物联网大吞吐量云端计算会议通信集成系统技术方案

本申请通过有线/无线通信使得物

【技术实现步骤摘要】
物联网大吞吐量云端计算会议通信集成系统


[0001]本申请涉及一种物联网云端会议通信系统，特别涉及一种物联网大吞吐量云端计算会议通信集成系统，属于物联云计算通信


技术介绍

[0002]近年来，新一代的移动通信技术蓬勃发展，智能移动设备加速普及，例如各种专业会议设备以及支撑各类专业会议所需的各种专业数据采集设备早已可通过移动通信连接上互联网络，当前很多的专业级会议，不再仅仅局限于普通的语音视频等简单的会议需求，而是需要随时随地根据会议内容和进程，提供跨越巨大时空范围的指定专业数据，并能够对这些数据进行实时计算处理，供会议上进行讨论并对相关决策提供支撑。
[0003]对于这类物联网支撑的会议通信集成系统，其核心技术不再是拥有多少智能化联网设备，而是这些智能化设备装置可否满足对应的运用场景(会议决策)其核心需求，并为整个专业会议实时提供相关的数据，使整个会议获得更多更专业信息和专业支撑，更好的用物联网云端计算支撑专业级会议内容，满足会议决策的数据和信息核心需求必须通过采用场景来体现，为了达到更好的采用体验，则须有应用服务的支持。
[0004]随着物联网的兴起，具有智能化的集成系统将会扮演网络管理中心的关键角色。当前的物联网技术有三大瓶颈：芯片方案技术纷杂，硬件系统创新整合不足，平台不够成熟。
[0005]硬件系统作为物联网的中心控制系统，具有三大特点：一是稳定性，因为区域内所有设备都要通过它联网,未来可能需要时时刻刻都联网,信号的稳定性要求很高；二是它需要能够接入尽可能多的各类类型终端，物联网的一个重要特征是物物互联互通，中心系统承载了这么多联网设备，它必须强壮可靠；三是它的信号覆盖范围要广，大部分消费者做不了专业网络管理员的工作，不可能在区域内配置多台局域网络。
[0006]物联网解决物/终端到物/终端、人到物/终端、人到人之间的连接，物联网的目的是实现人与人、人与物、物与物之间的互联。物联网通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
[0007]物联网通过在物体上植入各类微型感应芯片使其智能化，然后凭借通信网络连接，使物体的信息得以分享，实现人和物的对话、人和人对话以及物体和物体之间交流，使生活中所接触的物体变得更有智慧，能够自动回报状态信息、自动与物沟通、与人沟通、更易与人互动以及更聪明地协作。虽然物联网终端能直接连接到互联网，为了节省能源或者成本,一些终端会经由中转路由设备连接到互联网，众多的终端设备通过连接到物联网网关接入互联网。
[0008]物联网依照不同的工作内容分为：传感层，网络层及应用层；传感层是具有传感感测或者识辨能力的元件可以嵌入各类真实物体，使其更具智能。其中，常被用来嵌入物体的传感元件，包括红外线、温度、湿度、亮度、压力、三轴加速度传感器，使智能物件具有感测环
