基于无线通信技术下的城市燃气系统构建分析摘要：在我国高速发展的背景下，科学技术水平不断进步。目前，在信息技术快速发展的今天,物联网技术在各行各业中都得到了广泛的应用,其中对硬件设备信息的采集以及传输是其主要应用,但是数据传输过程中会出现严重的数据安全问题,因此本文提出了一种混合通信加密方法.本文首先从物联网设备角度出发,介绍物联网无线通信技术和CoAP传输协议以及加密方法,然后结合物联网设备资源受限制情况,采用NB-IoT技术,并在智能燃气系统中实现了上述加密方法,实验以及测试比较的结果表明,本方法具有可行性.关键词：无线通信技术；城市燃气；系统构建引言燃气的检测和报警处理是确保家用燃气安全的有效途径之一，同时也是家庭安全防范的重要组成部分。日常生活中，造成燃气泄漏的主要原因有燃气胶管破裂未能及时发现、做饭期间中途离开等。当燃气泄漏时，未及时处理导致燃气浓度过高而产生爆炸，由此造成巨大生命财产损失。目前市场上的燃气报警器只能简单地满足报警需求，同时存在误报和漏报警现象，无法及时将报警信号同时发送到用户和小区监控中心，不能及时应急处理。而且燃气报警器功能单一，无法满足燃气使用过程中的安全需求，存在诸多局限性。为了弥补以往燃气报警系统的不足，本文设计了一种基于无线通信技术的燃气报警系统，当燃气泄漏时，室内启动声光报警和开启门窗、排风扇，以降低燃气浓度，避免爆炸危险，并通过移动网络将报警信号同时发送到用户和小区监控中心，以便及时处理燃气泄露。本文设计采用较稳定的双向无线ZigBee通信技术，处理器采用Freescale公司Cortex-A9处理器，运算能力强，易于扩展，同时利用GPRS移动通信技术实现实时通信，增强系统可靠性。1GPRS短信通信技术（1）SMS短信通信技术。①原理。智能燃气表中增加智能手机卡，并集成无线控制单元，燃气表可以定期给管理单位传统短信，标明燃气数据、管路运行状态，用户使用频率等。从而方便管理和远程控制；②网络结构。通过智能表内的SIM片、基站、燃气管理公司形成一个无线网络平台。在该平台内，任何一家燃气表都可以将采集的燃气信息以短信形式传输给基站，基站再通过无线通信技术发送到管理单位，实现用户智能燃气表与管理单位的连接，实现数据传输和控制指令的落实。（2）GPRS流量通信技术。①原理。GPRS的基本原理就是运用无线流量作为信息传输的介质，智能燃气表内集成有相应的控制单元及无线通信单元，一旦该表接收到信息数据需求的指令，控制单元就会控制数据采集模块采集数据，并将数据通过无线流量通信技术向外转发，最终传输到燃气公司。数据直接采用GPRS格式进行采集与传输，不需要格式转换和数据转型，直接而方便；②网络结构。该类型的网络结构平台与短信网络平台结构有异曲同工之处，都需要建立特有网络平台，需要智能手机卡和通信技术的支持。工作过程也相似，都是信息采集后发送到附近的基站，基站利用所属的通信公司进行二次转发至燃气公司。（3）效果分析。IMS短信通信技术和GPRS流量通信技术虽然使用方便，能够实现燃气表的智能化操控，大大降低人力投入和人为数据失真的机率。但其应用仍有较多缺点：①表内智能卡集成在电路板上，更换不便，一旦遇到通信公司的卡型升级换代，智能表的更换量大，需要投入较大的人力和物力，造价提高；②燃气表一般安装在楼道内，网络信息号难免会出现无法覆盖的问题，一旦有盲点，将导致燃气表无法完成相应的操作指令，数据采集和传输都失败，仍需人员上门采集数据。（4）使用安全性大大降低。由于燃气具有易燃性，而火花即被引燃，发生火灾。而智能卡在工作时，功率远远超过安全标准50MW，使燃气使用安全性无形中下降。出现安全性考虑，IMS和GPRS短信通信技术应用于智能燃气表是非常不科学的，因此，这两种通信技术不符合智能燃气表应用。2通信协议设计本系统中设备受到处理能力和功耗等因素的限制,无法使用TCP或者等复杂的应用层协议进行数据的传输,因此选用CoAP协议,根据其结构,将数据传输通信协议在CoAP协议的payload上进行扩展定义,传输的格式使用解析方便的JSON格式,传输运行在UDP协议上.3LoRa扩频技术（1）原理。...