物联网异步通信的研究与仿真

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随着物联网的兴起,物联网技术也成为当前比较热门的技术之一。物联网数据传输中采用同步数据发送时需要不断向物联网中各节点发送同步数据,而网络中各传感节点或控制节点使用率低但节点众多,如果每个节点都加入同步电路势必导致系统复杂成本增加的弊端,提出了在物联网数据通信中采用异步通信以简化各节点数据收发电路的理念。首先是对物联网的基本概念以及国内外的发展趋势进行了分析。其次是分析了物联网的架构组成,物联网分为三层,数据的传输在网络层进行。研究物联网数据传输技术,分析了异步通信与同步通信各自的优缺点。在文中关于异步串行通信的仿真设计中,将异步串行通信的设计分为三个模块:发送模块、接收模块、控制模块。文中分析了三个模块的设计思路以及程序运行流程。发送模块负责将并行数据变为串行数据,并为每一位数据加上起始位、结束位、奇偶校验位,让输入数据变为异步串行数据。接收模块负责数据的接收,读取发送端发送的数据,并将串行数据变为并行数据输出。控制模块主要是对发送模块和接收模块的整体控制。在该部分的模拟仿真中,详细分析了异步串行数据发送过程、接收过程、奇偶校验过程、状态机变化过程,并对接收端的时钟信号周期变化范围进行讨论,深刻的分析了异步串行通信的原理。在物联网异步串行通信模拟实现中,本文设计了一个温度采集控制的硬件系统。本设计分为四个模块:DS18B20温度采集模块、数码管显示和控制模块、串口发送模块、软件键面显示模块。文中分析了温度采集芯片DS18B20的内部结构以及仿真时序图,串口通信模块MAX3232ESE的电路组成,并给出了硬件和软件设计部分的整体运行流程图。本设计采用FPGA作为控制芯片,通过温度传感器采集到外界温度之后,然后通过串口通信将采集到的温度通过异步串行方式传输给上位机,软件键面会实时显示传感器采集的温度,并且会与设定的参考温度进行比对,根据温差来提示应进行的相应操作。该设计是异步通信在物联网中的一个现实应用,基本实现了对温度的采集以及控制的功能。本文对于物联网异步通信的研究主要是从理论和实践两个方面对异步传输方式进行研究,详细分析了异步通信的数据传输过程。将异步串行通信方式具体应用到物联网的实际应用中。本文中对异步通信方式在物联网中应用的研究和分析,为物联网中数据传输方式具有一定的借鉴和参考价值。
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