一種基於移動網際網路技術的物聯網終端的製作方法

2023-06-08 04:49:36

專利名稱：一種基於移動網際網路技術的物聯網終端的製作方法
技術領域：
本實用新型是一種物聯網終端，涉及移動網際網路和電子標籤技術領域，特別是提供了一種基於移動網際網路技術的物聯網終端。
背景技術：
:物聯網感知層的關鍵設備是各種物聯網終端，其網絡層是網際網路，而其應用層則是基於雲計算的應用服務。實際應用中，物聯網終端可以用於物品流通過程中對物品的編碼和識別的手持終端，也可以是各種供電計量表、供水計量表、燃氣計量表、熱力供應計量表、輸油管道流量計量終端、加油站計量終端等。其基本內部結構是由CPU及存儲器單元、人機操作界面單元、傳感器數據採集和電子標籤讀寫單元、電源單元組成，部分檢測設備還配備遠程通訊單元。在現有物聯網終端的使用中存在以下問題，一是由於現行手持終端的結構是將人機操作界面與感知與檢測部件集成為一體，終端成本較高，因體積所限，手持終端的感知靈敏度受到限制，二是大部分計量終端位置分散，權屬不同，只有少數計量終端具備通訊功能，為每一個計量終端配置遠程通訊網絡又不現實，致使物聯網技術在計量終端的應用受至IJ 「最後一公裡」的瓶頸限制難以發揮優勢。現實需要發明一種新型物聯網終端的結構，由這種結構構成的終端具有物聯網所必須的遠程通訊能力，手持終端具有較高的檢測靈敏度，同時大幅度降低終端成本。發明內容:本實用新型所要解決的問題是:提供一種基於移動網際網路技術的物聯網終端，使其能夠克服現有物聯網終端存在的缺點。本實用新型解決技術問題所採用的技術方案是:一種基於移動網際網路技術的物聯網終端，包括檢測單元、電源單元、智能設備三部分組成。檢測單元與智能設備之間是通過近程無線通訊傳輸信息的，檢測單元與電源單元之間是通過電連接。本實用新型提供了一種基於移動網際網路技術的物聯網終端，所述物聯網終端由檢測單元(I)、電源單元(2)、智能設備(3)、檢測單元MCU (4)、近程無線通訊組件(5)、模擬或數字採集器(6)和電子標籤讀寫器(7)組成，通過物聯網雲系統(8)、遠程無線通訊網(9)和近程無線通訊網(10 )對電子標籤(11)和傳感器(12 )進行檢測。通過上述的物聯網終端可以解決本實用新型所要解決的技術問題。所述的檢測單元是由檢測MCU模塊、近程無線通訊組件、傳感器模塊、電子標籤讀寫模塊組成。其中MCU模塊包括MCU、存儲器；近程無線通訊組件以是任何近程無線通訊組件，現階段可以採用WiF1、Bluetooth、Zigbee、nRF、IrDA等技術；傳感器模塊可以是傳感器接口，如A/D接口或數字接口，也可以將傳感器集成在模塊內；電子標籤讀寫模塊既可以是接觸式也可以是非接觸式。所述近程無線通訊組件(5)可以採用短距離無線通訊技術。所述的電源單元可根據使用需要配置電池或外接電源，用於向檢測單元提供電源。[0014]所述的智能設備是具有遠程和近程無線通訊功能且安裝了物聯網終端軟體的智能設備，可以是智慧型手機、筆記本電腦、平板電腦等，智能設備即是物聯網終端的人機界面，同時又負責通過遠距離無線網將檢測單元獲取的檢測結果發往物聯網雲。所述的遠程無線通訊是指2G、3G、4G以及未來各種廣域無線通訊技術。

