物联网技术在智能门禁系统中应用研究

基于物联网技术,提出了集电子标签、射频识别、物品追溯和物品与人员协同管理于一体的智能门禁系统建设思路,阐明了工作原理、系统功能设计和软件架构设计.该系统采用分层实现:在感知层采用XSD实现了数据采集层的原始数据封装;在传输层采用Stress算法实现了网络层资源映射;在应用层采用SOA架构实现应用层软件管理平台.     

一款基于智能水表的物联网专业自制教学设备实现

为了实现物联网专业的学生在感知层、传输层和应用层方面的综合训练,设计了一款基于单片机控制的水量采集、WiFi通信、通过移动终端控制和查询水量的智能水表系统。以STC15F2K60S2微处理器为核心构筑单片机系统,通过数据传输模块连接远程软件平台,并在软件平台上实现水流统计、远程提示、水表远程通断等功能。系统架构复制后可以开放给学生进行实验训练,其中包括单片机系统搭建、单片机控制电磁阀的编程、读取流速数据等感知层训练项目;通过编写单片机通信程序以及服务器通信程序,理解传输层内容;还可以通过编写移动端APP应用程序实现远程水表控制和数据查询等功能。此系统涵盖了IOT系统的所有设计环节。     

基于ZigBee和Internet技术的远程抄表系统的设计

设计并实现了一种基于Zig Bee和Internet的远程抄表系统。感知层利用智能传感器技术,实现对电压、电流、频率、功率、电能等用电信息的采集。传输层采用Zig Bee短距离通信技术实现对节点信息的汇聚,并利用嵌入式以太网模块实现Zig Bee网络数据到Internet数据的转换,通过广域网路由器接入Internet。应用层通过信息管理系统实现远程抄表与信息管理。测试表明,该系统达到了预期的效果。     

基于ZigBee的个人健康信息管理与隐私保护系统设计

为解决健康数据采集、传输、管理过程中存在的系统效率滞后、数据隐私泄漏问题,依据实用性和安全性原则,设计了一种基于ZigBee的个人健康信息管理与隐私保护系统;该系统分为感知层,传输层和应用层,包括数据采集、数据传输及数据处理分析等模块,在实现对个人体征数据的实时监测与分析管理的同时,使用ZigBee无线传输技术,有效保障数据的隐私安全;此外,系统设计中采用RSA加密算法和分布式存储技术保证了数据传输和存储安全;实验结果表明,终端设备各传感器数据传输及系统各模块功能实现均达到预期目标,且系统对个人健康信息的管理具有实时性与便捷性,实现了对个人健康信息的实时监测功能,为有效保护用户数据隐私安全提供思路。     

基于物联网技术的空气质量智能监测系统设计

由于传统系统对空气质量智能监测效果不佳，不仅监测误差较大，而且响应时间较长，因此设计基于物联网技术的空气质量智能监测系统。采用物联网技术设计系统架构，由应用层、边缘计算层、传输层以及感知层4个功能层组成。硬件方面，系统设计了各空气质量指标传感器；软件方面，系统利用偏最小二乘回归分析技术对采集数据进行校正处理，并根据空气质量标准确定空气质量等级，生成监测报告并进行预警响应。实验证明，设计系统监测误差较小，响应时间较短，达到了良好的空气质量智能监测效果。     

卫星广播环境中可靠传输协议的设计与实现

以卫星数据广播作为背景,设计一个基于UDP/IP的数据传输协议。由于卫星传输网只支持网络层以下各层的数据包传送业务,传输协议的设计将重点放在传输层和应用层。传输层采用UDP协议,是因为目前卫星数据广播大都是单工通信方式,只能采用UDP进行传输;应用层采用类FTP协议,实现断点续传机制。最后通过一个软件在局域网内模拟卫星数据广播,对该协议进行了测试。     

基于多传感器的室内环境监控系统设计

为满足室内环境监控的新需求,设计并实现了一种基于多传感器的室内环境远程监控系统。系统采用物联网三层架构体系包括感知层、网络层和应用层,感知层主要实现室内环境信息监控、室内舒适性判断及有害气体预警功能;网络层负责传递数据信息;应用层负责数据发布,供用户远程实时获取室内环境信息。实验结果表明,该系统能远程实时监控室内环境,具有低功耗、操作简单、成本较低等优点。     

