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相關文獻指出,網(wǎng)絡編碼技術是將接收到的信息在轉發(fā)節(jié)點進行重新編碼,生成新的信息之后再轉發(fā)出去,而相關信息接收點在已知譯碼算法的情況下對接收到的信息進行分析,很快得出經(jīng)過編碼后的信息內(nèi)容。網(wǎng)絡編碼技術將來自多個信號源的信息在中間節(jié)點進行網(wǎng)絡編碼的方法明顯區(qū)別于傳統(tǒng)的將接收到的信息進行原封不動的儲存和轉發(fā),不同點主要體現(xiàn)在其吞吐量的大小上。經(jīng)過網(wǎng)絡編碼技術處理后的信息吞吐量明顯多于傳統(tǒng)的信息吞吐量,這樣可以大大節(jié)省網(wǎng)絡資源。網(wǎng)絡編碼主要在于解決如何將單源或多源到單點或多點的極限問題,盡可能的充分運用網(wǎng)絡資源,產(chǎn)生最大的信息吞吐量。網(wǎng)絡編碼主要作用于中繼節(jié)點,可以通過對中繼節(jié)點信號的處理方法對網(wǎng)絡編碼進行分類,主要的兩種物理層的網(wǎng)絡編碼類型為:模擬的網(wǎng)絡編碼和數(shù)字的網(wǎng)絡編碼。模擬的網(wǎng)絡編碼根據(jù)放大轉發(fā)型的中繼節(jié)點而來,源節(jié)點的信息互相交會在兩個時隙中完成,在兩個源節(jié)點消除干擾后,通過譯碼進行調(diào)節(jié),最后得到想要的數(shù)據(jù)。數(shù)字的網(wǎng)絡編碼根據(jù)解碼轉發(fā)型的中繼節(jié)點而來,源節(jié)點的信息互相交會在三個時隙內(nèi)完成,兩個源節(jié)點在接到信息后,先消除自干擾,最后進行譯碼調(diào)解后得到想要的數(shù)據(jù)。
2.網(wǎng)絡編碼在無線通信系統(tǒng)中的應用
(1)網(wǎng)絡編碼應用于無線自組織網(wǎng)絡
用物理層和網(wǎng)絡層來平衡供需是無線自組織網(wǎng)絡中的重要戰(zhàn)略,主要是利用網(wǎng)絡的編碼技術對路由算法進行優(yōu)化,從而增加無線自組織網(wǎng)絡的吞吐量。網(wǎng)絡編碼技術的運用增加了無線通信網(wǎng)絡的成本,并使得無線通信更加復雜,因此良好的傳輸方案是提高網(wǎng)絡信息吞吐量和降低無線通信技術復雜性的重要因素。根據(jù)相關文獻,該作者將通信的鏈路分類為信宿節(jié)點鏈路和中間節(jié)點。由于中間節(jié)點經(jīng)常接收來自各個信息源的信息,采用網(wǎng)絡編碼技術,增加信息的吞吐量,節(jié)約網(wǎng)絡資源。信宿節(jié)點處在通信過程的末端,只需要采用傳統(tǒng)的路由策略,降低無線通信技術的復雜性,節(jié)省網(wǎng)絡成本。
(2)網(wǎng)絡編碼應用于無線傳感網(wǎng)絡
將網(wǎng)絡編碼用于無線傳感網(wǎng)絡中,通過將通信節(jié)點資源結合起來,能夠加強通信網(wǎng)絡的安全性。傳感器的網(wǎng)絡主要包含的是數(shù)據(jù),通信節(jié)點通常能夠接受到很多不同的信號,這樣便可以采用網(wǎng)絡編碼技術。網(wǎng)絡編碼技術在無線傳感網(wǎng)絡中主要是在中繼節(jié)點選擇獨立的編碼系數(shù),對接收到的信息進行相關的計算,再將運算之后的結果傳播出來。在信宿節(jié)點上,主要是在知道編碼節(jié)點在線性編碼時使用的編碼的系數(shù)之后,對需要的信息進行解碼,得出想要的數(shù)據(jù)。
(3)網(wǎng)絡編碼應用于認知性無線網(wǎng)絡
在認知性無線網(wǎng)絡中,主要需要注意的問題在于解決主要用戶和次要用戶的無線通信網(wǎng)絡資源的共享問題。其要求是,在無線通信的過程中,必須要保證在不影響主要用戶的無線網(wǎng)絡通信性能的前提下,為次要用戶提供最好的通信性能。因此,在認知性的無線網(wǎng)絡中,各節(jié)點必須進行充分的合作,合理整合信息從而充分提高通信性能,提高通信效率。網(wǎng)絡編碼技術恰好能夠用于協(xié)調(diào)編碼,在認知性無線網(wǎng)絡中,不僅可以增加信息的吞吐量,節(jié)約網(wǎng)絡資源,又可以避免干擾主要用戶的通信質量,對認知無線網(wǎng)絡的發(fā)展具有重要作用。
3.結語
論文摘要:隨著油田的開發(fā),偏遠油區(qū)的數(shù)據(jù)監(jiān)控、視頻監(jiān)控在油田的安全生產(chǎn)、管理中發(fā)揮著重要作用,而無線通訊技術的應用已逐漸成為各種監(jiān)控系統(tǒng)的主要鏈路方式。本文對目前廣泛應用的幾種無線通訊技術的進行簡單介紹,分析偏遠油區(qū)的地理環(huán)境及生產(chǎn)環(huán)境對無線通訊技術應用的影響。并對應用無線網(wǎng)橋技術進行的平臺視頻監(jiān)控項目中的成功應用做簡單介紹。
1引言
在油田偏遠油區(qū)生產(chǎn)過程中,對相關生產(chǎn)參數(shù)及油井視頻進行遠程監(jiān)控對偏遠油井的安全生產(chǎn)起著至關重要的作用。但由于偏遠油區(qū)裝置遠離油田總部,應用有線的通訊方式,施工困難且周期長、靈活性差。而無線通訊方式由于其建立物理鏈路簡單易行,成本低,可以根據(jù)現(xiàn)場需求及時調(diào)整項目方案,靈活性好,系統(tǒng)的功能擴展方便,因此特別適合偏遠油區(qū)對通信鏈路的要求。
2常用的無線通訊技術
目前在油田現(xiàn)場廣泛應用的無線通訊技術主要有GPRS/CDMA、數(shù)傳電臺、擴頻微波、無線網(wǎng)橋及衛(wèi)星通信、短波通信技術等。
其中GPRS和CDMA技術中國移動和中國聯(lián)通公司的主營數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務,在數(shù)據(jù)傳輸方面有著很強的優(yōu)勢,即信號覆蓋范圍廣。對于陸上油田生產(chǎn)區(qū)域基本完全覆蓋。但由于海上油田地理位置特殊,遠離陸地的基站,因此很多海上生產(chǎn)平臺還無法為GPRS/CDMA信號完全覆蓋。此外經(jīng)過測試,GPRS的平均速率為20kbit/s~40kbit/s,CDMA的平均速率為80kbit/s~100kbit/s,可以滿足傳輸小數(shù)據(jù)量的生產(chǎn)數(shù)據(jù)要求,但無法滿足大數(shù)據(jù)量的信號(例如視頻信號)遠程無線傳輸。雖然有利用CDMA技術進行視頻信號傳輸?shù)陌咐Ч⒉焕硐搿?/p>
數(shù)字電臺用于點對點或點對多點的工作環(huán)境,能夠提供標準RS-232接口,可直接與計算機、RTU、PLC等數(shù)據(jù)終端連接,實現(xiàn)透明傳輸。數(shù)傳電臺的傳輸速率從1200~19.2Kbit,傳輸距離20~50公里。具有抗干擾能力強、接收靈敏度高等特點。數(shù)傳電臺技術比較成熟,標準統(tǒng)一,一直以來廣泛用于油田的數(shù)據(jù)遙測/數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控(SCADA)項目中。但隨著GPRS/CDMA技術的日漸成熟,相應的設備價格的降低,使得在很多應用場合中數(shù)傳電臺被GPRS/CDMA所取代。但同時,數(shù)傳電臺的相關技術也在不斷發(fā)展,智能化、網(wǎng)絡化、高帶寬的數(shù)傳電臺也不斷涌現(xiàn)。結合數(shù)傳電臺誤碼率低、信道可靠的特點,數(shù)傳電臺必將成為海上油田通信技術應用的可靠選擇。
擴頻微波和無線網(wǎng)橋技術是近幾年興起的一門數(shù)據(jù)傳輸技術。擴頻微波最大優(yōu)點在于較強的抗干擾能力,以及保密、多址、組網(wǎng)、抗多徑等,同時具有傳輸距離遠、覆蓋面廣等特點,特別適合野外聯(lián)網(wǎng)應用。而無線網(wǎng)橋是無線射頻技術和傳統(tǒng)的有線網(wǎng)橋技術相結合的產(chǎn)物。無線網(wǎng)橋是為使用無線(微波)進行遠距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)狞c對點網(wǎng)間互聯(lián)而設計。它是一種在鏈路層實現(xiàn)LAN互聯(lián)的存儲轉發(fā)設備,可用于固定數(shù)字設備與其他固定數(shù)字設備之間的遠距離(可達50km)、高速(可達百Mbps)無線組網(wǎng)。這兩項技術都可以用來傳輸對帶寬要求相當高的視頻監(jiān)控等大數(shù)據(jù)量信號傳輸業(yè)務。
