第11章 物聯(lián)網(wǎng)應用案例

1、21世紀高等學校規(guī)劃教材機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社目 錄全球定位與地理信息系統(tǒng)全球定位與地理信息系統(tǒng)第6章 第8章 第9章 第11章 第10章第1章 第2章 第3章 第4章 第5章 物聯(lián)網(wǎng)概述物聯(lián)網(wǎng)概述 射頻識別與產(chǎn)品電子編碼射頻識別與產(chǎn)品電子編碼無線傳感網(wǎng)絡無線傳感網(wǎng)絡傳感器與微機電系統(tǒng)傳感器與微機電系統(tǒng)信息自動識別技術信息自動識別技術目 錄物聯(lián)網(wǎng)應用案例物聯(lián)網(wǎng)應用案例第8章 第9章 第11章 第10章第7章 第8章 第9章 第10章 第11章 互聯(lián)網(wǎng)與移動互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)與移動互聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)應用接口技術物聯(lián)網(wǎng)應用接口技術 物聯(lián)網(wǎng)安全物聯(lián)網(wǎng)安全 物聯(lián)網(wǎng)支撐技術物聯(lián)網(wǎng)支撐技術第第11章章 物聯(lián)網(wǎng)應

2、用案例物聯(lián)網(wǎng)應用案例v 11.1 智能環(huán)保：基于3G的無線可視化環(huán)保監(jiān)測系統(tǒng) 11.1.1方案概述 11.1.2系統(tǒng)方案設計 11.1.3系統(tǒng)功能及其關鍵技術 11.1.4監(jiān)控服務器軟件 11.1.5顯示部分v 11.2智能農(nóng)業(yè)：基于物聯(lián)網(wǎng)的智能大棚 11.2.1 系統(tǒng)總體設計 11.2.2 監(jiān)控軟件功能 11.2.3 智能大棚系統(tǒng)的關鍵技術 11.2.4 系統(tǒng)功能 11.2.5 技術方案 11.2.6 系統(tǒng)集成方案第第11章章 物聯(lián)網(wǎng)應用案例物聯(lián)網(wǎng)應用案例v 11.3智能交通：基于3G的客運車輛視頻監(jiān)控定位系統(tǒng) 11.3.1系統(tǒng)組成 11.3.2總體設計 11.3.3指揮中心遠程監(jiān)控客戶端和

3、服務器設計11.1 基于基于3G的無線可視化環(huán)保監(jiān)測系統(tǒng)的無線可視化環(huán)保監(jiān)測系統(tǒng) v 11.1.1方案概述方案概述 1.需求分析 基于3G 無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)包括固定排污點監(jiān)控、環(huán)保車(船)內(nèi)監(jiān)控以及環(huán)保單兵執(zhí)法監(jiān)控等三個部分。 （1）固定排污點監(jiān)控 （2）環(huán)境監(jiān)測車(船)監(jiān)控 （3）單兵環(huán)保執(zhí)法取證監(jiān)控 2.設計目標 1）實現(xiàn)遠程實時監(jiān)控功能。 2）全方位的存儲功能。 3）支持多鏈路冗余備份，支持多制式聯(lián)網(wǎng)要求。 4）支持視音頻同步，支持3G信號與2G信息自適應切換，支持 低碼流下傳輸D1格式圖片。11.1 基于基于3G的無線可視化環(huán)保監(jiān)測系統(tǒng)的無線可視化環(huán)保監(jiān)測系統(tǒng)3.設計原則 根據(jù)實際應用

4、的具體情況，在設計中應遵循下列原則： 1）先進性原則。 2）開放性原則。 3）可伸展性原則。 4）安全性原則。系統(tǒng)的設計必須貫徹安全性原則，以防止來自系統(tǒng)內(nèi)部和外部的各種破壞。用戶可以通過軟件設置實現(xiàn)更高的安全性，對網(wǎng)絡內(nèi)部資源的訪問采取授權、認證、控制以及審計等安全措施。 5）可靠性原則。11.1.2系統(tǒng)方案設計11.1 基于基于3G的無線可視化環(huán)保監(jiān)測系統(tǒng)的無線可視化環(huán)保監(jiān)測系統(tǒng)11.1 基于基于3G的無線可視化環(huán)保監(jiān)測系統(tǒng)的無線可視化環(huán)保監(jiān)測系統(tǒng)11.1 基于基于3G的無線可視化環(huán)保監(jiān)測系統(tǒng)的無線可視化環(huán)保監(jiān)測系統(tǒng) 1.前端設備 2.傳輸網(wǎng)絡 3.監(jiān)控中心 4.監(jiān)控終端v 11.1.3系

