CN103713617A

CN103713617A - 一种物联网监管系统

Info

Publication number: CN103713617A
Application number: CN201410010793.5A
Authority: CN
Inventors: 高德云; 杨冬; 张宏科; 胡婷婷; 常英亮; 赵伟程; 朱婉婷
Original assignee: Beijing Jiaotong University
Current assignee: Beijing Jiaotong University
Priority date: 2014-01-09
Filing date: 2014-01-09
Publication date: 2014-04-09
Anticipated expiration: 2034-01-09
Also published as: CN103713617B

Abstract

本发明公开了一种物联网监管系统，该系统包括：多协议转换网关，以及与该多协议转换网关相连的无线传感器网络、无线接入模块、射频识别模块及触控液晶屏模块；其中，所述多协议转换网关，用于实现无线传感器网络、无线接入模块、射频识别模块及触控液晶屏模块之间的数据通信；所述无线传感器网络，用于采集监控区域的数据信息；所述射频识别模块，用于实现本地用户的身份认证；所述无线接入模块，用于将监控区域的数据信息发送至触控液晶屏模块和/或远程监控中心；所述触控液晶屏模块，用于显示监控区域的数据信息。通过采用本发明公开的系统，能够有效得监管所有检测区域，及时反馈突发状况给管理者。

Description

一种物联网监管系统

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种物联网监管系统。

背景技术

物联网(Internet of Things,IOT)是一种按照约定协议，通过红外感应器、全球定位系统、射频识别、激光扫描等传感设备，把任何物品与互联网连接并进行信息的交换与通信，以便实现智能化定位、跟踪、监控和管理的网络。

目前，物联网技术正在被广泛运用到各个领域，在某些人类无法进入或者不方便进入的区域，利用无线传感器网络进行信息采集和传送变得非常重要，但是由于无法实地进入，远程监控管理就十分必要。

因此，提供一种高可靠性的物联网远程监控管理系统显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种物联网监管系统，能够有效得监管所有检测区域，及时反馈突发状况给管理者。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种物联网监管系统，该系统包括：多协议转换网关，以及与该多协议转换网关相连的无线传感器网络、无线接入模块、射频识别模块及触控液晶屏模块；

其中，所述多协议转换网关，用于实现无线传感器网络、无线接入模块、射频识别模块及触控液晶屏模块之间的数据通信；

所述无线传感器网络，用于采集监控区域的数据信息；

所述射频识别模块，用于实现本地用户的身份认证；

所述无线接入模块，用于将监控区域的数据信息发送至触控液晶屏模块和/或远程监控中心；

所述触控液晶屏模块，用于显示监控区域的数据信息。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，通过多协议转换网关实现无线传感器网络、无线接入模块、射频识别模块及触控液晶屏模块之间的数据通信，进而实现与监控中心互联，可以实时的反馈监控区域的信息至监控中心或本地的触控液晶屏模块，实现监控区域的有效监管。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例一提供的一种物联网监管系统的示意图；

图2为本发明实施例二提供的一种物联网监管系统的示意图；

图3为发明实施例二提供的一种射频识别模块认证的工作流程图；

图4a为发明实施例二提供的一种无线接入模块短信发送的工作流程图；

图4b为发明实施例二提供的一种无线接入模块短信收取的工作流程图；

图5为发明实施例二提供的一种触控液晶屏模块显示监控区域信息的工作流程图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的一种物联网监管系统的示意图。如图1所示，该系统主要包括：

多协议转换网关，以及与该多协议转换网关相连的无线传感器网络、无线接入模块、射频识别模块及触控液晶屏模块；

所述无线传感器网络，用于采集监控区域的数据信息；

所述射频识别模块，用于实现本地用户的身份认证；

所述触控液晶屏模块，用于显示监控区域的数据信息。

进一步的，所述无线接入模块，还用于当所述无线传感器网络采集到的监控区域的数据信息发生剧烈变化时，发送对应的数据至触控液晶屏模块和/或远程监控中心；具体的：当采集到的监控区域的温度变化值和/或光强度变化值大于阈值时，将变化差值及变化后的数值以短信的形式发送至触控液晶屏模块和/或远程监控中心。

