您好,网关是物联网和工控系统的核心组件。网关起的是承上启下的作用。上即上位机,电脑/触屏监控系统、MES、数据应用软件、数据库这些;下即下位机,包括PLC、传感器、嵌入式芯片等。5G工业网关的作用就是将这些不同的协议进行转换,然后通过无线网络将下位机采集到的数据进行传输。5G工业网关依靠5G的高速率、低延迟,可以以极低的延迟将数据传输到后端,这使得5G工业网关在智慧交通、智慧医疗、无人汽车等行业起到巨大的作用,在5G的环境下,5G工业网关应用场景和领域也越来越广泛,5G工业网关的使用将会是将来物联网行业的一大趋势。谢谢。
物联网设备是非标准计算设备,可无线连接到网络并具有传输数据的能力。物联网涉及将互联网连接范围从台式机,笔记本电脑,智能手机和平板电脑之类的标准设备扩展到任何范围的传统“哑”或未启用互联网的物理设备和日常物品。这些设备嵌入了技术,可以通过Internet进行通信和交互。它们也可以被 远程监视和控制。
连接的设备是生态系统的一部分,在该生态系统中,每个设备都与环境中的其他相关设备通信以自动执行家庭和行业任务。他们可以将可用的传感器数据传达 给用户,企业和其他预期的各方。这些设备可以分为三大类:消费类,企业类和工业类。
消费者连接的设备包括智能电视,智能扬声器,玩具,可穿戴设备和智能电器。例如,在 智能家居中,设备旨在感应和响应人的存在。当一个人回到家中时,他们的汽车与车库连通以打开门。进入室内后,温度调节器已经被调整到其首选温度,并且照明设置为较低的强度和颜色,因为他们的智能手表数据表明这是一个充满压力的日子。其他智能家居设备包括根据天气预报调整洒水量的洒水装置和了解最经常清洁房屋区域的机器人真空吸尘器。
企业物联网设备是旨在供企业使用的边缘设备。有各种各样的企业物联网设备可用。这些设备的功能各不相同,但往往倾向于维护设施或提高运营效率。一些选项包括智能锁,智能恒温器,智能照明和智能安全性。这些技术的消费者版本也存在。
在企业中,智能设备可以帮助举行会议。位于会议室中的智能传感器可以帮助员工确定和安排会议可用的房间,确保可以使用合适的房间类型,大小和功能。当与会人员进入会议室时,温度将根据占用情况进行调整,随着屏幕上适当的PowerPoint加载,灯光将变暗,并且演讲者开始演示。
消费者,企业和工业物联网设备的示例包括装配在会议室和装配线机器上的智能电视和智能传感器。
工业物联网设备旨在用于工厂或其他工业环境。大多数工业物联网设备是用于监视装配线或其他制造过程的传感器。来自各种类型传感器的数据将传输到监视应用程序,以确保关键流程处于最佳运行状态。这些相同的传感器还可以通过预测何时需要更换零件来防止意外停机。
如果发生问题,系统可能能够将通知发送给服务技术人员,以告知他们出了什么问题以及解决问题所需的部件。这样可以避免技术人员到现场诊断问题,然后再去仓库获取解决问题所需的零件。
物联网设备如何工作?
