專(zhuān)利名稱(chēng)：一種基于主從節(jié)點(diǎn)模式的物聯(lián)網(wǎng)物流通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無(wú)線通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于主從節(jié)點(diǎn)模式的物聯(lián)網(wǎng)通信系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Networks)，是通過(guò)大量部署帶有環(huán)境監(jiān)測(cè)功能，無(wú)線通信功能的小型電子設(shè)備，達(dá)到感知、操作物理環(huán)境目的的一類(lèi)系統(tǒng)。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)能夠更好的延伸信息技術(shù)的應(yīng)用范圍，提高各種復(fù)雜操作的自動(dòng)化程度，具有很高的應(yīng)用前景。但是無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)的資源限制導(dǎo)致了難以有效的自動(dòng)組織成可靠的通信網(wǎng)絡(luò)。農(nóng)產(chǎn)品，包括水果和蔬菜，在物流運(yùn)輸過(guò)程中會(huì)由于微生物感染，生化狀態(tài)改變， 不合理的環(huán)境條件導(dǎo)致物理?yè)p傷等因素造成損失。應(yīng)用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)可以以較低的成本部署覆蓋整個(gè)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)、加工、運(yùn)輸和銷(xiāo)售過(guò)程的監(jiān)控應(yīng)用，從而降低食品在物流過(guò)程中的損失。因?yàn)闊o(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)資源有限，不具備遠(yuǎn)程通信能力，因此需要使用應(yīng)用網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)上，應(yīng)用網(wǎng)關(guān)使用固定設(shè)施，將無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到 Internet。這種方法導(dǎo)致系統(tǒng)部署困難，難以適應(yīng)物流運(yùn)輸過(guò)程要求。本發(fā)明針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)通信系統(tǒng)，提出一種基于主從節(jié)點(diǎn)的廣域網(wǎng)-傳感器網(wǎng)絡(luò)分層通信系統(tǒng)，構(gòu)架可分為服務(wù)器-主節(jié)點(diǎn)-從節(jié)點(diǎn)。該方法中節(jié)點(diǎn)具有移動(dòng)通信模塊，可以通過(guò)移動(dòng)通信方式與服務(wù)器交換數(shù)據(jù)；主節(jié)點(diǎn)具有短距通信模塊，可以與從節(jié)點(diǎn)建立低功耗、 短距離通信鏈路；主節(jié)點(diǎn)具有GPS通信模塊，可以執(zhí)行主從系統(tǒng)的定位操作。本發(fā)明方法相比傳統(tǒng)的服務(wù)器-網(wǎng)關(guān)-傳感器節(jié)點(diǎn)的系統(tǒng)構(gòu)架可以節(jié)省系統(tǒng)建設(shè)成本，提高系統(tǒng)部署能力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種建設(shè)成本低、部署能力強(qiáng)的物聯(lián)網(wǎng)通信系統(tǒng)，以滿足農(nóng)產(chǎn)品加工運(yùn)輸?shù)耐ㄐ判枨?。本發(fā)明提出的物聯(lián)網(wǎng)通信系統(tǒng)，是基于主從節(jié)點(diǎn)模式的廣域網(wǎng)-傳感器網(wǎng)絡(luò)分層通信系統(tǒng)，其構(gòu)架可分為服務(wù)器、主節(jié)點(diǎn)、從節(jié)點(diǎn)。其中，主節(jié)點(diǎn)具有移動(dòng)通信模塊，可以通過(guò)移動(dòng)通信方式與服務(wù)器交換數(shù)據(jù)；主節(jié)點(diǎn)具有短距通信模塊，可以與從節(jié)點(diǎn)建立低功耗、 短距離通信鏈路；主節(jié)點(diǎn)具有GPS通信模塊，可以執(zhí)行主從系統(tǒng)的定位操作。本發(fā)明方法相比傳統(tǒng)的服務(wù)器-網(wǎng)關(guān)-傳感器節(jié)點(diǎn)的系統(tǒng)構(gòu)架可以節(jié)省系統(tǒng)建設(shè)成本，提高系統(tǒng)部署能力。本發(fā)明采用雙層、雙工的網(wǎng)絡(luò)模型(I) 一個(gè)廣域網(wǎng)層，它由一臺(tái)中央服務(wù)器以及許多主節(jié)點(diǎn)組成；(2)—個(gè)傳感器網(wǎng)絡(luò)層，包括一個(gè)主節(jié)點(diǎn)和許多從節(jié)點(diǎn)。與傳統(tǒng)的固定應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)-平面?zhèn)鞲衅骶W(wǎng)絡(luò)方案相比，該方案通過(guò)主節(jié)點(diǎn)及移除固定網(wǎng)關(guān)的方式，將廣域網(wǎng)和傳感器網(wǎng)絡(luò)融為一體，使得廣域網(wǎng)和傳感器網(wǎng)絡(luò)更緊密地結(jié)合在了一起。主節(jié)點(diǎn)不僅充當(dāng)傳感器網(wǎng)絡(luò)層中僅有的協(xié)調(diào)者，同時(shí)也作為廣域網(wǎng)層中一個(gè)獨(dú)立的傳感器節(jié)點(diǎn)(圖I)。 根據(jù)入網(wǎng)式業(yè)務(wù)模式的不同，無(wú)線廣域網(wǎng)層可以使用所有商業(yè)可用的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的操作指南，比如GSM/GPRS，HSPA和WiMAX等，這些網(wǎng)絡(luò)往往擁有龐大的覆蓋范圍以及數(shù)據(jù)通信服務(wù)。這些網(wǎng)絡(luò)覆蓋的龐大范圍解放了系統(tǒng)部署的空間限制，從而令所有傳感器節(jié)點(diǎn)都能部署在任何可以連接到無(wú)線廣域網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)置的地方。