所在位置:首頁 -- 物聯網/云計算 -- 正文

自動切換無線網絡的物聯網終端平臺


發布時間:2013-11-20  來源:admin

無線網絡的發展大大改變了人們的生產、生活方式,也促進了使物聯網技術的應用,任何人(Anyone)、任何時間(Anytime)、任何地點(Anywhere)接入互聯網已經成為現實,使所有采集到的數據幾乎可以實時地進行網絡傳輸。本文介紹一種使用了無線網絡自動切換技術的物聯網終端平臺的基本功能、軟件系統組成、硬件組成,重點介紹了它可發在WLAN與無線互聯網兩種上網方式中智能地進行自動切換的方式,達到了在保證通信速率的同時,實現節能和節省使用成本的目的。

  1 引言

  在信息時代,面對日益激烈的競爭和瞬息萬變的市場,市場反應速度決定著企業的命運,只有能夠迅速應對市場者,才能成為市場逐鹿的佼佼者。企業競爭力由原來的“規模制約”轉向了“速度制約”,市場競爭本質由大吃小轉向快吃慢,也就是由規模競爭向速度競爭轉移。快,成為了主旋律,而“快”的關鍵就是信息來源快速、實時、準確,決策過程果斷、及時。要達到這一目的,更需要借助現代化的管理工具、現代化的技術,使管理者和決策者無論身處何處,都能隨時掌握各種突發情況,隨時隨地可以進行“現場辦公”,才能真正體現這個“快”字,才能在這個“快者為王”的時代迅速應對市場變化,贏得先機。

  可以自動切換無線網絡的物聯網終端平臺,正是采用了現代互聯網技術,身份識別技術等,使你在任何時候、任何地點都可以通過網絡獲取所需要的信息,從而能進行及時進行審批、處理、決策,用一個“快”字為企業贏得先機。

  2 系統組成和功能

  基本構成為四個部分:物聯網終端平臺;終端操作系統和外設驅動軟件系統;移動終端應用程序軟件系統;物聯網終端平臺軟件二次開發支持系統。

  可以自動切換無線網絡的物聯網終端平臺的系統功能表現在五個方面;第一,是身份和狀態識別功能(一維條碼或二維條碼);第二,是無線網絡功能(WIFI、GPRS或3G);第三,是給用戶進行二次開發的軟件模擬運行環境;第四,是為用戶開發(或由用戶自行開發)的辦公軟件系統;第五,是為客戶開發的服務器軟件系統。

  3 硬件模塊框圖

  物聯網終端平臺的終端硬件系統全部采用模塊化設計,這樣便于設計、生產、維修以及按客戶要求進行模塊化定制,共分為15個模塊,如圖一所示。各部分的功能及特點如下:

  3.1 ARM硬件平臺:核心處理器。使用靈活,適應性強,可靠性高,功耗低,處理速度快。可使用大容量的DDRII型RAM和MLC型FLASH;

  3.2 WIFI和GPRS模塊(注:文中或圖中所述GPRS是指除WIFI之外采用無線方式接入互聯網的技術統稱,包括GPRS、3G、4G或其他無線網絡。下同)):接入無線網絡(局域網或互聯網)。通信速率高,保密性強;

  3.3 激光掃描模塊:掃描一維(或二維)條碼。掃描速度快(100次/秒),不怕強光干擾,識讀22種條碼 (可加裝RF模塊,識讀RF ID);

  3.4 攝相頭模塊:拍攝200萬相素的彩色相片或進行攝像;

  3.5 GPS模塊:接收GPS信息,可以將有關數據通過無線網絡傳輸到指定服務器,也可以傳遞給本機運行的地理圖形軟件;

  3.6 RFID模塊:可以根據客戶要求安裝不同的RFDI識讀模塊,包括低頻RFID(125KHz),高頻RFID(13.56MHz),超高頻RFID(900MHz);

  3.7 FLASH、RAM及SD卡:外部存儲器。使用DDRII和MLC型FLASH,數據存儲容量大,成本低。SD卡用于擴展存儲空間;

  3.8 加密模塊:對軟件進行加密。不僅進行正確性檢查,還可進行軟件完整性檢查;

  3.9 音頻處理模塊:集中處理GPRS通話時的麥克風音頻、耳機聽筒音頻,同時也處理在采用WI-FI對講功能時的麥克風音頻和喇叭音頻。

  3.10 電源模塊:包含電池、充放電保護、電量計量、電壓變換、外部電源接五個部分

圖一:物聯網終端平臺硬件組成框圖

  4 無線網絡的切換方式及原理

  目前無線接入互聯網的方式有兩種主要形式:一種是采用WLAN無線局域網的AP(即WIFI)方式接入;另一種是采用無線互聯網即GPRS的方式接入。這兩種方式中,前者多用于在室內(企業內部),后者多用于室外。

