基于物聯(lián)網(wǎng)的啤酒發(fā)酵過程溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、第22卷第7期2012年7月計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展COMPUTER TECHNOLOGY AND DEVELOPMENTVol22No7July 2012基于物聯(lián)網(wǎng)的啤酒發(fā)酵過程溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)趙富孟，陳壽元，楊澤軍（山東師范大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院，山東濟(jì)南250014）摘要：為解決傳統(tǒng)發(fā)酵控制系統(tǒng)復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)連線的問題，實(shí)現(xiàn)在無線環(huán)境下對(duì)發(fā)酵過程參數(shù)的有效監(jiān)控，文中介紹了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的啤酒發(fā)酵控制技術(shù)。首先分析物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和啤酒發(fā)酵大滯后過程，然后設(shè)計(jì)基于物聯(lián)網(wǎng)的啤酒發(fā)酵控制Zig-方案。具體使用CC2430等芯片，組建基于ZigBee 協(xié)議的無線通訊網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)啤酒發(fā)酵的自動(dòng)檢測(cè)與控制。研究表明，B

2、ee 無線網(wǎng)絡(luò)控制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通信靈活方便，可以使啤酒發(fā)酵生產(chǎn)降低投資，減少人力資本，完成發(fā)酵過程的優(yōu)化創(chuàng)收。對(duì)于提高啤酒質(zhì)量打下良好的基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；ZigBee ；發(fā)酵罐監(jiān)測(cè)控制；CC2430中圖分類號(hào)：TP273；TP393文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1673629X （2012）07015404Design of Temperature Process Control System of BeerFermentation Based on Internet of ThingsZHAO Fu meng ，CHEN Shou yuan ，YANG Ze jun（College of Inf

3、ormation Science and Engineering ，Shandong Normal University ，Jinan 250014，China ）Abstract ：In order to solve the complexity field wiring problems of traditional fermentation control system and achieve the effective monitoring about fermentation process parameter in the wireless environment ，introdu

4、ced a beer fermentation control technology based on internet of thingsFirst ，analyse internet of things technology and a large hysteresis process of beer fermentation ，then design the beer fermentation con-trol program based on internet of thingsUse CC2430chip and so on ，set up wireless communicatio

5、n network based on ZigBee protocol to a-chieve automatic detection and control of beer fermentationResearch shows that the wireless network control structure of ZigBee is simple ，the communication is flexible and convenient ，it can reduce investment in beer fermentation production and human capital

6、to complete reve-nue and optimization in the fermentation processIt laies a good foundation for improving the quality of beerKey words ：internet of things ；ZigBee ；fermentation tank monitoring and control ；CC24300引言目前，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)迅速起步并得到較快發(fā)展，但物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與傳統(tǒng)現(xiàn)有的控制技術(shù)的完美結(jié)合還有待于深入研究，對(duì)于發(fā)酵控制工業(yè)，國內(nèi)外使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行控制的也是比較少。

7、設(shè)計(jì)使用基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，可以使啤酒發(fā)酵生產(chǎn)降低投資，減少人力資本，完成發(fā)酵過程的優(yōu)化創(chuàng)收。隨著生物工程迅速的發(fā)展，發(fā)酵工業(yè)越來越引起科技界、工業(yè)界和政府部門的重視，因?yàn)樯锕こ痰脑S多成果，需經(jīng)過發(fā)酵工業(yè)而轉(zhuǎn)化為工業(yè)產(chǎn)品，成為商品1。目前，國內(nèi)啤酒發(fā)酵生產(chǎn)的控制水平基本上可以分為四個(gè)檔次，完全手動(dòng)操作方式，半自動(dòng)控制方式（集中手動(dòng)控制方式），PC 機(jī)+數(shù)據(jù)采集插卡方式，分布式控制系統(tǒng)。啤酒工業(yè)總的技術(shù)特點(diǎn)是向設(shè)備大型化、自動(dòng)化、生產(chǎn)周期短、經(jīng)濟(jì)效益高的方向發(fā)展。近年來微機(jī)應(yīng)用在啤酒工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，技術(shù)逐漸成熟，國內(nèi)外傳統(tǒng)的控制方法多數(shù)是現(xiàn)場(chǎng)連線的總線式控制。收稿日期：