當(dāng)廣域網(wǎng)不可用時(shí)，在主節(jié)點(diǎn)中的大型本地存儲(chǔ)設(shè)備會(huì)被用來(lái)儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，以確保系統(tǒng)工作的連續(xù)性。該特征進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的部署能力。由于廣域網(wǎng)層通常比傳感器網(wǎng)絡(luò)層更需要能量，因而廣域網(wǎng)通信的占空因素需在主節(jié)點(diǎn)的實(shí)時(shí)能力和電池壽命之間進(jìn)行權(quán)衡。實(shí)際的可接受電池壽命以及廣域網(wǎng)響應(yīng)時(shí)間可以通過(guò)跨層最優(yōu)化來(lái)實(shí)現(xiàn)，因?yàn)閺V域網(wǎng)和傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議都?xì)w并到單個(gè)處理器芯片中了?；谥鲝墓?jié)點(diǎn)模式的物聯(lián)網(wǎng)通信系統(tǒng)能夠避免使用復(fù)雜的應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)，避免平面?zhèn)鞲衅骶W(wǎng)絡(luò)的路由開(kāi)銷(xiāo)，從而顯著的降低系統(tǒng)的成本，并且使得系統(tǒng)具有更好的擴(kuò)展性和移動(dòng)性。圖I所示為系統(tǒng)總體框架。本發(fā)明包括多個(gè)主節(jié)點(diǎn)設(shè)備，多個(gè)從節(jié)點(diǎn)設(shè)備，至少一臺(tái)服務(wù)器設(shè)備和軟件服務(wù)。這一套系統(tǒng)將針對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)、加工、運(yùn)輸和零售施加監(jiān)控， 實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)并記錄供用戶查詢。具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明提出的基于主從節(jié)點(diǎn)模式的物聯(lián)網(wǎng)物流通信系統(tǒng)，包括
多個(gè)物聯(lián)網(wǎng)從節(jié)點(diǎn)，每個(gè)從節(jié)點(diǎn)包括若干種傳感器模塊和用于與主節(jié)點(diǎn)通信的無(wú)線射頻模塊以及電池模塊；
多個(gè)物聯(lián)網(wǎng)主節(jié)點(diǎn)，每個(gè)主節(jié)點(diǎn)包括電源供電模塊、用于與從節(jié)點(diǎn)通信的無(wú)線射頻模塊，用于與遠(yuǎn)端服務(wù)器通信的GPRS模塊，以及用于定位的GPS模塊，主從節(jié)點(diǎn)之間使用傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議通信；
一個(gè)或多個(gè)服務(wù)器，每個(gè)服務(wù)器包括用于接收主節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的服務(wù)軟件，用戶界面和數(shù)據(jù)庫(kù)裝置，服務(wù)器與主節(jié)點(diǎn)之間使用廣域網(wǎng)通信協(xié)議通信；
本發(fā)明系統(tǒng)的通信鏈路中使用服務(wù)器與主節(jié)點(diǎn)，主節(jié)點(diǎn)與從節(jié)點(diǎn)的分層結(jié)構(gòu)，并且服務(wù)器與主節(jié)點(diǎn)之間通過(guò)廣域網(wǎng)絡(luò)連接，主節(jié)點(diǎn)與從節(jié)點(diǎn)之間通過(guò)傳感器網(wǎng)絡(luò)連接。本發(fā)明中，所述主節(jié)點(diǎn)與服務(wù)器間通過(guò)公共廣域網(wǎng)連接，并且可以為任意可用的廣域網(wǎng)技術(shù)。本發(fā)明中，所述主節(jié)點(diǎn)設(shè)備包括廣域網(wǎng)通信模塊，用于接受服務(wù)器通過(guò)廣域網(wǎng)傳遞的數(shù)據(jù)；還包括傳感器網(wǎng)絡(luò)模塊，用于與從節(jié)點(diǎn)通過(guò)短距離傳感器網(wǎng)絡(luò)通信。本發(fā)明中，所述主節(jié)點(diǎn)設(shè)備與服務(wù)器之間使用廣域網(wǎng)節(jié)點(diǎn)通信協(xié)議、方法，包括服務(wù)器通過(guò)短消息形式向主節(jié)點(diǎn)發(fā)起命令連接，然后主節(jié)點(diǎn)以短消息形式向服務(wù)器回復(fù)短消息確認(rèn)，以及主節(jié)點(diǎn)通過(guò)GPRS形式向服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息。本發(fā)明中，所述主節(jié)點(diǎn)設(shè)備與從節(jié)點(diǎn)設(shè)備之間使用傳感器網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議、方法，包括主節(jié)點(diǎn)向從節(jié)點(diǎn)發(fā)送配置命令，以及從節(jié)點(diǎn)向主節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)信息。本發(fā)明中，所述主節(jié)點(diǎn)將多個(gè)從節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)匯聚成廣域網(wǎng)通信數(shù)據(jù)幀。本發(fā)明中，使用基于主從結(jié)構(gòu)的定位算法為每個(gè)從節(jié)點(diǎn)提供定位服務(wù)。
