??物联网
物联网概述
2010年是中国物联网的第一年,2010年提出了感知中国的概念。
物联网 (Internet of Things)它是通过各种信息传感设备安装在各种物体上,如射频识别 (RFID )装置、 、、、各种设备与互联网或无 线网络连接形成的巨大网络。其目的是将所有项目与网络连接 ,便于智能识别、定位、跟踪、监控和管理。
应该有物联网
利用、各种智能计算技术对海量数据和信息进行分析和处理,对物体进行智能控制。
此外,实现物联网的无线通信网络现已覆盖城乡,云计算技术的应用也使数亿物品的实时动态管理成为可能。
物联网的:感知与服务。
互联网的:基于手机和PC在线信息和推送和共享内容
物联网是一种基于互联网的物联网
物联网技术重要的基础和核心仍是互联网
物联网的系统结构
物联网系统更像是一个事件驱动的体系结构。
物联网是由应用驱动的三层系统结构。物联网有很大的应用空间。底层有各种传感设备RFID标签、ZigBee或其他类型的传感器,以及GPS在道路映射导航仪的帮助下。传感设备RFID网络、传感器网络和GPS本地或全球网络实现互联。通过中间云计算平台将这些传感设备收集到的信号和信息提交给应用程序。
在移动网络、骨干互联网和各种信息网络上构建信号处理云,处于系统结构的中间层。在物联网中,感知事件的意义不符合确定模型或语法模型,而是使用它SOA模型。大量的传感器和过滤器用于收集原始数据,各种计算和存储云和网格用于处理数据,并将数据转换为信息和知识格式。感应获得的信息形成了智能应用程序的决策系统。中间层也可以被视为语义网络和语义网络。
射频标识(RFID)
RFID有电子标签或RFID检测和跟踪物体。标签可以应用于任何物体,如商品、工具、智能电话、计算机、动物或人,目的是通过射频波或感知信号识别和跟踪物体。无线读取器可以读取一些标签。RFID标识至少包括两个主要部分:一是集成电路,用于存储和处理信息、调制和解调射频信号等;另一部分是接收和传输无线信号的天线。
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- 主动RFID标签:电池供电,信号自动传输
- 被动RFID标签:没有电池,需要外部源来刺激信号传输
- 电池辅助被动RFID标签:需要外部源来唤醒电池,但具有更高的传输能力
根据所使用的无线电频率,被动RFID标签可分为低频、高频、超高频和微波
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- :附着在小天线上的微芯片。
- :用于发在手持读取设备中,或用线与读取器连接,用于发出信号并从标签返回的信号。
- :与标签交互的设备可以支持一个或多个天线。借助电子条形码,读取器可以在没有视线的情况下检测到信号
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- RFID标签分为主动、半主动和被动RFID标签。这些标签可以最大存储2KB数据由微芯片、天线和用于主动和半被动标签的电池组成。标签组件包装在塑料、硅片或玻璃中。存储在微芯片上的数据等待阅读,标签天线接受RFID读取器天线的电子能量。借助内部电池或从读取器电子域获得的电源,标签将射频信号返回读取器。读取器收集标签的射频信号,并将信号分析为有意义的数据。
- 在RFID有两种耦合机制:电耦合和电容耦合。
传感器网络和ZigBee技术
目前,大多数传感器网络都是无线的,也被称为***无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)***。典型的WSN由空间上分布的自动传感器协同监测物理或者环境条件,如温度、声音、振动、压力、动作和污染物。无线传感器网络的发展最早是由军事应用驱动的,如战场监视等,但它目前已经应用到很多工业和民用应用领域,包括进度监测和控制、机器健康状态监测、环境和栖息地监测、卫生保健、家庭自动化,以及智能交通控制。
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WSN它是一组具有通信基础设施的特定变频器,旨在监测和记录每个位置的条件。监测参数通常包括温度、湿度、压力、风向和风速、光强、振动强度、声强、电线电压、化学浓度、污染水平和身体功能。传感器网络包含多个监测站点,称为传感器节点。
传感器网络是自组织的。由于传感器网络包含大量的节点,并且放置在不良位置,网络的自组织非常重要,在这种环境下手动配置是不现实的。
在传感器网络中,必须进行协同信号处理。为了提高检测/估计的性能,通常需要从多个传感器节点集成数据,这需要数据和控制信息的传输。用户可能想要查询该区域收集的一个节点或一组节点。依靠数据集成的数量在网络之间传输大量数据可能是不现实的。为了解决这个问题,一些收集节点可以从当地区域收集数据并创建新闻摘要,并将查询请求转发给接近关注区域的收集节点。
传感器网络是客户端/服务器(C/S)或者P2P模式来组织。
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ZigBee由高级通信协议组成的网络IEEE 802.15.4标准描述。ZigBee设备体积小,是基于无线电的低能耗传感器节点。
比如在无线家庭网络中 ,ZigBee该设备用于受短距离无线电控制的无线开关和家用电子设备。ZigBee技术比蓝牙或WiFi该技术易用且便宜。
ZigBee具有数据传输率低、电池寿命长、网络安全等特点。
低成本使该技术广泛应用于无线控制和检测应用,低功耗使小电池寿命长。
全球定位系统(GPS)
