0 مقدمة

أشياء الضيق (تضييق نطاق الإنترنت فرقة من الأشياء، NB-تقنيات عمليات) هو مشروع شراكة الجيل الثالث (3GPP) لاستكمال المعايير الفنية الأساسية في يونيو 2016 وتنفيذ جيل جديد من تكنولوجيا الاتصالات M2M، الذي بني على الشبكة الخلوية والاستهلاك لا يتجاوز عرض النطاق الترددي من 180 كيلوهرتز، يمكن نشرها مباشرة إلى الشبكة، وشبكة UMTS GSM أو شبكة LTE، فمن الممكن لتحقيق سلاسة ترقية . مقارنة شبكة 4G، وغيرها من تكنولوجيا الاتصالات قصيرة المدى زيجبي والتكنولوجيا NB-تقنيات عمليات لديها القدرات الكبيرة، وتغطية واسعة، والاختراق العميق، وانخفاض التكلفة، وانخفاض استهلاك الطاقة، ويمكن أن يحقق تطبيق سيناريوهات أكثر ثراء، والتي يمكن استخدامها على نطاق واسع وبعد قراءة العداد، والزراعة الذكية، وقوف السيارات الذكية وغيرها من التطبيقات، NB-تقنيات عمليات يصبح الاتجاه الرئيسي للتنمية مستقبل الإنترنت من الأشياء .

منذ الدراسات NB-تقنيات عمليات الفنية في مراحله المبكرة، من أجل حل مشاكل مشاكل الموثوقية والاستقرار في التطبيق، ودرجة الحرارة تصميم ومراقبة الرطوبة حققت هنا تجربة نظام أثبت من خلال توظيف بنية التطبيق NB-تقنيات عمليات. وقد تم تحليل بداية لنقطة تطبيق NB-تقنيات عمليات، لخص تطبيق الهندسة المعمارية NB-تقنيات عمليات، فإنه يوفر الأساس النظري لتصميم النظام. ثم البرامج والأجهزة الطرفية العمارة NB-تقنيات عمليات مصممة وفقا لمتطلبات وظيفية للتطبيق، وتصميم النظام التفاعلي في بيئة تطوير Visual ستوديو 2013، من خلال نتائج تحليل درجة الحرارة ونظام التحكم في الرطوبة، ويمكن الحصول عليها في تطبيق التكنولوجيا NB-تقنيات عمليات لها الاستقرار جيدة والموثوقية.

ويوجه بنية التطبيق بناء NB-تقنيات عمليات في التنمية المشتركة تطبيق NB-تقنيات عمليات، من الخاص إلى العام، وتطبيق NB-تقنيات عمليات وتطوير البرامج المشتركة ونظام الأجهزة يتضمن التعميم، التعميم، نموذج مجردة من العوامل المرتبطة بالمعارف، قدمت خصيصا من قبل النظرية الأساسية العامة والتطبيق، ولكن أيضا توفير الأساس التقني لتطوير محددة تطبيق NB-تقنيات عمليات. بعد التحليل، NB-تقنيات عمليات بنية التطبيق يتكون من NB-تقنيات عمليات محطة (في نهاية المطاف، معدات، UE)، NB-تقنيات عمليات مكتب البريد المعلومات (Mssage مكتب البريد، MPO) وNB-تقنيات عمليات نظام HMI (التفاعل بين الإنسان والحاسوب، HCI) ثلاثة أجزاء ، كما هو مبين في الشكل.

علاقة التواصل بين الأجزاء الثلاثة: الأول نظام تفاعلي المكتب بعد تأسيس اتصال مع شبكة المعلومات، IMSI العدد المطلوب لتوفير محطة الاتصالات إلى خادم إدارة من قبل النظام التفاعلي. استنادا إلى عنوان IP لملقم إدارة المحطة، والخادم إدارة لعدد محطة ميناء ومحطة IMSI عدد لإنشاء شبكة اتصال مع خادم إدارة البيانات ينقل إلى خادم الإدارة من خلال المحطة الأساسية. ثانيا، يتلقى خادم إدارة محطة البيانات، من خلال تحليل النظام التفاعلي للعثور على رقم IMSI عدد IMSI من نفس انتقال، يحيل البيانات الواردة في النظام التفاعلي. وأخيرا، ونظام التفاعل بين الإنسان والكمبيوتر لديه مخصصة يستمع خادم إدارة لما اذا كان سيرسل البيانات عبر موضوع، عند الاستماع الى هناك لإرسالها إلى، وهذه البيانات تحليل ومعالجة البيانات، اكتمال هذه العملية محطة ترسل البيانات إلى التفاعل بين الإنسان والحاسوب نظام الاتصالات. معالجة محطة لاستقبال عملية نقل البيانات غير مماثلة، وبالتالي تحقيق عملية الاتصال كاملة.