物联网设备在功能方面有所不同,但是物联网设备在工作方式上有一些相似之处。首先,物联网设备是旨在以某种方式与现实世界进行交互的物理对象。该设备可能是装配线上的传感器或智能监控摄像头。无论哪种情况,设备都可以感知物理世界中正在发生的事情。
该设备本身包括集成的CPU,网络适配器和固件,通常在开放源代码平台上构建。在大多数情况下,物联网设备连接到动态主机配置协议服务器,并获取该设备可用于在网络上运行的IP地址。某些物联网设备可通过公共互联网直接访问,但大多数设计为仅在专用网络上运行。
尽管不是绝对要求,但许多物联网设备是通过软件应用程序配置和管理的。但是,某些设备具有集成的Web服务器,因此不需要外部应用程序。
物联网设备配置并开始运行后,其大部分流量就出站了。例如,安全摄像头可传输视频数据。同样,工业传感器流式传输传感器数据。但是,某些物联网设备(例如智能灯)确实接受输入。
介于应用系统和系统软件之间的一类软件,它使用系统软件所提供的基础服务(功能),衔接网络上应用系统的各个部分或不同的应用,能够达到资源共享、功能共享的目的。
中间件为一种独立的系统软件服务程序,分布式应用软件借助这种软件在不同的技术之间共享资源,中间件位于客户机服务器的操作系统之上,管理计算资源和网络通信。从这个意义上可以用一个等式来表示中间件:中间件=平台+通信,这也就限定了只有用于分布式系统中才能叫中间件,同时也把它与支撑软件和实用软件区分开来。
扩展资料
中间件技术创建在对应用软件部分常用功能的抽象上,将常用且重要的过程调用、分布式组件、消息队列、事务、安全、链接器、商业流程、网络并发、>
在商业中间件及信息化市场主要存在微软阵营、Java阵营、开源阵营。阵营的区分主要体现在对下层操作系统的选择以及对上层组件标准的制订。主流商业操作系统主要来自Unix、苹果公司和Linux的系统以及微软视窗系列。
参考资料来源:百度百科-wipi
参考资料来源:百度百科-中间件
随着大数据越来越火,企业们都开始纷纷使用大数据来解决问题。在大数据的解决方案中,有一个十分典型的案例,那就是物联网。其实物联网现在早就不是什么新兴的概念了,物联网现在有很多的成品已经进入了我们的生活中。在这篇文章中我们就重点为大家介绍一下关于物联网架构的相关知识。
1物联网的架构
物联网是有设备、现场网关、云网关、应用程序后端组成,物联网涉及到了云计算、大数据、嵌入式、单片机等内容,而云网关使用可靠、低延迟的消息传递系统在云边界引入设备事件。设备可能会直接将事件发送到云网关,或通过现场网关发送。现场网关是一种专用设备或软件,通常与接收事件并将事件转接到云网关的设备位于同一位置。现场网关也可预处理原始设备事件,执行过滤、聚合或协议转换等功能。当这个消息引入后,事件将通过一个或多个流处理器,此处理器可将数据路由到存储等位置,也可执行分析和其他处理。这样就是物联网架构工作原理。
2物联网常见处理类型
物联网的常见的处理类型具体就是将事件数据写入冷存储,用于存档或批处理分析。然后就是热路径分析,实时或者近乎实时分析事件流,以检测异常,识别滚动时间范围内的模式,或者在流中出现特殊情况时触发警报。而在处理设备的过程中处理设备中特殊类型的非遥测消息,比如通知和警报。这里还涉及到到了机器学习。通过控制物联网系统的组件去进行设备的运转。
3物联网中有什么是需要注意的?
上面所提到的组件与事件流式传输没有直接关系,而设备注册表是预配设备的数据库,包括设备ID和常见的设备元数据,如位置信息。而预配 API 是一种常见的外部接口,用于预配和注册新设备。某些物联网的解决方案可使命令和控制消息发送到设备。这样就是物联网的常见处理类型。
在这篇文章中我们给大家介绍了大数据中物联网的架构和常见的处理类型的内容。物联网是现在科技发展的一个方向,有很多的生活用品都实现了万物相联,可见物联网的使用广度还是非常厉害的,有意向往这方面发展的朋友,一定要好好努力哟,相信将来一定学有所成,得到自己想要的人生。
可以不用做物联网硬件开发,因为物联网系统可以分为两部分:硬件和软件。硬件通常包括传感器、节点、网关等,而软件则包括数据处理、分析和应用等。如果您不想进行硬件开发,可以考虑使用已有的硬件产品,例如Arduino、Raspberry Pi等,或者采购一些现成的传感器、网关设备等。
在软件开发方面,您可以选择使用一些物联网平台或开发框架,例如AWS IoT、Google Cloud IoT等,这些平台和框架提供了一些基础的组件和工具,帮助您更容易地实现物联网系统。同时,您也可以自己编写代码进行数据处理、分析和应用开发等。无论哪种方案,都需要考虑数据的安全性和可靠性,以及系统的扩展性和可维护性。
可以通过使用现有的物联网设备或者使用模拟器来实现物联网系统,而不需要进行物联网硬件开发。以下是一些实现物联网系统的常用方法:
使用现有的物联网设备:市场上已经有许多物联网设备可供选择,例如传感器、摄像头、智能家居设备等等。可以根据需求选择合适的设备并与系统进行集成。
使用模拟器:模拟器是一种可以模拟物联网设备行为的软件。通过使用模拟器,可以模拟多种物联网设备的行为和交互,并且可以测试系统的功能和性能。
使用云平台:云平台可以提供物联网设备的管理和数据存储等功能,例如AWS IoT、Google Cloud IoT、Azure IoT等等。使用云平台可以更加方便地管理物联网设备,并且可以通过云服务实现设备之间的数据交互和处理。
总的来说,可以通过选择适合的技术和平台,来实现一个完整的物联网系统,而不需要进行物联网硬件开发。
众所周知。国内的通讯巨头有中国移动,中国联通,中国电信。在通讯基站建设制造这方面有华为,中兴等 科技 公司。国内的互联网 科技 公司有,阿里巴巴,腾讯,百度,美团,京东等。
这些公司中具体有哪些搭建了物联网平台?他们搭建的物联网平台又是怎么样的?