进一步的，所述无线接入模块，还用于根据用户发送的节点监测信息查询指令，以短信的形式将对应节点的监测信息返回给用户。

进一步的，所述触控液晶屏模块，还用于提供查询界面，根据用户输入的指令查询并显示对应节点的数据信息。

进一步的，所述显示对应节点的数据信息包括：利用动态曲线的形式显示对应节点的数据信息，并根据实时采集到的数据信息更新所述动态曲线。

进一步的，所述用于实现本地用户的身份认证包括：若用户通过本地认证，则该用户可利用所述触控液晶屏模块进行查询操作；若该用户连续失败的次数超过阈值后通过所述无线接入模块向外发送警告消息。

本发明实施例通过多协议转换网关实现无线传感器网络、无线接入模块、射频识别模块及触控液晶屏模块之间的数据通信，进而实现与监控中心互联，可以实时的反馈监控区域的信息至监控中心或本地的触控液晶屏模块，实现监控区域的有效监管。

实施例二

为了便于理解，下面结合附图2-5对本发明做进一步的介绍。

本实施例中以802.15.4无线传感器网络、3G接入模块及RFID（射频识别）接入模块为例进行说明。需要说明的是，在实际应用时，用户可以根据实际的需求对无线接入网络、无线传感器网络及射频识别模块的类型做相应的改动。

图2为本发明实施例提供的一种物联网监管系统的示意图。如图2所示，包括802.15.4无线传感器网络、3G接入模块、RFID接入模块、触控液晶屏模块与多协议转换网关；所述802.15.4无线传感器网络和3G接入模块、RFID接入模块、触控液晶屏模块通过多协议转换网关相连，从而实现监控区域信息的本地显示，同时通过以太网或者3G移动通信网络与远端物联网监测管理平台互联，该平台可以进行远程监控。进而，实现了对物联网监测系统的本地和远程监控。同时在3G接入模块、RFID接入模块和触控液晶屏模块的互相协作实现了提供了真个监控系统的安全性能。

其中，802.15.4无线传感器网络负责环境监测区域内传感数据测采集和发送，传感器节点之间通过路由协议彼此交互信息，将环境监测信息以多跳形式发送给物联网网关，最终转发到远端服务器。

所述RFID模块负责本地用户身份的认证，如果本地用户身份认证通过则允许进行本地查询操作，若连续认证失败次数超过阈值（例如，3次）则通过3G接入模块向管理员用户发送警告信息。图3为RFID模块的工作流程，主要包括以下步骤：

步骤1-1：在初始化工作完成后将电子标签即卡贴近阅读器，开始寻卡操作，如果不能寻找到电子标签，阅读器将不停地重新寻卡；

步骤1-2：寻卡完成后，开始登录操作，即身份认证；

步骤1-3：判断是否登录成功；

步骤1-4：如果登陆成功开放本地显示模块；

步骤1-5：提示再次登陆，如果超过3次错误，即通过3G模块给管理员发送警告信息。

所述3G接入模块，可以实现3G短信收发功能，可通过3G无线上网卡负责将监测环境的变化状态以短信的形式发送给用户，同时用户还能够向物联网网关发送短信查询某节点的实时监测信息，网关通过调用数据存储模块进行查询，并将查询结果再以短信的形式返回给用户。

图4a为短信收送时的工作流程，主要包括以下步骤：

步骤2-1-1：短信发送首先需要获取到数据采集信息.

步骤2-1-2：将数据采集信息存储到本地数据库中。。

步骤2-1-3：将当前存储的数据采集信息同上一条存储的数据采集信息进行比较，计算二者的差值。

步骤2-1-4：如果计算的温度差值超过预先设定好的阈值，则说明监测环境区域的温度状况发生了巨大变化，需要进行短信发送，进入步骤2-1-5；如果计算的温度差值没有超过预先设定好的阈值，则无需发送短信，返回到步骤2-1-1。

步骤2-1-5：将当前温度值以及温度差值转换成符合短信发送要求的unicode码。

步骤2-1-6：如果计算的光强差值超过预先设定好的阈值，则说明监测环境区域的光强状况发生了巨大变化，需要进行短信发送，进入步骤2-1-7；如果计算的光强差值没有超过预先设定好的阈值，则无需发送短信，返回到步骤2-1-1。

