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基于RFID的物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)平臺構(gòu)建

作者: 時間:2011-03-22 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

  3 ZigBee模塊

  ZigBee是一種短距離、低復(fù)雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的雙向無線通信技術(shù)或無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù),是一組IEEE 802.15.4無線標準研制開發(fā)的有關(guān)組網(wǎng)、安全和應(yīng)用軟件方面的通信技術(shù)。ZigBee網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)主要有3種:星型、樹狀和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。它采用DSSS擴頻技術(shù),使用的頻段是2.45 GHz的超高頻段,抗干擾能力強,傳輸速度快,同時可以提高閱讀器的工作距離,主要適合于自動控制、無線傳感器、監(jiān)控和遠程控制等領(lǐng)域,可以嵌入各種設(shè)備中,還支持地理定位功能。本文把ZigBee模塊嵌入到系統(tǒng)中,具有更可靠的安全性和更好的組*性。

  4 GPS和GPRS模塊

  全球定位系統(tǒng)(Global PositiONing SySTem,GPS)是一種以空中衛(wèi)星為基礎(chǔ)的高精度無線電導(dǎo)航的全球定位系統(tǒng),在全球任何地方以及近地空間能夠提供準確的地理位置、車行速度及精確的時間信息。GPS系統(tǒng)由3大部分組成:空間部分、地面控制部分、用戶設(shè)備部分。GPRS是通用分組無線業(yè)務(wù)(General Packet Radio Service)的簡稱,是在GSM基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種分組交換的數(shù)據(jù)承載和傳輸方式,它只通過增加相應(yīng)的功能實體和對現(xiàn)有的基站系統(tǒng)進行部分改造來實現(xiàn)分組交換,卻得到的用戶數(shù)據(jù)速率比GSM網(wǎng)絡(luò)快得多。GPRS模塊利用手機模塊和SIM卡,把GPS定位到的數(shù)據(jù)進行短消息發(fā)送,告知對方物品所在的位置。

  5 物

  物系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。

 物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)平臺系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

圖3 物系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

  閱讀器通過天線發(fā)送一定頻率的射頻信號,當(dāng)EPC電子標簽進入閱讀器讀取范圍時,電子標簽從閱讀器發(fā)出的射頻能量中提取工作所需的電能后被激活,從而使EPC電子標簽獲得能量被激活并向閱讀器發(fā)送自身的編碼等EPC信息。閱讀器在接收到來自電子標簽的載波信息,并對接收信號進行解調(diào)和解碼后,會將其信息送至計算機中的中間件Savant系統(tǒng)軟件進行處理。數(shù)據(jù)交換和系統(tǒng)管理軟件主要包括介于閱讀器和工廠計算機應(yīng)用系統(tǒng)之間的中間件Savant系統(tǒng)。另外在整個物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)平臺系統(tǒng)中如果想知道某個物品的位置時,只需通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)出查詢信號,各子模塊接收到查詢信息后,通過讀寫器閱讀自身的RFID信息,并與中心傳遞的編碼相比較,確認是否是詢問自己。接著從GPS系統(tǒng)中讀取自己的地理位置信息,通過GPRS網(wǎng)絡(luò)將位置信號傳送給控制中心,從而掌握物品所在位置。另外在這個開發(fā)平臺中還得注意防沖突技術(shù)。當(dāng)兩個或兩個以上的EPC電子標簽進入閱讀器讀取范圍時,它們都接收到閱讀器的查詢指令,它們會同時發(fā)送響應(yīng),這樣造成閱讀器之間的信號沖突,使閱讀器無法檢測到正確的信號,即發(fā)生了碰撞。因此,必須在閱讀器和電子標簽之間建立防碰撞協(xié)議,以便閱讀器檢測到一個EPC電子標簽。防止碰撞一般有數(shù)據(jù)檢驗(差錯檢測)和防碰撞算法兩種方法。這里采用差錯檢測技術(shù),它采用多路存取技術(shù),使RFID系統(tǒng)中閱讀器與電子標簽之間的數(shù)據(jù)能夠完整的傳輸和識別。

  6 物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)平臺優(yōu)勢

  物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)平臺采用先進的RFID技術(shù)、ZigBee技術(shù)、GPS技術(shù)、GPRS技術(shù),把它們?nèi)诤掀饋?,發(fā)揮各自的優(yōu)勢,提高系統(tǒng)的性能。其主要優(yōu)勢在于:在RFID技術(shù)中嵌入ZigBee技術(shù),使閱讀器的讀取范圍更廣、讀取速度更快、時延更小、成本更低,使多臺RFID閱讀器無線聯(lián)接組網(wǎng)或者與其他儀器更方便,設(shè)備及不同協(xié)議讀寫器之間聯(lián)網(wǎng),實現(xiàn)數(shù)據(jù)的多點無線采集和傳輸?shù)哪康?,最終形成一個ZigBee技術(shù)的多點自動識別、智能無線組網(wǎng)的RFID識別系統(tǒng)。另外融合了GPS和GPRS技術(shù),使物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)平臺系統(tǒng)通信更方便,為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)更好的推廣和使用提供了一種新的途徑。

  7 結(jié)語

  本文在充分考慮物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的現(xiàn)有狀況和深入分析技術(shù)難題的前提下,把RFID、ZigBee、GPS、GPRS等技術(shù)融合在物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)平臺中,一套ZigBee技術(shù)無線射頻識別的物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)平臺系統(tǒng),提高了閱讀器的讀取能力、防碰撞能力和組網(wǎng)能力,但是在物聯(lián)網(wǎng)的實際應(yīng)用中還有許多問題亟待解決,如技術(shù)標準、安全保密和遠距離識別、抗干擾能力等。隨著RFID、ZigBee、GPS、GPRS等技術(shù)的不斷發(fā)展和更新,它們在物聯(lián)網(wǎng)中的優(yōu)勢將更為突出,將更好地改善我們的生活。


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