首先我们来了解一下什么是物联网平台,物联网平台全称物联网管理系统平台。即IOT管理系统平台, 那么,什么是IoT管理系统平台呢?
要了解什么是物联网平台,首先您需要了解一个完整的IoT系统的组件。
那么“物联网系统如何工作”。
完整的IoT系统需要硬件,如传感器或设备。 这些传感器和设备从环境(例如水分传感器)收集数据或在环境中执行动作(例如浇水作物)。
完整的IoT系统需要连接。 硬件需要一种将所有数据传输到云端的方法(例如发送湿度数据)或需要一种从云接收命令的方法(例如,现在对作物播种)。对于一些IoT系统,可以在硬件和连接到云之间的中间步骤,例如网关或路由器。
完整的IoT系统需要软件。 该软件托管在云端(什么是云端),并且负责分析从传感器收集的数据并作出决定(例如,从湿度数据知道刚刚下雨,然后告诉灌溉系统今天不打开) 。
最后,完整的IoT系统需要用户界面。 为了使所有这些都有用,需要一种方式让用户与IoT系统进行交互(例如,具有显示湿度趋势的仪表板的Web应用程序,并允许用户手动打开或关闭灌溉系统)。
IoT平台是连接IoT系统中的所有内容的支持软件。IoT平台有助于通信,数据流,设备管理和应用功能。
IoT平台存在于第3部分中,通常是上述内容的第4部分。随着所有不同种类的硬件和不同的连接选项,需要一种使所有工作在一起的方式,这就是IoT平台所做的工作。
IoT管理系统平台帮助:连接硬件,处理不同的通讯协议,为设备和用户提供安全和身份验证和收集,可视化和分析数据与其他Web服务集成。您的业务何时应用物联网管理系统平台
由于IoT是一个系统系统,因此在所有相关领域拥有专长的组织很少见。存在物联网平台,可帮助企业克服技术挑战,而无需将其全部归咎于内部。
物联网作为未来发展重要方向,承载了世界梦想,面对新一轮信息 科技 机遇,越来越多的企业也在加大部署或者 探索 物联网,以此驱动产业转型升级,各界积极入局跑马圈地,以此抢夺时代制高点。
谷歌希望安卓操作系统能能广泛应用在各种智能设备当中去,发布了Android Things物联网系统,同时,谷歌希望把强大AI能力扩展到各种物联网智能设备上,至此在今年面向智能终端首款AI芯片Edge TPU,核心用于边缘计算,让本地就具有AI处理能力。
美国另一 科技 巨头微软,希望win10无处不在,推出Win 10 IoT为全球各行各业智能设备提供服务,帮助他们迈向物联网时代。另外,Win10 IoT可以在边缘做更多工作,包括机器学习、事件处理、图像识别和人工智能,并与Azure物联网再到边缘无缝集成为Win 10 IoT设备带来了云智能和安全分析。与此同时,微软也将投入50亿美元支持物联网创新。
亚马逊则在多年前就发布了AWS IoT平台,以此抢占物联网应用市场,例如帮助工业企业提高运营效率,使用AWS IOT构建的机器学习模型可以在云中或直接在工业设备上运行,从而设备可以响应本地事件并采取智能动作。
物联网连接规模呈现高速增长态势,以LoRa和NB-IoT等低功耗广域网LPWAN通信技术发展迅猛,连接复合年增长率为109%,在城市井盖、水、电、燃气表等得到了大量应用。
随着5G通信技术的发展,万物互联得以实现,在国内,BAT以及华为等厂商战略纷纷向物联网转变,华为以大连接谋划,去撬开这个千亿级连接市场。
百度以ABC+IoT+智能边缘促进物联网在各垂直领域展开大规模应用,并赋能各行各业,促进物联网时代到来。
腾讯在今年迎来重大战略转型,被视为变革开启之年,新成立云与智慧产业事业群是腾讯战略大调整核心部门,寄托未来变革命运,拥抱产业互联网,助力产业与消费者形成更具开放性的新型连接生态。
中国移动:成立物联网公司、车联网公司,搭建物联网专网、提供专号、建设物联网设备接入管理平台和物联网应用开发平台,大力推动物联网业务展。
