一種移動物聯網感知系統的製作方法
2023-08-04 07:03:31 2
一種移動物聯網感知系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及物聯網通信【技術領域】，具體為一種移動物聯網感知系統，其通過移動動態感知的方式，既能明顯擴大物聯網的感知範圍，又能避免建立大型物聯網感知層，降低使用成本，其包括無線識別標籤，智慧型手機和網絡雲端伺服器，無線識別標籤具有唯一性的標識碼，智慧型手機上有識別無線識別標籤的標籤識別管理客戶端，無線識別標籤通過短距離無線電通道連接智慧型手機，智慧型手機通過網絡通信通道連接網際網路，網際網路連接網絡雲端伺服器，標籤識別管理客戶端作為移動感知節點實時將其探測到的周邊無線標籤識別碼，估測的物體位置，以及當前時間等信息通過智慧型手機通信通道連接網際網路傳送至網絡雲端伺服器。
【專利說明】一種移動物聯網感知系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及物聯網通信【技術領域】，具體為一種移動物聯網感知系統。
【背景技術】
[0002]物聯網具體地說就是把感應器嵌入和裝備到自然和人類社會的物理世界各種物體中，如電網、鐵路、橋梁、隧道、公路、建築、供水系統、大壩、油氣管道等等，然後將「物聯網」與現有的網際網路整合起來，實現人類社會與物理系統的整合，在這個整合的網絡當中，存在能力超級強大的中心計算機群，能夠對整合網絡內的人員、機器、設備和基礎設施實施實時的管理和控制。
[0003]傳感技術使物體可以感知它所存在的環境，射頻識別和通訊技術賦予物體被感知和與世界聯繫的信息窗口。現有的物聯網感知層有兩種基本物體感知方式:一種是由固定的特殊的物體識別器來感知進入它的感知範圍的帶有射頻標籤的物體，識別器通過有線或無線的通訊和網際網路連結，從而將它所感知的物體聯網；另外一種將長距離無線通訊模塊(1151等)直接植入物體中而實現移動物體的網絡連結。這兩種方式的感知範圍都有限，因為都依賴於物聯網基礎設施的建設。前一種方式無法感知在物體識別器識別範圍外面的物體，特別是行蹤不固定的運動物體。而後一種方式受價格、電源功耗等限制，也只可以用於少數有限的應用。如何實現最大範圍的、低成本的，特別是面向於具有動態移動特徵的物聯感知網，是一個有難度也是非常有價值的挑戰。
【發明內容】
[0004]為了解決上述問題，本實用新型提供了一種移動物聯網感知系統，其通過移動動態感知的方式，既能明顯擴大物聯網的感知範圍，又能避免建立大型物聯網感知層，降低使用成本。
[0005]其技術方案是這樣的:一種移動物聯網感知系統，其特徵在於，其包括無線識別標籤，智慧型手機和網絡雲端伺服器，所述無線識別標籤具有唯一性的標識碼，所述智慧型手機上有識別所述無線識別標籤的標籤識別管理客戶端，所述無線識別標籤通過短距離無線電通道連接所述智慧型手機，所述智慧型手機通過網絡通信通道連接網際網路，所述網際網路連接網絡雲端伺服器，所述標籤識別管理客戶端作為移動感知節點實時將其探測到的周邊無線標籤識別碼，估測的物體位置，以及當前時間等信息通過智慧型手機通信通道連接網際網路傳送至網絡雲端伺服器。
[0006]其進一步特徵在於，所述無線識別標籤上設置低功耗藍牙發送和接收器，所述智慧型手機通過藍牙通信連接所述無線識別標籤，所述無線識別標籤上的低功耗藍牙發送器間歇式通過其廣告通道發送其標識碼和電源狀態等基本信息。
