基于蓝牙的智慧校园组网技术研究与实现

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随着物联网的快速发展,物联网设备已经在家居、生产、医疗等行业普及,潜移默化地改变着人类的生产生活方式。在未来万物联网的场景下,智慧校园的产生是必然的,不仅可以给学生学习生活带来便利,更加可以减少老师和家长的压力。物联网与智慧校园的结合具有良好的发展和应用前景,而智慧校园内物联网设备的通信和管理成为了当前要解决的首要问题。针对智慧校园的应用背景,划分网络层次为服务层、管理层和外围设备层。服务层与管理层采用网络通信方式,管理层与外围设备层使用蓝牙数据通信。两种方式的结合,既利用了嵌入式设备蓝牙通信传输数据,又克服了蓝牙通信距离的限制。划分子网管理外围设备,子网内节点通信都由关联节点作为子网发言人转发信息,保证节点需要处理的数据量得到平衡。根据节点特点,采用了静态组网和动态组网两种组网方式,在保证节点能随时随地入网的前提下,减少组网产生过多交互数据包。针对节点状态变化导致的退网和重新组网问题,设计了一种交互流程,采用蓝牙心跳包检测节点在线情况,及时上报节点意外掉线信息。设计了一种智慧校园专用的路由方案。网络拓扑为三层树形结构,子网管理方式简化了路由转发路径,同时能够保证校园网内节点通信覆盖率。定制智慧校园路由表和路由记录存储结构,保证子网内通信和跨子网通信高效有序进行。根据不同节点特性选择合适的硬件平台实现了智慧校园组网,并利用多线程软件方案来满足节点一对多通信的需求。测试了智慧校园组网系统实际组网过程和路由过程。
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