可以说基本上在国内有名的公司全部入局了物联网平台建设。物联网的发展,已经上升到国家战略的高度,必将有大大小小的 科技 企业受益于国家政策扶持,进入 科技 产业化的过程中。
从行业的角度来看,物联网主要涉及的行业包括电子、软件和通信,通过电子产品标识感知识别相关信息,通过通信设备和服务传导传输信息,最后通过计算机处理存储信息。
而这些产业链的任何环节都会开成相应的市场,加总在一起的市场规模就相当大,可以说,物联网产业链的细化将带来市场进一步细分,造就一个庞大的物联网产业市场。为人类的生产和生活方式带来全面的改变。
自己在电信上班,这个问题很不错。就现在成都电信物联网建设来说,已经很完善了。
TencentOS tiny 提供业界最精简的RTOS内核,最少资源占用为RAM 06 KB,ROM 18 KB。对于复杂的任务管理、实时调度、时间管理、中断管理、内存管理、异常处理等功能,TencentOS tiny都可支持。
腾讯 科技 讯 9月18日消息,腾讯宣布将开源自主研发的轻量级物联网实时操作系统TencentOS tiny。相比市场上其它系统,腾讯TencentOS tiny在资源占用、设备成本、功耗管理以及安全稳定等层面极具竞争力。该系统的开源可大幅降低物联网应用开发成本,提升开发效率,同时支持一键上云,对接云端海量资源。
据权威资料显示,全球物联网市场规模发展迅猛,2018年,仅国内物联网市场容量已经超过1万亿,预计2020年国内物联网市场容量可望超过15万亿。作为物联网整个产业链重要一环,终端侧物联网操作系统由于直接对接底层物联网设备,已经成为构建整个物联网生态的关键。
腾讯物联网团队表示:“将腾讯自主研发的物联网操作系统TencentOS Tiny开源,不仅可以将腾讯在物联网领域的技术和经验和全球开发者分享,还能够汲取全球物联网领域的优秀成果和创新理念,最终推动整体物联网生态的繁荣以及万物智联时代的到来。”
腾讯云构筑起全链条IoT云开发能力
在全面上云的背景下,物联网设备也不例外。借助TencentOS tiny提供的更简单的软件接口,亿级物联网设备上云的门槛降降进一步降低,从而帮助物联网开发者能够更便捷的使用云端海量的计算、存储资源,以及先进的AI和大数据算法模型,有效支撑众多前沿物联网技术在智慧城市、智能家居、智能穿戴、车联网等行业的加速落地。
同时,随着TencentOS tiny的开源,结合腾讯云物联网开发平台IoT Explorer,加上之前已经建设完成的国内最大规模LoRa网络,腾讯云物联网已经彻底打通从芯片通讯开发、网络支撑服务,物理设备定义管理,数据分析和多场景应用开发等一站式、全链条IoT云开发服务能力,物联网开发将变得更为简单、高效。
近年来,腾讯在开源上的步伐不断加快,截至9月,腾讯自主开源项目已达84个,Star数超过24万。在物联网领域,腾讯不仅通过开源和开放持续构建良性的物联网生态体系,在产品易用性和开发效率上,腾讯物联网团队也都做了许多针对性优化。
体积
最小仅18KB
、功耗
最低2微安
TencentOS tiny 提供业界最精简的RTOS内核,最少资源占用为RAM 06 KB,ROM 18 KB。在类似烟感和红外等实际场景下,TencentOS tiny 的资源占用仅为:RAM 269 KB、ROM 1238 KB,极大地降低硬件资源占用。同时,看似“麻雀虽小”,却“五脏俱全”。对于复杂的任务管理、实时调度、时间管理、中断管理、内存管理、异常处理等功能,TencentOS tiny都可支持。
在功耗上,TencentOS tiny还应用了高效功耗管理框架,可以针对不同场景降低功耗。比如TencentOS tiny内部的定时机制在发现业务没有运行的时候,会自动启动休眠状态,有效降低功耗。根据实测的数据显示,TencentOS tiny最低的休眠功耗仅有2微安。开发者也可以根据业务场景选择可参考的低功耗方案,降低设备耗电,延长设备寿命。
