CN101867383A - 一种基于物联网的传感网节点及其传输方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于物联网的传感网节点及其传输方法，其中的传感网节点包括信息传感设备和移动终端；其中，所述信息传感设备，用于识别和采集物品信息，并将采集得到的信息发送至移动终端；所述移动终端包括：无线射频收发模块，用于接收所述信息，并发送至信息传输网络。本发明用以降低传感网节点的设置费用。

Description

一种基于物联网的传感网节点及其传输方法

技术领域

本发明涉及物联网技术领域，特别是涉及一种基于物联网的传感网节点及其传输方法。

背景技术

物联网(The Internet of things)是指通过射频识别(Radio FrequencyIdentification，RFID)、红外感应器、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络概念；相对于互联网，物联网更进一步引入了人与物之间的交流，其发展目标就是使得人们可以在任意时间、任意地点都可以与任何物品相联，为人类生活带来革命性的变化；具体来看，物联网的用途较其他传统网络更为广泛，遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监控、护理与检测等等，涉及人类生活、工作、健康和社会领域的方方面面。

物联网主要包括三个层次：传感网、信息传输网络和信息应用网络；其中，传感网主要包括信息传感设备，用于信息的识别和采集；信息传输网络，主要用于远距离无缝传输来自传感网所采集的巨量数据信息；信息应用网络，则主要通过数据处理及解决方案来提供人们所需要的信息服务。

物联网的基本特征包括：广泛的信息获取能力，安全可靠的信息传送能力，持续创新的信息服务模式；其中，安全可靠的信息传送能力是指，各传感网节点中信息传感设备所采集的信息均需要无缝达到任何需要这些信息的地方，这就首先要求各传感网节点能够将这些信息发送至信息传输网络。

例如，在存在信息至移动通讯网的发送需求时，目前典型的方法是：在读取信息传感设备所采集的信息后，通过射频无线收发模块按照移动通信协议将读取的信息发送至移动通讯网上传输；上述方法能够实现信息至移动通讯网的发送，但该实现需要在传感网节点上设置包括移动通信协议栈的无线射频收发模块，而该无线射频收发模块无疑增加了传感网节点的设置费用。

总之，需要本领域技术人员迫切解决的一个技术问题就是：如何能够降低传感网节点的设置费用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是一种基于物联网的传感网节点及其传输方法，用以降低传感网节点的设置费用。

