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物联网系统可靠性检测与评估技能*

发布时间:2018-12-18 01:06:08 文章来源:未来智讯    
    物联网系统可靠性检测与评估技能*作者: 李维 苗勇 汤业伟 刘冬 胡滨   摘 要:物联网系统的可靠性包含了网络系统、硬件以及软件的可靠性,可靠性对于物联网的正常事务至关重要。本文最初介绍了已有的物联网可靠性检测工具和系统,然后建立了物联网可靠性测评系统,该系统能够对物联网系统的可靠性进行仿真验证,特别适用于物联网方案设计阶段。接下来针对实际案例进行了仿真验证。实验证实,该仿真系统能够有效地进行物联网可靠性的评估。
  关键词:物联网;系统可靠性;测评
  中图分类号:TN915 文献标识码:A DoI: 10.3969/j.issn.1003-6970.2012.04.001
  物联网是深度融总计算、通讯和抑制能力的可控可信可扩展的网络化物理设备系统,它通过信息传感设备,按照约定的协议,把任何物品或人与互联网连接起来,实如今任何时间、任何地点进行信息交换和通信,并且通过计算进程和物理进程相互影响的反馈循环,实现深度融合和实时交互来增加或扩展新的功能,以平安、可靠、高效和实时的方式检测或者抑制一个物理实体。
  物联网系统本身是一个复杂的系统,包括了感知层、网络层、应用层以及抑制层多个层次,每一层又包括若干子层,涉及若干相关技能领域。例如在感知层,不仅包含了对外界感知的温度、湿度等各种传感器,而且包括RFID、二维码、视频采集终端等。涉及的技能包括了感知节点的自组网技能、数据融合技能、节点节能技能等。而物联网应用场景更是千差万别,从室内到室外,从水下到高山,从城市到农村,甚至到南极,应用场景的差别,对其系统的可靠性提出高的要求。物联网系统的可靠性,相对照于传统的系统可靠性,它更复杂,是系统的、端到端的、总体的可靠性。
  对于电子产品可靠性的研讨于上世纪50年代起步,文献[1]提出了电子系统可靠性的观念。网络可靠性研讨[2]最早可追
  一级的单层架构从系统建设的角度起程,该局的所有信息节点的数据都上传到市局中心,数据的上行流量很大,同时由于各区县分局对于辖区内的信息节点不能直接访问,必须通过市局查看,这局部下行流量也很大,两者叠加,总流量对线路带宽、对市局系统的信息处理速度都提出了苛刻的要求。两级架构有以下优点:分散服务器压力、提高访问速度、便于基础数据分辨管理、互为备份。与一级架构方案相比,无疑多增加一级架构,但两级结构访问速度的提高和访问数据量的削减,能够带来运行成本的大为降低。综上所述,该局日常业务信息系统宜选取两级架构。
   4 结论
  本文最初对物联网系统可靠性的观念进行了介绍,建立了物联网可靠性评估系统,针对北京市某局物联网系统使用我们的物联网可靠性评测工具进行了仿真评估。目前,对于物联网系统可靠性的评估,主要集中在网络层及应用层,如何对于感知层进行可靠性的评估,是以后研讨的重点。
  还能够包含其他支持网络,构成异构物联网。
  图2是我们所开发的ZigBee 以太网网关模块,实现ZigBee和以太网之间的双向数据转换,该网关事务于网络层,接收MAC层封装的数据包,进行包的分析,然后把包中的数据再进行封装。如果接收的数据包为以太网格式,则进行包的解析后,封装为ZigBee数据包。如果接收到的数据包为ZigBee格式,则封装为以太网格式。实现了二者的彼此转换。
  图3是ZigBee/以太网网关的进程示意图。进程初始化后,根据所接收到的数据包类型,其流程是不同的。如果接收到的数据包为以太网格式,则执行extract_eth进程,然后把以太网数据包中的数据封装到ZigBee数据包中,即执行encap_ to_zb。如果接收到的数据包为ZigBee格式,则执行extract_ zb进程,然后把数据封装到以太网数据包中,即执行encap_to_ eth进程。上述进程执行完毕后,进入idle状态,等待新数据包的到来。
  基于本文第二局部的物联网系统可靠性检测与评估工具,我们对于北京市某局物联网系统可靠性进行了仿真验证评估。根据该局日常业务的需求,我们提出了业务系统信息化顶层设计的可行性方案,并选取物联网可靠性仿真工具对不同方案进行对比论证。工程点的信息选取视频、温度、烟雾探测、防毒气和防生化多种物联网前端的探测和监控手段进行收集。
  该局物联网信息系统架构能够选择的架构有单层架构和双层架构两种形式,单层架构为:物联网的管理架构仅仅构建市一级的信息汇聚与处理中心,所有信息节点采集的数据都将直接提交给市级处理中心。两层架构是:市局和区县各部署一
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