摘　要：摘要：介紹物聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術和嵌入式軟件開發(fā)工具的使用，根據(jù)目前物聯(lián)網(wǎng)主流體系結構和實際運用環(huán)境，提出可行的物聯(lián)網(wǎng)管理軟件的開發(fā)流程。

關鍵詞：關鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)技術；管理軟件；開發(fā)流程

中圖分類號：TP311??? 文獻標識碼：A???? 文章編號：
????????

??? 1.?引言
??? 物聯(lián)網(wǎng)是以互聯(lián)網(wǎng)為基礎且覆蓋具有通訊功能設備設施的網(wǎng)絡技術，是對傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)技術的拓展和延伸。近年來物聯(lián)網(wǎng)技術得到快速發(fā)展，新技術及產品不斷出現(xiàn)，物聯(lián)網(wǎng)的概念已經深入人心，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術應用的不斷普及，必將推動相關的軟硬件的快速發(fā)展。?
??? 目前物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀是：技術還不成熟，離應用大眾化還有一段距離，物聯(lián)網(wǎng)相關標準還未統(tǒng)一，相關的感知、通訊技術還不夠成熟都是物聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展的阻力。但在現(xiàn)有技術基礎上，設計能管理或控制一定范圍內的硬件設備的軟件系統(tǒng)是完全可行的。
??? 2.?物聯(lián)網(wǎng)的體系結構
?? ?物聯(lián)網(wǎng)技術中，傳感技術和通信技術是基礎條件，傳感技術保證物體能接入到網(wǎng)絡，保證處在末端的設備或設施具備感知能力。通過數(shù)據(jù)通信技術將智能化的物體聯(lián)接起來，最終依靠軟件實現(xiàn)對這些物體的管理和監(jiān)控。每一個層次相互依賴，構建成一個和諧的網(wǎng)絡體系。
??? 整個物聯(lián)網(wǎng)體系結構可分為三層，如圖1所示：

?
????????????? 圖1： 物聯(lián)網(wǎng)體系結構
??? 在傳感網(wǎng)絡層，利用傳感器采集物體信息，可以通過RFID、二維碼實現(xiàn)物體信息識別，可以采用紅外、藍牙、Zigbee、UWB等實現(xiàn)短距離無限傳輸。通過網(wǎng)關，將物體信息送往網(wǎng)絡層，在網(wǎng)絡層使用WiFi、3G/4G、WiMAX、Ipv6、GPRS等通信技術傳輸數(shù)據(jù)。應用層以人為本，對終端采集到的信息進行處理，實現(xiàn)信息交互，實現(xiàn)不同行業(yè)、不同領域的協(xié)作。
??? 2.1 物聯(lián)網(wǎng)終端的接入：可采用RFID（RadioFrequencyIdentification無線射頻識別技術）構建的無線系統(tǒng)由閱讀器、天線、標簽組成。RFID無需人工干預，能自動識別射頻信號，不需要直接接觸，可以識別運動中的物體，可工作在條件惡劣的環(huán)境中。
??? 2.2 物體之間的信息傳輸：可采用Zigbee無線技術， Zigbee無線技術基于IEEE 802.15.4協(xié)議，采用zigbee的近距離無線網(wǎng)絡有低功耗、可組建帶路由的網(wǎng)絡、支持地理定位、傳輸距離無限擴展的優(yōu)點，采用zigbee經濟、高效。

??? 3.?J2ME在物聯(lián)網(wǎng)中的應用
??? Java技術在物聯(lián)網(wǎng)應用開發(fā)中具有相當優(yōu)勢，j2me在嵌入式開發(fā)中大有用武之地，J2ME是java為手機等嵌入式設備開發(fā)提供的開發(fā)平臺，包括虛擬機和Java API。使用標準的SDK即可開發(fā)J2ME程序，很多便攜設備的操作系統(tǒng)如Android、Symbian等都有自己的SDK。
??? J2ME支持HTTP、Socket等協(xié)議，還支持紅外、藍牙，為紅外、藍牙設備提供專門的通訊類。
??? J2ME包括Java Virtual Machine（虛擬機）、Configuration（配置）、Profile and Optional Packages（簡表和可選包）三個部分。Java Virtual Machine提供一個與系統(tǒng)平臺無關的環(huán)境，??? Configuration規(guī)范包含設備運行所需的基礎庫和虛擬機，具體包括兩種，CLDC(有限連接設備)、CDC（連接設備），CLDC包含了java的lang、io、util和增加的microedition.io包， 這些都是經簡化后的最基本的類。CLDC采用JVM（java Virtual Machine），CDC采用KVM(Kilobyte Virtual Machine)。Profile and Optional Packages為設備提供運行環(huán)境和API， Configuration能定義多個簡表，如MIDP、FP、PBP等，簡表對Configuration功能補充和擴展，讓設備發(fā)揮完整功能。
?
??????????????????? 圖2：J2ME結構
??? 工作時，運行由Configuration定義的Java虛擬機，構建平臺基礎，Profile提供API和相應類庫。在J2ME中javax.microedition.io包提供具體的聯(lián)網(wǎng)的類和接口。