例如,對于遠離陸地且無法進行中繼的海上平臺,通訊鏈路只能通過衛(wèi)星通信和短波通訊。其中衛(wèi)星通信范圍大,只要衛(wèi)星發(fā)射的波束覆蓋進行的范圍均可進行通信。不易受陸地災害影響,建設速度快,易于實現(xiàn)廣播和多址通信等等優(yōu)點。但其運行費用相對昂貴,且系統(tǒng)維護要求高。短波通訊以往只在軍事通信、專業(yè)通信、業(yè)余通信中發(fā)揮著極為重要的作用,因其傳輸速率低、噪聲大,電離層反射天波為主,通常不能穩(wěn)定的使用固定頻率工作等缺點,因此在其他領域已慢慢淡出人們的視線。盡管短波通信存在一些缺陷,但對于海上油田而言,短波通訊作為可靠性高、覆蓋區(qū)域廣的通信方式,用于海上平臺的緊急通信及小數(shù)據(jù)量傳輸應該是一個比較好的選擇。
3環(huán)境因素對技術應用的影響
偏遠油區(qū)的環(huán)境因素以以海上油田最為特殊。海上油田除了考慮信道帶寬,傳輸數(shù)率,傳輸距離,發(fā)射功率,天線要求等通信設備本身的技術參數(shù)外,在應用無線通訊技術的過程中,還必須全面地考慮海上平特的地理環(huán)境與地理條件對無線通信技術應用的影響。
3.1對信號傳輸?shù)挠绊?/p>
可以通過選取性能好的設備或應用抗干擾措施以減少甚至避免干擾。但無線通信過程中的信號衰落問題則是普遍存在的,而且是不可避免的。由于海上油田遠離陸地,與陸地之間的廣闊的海域、多變的氣候使得在陸上應用效果很好的技術在海上應用時沒有了用武之地。
微波在空間傳播中將受到大氣效應和地面效應的影響,導致接受機接受的電平隨著時間的變化而不斷起伏變化,我們把這種現(xiàn)象稱為衰落。從衰落的物理因素來看,可以分成以下幾類:吸收衰落、雨霧衰落、K型衰落、波導型衰落、閃爍衰落等等。在各種衰落因素中,吸收衰落、雨霧衰落及K型衰落對海上油田的無線通信應用影響較大。
3.2對技術應用的影響
各項通信技術在海上油田應用中還存在的另外一個問題就是其獨特的現(xiàn)場環(huán)境。海上平臺一般空間狹小,還要考慮海上多風,平臺最高點一般較低的特點。
首先是對天線安裝的限制。海上微波通信受地形地貌影響,相同的通信距離要求兩端天線的高度更高。對于衛(wèi)星通信、擴頻微波、短波通信等天線體積較大的應用,由于海上風力較大,抗風性的要求也使得設備在小平臺的安裝變得十分困難。
此外,對于無人值守的平臺,設備必須具有高可靠性、可自動維護、參數(shù)遠程設置等功能。而對于衛(wèi)星通信、短波通信等要求平臺上配備專業(yè)管理操作人員進行設備的管理維護,這一特點也為技術的應用帶來一定的限制。
4無線網(wǎng)橋技術在海上平臺視頻監(jiān)控中的應用
在實際的現(xiàn)場應用中,我們選取了基于5.8G無線網(wǎng)橋設備進行了現(xiàn)場應用測試。測試地點為淺海油井,測試內(nèi)容為4路視頻監(jiān)控圖像的傳輸。該系統(tǒng)具體解決方案是利用摩托羅拉Canopy5.8G無線網(wǎng)橋建立通信鏈路。在平臺一側首先通過視頻服務器將模擬視頻信號轉化為可在網(wǎng)絡傳輸?shù)腎P數(shù)據(jù)流,之后由無線網(wǎng)橋將信號傳輸?shù)疥懙囟恕j懙囟艘粋韧ㄟ^無線網(wǎng)橋進行接收后由視頻監(jiān)控服務器處理后,對視頻信號進行錄像存儲及Web。相關用戶可依據(jù)相應權限在局域網(wǎng)內(nèi)進行視頻圖像的瀏覽、錄像等操作。
系統(tǒng)通訊鏈路建立后,可遠端對設備參數(shù)進行設置,設備維護方便。監(jiān)控視頻圖像清晰、連貫,滿足監(jiān)控要求。從系統(tǒng)的鏈路冗余可以看出本次測試的應用距離已接近5.8G無線網(wǎng)橋技術在海上應用的最遠距離。從系統(tǒng)的穩(wěn)定性出發(fā),在更遠一些的類似應用中應謹慎選擇這項技術。
藍牙計劃基本上是一個無線傳輸?shù)挠媱潱恍枰高^實質線路,在一定的距離范圍內(nèi),可以傳輸可觀的資料量,當然這種無線傳輸并不像行動電話那樣數(shù)十公里內(nèi)皆可傳達,而是數(shù)十至數(shù)百公尺內(nèi)的短距離無線傳輸。此外可傳輸?shù)难b置不限于手機,只要有裝設藍牙收發(fā)模塊的裝置都可以使用藍牙傳輸,眼前的構想即是讓其它的行動裝置都可以使用藍牙傳輸,包括PDA、筆記型計算機、車用裝置等等。藍牙計劃的發(fā)起,主要是1998年5月,由Ericsson(愛立信,瑞典)、Intel(英特爾,美國)、NOKIA(諾基亞,芬蘭)、IBM(國際商務機器,美國)、TOSHIBA(東芝,日本)等五家公司,共同組織一個“特別參與組織(SIG,SpecialInterestGrou)”稱為BluetoothSIG,以此組織來制定一套短距離的無線傳送、接收的技術規(guī)格。
二、淺談藍牙技術
藍牙計劃雖是1998年開始,但是藍牙的技術根基卻來自1997年制訂完成的無線局域網(wǎng)絡通訊協(xié)議:IEEE-802.11。
藍牙基本上也是運用射頻(RF)方式進行無線通訊,至于使用的頻帶范圍,則是使用2.45GHz,這個無線電頻帶是全世界共同開放、不受法令限制的頻帶,舉凡工業(yè)、科學、醫(yī)療(ISM,Industrial/Scientific/Medical)、甚至微波爐等都是使用2.45GHz的頻帶。
由于這個頻帶被廣泛使用了,那么使用此頻帶進行通訊,絕對是很容易收到干擾的,因此藍牙規(guī)格被設計成可跳頻通訊,能夠在一秒鐘內(nèi)進行1,600次的跳頻動作,此這樣的動作避免其它通訊的干擾。由于每秒1,600次的快速跳頻,這也使得藍牙無線收發(fā)的數(shù)據(jù)封包不能太長,否則不能滿足如此頻繁的跳頻次數(shù),所以藍牙短封包、快速跳頻的特性,也使其無線傳輸能抗干擾、更穩(wěn)定通信。
藍牙規(guī)格已經(jīng)正式公布v1.0版,規(guī)格方面算是踏出成熟的第一步,接下來就是商品化、投入實際制造的階段。而要讓藍牙迅速普及,就是在既有的用途裝置上,追加設計藍牙功能即可,以節(jié)省開發(fā)時間與成本,為此藍牙射頻模塊就成為非常重要的一項零組件。
藍牙射頻模塊一方面要夠便宜,才可能快速普及,另一方面也要夠小巧,才能適用于所有的需求裝置上,目前專家推估射頻模塊的成本必須低于5美元才能普及,而各家公司也正加緊將射頻模塊設計地更精小、更便宜中。
三、藍牙技術的應用
藍牙由于具有1-2Mbps、10-100公尺的無線通訊能力,因此藍牙技術可以舒緩若干問題,例如可以直接利用藍牙的高速數(shù)據(jù)傳輸率來傳輸語音,等于是把藍牙通訊當成無線電話的功能。
另外對于小公司、小環(huán)境等,也可以省去布設實質線路的成本,以及后續(xù)線路維護的困擾。還有藍牙可以指定隔絕與通行的通信功能,也等于可以建立無線的LAN環(huán)境、小族群通訊環(huán)境。
四、藍牙技術的展望
(一)藍牙收發(fā)話器對健康的好處。由于手機有高功率的電磁波,據(jù)報導證實電磁波會對人體造成傷害,所以有了藍牙,你將可以把一個小小的藍牙附件裝在你的大哥大,然后把收發(fā)話器戴在你的耳朵(由于藍牙應用的是低功率,所以不會對人體有任何傷害)。準備好了以后,你就把你的大哥大放在口袋里講電話,不必把電話緊貼的臉,甚至按下收發(fā)話器上的按鈕就可以直接接聽來電。
(二)比一般傳統(tǒng)式紅外線傳輸更快,且不用對準兩個傳輸端口成一直線。藍牙科技在傳輸方面的好處就是,它能夠允許兩個裝置,在不排成一直線的狀態(tài)下,還能夠以無線的方式傳送數(shù)據(jù)。不像紅外線傳輸最大的缺點是,你必須對準兩個傳輸端口成一直線才有辦法傳送數(shù)據(jù)。藍牙傳輸甚至無視于墻壁、口袋、或公文包的存在而可以順利進行。藍牙的數(shù)據(jù)傳輸速度比紅外線傳輸還要快,每秒鐘高達1MB
(三)手表可自動對時間,無線下載Mp3。只要將來手表有內(nèi)建藍牙且有Mp3撥放功能,這樣一來將可自動設定為標準時間,且可很方便的隨時從計算機傳輸歌曲。
(四)其它還有很多很多,只要現(xiàn)在是要接線的,都有可能會被藍牙所應用。藍牙技術一旦普及,相信對通訊方式、產(chǎn)品設計、生活方式等都會有巨幅的沖擊,甚至很難想象沖擊的程度。不過就現(xiàn)階段而言,藍牙可能帶來的便利卻是可以想象的,各位可以想象家里安裝一個藍牙收發(fā)基地臺,家中的計算機、電話、傳真機都不用實際接線,就可以互通或連外。在公司內(nèi)外務人員趕時間,只要在藍牙收發(fā)范圍內(nèi)都可以傳送數(shù)據(jù),例如咖啡廳、車站等都可以。此外倉庫的盤點盤查,只要帶個PDA,倉庫內(nèi)設有藍牙基地臺,馬上可以跟全省各地的倉庫進行盤點加總,當然,藍牙基地臺后面有接往Internet,或是以公司專線,或VPN方式連接。另外數(shù)字相機拍完的相片,只要接近筆記型計算機就可以回傳,省去記憶卡的插拔,既有計算機外設裝置也都可以無線化,無線打印機、無線鍵盤、鼠標、搖桿。還有家中、公司都設有藍牙基地臺,則一支具有藍牙功能的手機,在家就可以跟居家無線電話一樣使用,而且是付居家電話費,在公司則變成自己的辦公分機,公司替您付電話費,而在外出時就跟一般行動手機一樣使用,這樣真正落實一人一機終生用的理想,這種方式也被人稱為三合一電話,即是居家、辦公、行動電話三者合一。