***基于位置的服务(Location-Based Service,LBS)***帮助人们和机器定位物体的位置。传感器在航位推测中起着一定的作用,但该方法不能满足地理定位的实际需要,因此出现了全球定位和导航系统。
物联网技术架构(三层系统)
物联网可分为三层: 感知层、网络层和应用层,如下图所示:
(数据采集子层、短距离通信技术、协同信息处理子层)
- 由温度传感器、 湿度传感器、 二维码标签等各种传感器和传感器网关组成RFID 标签和读写器GPS 、二氧化碳浓度传感器等感知终端。感知层的作用相当于人的眼、耳、鼻、喉、皮肤等神经末梢物联网获取的,的来源。
- 由各种私人网络、互联网 、有线和无线通信网络、网络管理系统和云计算平台组成,相当于人类的神经中心和大脑,负责传输和处理感知层获得的信息。网络层也被称为,即通过现有的互联网、广播电视网络、通信网络或未来 NGN(下一代网络(Next Generation Network)) 网络,实现数据传输。
- 它是物联网和用户(包括人、组织和其他系统)的界面 ,结合行业需求实现 物联网的智能应用。应用层包括
- 应用基础设施/中间件为物联网应用提供信息处理、计算等通用基础服务设施、 能力及资源调用接口,以此为基础实现物联网在众多领域的各种应用。这些应用可以基于现有的手机、 PC 等终端进行。
- :互联网、广电网络、通信网络
- 云计算、数据挖掘、通信网络
按其功能抽象,物联网还可以细分为四个层次:基础层(传感器集合〉、网络层(通信 网络〉、云平台层(也叫中间件层,即数据处理和管理层)以及应用开发层。
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- 是物联网感知物理世界获取信息和实现物体控制的首要环节。 传感器将物理世界中的物理量、化学量、生物量转化成可供处理的数字信号。 识别技术 实现对物联网中物体标识和位置信息的获取。因此, 基础层以研究新型传感器和传感系统为 核心,包括应用新的传感原理、使用新的材料以及采用新的结构设计等,以降低能耗、提高 敏感性、选择性、响应速度、动态范围、准确度、稳定性以及在恶劣环境条件下工作的能 力。传感网通过节点中内置的不同传感器,检出被测环境中的温度、湿度、噪声、光强度、 压力、土壤成分、移动物体的速度和方向等信息,并通过内置的数据处理及通信单元, 完成 相关处理与通信任务。传统的传感器正逐步实现微型化、智能化、信息化、网络化,正经历着一个从传统传感器到智能传感器到嵌入式 Web 传感器的不断发展过程。
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- 主要实现物联网数据信息和控制信息的双向传递、路由和控制, 重点包括低速近 距离无线通信技术、低功耗路由、自组织通信、无线接入 M2M 通信增强、 IP承载技术、网络传送技术、异构网络融合接入技术以及认知无线电技术。
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- 完成海量信息智能处理,它综合运用高性能计算、人工智能、数据库和模糊计 算等技术,对收集的感知数据进行通用处理, 重点涉及海量数据存储、 并行计算、数据挖掘、平台服务、信息呈现等。
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- 是同行业相关的各类应用。应用层采用的体系架构( Service-oriented Architecture , ),它是一种的软件组件技术,它将应用程序的不同功能, 并通过方式起来,实现快速的系统开发和部署。 SOA 可提高物联网架构的,提升应用开发效率,充分信息资源。
🍉物联网与互联网的不同之处
物联网和互联网有很多不同之处。首先,物联网是各种感知技术的广泛应用。 物联网上部署了海量的多种类型传感器,每个传感器都是一个信息源,不同类别的传感器所捕获的信 息内容和信息格式不同。传感器获得的数据具有实时性,按一定的频率周期性地采集信息,不断更新数据。
其次,它是一种建立在。 物联网技术的仍旧是,通过各种有线和无线网络与互联网融合,将物体的信息地传递出去。在物联网上的传感器定时采集的信息需要通过网络传输,由于其数量极其庞大,形成了海量信息,在传输过程中,为了保障数据的正确性和及时性,必须。
还有,物联网不仅提供了传感器的连接,其本身也具有智能处理的能力,能够对物体实施智能控制。 物联网将传感器和智能处理相结合,利用云计算、模式识别等各种智能技术, 扩充其应用领域。从传感器获得的海量信息中分析、加工和处理出有意义的数据,以适应不同用户的不同需求。
物联网和互联网发展有一个最本质的不同点是不同。互联网发展的驱动力是个人, 互联网改变了人与人之间的交流方式,极大地激发了以个人为核心的创造力。 而物联网概念下的服务平台的驱动力是来自政府和企业。物联网的实现首先需要改变的是企 业的生产管理模式、 物流管理模式、 产品追溯机制和整体工作效率。实现物联网的过程, 其 实是一个企业真正利用现代科学技术进行自我突破与创新的过程,这一阶段的主要工作是最大限度地把需要感知的事物连接到管理平台,实际上是一个采集终端规模推广的过程。
🍎物联网关键技术
(1):底层感知信息技术 射频技术(RFID)、传感器技术、GPS定位技术、多媒体信息采集与处理技术、二维码技术
(2):汇聚感知数据,实现数据传输 移动通信网、互联网、无线网络、卫星通信、短距离无线通信
(3):数据处理和利用的技术 嵌入式技术、云计算技术、分布式并行计算、网格计算、人工智能技术、数据库与数据挖掘技术、多媒体与虚拟现实技术