圖1為本實用新型結構及連接關係示意圖。圖1中，I為檢測單元，2為電源單元，3為智能設備，4為檢測單元MCU，5為近程無線通訊組件，6為模擬或數字採集器，7為電子標籤讀寫器，8為物聯網雲系統，9為遠程無線通訊網，10為近程無線通訊網，11為電子標籤，12為傳感器。圖1中，由檢測單元(I)、電源單元(2)、智能設備(3)、電子標籤(11)、傳感器(12)構成了物聯網系統的感知層，由檢測單元(I)、電源單元(2)、智能設備(3)、近程無線通訊網(10)、遠程無線通訊網(9)、物聯網雲系統(8)構成了物聯網系統的網絡層，由物聯網雲系統(8)和智能設備(3)中的軟體構成物聯網系統的應用層。一個被檢測對象至少包含一個電子標籤用於為被檢測對象命名，也可以是電子標籤和傳感器同時存在。一個配置了電子標籤或同時配置電子標籤和傳感器的被測對象稱為一個物聯網節點。
具體實施方式
:下面結合說明書附圖對實施例加以詳述。圖1中檢測單元MCU (4)的程序存儲器中安裝作業系統和檢測單元的監控程序，系統啟動後，電源單元(2)首先為檢測單元MCU (4)供電，並在檢測單元MCU (4)的控制下分別為各工作單元供電，整個檢測單元在檢測單元MCU (4)的控制下完成初始化。採用本實用新型所構成的設備工作可分為以下若干流程:1、握手流程由於檢測單元(I)與智能設備(3)之間是通過近程無線通訊實現信息傳輸的，在智能設備(3)啟動檢測功能後，首先要與檢測單元(I)進行通訊連接。在第一次握手時，按下檢測單元(I)上的握手鍵，使檢測單元(I)通過近程無線通訊組件(5)、近程無線通訊網
(10)向智能設備(3)發送握手信息，智能設備(3)接到握手信息後保存此信息，並可以為檢測單元(I)設置密碼。第一次握手後，握手的發起權交付智能設備(3)，下次握手時，只要在智能設備(3)上輸入密碼，即可實現與這一檢測單元的握手。握手流程完成後，智能設備
(3)與檢測單元(I)即可通過近程無線通訊網(10)進行通訊。2、節點註冊流程節點註冊流程的目的是通過對該節點的初次檢測，採集該節點的UID信息、位置信息、傳感器類型信息，並將這些標識該節點「特徵」的信息上傳至物聯網雲。檢測單元MCU(4)在系統程序的引導下，通過電子標籤讀寫器(7)讀取電子標籤(11)中的WD，通過模擬或數字採集器(6)採集到傳感器類型，將這兩個信息通過近程無線通訊組件(5)和近程無線通訊網(10)發往物聯網智能設備(3)，智能設備(3)將收到的該節點的UID和傳感器類型信息連同該節點的位置信息打包透過遠程無線通訊網(9)發往物聯網雲系統(8)。物聯網雲系統(8)將收到的該節點的WD、傳感器類型信息和位置信息處理後，生成該節點的特徵碼N，保存到物聯網雲系統(8)中的資料庫，由此完成了一次註冊流程。該節點的位置信息可以用智能設備(3)中的GPS信息，也可以是物聯網雲系統(8)發給智能設備(3)的，用於確定該節點的位置信息。3、節點身份認證流程此流程是通過驗證節點的特徵碼完成對被檢測單元的身份認證，由此判斷該節點的WD、傳感器類型信息和位置信息是否正確。檢測單元MCU(4)在系統程序的引導下，通過電子標籤讀寫器(7)讀取電子標籤(11)中的WD，通過模擬或數字採集器(6)採集到傳感器類型，將這兩個信息通過近程無線通訊組件(5)和近程無線通訊網(10)發往智能設備(3)，智能設備(3)將收到的該節點的UID和傳感器類型信息連同該節點的位置信息打包並透過遠程無線通訊網(9)發往物聯網雲系統(8)。物聯網雲系統(8)用收到的該節點的WD信息分別檢索資料庫中相同UID註冊節點的傳感器類型信息和節點位置信息，如兩項比較均通過，說明該節點的序號、類型、位置均通過認證，返回正常值。如兩項比較中有不等情況時，說明信息不一致的特徵值出錯，智能設備(3)上顯示報錯信息，並將報錯結果上傳物聯網雲系統(8)。