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【摘 要】在研究无线传感器网络及ZigBee协议标准的基础上，对物联网信息感知监测系统进行了分析。提出了基于ZigBee无线传感器网络与空间定位技术、计算机技术、数据通信技术结合的押运信息感知监测系统架构，并对该节点的软硬件功能进行了测试。
【关键词】信息感知 物联网
随着通信技术、微机电系统（MEMS）技术和传感器技术的飞速发展和日益成熟，出现了具有感知、计算和通信能力的微型传感器。这种传感器网络能够协作地实时监测、感知和采集网络分布区域内的各种环境或监测对象的信息，并对这些信息进行处理，获得详尽而准确的监测报告并传送给相应的监控部门。
一、“物联网”发展现状及数据采集存在问题
1.“物联网”发展现状
全球“物联网” 还处于起步阶段，主要应用技术有RFID、传感器、M2M（Machine to Machine）等，以传感器和RFID 为代表的感知技术，是发达国家发展的核心技术，RFID 技术已步入成熟发展期。目前无线通信和数据采集面临多种技术并存的现状， 其中无线传感器网络Wireless Sensor Network影响最大，在高速、低功耗、安全性和无线技术方面正在研究适合智能物流和工业监控等应用的增强技术。
2.数据采集存在问题
目前，我国物联网在智能物流和物品监控中，通常使用地理信息技术对物品和运输进行状态监测，这种传的监测模式具有以一定的缺陷。如状态监测节点功能独立，体积大，成本高，不利于实现对车厢环境进行感知监测；节点之间不能自组网，存在单点故障，实时数据传输效率低，可靠性低；功耗高，需要车辆电源或外接电池；监测节点不能进行多参数监测，和报警参数的修改；不能实时、动态、有效地监控预警，并实现对运输全过程中车辆、人员、环境及物质状态等情况的实时动态监控及辅助应急救援；不并对电子地图上进行移动目标运动轨迹的显示，定位、速度、运动方向、状态等感兴趣的参数进行监控和查询。
二、基于Zigbee无线传感器的物联网监测系统
物联网信息感知监测系统，是为装卸、运输、检测等过程信息化、可视化、安全化而设计的。系统将WSN技术、北斗卫星定位技术、4G技术及视频监测技术相结合。实现了运输过程在途车辆、人员、环境及物品状态的实时动态监控、预警报警、安全管理与分析。
1.系统的框架设计
ZigBee是一种新兴的近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术。它依据802.15.4标准，在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。这些传感器只需要很少的能量，以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器，所以它们的通信效率非常高。基于WSN押运监测系统是由无线传感器网络监测技术、空间定位技术、计算机技术和数据通信技术等技术集成的应用系统。系统主要由无线传感器网络、车载监控终端和远程监控管理终端组成。将传感器节点安装在车厢，节点根据自身所带的传感器类型采集与特殊物品相关的信息。传感器节点之间构成一个微型无线监控网络，当数据采集完毕后，节点根据建立的路由将这些数据汇集到车载监控终端。由于该系统是基于无线传感器网络，车载监控终端充当无线传感器网络的网关节点，实现与外部网络的信息交换。车载终端除了与传感器节点进行近距离通信外，还外接北斗定位模块和4G无线数据传输模块。
第一，感知节点硬件结构。在运输监测中，组成微型监控网络的感知节点带有温、湿度和加速度等传感器，主要采集运输车辆车厢内的温、湿度信息以及车辆的运行状态信息，并通过近距离无线通信技术将所采集的信息发送到车载终端。本系统中设计的感知节点主要由控制模块、感知模块、射频模块、存储模块、电源模块和调试模块六个功能模块构成。
第二，感知节点软件结构。感知节点程序设计属于嵌入式应用程序开发，本系统采用Gcc交叉编译环境。整个程序开发过程的部分工作在PC机上完成，另一部分工作在终端采集节点完成，即在PC机上编程终端采集节点的程序代码，然后通过交叉编译、链接，将程序做成目标平台即终端采集节点上可以运行的二进制代码格式，最后将程序下载到终端采集节点运行代码，以实现终端采集节点功能。
2.系统的特点
物联网信息感知监测系统实现了运输过程在途车辆、人员、环境及物品状态的实时动态监控、预警报警、安全管理与分析，与传统的物联网物流信息获取相比，软件功能有了很大提升，节点组合更加简便灵活，感知数据传输时效性高，定位信息更安全精准。
三、测试结果及经济效益分析
1.系统测试
软件使用测试。主要包括对控制中心系统平台监测、参数传输、预警设置，地图显示和数据处理分析功能的使用。4G/ZigBee通信测试.通过网关节点向ZigBee终端节点发送指令（led点亮、闪烁），通过观测终端节点的实际情况判断ZigBee通信状态。通过网关设备发送4G连接服务器的指令，读取相关系统信息判断4G连接状态。卫星定位测试。将系统装在车上，车辆以不同速度在任意街道和城区外道路上行驶，观查终端地图上的轨迹图，判断卫星定位是否准确。
2.经济效益分析
该系统建立了一体化物品押运管理与监测信息网络系统，改变了目前押运过程在途信息不可预见，不可感知的难题，消除了运输过程中物品信息感知的盲区，减少了事故发生的几率。该系统还具有布控灵活，操作简便，数据采集实时、快速、准确等特点。大大提高了运输过程的安全性和可靠性，该系统为物流提供了一个实时可控的信息化平台，而且可以大大提高运输过程的安全性和可靠性，使物联网信息化、现代化建设上了一个大台阶。