8、20111115；修回日期：20120217基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金（60802030）作者簡(jiǎn)介：趙富孟（1985），男，山東臨沂人，碩士研究生，研究方向?yàn)閿?shù)據(jù)通信理論與技術(shù)；陳壽元，教授，碩士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)樾畔⑾到y(tǒng)、引力通信。1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)基于物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)酵過程控制主要是將發(fā)酵控制技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合，提出適用于發(fā)酵的智能化體系。以先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合傳感器技術(shù)和無線通信技術(shù)，達(dá)到實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)控制的目的2。物聯(lián)網(wǎng)的經(jīng)典體系分為感知層、傳輸層和應(yīng)用層。感知層即為多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)對(duì)所需要的數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)，同時(shí)根據(jù)應(yīng)用層的數(shù)據(jù)比對(duì)，進(jìn)行反饋控制。傳輸層即為傳輸網(wǎng)絡(luò)，這里通過無線網(wǎng)絡(luò)對(duì)傳感

9、器采集的信息進(jìn)行傳輸。應(yīng)用層即控制處理數(shù)據(jù)的工控機(jī)或PC ，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、存儲(chǔ)、處理，并發(fā)送數(shù)據(jù)信息對(duì)目標(biāo)進(jìn)行控制。系統(tǒng)由多個(gè)監(jiān)測(cè)控制節(jié)點(diǎn)以及多個(gè)路由節(jié)點(diǎn)、協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)，還有PC 機(jī)構(gòu)成。每個(gè)發(fā)酵罐設(shè)定上中根據(jù)距離設(shè)置路由節(jié)點(diǎn)。系統(tǒng)采用下三個(gè)監(jiān)控節(jié)點(diǎn)，PC 機(jī)完成對(duì)數(shù)據(jù)的收集、分析、顯示及保存，協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)連接PC 機(jī)與路由節(jié)點(diǎn)，路由節(jié)點(diǎn)連接各個(gè)終端的測(cè)協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)可以通過控節(jié)點(diǎn)。如果需要遠(yuǎn)程監(jiān)控，GPRS 模塊加入Internet 與遠(yuǎn)程控制中心通信。發(fā)酵控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示 。025 、0狀態(tài)，對(duì)應(yīng)的可分辨溫度分別為05 、125 和00625 ，寄存器R1和R0用來設(shè)置分辨率，R1與R0組合了四

10、個(gè)轉(zhuǎn)換精度，00、01、10、11分別為9到10位轉(zhuǎn)換精度。發(fā)酵罐體積比較大，傳感器安裝深度影響測(cè)量控制效果，安裝過深會(huì)增加滯后時(shí)間，安裝過淺會(huì)影響測(cè)量效果。根據(jù)熱量等值交換法來確定傳感器的安裝深r 1為熱量交傳感器安裝在r 1處，度。發(fā)酵罐半徑為R ，換平衡點(diǎn)，在R 到r 1處接觸冷卻水降溫降的快，與r 1以內(nèi)的發(fā)酵液有溫度差，根據(jù)r 1內(nèi)外所放熱量和所系熱量相等確定r 1的位置4。rr 1r 1半徑圓內(nèi)降溫，Q 放=r 12hct 21(2hc 2r d r =t r621（1）t 2為r 1處的溫度。C 為液體吸式中h 為液體高度，熱系數(shù)。在r 1外，液體吸熱達(dá)到平衡，Q 吸=R r 1