本發(fā)明中，傳輸?shù)墓?jié)點(diǎn)速度和加速度數(shù)據(jù)使用基于脈沖提取的壓縮方法。本發(fā)明中，用戶界面提供產(chǎn)品的原產(chǎn)地以及加工運(yùn)輸過(guò)程中的位置、狀態(tài)信息。本發(fā)明中，所述從節(jié)點(diǎn)設(shè)備提供周?chē)鯕?、二氧化碳、乙烯甲烷等易燃?xì)怏w的濃度數(shù)據(jù)；提供產(chǎn)品經(jīng)緯度、海拔高度以及該從節(jié)點(diǎn)與最近的主節(jié)點(diǎn)設(shè)備間的距離，以及產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)速率、加速度等數(shù)據(jù)；還提供產(chǎn)品所在環(huán)境的溫度、濕度。本發(fā)明中，所述從節(jié)點(diǎn)設(shè)備在產(chǎn)品環(huán)境改變或者包裝受到破壞時(shí)提供報(bào)警。本發(fā)明中，還包括一套服務(wù)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、分析軟件系統(tǒng)，用于收集主從節(jié)點(diǎn)采集、 發(fā)送的數(shù)據(jù)，并對(duì)分析數(shù)據(jù)獲得監(jiān)控信息。所述的服務(wù)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、分析軟件系統(tǒng)，可以分析傳感器數(shù)據(jù)獲得的物流環(huán)節(jié)信息。本發(fā)明中，多個(gè)從節(jié)點(diǎn)設(shè)備和一臺(tái)主節(jié)點(diǎn)設(shè)備組成傳感器網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)使用傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議組織短距離的局域網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)通信方法可選擇為FSK調(diào)制在2. 4GHz頻率上等。 從節(jié)點(diǎn)在需要時(shí)通過(guò)上述信道廣播數(shù)據(jù)幀，主節(jié)點(diǎn)時(shí)刻監(jiān)聽(tīng)信道，在檢測(cè)找數(shù)據(jù)幀時(shí)接受數(shù)據(jù)，并在緩存其余保存數(shù)據(jù)內(nèi)容。當(dāng)多個(gè)從節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，信道將會(huì)沖突，導(dǎo)致主節(jié)點(diǎn)接收失敗。在這種情況下，主節(jié)點(diǎn)廣播沖突通知信息，當(dāng)從節(jié)點(diǎn)接收到信息，并確認(rèn)與自身相關(guān)后，將會(huì)回退隨機(jī)時(shí)間再次發(fā)送，從而保證通信過(guò)程能夠繼續(xù)。所述主節(jié)點(diǎn)接收到多個(gè)從節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，或者接受到一些數(shù)據(jù)后定時(shí)器超時(shí)，將會(huì)向服務(wù)器通過(guò)廣域網(wǎng)上傳數(shù)據(jù)。廣域網(wǎng)通信協(xié)議規(guī)定廣域網(wǎng)通信方法和過(guò)程規(guī)范。廣域網(wǎng)通信過(guò)程基于現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，包括移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)GPRS，SMS或者固定線路網(wǎng)絡(luò)。數(shù)據(jù)格式與具體的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)無(wú)關(guān)，可以作為網(wǎng)絡(luò)負(fù)載通過(guò)任意可靠網(wǎng)絡(luò)技術(shù)傳輸。為了使得主節(jié)點(diǎn)能夠正確的向服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)，在主節(jié)點(diǎn)正常開(kāi)始工作之前，需要對(duì)主節(jié)點(diǎn)那進(jìn)行配置。服務(wù)器首先向主節(jié)點(diǎn)發(fā)送服務(wù)器告知命令，使得主節(jié)點(diǎn)獲知服務(wù)器地址端口信息，以及通信的協(xié)商參數(shù)。主節(jié)點(diǎn)向服務(wù)器返回確認(rèn)信息，告知服務(wù)器通信連接建立。此后主節(jié)點(diǎn)可以從節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)幀匯聚成長(zhǎng)報(bào)文或者短報(bào)文，根據(jù)具體的數(shù)據(jù)流量負(fù)擔(dān)情況選擇。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)
I、基于主從節(jié)點(diǎn)模式的物聯(lián)網(wǎng)通信系統(tǒng)使用了具有廣域網(wǎng)接入能力的主節(jié)點(diǎn)，并去除了網(wǎng)關(guān)服務(wù)器，因此可以降低系統(tǒng)的建設(shè)成本。2、主節(jié)點(diǎn)與服務(wù)器之間采用無(wú)線鏈路通信，因此在降低了部署的難度，更具有擴(kuò)展性。3、一個(gè)主節(jié)點(diǎn)可以接入多個(gè)從節(jié)點(diǎn)，相比物聯(lián)網(wǎng)的平面模式，從節(jié)點(diǎn)可以簡(jiǎn)化功能，降低成本和功耗，延長(zhǎng)壽命，有利于提高系統(tǒng)的實(shí)用性。4、主節(jié)點(diǎn)數(shù)量較少，因此能夠以較低的成本裝備GPS定位設(shè)備，并為每個(gè)從節(jié)點(diǎn)提供定位功能。有利于降低節(jié)點(diǎn)定位開(kāi)銷(xiāo)，提高定位精度。


圖I為基于主從節(jié)點(diǎn)模式的物聯(lián)網(wǎng)物流通信系統(tǒng)框架圖示。圖2為主節(jié)點(diǎn)設(shè)備硬件模塊圖示。圖3為主節(jié)點(diǎn)設(shè)備正面外觀圖示。
圖4為主接地啊設(shè)備擴(kuò)展傳感器接口規(guī)范圖示。圖5為從節(jié)點(diǎn)設(shè)備硬件模塊圖不。圖6為服務(wù)器對(duì)外交互接口圖示。圖7為傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議幀格式。圖8為主節(jié)點(diǎn)與服務(wù)器通信的完整的消息過(guò)程。
具體實(shí)施例方式系統(tǒng)的部件說(shuō)明
