基于物联网的智能感知系统应用研究

基于物联网的智能感知系统应用研究

樊国勇

珠海芯烨电子科技有限公司 广东 珠海 519000

摘要：物联网是指通过各种信息传感设备和智能识别、运算设备，按约定的协议，实现对网络节点的智能化识别、定位、跟踪、监测、管理和操作的网络系统。目前，物联网技术迅速起步并得到较快发展，但物联网技术与防汛参数控制技术的完美结合还有待于深入研究，对于控制工业，设计使用基于ZigBee技术的无线传感器网络控制技术，以先进的物联网技术为基础，结合传感器技术和无线通信技术，达到实时准确的监测控制的目的。

关键词：物联网；智能感知系统；应用

1系统总体结构

1.1ZigBee无线传感网络

该部分主要由三部分组成：ZigBee无线网关节点、路由器节点和前端传感节点。（1）ZigBee无线网关节点是网络的监控中心，由控制芯片、ZigBee微波射频接收模块、GPRS传输控制模块等组成。网关ip节点推送并接收来自路由器节点或前端传感节点的信息，并通过GPRS控制模块将其发送到整个目标网络服务器。同时，网关ip节点承担日常网络维护和数据处理方法。（2）路由器节点。当网关IP节点无法与终端设备节点建立联系时，路由器节点作为网关IP和感测节点之间的中介完成路由此外，路由器节点还具有获取数据的能力。（3）前传感节点。它负责收集感知信息，感知信息由各种控制器（气体传感器、湿度传感器、水位开关等）和ZigBeeCC2530无线收发器模块组成。

1.2GPRS网络层

ZigBee网络将收集的报告数据保存到协调器节点，根据GPRS控制模块连接到移动互联网，并将数据传输到后台服务器，以完成数据信息到大数据的传输。

1.3信息视频监控系统

信息视频监控系统由网络服务器和系统组成，系统软件采用B/S架构设计。网络服务器从每个网关IP节点接收信息，并执行数据分析、解析、存储、查看、统计分析、网络发布和其他服务。您可以随时通过一些终端设备（如手机、ipad、笔记本电脑、PC等）、Web应用程序访问服务器，并访问服务器以获得相应管理权限内的服务。

2传感器终端设备感测节点

前者的传感节点主要负责传感器信息的采集和传输以及系统软件控制代码的传输。充分考虑了节点的功能损耗、接收器灵敏度、信号强度、处理芯片成本等因素，ZigBee是一种精密缩减机，由电感器、ZigBe控制模块和主要参数控制器组成。控制器可以收集水位、总流量、温度和其他信息。以温度的主要参数为例，根据数据温度传感器DS18B20采集温度信息，并将其提供给ZigBee控制模块。ZigBee控制模块选择TI企业的CC2530处理芯片。电感器与嵌入CC2530的8051单片机设计I/O端口相连，完成数据传输。它与2.4GHzIEEE802.15.4/ZigBee协议兼容。ZigBee推送收集的信息，接受监控中心上传的操作信息，然后将其提供给控制器，以控制温度等主要参数。

3路由节点

选择ZigBee网络作为通信网络，定位两种类型的机器设备：多功能机器设备（FFD）和简化动作机器设备（RFD）。多功能机器设备用作路由器节点，即网络协调器或无线路由器，还原机器设备用作终端设备。

网络拓扑如下：每个ZigBee节点执行不同的功能。监控终端具有各种检查功能。它收集关于自己的监管设计的信息，报告数据，并接收用于控制的信息。路由器节点具有消息格式共享级别。它在协调器和监控终端之间创建了一个通信共享信道，以促进消息格式传输并扩展网络范围。协调器节点是网络部署的核心。管理方法、操作和命令发布的主节点直接与管理办公室通信。协调器节点还可以选择GSM/GPRS控制模块以便于与远程管理办公室通信。