11、2hct 21(r r 1r d r（2）121R 31r 2R =2hc23r 161(達(dá)到熱平衡是吸放熱量相等，得到r 1=2/3R 。溫度信息經(jīng)過單線接口送入DS18B20或者從其圖1發(fā)酵控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中送出；DS18B20的電源可以由數(shù)據(jù)線本身提供；其測(cè)量范圍從55 +125 ，可在1s 內(nèi)把溫度變換成數(shù)字52傳感器終端監(jiān)測(cè)控制模塊Zig-該模塊的ZigBee 是精簡(jiǎn)功能設(shè)備，由傳感器、。在本系統(tǒng)中，發(fā)酵的溫度控制是單向的，只控制制冷量，升溫是靠發(fā)酵過程自身產(chǎn)生的熱量，當(dāng)溫度高時(shí)，調(diào)節(jié)冷卻管中冷卻水流量來降溫，當(dāng)溫度小時(shí)，關(guān)利用發(fā)酵中生化反應(yīng)產(chǎn)生的熱量使溫度上閉冷卻水，升。Bee 模塊和

12、參數(shù)控制模塊組成，通過數(shù)字溫度傳感器DS18B20采集溫度信息，ZigBee 模送給ZigBee 模塊，塊是帶有8051微控制器內(nèi)核的CC2430，它支持24GHz IEEE802154/ZigBee協(xié)議。ZigBee 發(fā)送采集到的信息，接收控制中心發(fā)送的控制信息，然后送給控制模塊，對(duì)溫度等參數(shù)進(jìn)行控制。該模塊框圖如圖2所示 。3ZigBee 無線傳輸網(wǎng)絡(luò)通信網(wǎng)絡(luò)選用的是ZigBee 網(wǎng)絡(luò)，其定義了兩種設(shè)備：全功能設(shè)備（FFD ）和精簡(jiǎn)功能設(shè)備（RFD ）。全功精簡(jiǎn)功能設(shè)備作為能設(shè)備作為網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器或路由器，終端。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下：各個(gè)ZigBee 節(jié)點(diǎn)，完成不同針對(duì)自身監(jiān)控的功能。監(jiān)控終端具有

13、多種檢測(cè)功能，的設(shè)計(jì)進(jìn)行信息采集，并完成數(shù)據(jù)上報(bào)功能，同時(shí)接收信息進(jìn)行控制。路由節(jié)點(diǎn)具備報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)能力，它在協(xié)圖2終端節(jié)點(diǎn)框圖方便報(bào)文調(diào)器與監(jiān)控終端之間建立通信轉(zhuǎn)發(fā)的通道，傳送，拓展網(wǎng)絡(luò)范圍6數(shù)字傳感器DS18B20接線方便，封裝后可用于電鍋爐測(cè)溫、農(nóng)業(yè)大棚測(cè)溫等非極限溫度場(chǎng)纜溝測(cè)溫、合。其封裝形式多樣，適用各種狹小空間設(shè)備數(shù)字測(cè)溫和控制領(lǐng)域3。協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)部署的中管理、控制、命令下達(dá)的主節(jié)點(diǎn)，直接與管理中心相心，通信，協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)還可選擇帶有GSM /GPRS模塊，以便同遠(yuǎn)距離管理中心聯(lián)系3所示。7。分辨率可以從9到12位選擇，可通。ZigBee 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖10、11和12位4種過程序設(shè)

14、定。精度可以配置成9、 7、8腳分別接入PC 機(jī)串口的2、3腳，9、10腳接CC2430的P02、P03，即可以實(shí)現(xiàn)PC 機(jī)與單片機(jī)的串行通信 。圖3ZigBee 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)路由器和協(xié)調(diào)器比終端節(jié)點(diǎn)模塊少了傳感器和控制器，只是協(xié)調(diào)器還需要通過串口與PC 機(jī)通信。CC2430在單個(gè)芯片上整合了ZigBee 射頻前端、內(nèi)存、微控制器。使用1個(gè)8位MCU （8051），具有128KB 可編程閃存和8KB 的RAM ，還包含模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器、定AES128協(xié)同處理器、時(shí)器、上電復(fù)位電路、掉電檢測(cè)電以及21個(gè)可編程I /O引腳等。集成符合IEEE 路，802154標(biāo)準(zhǔn)的24GHz 的RF 無線電收發(fā)機(jī)；硬件

