型電腦等具有無線網絡卡的裝置接入和通訊。WiFi網路具有組網方便、自發現等特徵,方便物聯網節點的實時加入、退出,可以為裝置通訊提供極大的便捷性,目前在工廠生產控制、辦公室辦公通訊等領域得到廣泛普及。(3)TD-LTE網路。TD-LTE行動通訊是當前最先進和網路規模最龐大的語音、資料網路,其可以靈活支援高速度移動資料傳輸,下行頻寬採用OFDMA技術,最高資料傳輸速率達到100 Mbits/s,上行採用SC-FDMA技術,上行速率達到了50Mbits/s,同時可以大幅度降低峰均比,降低終端發射功率,延長智慧手機等終端的使用時間;4G行動通訊通道具有對稱性,可以簡化系統設計複雜度,實現頂層設計,保持與國外4G制式的一致性,更好的實施資料融合;4G行動通訊整合了智慧天線和MIMO技術,可以提高行動通訊在複雜場景中的自適應性,有效降低各個通訊小區之間的干擾,提高小區通訊切換成功率和傳輸可靠性,保證行動通訊的效能。
4 結語
物聯網作為一種物物互聯、人物互聯的資料傳輸網路,其已經在電子商務、物流倉儲、生產監控等領域得到廣泛應用,迅速提升了行業辦公自動化、智慧化和資訊化,具有重要的作用和意義。