面向物联网的硬件平台设计

发布时间：2020-05-20 11:11

【摘要】：如今,物联网技术已经延伸到智能家居、数字医疗、智能交通和智慧城市等众多领域,物联网通过对传感、网络、通信等技术的整合将物理世界的感知传递给计算机系统,实现物理信息和人类自然感知的融合,其核心即信息服务。然而,在不同的需求领域,存在着多样性的物联网硬件,现有的物联网系统需要针对于不同应用进行特定地硬件开发。因此,一个通用性的物联网硬件平台能对物联网方案的开发及应用带来很大便捷。本课题针对现有物联网开发平台所存在的实现复杂、开发成本高等缺点,运用互联网软件的开发方式与开发思维,提出了一种集多种数据传输方式与云平台分析反馈于一身的面向物联网的硬件平台。该平台由双中心硬件终端及其嵌入式软件和数据接口构成。平台利用多样的数据接口,可裁剪式的接入不同通信协议的物联网设备;硬件终端由中心控制MCU和数据处理MCU及外围模块组成,中心控制MCU负责整个硬件平台的任务调度,数据处理MCU对底层数据进行分析与计算后,将数据传送至中心控制MCU,由中心控制MCU通过网络通信模块将分析结果转发至其他物联网设备或物联网云平台;中心控制MCU亦可接受云平台反馈的信息,并对其进行分析,再将命令下发至接入该硬件平台的不同模块。同时,平台中的嵌入式软件代码或协议可由云端发送指令进行更新,实现可在线升级的硬件平台,大大降低了物联网开发的时间、人力资源和经济成本,提高开发效率。本文分别从硬件电路与接口设计、嵌入式软件设计两大主要方面详细描述了该硬件平台的软硬件设计思路和解决方案。其中硬件实现包括控制单元、数据处理单元和通信接口等多个模块,嵌入式软件的实现包括数据处理分析、指令上传下发和自身在线升级等模块。经过对平台的整体测试,它能够完整地实现预期需求,并且表现出优良的性能,在部署环境中稳定地运行。随着该平台的正常运行,本文所设计的物联网硬件平台方案的社会价值和现实意义得到了充分印证。
【图文】：

２．１．１物联网层次架构逡逑物联网主要划分为终端设备构成的感知层、网络数据通信构成的网络层和面向实际需求逡逑的应用层，如图２．１所示。这三大层次之间的协同合作，使得物联网实现了邋“物物相连”邋［８］。逡逑ｍａ邋：逦Ａ逦／］逦Ａ逦Ａ逡逑２邋：智能逦智能逦智能逦；逡逑＋１邋电Ｍ逦担疗逦家Ｓ逦：逡逑‘邋逦．／邋』一．．．．．．．．．｝．．．—．．．．．．．．．．．」逡逑pc：＇＇（］逦逡逑寒：：（＼邋＾．１１＾逦ｆ］邋ｆｌ邋ｆｉｔ－Ｓ．逦（１邋１逦：逡逑Ｈ：逦网邋无线网逦：逡逑逦＇ｙ邋１／逦逦）邋＼｝逦－－：７逦１／逦）逡逑Ｂ：逦网关逦网关逦网关邋：逡逑；（｜传感器Ｉ逦ＲＦＩＤ邋｜逦智能终端｜逦：逡逑图２．１物联网层次结构逡逑５逡逑

ＺｉｇＢｅｅ协议又被称作紫蜂协议，是一种适用于低功耗短距离通信的无线通信技术。利用逡逑ＺｉｇＢｅｅ协议可以实现无线自组网，其网关能够嵌入到多种不同的底层设备中Ｍ。ＺｉｇＢｅｅ传输逡逑图如图２．２所示。逡逑６逡逑
【学位授予单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN929.5;TP391.44

【参考文献】

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本文编号：2672532