4、被檢測對象理化量採集流程檢測單元的傳感器(12)與被檢測設備連接，被檢測理化量經傳感器(12)轉變為電信號，送達採集器(6)，在檢測單元MCU (4)的控制下，電信號轉換成離散的數字序列，並送達檢測單元MCU (4);檢測單元MCU (4)按照程序規定對採集器(6)的數據進行讀取，並將結果保存在檢測單元MCU (4)，由此完成了一次理化量採集。5、數據通訊流程檢測單元MCU (4)啟動近程無線通訊程序，控制無線通訊單元(5)通過近程無線通訊網(10)使檢測單元(I)與智能設備(3)建立通訊，檢測單元(I)將採集到且已經數位化的檢測結果傳送到智能設備(3)，智能設備(3)按照其作業系統和監控程序的要求，對收到的數據進行處理，並啟動遠程無線通訊，通過遠程無線通訊網(9 )將數據上傳至物聯網雲系統(8)。反之，當物聯網雲系統(8)需要與檢測單元(I)傳輸數據時，則是根據本流程的逆過程完成。6、遠程檢測流程。對本檢測系統的訪問和數據服務是通過各種具有Internet網絡功能的智能設備
(3)實現的。客戶可以利用各種廣域網絡訪問物聯網雲計算中心，在智能設備(3)上輸入物聯網雲系統(8)的IP位址或域名，根據註冊用戶的訪問權限，從物聯網雲系統(8)的瀏覽器、郵件、即時信息獲得檢測結果。上述流程中二、三、四為物聯網感知層操作，流程一、五為網絡層操作，流程六為應用層操作。
實施例實施例一是用本實用新型所述的檢測單元對流體的流量、壓力和濃度等指標進行遠程檢測。用戶為被檢測對象配置電子標籤(11)和傳感器(12)，形成物聯網檢測節點。檢測過程開始後，人工點擊智能設備(3)的操作界面，智能設備(3)啟動節點身份認證流程，如認證未通過，則根據智能設備(3)中的程序報警，並將報警信息上傳給物聯網雲系統(8)，如認證通過，則根據智能設備(3)中的程序進入理化量採集流程，採集流程完成後，檢測數據上傳至物聯網雲系統(8)，物聯網雲系統(8)中的應用層軟體可以為客戶提供各種服務。本實用新型的檢測單元應用於供電、供水、燃氣等流量檢測時，檢測單元與被檢查對象通過機械連接結合在一起形成物聯網電錶、水錶和燃氣表等計量設備。水、電和燃氣供應商的網站提供專用查表軟體，用戶可以自行下載安裝到自己的智慧型手機上，並用智慧型手機在供應商網站註冊，取得查詢權限。查表時，首先用戶在規定距離內操作智慧型手機與檢測單元握手，第二步對節點進行身份認證，第三步採集節點的流量數據，第四步用戶可以在智能設備(3)上看到流量信息，與此同時智能設備(3)自動將流量信息上傳至物聯網雲系統(8)，物聯網雲系統(8)將檢測信息錄入到資料庫，在應用層，供應商可以根據物聯網雲系統
(8)中資料庫的信息，對用戶收取費用。本實例中，供應商即不需要派人查表，也無需為查表架設網絡，無需承擔智能設備的成本(和費用)，只要安裝物聯網流量表即可實現對用戶電、水和燃氣流量的遠程檢測。而用戶的查表操作則是在距物聯網流量表一定距離內(一般小於10米視距)觀察手機顯示即可完成，操作方便。實施例二是由本實用新型所述的檢測設備和物聯網雲構建的遠程實時檢測系統，用於對物品倉儲和流通過程中的統計管理。為在倉儲物流過程中識別物品，每一物品被配置電子標籤(11)，形成物聯網檢測節點。檢測過程開始後，人工點擊智能設備(3)的操作界面，智能設備(3)啟動節點身份認證流程，經過此流程，識別被檢測物品，身份認證流程完成後，智能設備(3)將檢測數據上傳至物聯網雲系統(8)，物聯網雲系統(8)中的應用層軟體與智能設備(3)中的應用程式交互實現各種服務功能。