五、結束語
藍牙技術一定會飛速發(fā)展,但仍然有一些應用的細節(jié)問題需要解決,如相鄰設備之間為防止信息誤傳和被截取,必須要用戶提前設置對應頻段等,嚴重影響藍牙技術產(chǎn)品面市的速度。但相信隨著一個不斷完善的發(fā)展過程,藍牙技術會為我們的未來家居和辦公帶來不僅僅是方便一點的革命。
參考文獻:
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【關鍵詞】物聯(lián)網(wǎng) 課程 教學實踐 應用能力
【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1006-9682(2012)06-0063-02
一、引 言
物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things,IOT)又稱傳感網(wǎng),指的是將無處不在的末端設備和設施,包括具備“內(nèi)在智能”的傳感器、移動終端、工業(yè)系統(tǒng)、樓控系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)和“外在使能”的各種資產(chǎn)、攜帶智能終端的個人與車輛等,通過各種無線或有線的通訊網(wǎng)絡實現(xiàn)互聯(lián)互通,從而提供安全可控乃至個性化的實時監(jiān)控、定位溯源、報警聯(lián)動、遠程控制、安全防范等管理和服務功能,實現(xiàn)任何智能物體間的“管、控、營”一體化。物聯(lián)網(wǎng)是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)和移動通信之后的又一次信息產(chǎn)業(yè)的革命性發(fā)展。目前物聯(lián)網(wǎng)被正式列為國家重點發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一。物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)具有產(chǎn)業(yè)鏈長、涉及多個產(chǎn)業(yè)群的特點,其應用范圍幾乎覆蓋了各行各業(yè)。并且隨著科學技術的不斷發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)技術將催生新的產(chǎn)業(yè),形成新的經(jīng)濟增長點,其發(fā)展前景十分可觀。鑒于此,2010年8月,教育部審批通過了35所高校獲批開設物聯(lián)網(wǎng)相關專業(yè),新設專業(yè)將自2011年開始招生。在2011年,又有27所高校設置的“物聯(lián)網(wǎng)”專業(yè)通過了教育部的審批。
二、教學實踐與教學方法的初步探索
筆者所在的大學還未申報物聯(lián)網(wǎng)專業(yè),但與物聯(lián)網(wǎng)技術相關的支撐專業(yè)門類比較齊全,如信息與通信工程、電子科學技術、計算機科學與技術、控制工程及測控技術及儀器等專業(yè)?;诖耍P者在2011年連續(xù)兩個學期開設了物聯(lián)網(wǎng)技術導論的公選課,學生選課非常踴躍,170人的選課規(guī)模每次都爆滿,從這可以看出當前本科生對物聯(lián)網(wǎng)等新生技術具有非常強的學習欲望。針對物聯(lián)網(wǎng)技術的特點,在現(xiàn)有教學技術的基礎上,對教學方案進行了初步探索。
1.合理選擇教材
筆者結合選課學生的特點:不僅有理工科學生,還有社會科學類學生,選擇了周洪波博士所編寫的《物聯(lián)網(wǎng)技術、應用、標準和商業(yè)模式》一書。此書以通俗易懂的方式,指導學生了解物聯(lián)網(wǎng)世界,且不需要較強的專業(yè)背景,適應不同專業(yè)的學生。
2.嚴格修訂教學大綱,合理安排教學內(nèi)容。
教學大綱不僅是進行教學內(nèi)容及進度的依據(jù),也是考試考查的依據(jù),更是教學質量評估的依據(jù)。一個好的教學大綱,非常有利于教學質量的提高。在教學內(nèi)容上,首先講述物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與機遇,讓同學們明白物聯(lián)網(wǎng)技術無論是在經(jīng)濟、生活以及國家戰(zhàn)略上都有非常重要的前景。讓同學們掌握互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)以及它們的區(qū)別與聯(lián)系,并了解基于四大技術的物聯(lián)網(wǎng)支柱產(chǎn)業(yè)群,分別為RFID從業(yè)人員、傳感網(wǎng)從業(yè)人員、M2M人群以及工業(yè)信息化人群;其次,著重講述物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈,即Device、Connect以及Manage(DCM)三層系統(tǒng),或者也可稱之為感知層、網(wǎng)絡層和應用層。讓學生了解物聯(lián)網(wǎng)的通訊與連接,包括短距離無線通訊技術、長距離無線通訊技術、短距離有線通訊技術和長距離有線通訊技術。在物聯(lián)網(wǎng)應用方面,通過物聯(lián)網(wǎng)在城市市政管理、農(nóng)業(yè)園林、醫(yī)療保健、智能樓宇和交通運輸?shù)确矫婧屯瑢W們進行交流和探討。并通過介紹各種傳感器的原理與技術,讓同學們對整個物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)有更進一步的了解。
3.教學方法和教學互動
物聯(lián)網(wǎng)是個實用性很強、發(fā)展前景很廣的技術。將來物聯(lián)網(wǎng)會發(fā)展到什么程度,對人類的科技和生活會產(chǎn)生什么影響,都是一個未知數(shù)。因而在教學過程中,筆者非常注意和學生互動,讓同學們發(fā)揮自己的想象力,盡量去描繪50年,甚至100年后因物聯(lián)網(wǎng)的存在,人們的生活所發(fā)生的翻天覆地的變化。在上課過程中,筆者既有講述的環(huán)節(jié),有和學生互動的環(huán)節(jié),更有讓學生分組討論的環(huán)節(jié)。筆者希望此課程是個開放的課程,學生不僅能學到知識,更能發(fā)揮自己的主觀能動性。同時,通過運用多媒體等途徑來呈現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)所存在的問題和發(fā)展前景,請同學們利用已有知識,并發(fā)揮自己的想象嘗試提出解決方案,設置懸念,然后抓住重點、熱點作深入分析,最后上升為理論知識。從而使課程生動形象,對錯分明,環(huán)環(huán)相扣,印象深刻,氣氛活躍。當然,這種講課方式有一個前提,那就是建立在師生間平等、相互理解的基礎上。這種授課方式,就是師生間的相互溝通,實現(xiàn)這種溝通,理解是基礎,也即心靈交融,才能實現(xiàn)交往、溝通。
4.考核方式
為了適應物聯(lián)網(wǎng)技術應用型人才培養(yǎng)目標的要求,筆者在考核方式上突出強調(diào)學生對物聯(lián)網(wǎng)技術的基本概念掌握和發(fā)展前景設想,同時考查學生的論文寫作能力,從而實現(xiàn)對學習過程的督促與考核,客觀完整地評價學生的學習效果。在考核的評價標準上學生的成績由學生上課過程中的討論報告、出勤率和最終課程論文三個部分組成。其中討論報告占20%,出勤率占20%,最終課程論文占60%。這種考核方式既能讓學生進一步了解物聯(lián)網(wǎng)技術,又能發(fā)揮學生的想象力和主動性,并能讓學生初步掌握科技論文的寫作格式和寫作方法。
三、結束語
物聯(lián)網(wǎng)是一個新興的產(chǎn)業(yè)和技術,筆者依據(jù)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的特點,結合我校應用型人才的培養(yǎng)目標,從物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)設置的現(xiàn)狀、教學內(nèi)容、教學方法和考核方式等方面進行了初步的探討。經(jīng)過幾個學期的教學探索,摸清了教學規(guī)律,優(yōu)化了教學過程,改進了教學方法,使學生具有合理的知識結構,理論與實踐相結合,從而具有解決實際問題的能力、開放的思維和協(xié)作能力,能夠暢想未來,把握經(jīng)濟、社會和科學發(fā)展的大趨勢,以適應社會經(jīng)濟和本科生教育信息化發(fā)展的需要,成為能夠適應21世紀新挑戰(zhàn)的復合型高端人才。
參考文獻
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論文關鍵詞:車輛實時動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng),郵件攬投,車輛管理