[0007]本實用新型採用上述方案後，在需要進行感知的物體或者人身上放上無線識別標籤，無線識別標籤具有唯一性的標識碼用於與其他標籤區別開來，由於智慧型手機具有無線發射、接收能力，有足夠的數據處理和傳輸能力，可以和網際網路無縫連結，將智慧型手機作為一個物聯網結點，智慧型手機分布廣泛，不同的智慧型手機接收周圍的無線識別標籤的信號，將信息傳給網際網路後傳至網絡雲端伺服器，即可以將需要感知的物體或人的位置、時間等信息實時連上網際網路，網絡雲端伺服器實時接收所有移動感知節點發送的物體標識，位置和時間等其它信息實時記錄，更新和管理對應物體的動態網絡資料庫系統，當需要查找對應的信息時，通過自己的智慧型手機或其它網絡終端設備進入網絡雲端伺服器即可得到需要的信息，由於智慧型手機的移動和廣泛分布特性，可以形成一個超大範圍的動態感知網，可以有效解決有不可預知移動範圍的物體的動態聯網，這是靜態感知網所無法實現的，同時利用智慧型手機的網絡連接功能將感知層和傳輸層有機結合，有效利用手機網絡已有的基礎設施，可以實現超低成本的物聯網絡，通過在雲端進行大數據的處理，可以發展出各種各樣的聞端應用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]圖1本實用新型結構框圖。
【具體實施方式】
[0009]見圖1所示，一種移動物聯網感知系統，其包括無線識別標籤1，智慧型手機2和網絡雲端伺服器3，無線識別標籤具有唯一性的標識碼，智慧型手機2上有識別無線識別標籤的標籤識別管理客戶端，無線識別標籤1通過短距離無線電通道連接智慧型手機2，智慧型手機2通過網絡通信通道連接網際網路4，網際網路連接網絡雲端伺服器3，標籤識別管理客戶端作為移動感知節點實時將其探測到的周邊無線標籤識別碼，估測的物體位置，以及當前時間等信息通過智慧型手機2通信通道連接網際網路4傳送至網絡雲端伺服器3 ；無線識別標籤1上設置低功耗藍牙發送和接收器，智慧型手機2通過藍牙通信連接無線識別標籤1，無線識別標籤1上的低功耗藍牙發送器間歇式通過其廣告通道發送其標識碼和電源狀態等基本信息。
[0010]低功耗技術是藍牙4.0版本的重大突破，其具備超低峰值、平均值與待機功耗，用標準鈕扣電池就可以使用數年，它支持多種設備間的兼容性，並增強了發射/接收距離，理想情況下可以達到100米的工作距離。另外，它還支持很短的8到27位元組的數據包，數據傳輸速度可達11如8，藍牙低功耗技術和其它版本的藍牙技術一樣使用調節性跳頻，以儘量減少2.46！！2 181波段其它技術的幹擾。
[0011]藍牙低功耗設計提供三種應用模式:獨立運作模式雙模工作模式及整合模式。在雙模應用中，藍牙低功耗的功能會整合至現有的傳統藍牙控制器中，共享傳統藍牙技術既有的射頻和功能。除此之外，還可以利用升級版藍牙低功耗技術的堆棧，整合目前的藍牙3.0高速版本、或2.1+2冊等傳統藍牙晶片組來增進傳統藍牙裝置的效能。藍牙低功耗技術的獨立運作模式是對本實用新型最重要的一個非常關鍵的模式。低功耗藍牙獨立運作晶片組是一個高度集成的裝置。它具備輕量的鏈路層(「打匕1#610，並能在最低成本的前提下，支持低功耗的待機模式、簡易的設備識別、以及可靠的點對點數據傳輸和安全的加密連接等。這樣的一個低功耗獨立工作模式使低功耗藍牙技術成為一個理想的有源無線標籤技術。
