基于物联网路由器的智能控制系统 第一部分 物联网路由器概述 无线传感器网络简称物联网(Wireless Sensor Network)是集信息采集、信息处理、信息传输于一体的综合智能信息系统，在军事、环境监测、智能楼宇、智能电网、工业控制、物流和医疗护理等诸多领域都有广阔的应用前景。 美国商业周刊和MIT技术评论在预测未来技术发展的报告中，分别将无线大技术之一。如果把它们与最新的互联网协议(IPV6)软件堆栈实现联通，满足超低功耗的要求，就有可能开创一个无处不在的计算时代。 上海易教信息科技有限公司开发的底层基于802.15.4内嵌微型IPV6协议栈的低功耗物联网模块及物联网路由器，实现了无线传感器网络与下一代互联网（IPV6）直接互联互通，解决了无线传感器网络直接INTERNET化问题，解决了无线传感器网络节点计算能力和存储资源有限无法运行IPV6协议栈的问题，满足了无线传感器网络对低功耗的要求。并采用自适应的频率捷变算法等，使这些工作在2.4GHz的无线模块在低功耗的前提下，实现稳定可靠的传输。物联网模块采用三合一设计，集成了CPU 、2.4G收发模块和flash存储模块，满足了低成本的应用需求。 创新点如下： 1、创新设计嵌入式微型IPV6协议栈，将几兆甚至上百兆的IPV6协议精简至200kb左右，从而实现性能优越的IPV6在低功耗的无线传感器网络的应用，实现物联网与互联网的无缝连接。 2、自主设计自适应频率捷变算法，与具有良好选择性的射频信号结合，有效防止驻波干扰、调频干扰，使本项目路由器低功耗传输模块在2.4Ghz频带内稳定传输，与该频带内的其他无线协议的物联网路由器以宽带或3G为接入载体，与Wi-Fi技术、传感器技术、RF无线传输技术等结合，应用于智能家居、智慧课堂、智能能源管理系统，可设计出满足无线宽带覆盖、安防预警的全方位智能数字产品。 第二部分 物联网路由器市场与竞争 一、市场概述 1、产品市场概况及需求情况： 本项目开发内嵌微型IPV6协议栈的物联网路由器，以宽带或3G为接入载体，依托Wi-Fi技术、RF无线传输技术、传感器技术、嵌入式智能、实时数据交换等多种技术组成智能家庭、智慧课堂、智能能源管理，旨在设计一套满足无线宽带覆盖、安防预警、智能家电、家庭娱熊猫体育直播乐、家庭信息以及数字社区等需求的具有相当技术前瞻性的全方位的智能数字产品，用以满足现代家庭，小区住宅和学校在智能化、人性化、舒适性等方面的需要。 人们通过3G手机、iPhone、iPad等具备Wi-Fi或3G功能的智能终端产品，远程访问物联网路由器就可以实现对家电、教室设备的所有控制，例如：灯光控制、家电控制、安防报警控制、远程监控等功能。 2、物联网路由器产品的目标市场： 根据市场需求将物联网路由器应用于智能家居、智能大厦、智慧课堂、安防、智能能源管理、工业控制、物流等行业，开发出全方位的智能数字产品。 二、竞争优势分析 1、项目产品的主要竞争者：在项目产品的目标市场中，主要的同类产品名称，产品开发企业，产品开发、产品销售情况。 Cisco、H3C、华为、Dlink、TPlink等网络企业为传统WiFi路由器的主要生产商。其生产的传统路由器不具备物联网功能。 海尔、Control4等企业提供物联网网关产品，但其产品不具备IPv6和Wifi功能。 2、项目产品技术性能比较优势：根据主要竞争对手的情况， 物联网路由器 只支持WiFi设备接入 支持WiFi设备接入，同时支持IEEE 802.15.4节点接入 不支持802.15.4协议 同时支持IEEE 802.11和IEEE 802.15.4通信协议 一般不支持动态域名解析 提供动态域名解析服务 不提供各种设备控制接口 集成了可远程访问和控制的物联网设备控制接口 无法使和物联网通信 可使2.4G无线物联网节点与互联网无缝链接 不支持ZigBee、6LowPAN、IPV6 同时支持ZigBee、6LowPAN、IPV6 一般不集成数据库 内嵌微型数据库 3、物联网路由器创新点： A、创新设计嵌入式微型IPV6协议栈，将几兆甚至上百兆的IPV6协议精简至200kb左右，从而实现性能优越的IPV6在低功耗的无线传感器网络的应用，实现物联网与互联网的无缝连接。 