2 محطة تصميم النظام

محطة تصميم هيكل النظام هو مبين في الشكل 2. متحكم التشكيلة NXP MKL36Z64VLH4 كما الشريحة الرئيسية، وتيرة وحدة المعالجة المركزية رقاقة تعمل 48 ميغاهيرتز، والجهد التشغيل من 1.71 V ~ 3.6 V، وتقييم العمل الجهد من 3.3 V، ولها توقيت، DMA، UART، TSI، 16 بت ADC، وحدات DAC 12 بت، لتلبية NB-تقنيات عمليات متطلبات تصميم الأجهزة الوظيفية للحصول على البيانات ومعالجتها وتحليلها، ومثل التواصل مع وحدة الاتصالات متصلة . امدادات الطاقة وحدة الجهد التشغيل إلى متحكم وجي بي آر إس، ودرجة الحرارة والرطوبة الاستشعار وحدة الاستحواذ من خلال الاستحواذ في الوقت الحقيقي الخارجي لدرجة الحرارة والرطوبة، ويتم نقل تجهيز لمتحكم عبر A / D وحدة. وحدة GPIO هو وحدة للأغراض العامة I / O، متحكم مع واجهة خارجية لتبادل المعلومات.

2.1 تصميم الأجهزة الطرفية

من أجل تحسين تصميم الأجهزة وإعادة استخدام تصميم قابلية، ينبغي أن تستخدم لجميع تقسيم رشيد للتصميم الأجهزة وظيفية، وظائف مستقلة عن النظام المستهدف وسيتم تغليف المكونات الفردية، وفرد "التجمع"، المباراة النهائية إكمال تصميم أجهزة النظام . طريقة تصميم الأجهزة، وتصميم يشمل إمدادات الطاقة حدة الأجهزة الطرفية، وحدة الاتصالات، وحدة إعادة تعيين، A / D وحدة اكتساب درجة الحرارة وحدة والرطوبة وما شابه ذلك. يركز هنا على تصميم وحدة السلطة، وحدة الاتصالات ووحدة جمع من درجة الحرارة والرطوبة.

2.1.1 وحدة الطاقة

دائرة وحدة الطاقة هو مبين في الشكل 3، في رقائق FIG TPS709 منخفضة التسرب منظم الخطية، وتعمل مجموعة من المدخلات الجهد 2.7 V ~ 30 V، ومجموعة انتاج التيار الكهربائي 1.5 V ~ 6.5 V، والحد الأقصى الانتاج الحالي من 150 مللي أمبير حيث EN دبوس منخفضة، يتوقف الجهاز عن العمل. عندما يوفر TPS70933 رقاقة الفولطية 3.3 V KL36، TPS70939 رقاقة R518 حدة الاتصالات لتوفير 3.9 V الجهد التشغيل، من أجل تحقيق انخفاض استهلاك الطاقة، والحاجة إلى الاتصالات اللاسلكية، التي تسيطر عليها MCU إرشاد TPS70939 EN دبوس رقاقة عالية، وامدادات التيار الكهربائي إلى 3.9 V R518 حدة الاتصالات، وحدة الاتصالات أنه ليس من الضروري أن تعمل بحيث دبوس EN منخفضة، يتوقف TPS70939 جهاز العمل.

2.1.2 درجة الحرارة والرطوبة وحدة اكتساب

اختيار درجة الحرارة والرطوبة اكتساب PT100 استشعار المقاومة البلاتين، والتي لديها خصائص الطاقة الصغيرة، وموثوقية عالية، ودقة عالية، وما شابه ذلك، وتستخدم على نطاق واسع في قياس درجة الحرارة والرطوبة في جانب من جوانب الحياة. عندما تتراوح درجة الحرارة بين -40 ~ 60 ، PT100 مقاومة مجموعة من 84.27 ~ 123.24 ، كانت درجة الحرارة أقل من الحد الأقصى خطية الانحراف 0.5 . تتراوح نسبة الرطوبة من 0 إلى 100، والجهد الناتج من مجموعة أجهزة الاستشعار الرطوبة 0 ~ 1.0 V، وكلاهما علاقة طردية، عامل التضخيم إشارة الرطوبة K = (R201 + R202) / R202. درجة الحرارة والرطوبة أخذ العينات الدائرة هو مبين في الشكل. حيث: RH + وRH- تمثل إشارة استشعار الرطوبة الجهد للمساهمة إلى الأمام / العكسي، RT + وRT- تمثل إشارة استشعار درجة الحرارة الجهد لل/ الإدخال العكسي إلى الأمام، ممثلة PTE16 / PTE17 الرطوبة / استشعار درجة الحرارة الجهد إشارة الخرج إلى MCU. LM324 هو عنصر الدائرة تضخيم، ومجموعة العمل الجهد من 3.0 V ~ 32 V، هادئة الحالي، تضخيم العرض واحد متعددة من 1 إلى 100 مرة.

