丁亞偉 李宗伯

國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)湖南長(zhǎng)沙410073

所謂的IBOI具體是指物聯(lián)網(wǎng)智能信息橋(全稱Intelligent information bridge)，主要功能是：實(shí)現(xiàn)各個(gè)網(wǎng)絡(luò)裝備之間在物聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)資料兼容與協(xié)調(diào)搭配的橋接裝備，這種裝備具有連接各個(gè)聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、接頭搭配、數(shù)據(jù)資料打包傳遞等作用，其中接口匹配包括接口速率匹配、接口協(xié)議匹配和接口校驗(yàn)匹配等作用。它的主要任務(wù)通常包括數(shù)據(jù)資料的接收、數(shù)據(jù)資料的傳遞、數(shù)據(jù)輸出和參數(shù)調(diào)整，通過這幾個(gè)環(huán)節(jié)，分別實(shí)現(xiàn)參數(shù)校準(zhǔn)，接收源信息，轉(zhuǎn)換成目標(biāo)信息并發(fā)送到輸出接口的任務(wù)。在這里，筆者以智能電表與無線模塊之間的智能信息橋?yàn)橹饕咐M(jìn)行分析。

一、 IBOI物聯(lián)網(wǎng)智能信息橋概述

以RFID與Bar cod的不斷發(fā)展最為前提條件,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)才慢慢的形成，所以對(duì)于該技術(shù)最早的認(rèn)識(shí)是：把所有物品通過射頻識(shí)別（RFID）和條形碼等信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，易形成一個(gè)自動(dòng)化,智能化的管理體系。隨著這項(xiàng)技術(shù)的不斷發(fā)展成熟以及越來越普遍化的使用趨勢(shì)，專門負(fù)責(zé)研究這一技術(shù)的團(tuán)隊(duì)與組織便應(yīng)運(yùn)而生，所以才有了現(xiàn)階段各種物聯(lián)網(wǎng)裝備的不斷更新?lián)Q代。但是，因?yàn)橄嚓P(guān)的管理體制的缺陷，所以不同的研究組織研制出不同種類的產(chǎn)品在這一行業(yè)沒有統(tǒng)一的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)以供參考。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備之間通信需要一個(gè)IBOI的橋接設(shè)備，因?yàn)榕c其它裝備相比它具有高性能、簡(jiǎn)單易行的優(yōu)點(diǎn)。

1、IBOI物聯(lián)網(wǎng)智能信息橋的功能

該種類型的信息橋能夠起到物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備之間接頭調(diào)整、數(shù)據(jù)資料打包及重新校驗(yàn)等作用，即使是這些設(shè)備具有不同的接口與不同的通信協(xié)議。在這里，筆者以智能電表無線抄表體系作為分析案例：該信息橋設(shè)備的功能如下圖。該信息橋在這個(gè)體系中的主要功能是有兩個(gè)，一個(gè)是橋梁功能，另一個(gè)是翻譯功能。第一，必須可以接通智能電表的485接頭，1201是最佳速率標(biāo)準(zhǔn)，而且可以辨識(shí)EVEN校對(duì)的信息A；同時(shí)又可以把信息A翻譯成ODD校對(duì)模式下的信息B；又可以接通無線終端裝備的232接頭，9601是最佳速率標(biāo)準(zhǔn)。

2、IBOI現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

現(xiàn)階段，該種信息橋裝備在市場(chǎng)上還不多見，而且耗費(fèi)資金比較大，同時(shí)它能夠起到的作用微乎甚微。市面上大部分IBOI信息橋都是接頭類型調(diào)整或者速率匹配，而對(duì)于協(xié)議匹配、校驗(yàn)匹配及信息資料重新打包等作用一般不具備?，F(xiàn)階段，市場(chǎng)上物聯(lián)網(wǎng)裝備的數(shù)量在不斷地攀升，而且市場(chǎng)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的功能性的標(biāo)準(zhǔn)也在不斷提高，所以在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備接口統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)缺失的大環(huán)境下，高性能、低資金耗費(fèi)、便于操作簡(jiǎn)單易行的IBOI便成為了眾多物聯(lián)網(wǎng)裝備中備受親睞的一個(gè)，該種類型的信息橋的問世，有利于推動(dòng)其它類型的物聯(lián)網(wǎng)裝備的研制工作的進(jìn)行，推動(dòng)了物聯(lián)網(wǎng)使用市場(chǎng)的繁榮。