  一般情況下,無線局域網和無線互聯網應用在不同的場合,無線局域網用于短距離網絡連接,通過單位的服務器連接到互聯網,費用較低甚至免費;而無線互聯網則通過移動通信公司的基站接入互聯網,在無線基站信號覆蓋的范圍內都可以接入互聯網,但費用較高。兩者的定性區別如下表一所示。

  表一:無線互聯兩種接入方式比較

  但人們在使用過程中,如果想達到高速、可靠、功耗低、費用低的目的時,就不得不經常進行人工網絡切換:在進入有WIFI的區域時打開WIFI連接、關閉GPRS(或3G或4G)連接;在室外工作或無WIFI信號的地方打開GPRS(或3G或4G)連接,關閉WIFI連接。這給需要時刻保持網絡暢通的商務人士帶來困擾:要么接受高費用,要么時刻進行人工切換。有沒有方法解決這一問題呢,答案是肯定的。如圖二所示。

  在用戶使用過程中,同時對兩種網絡信號進行檢測,優先通過無線局域網接入互聯網,只有在沒用局域網信號的情況下,才通過無線互聯網信號上網,從而在保證用戶使用無線方式進行上網的情況下,較好地節省上網費用。并且,用戶進入室內時,由于無線互聯網的信號較弱,設備需要較大功率才能獲得較好的通信效果,這就需要消耗較多電池能量,而室內恰好是局域網信號較好的時候,這時就不需要太多的能量消耗就能獲得較好的通信效果,因此,采用自動切換的方式,既可能有較好的通信效果,又有很好的節能效果。

  其硬件框圖如下圖二所示。

圖二:硬件控制原理框圖

  在上圖中,中央處理器(CPU)同時連接有WIFI通信模塊和GPRS通信模塊,并且分別通過通信接口1和通信接口2與二者進行通信。同樣,二者都有獨立的供電電源,且分別受到電源控制1和電源控制2的控制。

  開機時,CPU先通過電源控制2關閉GPRS電源,通過電源控制1打開WIFI電源,并通過通信接口1讀取WIFI模塊的信號強度情況并給出授權網張的相關信息,如果信號強度足夠且是授權局域網信號,則CPU通過WIFI局域網連接到互聯網。否則,就關閉WIFI電源,打開GPRS電源,通過通信接口2與GPRS模塊通信,給出相關授權信息,并讀出信號強度情況,

  如果此時,GPRS模塊也無信號,則關閉GPRS電源,且經一個設置的時間間隔后再次打開WIFI電源進行另一個循環檢測。

  另外,即使用戶已經在使用GPRS上網,CPU也會在一個設定的時間間隔內打開WIFI電源,對WIFI信號和授權情況進行檢測,在判斷有WIFI信號且是授權網絡后,就切換到WIFI網絡進行鏈接,否則仍然使用GPRS網絡進行上網。

  5 無線網絡切換的流程圖及產生的效果

  基本控制流程圖如下圖三所示,其中,定時器1用于在沒有無線網絡信號時對兩種網絡進行檢測的時間間隔,定時器2用于在使用GPRS網絡時對WIFI網絡信號進行檢測的時間間隔。

圖三:無線網切換控制流程圖

  這種自動進行網絡切換方式的特點主要表現在以下幾個方面:

  5.1 使用時更智能:優先使用WLAN無線局域網(即WIFI,下同),在WLAN無線局域網信號足夠強時,即使有無線互聯網信號也不會切換;

  5.2 節省使用費用:在使用無線互聯網時,也采用定時間器2對WLAN信號進行檢測,如果WLAN信號足夠強,則自動切換到WLAN無線局域網;

  5.3 網絡切換完全由本地機器自動完成,不需要第三信號強度值,也無需核心網絡發送指令;

  5.4 處理了在既無WLAN無線局域網信號也無無線互聯網信號時的情況,即采用定時器一來檢測無線信號;

  5.5 更節能,對兩種通信模塊的電源進行控制,需要時才打開有關電源,不需要時則關閉電源,節能更明顯;

  5.6 對無線互聯網和WLAN無線局域網的授權情況進行了判斷,如未授予權接入,則保持當前連接不進行切換。

  注:該項目相關技術已經獲得國家發明專利,專利名稱“無線移動裝置及其無線網絡連接方法”,專利號2010 1 0102496.5。

 

中国比特币暴涨 幸运28开奖家 今日3d小龙一句定三码 安徽时时网站 天津快乐十分前三走势 福利刮刮乐中奖图片 快速时时是私吗 排列三走势图综合版 大乐透复式投注表 六宝典APP下载 云南时时是国家 江苏快3计划网页版 四川时时怎样玩 手机香港赛马会网址 云南快乐十分走势图最近3天 哪里可以玩北京时时 河南22选5走势图表