5、統(tǒng)功能及其關鍵技術 1.終端設備 （1）終端設計原則 （2）終端集成化設計 （3）終端無線傳輸模塊 （4）終端的休眠 （5）可靠的熱設計 （6）不同等級數(shù)據(jù)的分類處理機制 11.1 基于基于3G的無線可視化環(huán)保監(jiān)測系統(tǒng)的無線可視化環(huán)保監(jiān)測系統(tǒng) 2.無線傳輸 （1）面向不同無線傳輸模式的多模聯(lián)合算法 （2）具有無線信道自適應性能的傳輸控制算法 （3）前饋控制機制 3.無線視音頻傳輸?shù)牧鲿承院蛯崟r性 4.數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?5.視音頻的同步 6.管理軟件特點11.1.4監(jiān)控服務器軟件 1.轉發(fā)服務器 2.客戶端11.1 基于基于3G的無線可視化環(huán)保監(jiān)測系統(tǒng)的無線可視化環(huán)保監(jiān)測系統(tǒng)11.1 基于基于3

6、G的無線可視化環(huán)保監(jiān)測系統(tǒng)的無線可視化環(huán)保監(jiān)測系統(tǒng) 3.監(jiān)控畫面 4.管理與控制終端 5.OSD 6.遠程回放 7.抓圖回放 8.參數(shù)設置 （1）用戶管理、權限設置 （2）設備管理 （3）編碼參數(shù)設置 （4）定時錄像設置 （5）報警聯(lián)動設置 (6）報警定時設置 (7）網(wǎng)絡連接11.1 基于基于3G的無線可視化環(huán)保監(jiān)測系統(tǒng)的無線可視化環(huán)保監(jiān)測系統(tǒng)v 11.1.5顯示部分 綜合顯示系統(tǒng)一般包括大屏、PC桌面、移動筆記本和智能手機等。 1）數(shù)字大屏采用投影墻拼接技術、多屏圖像處理技術、多路信號切換技術等，具有高亮度、高清晰度、高智能化控制、操作方法先進等優(yōu)點。大屏的接口一般采用VGA或RGB，控制計

7、算機可通過控制接口調(diào)試大屏的顯示模式，如多畫面顯示、畫面漫游、畫中畫等功能。 2）PC桌面顯示是我們平時最常用的一種方式，只需要有固網(wǎng)寬帶網(wǎng)絡能連接整個系統(tǒng)平臺，用戶就可以通過客戶端軟件來查看現(xiàn)場情況。 3）移動筆記本顯示是指在移動并且無固網(wǎng)寬帶的環(huán)境下，客戶可以通過筆記本移動公網(wǎng)無線上網(wǎng)卡進入網(wǎng)絡，登錄系統(tǒng)平臺。調(diào)取前端設備所采集的圖像信息。它的優(yōu)點在于不受空間和電力的限制，只要有移動公網(wǎng)信號覆蓋的地方，就可以完成操作。 4）智能手機顯示是所有顯示方式中最輕松和便捷的方式，用戶只要配備智能手機，登錄到系統(tǒng)平臺，即可調(diào)用圖像。手機是最普及的移動終端，它具備輕巧，操作簡單等優(yōu)點。11.2 基于物

8、聯(lián)網(wǎng)的智能大棚系統(tǒng)設計基于物聯(lián)網(wǎng)的智能大棚系統(tǒng)設計11.2.1 系統(tǒng)總體設計 1. 智能大棚系統(tǒng)架構 智能大棚系統(tǒng)主要分為大棚現(xiàn)場、采集傳輸、業(yè)務平臺和終端展現(xiàn)四層架構，如圖11.4所示。大棚現(xiàn)場主要負責大棚內(nèi)部環(huán)境參數(shù)的采集和控制設備的執(zhí)行，采集的數(shù)據(jù)主要包括農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所需的光照、空氣溫度、空氣濕度、土壤溫度、土壤水分等數(shù)值。 2. 智能大棚系統(tǒng)網(wǎng)絡拓撲結構11.2.2 監(jiān)控軟件功能 1.用戶操作子系統(tǒng) 2.用戶管理子系統(tǒng) 3.系統(tǒng)管理子系統(tǒng)11.2 基于物聯(lián)網(wǎng)的智能大棚系統(tǒng)設計基于物聯(lián)網(wǎng)的智能大棚系統(tǒng)設計11.2 基于物聯(lián)網(wǎng)的智能大棚系統(tǒng)設計基于物聯(lián)網(wǎng)的智能大棚系統(tǒng)設計11.2 基于物聯(lián)網(wǎng)的

9、智能大棚系統(tǒng)設計基于物聯(lián)網(wǎng)的智能大棚系統(tǒng)設計11.2.3 智能大棚系統(tǒng)的關鍵技術 1）在惡劣環(huán)境下，用于采集各種信息的傳感器的安全問題。 2）基于Zigbee和3G網(wǎng)絡的連接問題。 3）基于Zigbee和3G網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)融合問題。 4）手機客戶端訪問的速度、可靠性、界面友好性等問題。 5）智能大棚專家系統(tǒng)的構建問題。11.2.4 系統(tǒng)功能 1）手機客戶端訪問功能。通過3G網(wǎng)絡利用手機訪問監(jiān)控系統(tǒng)，實時、高效、方便。 2）實時監(jiān)測和報警。使用無線傳感器可以實時采集大棚內(nèi)的環(huán)境因子，包括空氣溫度、空氣濕度、土壤溫度、土壤水分、光照強度等數(shù)據(jù)信息及視頻圖像信息，再通過3G 網(wǎng)絡傳輸?shù)街悄艽笈锉O(jiān)控專家系