[0012]將使用低功耗藍牙技術的無線識別標籤植入相關的物體，並在智慧型手機運行相應的客戶端應用，智慧型手機就可以成為一個物聯網的一個移動感知節點，同時利用其已有的無線網絡通信能力，這樣的一個移動感知節點可以將物體和物體數據管理系統通過網際網路緊密聯繫起來，實現最基本的物體感知功能，只需要從物體到移動感知節點的單向通訊，物體內的無線識別標籤的低功耗藍牙發送器通過自己的廣告通道間斷性地向四周廣播該無線識別標籤的標誌號，而在該範圍內的智慧型手機移動節點接收周圍的藍牙廣播信號，對於收集到的物體標籤號，可以跟據不同的應用有不同的處理模式。其中一種是選擇性識別模式，即局域模式，移動節點對照一個由雲端的物體數據管理中心實時更新的熱點物體列表，如果是熱點物體則向數據中心匯報該物體的標誌號，位置和時間，如果不是熱點物體則忽略該物體標誌信息。另外一種模式即為廣域模式，將所有收集到物體的無線識別標籤的信息加上時間和位置信息打包發送到網絡雲端伺服器，這種廣域模式需要更多的網絡流量和帶寬來支持。
[0013]裝備了物體感知功能的智慧型手機將感知和傳輸集成於一體，可以將有標識物體無縫連結至已存在的網際網路上。由於人(手機)的廣泛分布，這些移動的節點通過其行動網路連接可以形成一個廣泛連結的物聯網絡。這是一個別的方法沒法替代的，具有超大感知範圍的移動感知網。它可以有效利用已有的智慧型手機通信的基礎設施進行數據傳輸，從而省去另外建立物聯網感知和傳輸網絡基礎設施的巨大費用。無論是有有限移動範圍的物體，還是有不可預知移動範圍的物體，只要有智慧型手機用戶接近都可以被有效聯網，儘管這樣的連結可能要通過動態變化的節點來實現。而這往往是一個靜態的感知網無法做到的。
[0014]無線識別標籤:採用低功耗藍牙技術，紐扣電池供電。不同類型的物體賦予不同的標識類別，並根據不同的應用靈活集成不同的功能，最低功耗的簡單版本只需單向標識廣播功能，無須與標識感知節點建立通訊通道和數據傳輸。為了最大可能地延長電池壽命，可以採用間歇式廣播的形式。對某些特殊應用，也可以與標識感知節點建立通訊通道和數據傳輸。比如集成語音傳感器實現單向或雙向的語音傳輸。
[0015]智能行動裝置客戶端應用:利用低功耗藍牙技術的掃描收聽(3⑶皿虹)或使連結發起(1 = 14社010使智慧型手機或其它行動裝置成為一個動態感知節點。它可以有局域和廣域兩層並行功能。局域模式下，智慧型手機或其它行動裝置只動態識別和控制該用戶設定的在局域範圍內的物體。根據不同的客戶需求，可以植入各種應用功能。而在廣域模式下，智慧型手機或其它行動裝置作為無聯網的動態感知節點識別(和控制)所有在識別範圍內的有標識物體。並根據云端智能數據控制中心的要求上傳被感知物體的信息。
[0016]雲端智能數據控制中心:智能標籤和物體的智能資料庫管理系統。實時監控由移動終端上傳的動態物體和標籤的信息。根據客戶需求建立熱點物體/標籤列表並實時下發給各移動終端節點。並根據實時採集的動態物聯網數據提供各種增值服務。
[0017]具體應用可以根據以下三個實施例來實現，如圖1所示中從左至右的三個系統是三個實施例的具體示意圖。
[0018]實施例1:兒童安全監控系統兒童的安全和健康成長是一個全社會都關注的問題。一個能實時感知孩子位置的系統可以提前預警甚至預防許多危害的發生。設想在每個孩子身上植入無線識別標籤(可以在孩子佩戴的飾物裡，或在校服或平常的衣物裡等等)，通過由智慧型手機節點的移動物聯網絡，孩子的動態位置就可以被實時探測和通過網絡雲端伺服器的數據中心實時更新。父母可以在數據中心註冊自己孩子的特有標識號碼，通過自己的智慧型手機或網絡應用隨時查看，甚至家長可以設置自己孩子的正常活動範圍，網絡雲端伺服器的數據中心的高端應用可以根據父母的設定範圍，和孩子的實時位置做智能化的數據分析處理，然後在孩子出現在不該出現的場合，或出現異常的活動圖案等時自動給父母提供預警信號。