無線技術(shù)和電子自動(dòng)化設(shè)計(jì)軟件的發(fā)展將打造物聯(lián)網(wǎng)美好未來簡(jiǎn)析

章習(xí)濤 劉乃銘

摘 要：隨著科技的逐漸發(fā)展，逐步為人類所期待的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)提供了可能，而近年來無線技術(shù)的不斷發(fā)展，更是為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)起到了極大的推動(dòng)作用，而隨著電子自動(dòng)化軟件的不斷發(fā)展和完善，如何將電子自動(dòng)化軟件進(jìn)行相關(guān)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用，成為未來物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)需要克服的另一個(gè)問題，只要把無線技術(shù)與自動(dòng)化設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行結(jié)合，就能使物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展，為整個(gè)人類的科技與生活作出很大的貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：無線技術(shù)；電子自動(dòng)化軟件；打造；物聯(lián)網(wǎng)

一、無線技術(shù)的對(duì)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)的重要作用

隨著無線技術(shù)的快速發(fā)展，無線技術(shù)開始變得更加快速穩(wěn)定也更加便捷隨著無線技術(shù)繼續(xù)發(fā)展下去，未來可能只有很小一部分的設(shè)備采用有限連接，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一般采用無線連接，這樣可以極大的提高物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)潔性與高效性。現(xiàn)在的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)一般采用近場(chǎng)通訊技術(shù)，也就是NFC技術(shù)或者藍(lán)牙技術(shù)，衛(wèi)星技術(shù)等無線技術(shù)進(jìn)行連接。

巨大的IP地址空間能識(shí)別每個(gè)設(shè)備，但現(xiàn)有的IPv4地址尋址空間是有限的，利用IPv4地址支持物聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)的運(yùn)行需要路由器和網(wǎng)關(guān)進(jìn)行輔助運(yùn)行，所以使用IPv6地址進(jìn)行尋址成為支持物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)再次發(fā)展的關(guān)鍵，借助IPv6地址廣闊的尋址空間，甚至可以對(duì)上億的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行尋址識(shí)別。

利用大服務(wù)器、云數(shù)據(jù)等方式進(jìn)行分析和機(jī)器學(xué)習(xí)是當(dāng)下物聯(lián)網(wǎng)商業(yè)化最重要的方式之一，利用物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和云數(shù)據(jù)或是服務(wù)器進(jìn)行連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析從而獲得商業(yè)信息與相關(guān)的分析數(shù)據(jù)，但大部分設(shè)備只能通過網(wǎng)關(guān)進(jìn)行相關(guān)的連接，一小部分可以直接進(jìn)行設(shè)備連接。網(wǎng)關(guān)的使用可以將低功效的網(wǎng)絡(luò)流量進(jìn)行匯總，匯總到高容量的局域網(wǎng)或者廣域網(wǎng)之中去，網(wǎng)關(guān)的電源和計(jì)算資源比終端節(jié)點(diǎn)更高，而且網(wǎng)關(guān)可以向智能設(shè)備發(fā)送執(zhí)行信息，更有效率的運(yùn)用流量。網(wǎng)關(guān)通過蜂窩技術(shù)和無線技術(shù)與云端和智能設(shè)備進(jìn)行連接，而無線接口可以利用個(gè)人的需求進(jìn)行相關(guān)的選擇，當(dāng)利用智能手機(jī)作為網(wǎng)關(guān)控制整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的智能設(shè)備；而無線網(wǎng)無處不在，可以利用無線網(wǎng)進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)各個(gè)設(shè)備的連接與控制方式；在進(jìn)行手機(jī)文件傳輸或者穿戴無線智能設(shè)備時(shí)，一般利用藍(lán)牙進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸與操作；當(dāng)需近距離的通信對(duì)安全性有一定要求時(shí)，一般采用NFC作為無線連接的方式[1]。

根據(jù)運(yùn)行方式的不同，可以將設(shè)備與網(wǎng)關(guān)進(jìn)行多種不同方式不同距離的設(shè)定，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備與網(wǎng)關(guān)的有效連接，而各個(gè)設(shè)備的設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)也應(yīng)該進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和推行，保證設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)的穩(wěn)定連接，同時(shí)對(duì)連接的安全性作出保障。在目前的技術(shù)之中，物聯(lián)網(wǎng)及物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的應(yīng)用采用了很多種傳統(tǒng)的連接手法與心得射頻知識(shí)，例如藍(lán)牙、WLAN等，而其他射頻也填補(bǔ)了一定的市場(chǎng)空白。

隨著低功率廣域網(wǎng)的研究應(yīng)用，在進(jìn)行低功率廣域網(wǎng)的應(yīng)用時(shí)，對(duì)于低數(shù)據(jù)速率和低占比應(yīng)用來說，低功率廣域網(wǎng)比傳統(tǒng)的應(yīng)用結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)更加明確。利用低功率廣域網(wǎng)可以有效的增加電池的使用年限，降低使用成本。有些國家對(duì)低功率廣域網(wǎng)的研究應(yīng)用已經(jīng)開始大力推行，通過對(duì)低功率廣域網(wǎng)的低收費(fèi)或者免費(fèi)行為來促進(jìn)低功率廣域網(wǎng)的全國性推進(jìn)，基于未來低功耗M2M應(yīng)用廣闊的發(fā)展前景3GPP無線接入網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，支持低功率廣域網(wǎng)的發(fā)展。