2.1.3 NB-تقنيات عمليات حدة الاتصالات

وحدة الاتصالات يختار الاتصالات جي بي آر إس R518 حدة رقاقة لاسلكية وجود الأداء العالي وانخفاض استهلاك الطاقة. R518 رقاقة هو اثنين من الفرقة GSM الصناعي الصف / جي بي آر إس وحدة لاسلكية، والعمل الجهد من 3.4 V ~ 4.2 V، الفولطية العمل من 3.9 V، يمكن أن توفر جي بي آر إس نقل البيانات وGSM خدمة الرسائل القصيرة، جزءا لا يتجزأ من خدمات الشبكة الغنية مكدس البروتوكول استكمال وظيفة الاتصالات اللاسلكية . NB-R518 تقنيات عمليات رقاقة من قبل وحدة الاتصالات، دائرة حماية المدخلات الجهد والدوائر RF، الدائرة هو مبين في الشكل (5). في الرسومات، C301 C304 ~ تتألف من المدخلات الجهد مجلس دائرة حماية وهوائي الدائرة الترددات الراديوية تتألف من P302، P301 البرامج الثابتة ميناء الترقية، TXD، RXD اتصالات دبوس دبوس KL36 رقاقة PTE0، وتستخدم PTE1 كمنفذ الاتصالات.

. FIG 5 هو تأثير الجهد دائرة حماية: منذ اسعة الجهد التشغيل للرقاقة R5183.4 V ~ 4.2 V، للجهد التيار الكهربائي هو 3.9 V، فإن جهد الدخل ينخفض تدريجيا خلال طويلة المدى الاستخدام، لضمان الجهد لا تسقط VBAT دبوس 3.4 V أو أقل، في وحدة مكثف التنتالوم بالقرب VBAT المدخلات، وC301 مواز = 100 F وC302 = 100 طراز NF، C303 = 33 الجبهة الوطنية، C304 = 10 الجبهة الوطنية فلتر مكثف، وضمان سير العمل العادي R518 . RF الدوائر هو دور تلقي إشارة لاسلكية، من أجل ضبط أفضل أداء RF، حيث R301 الحجز باستخدام الدائرة المطابقة، يمكن أن يزيد أو ينقص تبعا لقوة الإشارة، لوحة الناقل هو هوائي لاستقبال إشارات الراديو الخارجية، هو P302 متصل باستخدام هوائي خارجي، إذا وردت إشارة من متطلبات الناقل الهوائي لم يتحقق، ويمكن تعزيز إشارة لاسلكية من خلال P302 ربط هوائي خارجي.

2.2 البرمجيات الطرفية

التكنولوجيا مكون برنامج لتطوير البرمجيات المدمجة، يمكن أن تحسن كثيرا من كفاءة واستقرار التنمية جزءا لا يتجزأ. استخدام التصميم الفني للبرمجة توجيه الأعضاء الأساسية، يمكنك زيادة الانفتاح والتنوع والبرمجيات قابلية. وحدة الأداء، عضو محطة 6 كما هو مبين في الشكل. في التصميم، ويضم أول عضو جزأين (. ح) ملف وملف المصدر (.C). ملف الرأس الرئيسي يحتوي على المراجع اللازمة وثائق وصفت الميزات بيان تعريف الماكرو وظائف واجهة الخارجية عضوا البيان، رأس الملفات ملفات مصدر تحتوي على الأعضاء، وظيفة داخل الإعلان، الواجهة الخارجية لتحقيق وظيفة.