1、引言
現(xiàn)階段,郵政EMS的郵件攬投和車輛管理依然是粗放式生產(chǎn)和管理,無法和國外大型快遞公司進行競爭,現(xiàn)代科學技術并沒有引入其中,采用的仍是傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式和管理方法,管理沒有精細化,缺乏先進的生產(chǎn)技術和管理經(jīng)驗。就此,筆者將車輛實時動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)引入EMS郵件攬投和車輛管理中。
隨著無線通信技術和計算機技術的發(fā)展,為各個行業(yè)中交通物流的管理提供了新的技術手段,從而可以有效提高現(xiàn)有的行業(yè)管理與服務效率,GPS車輛監(jiān)控系統(tǒng)充分利用了現(xiàn)代科學技術的最新成果,綜合利用計算機網(wǎng)絡、全球衛(wèi)星定位(GPS)、無線通信、地理信息系統(tǒng)(GIS)等多學科的前沿技術,與行業(yè)的應用特點緊密結合,提供基于GPS位置服務的車輛監(jiān)控管理平臺。
車輛實時動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)是以GPS車載導航技術為依托,針對現(xiàn)場特點而開發(fā)的系統(tǒng)。GPS車載導航技術由GPS、地理信息系統(tǒng)及無線通信技術構成。GPS接收機接收GPS衛(wèi)星的導航信號,獲取運動體的實時位置;無線通信技術把運動體的實時位置及附加信息傳送到監(jiān)控中心;地理信息系統(tǒng)(GIS)則把計算機技術、圖形技術、數(shù)據(jù)庫技術融合于一體,在調(diào)度中心對監(jiān)控物體的空間位置及用戶賦予的屬性信息進行管理、顯示和分析,達到實時動態(tài)監(jiān)控的目的。
這一技術又稱為智能交通(ITS),如把該技術應用于中國郵政EMS攬投中,將增強EMS攬收和投遞能力,降低人力資源的管控成本,提高企業(yè)管理水平,避免車輛的閑置,讓其得到充分使用,對保障車輛安全都能起到積極作用。
2、EMS車輛管理現(xiàn)狀
2.1、攬投工作
每天早上各個攬投部將郵件派攬給各個攬投員,讓其進行投遞。攬投人員對郵件派投以后,把投遞局留存聯(lián)交給收班人員,收班人員再依次把妥投信息錄入微機,郵件的實際妥投狀態(tài)和上網(wǎng)查詢的妥投信息至少存在半天的時差。而順豐快遞,在郵件妥投以后,就能即時地將相應的妥投信息傳遞到網(wǎng)絡平臺上,供客戶查詢,為企業(yè)贏得美譽度。
2.2、車輛歸集
每天下午在郵件攬投工作結束以后,EMS車輛必須停在指定的地點,進行歸集。但是有部分攬投人員在收班以后,對車輛并沒有進行歸集,收班后印有EMS標識的車在大街上隨處可見,直接導致部分車輛油耗量較大,并帶來安全隱患。
3、EMS車輛實時動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)介紹
將車輛實時動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)引入EMS中,可對郵件攬收和投遞生產(chǎn)過程進行可視化管理,同時將EMS車輛納入信息化管理,對人、車、物進行有序地調(diào)度管理,保證EMS安全、快捷生產(chǎn)。GPS車輛監(jiān)控系統(tǒng)一方面利用GPRSCDMA等信道,將車輛的位置信息、報警信息和服務信息實時傳送到監(jiān)控系統(tǒng); GPS監(jiān)控平臺是車輛監(jiān)控系統(tǒng)的核心,提供GPS信息的采集、格式轉換與分發(fā)服務,響應用戶的各種命令請求,提供數(shù)據(jù)庫應用與存儲服務,完成用戶身份識別與安全控制。它包括:用戶服務(UAS)、派發(fā)中心(EGF)、數(shù)據(jù)庫應用服務器(DAS)、通訊接口(CI)及系統(tǒng)信息管理(MIS)軟件包等。
各監(jiān)控分中心根據(jù)相應權限安裝監(jiān)控端,通過INTER網(wǎng)絡接入GPS車輛監(jiān)控系統(tǒng),也可通過專線方式接入。為保證系統(tǒng)的安全性,可在客戶服務器上加上防火墻以保證系統(tǒng)不受外部侵入和損害。
GPS綜合服務平臺是車輛調(diào)度服務中心的核心,提供GPS信息的采集、格式轉換與分發(fā)服務,響應用戶的各種命令請求,提供數(shù)據(jù)庫應用與存儲服務,完成用戶身份識別與安全控制。它包括:用戶服務(UAS)、派發(fā)中心(EGF)、數(shù)據(jù)庫應用服務器(DAS)、通訊接口(CI)及系統(tǒng)信息管理(MIS)軟件包等。系統(tǒng)采用模塊化設計,運行平臺為UNIXLINUXWINDOWS操作系統(tǒng),數(shù)據(jù)庫采用目前最流行最穩(wěn)定的ORACLE數(shù)據(jù)庫。GPS綜合服務平臺與各種車載終端相連接的接口為獨立的通信接口(CI),可以實現(xiàn)專網(wǎng)終端、公網(wǎng)終端并網(wǎng)運行,并可以任意擴充終端種類,無需修改服務程序。其另一個重要部分是GPS專用GIS控件,專注于快速、形象、生動的顯示GPS信息。在每一個模塊快速、高效、穩(wěn)定運行的基礎上,各模塊間可實現(xiàn)無縫連接,完成不同監(jiān)控應用;不同GPS移動單元,不同通訊方式在同一個系統(tǒng)上的統(tǒng)一運行。
由于GPS定位派發(fā)的特殊性,要求系統(tǒng)能夠盡可能快地將GPS定位數(shù)據(jù)分發(fā)到不同的監(jiān)控端,而丟失一兩個定位數(shù)據(jù)是可以容忍的。在應用中,監(jiān)控用戶向系統(tǒng)發(fā)出的登錄、呼車、車輛控制等命令相對有限,而網(wǎng)絡中最大流量的數(shù)據(jù)是GPS定位數(shù)據(jù)包,所以系統(tǒng)間各個部分之間相連采用TCP/IP網(wǎng)絡,并大量采用UDP協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)。由于UDP是無連接傳輸,系統(tǒng)開銷小,適合于大數(shù)據(jù)量的傳輸,而對于系統(tǒng)中命令的傳輸,采用命令確認機制,使保證命令正確傳輸,這樣使系統(tǒng)以最高的效率轉發(fā)GPS定位數(shù)據(jù)包,同時能夠保證命令信息的正確傳輸。
由于科技發(fā)展的日新月異,特別是無線通訊發(fā)展迅速,而GPS定位派發(fā)系統(tǒng)要與無線通訊系統(tǒng)連接,所以系統(tǒng)的可擴展性也影響到了系統(tǒng)的使用,只有方便升級和擴展的系統(tǒng)才能適應當前的用戶需求,因此系統(tǒng)采用服務器分布模塊式設計,以不同的服務器實現(xiàn)不同的功能,使系統(tǒng)功能的增加不需要對整個系統(tǒng)做修改。
3.1系統(tǒng)拓撲結構
監(jiān)控系統(tǒng)的拓撲結構是由監(jiān)控中心和移動端構成,如圖1所示。移動端即EMS車輛,監(jiān)控中心設置在網(wǎng)運部,通過無線傳輸方式進行數(shù)據(jù)通訊。
圖1
1)、軟件平臺
軟件平臺包括以下軟件:
windows操作系統(tǒng);
VB6.0;
MapX5.0;
Access數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。
2)、通訊方式
無線上網(wǎng)進行數(shù)據(jù)通訊。
3)、移動目標配置
配PDA采用無線上網(wǎng),EMS此前購置的一批PDA可以采用。
3.2系統(tǒng)功能
利用有效方式實現(xiàn)多終端分級管理模式。系統(tǒng)包括基本GIS功能模塊、移動目標(車輛)跟蹤模塊、數(shù)據(jù)庫管理模塊。
關鍵詞:車載終端TSP云服務后臺車聯(lián)網(wǎng)
中圖分類號:TN929文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2015)01(c)-0000-00
1 引言
智能終端是車聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分,基于核心模塊/芯片的智能終端解決方案可以使得車聯(lián)網(wǎng)開發(fā)人員,包括終端開發(fā)人員,更多關注于應用,而不再關心底層細節(jié);而且,核心模塊中封裝了智能終端大多數(shù)通用功能,使得開發(fā)人員不再重復開發(fā),從而實現(xiàn)資源重用,提高終端的開發(fā)效率與可靠性,降低終端的技術難度,因而是車聯(lián)網(wǎng)的關鍵核心技術。但目前國內(nèi)外還沒有能滿足智能終端需求的模塊與芯片。文獻[1-4]對車聯(lián)網(wǎng)終端進行了研究開發(fā),但是模塊沒實現(xiàn)通用功能的封裝。本文基于通信端口復用芯片和電源復用的終端系統(tǒng),把無線通信技術、總線技術、互聯(lián)網(wǎng)技術、嵌入式技術以及衛(wèi)星導航技術有機集成,以提供車聯(lián)網(wǎng)的各項服務。