15、支持CSMA /CA功能；具有電池監(jiān)測(cè)和溫度感測(cè)的功能5圖4MAX3232的應(yīng)用電路5終端控制算法啤酒發(fā)酵過程特點(diǎn)主要有溫度對(duì)象的大時(shí)滯特性，參數(shù)之間的強(qiáng)耦合性，發(fā)酵模型的不確定性等。這決定了發(fā)酵過程控制必須采用特殊的控制算法。由于對(duì)象特性也不盡相同。每個(gè)發(fā)酵罐都存在個(gè)體的差異，因此很難找到或建立某一確切的數(shù)學(xué)模型來進(jìn)行模擬并且能夠滿足控和預(yù)測(cè)控制。為節(jié)省能源降低成本，制的要求，發(fā)酵罐的溫度控制選擇了檢測(cè)發(fā)酵罐的上、中、下3段的溫度，通過上、中、下3段冷媒進(jìn)口的電磁閥來實(shí)現(xiàn)發(fā)酵罐溫度控制。PID 控制算法原理簡(jiǎn)單、使用方便、適應(yīng)性廣和魯它根棒性強(qiáng)的特點(diǎn)。PID 控制器是一種線性控制器，據(jù)給定值

16、r （t ）與實(shí)際輸出值y （t ）構(gòu)成控制偏差e （t ）=PID 控制器的運(yùn)算規(guī)律表達(dá)式為r （t ）y （t ），u （t ）=K P e （t ）+。由于CC2430將8051內(nèi)核與無線收發(fā)模塊集成到一個(gè)芯中，因而簡(jiǎn)化了電路的設(shè)計(jì)過程，省去了對(duì)單片需要很少的機(jī)與無線收發(fā)芯片之間接口電路的設(shè)計(jì)，外圍部件配合就能實(shí)現(xiàn)。4上位機(jī)監(jiān)測(cè)控制中心模塊ZigBee 的協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)接收到的數(shù)據(jù)信息通過串口送給控制中心的計(jì)算機(jī)。當(dāng)領(lǐng)域擴(kuò)大后，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)會(huì)被劃分成多個(gè)小的區(qū)域，協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)在每一個(gè)小區(qū)域中的充當(dāng)著標(biāo)識(shí)該區(qū)域和與下一個(gè)區(qū)域的協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信的作用。協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)通過無線方式獲得的信息，通過串口發(fā)送給P

17、C 機(jī)；接收PC 機(jī)的信息指示，并通過無線方式發(fā)送給其他節(jié)點(diǎn)。在傳輸信息的過程中難免會(huì)出現(xiàn)隨機(jī)誤差和干擾誤碼等隨機(jī)誤差，隨機(jī)誤差是由隨機(jī)干擾引起的，其特點(diǎn)是在相同條件下測(cè)量同一量時(shí)，其大小和符號(hào)會(huì)現(xiàn)無規(guī)則的變化而無法預(yù)測(cè)，但多次測(cè)量的結(jié)果符合統(tǒng)計(jì)規(guī)律。為克服隨機(jī)干擾引起的誤差，硬件上可采用濾波技術(shù)，軟件上可采用軟件算法實(shí)現(xiàn)數(shù)字濾波。采用取均值的方法，去掉最大和最小的值。誤碼錯(cuò)誤可采用漢明碼糾錯(cuò)和自校正編碼技術(shù)實(shí)現(xiàn)。通過串口可以方便地實(shí)行協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)與PC 機(jī)之間的通信。PC 機(jī)有標(biāo)準(zhǔn)的RS 232C 串行口，信號(hào)電平“1”“0”采用負(fù)邏輯，即邏輯為5 15V ，邏輯為+5 +15V 。CC2430

