在此给你一些素材,但全面的设计论文没有,希望有用
随着科技的不断进步发展,人们对于生活环境质量要求越来越高。在解决了基础物质生活需求的今天,高质量的生活水平逐渐为人们所追求。智能家居也随之而生,随着物联网络的出现,家居物联网的组建也日渐提上。
家居物联网的出现,将极大的改变我们的家居环境,甚至是社会生活习惯,其本质是物理无缝集成到信息网络中,实现真实世界与互联世界的融合。本文将结合物联网技术,着重介绍家居物联体系的建立、实现以及在物联环境中家电的新型应用。
体系架构
家庭家居物联网系统是物联网域中的最小集成单位,是实现统一融合的物联网络的最小系统,其技术构建可用”DCMC”来概括,即Device(设备)、Connect(连接)、Manage(管理)以及Customer(用户)。其组成如图所示:(附件)
家居物联网的设备层(Device)主要实现数据的采集以及信息的发布。包括了传感器、集成RFID识别等新型技术的物联家电终端、二维码标签以及通信模块等设备。
家居物联网的数据互联层(Connect)实现不同的数据传输类型的协议互联,是整个家居物联网的数据传输通道。通过数据的互联实现终端设备的组网通信,而不再是单一的信息孤岛,实现对于GSM、3G、RFID、WIFI、蓝牙等技术的互联。
家居物联网的控制管理层(Manage),是整个家居物联系统的核心,通过它可以对家中的终端设备进行控制、管理,以及提供智能的分析处理。并可以实现人与家居物联网络的交互,实现互联世界对物理世界的 *** 作。
家居物联网的用户对象层(Customer),是家居物联网的使用者。通过语音合成技术构筑的良好人机交互机制,通过对管理层下发命令来控制整个家居物联网络,而物联网的信息可以通过语音合成进行语音的播报反馈给使用者。
解决方案
家庭家居物联网系统(以下简称家庭联网系统)的技术方案主要涉及TTS技术、无线通讯技术、电子技术、计算机技术、网络通信等技术手段,实现家庭家居互联控制、通信以及家居网络的安防的功能,能与其他家庭网络互连组网。可以实现远程家电控制、报警,以及实时数据采集、网络互享等功能。
家庭联网系统主要分为三大部分组成:
1、家庭信息互联处理中心是家居物联网的联络中心,主要实现家中不同的家电的互联信息处理以及与外网的数据交流;
2、家庭控制管理中心是实现家居物联网的控制中心,处理远程 *** 控命令、采集传感器和标签信息,并兼容家庭安防控制系统,可以对局域网的用户设置访问等级等功能。;
3、移动互连处理中心是外网数据与家居联网数据的交互平台,主要实现物理局域网内、外数据与家居互联中心的数据交互,并能将外来请求提供给安防中心。如下图所示:(附件)
系统构成
家庭信息互联处理中心和家庭控制管理层的组成包括:物联终端设备、通信网关设备和提供信息管理处理的应用软件,而移动互联中心组成主要为通信网关和网络应用程序组成。
物联终端设备主要为家用物联电器,物联家电终端将是新技术综合的复杂元器件整体。如物联冰箱(产品中已集成了语音合成芯片SYN6288),在食物扫描进入冰箱时会自动的记录食物的生产日期,经过智能的判断后会通过TTS技术进行语音播报:“于2010年11月5日购买的牛奶,已经过期,请勿饮用。”或者在冰箱内的食物不够时,会进行语音提示给用户,在得到用户的采购单后,通过联网技术在允许接入的超市中进行购物。
除了白色家电控制管理应用外,家居物联环境中的物联黑色家电终端也将更智能,更娱乐。未来的家用物联TV会智能判断感知人观看电视节目时与电视的距离,当距离过近会自动的黑屏并通过内置的语音合成软件进行语音播报提示。而电视节目提供商在得到客户允许后,收集客户平时喜欢观看的电视节目,有新的客户喜欢的节目出现会第一时间通过TTS技术进行合成播报推荐,用户可选择接受或拒绝。终端生产商在客户使用电器过程中收集客户常用的功能,来制定针对目标客户的个性化产品。
