智能家居物联网实验室建设方案.doc

智能家居物联网实验室建设方案智能家居物联网实验室建设方案1概述3G是现在社会最流行的无线传输方式,可以实现随时随地上互联网,打电话,接电话,发短信等各种无线通信等功能,特别是google公司开发的android操作系统,号称给将每个人的口袋装进互联网。物联网是通过信息传感设备,按约定的协议实现人与人、人与物、物与物全面互联的网络,其主要特征是通过射频识别、传感器等方式获取物理世界的各种信息,结合互联网、移动通信网等网络进行信息的传送与交互,采用智能计算技术对信息进行分析处理,从而提高对物质世界的感知能力,实现智能化的决策和控制。物联网技术和产业的发展将引发新一轮信息技术革命和产业革命,是信息产业领域未来竞争的制高点和产业升级的核心驱动力。物联网概念是庞大和丰富的,其中涵盖了大量现有的专业门类和技术体系,而在其系统集成和应用端,可以说物联网技术将能够应用于工业、农业、服务业、环保、军事、交通、家居等几乎所有的领域。无线传感网络正是适应于这样背景下的全新网络技术。无线传感器网络(works,WSN)是当前国际上备受关注的、涉及多学科高度交叉、知识高度集成的前沿热点研究领域。它综合了传感器、RFID技术、嵌入式计算、现代网络及无线通信和分布式信息处理等技术,能够通过各类集成化的微型传感器协同完成对各种环境或监测对象的信息的实时监控、感知和采集,这些信息通过无线方式被发送,并以自组织多跳的网络方式传送到用户终端,从而实现物理世界、计算世界以及人类社会这三元世界的连通。2学校建设目标(1)建立完整的真实的智能家居无线传感实验室整个实验室完整建设好之后是一个真实的智能家居实验室环境:一个屋子里面有空调,电视,音乐播放,电风扇,电话,遥控器,红外转换器,摄像头,电源,电磁阀,加湿器,声光报警,智能电灯,可控窗帘等。就是一个家居环境能用的上的生活设备我们会满足。我们将不再以实验平台作为模拟的样式,这个太老套,我们建设的是一个真实的实验室环境。我们可以通过几种方式去控制这个家用设备,首先我们的实验室的智能家居设备是通过各种传感器相互无线通信控制,这个控制这些传感器有两种方式:第一:电脑连接网络控制,有专门的一个控制软件;第二,手机无线控制,就是我们的3G网络随时随地无论在哪都可以控制。整个实验室将分为学生真实智能家居实验实训实验室和3G移动控制两部分。建成后实验室不但可以提供给40位学生同时进行无线传感网络的实训训练,还可根据行业应用需求,搭建起数个应用模型,用于教师科研和学生创新设计,如:可以利用实验室WSN节点在校园内搭建一个环境监测系统,物流管理系统对校园内相关环境和仓库参数进行监测,监测结果可以通过实验室LED大屏实时发布,同时也可通WEBserver进行发布和手机远程登录及控制。(2)建立完整的智能家居物联网节点的基础架构物联网节点由传感器模块、路由协议管理模块、系统控制模块、无线收发模块和能量控制模块五部分组成,每个传感器节点兼顾传统网络节点终端和路由器双重功能,除了进行本地信息收集和数据处理外,还要对其他节点转发来的数据进行存储、管理和融合等处理,同时与其他节点协作完成一些特定任务。为了能够实现最为稳定的节点互联,信息互通,我将采用android+Linux智能家庭网关操作系统,并把该操作系统移植到目前很新的SOC 2530)上,在节点上实现完整的MAC协议以及路由协议,并可以根据应用场合的不同根据实际的需要替换为不同的路由协议。主题软件架构框架如下:图1 节点架构示意图(3)无线传感器网络数据查询理论无线传感器网络产业化使用的核心技术问题之一就是海量数据的有效处理,包含存储、统计、查询以及基于数据处理之上的专家对数据的判断,行业领域应用的技术矛盾之一就是行业数据的大规模和专家的小数量之间的矛盾,这一问题的解决方式集中于专家的远程化准现场处理,而在这种处理方式中,数据的准确查询和使用是核心中的核心。对SINK节点传过来的数据进行处理,包括:采集、分析、存入数据库、查询等。也可大体分为几个工作,针对数据查询:本项目研究传感器网络环境下的不受节点失效、通信链路失效和节点移动影响的查询处理技术,并提出基于该技术的聚集查询、KNN查询和连接查询等典型查询的处理算法。研究能够在系统部署之后动态且高效地添加新的查询语言、存储和索引机制、查询处理算法的新型传感器网络数据库管理系统的体系结构。实现具有自主版权的满足实时性、鲁棒性要求的、具有动态可扩充能力的新型传感器数据库管理系统的原型系统NHSensor。(4)搭建丰富应用监控软件平台无线传感器网络产业化使用的不但依赖于稳定、高效的节点和数据库功能,还需要丰富的应用端软件,采取优化的人机交互系统,面向掌握简单电脑技术的实际农田数据使用者,提供使用简单、理解清晰、操作方便、丰富多样的应用端程序。l