【关键词】信息感知 物联网
随着通信技术、微机电系统（MEMS）技术和传感器技术的飞速发展和日益成熟，出现了具有感知、计算和通信能力的微型传感器。这种传感器网络能够协作地实时监测、感知和采集网络分布区域内的各种环境或监测对象的信息，并对这些信息进行处理，获得详尽而准确的监测报告并传送给相应的监控部门。
一、“物联网”发展现状及数据采集存在问题
1.“物联网”发展现状
全球“物联网” 还处于起步阶段，主要应用技术有RFID、传感器、M2M（Machine to Machine）等，以传感器和RFID 为代表的感知技术，是发达国家发展的核心技术，RFID 技术已步入成熟发展期。目前无线通信和数据采集面临多种技术并存的现状， 其中无线传感器网络Wireless Sensor Network影响最大，在高速、低功耗、安全性和无线技术方面正在研究适合智能物流和工业监控等应用的增强技术。
2.数据采集存在问题
目前，我国物联网在智能物流和物品监控中，通常使用地理信息技术对物品和运输进行状态监测，这种传的监测模式具有以一定的缺陷。如状态监测节点功能独立，体积大，成本高，不利于实现对车厢环境进行感知监测；节点之间不能自组网，存在单点故障，实时数据传输效率低，可靠性低；功耗高，需要车辆电源或外接电池；监测节点不能进行多参数监测，和报警参数的修改；不能实时、动态、有效地监控预警，并实现对运输全过程中车辆、人员、环境及物质状态等情况的实时动态监控及辅助应急救援；不并对电子地图上进行移动目标运动轨迹的显示，定位、速度、运动方向、状态等感兴趣的参数进行监控和查询。
二、基于Zigbee无线传感器的物联网监测系统
物联网信息感知监测系统，是为装卸、运输、检测等过程信息化、可视化、安全化而设计的。系统将WSN技术、北斗卫星定位技术、4G技术及视频监测技术相结合。实现了运输过程在途车辆、人员、环境及物品状态的实时动态监控、预警报警、安全管理与分析。
1.系统的框架设计
ZigBee是一种新兴的近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术。它依据802.15.4标准，在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。这些传感器只需要很少的能量，以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器，所以它们的通信效率非常高。基于WSN押运监测系统是由无线传感器网络监测技术、空间定位技术、计算机技术和数据通信技术等技术集成的应用系统。系统主要由无线传感器网络、车载监控终端和远程监控管理终端组成。将传感器节点安装在车厢，节点根据自身所带的传感器类型采集与特殊物品相关的信息。传感器节点之间构成一个微型无线监控网络，当数据采集完毕后，节点根据建立的路由将这些数据汇集到车载监控终端。由于该系统是基于无线传感器网络，车载监控终端充当无线传感器网络的网关节点，实现与外部网络的信息交换。车载终端除了与传感器节点进行近距离通信外，还外接北斗定位模块和4G无线数据传输模块。
第一，感知节点硬件结构。在运输监测中，组成微型监控网络的感知节点带有温、湿度和加速度等传感器，主要采集运输车辆车厢内的温、湿度信息以及车辆的运行状态信息，并通过近距离无线通信技术将所采集的信息发送到车载终端。本系统中设计的感知节点主要由控制模块、感知模块、射频模块、存储模块、电源模块和调试模块六个功能模块构成。
第二，感知节点软件结构。感知节点程序设计属于嵌入式应用程序开发，本系统采用Gcc交叉编译环境。整个程序开发过程的部分工作在PC机上完成，另一部分工作在终端采集节点完成，即在PC机上编程终端采集节点的程序代码，然后通过交叉编译、链接，将程序做成目标平台即终端采集节点上可以运行的二进制代码格式，最后将程序下载到终端采集节点运行代码，以实现终端采集节点功能。
2.系统的特点
物联网信息感知监测系统实现了运输过程在途车辆、人员、环境及物品状态的实时动态监控、预警报警、安全管理与分析，与传统的物联网物流信息获取相比，软件功能有了很大提升，节点组合更加简便灵活，感知数据传输时效性高，定位信息更安全精准。
三、测试结果及经济效益分析
1.系统测试
软件使用测试。主要包括对控制中心系统平台监测、参数传输、预警设置，地图显示和数据处理分析功能的使用。4G/ZigBee通信测试.通过网关节点向ZigBee终端节点发送指令（led点亮、闪烁），通过观测终端节点的实际情况判断ZigBee通信状态。通过网关设备发送4G连接服务器的指令，读取相关系统信息判断4G连接状态。卫星定位测试。将系统装在车上，车辆以不同速度在任意街道和城区外道路上行驶，观查终端地图上的轨迹图，判断卫星定位是否准确。
2.经济效益分析
该系统建立了一体化物品押运管理与监测信息网络系统，改变了目前押运过程在途信息不可预见，不可感知的难题，消除了运输过程中物品信息感知的盲区，减少了事故发生的几率。该系统还具有布控灵活，操作简便，数据采集实时、快速、准确等特点。大大提高了运输过程的安全性和可靠性，该系统为物流提供了一个实时可控的信息化平台，而且可以大大提高运输过程的安全性和可靠性，使物联网信息化、现代化建设上了一个大台阶。