物联家电终端出现产品故障等问题时,会第一时间通过语音合成技术对室内的客户报警,并将家电故障数据提交给厂商的售后部门以及指定的用户手机中。售后部门的服务处理中心得到数据,并从云处理中心得到准确的 *** 作步骤,反馈给客户,并指派工程师去提供维护服务。
通信网关与物联终端基于统一的互联通讯协议(如闪联标准),物联终端和传感采集装置可将整个家庭环境中的动静态数据信息通过通信网关与家庭控制管理进行数据的交互。当出现异常的数据信息能迅速的将数据上传,并进行室内的告警。用户在外出时,可以通过移动互连终端如手机,精确的对家中的电器进行 *** 控,在夏日的下班途中,可以远程控制家中的空调提前开启,等踏入家门中,将是舒适的温度。
每个家庭的家居物联网可以对外来访问请求设置相应的等级,最大的保障用户的隐私使用权益。按照不同访问等级,将访问不同权限的家居联网数据信息。
意义
家庭物联网的构筑将实现家用电器等一系列家用产品的触觉,而集成了语音合成技术实现了物品的说话能力,在物联终端或者通信网关中集成语音合成芯片(如SYN6288)实现物品开口说话的能力。通过语音的直接交流,才是最为合适的人机交互处理机制。
家庭环境中的一些数据信息需要与小区或者更大规模的物联网络进行集成,通过云处理中心来提供智能的判断能力,提供紧急事件的处理方法,最终实现物理环境与虚拟环境的融合。
结语与展望
家庭联网系统将是整个物联网络中的一个最小完整节点,只有家庭物联网系统的构成,才能实现小区以至国家范围内的物联系统。家庭家居物联网的建设最为迫切需要解决的问题则是物联通讯协议标准的确立,而不是几年过后互不相连的信息孤岛。
通过家居联网系统的建设推广,实现统一的物联小区局域网。家居物联网的主要应用场所也是在小区、办公楼等局域网络中的使用,通过家庭家居联网系统的构建来推动我国物联网的由点及面的发展。整套系统的构建将是小区物联网必不可分的基础结构,是实现物联小区的主力应用方向。语音合成带来的良好人机交互体验,也是物联终端所必备的功能。
1、智能家居智能家居产品融合自动化控制系统、计算机网络系统和网络通信技术于一体,将各种家庭设备(如音视频设备、照明系统、窗帘控制、空调控制、安防系统、数字影院系统、网络家电等)通过智能家庭网络联网实现自动化,通过中国电信的宽带、固话和3G无线网络,可以实现对家庭设备的远程 *** 控。
2、智能医疗
智能医疗系统借助简易实用的家庭医疗传感设备,对家中病人或老人的生理指标进行自测,并将生成的生理指标数据通过中国电信的固定网络或3G无线网络传送到护理人或有关医疗单位。根据客户需求,中国电信还提供相关增值业务,如紧急呼叫救助服务、专家咨询服务、终生健康档案管理服务等。智能医疗系统真正解决了现代社会子女们因工作忙碌无暇照顾家中老人的无奈,可以随时表达孝子情怀。
3、智能城市
智能城市产品包括对城市的数字化管理和城市安全的统一监控。前者利用“数字城市”理论,基于3S(地理信息系统GIS、全球定位系统GPS、遥感系统RS)等关键技术,深入开发和应用空间信息资源,建设服务于城市规划、城市建设和管理,服务于政府、企业、公众,服务于人口、资源环境、经济社会的可持续发展的信息基础设施和信息系统。后者基于宽带互联网的实时远程监控、传输、存储、管理的业务,利用中国电信无处不达的宽带和3G网张口,将分散、独立的图像采集点进行联网,实时对城市安全的统一监控、统一存储和统一管理,为城市管理和建设者提供一种全新、直观、视听觉范围延伸的管理工具。
NHR系列智能显示控制仪表RS-485通信中应用
01摘要
NHR系列智能显示控制仪表是经过多年开发制造经验而设计生产,集诸多全新功能于一身的新一代智能显示控制仪表。针对现场温度、压力、液位、速度、流量等各种信号进行采集、显示、控制、远传、通讯、打印等处理,构成数字采集系统及控制系统,广泛运用于电力、石化、冶金、轻工、制药、航空等诸多领域。产品的EMC设计符合GB/T176262-11相关规定,同时产品取得了CE认证。
02产品的市场背景