境变化或者物体移动的能力。网络层是物联网中的智能物件具有联网能力，能够将传感信息传递至互联网，除了分享这些即时且重要的信息给适当的采用者外，亦能提供采用者远端互动功能。应用层是通过上述的传感与网络技术，可使在任何时间，不论在何处，对任何周边感兴趣的物件，通过任何一种网络通信的形式，来分享与该物件相关的采用服务。
[0009]但现有技术的物联网会议通信系统仍然存在难题，本申请的难点和待解决的问题集中在以下方面：
[0010](1)现有技术的物联网集成系统缺少基于ARM Cortex
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A8/A16中央处理器组合，缺少对应的有线与无线联网解决方案，缺少IoT平台改进设置，造成无法保持高密度多客户端接入时依然能有合适的吞吐量，无法为每个无线客户端提供公平的服务，无法实现自动云端连接；缺少通过优化管理程序、服务程序及无线/有线驱动程序，对所有连接节点及数据远端管理和控制，快速有效的实现物联网数据获取的方法；现有技术的物联网无法很好地解决物/终端到物/终端、人到物/终端、人到人之间的连接，无法实现可靠的人与人、人与物、物与物之间的互联，难以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理一体化网络，无法随时随地根据会议内容和进程，提供跨越巨大时空范围的指定专业数据，并能够对这些数据进行实时计算处理，供会议上进行讨论并对相关决策提供支撑。
[0011](2)具有智能化的集成系统是物联网会议管理中心的关键角色，但当前的物联网技术存在三大瓶颈：芯片方案技术纷杂，硬件系统创新整合不足，平台不够成熟，上述问题现有技术也没有好的解决方案，一是缺少可靠的物联网云端集成系统架构，二是缺少ARM双集群处理器、Big.LITTLE配置、ARM双集群运行模式的设计，三是无法设置云端通信物联网，缺少云端通信协议及物联云、云端通信NFS层访问机制、安全联网认证、异步熵流物联网的设计，四是系统云端数据传输结构不合理，五是缺少集成系统硬件结构、电源、复位和时钟设置、PCI
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E2.0/USB2.0/USB3.0设置、WiFi子模块设置、Ethernet子模块设置、PCB设置的设计，无法实现功能强、功耗低、易兼容、便操作的物联网大吞吐量云端计算会议通信集成系统，由于这些缺陷，当前的物联网云端系统还无法大量运用并服务于会议通信集成系统中。
[0012](3)现有技术物联网系统在降低功耗、缩小体积、加强处理能力、提高传感精度与硬件设计方面分别存在明显短板，通信数据传输速率和吞吐量较差，无法通过多用户异步熵流同时将数据发送至多个客户端，造成网络效率低；缺少波束成型和多用户分集方法，无法将信号在时域、频域和空域三个维度上分成三部分，物联网集成系统有线/无线通信质量差,无法将各类信息通过传感器即时感知获取物理世界的状态传输到后台的信息系统处理服务器做云端计算、海量数据分析和处理，无法将控制信息回传给控制器、进行各类精细准确调控，无法实现智能化监控智能管理，无法将各类信息通过传感器即时提供给各类会议现场。