2 系統(tǒng)研究
通過無線通訊傳輸,將汽車電子CAN/LIN總線數(shù)據(jù), 傳遞到智能終端服務后臺系統(tǒng),動態(tài)進行OBD診斷;并通過(UTC)、IPv6等技術,實現(xiàn)車載終端數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)長時在線,將故障信息主動反饋給駕駛者,動態(tài)干預預防事故發(fā)生;對通信端口復用芯片和電源復用技術提出了解決方案,以降低智能車載終端的生產(chǎn)低成本;通過集成汽車電子,實現(xiàn)事故發(fā)生時,主動將事故車輛的位置信息通過智能車載終端發(fā)送給服務后臺,獲得準確及時的車輛和人員救援。
通過Telematics系統(tǒng)后臺和終端軟件,利用遠程通信、GPS等技術手段,整合呼叫中心、增值服務內(nèi)容提供商、行業(yè)信息管理系統(tǒng)(如銀行車貸系統(tǒng)、車險管理系統(tǒng)及110聯(lián)動系統(tǒng)等)、多媒體資訊廣告內(nèi)容提供商、電訊運營商等產(chǎn)業(yè)鏈的相關企業(yè),為車主、汽車生產(chǎn)廠商、汽車銷售商(4S店)等提供位置信息、互聯(lián)網(wǎng)、汽車售后等服務。
3 車載終端及云服務后臺系統(tǒng)關鍵技術
a) 通信端、供電線路復用技術
通過對通信端、供電線路服用技術的設計,將GPS導航模塊和3G模塊融合,減少了模塊的體積,降低了生產(chǎn)成本。其設計圖如下所示:
圖1車載終端通信端、供電線路復用設計圖
b) 基于汽車電子CAN總線、LBS、OBD等功能的一鍵通技術
在車載信息服務后臺的基礎上,實現(xiàn)基于云技術的自主創(chuàng)新的UTS(Unified Telematics System)車聯(lián)網(wǎng)信息服務后臺的建設,整合如保險、救援、加油、節(jié)能環(huán)保、智能交通等的SP(Service Provider),AP(Application Provider),CP(Content Provider),Call Center等多方資源,為車主提供個性化的貼心服務。
c) 基于嵌入式技術的車載終端TSP云服務后臺研發(fā)
車載終端TSP云服務后臺通過用戶界面良好、網(wǎng)絡支持方便和應用開發(fā)便捷的設計,把無線通信技術、總線技術、互聯(lián)網(wǎng)技術、嵌入式技術以及衛(wèi)星導航技術有機集成,以提供車聯(lián)網(wǎng)的各項服務。
4 系統(tǒng)功能
系統(tǒng)具有導航,通信,車輛安防,救援、多媒體與移動辦公等功能,為汽車用戶提供安全,高效,節(jié)能環(huán)保,和生活個性化服務,提高交通和車輛相關數(shù)據(jù)采集和處理能力,消除車輛信息孤島現(xiàn)象,從而提高實時路況數(shù)據(jù)監(jiān)測準確性和車輛使用安全性。
5 系統(tǒng)優(yōu)勢和前景
系統(tǒng)居于國內(nèi)領先地位,市場競爭優(yōu)勢明顯;推進國家車聯(lián)網(wǎng)、智能交通的發(fā)展,進而為智能城市的建設奠定基礎。打破國外廠商壟斷該市場的局面,實現(xiàn)國內(nèi)首創(chuàng),國際領先。
在美國,歐盟、日本、韓國,車廠前裝智能車載終端的比例高達40%-70%。而在中國,目前前裝車載只有不到5%的比例。中國已經(jīng)是全球最大汽車銷量國家,2012年達到了1860萬量。權威預測, 2015年將達到2000萬輛,2020年,年銷量將達到4000萬輛,占據(jù)全球50%的銷售市場。假設按照50%前裝比例,按每臺智能車載終端2000元計算,該產(chǎn)品市場容量每年將達到400億;服務費按每年500元計算,該新興產(chǎn)業(yè)每年的服務費可達100億元,年經(jīng)濟產(chǎn)值2項合計500億元。本文的研究成果如在我國大規(guī)模推廣應用,將會帶來廣闊的產(chǎn)業(yè)化前景。同時,近年來,政府的政策支持力度加大,網(wǎng)絡和通信等關鍵技術發(fā)展迅速,商業(yè)模式和產(chǎn)業(yè)鏈也逐漸成熟,設備和服務價格的逐步降低,智能車載3G/導航設備目前處于快速發(fā)展階段,預計2014年全球產(chǎn)業(yè)規(guī)模將突破1100億美元。
6 結語
通過本文的研究,在行業(yè)內(nèi)打造低成本的車載智能信息終端,推廣行業(yè)應用,促進車載行業(yè)的發(fā)展,為國家推進車聯(lián)網(wǎng)、智能交通奠定了基礎。
參考文獻
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論文關鍵詞:3G-EVDO,無線局域網(wǎng)絡,稅源監(jiān)控系統(tǒng)
稅源監(jiān)控系統(tǒng)是稅務機關利用現(xiàn)代信息技術對稅源信息進行全面采集、分析和利用的稅務信息化應用系統(tǒng)。一般由企業(yè)端和稅局端組成。安裝在企業(yè)的企業(yè)端系統(tǒng)功能是用于對企業(yè)進行稅源信息監(jiān)控、采集和數(shù)據(jù)傳輸;安裝在稅務機關的稅局端系統(tǒng)功能是用于接收所采集的稅源信息,并對信息進行分析和利用。稅源監(jiān)控系統(tǒng)是稅務機關對重點稅源企業(yè)進行實時監(jiān)管的重要工具,應用先進信息技術提高系統(tǒng)功能,對稅務機關降低稅源監(jiān)控成本,提高稅源監(jiān)控實效,從源頭堵塞稅收流失具有重大意義。
一、無線監(jiān)控技術簡介及3G-EVDO優(yōu)勢分析
1. 無線監(jiān)控技術簡介
目前無線監(jiān)控技術實現(xiàn)上有下面幾種方式:
(1)模擬無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊實現(xiàn)。該類監(jiān)控數(shù)據(jù)傳輸距離主要由發(fā)射機的發(fā)射功率來決定,監(jiān)控范圍受發(fā)射距離的限制,范圍?。粩?shù)據(jù)在空中傳播,易受電磁等干擾,數(shù)據(jù)可靠性不好;模擬傳輸沒有很好的加密模式,安全性不好;數(shù)據(jù)傳輸率很低,不能滿足稅源監(jiān)控要求的從企業(yè)原料采購到成品銷售的多個重要環(huán)節(jié)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)采集及時性、準確性、安全性等要求。
(2)GSM網(wǎng)絡實現(xiàn)。這類監(jiān)控通信方式是依托全球的GSM網(wǎng)絡,它的最大特點是打破了距離的限制,從而可以實現(xiàn)遠程監(jiān)控。主要是利用GSM短消息業(yè)務或語音業(yè)務進行業(yè)務監(jiān)控。語音業(yè)務就是利用語音信道進行通信,把各種信息轉化成語音信號計算機論文,通過語音信道發(fā)送。缺點是:由于網(wǎng)絡傳輸不穩(wěn)定,短信中心容量等問題,信息發(fā)送不可靠,并且缺乏安全性;消息的發(fā)送到接受很多情況會有較大時延,加上內(nèi)容長度限制和GSM上網(wǎng)速度只能達到9.6kbps,這種網(wǎng)絡環(huán)境無法滿足企業(yè)稅源實時監(jiān)控和準確性的要求。
(3)GPRS網(wǎng)絡實現(xiàn)。GPRS是由中國移動推出的2.5G服務,是在現(xiàn)有的GSM系統(tǒng)上發(fā)展出來的一種新的分組數(shù)據(jù)承載業(yè)務論文服務。GPRS與GSM語音的根本區(qū)別是,GSM的基礎是電路交換,GPRS的基礎是分組交換。因此,GPRS特別適用于突發(fā)性的、少量的數(shù)據(jù)傳輸,也適用于偶爾的大數(shù)據(jù)量傳輸。和GSM相比的優(yōu)點是傳輸速度較快,缺點是數(shù)據(jù)傳輸速度偏低,有跳躍性,只能滿足部分視頻監(jiān)控的要求。
(4)3G-EVDO即CDMA2000 1x EVDO,是3G系統(tǒng)CDMA2000的演進版本,基于CDMA的集群技術。3G-EVDO系統(tǒng)設計的基本思想是將高速分組數(shù)據(jù)業(yè)務與低速語音及數(shù)據(jù)業(yè)務分離開來,利用單獨載波提供高速分組數(shù)據(jù)業(yè)務,而傳統(tǒng)的語音業(yè)務和中低速分組數(shù)據(jù)業(yè)務仍由 CDMA2000 1x系統(tǒng)提供,這樣可以獲得更好的頻譜利用效率,網(wǎng)絡設計也比較靈活,抗干擾能力強、信號穿透能力強、系統(tǒng)容量大。1x EV-DO 于2001 年被ITU-R 接受為3G 技術標準之一。