在3GPP的發(fā)布之中，針對(duì)一種LTE及其類型通信開發(fā)了全新的設(shè)備類別，也就是低復(fù)雜性的設(shè)備類型，低復(fù)雜性的設(shè)備類型對(duì)提高低數(shù)據(jù)速率應(yīng)用有著很強(qiáng)的作用，為其不斷的發(fā)展提供了可能；3GPP的最新版本針對(duì)這不同的情況開發(fā)了不同的版本，增強(qiáng)型，主要用于LET進(jìn)行帶寬性能提升，是M1類型；擴(kuò)展覆蓋是通過改變傳輸路徑和協(xié)議對(duì)鏈路預(yù)算進(jìn)行改善；窄帶物聯(lián)網(wǎng)；通過LPWA優(yōu)化無線電制式，也稱為M2。在當(dāng)下有一些開發(fā)公司選擇開發(fā)獨(dú)有型號(hào)進(jìn)行生產(chǎn)應(yīng)用來加快上市的速度，獲取利潤，但這是不可行的，這種產(chǎn)品的市場(chǎng)適應(yīng)能力和適用性太差，如今市場(chǎng)全球化的速度正在不斷加快，設(shè)備通信的設(shè)計(jì)與創(chuàng)新也在加快，很快設(shè)備通信的設(shè)計(jì)就會(huì)由專有設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為全球標(biāo)準(zhǔn)化的方案，那專有化的設(shè)計(jì)很容易被市場(chǎng)所淘汰[2]。

二、電子自動(dòng)化軟件對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)的推動(dòng)作用

在進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)計(jì)，對(duì)設(shè)計(jì)問題的解決與實(shí)現(xiàn)構(gòu)想的技術(shù)是同樣重要的。要想做到整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)能過完善的覆蓋設(shè)備，基礎(chǔ)設(shè)施，控制與應(yīng)用，處理數(shù)據(jù)等功能的完善就要進(jìn)行更好的設(shè)計(jì)，利用更貼近現(xiàn)實(shí)的仿真和效果更好的系統(tǒng)測(cè)試，設(shè)計(jì)問題時(shí)所有物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)師要進(jìn)行解決的共同難題。隨著物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)與快速普及，物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)計(jì)人員要想讓物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)更有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，就必須對(duì)自己所采用的設(shè)備進(jìn)行革新，對(duì)自己的設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要解決嚴(yán)重的電磁耦合，還要提高電源的利用效率。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)新的技術(shù)組合時(shí)，如何最準(zhǔn)確的得知該組合是不是最佳組合的問題都需要物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)師進(jìn)行實(shí)驗(yàn)解決。而且隨著設(shè)計(jì)越來越復(fù)雜，對(duì)電路仿真的要求也就變的越來越高，為了解決這些困難，在進(jìn)行新的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，必須利用先進(jìn)的電子自動(dòng)化軟件，來解決同喜系統(tǒng)所出現(xiàn)的各種問題。我們?cè)谶M(jìn)行互聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)之初，就應(yīng)該對(duì)所應(yīng)用的設(shè)備進(jìn)行電路仿真，為后續(xù)的設(shè)計(jì)及開發(fā)人員提供物理層面的設(shè)計(jì)自由[3]。

物聯(lián)網(wǎng)需要電池進(jìn)行供電，傳感器與執(zhí)行器進(jìn)行信號(hào)的接收與作出相應(yīng)反饋，因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)設(shè)備所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)較少，所以能夠進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的無人操作，要想設(shè)計(jì)這類物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，需要對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的三種工作模式所消耗的電量進(jìn)行精確測(cè)量，在設(shè)計(jì)之初可以采用高性能的分析故障的儀器，在進(jìn)行產(chǎn)品使用周期的測(cè)試時(shí)，模塊化和一體化的測(cè)試設(shè)備可以更好的解決問題，在進(jìn)行無線通信制式的設(shè)計(jì)和測(cè)設(shè)時(shí)，可以采用信號(hào)生成與分析軟件進(jìn)行相關(guān)的測(cè)試，例如：蜂窩，藍(lán)牙等。

總結(jié)：只要進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的研究與實(shí)現(xiàn)，就必須要解決相關(guān)的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件的設(shè)計(jì)與測(cè)試問題，電子自動(dòng)化軟件對(duì)于解決整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建都有著極重要的意義，對(duì)于解決整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)的電路仿真問題和設(shè)計(jì)問題的到有效的解決。隨著無線技術(shù)的發(fā)展為物聯(lián)網(wǎng)的各個(gè)部分的快速高效連接也提供了可能。所以，將無線技術(shù)和電子自動(dòng)化設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行完美結(jié)合，才能打造更高效更完美的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。

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[2]吳德林.數(shù)字邏輯電路在EDA實(shí)驗(yàn)開發(fā)系統(tǒng)中的仿真設(shè)計(jì)[J].科技信息，2010（21）：132-132.

[3]朱洪波，楊龍祥，于全.物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)思想與應(yīng)用策略研究[J].通信學(xué)報(bào)，2010，31（11）：2-9.

作者簡(jiǎn)介：

章習(xí)濤（1990-），男，民族：漢，籍貫（精確到市）： 湖北松滋，當(dāng)前職務(wù)：軟件工程師，學(xué)歷：本科，研究方向：自動(dòng)化。