圖2所示為主節(jié)點(diǎn)設(shè)備框架圖。本發(fā)明中主節(jié)點(diǎn)設(shè)備用于連接廣域網(wǎng)和傳感器網(wǎng)絡(luò)， 收集、轉(zhuǎn)發(fā)廣域網(wǎng)和傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。主節(jié)點(diǎn)設(shè)備包括一套嵌入式系統(tǒng)主板，一組網(wǎng)絡(luò)適配 器和若干擴(kuò)展的傳感器電纜接口。嵌入式系統(tǒng)主板包括嵌入式處理器，電池和相應(yīng)的電池 管理組件，實(shí)時(shí)控制器和擴(kuò)展插口，用于連接各種適配器和傳感器數(shù)據(jù)接口。網(wǎng)絡(luò)適配器包 括一套2. 4GHz傳感器網(wǎng)絡(luò)適配器，一套GPS定位模塊，一套廣域網(wǎng)適配器，在具體實(shí)現(xiàn)系統(tǒng) 中可以是GSM/GPRS模塊以及一套可選的IR-UWB模塊。擴(kuò)展的傳感器電纜接口用于通過(guò)線 纜連接傳感器，以支持部分大數(shù)據(jù)傳輸。2. 4G傳感器網(wǎng)絡(luò)適配器將嵌入式系統(tǒng)處理器產(chǎn)生的基帶信號(hào)通過(guò)FSK調(diào)制到 2. 4GHz頻率等方法發(fā)送，以及相應(yīng)的接收調(diào)制信號(hào)并解調(diào)為基帶信號(hào)。GPS定位模塊用于接收和發(fā)送GPS信號(hào)，這一模塊用于執(zhí)行設(shè)備定位，包括主節(jié)點(diǎn) 設(shè)備的位置，速度和時(shí)間校正。定位結(jié)果將作為錨節(jié)點(diǎn)地址，用于輔助傳感器網(wǎng)絡(luò)定位從節(jié) 點(diǎn)位置。廣域網(wǎng)適配器用于接收和發(fā)送廣域網(wǎng)數(shù)據(jù)，具體實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中，可以是GSM發(fā)送模 塊。GSM發(fā)送模塊將處理器發(fā)送的基帶數(shù)據(jù)裝入GPRS數(shù)據(jù)幀或者SMS短信中，通過(guò)通用GSM 模塊發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)，并由運(yùn)營(yíng)商轉(zhuǎn)發(fā)給GPRS、SMS幀中指定的IP地址或者SM卡號(hào)碼。實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中，可以使用短消息服務(wù)發(fā)送命令和確認(rèn)信息，用GPRS服務(wù)發(fā)送數(shù)據(jù) 幀。短消息是移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商提供的一種服務(wù)，可以發(fā)送一段比較短的文字信息給指定的 移動(dòng)設(shè)備號(hào)碼。號(hào)碼由運(yùn)營(yíng)商提供的用戶卡提供，比如中國(guó)移動(dòng)的SIM卡。需要服務(wù)器和 主節(jié)點(diǎn)同時(shí)配備移動(dòng)號(hào)碼才能實(shí)現(xiàn)短信通信。GPRS是移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)上提供的服務(wù)，通過(guò)GPRS APN可以通過(guò)移動(dòng)設(shè)備收發(fā)IP網(wǎng) 絡(luò)的數(shù)據(jù)。服務(wù)器首先向主節(jié)點(diǎn)發(fā)送短信，告知主節(jié)點(diǎn)有效的服務(wù)器號(hào)碼和IP地址。由于 主節(jié)點(diǎn)移動(dòng)號(hào)碼是系統(tǒng)已知，因此只要主節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，這一過(guò)程總能實(shí)現(xiàn)。主節(jié)點(diǎn)獲得了 服務(wù)器號(hào)碼和IP地址后就可以向服務(wù)器發(fā)送短信和GPRS數(shù)據(jù)包。擴(kuò)展數(shù)據(jù)端口用于主節(jié)點(diǎn)直接連接傳感器時(shí)，傳感器向主節(jié)點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)以 電壓形式表示，擴(kuò)展端口模塊對(duì)數(shù)據(jù)直接執(zhí)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，0 255數(shù)字表示電壓情況。嵌入式系統(tǒng)用于給主節(jié)點(diǎn)設(shè)備提供控制流程。嵌入式設(shè)備使用U/C-0S操作系統(tǒng)， 使用自行定義的軟件執(zhí)行收發(fā)、組幀和邏輯控制功能。除此之外，還有一套可選的IR-UWB模塊。IR-UWB，脈沖UWB是一種短距離的無(wú)線 通信技術(shù)，通過(guò)極短持續(xù)時(shí)間的一個(gè)脈沖發(fā)送信息。這一技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于可以很低的功耗 獲得比較高的數(shù)據(jù)傳輸速率，并且提供精確的時(shí)間信息。利用UWB技術(shù)計(jì)算定位可以獲得 精確定位。
圖3給出了主節(jié)點(diǎn)外觀圖示。本發(fā)明中主節(jié)點(diǎn)對(duì)外提供了若干接口，包括GPS天線，GPRS天線，2. 4G天線，一個(gè)Micro-SD卡插槽以及4個(gè)擴(kuò)展數(shù)據(jù)端口。4個(gè)連接口使用 SMA接口標(biāo)準(zhǔn)，圖4給出了接口的外觀結(jié)構(gòu)和電器特性。端口數(shù)據(jù)將作為模擬信號(hào)源直接使用。主節(jié)點(diǎn)使用外接電源，需要220V電壓以提供足夠的電源。圖5給出了從節(jié)點(diǎn)設(shè)備圖示。本發(fā)明中從節(jié)點(diǎn)包括一組兩塊電池以及集成于電路板上的嵌入式處理器和多個(gè)傳感器模塊，2. 4GHz等射頻模塊，一套可選的IR-UWB模塊，以及必要的實(shí)時(shí)控制組件，實(shí)時(shí)控制組件包括晶體振蕩器和計(jì)數(shù)器。所述傳感器模塊，包括溫度濕度傳感器，加速度傳感器，氧氣、二氧化碳、乙烯甲烷等易燃?xì)怏w氣體密度傳感器，分別對(duì)應(yīng)的環(huán)境指標(biāo)。各種傳感器是可選的，對(duì)應(yīng)于不同的應(yīng)用需要選擇不同的傳感器組合安裝于電路板上。對(duì)于不需要的組件，在電路板上留空。所述實(shí)時(shí)控制組件，定時(shí)向處理器發(fā)送時(shí)間信號(hào)，告知處理器新的發(fā)送周期到來(lái)。 在新的發(fā)送周期，處理器收集各個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)按照所述的方式組成傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀，并廣播發(fā)送給主節(jié)點(diǎn)。所述嵌入式處理器，將完整的數(shù)據(jù)幀發(fā)送給2. 4GHz等射頻模塊。2. 