智能化矿山通信接口与协议技术规范研究

目前矿山智能化建设存在接口协议不统一、易形成新的“信息孤岛”等问题,导致矿山数据融合共享难度大,难以实现智能化矿山高质量发展。分析指出矿山智能化建设的关键问题在于缺乏规范统一的数据采集、传输与共享标准;按照核心规范、应用规范、运维规范,设计了智能化矿山通信接口与协议技术体系;提出了智能化矿山通信接口与协议模型,定义了该模型的感知层、传输层、应用层;构建了智能化矿山设备模型,对通信接口进行形式化描述;将智能化矿山数据分为感知数据、文本数据和音视频数据,定义了3种数据的报文结构;根据目前矿山设备、技术应用情况和发展方向,将智能矿山数据采集方式分为设备直接采集、协议转换采集、系统中转采集,给出了3种数据采集方式的适用场景,并描述了感知数据、文本数据、音视频数据的采集和传输过程。智能化矿山通信接口与协议技术规范全域覆盖矿山数据融合通信的整个过程,旨在为智能化矿山数据采集、传输、融合、共享提供统一的接口方式和通信协议规范,实现矿山各系统之间的互联互通。     

隧道机电传感数据融合采集技术及应用

针对高速公路隧道机电系统中各传感设备电气接口多样、数据格式不同、传输协议各异、控制系统封闭等造成的传感数据孤岛问题,提出一种隧道机电设备融合监控的物联网架构,包括：数据感知层、数据管理层、业务应用层。数据感知层以智能接入网关为核心,对不同的传感设备实现统一接入和传输;数据管理层基于NoSQL数据库,实现了隧道机电设施状态采集及传感器数据的统一管理,并为业务应用层提供服务接口;业务应用层基于数据管理层实现业务逻辑。在此基础上,采用核主元分析法(KPCA)和贡献图相结合的方式,实现基于多传感器数据融合的故障类型判定方法,展示了传感数据融合采集和管理的优势。     

基于LoRa技术的智慧农业系统设计与实现

为实现更好地解放生产力,提高生产效率,提出了一种基于LoRa技术的智慧农业系统,实现种植场地的环境参数远程监测及科学调控。系统由感知层、网络层及应用层组成,首先利用传感器采集现场数据,并通过LoRa传输模块,将传感器数据传输至应用层,进行控制管理,并实时将数据通过系统界面展示给用户,从而降低种植成本,实现农业的智慧管理。     

基于边缘计算的变电站风险预警管控系统设计

为实现变电站风险预警的实多维度管控，设计基于边缘计算的变电站风险预警管控系统。感知层通过物联网设备采集变电站设备的运行相关数据，利用边缘设备和外部设备之间的通信传送数据至边缘层；边缘层接收数据后，通过通信协议解析该数据，完成数据的一致性，包装云服务下行数据传送至云计算层；云计算层利用云计算计算和分析变电站设备数据并传送至应用层；应用层采用支持向量机算法建立风险预警机制划分风险数据的属性、获取预警值，在此基础上，通过Logistic回归风险预测模型预测预警值对应的风险情况，得出故障发生概率完成变电站风险预警，同时将预警结果呈现在可视化界面，并由控制通道管控相应的风险预警。测试结果显示：系统的通信抖动结果均在15 ms以下，能够实现风险概率的计算，获取变电站各类风险预警数量，具备良好的工作能效，能多维度实现变电站风险预警管控。     

基于同态加密的电力计量数据抗泄露加密系统设计

为保障电力计量数据安全,避免数据流失导致用户隐私泄露,设计了基于同态加密的电力计量数据抗泄露加密系统。系统通过传输层供电站、配电中心、变电站以及输电中心为用户提供优质电能,用户使用电能后产生电力计量数据;利用采集层智能电表实时采集用户电力计量数据,并每间隔小时通过网络层传输所采集数据至数据层;数据层采用数据聚合器合并所接收数据,同时由其内置密码编码器对数据进行初步加密处理,加密后数据暂存于数据聚合器内,而后每月定时传输至处理层;处理层利用密钥生成器对所接收电力计量数据生成专属密钥,并采用同态加密技术实现电力计量数据加密控制。系统测试结果表明,该系统可实现电力计量数据的加密处理,防止非系统用户查询,避免电力计量数据泄露,系统抗攻击能力为0.98以上,具备较强的电力计量数据抗泄露加密性能。     

基于物联网技术的材料实验加热炉测控系统的设计

材料实验加热炉是实现材料加热工艺过程非常重要的热工设备,为改变传统加热实验长时间现场值守带来的劳动强度大,排放气体危害科研人员身体健康不利的状况,该文根据物联网测量与控制的基本理论,设计包含感知执行层、网络传输层、控制服务层、移动应用层等4层结构的物联网测控系统,并对各层的设计组成与功能进行了详细的论述。该文重点讲解了控制服务层、移动应用层中软件各模块组成,最后讨论了该物联网系统中数据采集数字滤波算法、加热炉数字增量型PID控制算法以及系统上下层通信算法设计。     