2. 3G-EVDO技術優(yōu)勢分析
3G-EVDO是基于CDMA系統(tǒng)的升級,兼容了IS-95系統(tǒng)的空中接口技術,在升級上只需進行軟件方面的升級。而CDMA網(wǎng)絡經(jīng)過7年多的建設,通信網(wǎng)絡覆蓋全國,基礎設備完善齊全,將會是最快升級到3G網(wǎng)絡的系統(tǒng)。通信過程中不會產(chǎn)生脈沖式射頻,當在周圍各種強電設備密布的情況下,不會給其他電器設備造成射頻破壞。3G-EVDO通信網(wǎng)絡覆蓋全國,并成為成熟和穩(wěn)定的網(wǎng)絡,為無線局域網(wǎng)絡稅源監(jiān)控系統(tǒng)提供一個穩(wěn)定、安全的接入環(huán)境。3G-EVDO系統(tǒng)本身網(wǎng)絡的安全性就好,傳輸過程中滿足IP化和多媒體化的需求,系統(tǒng)具備視頻編解碼處理、網(wǎng)絡通信、自動控制等強大功能計算機論文,直接支持網(wǎng)絡視頻傳輸和網(wǎng)絡管理,使得監(jiān)控范圍達到前所未有的廣度。比較符合以后的發(fā)展方向。3G-EVDO可提供高達153.6kps的無線數(shù)據(jù)通訊帶寬,采用信道資源分配方式,可確?;跓o線局域網(wǎng)絡的稅源監(jiān)控系統(tǒng)企業(yè)信息傳輸?shù)膶崟r性。目前從技術先進性上來看,3G-EVDO是各種無線網(wǎng)絡通訊技術中最新的改良技術,在網(wǎng)絡安全、傳輸、解碼、分配、覆蓋等方面都有著明顯的優(yōu)勢。
二、3G-EVDO技術在稅源監(jiān)控中應用的意義
伴隨著網(wǎng)絡技術3G業(yè)務應用范圍不斷擴大,基于3G系統(tǒng)的無線局域網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)將會用到各個領域,3G技術與稅務信息化的結合也是大勢所趨。目前國內(nèi)有關無線局域網(wǎng)稅源監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)品多數(shù)為針對2G無線網(wǎng)絡系統(tǒng)進行開發(fā)的,由于稅源監(jiān)控圖像所包含的信息量非常大,而2G通信系統(tǒng)本身又具有帶寬小、抗干擾能力差、衰落嚴重、誤碼率高等特點,稅源監(jiān)控數(shù)據(jù)傳輸容易掉包的問題沒有得到很好解決,無法達到實時監(jiān)控的作用。如何將遠程的監(jiān)視、系統(tǒng)遙控、監(jiān)控無線化有機地結合起來,做到既可以基于無線網(wǎng)絡進行遠程的監(jiān)視、遙控和圖像的傳輸,又具備通常稅源管控的功能,并且投入費用合理,能夠更加有效地確保系統(tǒng)運行穩(wěn)定,將安全防范技術提高到一個新的水平,是目前稅源監(jiān)控信息化的應用的最大需求. 開發(fā)基于3G-EVDO無線局域網(wǎng)絡的稅源監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)稅源監(jiān)控管理網(wǎng)絡化、無線化、遠程化具有積極的現(xiàn)實意義,主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
1.有利于實施全方位的稅源動態(tài)監(jiān)控
基于3G-EVDO的企業(yè)無線局域網(wǎng)絡稅源監(jiān)控系統(tǒng),可深入企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營全部環(huán)節(jié),進行實時監(jiān)控、采集企業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營真實信息,實施全方位的稅源動態(tài)監(jiān)控和納稅評估,對提高稅源信息采集質量、加強信息共享和綜合分析利用、查找和堵塞征管漏洞、提高稅源管理實效具有重大意義。
2.有利于解決復雜工業(yè)環(huán)境下有線網(wǎng)絡稅源監(jiān)控技術難題
有關稅源監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)與應用,在國內(nèi)也已有少量報道,但企業(yè)現(xiàn)有的局域網(wǎng)絡都是有線網(wǎng)絡,在工業(yè)環(huán)境復雜的企業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中有線網(wǎng)絡的應用受到環(huán)境的很大限制,存在布局困難、損耗大、傳輸距離短、分布范圍有限、運行成本高的缺陷。無線局域網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)具有無限的無縫擴展能力,可組成非常復雜的監(jiān)控網(wǎng)絡。無線網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)是監(jiān)控和無線網(wǎng)絡傳輸技術的結合,它可以將不同地點的現(xiàn)場信息實時通過無線通訊手段傳送到無線監(jiān)控中心。
3.有利于降低稅源監(jiān)控成本
目前從技術先進性上來看,3G-EVDO是各種無線網(wǎng)絡通訊技術中最新的改良技術,在網(wǎng)絡安全、傳輸、解碼、分配、覆蓋等方面都有著明顯的優(yōu)勢,具有綜合成本低計算機論文,只需一次性投資,性能穩(wěn)定可靠,維護費用低,無需專人管理的特點。建立無線局域網(wǎng)絡稅源監(jiān)控系統(tǒng),有利于提高稅收行政管理的效率、降低稅源監(jiān)控成本,解決有線局域網(wǎng)絡下監(jiān)控中存在的監(jiān)控點多、傳輸距離遠、覆蓋范圍寬、實時性強、適應復雜的生產(chǎn)環(huán)境等技術瓶頸。。
三、基于3G-EVDO的無線局域網(wǎng)絡稅源監(jiān)控系統(tǒng)設計
1.總體目標
在目前已有的基于有線網(wǎng)絡傳輸?shù)钠髽I(yè)稅源監(jiān)控系統(tǒng)基礎之上,以3G-EVDO集群技術替代現(xiàn)有的有線網(wǎng)絡監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集與傳輸,設計實現(xiàn)基于3G-EVDO集群技術的無線局域網(wǎng)絡稅源監(jiān)控系統(tǒng)。相比現(xiàn)有的有線網(wǎng)絡稅源監(jiān)控系統(tǒng),系統(tǒng)功能可在以下方面達到提升:
(1)稅源監(jiān)控范圍擴大?;?G-EVDO集群技術的無線局域網(wǎng)絡稅源監(jiān)控系統(tǒng)可實施全方位的動態(tài)稅源監(jiān)控,對企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的采購、生產(chǎn)、庫存到銷售都進行了全方位的動態(tài)監(jiān)控,實現(xiàn)對企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的全過程的數(shù)據(jù)信息進行實時采集傳輸和分析利用。使稅務管理部門能夠全面了解企業(yè)的實時經(jīng)營情況,全面掌握稅源信息,減少稅收流失論文服務。
(2)稅源監(jiān)控能力提高。基于3G-EVDO集群技術的無線局域網(wǎng)絡稅源監(jiān)控系統(tǒng)不再受企業(yè)地理位置的限制,適合遠距離傳輸,數(shù)字信息抗干擾能力強,不易受傳輸線路信號衰減的影響,能夠進行加密傳輸,可以在數(shù)千公里之外實時監(jiān)控現(xiàn)場。特別是在現(xiàn)場環(huán)境惡劣或不便于直接深入現(xiàn)場的情況下,數(shù)字視頻監(jiān)控能達到親臨現(xiàn)場的效果。即使現(xiàn)場遭到破壞,也照樣能在遠處得到現(xiàn)場的真實記錄。
(3)稅源監(jiān)控實效提升。系統(tǒng)采用3G-EVDO集群技術、視頻壓縮編碼等諸多先進的信息化技術進行信息采集與傳輸,由于對視頻圖像進行了數(shù)字化,可以充分利用計算機的快速處理能力,對其進行壓縮、分析、存儲和顯示。通過視頻分析,可以及時發(fā)現(xiàn)異常情況并進行聯(lián)動報警,從而實現(xiàn)無人值守。提高稅源監(jiān)控范圍、質量和效率。
2.技術路線與技術關鍵