4GHz等射頻模塊將對(duì)數(shù)據(jù)幀做調(diào)制，并增加相應(yīng)的幀頭信息和校驗(yàn)碼。所述IR-UWB模塊，用于短距離的無(wú)線通信。圖6給出了本發(fā)明中廣域網(wǎng)服務(wù)器的功能。該服務(wù)器包括兩個(gè)部分，用于與主節(jié)點(diǎn)通信的TCP服務(wù)器，以及用于與用戶通信的Web服務(wù)器。本發(fā)明中，廣域網(wǎng)通信協(xié)議與具體通信技術(shù)無(wú)關(guān)，可以采用移動(dòng)通信的GPRS或者 SMS，也可以采用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的WiFi或者以太網(wǎng)傳輸。實(shí)現(xiàn)方式是所有數(shù)據(jù)幀統(tǒng)一封裝為 TCP報(bào)文格式，命令幀可以采用TCP報(bào)文格式，也可以采用SMS短信形式。使用短信服務(wù)發(fā)送命令可以更好的支持移動(dòng)性。本發(fā)明中，廣域網(wǎng)服務(wù)器系統(tǒng)包括與主節(jié)點(diǎn)相同的GSM模塊，通過(guò)綁定SM卡號(hào)碼接收所有主節(jié)點(diǎn)的短消息。短消息中封裝了本發(fā)明中給出的廣域網(wǎng)通信協(xié)議所規(guī)定的數(shù)據(jù)信息。本發(fā)明中，廣域網(wǎng)服務(wù)器系統(tǒng)包括自行編寫(xiě)的TCP服務(wù)器，用于監(jiān)聽(tīng)給定的TCP端口。這一服務(wù)器程序用于接收所有主節(jié)點(diǎn)設(shè)備發(fā)送的上行幀，包括數(shù)據(jù)、狀態(tài)和配置信息。 服務(wù)器地址已經(jīng)通過(guò)命令發(fā)送給主節(jié)點(diǎn)，因此主節(jié)點(diǎn)設(shè)備能夠正確的指定接收地址，從而保證數(shù)據(jù)能夠穿過(guò)公共廣域網(wǎng)絡(luò)到達(dá)服務(wù)器。本發(fā)明中，廣域網(wǎng)服務(wù)器后臺(tái)系統(tǒng)包括了必要的數(shù)據(jù)庫(kù)組件，用于存放主節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)信息。因此用戶可以通過(guò)訪問(wèn)Web服務(wù)器獲取開(kāi)放給用戶的數(shù)據(jù)信息。Web服務(wù)器用于接收用戶的http訪問(wèn)。由于http訪問(wèn)符合http規(guī)范，因此使用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器程序，并編寫(xiě)必要的服務(wù)器端程序以支持用戶訪問(wèn)。廣域網(wǎng)服務(wù)器后臺(tái)系統(tǒng)將傳感器數(shù)據(jù)保存包數(shù)據(jù)庫(kù)中，并周期的對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)做分析，根據(jù)各個(gè)傳感器收集的信息綜合處環(huán)境的整體情況，對(duì)生產(chǎn)和物流運(yùn)輸進(jìn)行優(yōu)化。通信協(xié)議說(shuō)明
主從節(jié)點(diǎn)間采用簡(jiǎn)化的Zigbee協(xié)議進(jìn)行通信。
主節(jié)點(diǎn)除支持與從節(jié)點(diǎn)之間的簡(jiǎn)化Zigbee協(xié)議外，還需要同時(shí)支持與服務(wù)器之間的GPRS服務(wù)及GPS定位。為此，需要使用三套天線設(shè)備，以保證互相之間無(wú)干擾的通信。除了三套無(wú)線設(shè)備，主節(jié)點(diǎn)自身擴(kuò)展了四條有限接口，用以連接比較復(fù)雜的傳感設(shè)備，將傳感器數(shù)據(jù)直接接入主節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)幀中。從節(jié)點(diǎn)用來(lái)向主節(jié)點(diǎn)發(fā)送自身傳感器采集到的數(shù)據(jù)。由于從節(jié)點(diǎn)將會(huì)大量使用， 因此為了降低成本和重量、體積，從節(jié)點(diǎn)的設(shè)備功能比較簡(jiǎn)單，無(wú)法支持復(fù)雜的協(xié)議功能。 從節(jié)點(diǎn)包括了一套2. 4GHz的射頻模塊以發(fā)送所需的信號(hào)。( I)主從節(jié)點(diǎn)通信方法
其物理層分有線與無(wú)線接口兩種。有線接口的電氣特性為輸入量程為0-3. 3V，輸入阻抗是2k0hm，輸入電容:IOOpF采樣間隔:>=1. O minutes,由SENSOR-SETTINGS命令配置。ADC轉(zhuǎn)換器分辨率12 bits。而無(wú)線接口的物理層參數(shù)如下頻帶范圍為2400 2483. 5MHz，默認(rèn)中心頻率是2410 KHz，采用FSK或者GFSK等調(diào)制方式，數(shù)據(jù)率為50kbps， 接收機(jī)靈敏度是102dBm。MAC層協(xié)議使用32位地址的尋址方案以標(biāo)志每個(gè)節(jié)點(diǎn)。通信鏈路是雙向的，下行為主節(jié)點(diǎn)到從節(jié)點(diǎn)。由于下行方向僅有主節(jié)點(diǎn)一個(gè)設(shè)備，因此下行鏈路完全由主節(jié)點(diǎn)控制。 主節(jié)點(diǎn)通過(guò)在幀中寫(xiě)入32位地址指定接收的從節(jié)點(diǎn)。上行方向?yàn)閺墓?jié)點(diǎn)到主節(jié)點(diǎn)。由于同時(shí)存在著多個(gè)從節(jié)點(diǎn)，因此上行方向?qū)⒂锌赡軙?huì)發(fā)生沖突，導(dǎo)致數(shù)據(jù)無(wú)法正確接收。為此額外設(shè)計(jì)了防沖突機(jī)制，以避免發(fā)生數(shù)據(jù)丟失無(wú)法獲得的情況。一般在應(yīng)用中，從節(jié)點(diǎn)數(shù)量比較少，發(fā)送周期比較短，因此沖突幾率很低，并且沖突的代價(jià)甚至可能低于沖突對(duì)抗機(jī)制的代價(jià)。但是為了保證某些關(guān)鍵數(shù)據(jù)能夠獲得可靠的通信能力，仍然設(shè)計(jì)了專(zhuān)門(mén)的沖突對(duì)抗機(jī)制。這里使用成為CSMA/AL0HA的方法進(jìn)行沖突控制。在這一機(jī)制中，每個(gè)從節(jié)點(diǎn)隨機(jī)地發(fā)送自己的數(shù)據(jù)。由于通信距離比較短，數(shù)據(jù)率不高，因此主節(jié)點(diǎn)將會(huì)立刻察覺(jué)到從節(jié)點(diǎn)的發(fā)送情況。