二、 IBOI模塊的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

1、485接口電路

在使用的過程中，485電路必須經(jīng)過其它程序的協(xié)調(diào)才能進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)控制，為了解決這個(gè)問題，筆者嘗試了圖2中經(jīng)過了調(diào)整的電路來實(shí)現(xiàn)有效的調(diào)配。因?yàn)镽S-485芯片具有獨(dú)特的性能，接收器的檢測(cè)靈敏度為±200mV，即差分輸入端VA-VB≥+200mV，輸出邏輯1，VA-VB≤-200mV，輸出邏輯0；但是，當(dāng)A、B端電位之間的差距不夠201mV時(shí)，信息資料的傳遞就會(huì)不穩(wěn)定。所以在具體的設(shè)置中，前者的電位必須要超過后者，在這種情況下，RXD的電平在485總線在不傳遞數(shù)據(jù)資料的時(shí)候電平可以保持穩(wěn)定的，接收器中就不會(huì)出現(xiàn)亂碼。

圖2 改進(jìn)電路

2、IBOI控制中心設(shè)計(jì)

該中信息橋的控制中心在信息資料接收的過程中，必須做好如下幾個(gè)工作：接收速率、校對(duì)驗(yàn)證、重新審核、信息輸出途徑中的速率調(diào)換等內(nèi)容。在硬件設(shè)計(jì)方面，本系統(tǒng)中采用飛思卡爾半導(dǎo)體公司提供的性價(jià)比比較優(yōu)越8位單片機(jī)MC9S08AC16作為中心控制芯片，這種類型的設(shè)備最大頻率為40Mhz，可以保證信息資料的快速有效的傳遞；具有兩路獨(dú)立全雙工SCI接口，可以獨(dú)自展開各項(xiàng)任務(wù)的調(diào)配和設(shè)計(jì)，一個(gè)接口用來接收信息，一個(gè)接口用來發(fā)送處理完成的信息，并且這兩個(gè)SCI模塊都支持自動(dòng)校驗(yàn)作用，在儲(chǔ)存器設(shè)置的過程中來實(shí)現(xiàn)硬件設(shè)備的自主增加，完成信息資料的檢查，主要可以使用的驗(yàn)證措施有ODD和EVEN兩種，通過這種措施可以省去使用特殊程序的麻煩，降低成本消耗[4]。

3、IBOI軟件設(shè)計(jì)

在IBOI系統(tǒng)中，跟軟件設(shè)計(jì)有關(guān)的內(nèi)容主要有數(shù)據(jù)的驗(yàn)證、接口的驅(qū)動(dòng)、轉(zhuǎn)發(fā)控制部分一級(jí)波特率調(diào)整部分。數(shù)據(jù)驗(yàn)證，在該體系中，錄入輸出接口驗(yàn)證由AC16的SCI模塊來負(fù)責(zé)，不需要耗費(fèi)任何人力，所以在具體的設(shè)計(jì)過程中，只需要在剛開始的時(shí)候，選擇好驗(yàn)證措施就行。在 AC16 單片機(jī)中有個(gè)SCIxC1寄存器，如下圖。

?

在這種類型的儲(chǔ)存裝備中，PE位為校驗(yàn)使能位，在PE=0（默認(rèn)）的情況下，模塊不具備驗(yàn)證的作用，在PE=1的情況下，模塊才具有驗(yàn)證的作用；PT位為校驗(yàn)方式選擇位，在PT=0（默認(rèn)）的情況下，模塊使用的是EVEN驗(yàn)證措施，在PT=1的情況下，模塊是通過ODD來進(jìn)行驗(yàn)證的[5]；所以，從電表中接受數(shù)據(jù)資料的裝備應(yīng)該設(shè)置PE=1、PT=0。根據(jù)相同的措施，我們完全可以將SCI2的驗(yàn)證措施設(shè)置成無效狀態(tài)，即PE=0、PT=0。

結(jié)語：

在本文中，筆者設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的IBOI模塊，在無線抄表系統(tǒng)中發(fā)揮了應(yīng)有的價(jià)值，得到了認(rèn)可。

【參考文獻(xiàn)】

[1]曹振華,祖寶明. 物聯(lián)網(wǎng)智能信息橋的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 計(jì)算機(jī)時(shí)代,2013,12:27-29.

[2]趙志軍,沈強(qiáng),唐暉,方旭明. 物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)和智能信息處理理論與關(guān)鍵技術(shù)[J]. 計(jì)算機(jī)科學(xué),2011,08:1-8.

[3]文豪. 船聯(lián)網(wǎng)智能信息終端的研制[D].集美大學(xué),2013.

[4]張洪雷. 物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)和智能信息處理理論與關(guān)鍵技術(shù)[J]. 計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用,2013,22:38-39.

[5]屈勇. 基于物聯(lián)網(wǎng)的智能高速公路系統(tǒng)研究[D].大連海事大學(xué),2011.