(1)技術路線:系統(tǒng)從設計到開發(fā)采用基于無線局域網(wǎng)絡稅源管理思想,利用3G-EVDO集群技術、視頻壓縮編碼等諸多先進的信息化技術進行數(shù)據(jù)無線網(wǎng)絡傳輸?shù)男滦拖到y(tǒng),運用H.264視頻壓縮編碼技術和3G-EVDO無線網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸解決方案,通過建立統(tǒng)一的信息采集機制、統(tǒng)一的數(shù)據(jù)信息監(jiān)控機制,構建面向應用監(jiān)控、預警的信息化系統(tǒng)。采用跨平臺跨數(shù)據(jù)庫的設計技術、J2EE技術、三層/多層結構技術、3G通訊標準、TCP/IP協(xié)議等技術進行分析設計和數(shù)據(jù)交換標準。
(2)技術關鍵:基于3g-EVDO無線局域網(wǎng)絡技術稅源監(jiān)控應用研究,提供3G網(wǎng)絡接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸、共享、分析、預警;網(wǎng)絡帶寬自適應技術,根據(jù)網(wǎng)絡帶寬自動調(diào)整視頻幀率計算機論文,適應爆發(fā)性、大容量數(shù)據(jù)傳輸;基于無線網(wǎng)絡的點對點、點對多點、多點對多點的遠程實時企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營現(xiàn)場監(jiān)視;具有面向異構網(wǎng)絡環(huán)境的綜合管理能力。
3.技術創(chuàng)新
(1)采用3G-EVDO 、H.264視頻壓縮編碼技術等網(wǎng)絡通訊新技術,實現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營“購、產(chǎn)、存、銷”關鍵經(jīng)營環(huán)節(jié)監(jiān)控,解決傳統(tǒng)網(wǎng)絡傳輸方式的無法適應監(jiān)控點多、傳輸距離遠、覆蓋范圍寬、實時性強、適應復雜等網(wǎng)絡稅收監(jiān)控瓶頸問題,實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)傳輸、接收,保證信息的安全性、穩(wěn)定性、準確性、及時性;
(2)采用3G-EVDO 、H.264視頻壓縮編碼技術等網(wǎng)絡通訊新技術在企業(yè)生產(chǎn)關鍵環(huán)節(jié)實現(xiàn)實時的稅源信息采集,從源頭控制發(fā)票開票信息的不實,通過技術手段對企業(yè)真實的經(jīng)營信息的分析,測算銷售數(shù)據(jù),與納稅申報信息比對,實現(xiàn)異常預警。
(3)采用3G-EVDO網(wǎng)絡通訊新技術通過一個系統(tǒng)將多種系統(tǒng)整合在一起,將信息自動化,財務分析,稅源監(jiān)控功能集于一身,實現(xiàn)對各類稅源信息的傳遞、交流、共享、存儲、協(xié)同,實現(xiàn)數(shù)據(jù)集成及數(shù)據(jù)的集中展現(xiàn),做到全方位稅源實時控管,有效解決企業(yè),稅務機關,政府,生產(chǎn)者之間信息不對稱問題。真正實現(xiàn)了監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)字化、網(wǎng)絡化和智能化。
【參考文獻】
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近幾年來,全球通信技術的發(fā)展日新月異,尤其是近兩三年來,無線通信技術的發(fā)展速度與應用領域已經(jīng)超過了固定通信技術,呈現(xiàn)出如火如茶的發(fā)展態(tài)勢。在無線通信技術發(fā)展的大潮中,廣東科技職業(yè)學院余愛民教授也積極投身于此,以自己全部的熱情付出著……
1963年12月,余愛民出生于湖北省松滋市。憑著對通信技術的熱愛,經(jīng)過刻苦努力,他最終畢業(yè)于華南理工大學電信學院電路與系統(tǒng)專業(yè),獲工學博士學位。赴廣東科技職業(yè)學院任職后,他開始承擔起計算機應用專業(yè)的教研任務。他熟悉多媒體網(wǎng)絡、計算機網(wǎng)絡通信技術,對計算機寬帶無線通信技術有著豐富的實際工作經(jīng)驗,負責組建了國內(nèi)較大規(guī)模的WLAN網(wǎng)絡――清新公眾無線信息網(wǎng)絡,其無線覆蓋面積達20多平方公里他熟悉通信系統(tǒng)的電磁兼容技術(EMC),具有較深的理論研究水平和豐富的實際工作經(jīng)驗,特別是在通信基站的防雷方面具有較深的研究,取得專利兩項,于國內(nèi)外發(fā)表了較高水平的學術論文多篇,在計算機無線通信及通信系統(tǒng)的EMC方面的研究成果達到了國內(nèi)領先水平。
一門新興的學科,一位年輕有為的教授,余愛民憑借自己在無線通信領域的實力獲得了業(yè)內(nèi)的一致好評。從事科研工作以來,他先后主持承擔各級各類科研項目26項,單是省部級以上的項目就多達18項,累計科研經(jīng)費400余萬元,開發(fā)了一系列頗有影響力的成果。他主持的“清新縣公眾信息微波無線網(wǎng)絡”覆蓋面積達20多平方公里,是我國目前最大的無線局域網(wǎng)之一,2002年獲得清新縣科技進步獎,2003年該項目通過了廣東省科技廳的鑒定,被認定為國內(nèi)領先技術,基于WLAN網(wǎng)絡,他開發(fā)了一套辦公自動化軟件,并于2003年8月通過了廣東省軟件評測中心的測評:他主持的“微波無線局域網(wǎng)在山區(qū)(或海島)的應用研究”達到國內(nèi)領先水平,不僅通過了廣東省科技廳的科研成果鑒定,還獲得了珠海市2005年度科學技術進步三等獎;此后,他主持的“WaveLAN在信息網(wǎng)絡中的應用”研究項目,獲得了廣東省2006年度科學技術進步三等獎。另外,他所主持的“無線局域網(wǎng)基站的防雷研究和應用”,“寬帶無線接入基站抗雷電電磁脈沖(LEMP)電源系統(tǒng)的研究”、“基于SOC技術的醫(yī)學影像寬帶無線通訊系統(tǒng)”也先后通過了廣東省科技廳的科研成果鑒定,分別被認定為國內(nèi)先進和國內(nèi)領先水平。
如此種種,不一而足,只以“第一完成人”縱觀余愛民的科研生涯,便可見一斑。多年以來,在國內(nèi)外學術期刊和學術會議上,他先后發(fā)表學術論文30余篇,其中被三大檢索(SCI、EI、ISTP)收錄5篇。由中國科學技術出版社,華南理工大學出版社聯(lián)合出版教材2部:取得國家專利11項,其中發(fā)明專利4項、實用新型專利5項,外觀專利2項。在剛剛過去的2008年里,余愛民再一次收獲了榮譽與信任,被評為省級“千百十工程”培養(yǎng)對象。科研上兢兢業(yè)業(yè)的他在學術交流上也是傾情以待,身兼數(shù)職,從廣州市科技項目評審專家組專家、廣東省教育廳IT專業(yè)指導委員會委員、廣東省科技項目評審專家組專家,到國家自然科學基金評審專家組專家,再到國際著名學術團體――美國IEEE的高級會員,余愛民一步一個腳印,在無線通信技術領域留下了屬于自己的印記。
言必信,行必果,堅持是一種品行,更是一種態(tài)度。無線通信,網(wǎng)絡無限,在他腳踏實地的堅持中,一個無線暢通的夢想正在實現(xiàn)著。
隨著網(wǎng)絡技術和通信技術的不斷發(fā)展以及人們對生活要求的不斷提高,實現(xiàn)家庭智能的遠程控制已經(jīng)成為必然的趨勢。國家建設部住宅產(chǎn)業(yè)化促進中心提出住宅小區(qū)要實現(xiàn)六項智能化要求,其中包括實行安全防范自動化監(jiān)控管理:對住宅的火災、有害氣體的泄漏實行自動報警;防盜報警系統(tǒng)應安裝紅外或微波等各種類型報警探測器;系統(tǒng)應能與計算機安全綜合管理系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng);計算機系統(tǒng)能對防盜報警系統(tǒng)進行集中管理和控制。但由于目前無線通訊技術的不成熟、運行費用高等弊端,智能家居控制器與外網(wǎng)無線通訊技術成為導致市場接受度低的重要因素,而GPRS系統(tǒng)的特點能夠很好的解決該問題。GPRS網(wǎng)絡通信業(yè)務是通訊公司推出的一項數(shù)據(jù)傳輸通信業(yè)務,在GPRS網(wǎng)絡覆蓋區(qū)域內(nèi),傳輸距離不受限制,通信費用相對低廉,傳輸速率較快。本文涉及家庭智能系統(tǒng)及GPRS技術相關背景,分析了其各自基本特點和所要實現(xiàn)的基本功能,并在此基礎上提出了基于GPRS無線智能家居系統(tǒng)的總體解決方案。最后總結系統(tǒng)核心GPRS芯片軟硬件實現(xiàn)方法。
系統(tǒng)總體架構