若在某個(gè)發(fā)送過(guò)程中，另一個(gè)從節(jié)點(diǎn)也發(fā)送了數(shù)據(jù)，導(dǎo)致沖突，主節(jié)點(diǎn)將發(fā)送沖突通知信息告知通信距離內(nèi)的每個(gè)從節(jié)點(diǎn)，以回避沖突。從節(jié)點(diǎn)受到?jīng)_突通知后，隨機(jī)回退一段時(shí)間后重傳。鏈路層中從節(jié)點(diǎn)到主節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)如圖7所示。主要包括物理層幀頭和物理層負(fù)載，物理層負(fù)載又包括目的地址、源地址、MAC層負(fù)載和循環(huán)校驗(yàn)碼。具體各部分定義見(jiàn)表I。其中MAC層負(fù)載由主節(jié)點(diǎn)收集然后通過(guò)上行鏈路的數(shù)據(jù)報(bào)文發(fā)送給服務(wù)器。MAC 層負(fù)載對(duì)應(yīng)在數(shù)據(jù)報(bào)文中的一些字節(jié)。由于主節(jié)點(diǎn)對(duì)MAC層負(fù)載部分不作改動(dòng)是前向透明的，因此MAC層負(fù)載的含義可以由用戶定義。(2)主節(jié)點(diǎn)與服務(wù)器通信方法
主節(jié)點(diǎn)與服務(wù)器之間使用了 GPRS作為底層協(xié)議，并利用GPRS服務(wù)承載TCP協(xié)議，實(shí)現(xiàn)服務(wù)器與主節(jié)點(diǎn)之間的可靠通信。主節(jié)點(diǎn)收集從節(jié)點(diǎn)發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)；將從節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)組織成符合協(xié)議規(guī)范的幀并通過(guò)GPRS服務(wù)發(fā)送給服務(wù)器；此外，主節(jié)點(diǎn)接受來(lái)自服務(wù)器的命令并根據(jù)相應(yīng)的命令執(zhí)行操作。具體操作過(guò)程如下首先打開(kāi)GPRS/TCP服務(wù)器，將AD-DC功率配適器連接到主節(jié)點(diǎn)模塊，注意+9V的電力電纜應(yīng)當(dāng)與主節(jié)點(diǎn)的SMA5連接。然后打開(kāi)主節(jié)點(diǎn)模塊，服務(wù)器向主節(jié)點(diǎn)發(fā)送一個(gè)初始配置命令(SKIBAR-SYS)，以告知服務(wù)器的IP和端口。 服務(wù)器等待來(lái)自主節(jié)點(diǎn)的GPRS/TCP分組。如有需要，可隨時(shí)查看傳感器狀態(tài)。此外，服務(wù)器可以向主節(jié)點(diǎn)發(fā)送控制命令以開(kāi)始道路監(jiān)控或停止道路監(jiān)控。服務(wù)器和主節(jié)點(diǎn)之間事先通過(guò)下行鏈路消息建立握手過(guò)程，然后服務(wù)器等待主節(jié)點(diǎn)通過(guò)上行鏈路傳輸數(shù)據(jù)和節(jié)點(diǎn)狀態(tài)信息。完整的消息過(guò)程如圖8所示。下行鏈路是服務(wù)器與主節(jié)點(diǎn)之間用于配置控制主節(jié)點(diǎn)的命令與反饋，它是基于 GSM標(biāo)準(zhǔn)ETSI-TS100-585中的短消息服務(wù)，在本系統(tǒng)中，只用在每部手機(jī)都可以使用的文本模式，一種SMS中最普遍基本的模式。滿握手用于下行鏈路，S卩服務(wù)器發(fā)送命令短消息，如果主節(jié)點(diǎn)無(wú)誤收到轉(zhuǎn)發(fā)，主節(jié)點(diǎn)發(fā)送一個(gè)相應(yīng)的確認(rèn)短消息，由于及時(shí)更新主節(jié)點(diǎn)對(duì)于服務(wù)器很重要，主節(jié)點(diǎn)中使用的參數(shù)被包含在確認(rèn)短消息中，以通知服務(wù)器主節(jié)點(diǎn)的真實(shí)狀態(tài)。如果服務(wù)器不支持短消息接收功能，他會(huì)忽略掉確認(rèn)短消息，這種簡(jiǎn)化不會(huì)直接對(duì)主節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行產(chǎn)生影響，但會(huì)對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)健性產(chǎn)生影響。只有當(dāng)命令短消息中的配置密碼與主節(jié)點(diǎn)的本地密碼相匹配時(shí)，這個(gè)命令短消息才是合法的并且是可以通過(guò)的，否則該命令短消息會(huì)被丟棄，這有助于防止由于惡意攻擊和移動(dòng)電話的漏發(fā)短消息導(dǎo)致的配置丟失和其他干擾的產(chǎn)生。以上兩種的短消息最大長(zhǎng)度為140個(gè)ASCII字符。上行鏈路是骨干網(wǎng)絡(luò)中主節(jié)點(diǎn)發(fā)送給服務(wù)器的數(shù)據(jù)傳輸，鏈路連接操作遵照TCP 規(guī)格，即服務(wù)器只需設(shè)置TCP端口，并通過(guò)下行鏈路以短消息的形式向主節(jié)點(diǎn)發(fā)送IP地址和端口號(hào)，當(dāng)有數(shù)據(jù)傳輸時(shí)主節(jié)點(diǎn)連接服務(wù)器，傳輸完畢斷掉連接。數(shù)據(jù)內(nèi)容以m)P模式傳輸，負(fù)載用ASCII格式指定，最大長(zhǎng)度為1400字節(jié)。上傳平均數(shù)據(jù)率在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中由GPRS網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)率決定，遠(yuǎn)低于理論值。由以往經(jīng)驗(yàn)，考慮到服務(wù)器端預(yù)算方案，IKbps是較合理的設(shè)定。上傳UDP包種類(lèi)分?jǐn)?shù)據(jù)報(bào)文和狀態(tài)包，每段間有 ‘，’分隔，段長(zhǎng)基于其內(nèi)容。其他附加技術(shù)內(nèi)容
