基于三网融合的感知与控制物联网平台的构架

1.绪论

三网融合，指的是将无线传感网络、因特网(Internet)、移动3G网这三种网络融合在一起。无线传感网络，即由随机分布的集成有传感器、数据处理单元和通信模块的微小节点通过自组织的方式构成网络，借助于节点中内置的形式多样的传感器测量所在周边环境中的热、红外、声纳、雷达和地震波信号，从而探测包括温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体的大小、速度和方向等众多我们感兴趣的物质现象。Internet是一组全球信息资源的总汇。有一种粗略的说法，认为INTERNET是由于许多小的网络(子网)互联而成的一个逻辑网，每个子网中连接着若干台计算机(主机)。Internet以相互交流信息资源为目的，基于一些共同的协议，并通过许多 路由器和公共 互联网而成，它是一个信息资源和资源共享的集合。移动3G网，即利用第三代移动通信技术形成的网络。第三代移动通信技术(3rd—generation，3G)，是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术。3G服务能够同时传送声音及数据信息，速率一般在几百kbps以上。目前3G存在四种标准：CDMA2000，WCDMA，TD-SCDMA，WiMAX。3G时代即将到来，由最新的无线宽带上网到手 机电视、视频通话、手机网游等应用越来越多。

在无线传感网络和 物联网嘲同应用快速发展的趋势下，本文提出了一套基于三网融合的感知与控制物联网平台的架构，该架构通过无线传感网络连接终端节点，进行感知与反馈控制；基于Internet，通过B/S模式，提供对系统的访问和控制；基于移动3G网络，提供手机等手持终端对系统的访问和控制。

2.系统的整体框架

系统通过融合物联网、Internet、移动3G网这三网，旨在开发一个通用、方便、快捷的物联网感知与控制平台。该平台允许用户随时随地访问系统，获取无线传感网络的监控数据，对无线传感网络进行反馈控制。

系统由无线传感网络、 服务器、手持终端组成。无线传感网络包括采集节点、中继节点、汇集节点(SINK)，完成监控数据的采集和反馈控制；服务器中的Web服务器和客户端浏览器组成B/S结构，Socket服务器与手持终端组成C/S结构，两者都可以完成监控数据的显示、发起反馈控制等操作，手持终端可以采用Android平台。本系统的整体设计框架如图l所示：

图1 基于三网融合的感知与控制物联网平台的整体框架

系统可以划分为几个模块：无线传感器网络；数据服务器；Web服务器(包括Socket服务器)以及手持终端。平台将无线传感网络、Internet、移动3G网这三网融合，将无线节点与PC、移动手持终端连接到一起。该平台既可以通过无线传感网络监测环境信息或设备状态，在手持终端或Web服务器等处获取得到的监测信息；也可以从手持终端或Web服务器等处，对无线传感网络进行反馈控制。

3.系统的数据流

系统的数据流分为监控数据数据流和反馈数据流，本节描述监控数据数据流以及反馈数据数据流的过程。

3.1 监控数据数据流

监控数据数据流如下：由无线传感网络的采集节点采集数据，将数据传送到汇集节点(可能会通过中继节点转发)，然后由汇集节点将数据发送到数据服务器，数据服务器每隔一定的时间，将当前时间间隔内收到的数据打包后，发送到Web服务器，Web服务器会将数据保存进数据库中，同时还会向Socket服务器发送数据包让手持终端也能够接收到即时数据并显示。监控数据活动的过程如图2所示：

图2 监控数据活动图