本實例中的智能設備(3)可採用智慧型手機，智能設備(3)是作為物聯網終端的人機界面和遠程無線通訊工具，檢測單元(I)採用手持終端作為採集器的結構，智能設備(3)與檢測單元(I)之間通過近程無線通訊傳輸數據，由於智能設備(3)與檢測單元(I)是分體結構，可以不受智能設備(3)和檢測單元(I) 一體結構的限制，而將採集天線的截面積儘可能做大，以獲得更高的信號增益進而提高採集靈敏度。使用時，分體結構還可以使採集器更加接近電子標籤，智能設備(3)和檢測單元(I)之間採用無線通訊，擺脫了有線連接的羈絆，使用方便。本實用新型的有益效果1.分體結構用智能設備所具有的移動網際網路通訊能力為物聯網終端提供遠程通訊能力，實現了所有被測節點的無線通訊覆蓋，進而為物聯網應用創造條件。2.分體結構使遠程無線通訊和人機界面功能從檢測終端中分離出來，而這部分功能可以由智能設備實現，因此使檢測單元的成本大幅度降低。3.分體結構使檢測單元可以不受體積限制，將感知部件做大，從而提高檢測靈敏度。4.在檢測單元與智能設備之間採用近程無線通訊，提升檢測單元使用的靈活性和便利性。
權利要求1.一種基於移動網際網路技術的物聯網終端，其特徵在於，由檢測單元(I)、電源單元(2)、智能設備(3)、檢測單元MCU(4)、近程無線通訊組件(5)、模擬或數字採集器(6)和電子標籤讀寫器(7)組成，通過物聯網雲系統(8)、遠程無線通訊網(9)和近程無線通訊網(10)對電子標籤(11)和傳感器(12 )進行檢測。
2.按照權利要求1所述的基於移動網際網路技術的物聯網終端，其特徵在於，所述智能設備(3 )可以是智慧型手機或計算機。
3.按照權利要求1所述的基於移動網際網路技術的物聯網終端，其特徵在於，所述檢測單元(4)與所述智能設備(3)之間是通過近程無線通訊傳輸信息的。
4.按照權利要求1所述的基於移動網際網路技術的物聯網終端，其特徵在於所述近程無線通訊組件(5)可以採用短距離無線通訊技術。
5.按照權利要求4所述的基於移動網際網路技術的物聯網終端，其特徵在於，所述短距離無線通訊技術是 WiF1、Bluetooth、Zigbee、nRF 或 IrDA。
6.按照權利要求1所述的基於移動網際網路技術的物聯網終端，其特徵在於，所述遠程無線通訊網(9)是2G、3G、4G及未來廣域無線通訊網。
7.按照權利要求1所述的基於移動網際網路技術的物聯網終端，其特徵在於，所述電子標籤(11)是多個頻率的電子標籤。
8.按照權利要求1所述的基於移動網際網路技術的物聯網終端，其特徵在於，所述傳感器(12 )是理化量傳感器，也可以是變送器。
專利摘要本實用新型提供一種基於移動網際網路技術的物聯網終端，該終端由檢測單元(1)，電源單元(2)，智能設備(3)，檢測單元MCU(4)，近程無線通訊組件(5)，模擬或數字採集器(6)，電子標籤讀寫器(7)組成，通過物聯網雲系統(8)，遠程無線通訊網(9)，近程無線通訊網(10)對電子標籤(11)和傳感器(12)進行檢測，其中檢測單元(1)、電源單元(2)、智能設備(3)、電子標籤(11)、傳感器(12)構成了物聯網系統的感知層，檢測單元(1)、電源單元(2)、智能設備(3)、近程無線通訊網(10)、遠程無線通訊網(9)、物聯網雲系統(8)構成了物聯網系統的網絡層，物聯網雲系統(8)和智能設備(3)中的軟體構成物聯網系統的應用層。
文檔編號H04W88/02GK202931564SQ201220005889
公開日2013年5月8日 申請日期2012年1月9日 優先權日2012年1月9日
發明者張弘 申請人:北京慧網通達科技股份有限公司