《物联网技术案例教程》课件第章.pptVIP

8.3.2 软件系统的开发内容 网络节点的软件开发需要使用基于框架的组件。这种框架运用自适应的中间件系统，通过动态交换和运行组件，支撑高层的应用服务架构，加速和简化应用系统的设计。 网络节点设计的三个环节： ① 数据采集功能的设计 ② 单个节点功能的设计 ③ 网络功能的设计 第三十一页，共四十七页。 网络功能框架的组件 单个节点功能框架的组件 第三十二页，共四十七页。 8.3.3 后台管理软件 可视化的后台管理软件是物联网系统的一个重要组成部分，是获取和分析网络数据的重要工具。 从微观角度来看，物联网节点状态的获取难度远大于传统有线网络的节点。 从宏观角度来看，物联网的运行效率和性能也比一般网络难以度量和分析。 第三十三页，共四十七页。 北京大学出版社 PEKING UNIVERSITY PRESS 物联网技术案例教程 第八章 物联网的应用开发基础 第一页，共四十七页。 8.1.1 网络节点的硬件设计 1、数据处理 信息采集和数据处理是物联网的重要特征之一。每个网络终端节点都具有一定的智能性，能对数据进行预处理，并根据感知的情况做出不同处理。 第二页，共四十七页。 从处理器的角度来看，网络节点分为两类： 一类采用以ARM处理器为代表的高端处理器。 另一类是以采用低端微控制器为代表的节点。该类节点的处理能力较弱，但是能量消耗也很小。 第三页，共四十七页。 厂商 芯片型号 RAM容量/KB Flash容量/KB 正常工作电流/mA 睡眠模式下的电流/μA Atmel Mega103 4 128 5.5 1 Mega128 4 128 8 20 Mega165/325/645 4 64 2.5 2 Microchip PIC87x 0.36 8 2 1 Intel 8051 8位Classic 0.5 32 30 5 8051 16位 1 16 45 10 Philips 51 16位 2 60 15 3 Motorola HC05 0.5 32 6.6 90 HC08 2 32 8 100 HCS08 4 60 6.5 1 TI MSP14x16位 2 60 1.5 1 MSP16x16位 10 48 2 1 Atmel AT91 ARM Thumb 256 1024 38 160 Intel XScale PXA27X 256 N/A 39 574 Samsung S44B0 8 N/A 60 5 常见的微控制器性能比较 第四页，共四十七页。 芯片型号 运行电压（V） 运行频率 单位指令消耗能量(nJ) ATMega 3.3 4MHz 4 ARM Thumb 1.8 40MHz 0.21 C121 3.3 32KHz 0.2 IBM 405LP 1 152MHz 0.35 C121 3.3 25MHz 0.5 TMS320VC5510 1.5 200MHz 0.8 Xscale PXA250 1.3 400MHz 1.1 IBM 405LP 1.8 380MHz 1.3 Xscale PXA250 0.85 130MHz 1.9 常用处理器的每指令耗费能量 第五页，共四十七页。 2、采集识别 采集识别功能经常涉及到一个称作变送器的概念。所谓变送器(transducer)是指将一种物理能量变为另一种物理能量的器件，包括传感器和执行器两种类型。 第六页，共四十七页。 3、无线通信 无线通信模块由无线射频电路和天线组成，是网络节点中最主要的耗能部件。 无线通信技术通常包括IEEE 802.11b、IEEE 802.15.4(ZigBee)、Bluetooth、UWB、RFID和IrDA等。 第七页，共四十七页。 无线技术 频率 距离/m 功耗 传输速率/kbps Bluetooth 2.4GHz 10 低 10000 802.11b 2.4GHz 100 高 11000 RFID 50kHz~5.8GHz 5 ~ 200 ZigBee 2.4GHz 10~75 低 250 IrDA Infrared 1 低 16000 UWB 3.1~10.6GHz 10 低 100000 RF 300~1000MHz 10X~100X 低 10X X表示数字1~9 物联网常用的无线通信技术 第八页，共四十七页。 通信芯片的传输距离受多种因素的影响。最重要的因素是芯片的发射功率。显然发射功率越大，则信号传输的距离越远。 一般来说，发射功率和传输距离的关系是P∝dn，这里P表示发射功率，d表示传输距离，n通常为3～4之间的常数。如果要实现2倍的传输距离，发射功率需要增加8～16倍。 影响传输距离的另一重要因素是接收机的灵敏度。在其他因素不变的情况下，提高接收灵敏度可以增