独具创意的调试功能,助力开发者快速排障
由于很多物联网的终端设备在实际场景下,位于荒郊野外或者很远的地方,出现问题的时候非常难定位。为了能够减少这个问题,当终端出现问题的时候,TencentOS tiny会把一些故障信息记录下来,当它再重启的时候首先把错误数据上报云端,这个功能极大的方便了开发者查找故障原因。从而远在千里之外,就可以快速排除故障。
另外,TencentOS tiny的内核以及其上层的物联网组件框架,都做了高度解耦,保证和其它模块之间连接的适配。同时,TencentOS tiny 还提供多种编译器快速移植指南和移植工具,帮助开发者向新硬件开发板的一键移植,省时省力,有效提升开发效率。
目前,TencentOS tiny已支持意法半导体、恩智浦、华大半导体、瑞兴恒方、国民技术等主流厂商多种芯片和模组。
物联网的英文名称为"The Internet of Things” 。由该名称可见,物联网就是“物物相连的互联网”。这有两层意思:第一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础之上的延伸和扩展的一种网络;第二,扩展到了任其用户端延伸和何物品与物品之间,进行信息交换和通信。因此,物联网的定义是通过射频识别(RFID)装置、红外感应器、 全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网相连接,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。
物联网的整个结构可分为射频识别系统和信息网络系统两部分。射频识别系统主要由标签和读写器组成,两者通过RFID空中接口通信。读写器获取产品标识后,通过internet或其他通讯方式将产品标识上传至信息网络系统的中间件,然后通过ONS解析获取产品的对象名称,继而通过EPC信息服务的各种接口获得产品信息的各种相关服务。整个信息系统的运行都会借助internet的网络系统,利用在internet基础上的发展出的通信协议和描述语言。因此我们可以说物联网是架构在internet基础上的关于各种物理产品信息服务的总和。从应用角度来看,物联网中三个层次值得关注,也即是说,物联网由三部分组成:一是传感网络,即以二维码、RFID、传感器为主,实现对“物”的识别。二是传输网络,即通过现有的互联网、广电网络、通信网络等实现数据的传输与计算。三是应用网络,即输入输出控制终端。
EPC系统是一个非常先进的、综合性的和复杂的系统。其最终目标是为每一单品建立全球的、开放的标识标准。它主要由全球产品电子代码(EPC)体系、射频识别系统及信息网络系统三大部分组成。
(1)EPC编码标准
EPC编码是EPC系统的重要组成部分,它是对实体及实体的相关信息进行代码化,通过统一并规范化的编码建立全球通用的信息交换语言。
(2)EPC标签
EPC标签是装载了产品电子代码的射频标签,通常EPC标签是安装在被识别对象上,存储被识别对象相关信息。标签存储器中的信息可由读写器进行非接触读/写。
32 EPC系统特点
(1)开放的体系结构
EPC系统采用全球最大的公用的刀又TERNET网络系统。这就避免了系统的复杂性,同时也大大降低了系统的成本,并且还有利于系统的增值。梅特卡夫(Metcalfe)定律表明,一个网络大的价值是用户本系统是应该开放的结构体系远比复杂的多重结构更有价值。
(2)独立的平台和高度的互动性
EPC系统识别的对象是一个十分广泛的实体对象,因此,不可能有那一种技术适用所有的识别对象。同时,不同地区,不同国家的射频识别技术标准也不相同。所以开放的结构体系必须具有独立的平台和高度的交互操作性。EPC系统网络建立在INTERNET网络系统上可以与INTERNET网络所有可能的组成部分协同工作