由于传感器节点是一种低功耗的微型嵌入式设备，通常携带能量十分有限的电池，因此设计上要求其低功耗，必然导致其存储器容量较小；随着下一代互联网协议IPv6的不断发展和完善，在无线传感器网路中引入IPv6协议具有无以类比的优越性和巨大的市场应用前景。然而IPv6设计之初并没有考虑嵌入式应用以及功耗问题，虽然在功能、性能等方面具有很大优势，但由于代码体积较大(几MB～几百MB)，而无线传感器网络节点的存储资源一般只有200KB左右，因而无法运行在计算能力和存储资源受限的无线传感器网络节点中。 本项目通过IPV6协议栈的微型化、嵌入式设计，将其应用到物联网中。 由于嵌入式系统与PC机的差别很大，在嵌入式系统中实现TCP/IP协议与在操作系统中的实现有很大不同，嵌入式系统的IPv6微型协议栈，直接面对硬件，没有一个多任务操作系统平台；如何使协议栈做到精细、通信可靠、功能相对完善，而且又能发挥单片机的特点成为IPv6微型协议栈设计的关键问题。 本项目嵌入式、微型化IPV6协议栈的设计着眼于设计体积小，但又不影响运行的协议栈，对协议栈的裁剪进行深入研究，去掉不必要的组件、传统的复杂调度机制和额外的扩展功能，甚至可以去除操作系统等。 B、自主设计自适应频率捷变算法，与具有良好选择性的射频信号结合，有效防止驻波干扰、调频干扰，使本项目路由器低功耗传输模块在2.4Ghz频带内稳定传输，与该频带内的其他无线模块良好共存。 C、基于IPV6协议的物联网路由器以宽带或3G为接入载体，与Wi-Fi技术、传感器技术、RF无线传输技术等结合，应用于智能家居、智慧课堂、智能能源管理系统，可设计出满足无线宽带覆盖、安防警的全方位智能数字产品。避免了传统智能家居系统等采取有线布网方案移动性差、扩展性差等问题。 4、物联网路由器的关键技术： 嵌入式微型IPV6协议栈设计 良好选择性的传输信道的选择 自适应频率捷变算法设计 5、物联网模块的技术性能指标： 1、 工作频率带宽：2.400～2.483GHz 2、 数据传输速率达250kbps，码片速率达2Mchips/s 3、 通讯范围：150m～200m 4、 输出功率可编程控制（－18dbm～5dbm） 5、 高接受灵敏度（－97dBm） 6、 低功耗 接收电流：24mA；发射电流：29mA 7、 适应2.4GHz IEEE 802.15.4 的RF收发器； 8、 极高的接收灵敏度和抗干扰性能； 9、8 KB SRAM，具备在各种供电方式下的数据保持能力； 10.、掉电方式下，电流消耗只有0.9uA，外部中断或者实时时钟（RTC）能唤醒系统； 11、挂起方式下，电流消耗小于0.6uA，外部中断能唤醒系统； 12、具有8路输入8～14位ADC； 13、21个通用I/O引脚，其中2个具有20mA的电流吸收或电流供给能力； 14、 小尺寸QLP-48封装，5mm×5mm。 开放端口: 1. 物理层 采用异步串行通讯方式。通信波特率为115200，10位长度，其中包含1起始位、8个数据位、1个停止位。仅使用其中的RD、TD、GND三根引线. 链路层 所有命令和响应的格式： SOF[0xFE] Data Length CMD Data FCS 1 Byte 1 Byte 2 Byte 0-len Byte 1 Byte 6、物联网路由器设计 利用微处理器单元内部数据总线、串行总线和以太网口扩展各无线G无线协议处理单元或ZigBee协议处理单元，实现多平台无线网络接入设备和与Internet无缝链接。 本项目设计的物联网路由器，实现红外设备、1G以下无线G无线设备和GSM/GPRS/3G设备的接入并与Internet无缝链接，满足物联网多平台无线设备接入要求，降低物联网组网成本。 第三部分 基于物联网路由器智能控制系统配置清单： 序号 设备名称 技术参数 数量 单价 总价 1 物联网路由器 支持802.15.4的2.4G无线G WiFi网络接入 功能应用： 1、无线上网服务：满足平板电脑、笔记本和智能手机等无线c;

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