本發(fā)明采用基于壓縮的數(shù)據(jù)提取方法。該方法并不是直接處理原始數(shù)據(jù)而是從原始數(shù)據(jù)中提取具有明確實(shí)際意義的成分然后重新分解，然后各部分根據(jù)各自不同的特性分別壓縮，以實(shí)現(xiàn)更高的壓縮效率。由于在從節(jié)點(diǎn)中采用3坐標(biāo)軸的加速器來(lái)測(cè)量和記錄機(jī)械損壞信息，因此數(shù)據(jù)簡(jiǎn)化的核心部分是加速數(shù)據(jù)壓縮。加速數(shù)據(jù)的壓縮操作如下原始數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)直流濾波器生成 D-waveform，在波形上顯示一條幅度恒定的直線，表示在理想狀況下傳感器附著的容器應(yīng)當(dāng)處于一個(gè)穩(wěn)定的環(huán)境，這部分是可預(yù)測(cè)的。原始數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)交流分離器產(chǎn)生A-waveform,在波形上顯示為一條在小幅度上變動(dòng)的不可預(yù)測(cè)的波形，其幅度和頻率由于不同的環(huán)境而無(wú)規(guī)律變化。原始數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)脈沖分離器產(chǎn)生P-waveform，在波形上為一個(gè)窄脈沖，振幅大，時(shí)間短。A-waveform經(jīng)自適應(yīng)量化和可變長(zhǎng)編碼和誤差控制后與D-waveform和P-waveform 合成包，形成編碼幀并發(fā)送出去。本發(fā)明采用雙層定位方案，其定位系統(tǒng)由兩層系統(tǒng)構(gòu)成，(I)全球定位系統(tǒng)(GPS)， 由GPS和廣域網(wǎng)單元ID定位主節(jié)點(diǎn)，(2)本地定位系統(tǒng)(LPS)，由RFID，IR-UffB和慣性預(yù)測(cè)定位從節(jié)點(diǎn)。相比LPS定位，GPS定位需要較長(zhǎng)時(shí)間和較大功耗，需要廣域網(wǎng)信號(hào)，GPS服務(wù)的可用。但LPS定位是在GPS已完成后的基礎(chǔ)上進(jìn)行，定位具有實(shí)時(shí)性，能夠參考時(shí)間間隔的長(zhǎng)短，用最簡(jiǎn)潔的方法更新目標(biāo)位置，避免了資源的浪費(fèi)。
通過(guò)自適應(yīng)地串接GPS定位系統(tǒng)和LPS定位系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)可擴(kuò)展定位。僅使用一個(gè)GPS裝置可粗略地定位主節(jié)點(diǎn)和一個(gè)傳感器網(wǎng)絡(luò)中的所有從節(jié)點(diǎn)。接著在GPS定位結(jié)果的基礎(chǔ)上使用LPS定位可以獲得主節(jié)點(diǎn)和每個(gè)從節(jié)點(diǎn)更高精度的定位信息。本發(fā)明提出的基于主從節(jié)點(diǎn)模式的物聯(lián)網(wǎng)物流通信系統(tǒng)，具體實(shí)施步驟如下
I、將主節(jié)點(diǎn)、從節(jié)點(diǎn)安裝到適當(dāng)?shù)奈恢?，保證各個(gè)設(shè)備都在網(wǎng)絡(luò)和通信范圍之內(nèi)。接通主節(jié)點(diǎn)設(shè)備電源。從節(jié)點(diǎn)始終處于工作模式。2、打開(kāi) GPRS/TCP 服務(wù)器。3、服務(wù)器向根據(jù)實(shí)現(xiàn)建立的主節(jié)點(diǎn)設(shè)備信息表中的主節(jié)點(diǎn)號(hào)碼等信息， 主節(jié)點(diǎn)發(fā)送一個(gè)初始配置命令(SKIBAR-SYS)，以告知服務(wù)器的IP和端口，比如 #PWD#SKIBAR-SYS#PWD, online, telia. se, 130. 237. 239. 251，10000，服務(wù)器將等待來(lái)自主節(jié)點(diǎn)的確認(rèn)信息。如果在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)沒(méi)有等到確認(rèn)信息，主節(jié)點(diǎn)將自動(dòng)重傳。 當(dāng)服務(wù)器獲得主節(jié)點(diǎn)的確認(rèn)信息后，主節(jié)點(diǎn)設(shè)備將被激活，接收、識(shí)別通信范圍內(nèi)的從節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，并向服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)。這一過(guò)程將自動(dòng)完成。4、服務(wù)器等待來(lái)自主節(jié)點(diǎn)的GPRS/TCP分組，并將接收到的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫(kù)中。用戶通過(guò)網(wǎng)絡(luò)登錄數(shù)據(jù)庫(kù)查詢數(shù)據(jù)。如有需要，用戶可查看傳感器狀態(tài)，通過(guò)要求服務(wù)器向主節(jié)點(diǎn)發(fā)送查詢命令 #PWD#START-SMS#SENSOR#
6、如有需要，用戶可要求服務(wù)器向主節(jié)點(diǎn)發(fā)送控制命令，比如開(kāi)始道路監(jiān)控 #PWD#R0AD-M0NI#1, 120，30，25#
或者停止道路監(jiān)控
#PWD#R0AD-M0NI#0, 120，30，25#。表I傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)報(bào)文字段說(shuō)明
權(quán)利要求
1.一種基于主從節(jié)點(diǎn)模式的物聯(lián)網(wǎng)物流通信系統(tǒng)，其特征在于包括多個(gè)物聯(lián)網(wǎng)從節(jié)點(diǎn)，每個(gè)從節(jié)點(diǎn)包括若干種傳感器模塊和用于與主節(jié)點(diǎn)通信的無(wú)線射頻模塊以及電池模塊；多個(gè)物聯(lián)網(wǎng)主節(jié)點(diǎn)，每個(gè)主節(jié)點(diǎn)包括電源供電模塊、用于與從節(jié)點(diǎn)通信的無(wú)線射頻模塊，用于與遠(yuǎn)端服務(wù)器通信的GPRS模塊，以及用于定位的GPS模塊，主從節(jié)點(diǎn)之間使用傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議通信；一個(gè)或多個(gè)服務(wù)器，每個(gè)服務(wù)器包括用于接收主節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的服務(wù)軟件，用戶界面和數(shù)據(jù)庫(kù)裝置，服務(wù)器與主節(jié)點(diǎn)之間使用廣域網(wǎng)通信協(xié)議通信；所述系統(tǒng)的通信鏈路中使用服務(wù)器與主節(jié)點(diǎn)，主節(jié)點(diǎn)與從節(jié)點(diǎn)的分層結(jié)構(gòu)，并且服務(wù)器與主節(jié)點(diǎn)之間通過(guò)廣域網(wǎng)絡(luò)連接，主節(jié)點(diǎn)與從節(jié)點(diǎn)之間通過(guò)傳感器網(wǎng)絡(luò)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的物聯(lián)網(wǎng)物流通信系統(tǒng)，其特征在于所述主節(jié)點(diǎn)設(shè)備包括廣域網(wǎng)通信模塊，用于接受服務(wù)器通過(guò)廣域網(wǎng)傳遞的數(shù)據(jù)；包括傳感器網(wǎng)絡(luò)模塊，用于與從節(jié)點(diǎn)通過(guò)短距離傳感器網(wǎng)絡(luò)通信。