當更嚴重的事情發生時，如孩子丟失，被綁架等等，同樣可以通過這樣的移動物聯網絡通過公眾來尋找失蹤的小孩。這類的無線識別標籤應該可以被任何智慧型手機移動節點開放式訪問，最靠近目標位置的手機自動把位置信息發送給在網絡雲端伺服器的資料庫管理中心。智慧型手機移動節點負責傳輸但不處理該類標識信息，而只由數據中心將信息發布給授權用戶。這樣的系統同樣也可以用於老年人或其他需要特殊關注的人群如精神病人等。
[0019]實施例2:失物找尋系統(重要物品，寵物等日常生活中人們丟失東西是經常的事。如何迅速有效的找到失物是每個丟過東西的人都非常想解決的問題，特別是寵物等會移動的非靜態物體。通過以智慧型手機為節點的移動物聯網絡可以很好地解決這個問題。同樣我們可以在自己容易丟失的物件上植入無線識別標籤，通過自己的智慧型手機，打開客戶端應用，我們可以在個人手機的感知範圍內迅速找到它們。如果這些物件已經出了自己的智慧型手機的感知範圍，我們可以通過向網絡雲端伺服器的數據管理中心申請，將丟失物件的標識號向以智慧型手機為節點的移動物聯網絡發布而在更廣泛的範圍內搜尋，然後將搜尋結果反饋給失主。這類的標識可以是開放式訪問的，也可以是有限制式訪問的。這類的應用可以從上述的局域模式開始，給個人用戶提供方便日常生活的便利。當越來越多的用戶開始使用智能標籤和客戶端應用程式時，動態網絡的覆蓋就越廣泛，廣域運作模式將會給用戶帶來更有效也更完善好的用戶體驗。
[0020]實施例3:車輛追蹤等行業應用。同樣的原理也可以用於交通和公共安全領域。現代化的城市交通管理系統通過路口的視頻和地面傳感器，已經建立了較完善的監控管理系統。但這些監控設施並不能覆蓋城市的所有範圍，而很多時候會有迅速搜尋目標車輛的需求。通過由智慧型手機節點的移動物聯網絡可以有效地輔助已有的車輛交通監控系統來滿足這樣的需求。當然，這也需要在車輛上植入無線標籤。這可以和新一代的帶無線標識的車牌技術相結合。管理系統將目標車輛的標識好發布給由智慧型手機為節點的移動物聯網絡來迅速發現目標並實時跟蹤。這類的標識可以是有限制式訪問的。對這一類的標識，移動節點上的應用只根據數據中心發布的目標標識感知。感知結果將被自動傳輸回雲端數據處理、管理中心，而不需要手機用戶介入。
【權利要求】
1.一種移動物聯網感知系統，其特徵在於，其包括無線識別標籤，智慧型手機和網絡雲端伺服器，所述無線識別標籤具有唯一性的標識碼，所述智慧型手機上有識別所述無線識別標籤的標籤識別管理客戶端，所述無線識別標籤通過短距離無線電通道連接所述智慧型手機，所述智慧型手機通過網絡通信通道連接網際網路，所述網際網路連接網絡雲端伺服器，所述標籤識別管理客戶端作為移動感知節點實時將其探測到的周邊無線標籤識別碼，估測的物體位置，以及當前時間通過智慧型手機通信通道連接網際網路傳送至所述網絡雲端伺服器。
2.根據權利要求1所述的一種移動物聯網感知系統，其特徵在於，所述無線識別標籤上設置低功耗藍牙發送和接收器，所述智慧型手機通過藍牙通信連接所述無線識別標籤，所述無線識別標籤上的低功耗藍牙發送器間歇式通過其廣告通道發送其標識碼和電源狀態。
【文檔編號】G06K7/00GK204117187SQ201420288264
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年6月3日 優先權日:2014年6月3日
【發明者】鄭學哲, 施飈 申請人:無錫清輝光電科技有限公司