技术实现思路

[0013]本申请通过有线/无线通信使得物
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物联网，将各类信息通过传感器即时感知获取物理世界的状态传输到后台的信息系统处理服务器做云端计算、海量数据分析和处理，在将控制信息回传给控制器、进行各类精细准确调控，实现智能化识别、定位、跟踪和监控智能管理；本申请的物联网的中心控制硬件系统，具有三大优势：一是稳定性好，区域内所有设备都通过它联网,未来可能需要时时刻刻都联网,信号的稳定性高；二是能够接入尽可能
多的各类类型终端，满足物物互联互通，中心系统承载能够海量联网设备，系统强壮可靠，并发吞吐量大且非常稳定；三是信号覆盖范围广，无需在区域内配置多台局域网络，信号覆盖满足物联网大吞吐量云端计算会议通信集成需要。
[0014]为实现以上技术特征，本申请所采用的技术方案如下：
[0015]物联网大吞吐量云端计算会议通信集成系统，通过有线/无线通信使得物
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物联网，将各类信息通过传感器即时感本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.物联网大吞吐量云端计算会议通信集成系统，其特征在于，通过有线/无线通信使得物
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物联网，将各类信息通过传感器即时感知获取物理世界的状态传输到后台的信息系统处理服务器做云端计算、海量数据分析和处理，在将控制信息回传给控制器、进行各类精细准确调控，实现智能化识别、定位、跟踪和监控智能管理；物联网集成系统基于ARM Cortex
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A8/A16中央处理器组合，内建有线与无线联网解决方案，经由IoT平台改进设置，实现自动云端连接；通过优化管理采用程序、服务程序及无线/有线驱动程序，对所有连接节点及数据实现远端管理和控制，快速有效的实现物联网数据获取；物联网集成系统在降低功耗、缩小体积、加强处理能力、提高传感精度与硬件设计方面分别进行针对性改进，云端通信ac标准多维度增加扩展，提升整体数据传输速率和吞吐量，通过多用户异步熵流同时将数据发送至多个客户端，让网络具有更高的效率；采用波束成型和多用户分集方法，将信号在时域、频域和空域三个维度上分成三部分；一是物联网云端集成系统架构，二是ARM双集群处理器，包括：Big.LITTLE配置、ARM双集群运行模式，三是设置云端通信物联网，包括：云端通信协议及物联云、云端通信NFS层访问机制、安全联网认证、异步熵流物联网，四是系统云端数据传输结构，五是集成系统硬件结构，包括：电源、复位和时钟设置、PCI
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E2.0/USB2.0/USB3.0设置、WiFi子模块设置、Ethernet子模块设置、PCB设置。2.根据权利要求1所述物联网大吞吐量云端计算会议通信集成系统，其特征在于，物联网云端集成系统架构：集成系统基于有线和无线通信连接，采用big.LITTLE配置Cortex
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A8和Cortex
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A16八核ARM处理器，两组2X2射频，千兆以太网，无线传输速率1730Mbps,采用多用户多输入多输出，多终端并行下行，集成系统设置USB3.0、PCI
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E、SD/eMMC和以太网高速接口扩展；系统通信结构采用有线与无线通信的交互式结合，将KDU进一步分为子层：一部分是物理层集聚流程,将NFS帧映射到传输介质；另一部分则是物理媒体,发/传送帧，PLCP跨NFS和KDU；采用智能转发扩展本地转发和集中转发,集中转发模式中，集成系统与接入控制器之间建立数据隧道传输用户数据帧，所有的用户数据均由接入控制器转发；本地转发模式中,用户的数据帧直接由集成系统解析并转发，网管、安全、认证、漫游、QoS、负载均衡、流控功能由集成系统执行，用户数据帧直接通过集成系统本地转发；用户的报文分为管理帧和数据帧，用户管理帧包括云端通信管理、控制报文，协议报文，集成系统将这些报文通过隧道转发给控制器集中处理，并进行漫游、认证；用户数据帧包括云端通信无线报文与有线以太网报文，报文在集成系统本地进行解析、封装处理后，直接由集成系统进行转发；当帧送至无线接口时先计算FCS，然后再经RF或者R链路传送出去，接收端则对收到的帧计算FCS，然后与记录在帧中的FCS辨别，如果一致，则该帧在传送过程中完整，如果帧的FCS有误则即予以丢弃，否则传递给上层协议处理，通过完整性校验的帧接收端送出确认信息。3.根据权利要求1所述物联网大吞吐量云端计算会议通信集成系统，其特征在于，Big.LITTLE配置：两个集群中每个集群两个处理器，匹配形成高性能big.LITTLE配置，A8和