18、的P02和P03分別為串行數(shù)據(jù)接收端RxD 和發(fā)送端TxD ，接收和發(fā)送信號(hào)為TTL 電平。因此和PC 機(jī)串行通信時(shí)需利用MAX3232進(jìn)行RS 232C 電平和TTL 電平的轉(zhuǎn)換，如圖4將MAX3232的1d e （t ）e （t ）d t +T D T I d t（3）式（3）傳遞函數(shù)表示為G （s ）=1U （s ）=K P 1+s +T D sT I E （s ）(（4）式（3）中第一項(xiàng)為比例（P ）部分，第二項(xiàng)為積分（I ）部分，K P 為控制器的比例第三項(xiàng)為微分（D ）部分。T I 為積分時(shí)間，T D 為微分時(shí)間8。這三個(gè)參數(shù)增益，大小可以改變，相應(yīng)的改變控制作用大小及規(guī)律。在數(shù)字

19、控制系統(tǒng)中使用數(shù)字PID 控制器，其特點(diǎn)每個(gè)被控制量的測(cè)量值與設(shè)定值比較一是采樣控制，按照預(yù)定的控制算法得到輸出值，通常把它保留到次，下一采樣時(shí)刻。它只能根據(jù)采樣時(shí)刻的偏差值e （k ）=r （k ）y （k ）計(jì)算控制量，所以連續(xù)PID 改為離散PID ，比例規(guī)律采樣進(jìn)行，積分規(guī)律需要通過數(shù)值積微分規(guī)律需要通過數(shù)值微分。離散的PID 表達(dá)式分，為u （k ）=k PkT D Te （k ）+e （j ）+e （k ）e （k 1）T I j =0T （5）其離散的控制算法采用增量式u （k ）=u （k ）u （k 1）=K P e （k ）e （k 1）+K I e （k ）+K D e

20、（k ）2e （k 1）+e （k 2）（6）K P 為比例系數(shù)，其中，積分系數(shù)K I =K P T /TI ，微分系數(shù)K D =K P T D /T。上式表示第k 此輸出的增量，等于9第k 1次調(diào)節(jié)器輸出的差值。第k 次，給子節(jié)點(diǎn)定時(shí)發(fā)送相關(guān)的控制命令，對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行維護(hù)。為了保證網(wǎng)絡(luò)的成功搭建，監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)采用唯一每個(gè)節(jié)點(diǎn)包含一個(gè)唯一的IEEE 地的網(wǎng)絡(luò)PAN ID ，址11 。在發(fā)酵過程中根據(jù)工藝要求，通過控制冷卻水流量的大小，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)酵罐內(nèi)部溫度的控制。采用熱量預(yù)估的方法，當(dāng)發(fā)酵罐溫度大于工藝要求值時(shí)需要釋放熱量而降溫，根據(jù)冷水入口與出口的溫度計(jì)算吸收熱量，確定需要流入多少冷水以控制冷水閥

21、門的開量及作用時(shí)間，計(jì)算機(jī)根據(jù)熱量平衡做出預(yù)估。這樣的大滯后特性，用常規(guī)的PID 受控對(duì)象具有大時(shí)間慣量、控制難于滿足要求。采用等待與常規(guī)PID 相結(jié)合的復(fù)合控制算法。這種控制法的原則主要是調(diào)節(jié)偏差e 不是連續(xù)進(jìn)行的。偏差大到必須要改變控制量時(shí)，才使其發(fā)生相應(yīng)的變化。在調(diào)節(jié)一次后，另一次調(diào)節(jié)不立即進(jìn)行，而不斷地檢測(cè)被控制參數(shù)，視本次調(diào)是等一段時(shí)間之后，節(jié)的效果來決定是否做下一次調(diào)節(jié)。在實(shí)際中，當(dāng)被控參數(shù)y 與給定值r 的偏差小于允許值E ，即e =y r E 時(shí)，保持控制系統(tǒng)當(dāng)前控制量不變。當(dāng)y r =e E 時(shí)，對(duì)控制量進(jìn)行調(diào)整控制，使偏差e 趨于最小。此后控制系統(tǒng)進(jìn)入等待期間t w ，在此