在自动化控制领域,随着分布式控制系统的发展,在产业上的分布式控制系统中,经常需要采用串行通讯来达到远程信息交换的目的。目前,用于串行通讯的接口标准包括:RS-232、RS-422、RS-423和RS-485。RS-232是最早的串行接口标准,广泛应用在短间隔、较低波特率串行通讯中。其后发展起来的RS-422、RS-485是平衡传送的电气标准,比起RS-232非平衡的传送方式在电气指标上有了大幅度的进步。RS-485串行接口的电气标准实际上是RS-422的变型,它属于七层OSI (open system interconnection,开放系统互连)模型物理层的协议标准。由于性能优异、结构简单、组网轻易,RS-485总线标准得到了越来越广泛的应用。下面是关于虹润NHR 系列智能显示控制仪表在RS-485通信中的应用。
03产品的技术原理
1、系统技术方案
工业场合中,经常要用一些仪表去控制如温度、液位、流量等。在某些场合,需要1台控制器灵活地控制多台仪表,以达到设计控制目的。
本文利用标准的MODBUS RTU通讯协议与 RS-485通信指令,方便的实现与多台虹润NHR系列仪表的串行通信成功的实现了用单台控制器对多台仪表的灵活控制。可编程控制器允许在一个RS-485通信接口上连接多达100台虹润仪表,仪表大于60台时,需加一个RS-485中继器,RS-485通信口通信距离长达1KM以上。
2、RS-485总线的硬件设计
考虑到此控制系统中网络节点数较多,整个网络超过100个节点,为保证通讯的可靠性和通讯效率按照仪表在系统中实现的不同功能、数据流量、实时性要求把各仪表分布到两条总线上,而且所选器件中的RS-485芯片驱动能力均达到255点,通讯速率选96Kbps,离主站最远的节点不超过50m。
3、网络协议
为了能使具体的命令、数据在网络上正确地传输,在数据链路层必须提供一定的网络协议,保证在物理层的比特流出现错误时进行检测和校正,同时实现数据帧和命令帧的功能。然而,为保证数据传输质量,对每个字节进行校验的同时,应尽量减少特征字和校验字,而常用的数据包格式由引导码、长度码、地址码、命令码、数据、校验码、尾码组成,每个数据包长度达20~30字节,在RS-485系统中显得又有些繁杂。由于MODBUS协议是公然的通讯协议,而且被很多的工控产品生产厂家支持,该协议已广泛应用于水利、水文、电力等行业设备及系统的国际标准中,因此,本系统采用MODBUS协议作为此控制系统的网络协议。
在此控制中由于对PLC和变频器的通讯数据量小而且实时性要求不高,因此采用MODBUS ASCII方式,而对单片机的数据通讯量较大且实时性要求高,因此采用MODBUS RTU方式。
04产品的应用
考虑到100台仪表在RS485总线上的实时性、有效性、正确性,现将100台虹润NHR系列智能控制仪表通讯组网分为两条总线,分别由PLC的串口扩展口分别定义为A1、B1和A2、B2 ;下面是虹润NHR系列智能控制仪表与PLC主机连接图,见图1、图2:
图1:虹润仪表与PLC组网图
图2:虹润仪表与PLC组网图
1、虹润NHR系列智能显示控制仪表通信参数配置
(1)、通信方式为RS-485, (1个起始位,1个或2个停止位,8位数据,无奇偶校验)
(2)、通信传输数据的波特率(12K 24K 48K 96K 192K)可在仪表叁数baud中设定
(3)、通信协议为标准Modbus Rtu 模式
这里重点突出可编程控制器与虹润NHR仪表RS-485接口部分。在工业现场,RS-485通信是应用较多的一种通信方式,图中可编程控制器通过RS-485通信接口与多个NHR仪表相连接,最多可达到100台,每台仪表被赋予各自的地址码,用以识别身份,( 地址码可在仪表叁数Addr中设定),子单元和主单元采用地址轮询方式。这样可编程控制器的RS-485通信口便能通过RS485总线对挂在下面的所有仪表进行控制 *** 作。
2、虹润NHR系列智能数字显示控制仪通信数据流解析
