基于物联网技术智能节能系统研究

　　摘要：随着我国经济实力的日益提高，各行业在其自身规模的发展上都取得了相当可喜的业绩，但伴随这些光彩发展背后的确实日益严峻的环境问题，为保持可持续发展战略，建设资源节约型社会已成为当今社会不可回避的选择。

　　物联网是将所需处理的货物通过相关信息识别设备将其信息与互联网连接起来，已达到智能化识别管理的目的，而在节能减排的大背景下，物联网也创新性的提出了智能节能系统，从物联网整个体系结构出发，研究并解读了智能节能系统在软硬件等各方面的技术支持，并在相应的实验性测试平台上测试其时效性，对本文所提到的智能节能系统做出总结与展望。

　　0 引言

　　所谓的物联网技术，是通过一系列高科技信息识别感应装置（红外感应器、GPRS定位系统、激光扫描等）将所有的被处理物品都进行信息化登记处理，并与现有的互联网相结合，实现性、远程性、便捷性的生产生活体系。在我国中央历年的各大会议上，对于物联网的发展一直是大会关注的焦点，物联网的高速运作，不但带动了三网融合，更为百姓的日常生活带来了便利。

　　1.物联网体系结构

　　现有较为普及的物联网整体结构一般被分为传感网络、传输网络和应用网络三大类。其中，传感网络是通过放置在监控区域内的大量微型传感器所构成的局域监控网络对现场货物进行监控；而传输网络，就是在接收到传感网络所感应到的相关信息后，通过一定技术手段再将其信息传递到外部互联网络（如互联网、广电网、NGN等）；的应用网络便是信息传递的终端，在该网络环境下，所有的信息都可以被编辑处理。物联网体系结构图如图1所示。

　　2.硬件设计

　　2.1 数据采集系统

　　在新型的智能节能系统中，对其运作起支持作用的关键电路是电量采样电路，该电路的是ADE7755（电能计量转换芯片），该电路可以完美的实现对待测系统的用电测量。而其运作的原理是将被测系统中所检测到的功率信息以频率的形式输出，对检测到的功率以电流、电压双通道的信号乘积以低通滤波展现，再通过V-F对其信息的转换，终以频率的形式从F1与F2管脚输出（为用于电表的校正，CF管脚同时输出高频信号）。

　　2.2 无线通信系统

　　由于现今物联网在其感应阶段所设置的传感网络所采用的微型传感器构架是传统的嵌入式产品模式，而为了达到实际需求，在传感器的实际设计时也在功能部件、设备驱动及应用系统等多方面上都做了些许的改进，并升级成为智能插座，该传感器是由数据采集系统与无线通信系统共同构成，该传感器的出现实现了货物与网络的紧密连接，在整个无线通信系统中承担着重要的任务。

　　2.3 物联网网关

　　在本文提出的系统中，将使用嵌入式开发平台E-Box 3300作为此次节能系统的网关，在E-Box 3300上自配置WinCE操作系统（支持将条码扫描装置与数据终端一体化），并用C#开发出可对串口数据进行采集分类的相关软件；与此同时，自主开发用户操作界面，完成外网信息公布，实现远程通信。

　　如图2所示，在该模型中E-Box作为网关设备处于位置，它将网络发布的相关采集数据通过Internet网络保存到数据库中。当用户想通过其他移动终端获取相关数据时，E-Box就可以通过Internet网络访问之前的数据库来拾取用户所需的数据，然后再通过无线网络将该数据传给用户，而当用户想用过PC获取该数据时，也可以直接以Web的方式通过Internet网络访问数据库，获取用户所需要的数据。

　　WinCE系统的嵌入式开发功能，实现了三网（E-Box 3300、GSM、Internet）的无缝对接，让整个物流网变得更加简洁便利。

　　3.软件设计

　　3.1 CC2430片上程序设计

　　所谓的CC2430片上程序，其主要职责便是负责整体信息流程的控制，其主要程序包括主程序（主要负责无线数据的发送，以及数据实时反馈后的后续处理），定时器（主要负责按时向中央感应器传输传感数据）和定时器（负责监控众多感应器的工作情况，必要时可将感应器系统复位，保证系统可靠与稳定）。

　　3.2 物联网环境下的智能节能系统后台管理平台软件开发

　　对于全新的物联网节能系统，其用于后台管理的软件是一个公开的信息平台（传感器数据局域网内传送；传感器数据外网传送），主要提供PC、笔记本电脑、手机等所有终端设备的信息调度、提取与查询等一系列功能，并且还可以将感应区域内的一切无线设备通过技术手段整合在一起。平台软件分为2个部分：

　　3.2.1 传感器数据局域网内传送

　　在物联网运营环境下的无线局域网内信息通信，主要是对现有网络中各类检测器结构、检测器个数等信息进行管理与显示。这些设备信息的开发环境一般包括Microsoft VisualStudio、C++、Net、Microsoft SQL Server2000等。

　　在物联无线局域网内信息通信的环境下，当基站系统接收到无线感应器所采集到的相关数据时，基站软件系统就会根据相关处理方案将查询和管理命令反馈出去，而一旦所检测数据超出理论范围，就会自行启动保护措施，即将系统电源切断以保护系统安全性。而在该区域网内，一切物联信息都可以通过无线网络与移动终端设备进行交流，在保证数据实时共享的同时还可以实现对无线传感器网络的远程操控。

　　3.2.2 传感器数据外网传送

　　通过简洁的Windows CommunicationFoundation服务系统对相关数据进行调用，再通过Windows Communication Foundation的客户端与服务端框架的数据处理流程，然后再结合Microsoft SilverLight的网页设计技术，在Microsoft Visual Studio与expression开发环境下，利用C#编程语言以网络数据界面的形式实现对物联网环境下所有信息数据的处理与呈现。而当需要调度相关数据时，用户就可以通过Web对microsoft sql server的数据库的进行访问并对数据进行实时更新。而运用Microsoft SilverLight与WindowsCommunication Foundation技术设计物流环境所需网页的主要部分一般有2个。一是以曲线图的形式反映各种物流设备的用电所需量，二是通过个体与总体的对比反映相关数据。

　　4.总结与展望

　　在当今物流量飞速提高的时代，各行业间对于物资的调度需求越来越大，而物联网作为一种新兴的理论与技术，其在众多领域都起到了至关重要的作用。他可以为用户提供一种更易被接受的运行环境，让用户在不经意间享受到物联网所带来的便利服务。而面对节能减排的新环境，全新物联网智能节能系统的提出，则在适应了当今新型环境的同时，再次提升了系统对于广大用户的服务领域，让更多的人享受到物联网系统所带来的便捷生活，让人类的生活环境做到与环境和谐共存，让可持续发展变为一种趋势。（作者：李春辉）