22、期間內(nèi)，不論e 是否小于允許值E ，對(duì)控制量都不作新的調(diào)整。等待時(shí)間t w 結(jié)束后又將根據(jù)e 決定是否改變控制量，這一過程不斷循環(huán)的大小，10圖562增量式PID 控制算法程序框圖傳感器節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)傳感器終端節(jié)點(diǎn)主要是負(fù)責(zé)溫度信息的采集發(fā)送以及接收?qǐng)?zhí)行來自協(xié)調(diào)器的控制命令，擁有子節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)還需要將子節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)。傳感器將掃描有效的網(wǎng)絡(luò)信道，發(fā)現(xiàn)協(xié)調(diào)器建立節(jié)點(diǎn)啟動(dòng)后，的網(wǎng)絡(luò)并請(qǐng)求加入12。設(shè)備加入網(wǎng)絡(luò)后進(jìn)入輪詢式執(zhí)行周期性發(fā)送數(shù)據(jù)的任務(wù)，將采集到的信息經(jīng)操作，過處理以后周期的發(fā)送給中央控制單元。當(dāng)控制量需要調(diào)整時(shí)，則采用PID 增量算式進(jìn)行計(jì)算，并用位置輸出的方式，改變其輸出值。采用

23、的PID 增量算式為上面的算式（6）。增量式PID 控制算法的流程框圖如圖5所示。7結(jié)束語對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和發(fā)酵控制的分析，將物聯(lián)網(wǎng)與發(fā)酵工業(yè)的實(shí)際相結(jié)合，探討了發(fā)酵過程無線網(wǎng)絡(luò)控制的可行性，改變了傳統(tǒng)有線監(jiān)測(cè)的方式。文中對(duì)發(fā)酵過程的溫度參數(shù)監(jiān)測(cè)控制，采用基于ZigBee 的無線網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)以CC2430為核心，采用DS18B20獲取數(shù)據(jù)，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作穩(wěn)定可靠，具有通信靈活方便特別適用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。等特點(diǎn)，參考文獻(xiàn)：1王樹青發(fā)酵過程自動(dòng)化J 化工自動(dòng)化及儀表，1993（5）：162李3洋，張永輝基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的冷藏車智能監(jiān)控系統(tǒng)J 通信技術(shù)，2010，43（11）：5960DS18B20E

24、B /OL2011http ：/baikebaiducom /view/1341776htm4陳壽元，唐儀省微機(jī)應(yīng)用在啤酒發(fā)酵工藝中的幾個(gè)技術(shù)J 山東教育學(xué)院學(xué)報(bào)，1997（6）：1214問題6節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)ZigBee 終端節(jié)點(diǎn)只負(fù)責(zé)加入網(wǎng)絡(luò)收發(fā)信息，路由節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)發(fā)信息，協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)主要負(fù)責(zé)組網(wǎng)，配置網(wǎng)啟動(dòng)網(wǎng)絡(luò)并維護(hù)網(wǎng)絡(luò)正常工作。絡(luò)參數(shù)、61協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)器組網(wǎng)過程：首先，協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)發(fā)送廣播進(jìn)行組網(wǎng)，向相同信道的節(jié)點(diǎn)告知自己為網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器，并且廣播網(wǎng)絡(luò)的PAN ID （Personal Area Network IDentity ），同時(shí)定時(shí)偵聽有無網(wǎng)絡(luò)連接的請(qǐng)求；其次，如果收到路由節(jié)點(diǎn)或