4.?網(wǎng)關設計
物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關是整個物聯(lián)網(wǎng)體系中的關鍵設備，起到對接、整合、控制、轉發(fā)信息等功能。設計和實現(xiàn)可靠的網(wǎng)關是構建物聯(lián)體系的基礎：
4.1 兼容性：物聯(lián)網(wǎng)關需要對不同類型設備的接入進行控制、對不同通訊技術進行轉換、統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式等，既要進行廣域互聯(lián)，還有進行局部互聯(lián)，以保證各個聯(lián)網(wǎng)物體的信息交互。但物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展過程中有很多通訊、傳感技術，物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展至今沒有完善統(tǒng)一的標準，解決實際應用中的各種通訊技術的兼容性、設備的兼容性的實際問題，是實施物聯(lián)網(wǎng)工程的關鍵。
4.2 通訊技術：主要以短距離無線通訊為主，多種無線通訊技術同時使用，物體可靈活采用ZigBee、藍牙等無線通訊，Zigbee具有省電、成本低等優(yōu)點，在設計網(wǎng)關時可采用zigbee模塊實現(xiàn)物體與網(wǎng)關的通訊。
4.3 硬件設計，硬件模塊可采用ARM處理器、SDRAM、FLASH搭配M2M模塊、ZigBee模塊構建，在網(wǎng)關上運行經裁剪內核的Linux系統(tǒng)，使用C語言編寫控制程序。
4.4接入互聯(lián)網(wǎng)：網(wǎng)關作為交換數(shù)據(jù)和控制的核心，起到交通樞紐作用，但在整個物聯(lián)網(wǎng)體系結構中，目前因其本身存在處理器能力限制、內存容量、通訊技術等因素限制，無法快速反應。若采用智能手機作為訪問終端，讓智能手機直接與網(wǎng)關打交道困難較大，設計時可將網(wǎng)關與PC機相連，智能手機與PC通訊再訪問網(wǎng)關，實現(xiàn)智能手機對物聯(lián)網(wǎng)絡的訪問。
4.5 安全性，對硬件驅動加密，保證其不可復制性，對網(wǎng)絡進行安全訪問控制，確保物聯(lián)網(wǎng)絡安全。
?
?????????????????????????????? 圖3：物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關的角色

??? 5.?控制軟件的設計
??? 針對一定范圍內接入物聯(lián)網(wǎng)內的物體進行管理和控制，有必要設計相應的管理軟件，可以實時查看物體的狀態(tài)、返回相應的控制信息對物體加以控制，達到管理的目的。?
??? 5.1 軟件功能
??? 使用智能手機作為物聯(lián)網(wǎng)絡的管理終端，具有移動性、實時性等特點，智能手機具備較強的計算、存儲和傳輸能力，能夠運行體積較大的軟件，同時具備可移動性，具有較強的可操作性，運行于智能手機的管理軟件實現(xiàn)對聯(lián)網(wǎng)設備的狀態(tài)查詢、行為控制。根據(jù)用戶需求的不同, 運行在移動終基于以上應用環(huán)境使用J2ME作為設計控制管理軟件的開發(fā)平臺，具體需完成以下任務：
??? （1）?能獲取節(jié)點的狀態(tài)信息，節(jié)點的狀態(tài)信息表位于與物聯(lián)網(wǎng)關連接的PC中，手機終端查詢時從PC獲得節(jié)點物體的狀態(tài)信息。
?????????????????????????????? 表1：節(jié)點狀態(tài)表

??? （2）?根據(jù)狀態(tài)信息處理事務
??? （3）?發(fā)回處理命令
??? （4）?接收處理結果
??? 5.2 軟件的設計
??? （1）UI設計，在J2ME中針對手機，使用MIDP類庫中的Display等類來實現(xiàn)。
??? （2）記錄的處理則用RecordStore類，用RecordStore對象來存放節(jié)點信息，節(jié)點信息可從網(wǎng)關處讀取。
??? （3）手機與網(wǎng)關的通訊采用javax.microedition包中的類實現(xiàn)。
??? 6.? 結語
??? 物聯(lián)網(wǎng)技術方興未艾，具有巨大的發(fā)展?jié)摿?#xff0c;在物聯(lián)網(wǎng)上的控制和應用軟件也有廣泛的發(fā)展空間，如何結合實際應用環(huán)境開發(fā)出滿足要求的應用軟件是值得探討的問題，使用J2ME作為物聯(lián)網(wǎng)管理、控制軟件的開發(fā)平臺有其獨有的優(yōu)勢。充分利用java的安全性、跨平臺等特性有利于系統(tǒng)的整體構建。在本文通用管理系統(tǒng)的基礎上，根據(jù)具體應用條件，開發(fā)出符合自身特色的管理軟件是完全可行的。

參考文獻：
[1]羅俊海，周應賓等，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關設計[J].電信科學,2011(2): 105-110
[2]陸東林.J2ME開發(fā)技術原理與實踐教程[M]北京：電子工業(yè)出版社，2008
[3]李馳新，王軍弟等，基于ARM 的超市物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關設計[J].蘭州工業(yè)高等專科學校學報第2011(6): 20-23
[4]周洪波.物聯(lián)網(wǎng)：技術、應用、標準和商業(yè)模式[M].北京：電子工業(yè)出版社，2010
[5]徐炳文,基于J2ME移動教務課表查詢系統(tǒng)的開發(fā)與實現(xiàn)[J]. 西南民族大學學報：自然科學版,2011(1) 161-166

總結

以上是生活随笔為你收集整理的物联网管理软件的设计的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。