为了解决上述问题，本发明公开了一种基于物联网的传感网节点，包括信息传感设备和移动终端；其中，

所述信息传感设备，用于识别和采集物品信息，并将采集得到的信息发送至移动终端；

所述移动终端包括：

无线射频收发模块，用于接收所述信息，并发送至信息传输网络。

优选的，所述信息传感设备包括：

射频标签，其附着于物品上，用于存储物品信息；以及，

射频读写器，设置于所述移动终端上，用于读取所述物品信息，并发送至所述无线射频收发模块。

优选的，所述信息传感设备包括：

传感器，用于探测物品信息；

第一转换模块，用于对探测得到的信息进行模/数转换；以及，

第一蓝牙功能模块，用于利用蓝牙技术，将模/数转换后的信息发射至所述移动终端；

所述移动终端还包括：

第二蓝牙功能模块，用于利用蓝牙技术，接收第一蓝牙功能单元发射的信息，并发送至所述无线射频收发模块。

优选的，所述信息传感设备设置于所述移动终端上，包括：

红外感应器，用于感应物品信号；以及，

第二转换模块，用于将所述物品信号转换为电信号，并在对所述电信号进行模/数转换后，将其发送至无线射频收发模块。

本发明实施例还公开了一种基于物联网的传感网节点传输方法，包括：

采集步骤：识别和采集物品信息，并将采集得到的信息发送至移动终端的无线射频收发模块；

发送步骤：所述无线射频收发模块接收所述信息，并发送至信息传输网络。

优选的，所述采集步骤包括：

利用附着于物品之上的射频标签，存储物品信息；

射频读写器读取所述物品信息，并发送至所述无线射频收发模块，其中，所述射频读写器设置于所述移动终端上。

优选的，所述采集步骤包括：

采用传感器探测物品信息；

对所述探测得到的信息进行模/数转换；

利用蓝牙技术，将所述模/数转换后的信息发射至所述移动终端；

所述方法还包括：

所述移动终端利用蓝牙技术接收所述信息，并发送至所述无线射频收发模块。

优选的，所述采集步骤包括：

通过设置于所述移动终端之上的红外感应器，感应物品信号；

将所述物品信号转换为电信号，并在对所述电信号进行模/数转换后，将其发送至无线射频收发模块。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明将移动终端设置在传感网节点中，而所述移动终端的无线射频收发模块，能够支持无线运营网、无线局域网等多种网络的协议栈，故能够实现采集得到的物品信息到所述信息传输网络的发布；由于移动终端被广泛使用，几乎人手一台，因此，利用已为人们拥有的移动终端，能够降低传感网节点的设置费用；

再者，由于移动终端作为用户的随身通讯工具，具有天然的用户亲和力，因而，有利于将物联网推广至日常生活，例如：抄水表/煤气表、监测家用电器状态等，从而利于物联网的推广使用。

附图说明

图1是本发明一种基于物联网的传感网节点实施例1的结构图；

图2是本发明一种基于物联网的传感网节点实施例2的结构图；

图3是本发明一种基于物联网的传感网节点实施例3的结构图；

图4是本发明一种基于物联网的传感网节点实施例4的结构图；

图5是本发明一种基于物联网的传感网节点传输方法实施例的流程图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

移动终端是指可以在移动中使用的计算机设备，广义的讲包括手机、笔记本、POS机甚至包括车载电脑；但是，大部分情况下是指手机或者具有多种应用功能的智能手机。

随着网络和技术朝着越来越宽带化的方向的发展，移动通信产业将走向真正的移动信息时代；目前，移动终端可以拥有非常丰富的通信方式，即可以通过GSM(全球移动通讯系统，Global System for MobileCommunications)、CDMA(码分多址，Code Division Multiple Access)、EDGE(增强型数据速率GSM演进技术，Enhanced Data Rate for GSM Evolution)、3G(第三代移动通信技术，3rd-generation)等无线运营网通讯，也可以通过无线局域网、蓝牙和红外进行通信。

本发明实施例的核心构思之一在于：将移动终端用作传感网节点的无线射频收发模块，由于移动终端被广泛使用，几乎人手一台，因此，利用已为人们拥有的移动终端，能够节省在传感网节点中设置无线射频收发模块的费用。

参照图1，示出了本发明一种基于物联网的传感网节点实施例1的结构图，具体可以包括信息传感设备11和移动终端12；其中，

所述信息传感设备11，可用于识别和采集物品信息，并将采集得到的信息发送至移动终端12；

所述移动终端12可以包括：

无线射频收发模块121，可用于接收所述信息，并发送至信息传输网络。

物联网中的传感网，与人体结构中皮肤和五官的作用相似，主要用于识别物品、采集信息；而上述识别物品、采集信息的作用，可由所述信息传感设备11来实现；在实际中，所述信息传感设备11可以包括二维码标签和识读器、射频标签和射频读写器、摄像头、GPS(全球定位系统，GlobalPositioning System)、传感器、终端、传感器网络等；本领域技术人员可以根据需要，采用任一种信息传感设备，本发明对此不加以限制。

另外，为使物联网具备安全可靠的信息传送能力，首先要求各传感网节点能够将所述信息传感设备11采集得到的信息发送至信息传输网络，由所述信息传输网络进行所述信息的传递；本发明实施例将已有移动终端12的无线射频收发模块121设置在传感网节点中，由所述无线射频收发模块121实现所述信息到所述信息传输网络的发布。

在实际中，所述信息传输网络可以是无线计算机网络，它是与有线计算机网络相连的若干个无线基站(无线路由器、无线集线器等)组成的计算机网络，如公司的无线网，学校的无线网(如北京大学)等；也可以是移动通讯网，它是与通讯卫星或者若干个无线通讯基站组成的通讯基站的通讯网络，如中国移动，中国联通的手机网，中国电信，中国网通的小灵通的网络等。

以所述信息到移动通讯网的发布为例，假设所述无线射频收发模块121支持3G的无线运营网通讯，也即，所述无线射频收发模块121中包括有3G协议栈，那么，所述无线射频收发模块121可以基于所述3G协议栈，将所述信息发送至移动通信网。