(3)灵活的可持续发展的体系
EPC系统是一个灵活的开放的可持续发展的体系,可在不替换原有体系的情况下就可以做到系统升级。整体的EPC网络操作依赖于RFID系统和网络应用系统的介入,使产品信息有效的传播。安装在不同需求链环境的解读器可以读取标签中储存的产品数据。因此供应链数据可以通过网络及时地检查、更新或者交换信息。
33 EPC编码编码标准
EPC码是新一代与EAN/UPC码兼容的编码标准,在EPC系统中EPC编码与现行GTIN相结合,因而EPC并不是取代现行的条码标准,而是由现行的条码标准逐渐过渡到EPC标准或者是在未来的供应链中EPC和EAN.UCC系统共存。EPC中码段的分配是由EAN.UCC来管理的。在我国,EAN.UCC系统中GTIN编码是由中国物品编码中心负责分配和管理。同样,ANCC也即将启动EPC服务来满足国内企业使用EPC的需求。
EPC码是由一个版本号加上另外三段数据(依次为域名管理者、对象分类、序列号)组成的一组数字。其中版本号标识EPC的版本号,它使得EPC随后的码段可以有不同的长度;域名管理是描述与此EPC相关的生产厂商的信息。
第四章 物联网在家庭中应用
随着时代的发展,中国已经逐步进入了老龄化社会,以后我们社会面临的现状将是一对年轻的夫妻,在照看自己小孩的同时,还要照看2~6对老人,这就为全社会出了一个难题。每家都雇保姆,显然不现实;那么,只能通过科技的手段来解决这个问题了,靠提高家庭的生活品质、方便家庭与外界的信息交互、用传感节点感知家里发生的情况等,这就为家庭物联网的实现奠定了社会基础。
物联网的概念正大行其道,也使人们看到了社会未来的发展趋势,然而物联网大部分却停留在概念阶段,真正规模应用还有待时日。家庭区域相对狭小、需求比较明确,最有可能优先实现物联网的应用。它不只是现代家庭现实的需要(照看老人、孩童),更是人们日益增强的家庭安全
41家庭物联网应用领域
寒冷的冬季,供暖系统使北方城市家庭充满温暖,而当白天大部分人离家上班的时候,空空的房间仍温暖如春。我们需要一个智能化的供暖控制系统。在生产安全领域,在食品卫生领域,在工程控制领域,在城市管理领域,在人们日常生活的各个方面,甚至在人们的娱乐活动中,都需要建立随时能与物体沟通的智能系统。通过装置在各类物体上的电子标签(RFID),传感器、二维码等经过接口与无线网络相连,从而给物体赋予智能,可以实现人与物体的沟通和对话也可以实现物体与物体相互间的沟通和对话。在电度表上装上传感器,供电部门随时都可知道用户的用电情况,实现用电检查、电能质量监测、负荷管理、线损管理、需求侧管理等高效一体化管理,一年来降低电损。在电梯装上传感器,当电梯发生故障时,无需乘客报警、电梯管理部门会借助网络在第一时间得信息,以最快的速度去现场处理故障。
42发展历程
1999年,物联网的概念就已被提出,10年间,世界各国都在加紧研究。物联网的发展共分为四个阶段:第一个阶段是大型机、主机的联网,第二个阶段是台式机、笔记本与互联网相联,第三个阶段是手机等一些移动设备的互联,第四阶段是嵌入式互联网兴起阶段,更多与人们日常生活紧密相关的应用设备,包括洗衣机、冰箱、电视、微波炉等都将加入互联互通的行列,最终形成全球统一的“物联网”。
对于互联网来说,20世纪80年代是黄金时代,这段时间出了一个知名的人物——鲍勃•卡恩(BobKahn),他被人们称为互联网之父(被赋予同样称呼的人还有好几个)。在为互联网做出卓越贡献的同时,他也非常有远见的为另一个始于上世纪80年代的项目——分布式传感网(DistributedSensorNet,简称DSN)——做了奠基。在那个年代,传感器远比我手上的这个大得多,要用一辆卡车来拉。这么大的传感器作为一个个节点组织在一起,通过微波彼此相连,就组成了传感网。