25、終端節(jié)點(diǎn)的請(qǐng)求，則依據(jù)請(qǐng)求信息做出判斷是否允許加入網(wǎng)絡(luò)，若允許，協(xié)調(diào)器發(fā)送回應(yīng)告訴節(jié)點(diǎn)加入，給節(jié)點(diǎn)分配一個(gè)地址作為唯一的身份標(biāo)識(shí)；最后，（下轉(zhuǎn)第162頁）·162·計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展參考文獻(xiàn)：第22卷5改進(jìn)的HTTP 分發(fā)方式結(jié)合上面所述的基于HTTP 的混合分發(fā)方式以及1Shen B ，Tan W ，Huve FDynamic Video Transcoding in Mo-bile Environments J IEEE Multimedia Mag，2008，15（1）：45512黃一鳴，董永強(qiáng)RTSP 流媒體代理IPv4/IPv6組播互通的J 計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展，200

26、7，17（6）：183190研究3Guo L ，Chen S Q ，Xiao Z ，et alAnalysis of Multimedia Work-loads with Implications for Internet Streaming C /Proceed-ings of the 14th International Conference on World Wide Web （WWW 2005）sl：sn，20054張林，王芙蓉RTSP 協(xié)議研究及其在一種VOD 中的實(shí)J 中國有線電視，2004（22）：912現(xiàn)5李必云，石俊萍移動(dòng)流媒體技術(shù)在視頻傳輸中的應(yīng)用J 計(jì)算機(jī)時(shí)代，2010（

27、5）：28296Li Y ，Markopoulou A ，Apostolopoulos J ，et alContent awarePlayout and Packet Scheduling for Video Streaming over Wireless Links J IEEE Transactions on Multimedia ，2008，10（5）：8858957李繼玲，于HTTP 流化技術(shù)比較分析凡RTP /RTSP、J 科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2010（28）：23238Guo Lei ，Tan Enhua ，Chen Songqing ，et alDelving into Inter-n

28、et Streaming Media Delivery ：A Quality and Resource Utiliza-tion Perspectiv C /Proceedingsof the 2006ACM SIG-COMM Internet Measurement Conference （IMC 2006）sl：sn，2006：2172309Liang Y J ，Apostolopoulos J ，Girod BAnalysis of Packet Lossfor Compressed Video ：Effect of Burst Losses and Correlation J IEEE

29、 Transactions on Circuits and between Error Frames Systems for Video Technology ，2008，18（7）：86187410Liang Y J ，Gerod BNetwork adaptive Low latency over Besteffort Networks J IEEE Transactions on Circuits and Sys-tems for Video Technology ，2006，16（1）：728111Wang Bing ，Wei Wei ，Guo Zheng ，et alMultipat

30、h LiveStreaming via TCP ：Scheme ，Performance and Benefits J ACM Transactions on Multimedia Computing Communications and Applications ，2009，5（3）：12312Chakareski J ，F(xiàn)rossard PDistributed Collaboration for En-IEEE Transac-hanced Sender driven Video Streaming J tions on Multimedia ，2008，10（5）：858870確定的比特率自適應(yīng)，可進(jìn)一步改進(jìn)其分發(fā)方式：內(nèi)容提供商根據(jù)一般需求將視頻源文件切割成較小的片段，并且分別為每個(gè)片段進(jìn)行不同碼率的編碼。這樣，每個(gè)視頻源文件擁有幾個(gè)不同碼率的編碼文件。在服務(wù)器端向客戶端分發(fā)視頻內(nèi)容時(shí)，服務(wù)器端根據(jù)當(dāng)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)帶寬，選擇不同碼率的文件向客戶端進(jìn)行分發(fā)。當(dāng)然，這樣一個(gè)分發(fā)過程是建立在內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)之上的。采用這種改進(jìn)方式進(jìn)