另外，由于移动终端作为用户的随身通讯工具，具有天然的用户亲和力，因而，有利于将物联网推广至日常生活，例如：抄水表/煤气表、监测家用电器状态、监测人体生理状况(例如，监测人体温度)、监测环境状况(例如，温度、湿度)等，从而利于物联网的推广使用。

参照图2，示出了本发明一种基于物联网的传感网节点实施例2的结构图，具体可以包括信息传感设备21和移动终端22；其中，

所述信息传感设备21，具体包括：

射频标签211，其附着于物品上，用于存储物品信息；以及，

射频读写器212，设置于所述移动终端22上，用于读取所述物品信息，并发送至所述移动终端22；

所述移动终端22包括：

无线射频收发模块221，用于接收所述物品信息，并发送至信息传输网络。

本实施例与实施例1的区别在于，基于RFID技术，在所述信息传感设备21中设计射频标签211和射频读写器212；其工作原理是，射频读写器212发射一特定频率的无线电波能量给射频标签211，用以驱动射频标签211将内部的数据送出，此时，射频读写器212便可以依序接收解读数据，并发送至所述无线射频收发模块221。

在实际中，所述物品信息主要包括物品的标识码；例如，在超市、商场中，每个射频标签211具有唯一的电子编码，即标识码，附着在物品上标识目标对象；所述射频标签211还可用于存储规范而具有互用性的物品信息，例如重量、生产厂家、生产日期等；这样，射频读写器212可以实现所述物品信息的采集。

另外，由于射频读写器212设置于所述移动终端22上，故可以方便地将采集得到的物品信息传递给所述无线射频收发模块221；例如，可以在采集的同时，将所述物品信息保存至所述移动终端22的某个存储地址(例如，存储卡的某个文件夹)，这样，在执行发送操作时，所述无线射频收发模块221可直接到该存储地址取所述物品信息。

可以理解，本领域技术人员还可以根据需要，采用其它传递方式，例如，射频读写器212通过蓝牙、红外等方式，将所述物品信息发送至所述无线射频收发模块221等，本发明对此不加以限制。

对于实施例2而言，由于其与图1所示的实施例1基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见实施例1的部分说明即可。

参照图3，示出了本发明一种基于物联网的传感网节点实施例3的结构图，具体可以包括信息传感设备31和移动终端32；其中，

所述信息传感设备31，具体可以包括：

传感器311，用于探测物品信息；

第一转换模块312，用于对探测得到的信息进行模/数转换；以及，

第一蓝牙功能模块313，用于利用蓝牙技术，将模/数转换后的信息发射至所述移动终端32；

所述移动终端32具体可以包括：

第二蓝牙功能模块321，用于利用蓝牙技术，接收第一蓝牙功能单元发射的信息，并发送至所述无线射频收发模块322；

无线射频收发模块322，可用于接收所述信息，并发送至信息传输网络。

传感器是一种物理装置或生物器官，它能够探测、感受外界的信号、物理条件(如光、热、湿度)或化学组成(如烟雾)，并将探知的信息传递给其他装置或器官。

因此，本实施例与实施例1的区别在于，基于传感器技术来实现物品信息的识别和采集；进一步，利用蓝牙技术，将所述信息传感设备31中的物品信息发射到所述移动终端32。

在实际中，所述物品信息主要包括物品或物品周围的温度、湿度、压力等；传感器311探测得到的物品信息一般采用模拟信号表示，例如，用一系列连续变化的电磁波(如无线电与电视广播中的电磁波)，或电压信号(如电话传输中的音频电压信号)来表示等；而计算机、计算机局域网与城域网等信息传输网络大多使用二进制数字信号，因而，第一转换模块312负责将所述信息转换为适合网络传输的数据格式。

通常情况下，传感器311检测到信号后会有一个输出，这个输出要经过模/数转换后才能用数字系统来分析并显示等，但是，该传感器311的输出信号往往比较微弱，要经过运放或三极管来放大后，才能要通过模/数转换转化为数字量，这样得到的信号精度会比较高。