10、統(tǒng)，為數(shù)據(jù)統(tǒng)計、分析提供依據(jù)。對不適合作物生長的環(huán)境條件自動報警。 3）遠程設施控制系統(tǒng)。通過網(wǎng)站，可以對加熱器、卷膜機、通風機、滴灌等設備遠程控制，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)設施的遠程手動/自動控制。 4）遠程生產(chǎn)指導系統(tǒng)。根據(jù)農(nóng)作物生長模型庫，對大棚實時環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)對比分析，當環(huán)境數(shù)據(jù)高于作物生長的上限或低于作物生長下限時，系統(tǒng)自動報警。11.2 基于物聯(lián)網(wǎng)的智能大棚系統(tǒng)設計基于物聯(lián)網(wǎng)的智能大棚系統(tǒng)設計 5） 遠程生產(chǎn)活動跟蹤。系統(tǒng)根據(jù)現(xiàn)場活動監(jiān)測終端的報告，跟蹤特定生產(chǎn)活動完成的情況。 6）遠程生產(chǎn)指導系統(tǒng)。根據(jù)農(nóng)作物生長模型庫，對大棚實時環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)對比分析，高于作物生長的上限或低于作物生長下限系統(tǒng)自動

11、報警。 7）產(chǎn)品跟蹤服務系統(tǒng)。智能大棚專家系統(tǒng)可以支持對溫室生產(chǎn)的農(nóng)業(yè)產(chǎn)品進行跟蹤，提供產(chǎn)品溯源服務。 8）客戶關系管理。通過本系統(tǒng)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)企業(yè)可以對客戶進行管理，從而提高了企業(yè)的銷售能力。v 11.2.5 技術方案 1. 設備部署方案11.2 基于物聯(lián)網(wǎng)的智能大棚系統(tǒng)設計基于物聯(lián)網(wǎng)的智能大棚系統(tǒng)設計 2. 功能解決方案 （1）PC機訪問功能 （2）手機客戶端訪問功能v 11.2.6 系統(tǒng)集成方案11.3 基于3G的客運車輛視頻監(jiān)控及定位系統(tǒng)11.3.1系統(tǒng)組成 1.車載視音頻監(jiān)控子系統(tǒng) 2.信息交互子系統(tǒng) 3.GPS衛(wèi)星定位子系統(tǒng) 4.中心管理平臺 5.車載終端主機11.3.2總體設計 1

12、.前端設計前端設計 （1）前端攝像機）前端攝像機 （2）前端拾音器 （3）GPS定位模塊 （4）數(shù)字視音頻編碼 （5）視音頻數(shù)據(jù)存儲設計11.3 基于3G的客運車輛視頻監(jiān)控及定位系統(tǒng)11.3 基于3G的客運車輛視頻監(jiān)控及定位系統(tǒng)11.3 基于3G的客運車輛視頻監(jiān)控及定位系統(tǒng) 2.無線網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸設計 （1）車載終端主機 （2）轉發(fā)服務器 （3）監(jiān)控中心管理平臺11.3 基于3G的客運車輛視頻監(jiān)控及定位系統(tǒng)11.3 基于3G的客運車輛視頻監(jiān)控及定位系統(tǒng)11.3 基于3G的客運車輛視頻監(jiān)控及定位系統(tǒng)v11.3.3指揮中心遠程監(jiān)控客戶端和服務器設計v1.客戶端軟件主要功能v（1）視頻實時瀏覽v實時瀏

13、覽車輛上傳的視頻圖像，視頻圖像分辨率、碼流、幀率、圖像質量等參數(shù)實時可調(diào)，視頻上傳延遲小于5秒，支持網(wǎng)絡帶寬自適應功能。v（2）遠程抓圖功能v支持前端抓圖按鈕，抓取高清晰照片，可實時調(diào)整圖片分辨率、圖像質量。v（3）車輛定位管理功能v支持GPS定位信息轉發(fā)，并在地圖上顯示車輛位置（時間，地點，經(jīng)度，緯度，速度）。（4）遠程報警功能v支持三種報警功能、并在平臺上實時顯示報警信息。v1）手動按鈕報警，支持報警按鈕報警。v2）越界報警、超速報警、阻塞報警。通過GPS信息可對車輛行駛狀態(tài)進行判斷，車輛是否超速、是否越界、是否在一地點長時間停留。v3）設備出錯報警。支持設備自檢報警上傳，如視頻信號被非法切斷。v（5）車輛管理功能v用戶通過相關車輛類型、車隊、車牌、聯(lián)系人等信息進行管理。比如車輛名稱、車隊名稱、駕駛員姓名、駕駛員電話等，并可將每輛車按需求進行分組。v（6）日志記錄功能v各種操作日志記錄，并可通過時間段進行查詢。v（7）本地錄像回放功能v前端網(wǎng)傳的錄像可通過播放軟件進行本地播放，支持多路回放功能。v2.監(jiān)控中心服務器設計v指揮中心