庞大的传感器在体积方面跟不上人们对其功用上的期望,于是研究者们就开始思考能不能把它做得小一点、再小一点。于是,在上世纪90年代,“智能微尘”(SmartDust)这个很有意思的概念出现了,提出者是KrisPister,他是加州大学伯克利分校的教授。这一概念认为可以将计算和通讯集成在约1~2平方毫米的超微型传感器中,用以对周围环境的参数进行探测。其核心的成分是微电机系统(Micro-Electro-MechanicalSystem,简称MEMS;这个概念在当时引起非常大的轰动),该系统中可以集成很多和机械有关的传感器。
当时KrisPister这批人有一个幻想——在蒲公英上面悬挂一个传感芯片,蒲公英飞到哪里就探测哪里的信号,再把信号传递回来。虽然只是一个假想,但当时真有科学家信心百倍地投入其中,并且还把所需的数据算出来了。比如有空气动力学专家计算出了芯片应有的重量等等。在2001年,加州大学伯克利分校的实验室真做出了这种理想中的芯片雏形,比米粒还小,可谓“细如发丝,薄如蝉翼”。他们送给了我一个,当时我还精心包装了一下。可惜最近找不到了,特别遗憾。倘若芯片里面还有电留存的话,说不定我就能通过网络定位到它的“安身之所”了。
在这一时期,有三所高校和研究机构在传感器领域处于领军地位,一是加州大学伯克利分校(以KrisPister为代表,他们提出了“智能微尘”理论),另外两个是加州大学洛杉矶分校(他们提出了“微无线技术”)和施乐帕克研究中心(XeroxPARC)。施乐帕克研究中心的团队主要由我带领,我们做的是传感信息处理和“智能物质”(SmartMatter),希望能把计算、微电机系统放到物理世界中,与“智能微尘”也有非常紧密的联系。
自本世纪初以来,对于传感的研究越来越受到人们的重视,有很多学校和大公司的研发机构开始进行了类似的研究,并有许多新兴公司借此东风异军突起。将传感器连接成“网”或“系统”,就成了传感网。除了传感网以外,类似的概念也相继提出,比如“CyberPhysicalSystem”和“InternetofThings”(简称IOT)。相较而言,IOT的概念在提出的初期更接近于日常生活,比如常见的RFID(RadioFrequencyIdentification,射频识别)技术就是它的一部分。
关于传感网和物联网的历史,若从大的传感器开始算起,传感网诞生至今应有30年了;而若从微传感网(MicroWirelessSensorNetwork)来说,应该仅有15至20年:微传感网始于上世纪90年代,那个时期的人们刚刚提出“微电机系统”的概念,试图把传感器和计算机处理和通讯全部都集成在一个芯片上,即“智慧微尘”。
其实传感器的历史,归结起来就八个字——从大到小,以点到面。这八个字看似简单,但做起来却是困难重重——要想让传感器真正“飞入寻常世界中”,它必需在体积、造价、能耗等方面进行“瘦身”,这样它才真正能够进入到物理世界。
然而,造型的缩小并不是传感进入生活的唯一条件,还需要互联网技术的配合以实现从点到面的网际联系。就IP地址而言,物联网应采用IPv6(IPv4必然不够),它有128位两进制的IP网址数,这相当于给世界上的每个沙粒都赋予了一个 IP地址。唯有当所有的物体都有一个属于自己的IP的时候,物联网才能真正实现。总而言之,物联网的实现需要这两方面的相辅相成:一是利用微处理技术(micro-fabrication),提高集成度;其二是运用IP技术,以提供足够丰富的网址。
43面临的问题
国内智能家居市场存在很多问题。1、进入门槛较高,一般一次性投入要1、2万元,这就大大限制了中等收入以下人群的购买需求。2、功能华而不实,很多都是遥控个灯光、音响,需求跟投入不成比例。3、生搬硬套,将原来很多工业上使用的东西直接照搬到家庭里,缺少人性化,不能完全适合家居生活需要。4、很多智能家居企业缺少核心技术,东拼西凑,组成个系统就推广,导致成本增高、企业竞争力下降。
