物联网技术下的综合信息采集单元ICU硬件设计分析

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摘 要：随着我国信息技术的不断发展，互联网技术取得了巨大的进步。互联网技术主要是通过射频识别、红外感应器、全球定位系统等信息传感设备，按约定的协议，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理的一种网络技术。在这种技术的推动下，环境监控系统中综合信息采集单元的硬件设计面临着全新的机遇和挑战。本文主要通过分析物联网技术下的综合信息采集单元icu硬件特点，从而提出具体的设计方案。

【关键词】物联网技术 ICU硬件 设计分析

随着我国信息技术的不断发展，在物联网技术下的综合信息采集单元ICU硬件设计面临着更大的挑战。ICU作为环境集中监控系统中的采集传输设备，在物联网中起着重要的作用。面对当前信息技术竞争越来越激烈的现状，综合信息采集单元ICU要想摆脱传统环境集中监控系统的弊端，必须要利用物联网无线射频技术、传感技术，从而减少施工时间，提高工作效率。

1 综合信息采集单元ICU

综合信息采集单元ICU，即环境集中监控系统中的采集传输设备，主要有具备四个特征：一是传感器，二是短距离无线通信，三是自组织网络，四是低功耗路，在物联网技术中处于感知位置的传感设备，具备物联网传感设备所有的特征。综合信息采集单元ICU系统主要有四个组成部分：一是无线温湿度传感器、二是无线水浸传感器，三是无线智能协议转换器，四是无线中继/协调器。在环境集中监控系统的传感设备中，综合信息采集单元ICU主要通过运用物联网的无线射频技术以及嵌入式技术进行动力驱动，从而降低传感设备功耗，不断适应信息技术发展的需要。

2 物联网技术下的综合信息采集单元ICU硬件设计分析

2.1 无线温度湿度传感器

在现阶段，我国国内的无线温湿度传感器大多采用了ZGBEE无线射频通信技术与ARM Cortex-M3单片机技术，主要是通过监测环境的温度与湿度，结合ZIGBEE无线射频通信技术，将采集到的温度与湿度数据上传到监控单元的监控主机中。这种技术主要有三个方面的优点：一是降低功耗，二是具备自动休眠功能，三是具备自动唤醒功能。在电池的选择上，主要使用3节AA型电池，低电压预警功能突出，从而实现了现场工程的零布线。无线温度湿度传感器主要有四部分组成，即ZIGBEE无线通信模块、温湿度传感芯片、电源管理芯片以及微控制单元MCU模块。在技术的运用中，通过采用低功耗设计，从而增加电池的使用寿命。同时，在自供电模式的运用下，自动休眠和自动唤醒技术能最大限度地降低功耗，从而达到提高工作效率的目的。

2.2 无线水浸传感器

在技术的运用上，无线水浸传感器ARM Cortex-M3单片机技术以及结合了ZGBEE无线通信技术。ARM Cortex-M3单片机技术不同与传统的单片机技术，是一个32位的核，通过采用新型的单线调试（Single Wire）技术，从而降低设计难度和应用障碍。无线水浸传感器主要运用这两种技术，从而达到监测设备的目的。在自供电模式下，采用低功耗设计，从而达到自动休眠与自动唤醒的功能。在电池的设计上，主要采用3节AA型电池供电，降低了功耗；在两芯不定位漏水检测中，机械性能强，耐腐蚀、耐磨损，并且环保，能及时对水浸作出信号告警。无线水浸传感器主要有三部分组成，即MCU模块、ZGBEE无线通信模块、电源管理芯片。MCU，即微控制器，具有有限数字信号处理的功能模块和模拟电路，其应用也越来越广泛。ZGBEE无线通信模块主要采用国外的无线射频模块，通过运用的LM367l芯片，从而实现技术的革新。

2.3 无线智能协议转换器

在传感设备中，无线智能协议转换器主要是用于监控，通过遥测、遥信、遥调、遥控，将采集到智能设备的数据，结合ZGBEE技术上传至接受设备中。在环境集中监控系统中的采集传输设备中，无线智能协议转换器主要通过采用低压直流长供电设计，在满足动力监控实时性要求下，进行挂墙安装。无线智能协议转换器主要三个组成部分：一是MCU模块，二是通信模块，三是ZGBEE无线通信模块。

2.4 无线中继/协调

在环境集中监控系统中的采集传输设备中，无线中继/协调器主要通过协调和中继整个ZGBEE网络通信系统，从而保障ZGBEE网络的稳定性和安全性。在具体的运用中，对于无线中继/协调器的要求主要有一个方面，即满足动力监控实时性要求。在环境集中监控系统中的采集传输设备中，无线传感器网络在传感器节点功耗上，主要由四个方面来决定的：一是通信距离，二是可靠性。三是自动网络组织需求，四是在单一网络中所需支持的最大节点数。因此，无线中继/协调器主要是由MCU模块和ZGBEE无线通信模块组成，有利于降低功耗。

3 结束语

随着我国信息技术的不断发展，在物联网技术的不断推动下，综合信息采集单元ICU主要通过运用物联网无线射频技术以及传感技术，从而在环境集中监控系统的管理中，能更好地实现安装和维护的零布线，从而缩短施工时间，提高运行效率。基于物联网技术下的综合信息采集单元ICU硬件，在设计上主要通过运用无线温湿度传感器、无线水浸传感器、无线智能协议转换器以及无线中继/协调器，降低维护难度的应用障碍，从而达到降低功耗的目的，是我国信息技术上的一大突破。

参考文献

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[2]梁娟，李金霞，张立强.基于物联网技术的ICU设备管理系统设计[J].现代科学仪器，2011（02）.

[3]陈素芹.物联网数据采集系统统计[D].南京邮电大学：电子与通信工程，2011.

[4]邹永康，王月浩.无线传感网络工程实验中心规划建设初探[J].重庆文理学院学报：自然科学版，2012（02）.

作者简介

薛波（1984年1月-），男，汉族，河北省石家庄市行唐县人，本科，助理通信工程师。

作者单位

河北邮电通信工程建设监理有限公司 河北省石家庄市 050000