步骤2-1-7：将当前光强值以及光强差值转换成符合短信发送要求的unicode码。

步骤2-1-8：将传感器节点的IPv6地址转换成符合短信发送要求的unicode码。

步骤2-1-9：填充短信的其它部分信息内容，生成完整的短信代码。

步骤2-1-10：将短信代码以AT命令的方式写到3G上网卡中。

步骤2-1-11：最终通过3G上网卡实现短信的最终发送。

图4b为短信收取时的工作流程，主要包括以下步骤：

步骤2-2-1：短信接收首先需要查看收件箱。

步骤2-2-2：判断收件箱是否有短信，如果有短信，则进入步骤2-2-4；如果没有短信，则进入步骤2-2-3。

步骤2-2-3：周期性查看收件箱是否有短信，确保短信到达的时候能够被立即解析。

步骤2-2-4：解析短信代码的内容。

步骤2-2-5：短信代码分为若干部分，通过特征定位法找到短信信息码的位置并获取短信信息码的内容。

步骤2-2-6：将信息码进行7bit解码，以便能够被正常识别。

步骤2-2-7：通过解码后的信息码，获取到所需要查询的传感器节点地址。

步骤2-2-8：通过获得的节点IPv6地址，查询数据库以获取该节点的实时监测信息。

步骤2-2-9：将获取到的监测数据信息再通过发短信的流程以短信的形式返回给手机用户。

步骤2-2-10：发送短信之后，清空收件箱，进入步骤2-2-3，继续周期性查看收件箱是否有短信。

所述本地显示模块负责在本地显示屏上提供查询界面，用户在界面上输入所要查询节点地址，有关该节点的实时监测信息就以动态曲线的形式显示在本地显示屏中。

图5为本地显示模块的工作流程，主要包括以下步骤：

首先判断认证是否通过，如果通过则进行一下步骤。

步骤3-1：进入查询界面。

步骤3-2：在查询界面，输入所需要查询传感器节点的IPv6地址。

步骤3-3：从查询界面切换到动态曲线显示界面。

步骤3-4：判断定时器是否到时，如果没有到时，则继续等待；如果定时器到时，则进入步骤3-5，开始画动态曲线。

步骤3-5：判断是否是第一次画曲线，如果是第一次画曲线，进入步骤3-6；如果显示屏上已经有曲线，则进入步骤3-9。

步骤3-6：查询本地数据库，获取该节点的监测信息。

步骤3-7：判断数据库中是否有该节点的监测信息，如果有，则进入步骤3-8；如果没有，则返回步骤3-4。

步骤3-8：将该节点最新的监测信息添加到画布的纵坐标处，如果数据不足，则可能会出现曲线显示不全的情况。

步骤3-9：查询本地数据库，获取该节点的监测信息。

步骤3-10：获取该节点的最新一条监测数据信息。

步骤3-11：判断原先的曲线是否已经占满画布，如果原先数据不足，导致画布没有被占满，则进入步骤3-12；如果曲线已经占满画布，则进入步骤3-13。

步骤3-12：由于动态曲线没有占满画布，则需要更新横坐标，即添加新的横坐标值。

步骤3-13：为了出现动态曲线不断变化的效果，需要左移各个点的纵坐标位置，并将最新的数据添加到最后一个纵坐标上。

步骤3-14：更新画布，实现曲线的动态变化，同时进入步骤3-4，等待下一次的定时器到时。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims

1.一种物联网监管系统，其特征在于，该系统包括：多协议转换网关，以及与该多协议转换网关相连的无线传感器网络、无线接入模块、射频识别模块及触控液晶屏模块；

所述无线传感器网络，用于采集监控区域的数据信息；

所述射频识别模块，用于实现本地用户的身份认证；

所述触控液晶屏模块，用于显示监控区域的数据信息。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述无线接入模块，还用于当所述无线传感器网络采集到的监控区域的数据信息发生剧烈变化时，发送对应的数据至触控液晶屏模块和/或远程监控中心；具体的：当采集到的监控区域的温度变化值和/或光强度变化值大于阈值时，将变化差值及变化后的数值以短信的形式发送至触控液晶屏模块和/或远程监控中心。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述无线接入模块，还用于根据用户发送的节点监测信息查询指令，以短信的形式将对应节点的监测信息返回给用户。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述触控液晶屏模块，还用于提供查询界面，根据用户输入的指令查询并显示对应节点的数据信息。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述显示对应节点的数据信息包括：利用动态曲线的形式显示对应节点的数据信息，并根据实时采集到的数据信息更新所述动态曲线。

6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述用于实现本地用户的身份认证包括：

若用户通过本地认证，则该用户可利用所述触控液晶屏模块进行查询操作；若该用户连续失败的次数超过阈值后通过所述无线接入模块向外发送警告消息。