考虑到上述输出信号微弱，以及信号噪声的问题，在本发明的一种优选实施例中，所述第一转换模块312可以进一步包括：

第一数据处理单元A1，用于对探测得到的信息进行放大、滤波处理；

第一信息转换单元A2，用于对所述处理后的信息进行模/数转换。

另外，对于信息从第二蓝牙功能模块321到无线射频收发模块322的传递，本领域技术人员还可以根据需要，采用一种传递方式，例如，蓝牙、红外、采集时保存到预置存储地址等方式，本发明对此不加以限制。

对于实施例3而言，由于其与图1所示的实施例1基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见实施例1的部分说明即可。

参照图4，示出了本发明一种基于物联网的传感网节点实施例4的结构图，具体可以包括信息传感设备41和移动终端42；其中，

所述信息传感设备41，设置于所述移动终端42上，具体可以包括：

红外感应器411，用于探测物品信息；以及，

第二转换模块412，用于将探测到的物品信号转换为电信号，并在对所述电信号进行模/数转换后，将其发送至无线射频收发模块；

所述移动终端42具体可以包括：

无线射频收发模块421，用于将所述模/数转换后的电信号发送至信息传输网络。

本实施例与实施例1的区别在于，基于红外感应原理进行所述信息传感设备41的设计，具体而言，在所述信息传感设备41中设计红外感应器411和第二转换模块412，其中，前者用于感应物品信息，后者用于将所述信息转换为适合网络传输的数据格式。

本实施例中，物品信息以红外线信号的形式被所述红外感应器411探测到；而在实际中，所述红外感应器411可以由两种实现方式：主动式红外感应，它通过主动发射红外线、检测物品反射波的强弱来感应物品信息；热释红外感应，其原理是利用通过红外感应器检测人体自发发射出来的红外线的变化，来确定人体信息；本领域技术人员可根据实际需要，采用其中一种方式。

另外，由于所述信息传感设备41设置于所述移动终端42上，故可以方便地采集物品信息，且将所述信息传递到同样位于移动终端42的无线射频收发模块421。

在实际中，可以采用红外测温仪来实现红外感应器411的功能；例如，可在该所述移动终端42上设置红外测温仪，用以监测体温数据，其工作原理是将人体发射的红外辐射能量转变成电信号；由于红外辐射能量的大小与人体本身的温度是相关联的，根据转变成的电信号大小，就可以确定人体体温；依据此原理，通过测定人体额头的表面温度，修正额头与实际体温的温差便能显示准确的体温；使用时，只须将红外测温仪的探测窗口对准用户额头位置，就能快速、方便、准确的测得人体温度。

另外，考虑到所述红外感应器411探测到的红外线信号微弱，以及信号噪声的问题，在本发明的一种优选实施例中，所述第二转换模块412，可以进一步包括：

第二数据处理单元B1，用于将所述红外线信号转换为电信号，并对所述电信号进行放大、滤波处理；

第二信息转换单元B2，用于对所述处理后的电信号进行模/数转换，并在转换完成后，将其发送至无线射频收发模块421。

对于实施例4而言，由于其与图1所示的实施例1基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见实施例1的部分说明即可。

参照图5，示出了本发明一种基于物联网的传感网节点传输方法实施例的流程图，具体可以包括：

采集步骤51、采集物品信息，并将采集得到的信息发送至移动终端的无线射频收发模块；

发送步骤52、所述无线射频收发模块接收所述信息，并发送至信息传输网络。

在实际中，物品信息的采集和发送主要有三种实现方式：

方式一、RFID的实现方式；

本方式下，所述物品信息主要包括物品的标识码；此时，所述采集步骤51可以包括以下子步骤：

子步骤C1、利用附着于物品之上的射频标签，存储物品信息；

子步骤C2、射频读写器读取所述物品信息，并发送至所述无线射频收发模块，其中，所述射频读写器设置于所述移动终端上；

此时，所述发送步骤52的执行过程可以为，无线射频收发模块将接收到的所述物品信息，发送至信息传输网络。

方式二、传感器+蓝牙的实现方式；

本方式下，物品信息主要包括物品或物品周围的温度、湿度、压力等；此时，所述采集步骤51可以包括以下子步骤：

子步骤D1、采用传感器探测物品信息；

子步骤D2、对所述探测得到的信息进行模/数转换；

子步骤D3、利用蓝牙技术，将所述模/数转换后的信息发射至所述移动终端；

相应地，所述方法还可以包括以下步骤：

所述移动终端利用蓝牙技术接收所述信息，并发送至所述无线射频收发模块。

通常情况下，传感器探测到信号后会有一个输出，这个输出要经过模/数转换后才能用数字系统来分析并显示等，但是，该传感器的输出信号往往比较微弱，要经过运放或三极管来放大后，才能要通过模/数转换转化为数字量，这样得到的信号精度会比较高。