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的物聯(lián)網(wǎng)物流通信系統(tǒng)，其特征在于所述主節(jié)點(diǎn)與服務(wù)器之間使用廣域網(wǎng)節(jié)點(diǎn)通信協(xié)議，包括服務(wù)器通過(guò)短消息形式向主節(jié)點(diǎn)發(fā)起命令連接，然后主節(jié)點(diǎn)以短消息形式向服務(wù)器回復(fù)短消息確認(rèn)，以及主節(jié)點(diǎn)通過(guò)GPRS形式向服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息；所述主節(jié)點(diǎn)與從節(jié)點(diǎn)之間使用傳感器網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，包括主節(jié)點(diǎn)向從節(jié)點(diǎn)發(fā)送配置命令，以及從節(jié)點(diǎn)向主節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的物聯(lián)網(wǎng)物流通信系統(tǒng)，其特征在于所述主節(jié)點(diǎn)將多個(gè)從節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)匯聚成廣域網(wǎng)通信數(shù)據(jù)幀。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的物聯(lián)網(wǎng)物流通信系統(tǒng)，其特征在于使用基于主從結(jié)構(gòu)的定位算法為每個(gè)從節(jié)點(diǎn)提供定位服務(wù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的物聯(lián)網(wǎng)物流通信系統(tǒng)，其特征在于使用基于脈沖提取的壓縮方法對(duì)傳輸?shù)墓?jié)點(diǎn)速度和加速度數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的物聯(lián)網(wǎng)物流通信系統(tǒng)，其特征在于用戶界面提供產(chǎn)品的原產(chǎn)地以及加工運(yùn)輸過(guò)程中的位置、狀態(tài)信息。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的物聯(lián)網(wǎng)物流通信系統(tǒng)，其特征在于所述的從節(jié)點(diǎn)設(shè)備提供氧氣、二氧化碳、乙烯甲烷等易燃?xì)怏w的濃度數(shù)據(jù)；提供產(chǎn)品經(jīng)緯度、海拔高度以及該從節(jié)點(diǎn)與最近的主節(jié)點(diǎn)設(shè)備的距離，以及產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)速率、加速度數(shù)據(jù)；還提供產(chǎn)品所在環(huán)境的溫度、濕度數(shù)據(jù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的物聯(lián)網(wǎng)物流通信系統(tǒng)，其特征在于所述的從節(jié)點(diǎn)的設(shè)備在產(chǎn)品環(huán)境改變或者包裝受到破壞時(shí)提供報(bào)警。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的物聯(lián)網(wǎng)物流通信系統(tǒng)，其特征在于還包括一套服務(wù)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、分析軟件系統(tǒng)，用于收集主從節(jié)點(diǎn)采集、發(fā)送的數(shù)據(jù)，并對(duì)分析數(shù)據(jù)獲得監(jiān)控信息；所述的服務(wù)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、分析軟件系統(tǒng)，還用于分析傳感器數(shù)據(jù)獲得的物流環(huán)節(jié)信息。
全文摘要
本發(fā)明屬于無(wú)線通信技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種基于主從節(jié)點(diǎn)模式的物聯(lián)網(wǎng)物流通信系統(tǒng)。本發(fā)明包括多個(gè)從節(jié)點(diǎn)，多個(gè)主節(jié)點(diǎn)以及一個(gè)或多個(gè)服務(wù)器。其中主節(jié)點(diǎn)具有移動(dòng)通信模塊，可以通過(guò)移動(dòng)通信方式與服務(wù)器交換數(shù)據(jù)；主節(jié)點(diǎn)具有短距通信模塊，可以與從節(jié)點(diǎn)建立低功耗、短距離通信鏈路；主節(jié)點(diǎn)具有GPS通信模塊，可以執(zhí)行主從系統(tǒng)的定位操作。通過(guò)后臺(tái)服務(wù)系統(tǒng)為用戶提供產(chǎn)品實(shí)時(shí)信息、服務(wù)。通過(guò)主節(jié)點(diǎn)構(gòu)建的服務(wù)器-主節(jié)點(diǎn)-從節(jié)點(diǎn)的主從模式分層物聯(lián)網(wǎng)通信系統(tǒng)，相比傳統(tǒng)的服務(wù)器-網(wǎng)關(guān)-傳感器節(jié)點(diǎn)的系統(tǒng)構(gòu)架可以節(jié)省系統(tǒng)建設(shè)成本，提高系統(tǒng)部署能力。本發(fā)明主要應(yīng)用于農(nóng)場(chǎng)品生產(chǎn)、加工和物流運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)。
文檔編號(hào)H04W84/20GK102612170SQ201210076119
公開(kāi)日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月21日
發(fā)明者鄭立榮 申請(qǐng)人:復(fù)旦大學(xué)