路由器和协调器比终端设备节点控制模块具有更少的传感器和控制板。只有协调器根据串行通信与PC通信。CC2530在一个处理器上集成了ZigBeeRF前端、运行内存和微处理器。采用一个8位MCU（8051），具有128KB可编程闪存芯片和8KBRAM，以及模数转换器、定时器、AES128协作Cpu、上电延迟电路、断电测试电源电路和21个可编程I/O引脚。符合IEEE802.15.4标准的集成2.4GHzRF无线通信收发器；硬解码CSMA/CA功能；它具有可充电电池监测和温度传感功能。

由于CC2530将8051核心和无线收发器模块集成到一个核心中，它优化了电源的设计过程，消除了51单片机和无线收发机芯片之间的中间通信接口的设计。只有很少的现场组件相互配合，才能实现这一目标。

4网关节点

网关ip节点主要从事ZigBee网络和GPRS网络之间的上下行数据的封装、分析、传输和协议转换，ZigBee网络的建立，节点的改进和删除，监控摄像机操作指令的推送，照片传输数据等相关工作。它要求很高的实用性，并且在硬件配置上必须具有强大的计算、存储和处理能力。ZigBee协调节点接收的信息根据串行通信提供给监控中心的电子计算机。在产业扩张之后，传感器网络可以被划分为几个小区域，每个小区域中的协调节点作为该区域以及与下一区域中协调节点的通信效率的象征。协调节点根据串口将通过无线网络方法获得的信息发送到PC；接收PC的信息标签，并通过无线网络方式发送给其他节点。

在信息传输过程中，不可避免地会遇到随机偏差和影响错误代码。随机误差是由任意影响引起的。其特点是，当在相同条件下精确测量相同数量时，其尺寸标记会不规则地变化，无法预测，但几次测试的结果符合统计规律。为了解决任何影响导致的偏差，硬件配置可以选择滤波器技术，应用程序上的高通滤波器可以使用软件算法。取平均值的方法应用于去除最大值和最小值。如果错误代码不正确，可以使用汉明码纠错和自校准编码技术。

5智能化感知技术的应用

5.1数据感知全息化

数据信息的感知全息投影意味着对各种新质量检验项目的信息收集可以集成多种感知方法，并以数据可视化的形式显示全息投影。根据大数据、人工智能技术、云计算技术和其他电子信息技术的使用，对自然环境、工程项目、技术性等方面的检测进行监测和分析，充分利用人工智能创新效应。您可以从检测仪器前的终端设备信息采集终端的口号开始，感知和获取各个方面的各种数据信息，并利用信息技术实施落地模式。根据关系、组合、解决和分析等一系列对策，我们可以真正掌握有效和有意义的信息。要针对产品质量检验的难点和关键环节，引入技术手段，快速排查和管理安全隐患，从源头上避免事故的发生。

5.2感知业务流程实景拍摄

感知业务流程实拍一般使用实拍界面来展示需求场景，让用户对场景有感知，并从视觉和具体的角度进行操作。检查员可以根据自然地理信息系统软件连接各个业务管理系统的信息堡垒，依托各种影视资源，结合部门协作和跨业务管理系统，应用AR增强现实创建检查区域的动态小视频全景图，并将其作为交互界面，完成信息查询实拍、指挥调度系统系统化、事件预警信息智能化系统。要对生产制造人员、机器设备、汽车、监控点等因素、位置、条件等信息进行实时检测，整合以往机器设备数据智能感知和AI短视频优化算法，对短视频安全监控进行全面监控分析，生产制造条件和质量、人员和设备维护等服务场景数据，并对各种异常事件进行数据可视化预警信息报警，还可以选择和查询任何管理元素的运行趋势，为管理者提供数据适用性和重要依据。

结论

对ZigBee和智能感知系统检测控制技术的分析，将物联网与自动控制实际相结合，探讨了无线网络检测控制的可行性，改变了传统有线监测的方式。本文对温度参数监测控制，采用基于ZigBee的无线网络，该网络以CC2530为核心，电路结构简单、工作稳定可靠，具有通信灵活方便等特点，特别适用于现场环境。

参考文献：

[1]李洋,张永辉.基于物联网技术的冷藏车智能监控系统[J].通信技术,2019,43(11):59-60.

[2]朱洪波,杨龙祥,于全.物联网的技术思想与应用策略研究[J].通信学报,2019(11):2-9.