RFID超高频技术在我国的应用尚处于起步阶段,一些项目的应用只是试点,还没有得到广泛应用,也没有在供链上应用。比如,只在某一个仓库里应用,或只在生产线上应用。应该说,这些试点项目全
都属于闭环状态的应用,在供应链上串起来应用的案例国内还没有出现。
物联网发展潜力无限,但物联网的实现并不仅仅是技术方面的问题,建设物联网过程将涉及到许多规划、管理、协调、合作等方面的问题,还涉及标准和安全保护等方面的问题,这就需要有一系列相应的配套政策和规范的制订和完善。
首先是技术标准问题。标准是一种交流规则,关系着物联网物品间的沟通。各国存在不同的标准,因此需要加强国家之间的合作,以寻求一个能被普遍接受的标准。
其次是安全的问题。物联网中的物品间联系更紧密,物品和人也连接起来,使得信息采集和交换设备大量使用,数据泄密也成为了越来越严重的问题。如何实现大量的数据及用户隐私的保护,成为待解决的问题。
第三,协议问题。物联网是互联网的延伸,在物联网核心层面是基于TCP/IP,但在接入层面,协议类别五花八门,CPRS、短信、传感器、TD-SCDMA、有线等多种通道,物联网需要一个统一的协议基础。
第四,终端问题。物联网终端除具有本身功能外还拥有传感器和网络接入等功能,且不同行业需求各异议,如何满足终端产品的多样化需求,对运营商来说的一大挑战。
第五,地址问题。每个物品都需要在物联网中被寻址,就需要一个地址。物联网需要更多的IP地址,IPv4资源即将耗尽,那就需要IPv6来支撑。IPv4 向IPv6过渡是一个漫长的过程,因此物联网一旦使用IPv6地址,就必然会存在与IPv4兼容性问题。
第六,费用问题。目前物联网所需的芯片等组件的费用较高,若把所有物品都植入识别芯片花费自然不少,如何有效解决这一问题仍需考虑。
第七,规模化问题。规模化是运营商业绩的重要指标,终端的价格、产品多样性、行业应用的深度和广度都会地用户规模产生影响,如何实现规模化是具有待商讨的问题。
第八,商业模式问题。物联网在商业应用方面的业务模式还不是很明朗,商业模式问题值得更进一步探讨。
第九,产业链问题。物联网所需要的自动控制、信息传感、射频识别等上游技术和产业已成熟或基本成熟,而下游的应用也单体形式存在。物联网的发展需要产业链的共同努力,实现上下游产业的联动,跨专业的联动,从而带动整个产业链,共同推动物联网发展。
要建立一个有效的物联网,有两大难点必须解决:一是规模性,只有具备了规模,才能使物品的智能发挥作用;二是流动性,物品通常都不是静止的,而是处于运动的状态,必须保持物品在运动状态,甚至高速运动状态下都能随时实现对物品的监控和追踪。
实现物联网,首先必须在所有物品中嵌入电子标签等存储体,并需安装众多读取设备和庞大的信息处理系统,这必然导致大量的资金投入。因此,在成本尚未降至能普及的前提下,物联网的发展将受到限制。已有的事实均证明,在现阶段,物联网的技术效率并没有转化为规模的经济效率,目前的所谓物联网应用也没有一个在商业上获得了较大成功。例如,智能抄表系统能将电表的读数通过商用无线系统(如GSM短消息)传递到电力系统的数据中心,但电力系统仍没有规模使用这类技术,原因在于这类技术没有经济效率。
物联网的关键在于RFID、传感器、嵌入式软件及传输数据计算等领域,包括“云计算”、无线网络的扩容和优化等均是物联网普及需解决的问题。只有通过“云计算”技术的运用,才能使数以亿计的种类物品的实时动态管理变得可能。从目前国内产业发展水平而言,传感器产业人水平较低,高端产品为国外厂商垄断。
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