本通信协议采用标准ModBus协议,采用RTU(十六进制数)传输模式。ModBus协议是一种主---从式协议。任何时刻只有一个设备能够在线路上进行发送。由主站管理信息交换,且只有主站能发起。主站会依次对从站进行轮流查询。只有当从站地址与轮询地址相匹配,从站才能回复消息。从站之间不能进行直接通信。协议桢中不包含任何消息报头及消息结束符,消息的开始和结束依靠间隔时间来识别,当间隔时间长于或等于35个字符时,即作为检测到桢结束。如果网络内没有与查询地址相一致的从站或从站接收时CRC校验出错,主站将不会接收到返回桢,这时主站根据超时设定判断是否超时,如超时,作出重发或d出异常错误窗口动作。
协议桢定义如下:
从站地址:地址必须在1---247之间。
在同个主站网络中每个从站地址必须唯一。
0为广播地址,从站接收消息并作相应处理,但不能回复消息。
功能代码:包含读、写寄存器。
数据:以二进制代码传输。
CRC16:循环冗余校验,校验从从站地址到数据区最后一个字节,计算多项式码为A001(hex)。
(1)、通讯口设置
通讯方式 异步串行通讯接口,如RS-485,RS-232等。
波 特 率 2400~9600bps(可由设定仪表二级参数自由更改,设定仪表二级参数BT,默认4800)。
(2)、字节数据格式 HEX
一位起始位、八位数据位、一位停止位、无校验
(3)、消息桢格式(读、写功能是从主站角度定义的)
读寄存器桢
读寄存器返回桢
写寄存器桢
写寄存器返回桢
错误返回桢
功能代码表:1
错误代码表:2
3、产品
05结论
本文利用标准的MODBUS协议和虹润NHR系列智能显示控制仪表进行RS-485通信,实现了单台控制器控制多台NHR仪表的任务,并能实时检测各仪表的运行状态,整个系统控制灵活方便, 方案结构简单,开发成本低,周期短,既使在恶劣的工业环境下也能稳定工作。
物联网
就是通过各种信息传感设备,实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程等各种需要的信息,与互联网结合形成的一个巨大网络。实现物与物、物与人,所有的物品与网络的连接,方便识别、管理和控制。
案例看下我们用的中安鼎辉吧
就是这样的流程大概,反正我们用这不错,想进一步了解的可以咨询他们,他们的MES功同时可以实现企业供应链LES(Logistics Execution System)、集团GES(Group Execution System)的构建和管理。
衍生企业执行流程,全面提升企业的运行效率。并能从价值链的角度,去模拟企业价值链的价值活动,达到对价值链的全面关注和重点关注。
还有IDM—智能数字制造系统代表了国内目前先进的制造执行行业的理念、发展趋势和技术能力。最大的特点就是能与企业供应链执行完美集成。应用了多种软件技术和先进的设计理念,不仅实现了层次模型的创新性设计,而且在二次架构的的灵活性和可扩展性上,在云计算和SOA(Service Oriented Architecture)的实际应用中,都表现出了强大的生命力。所以这方面经验足。
区块链(Blockchain)是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。所谓共识机制是区块链系统中实现不同节点之间建立信任、获取权益的数学算法。区块链是比特币的底层技术,像一个数据库账本,记载所有的交易记录。这项技术也因其安全、便捷的特性逐渐得到了银行与金融业的关注。
狭义来讲,区块链是一种按照时间顺序将数据区块以顺序相连的方式组合成的一种链式数据结构, 并以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造的分布式账本。
广义来讲,区块链技术是利用块链式数据结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全、利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和 *** 作数据的一种全新的分布式基础架构与计算方式。
下面小编就来聊一聊区块链技术在物联网上的具体应用有哪些?