網(wǎng)絡應用的普及以及各種信息家電的產(chǎn)生都使得在家庭內(nèi)部對Internet的訪問不再局限于單個 PC,每個家庭都將面臨如何在家庭內(nèi)部傳送 Internet 數(shù)據(jù)以及如何將各種家電設備連接起來的問題,基于此,智能家居網(wǎng)絡應運而生。智能家居網(wǎng)絡是信息社會的基本單元。未來的家庭中,各種家電設備將組成一個家庭局域網(wǎng),并通過智能家居控制器接入互聯(lián)網(wǎng)。智能家居網(wǎng)絡的市場發(fā)展?jié)摿O其可觀,幾家大的廠商 Intel、IBM、Microsoft 及 Sony 都早已涉及其中。
智能家居網(wǎng)絡指的是在一個家居中建立一個通信網(wǎng)絡,將各種家電設備互相連接起來,實現(xiàn)對所有智能家居網(wǎng)絡上的家電設備的遠程使用和控制及任何要求的信息交換,如音樂、電視或數(shù)據(jù)等。智能家居網(wǎng)絡的構架包括家庭內(nèi)部網(wǎng)絡系統(tǒng)、智能家居控制器以及智能家居網(wǎng)絡與外部Internet網(wǎng)絡之間的數(shù)據(jù)通信。其中,智能家居控制器是智能家庭網(wǎng)絡的一個重要組成部分,起到核心的管理、控制和與外部網(wǎng)絡通訊作用。它是通過家庭管理平臺與家居生活有關的各種子系統(tǒng)有機結合的一個系統(tǒng),也是連接家庭智能內(nèi)部和外部網(wǎng)絡的物理接口,完成家庭內(nèi)部同外部通信網(wǎng)絡之間的數(shù)據(jù)交換功能,同時還負責家庭設備的管理和控制。
智能家居控制器一方面需要為家庭內(nèi)部布線提供通訊接口,能夠采集家庭設備的信息,并進行處理,自動控制和調(diào)節(jié);另一方面智能家居控制器作為家庭網(wǎng)關,也為外部提供網(wǎng)絡接口,連通家庭內(nèi)部網(wǎng)絡和外部Internet 網(wǎng)絡,使得用戶可以通過網(wǎng)絡等方式訪問家庭內(nèi)部網(wǎng)絡,實現(xiàn)監(jiān)視和控制。此外智能家居控制器還應當具備自動報警等功能,即當發(fā)現(xiàn)報警信號如:有人惡意闖入,溫度超高等,控制器能立即處理并向用戶發(fā)出報警信號。
如圖1所示,智能家居控制器為系統(tǒng)的核心??刹捎肁RM嵌入式系統(tǒng)設計,能夠自動運行、處理數(shù)據(jù),通過 RS485 總線管理和控制各控制終端。并且控制器通過 GPRS模塊,實現(xiàn)家庭系統(tǒng)與外部網(wǎng)絡的通訊,使用戶可以通過短信和互聯(lián)網(wǎng)等方式實現(xiàn)家庭系統(tǒng)的遠程控制,同時,控制器還通過鍵盤和顯示屏為用戶提供人機界面,方便用戶實現(xiàn)本地控制??刂平K端為單片機組成若干小的控制系統(tǒng)控制各家用設備,并通過控制總線將這些小的控制系統(tǒng)組成網(wǎng)絡,連接到智能家居控制器,受智能家居控制器控制。
智能家居控制器的具體功能包括:
家用設備的數(shù)據(jù)采集:采集家用設備包括室內(nèi)溫度,燈具家電,防盜門等設備的狀態(tài)數(shù)據(jù),經(jīng)控制器處理后反饋給用戶。
本地控制:用戶通過控制器上的鍵盤和顯示屏,對家用設備進行監(jiān)控。
遠程控制:遠程用戶可以通過發(fā)送手機短信或通過互聯(lián)網(wǎng)對家庭系統(tǒng)進行控制和查詢。
自動報警:當控制器檢測到非法闖入或溫度超高等報警信號時,及時觸發(fā)室內(nèi)報警裝置,并通過發(fā)送報警短信等方式及時通知用戶。 轉貼于
溫度查詢:用戶可以通過控制器查詢室內(nèi)溫度。
防盜門密碼設置:用戶可以通過本地或遠程方式修改防盜門的密碼,在門外輸入正確密碼后才可打開門。
紅外家電控制:接收用戶命令,通過紅外發(fā)射電路控制電視、空調(diào)等紅外可控的家電設備。
其它燈具等開關量控制:接收用戶命令控制燈具等開關量設備。
智能家居控制器通過 GPRS模塊,實現(xiàn)家庭系統(tǒng)與外部網(wǎng)絡的通訊為系統(tǒng)核心部分,解決以前智能家居系統(tǒng)瓶頸的關鍵技術。GPRS(通用分組無線業(yè)務)的簡稱,是在現(xiàn)有的GSM系統(tǒng)上新增新GGSN(網(wǎng)關支持節(jié)點)和SGSN(服務支持節(jié)點)節(jié)點發(fā)展出來的一種新的分組數(shù)據(jù)承載業(yè)務。GPRS 與現(xiàn)有的 GSM 系統(tǒng)最根本的區(qū)別是,GPRS 是一種分組交換系統(tǒng),特別適用于間斷的、突發(fā)性的或頻繁的、少量的數(shù)據(jù)傳輸,也適用于偶爾的大數(shù)據(jù)量傳輸。GPRS網(wǎng)絡傳輸?shù)闹饕獌?yōu)點有:永遠在線、按流量計費、快速登錄、高速傳輸、覆蓋范圍內(nèi)不受限制(傳輸距離、地形、天氣等)、數(shù)據(jù)傳輸可靠等。
基于ARM及GPRS智能家居控制器的軟硬件實現(xiàn)
GPRS通信模塊安裝在智能家居控制器中,主要功能為通過GPRS網(wǎng)絡連接到Internet網(wǎng)絡,并主動與監(jiān)控中心建立通信鏈路,進行雙向數(shù)據(jù)通信。GPRS通信模塊設計采用了Freescale公司生產(chǎn)的內(nèi)嵌TCP/IP協(xié)議的G24 GPRS OEM。該模塊尺寸小,功耗低,便于集成。
GPRS通信終端收發(fā)模塊主要由G24模塊、天線、SIM卡、相關的電平轉換電路和RS232串口組成。模塊的供電電壓為5V,可采用USB端口供電。GPRS通信模塊通過RS232串行口與智能家居控制器ARM進行通信。 論文基于GPRS的無線智能家居系統(tǒng)方案來自66wen.com免費
G24收發(fā)模塊采用AT指令操作,通過RS232串行口進行數(shù)據(jù)通信。GPRS 網(wǎng)絡通信原理為:首先通過SGSN節(jié)點使通信終端模塊附在GPRS網(wǎng)絡上;然后通過GGSN節(jié)點由PPP(Point to Point Protocol)協(xié)議獲得一個隨機分配的IP地址,連接到Internet上;最后通信終端模塊通過Internet,按照監(jiān)控中心設定的端口號與監(jiān)控中心建立通信鏈路。軟件流程如圖2所示。
(1) 測試G24通信是否正常。首先選擇串行口并設置波特率,G24波特率的范圍為600到460800bit/s,支持自動波特率偵聽,能夠自動與監(jiān)控中心通訊模塊的波特率保持一致。發(fā)送“AT”,如果模塊返回“OK ”,則通信正常,否則重發(fā)。
(2)接入Internet。首先測試當?shù)厥欠裼蠫PRS覆蓋,向模塊發(fā)送 “AT+CGPRS?”,如果返回“+CGPRS:1”,則有GPRS覆蓋,否則隔5秒鐘后再次檢測。然后發(fā)送“AT+ CGATT=1”使模塊附在GPRS網(wǎng)絡上。最后發(fā)送“AT+MIPCALL=1,cmnet”通過PPP協(xié)議建立與GGSN的無線連接,獲得一個動態(tài)的IP地址,接入Internet。
(3) 連接監(jiān)控中心。向模塊發(fā)送“AT+MIPOPEN= ,,,, ”建立與監(jiān)控中心通信連接。如果返回“+MIPOPEN: Socket ID,1”,則說明與監(jiān)控中心建立了通信連接,如果返回“+MIPSTAT: 1,1”,則說明有物理鏈接中斷,須重新進行連接。其中對AT+MIPOPEN指令的參數(shù)作以下說明:
Socket ID:G24通信連接的ID號,G24有4個可用Socket,每個Socket有1372Byte緩沖區(qū)。
Source Port:G24的數(shù)據(jù)傳輸端口號,其值為0~65535。建議采用1024 以上的端口號。
Destination Address:目標端的IP地址,也就是監(jiān)控中心監(jiān)控服務器的IP地址。
Destination Port:目標端的數(shù)據(jù)傳輸端口號,即監(jiān)控中心監(jiān)控服務器設定的傳輸端口號。
Protocol:傳輸通信協(xié)議,0表示TCP方式,1表示UDP方式。
(4)數(shù)據(jù)收發(fā)。與監(jiān)控中心建立通信連接后,就可以進行數(shù)據(jù)收發(fā)了。發(fā)送數(shù)據(jù)用“AT+MIPSEND=1, ’Data’; +MIPPUSH=1”。“Data”表示要發(fā)送的數(shù)據(jù),本設計采用了G24 默認的ASCII碼編碼,須用十六進制的ASCII碼形式表示。一旦有數(shù)據(jù)到達,G24模塊就會通過RS232串行口返回“+MIPRTCP: ,,”。其中Left是一個十進制的數(shù)字,表示還有多少個字符在協(xié)議棧中尚未接收,如果數(shù)據(jù)全部接收,則Left為0;接收到的數(shù)據(jù)“Data”是十六進制的ASCII碼形式。 轉貼于
(5)斷開通信連接。向模塊發(fā)送“AT+ MIPCLOSE=Socket ID”,模塊返回“OK”,表示斷開成功。