针对上述情形，在本发明的一种优选实施例中，所述子步骤D2可以进一步包括：

操作R1、对探测得到的信息进行放大、滤波处理；

操作R2、对所述处理后的信息进行模/数转换。

方式三、红外感应器的实现方式；

在本方式下，物品信息以红外线信号的形式被探测到；此时，所述采集步骤51可以包括以下子步骤：

子步骤E1、通过设置于所述移动终端之上的红外感应器，感应物品信号；

子步骤E2、将所述物品信号转换为电信号，并在对所述电信号进行模/数转换后，将其发送至无线射频收发模块；

相应地，所述发送步骤52的执行过程可以为，无线射频收发模块将所述模/数转换后的电信号发送至信息传输网络。

针对所述红外感应器探测到的信号微弱，以及信号噪声的情形，在本发明的一种优选实施例中，所述子步骤E2可以进一步包括：

操作S1、对所述电信号进行放大、滤波处理；

操作S2、对所述处理后的电信号进行模/数转换，并在转换完成后，将其发送至无线射频收发模块。

对于方法实施例而言，由于其与图1所示的装置实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见装置实施例的部分说明即可。

本发明可以应用于物联网中传感网节点结构的设置，只需利用已为人们拥有的移动终端，即可降低传感网节点的设置费用。

以上对本发明所提供的一种基于物联网的传感网节点及其传输方法，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种基于物联网的传感网节点，其特征在于，包括信息传感设备和移动终端；其中，

所述信息传感设备，用于识别和采集物品信息，并将采集得到的信息发送至移动终端；

所述移动终端包括：

无线射频收发模块，用于接收所述信息，并发送至信息传输网络。

2.如权利要求1所述的传感网节点，其特征在于，所述信息传感设备包括：

射频标签，其附着于物品上，用于存储物品信息；以及，

射频读写器，设置于所述移动终端上，用于读取所述物品信息，并发送至所述无线射频收发模块。

3.如权利要求1所述的传感网节点，其特征在于，所述信息传感设备包括：

传感器，用于探测物品信息；

第一转换模块，用于对探测得到的信息进行模/数转换；以及，

第一蓝牙功能模块，用于利用蓝牙技术，将模/数转换后的信息发射至所述移动终端；

所述移动终端还包括：

第二蓝牙功能模块，用于利用蓝牙技术，接收第一蓝牙功能单元发射的信息，并发送至所述无线射频收发模块。

4.如权利要求1所述的传感网节点，其特征在于，所述信息传感设备设置于所述移动终端上，包括：

红外感应器，用于感应物品信号；以及，

第二转换模块，用于将所述物品信号转换为电信号，并在对所述电信号进行模/数转换后，将其发送至无线射频收发模块。

5.一种基于物联网的传感网节点传输方法，其特征在于，包括：

采集步骤：识别和采集物品信息，并将采集得到的信息发送至移动终端的无线射频收发模块；

发送步骤：所述无线射频收发模块接收所述信息，并发送至信息传输网络。

6.如权利要求5所述的传感网节点传输方法，其特征在于，所述采集步骤包括：

利用附着于物品之上的射频标签，存储物品信息；

射频读写器读取所述物品信息，并发送至所述无线射频收发模块，其中，所述射频读写器设置于所述移动终端上。

7.如权利要求5所述的传感网节点传输方法，其特征在于，所述采集步骤包括：

采用传感器探测物品信息；

对所述探测得到的信息进行模/数转换；

利用蓝牙技术，将所述模/数转换后的信息发射至所述移动终端；

所述方法还包括：

所述移动终端利用蓝牙技术接收所述信息，并发送至所述无线射频收发模块。

8.如权利要求5所述的传感网节点传输方法，其特征在于，所述采集步骤包括：

通过设置于所述移动终端之上的红外感应器，感应物品信号；

将所述物品信号转换为电信号，并在对所述电信号进行模/数转换后，将其发送至无线射频收发模块。

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