1区块链技能让物联网高效运行
当区块链应用于物联网时,区块链技术可以被应用于追踪过往的历史,也可以协调设备与设备、设备与人之间的数据交互和实际交易,赋予另外物联网设备独立的身份。
很多物联网设备,如智能家电,无需实时与云端服务器交互专门构建云计算服务器任务来支持某个家电并无很大价值,特别是对于那些会在家庭存在十年甚至更长时间的设备。由于区块链网络对数据进行处理和存储,并为系统内的物联网设备提供设备级别的控制和管理,会极大地降低物联网使用的成本,明显提高物联网系统的效率。
2区块链技术能保证物联网的数据安全和用户隐私能得到保护
物联网的数据安全和隐私保护问题越来越受到关注。
由于中心化服务存储的物联网数据在存储、处理和传输环节有多种泄密可能,著名公司和政府部门的数据泄露事件层出不穷,让用户无法真正信任运营服务提供商的承诺。
事实上,政府安全部门可以通过未经授权的方式对存储在中央服务器的数据内容进行审查,而运营商业很有可能出于商业利益的考虑将用户的隐私数据出售给广告公司进行大数据分析,以实现针对用户行为和喜好的个性化推荐,这些行为更是无法防止。
区块链技术为物联网提供了公开、透明、可追溯、不可篡改的数据保护措施,并通过特有的加密和分享机制保证了物联网数据使用的安全、便捷。
3区块链技术构建物联网领域的全新商业模式
区块链技术可以确保物联网系统内部授权的真实可靠,从而为智能化的物联网设备赋予商业交易参与者的身份。这样,区块链全网获得交易身份的物联网设备和人类一道,共同参与了区块链网络的交易。
例如,通过智能合约控制的冰箱可以在食品不够时直接向供应商下单进行采购,炉灶可以自动向燃气公司购买燃气指标等,所有这些不仅需要支付能力,而且需要身份鉴权。
而在区块链网络上不同所有者的物联网设备所获得的加密数据,可以直接在区块链全网范围内进行结算交易,无需通过数据中心的再处理和交易撮合,去中心化的结算交易,不仅效率很高,而且也极大地节省了数据中心的存储和处理资源。
物联网技术涵盖感知层、网络层、平台层和应用层四个部分。
感知层的主要功能就是采集物理世界的数据,其是人类世界跟物理世界进行交流的关键桥梁。比如在智能喝水领域会采用一种流量传感器,只要用户喝水,流量传感器就会立即采集到本次的喝水量是多少,再比如小区的门禁卡,先将用户信息录入中央处理系统,然后用户每次进门的时候直接刷卡就行。(了解更多智慧人脸识别解决方案,欢迎咨询 汉玛智慧)
网络层主要功能就是传输信息,将感知层获得的数据传送至指定目的地。物联网中的“网”字其实包含了2个部分:接入网络、互联网。以前的互联网只是打通了人与人之间的信息交互,但是没有打通人与物或物与物之间的交互,因为物本身不具有联网能力。后来发展出将物连接入网的技术,我们称其为设备接入网,通过这一网络可以将物与互联网打通,实现人与物和物与物之间的信息交互,大大增加了信息互通的边界,更有利于通过大数据、云计算、AI智能等先进技术的应用来增加物理和人类世界的丰富度。
平台层可为设备提供安全可靠的连接通信能力,向下连接海量设备,支撑数据上报至云端,向上提供云端API,服务端通过调用云端API将指令下发至设备端,实现远程控制。物联网平台主要包含设备接入、设备管理、安全管理、消息通信、监控运维以及数据应用等。
应用层是物联网的最终目的,其主要是将设备端收集来的数据进行处理,从而给不同的行业提供智能服务。目前物联网涉及的行业众多,比如电力、物流、环保、农业、工业、城市管理、家居生活等,但本质上采用的物联网服务类型主要包括物流监控、污染监控、智能交通、智能家居、手机钱包、高速公路不停车收费、远程抄表、智能检索等。
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