2.2.1 آلية التواصل

ويمكن رؤية بنية التطبيق NB-تقنيات عمليات، وذلك باستخدام عنوان IP + IMSI عدد من طريقة لمعرفة المحطة الجهاز، محطة الجهاز هناك عنوان IP فريد من نوعه وعدد IMSI في الاتصالات، وعنوان IP وأضاف لمحطة جهة وعدد IMSI لنقل حزم البيانات من ، لضمان أن حزم البيانات تصل في محطة جهة وتتفاعل. لتحسين دقة نقل البيانات باستخدام هيكل الإطار للحد من احتمال الخطأ حزمة أثناء الإرسال، ونقل حزم البيانات من رأس الحزمة، طول الإطار، بيانات المستخدم، وذيل إطار كود الاختيار تتكون من يبلغ طول البيانات من 46 بايت، يظهر تنسيق الإطار المحدد في الجدول 1.

2.2.2 تصميم البرنامج الرئيسي

بعد الانتهاء عنصر تصميم البرمجيات، استدعاء الدالة الرئيسية تصميم الوظيفة الرئيسية، ويطلب من الخطوات التالية: (1) المتغيرات تعلن: متغير نوع الإعلان والأسماء المهمة الرئيسية المستخدمة؛ (2) إجمالي معطلة المقاطعة: لتجنب البرنامج عندما يبدأ تشغيل هناك آخرين المدى برنامج المقاطعة، وتؤثر على وظيفة عملية الرئيسية؛ (3) لتهيئة وحدات الطرفية: الحاجة إلى استخدام الطرفية تهيئة وحدة كاملة، وينتظر وحدة للدعوة، (4) للإعلان عن جزء متغير تعيين قيمة أولية. (5) في الطرفية المقاطعات وحدة: فتح وظائف هامشية المطلوبة المقاطعة إعدادات، داعيا إحباط عند حدوث المقاطعة؛ (6) فتح المقاطعة الرئيسي، وظيفة المقاطعة لا يمكن أن يؤديها عندما يكون هناك يتم إنشاء المقاطعة. (7) حلقة رئيسية برمجة وظيفة، الحلقة الرئيسية للمخطط هو مبين في الشكل.

3 تصميم نظام تفاعلي

التفاعلية تصميم نظام بيئة تطوير التطبيقات لبرنامج Visual Studio 2012، وذلك باستخدام لغة C #، C # هو آمنة ومستقرة وبسيطة وجوه المنحى لغة البرمجة التي استخدامات إطار ويندوز. NET نماذج حدة يولد نظرة ويندوز ويشعر ل . نوافذ حدة أشكال هي مكتبة الفضاء، والضوابط (مثل الأزرار وأشرطة الأدوات والقوائم، الخ) التي تستخدم لبناء ويندوز واجهة المستخدم . بدءا من واجهة، واجهة عملية التهيئة تظهر في المخطط الانسيابي في FIG 8.

في الرسم البياني واجهة تدفق عملية التهيئة، فإنه يتم تحديد ما إذا كان متصلا جهاز الكمبيوتر إلى الإنترنت بنجاح، التحقق من المواقع لصق الخارجية، إن الربط الناجح، لإثبات أن الكمبيوتر متصل، وإلا فشل الاتصال، عملية التهيئة. معلومات الحمل على شكل عرض في الوثيقة AHL.xml، محتويات اسم النموذج، اسم المشروع، وعنوان IP، رقم المنفذ، IMSI عدد. عندما تقرأ محتوى المستند AHL.xml، تحتاج إلى تحديد ما إذا كانت البيانات صحيحة تماما، عند حدوث خطأ الموافق موجه والخروج من إجراءات التهيئة. بعد قراءة البيانات بنجاح، يجب لتحقيق انتقال البيانات تأسيس اتصال TCP مع خادم التتابع.

4 الاتصالات تحليل اختبار

اختبار الاتصال مراقبة واجهة ويمكن الحصول على درجة حرارة رقاقة التي يتم تحميلها إلى جي بي آر إس الوحدة النمطية التي تنتقل عن طريق R518 رقاقة MCU من خلال خادم، المعلومات وقت النظام، IMSI عدد والخادم عنوان IP. الحصول على معلومات IMSI عدد وعنوان IP من وحدات الاتصال الخادم من خلال أوامر AT، تم الحصول عليها بعد قيم درجة الحرارة والرطوبة تحويلها من قبل وحدة قناة قراءة A / D أخذ العينات. في اختبار الاتصال، بدء مراقبة واجهة، عندما UE الكهربائية الطرفية، سلسلة من تهيئة وحدة طرفية، الاتصالات تأسيس اتصال مع الخادم المتلقي، ينتظر أن ترسل البيانات إلى الشاشة واجهة احتياجات UE الطرفية إلى الانتظار لمدة 1 دقيقة قادرة على استقبال أحالت البيانات. قيم درجة الحرارة والرطوبة البيانات التي تم جمعها في 10 دقيقة فترات، لهذا الوقت من التجربة ما يقرب من 12 ساعة، وتوليد حرارة محددة ومنحنيات الرطوبة 9، 10 كما هو مبين في الشكل. كما أنه يمكن أن ينظر إليها في الوقت الحقيقي من خلال درجة الحرارة والرطوبة منحنى جيل ومستقرة الحصول على البيانات وتشغيل نظام موثوق بها، مزيد من التحقق من صحة وموثوقية واستقرار تصميم النظام.