A16的L2缓存探测采用CoreLink，GIC中断控制器处理虚拟化和中断的分布，实现big.LITTLE,ARMIP包括GIC
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400可编程中断控制器，CoreLinkCCI
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400互联和连贯的二级缓存，处理器核的数量ARM授权，GIC
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400中断控制器预判两个处理器群，并且直接中断活跃群，当A16运行在较低性能点时，系统切换到A8核运行，A8群在低功耗上优化扩展低于A16的工作功率范围；在A8群有设置L2缓存,整个A8群为功耗做优化，通过对A8的MPCore配置，交叉点处性能较高，允许A8群运行较多任务。4.根据权利要求1所述物联网大吞吐量云端计算会议通信集成系统，其特征在于，ARM双集群运行模式：在初始化过程中，两组处理器都激活一段时间，在运行时间段，新激活的即将工作处理器的缓存被侦测总线填充，捕获的数据由即将释放的处理器驱逐，调度器软件定义的重叠时间可编程，两组处理器完整的切换时间200至300微秒，但为传输处理器状态，只处理开关状态的发生小于20000周期；电源管理软件无痕迹执行从A16到A8处理器的转换返回过程，驱动虚拟化访问寄存器，big.LITTLE设置A8和A16核交替采用，任务调度程序获取这两组核的相对性能权重关系，为A8核调度轻量级线程，A16调度重量级线程；处理器与通信模块之间运行数据流，A16的一个核用于WiFi 5GHz数据流处理，NFS_A即为5GHz状态信息；另一个核用于WiFi2.4GHz数据流处理，NFS_B即为2.4GHz状态信息。5.根据权利要求1所述物联网大吞吐量云端计算会议通信集成系统，其特征在于，云端通信协议及物联云：基于跨层联合优化，将数据链路层ARQ和物理层的自适应调制进行统筹考虑联合，采用物联云跨层分组调度算法，基于物理层的信道状况和媒体接入控制子层的排队时延，分别为实时业务用户和非实时业务用户的排队时延构建相应的效用函数，计算每个用户在子载波上的优先级，从中选出具有最大优先级的用户，然后，根据相同的调度算法，再分配下一个子载波，直到所有的子载波分配完毕为止，分配到子载波的用户在其对应的异步熵流信道上传输数据；结合物理层自适应调制和链路层自动请求重发,利用链路层的误包率和信道估计参数计算自适应调制门限；物联云系统的跨层优化过程为：来自上一层的数据包经过CRC编码后进入发送缓冲，依照反馈得到的调制方式参数对每个子载波进行自适应调制，然后调制数据经发送两组时空分组码和OFDM调制后由两根发射天线送出，接收方先进行OFDM解调，然后对两根天线接收到的数据进行最大比合并，最大译码后将结果存入接收缓存。6.根据权利要求1所述物联网大吞吐量云端计算会议通信集成系统，其特征在于，云端通信NFS层访问机制：Beacon帧定时广播发送，NFS通知网络AP的存在性，CRDtion和AP建立Association时采用Beacon，CRDtion通过Scan扫描到Beacon，获取AP的存在，在扫描时通过主动发送Probe来探寻AP是否存在；1)当CRD需要发送帧时，如果信道空闲，则待DIFS、DCF帧间间隔后，再随机退避发送数据；如果信道正被其它CRD占用，则应在信道空闲后待DIFS再进行随机退避后发送；2)KCV扫描：云端通信NFS采用KCV寻找和加入一个网络，当CRD漫游时寻找一个新的，通过被动KCV侦听AP定期发送的Beacon帧来发现网络，Beacon帧包含该AP所属的BSS的信息及AP能力级，当未发现包含期望的SSID的BSS时，CRD工作于IBSS状态；通过主动KCV在每个信
道上发送Probe request报文，从Probe Response中获取BSS信息。7.根据权利要求1所述物联网大吞吐量云端计算会议通信集成系统，其特征在于，安全联网认证：第一步：经过AC重定向到Portal Server，Portal Server推送认证页面；第二步：向Portal Server发起连接请求；第三步：Portal Server向AC请求Challenge；第四步：AC分配Challenge给PortalServer；第五步：Portal Server向AC发起认证请求；第六步：AC进行RADIUS认证，获得RADIUS认证结果；第七步：AC向Portal Server送认证结果；第八步：Portal Server将认证结果填入页面；第九步：Portal Server回应确认收到认证结果的报文。8.根据权利要求1所述物联网大吞吐量云端计算会议通信集成系统，其特征在于，异步熵流物联网：异步熵流通信利用空间信道资...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴永俊，吴军荣，
申请(专利权)人：江门市捷思通电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：