参与感知在气象信息服务系统中的应用研究

为了使气象预报数据更加精细化,利于用户作出相关正确决策,提出将参与感知应用于气象信息服务系统这种新方法。分析参与感知架构中感知层、数据传输层、数据处理层、应用层包含的内容及其关键技术,阐述如何利用用户手机携带传感器采集的气象感知数据与传统气象资料进行融合,实现基于参与感知的气象信息服务原型系统。通过实例,证明了该系统对于改进现代气象预报是可行的、有效的。     

矿山分布式分级自治系统设计

针对矿山管理系统对精准开采、异构性、分布性、自治性、数据驱动性等特性的需求,提出了一种基于矿山信息物理融合系统的矿山分布式分级自治系统。该系统由智慧感控层、信息传输层、统一调度层、模型描述层和管控应用层5个层级组成:智慧感控层的感控节点可实现对人、机、环的泛在感知、控制和调节;信息传输层将骨干网络和子网络相结合、有线网络与无线网络相结合,可提高数据传输的可靠性,减少"信息孤岛"的产生;统一调度层可实现系统语义和系统时间的统一,提高了数据利用效率;模型描述层可实现对矿山整体的数字描绘;管控应用层接入矿山应用系统,可降低矿山应用系统的开发难度,提高矿山管理的智慧性。该系统具有可靠性、协同性和自治性,为实现矿山精准开采、无人值守和少人作业提供了技术支撑。     

人工智能驱动的农业采摘机器人自动化控制系统设计

针对农产品采摘人力不足的问题，该文设计了人工智能驱动的农业采摘机器人自动化控制系统。在农业采摘机器人主体结构中安装多种传感器，采集测量数据及工作图像；通过传输层无线通信模块将所采集数据及图像传输至控制层；控制层利用微控制器处理数据，获取采摘机器人位置与姿态数据，将该数据输入至PID控制算法中，再采用BP神经网络优化PID控制算法，输出最佳PID控制参数；应用层电机驱动模块接收到控制参数后，依据控制参数自动控制运行动作，实现自动化控制。实验结果表明，该系统可以精准控制采摘机器人运行，且控制精度在0.99以上。     

一个基于物联网的动力和环境监控系统的设计实例

以物联网的数据感知层、传输层和应用层的三层架构为依据,结合动力和环境监控的需求特点,提出了基于物联网的动力和环境监控系统的三层模型。在该模型的基础上,给出了一个基于物联网的动力和环境监控系统的具体设计实例。通过对动力和环境监控内容的分析,设计核心处理机功能,并给出了监控间和操作间的设计布局图。该模型和设计实例为企业实施一种可行的基于物联网的动力和环境监控系统提供了参考价值。     

军事信息发布系统安全防护体系研究

本文提出了军事信息发布系统六层安全防护体系,对安全操作系统层、数据库系统层、网络传输层和应用层等四个技术层面进行了详细地阐述,在应用层设计并实现了军事信息发布系统接入全军安全认证系统,从而完成了军事信息发布系统在多层面上的一体化安全防护。     

网络摄像头传输层的安全技术设计

针对网络摄像头图像数据与控制信息在Internet传输过程中易被窃取和篡改等缺陷,引入了ARM处理器对数据进行加密和保护。考虑到图像数据比较庞大以及ARM处理器处理能力的局限性,为了保证采集图像数据流实时性的同时提高数据的安全性,提出了利用DES加密算法对TCP／IP协议中传输层的首部字段和应用层数据段进行加密,同时将传输层的TCP／UDP协议转换为自拟的SDTCP／SDUDP协议,并设计了一种网络摄像头加解密设备。实验证明,该设备能实时处理网络摄像头的数据流,同时保证了图像数据的正确性和保密性,防止各类运输层或应用层的非法网络攻击。     

基于物联网的农业温室大棚多参数监控平台设计

基于我国农业设施的智能化水平、信息化水平不高的背景,设计、开发了基于物联网技术的农业温室大棚多参数监控平台。依据物联网的感知层、传输层、应用层的层次结构,设计平台的总体构架;实现了基于MongoDB的温室监控与智能管理系统的数据库的设计,支持远程监控与智能化应用功能;通过B/S架构平台的温室智能管理与操作界面,实现了数据的远程查询下载、多个环境参数的阈值设置及不同机构的远程控制。经由农业温室大棚实际项目应用测试,该系统可有效采集作物生长的6大环境要素,对环境因子进行调控;数据传输稳定性高、人机操作界面友好易用。该研究有利于提高温室大棚的工作效率,对推进农业生产的自动化、信息化和智能化建设具有重要意义。