5. الخاتمة

توضح هذه المقالة درجة الحرارة تصميم نظام التحكم والرطوبة التي تم جمعها في بنية التطبيق NB-تقنيات عمليات، تحليلا مفصلا لتصميم الأجهزة والبرمجيات أساليب تصميم NB-تقنيات عمليات، أساس تصميم الأجهزة KL36 رقاقة وحدة جي بي آر إس، واستخدام الأسلوب القائم على عنصر تصميم البرمجيات، وتصميم نظام يحسن قابلية والتكرار. عن طريق التحكم في نظام التفاعلية واجهة تصميم، في الوقت الحقيقي رصد المعلمات من قيم درجة الحرارة والرطوبة، وتظهر النتائج التجريبية أن التكنولوجيا NB-تقنيات عمليات متينة وموثوق بها. وقد تم اختبار نظام التحكم في ميزات الفعلية العملية والأجهزة والبرمجيات وموثوق بها، ومستقرة، NB-تقنيات عمليات التكنولوجيا لتوفير الدعم التقني في الرصد الزراعي، وعدادات الغاز الذكية وكقيمة مرجعية.

مراجع

التكنولوجيا الرئيسية واحتمال تطبيق انتظار نسيم .NB-تقنيات عمليات الاتصالات العالمية، 2017 (14)، 1-2.

سو Xiongsheng .NB-تقنيات عمليات التكنولوجيا وآفاق التطبيق رسائل الاتصالات السلكية واللاسلكية، 2017 (5): 6-8.

وZepeng على أساس أداء التطبيقات التقنية مثل الخلوية والضيق الأشياء (NB-تقنيات عمليات) قوانغدونغ تكنولوجيا الاتصالات و 2017 (3): 29-34.

دراسة مخطط البناء ليو Quande، فوزى وي. الضيق إنترنت الأشياء قوانغدونغ تكنولوجيا الاتصالات، 2017 (7): 22-25.

وانغ يي هواي، ليو هوي تشانغ الضيق الأشياء NB-تقنيات عمليات تطبيق الهندسة المعمارية كلية علوم الحاسب الآلي والتكنولوجيا، جامعة سوشو، 2017.

Freescale.KL36 الفرعية للعائلات الدليل المرجعي . .http: //www.Freescale.com.

وانغ يي هواي، وو جين، جين ون قاعدة التكنولوجيا جزءا لا يتجزأ والممارسة (4th الطبعة) بكين: مطبعة جامعة تسينغهوا، 2017.

تشنغ باو، في Pengzhan، تشانغ Jianlan طرق البحث لتحسين دقة ميزان الحرارة المقاومة البلاتين . تقنية القياس، 2006،26 (1): 56-59.

جي بي آر إس السلسلة: R518 الأجهزة دليل تصميم 0.2016.

أزيثروميسين تشنغ دونغ Liangjing .C # برمجة دليل (3 طبعة) بكين: الميكانيكية صناعة الصحافة، 2015.

الأبيض تسونغ وانغ يي هواي، شياو يونيو قسم التصميم نظام مراقبة لاسلكية الأرصاد الجوية KW01-زيجبي + جي بي آر إس وتنفيذ وبناء التكنولوجيا الحديثة الإلكترونية، 2017،9 (18): 70-74.

الكاتب المعلومات:

يانغ فان 1،2، وانغ يي هواي 1، 1،3 Songhong رو

(1. كلية علوم الحاسب الآلي والتكنولوجيا، جامعة سوشو، وسوتشو 215006، الصين،

2. كلية الرياضيات والحاسوب تونغلينغ، وانهوى تونغلينغ 244000؛ 3. كلية الهندسة الكهربائية، كلية تونغلينغ، تونغلينغ، وانهوى 244000)