物联网在智能家居的应用

物联网0143

物联网在智能家居的应用,第1张

物联网(INTERNETOFTHINGS)循名责实就是"物物相连的互联网",IOT是物联网的简称,是既能实现物与物之间的信息互换,又能实现物与人之间的信息沟通,按照上面所说的,IOT就是通过二维码识读设备,射频识别(RFID)装置,红外感应器,全球定位系统和激光扫描器等信息传感设备,按照合同的约定,把所有物品与互联网相结合。

进行信息互换和通信,以实现智能化辨别,定位,追踪,监控和处理的一种网络,IOT是一个动态的全球网络基础方法,拥有基于标准和互操作通信合同的自由组织能力,其中现实的和虚拟的物件具备身份标识,物理属性,虚拟的特性和智慧的相交,并与信息网络结合的天衣无缝,IOT将与媒体互联网,服务互联网和企业互联网一同组成未来互联网,人们想要在互联网上知晓更多信息,需要有人去收集有关资料,并上传到互联网上,才可供人们阅读,这其中需要做许多的工作,并很难动态地知道其改变,IOT是互联网的延长,通过各种感应设备,如射频识别,传感器,红外等,将信息传输到接收器,再通过互联网传达,通过高层应用进行信息管理,以实现远程监视,自动报警,控制,诊断和维护,进而实现管理控制营运的一体化,实际上IOT的应用已经十分普及,遍布公共安全,交通管理,军事国防,环境保护,能源电力,工业监测,物流管理,医疗健康,智能家居等很多区域。

IOT在智慧家居中的应用

一 是家庭安防,及时检查室内情况,从安防角度来说,智慧家居安防系统可实现家居安防的报警点的等级布控,选择逻辑判断,避免系统错误报警,通过监控摄像头,窗户传感器,智慧门铃(内置摄像头),红外监测器等有效贯穿在一起,对系统布防,撤防,用户可以通过移动设备随时随地检查室内的当时情况,保护住宅安全。发生报警时,系统自动确认报警信息,状态及位置,智慧家居安防系统可实现家居安防的报警点的等级布控,

二 是智慧插座,远程支配,跟踪消耗,智慧插座是在IOT观念下和智慧家居的观点跟随发展的产品作为出发点,通常来说是一种节省用电量的插座,智慧安全管家花生宝机器人能准确辨别家庭成员面部信息,用户可以通过手机进行远程支配,随时随地了解家中的情况,遭遇紧急情况时,可以通过智能手机的客户端来进行操作插座,而在平时的行走模式下,其内置的红外感应模块会主动避开危险物品,智慧插座现在不主打安全方面的功能,而是强调家居的智慧化,通常与家电设备一起使用,以实现定时开关等功能。

三 是灯光,操纵自如改变场景氛围,通过移动端应用掌握设备拥有的计算能力和网络连接能力,主要功能是控制灯光效果,创作,分享,光与音乐的互动等,在炎热的夏季和冰冷的冬季,住宅温度的安排十分关键,凭借IOT技术,我们可以通过手机实现远程温控操纵,掌握每个房间的温度,定制个性化模式,甚至还能根据用户的使用习惯。通过GPS定位用户位置实现全自动温控操作

四是智能洗衣机,远程驾驭,智慧清洗,射频自动识别技术使得洗衣机和物体之间可以自动鉴别,从功能上看,智能洗衣机能通过电脑,移动终端等传感设备,实现洗衣机的远程操纵,同时还能及时检查洗衣机的工作状态,通过控制系统返回洗衣机的有关消息,还可坚定智慧电网的波峰,波谷状态,识别分时电价信息,智慧调整洗衣机的运行状态,节约能耗,多种娱乐功能让用户能够在洗衣的同时,收听音乐,浏览,观看视频等。

五是冰箱可以传送信息,更新清单,菜谱意见等,所说的智能冰箱,就是能对冰箱进行智慧化掌握,对食品进行智慧化管理的冰箱类型,知晓冰箱里食物的数量,保证食物的新鲜,可为用户提供健康食谱和营养禁忌,可提醒用户定时添加食品等,六是可以通过手机对智能烤箱进行控制下载菜谱等,在传统烤箱上插入WIFI功能。

经过手机应用控制烤箱温度,包括加热食品,下载菜谱等,实现更有针对性的烹饪方法,不只是烤箱,一些高端咖啡机,调酒机也可配备WIFI功能,并且商家会不定期更新咖啡或鸡尾酒的菜单,这样你在家也能做出美味的咖啡,制作出和酒吧里一样味道的鸡尾酒。

华为云IoT云服务包括应用管理、设备管理、系统管理等能力,实现统一安全的网络接入、各种终端的灵活适配、海量数据的采集分析,从而实现新价值的创造。

物联网平台:作为连接业务应用和设备的中间层,屏蔽了各种复杂的设备接口,实现设备的快速接入;同时提供强大的开放能力,支撑行业用户快速构建各种物联网业务应用。

设备:可以通过固网、2/3/4G、NB-IoT、Wifi等多种网络接入物联网平台,并使用LWM2M/CoAP、MQTT协议、或ONVIF协议将业务数据上报到平台,平台也可以将控制命令下发给设备。

业务应用:通过调用物联网平台提供的API,实现设备管理、数据上报、命令下发等业务场景。

因此,基于物联网平台去实现一个端到端的物联网解决方案时,需要在设备接入服务进行产品开发、在设备管理服务控制台(商用环境)进行上线和日常管理:

物联网的应用如下:

1、智能仓库。物联网一个很好的应用。它能准确的提供仓库管理各个环节数据的真实性,对于生产企业,可以根据这个数据合理的把控库存量,调整生产量。物联网中利用SNHGES系统的库位管理功能,可以准确提供货物库存位置,这就大大提高了仓库管理的效率。

2、智能物流。运用条形码、传感器、射频识别技术、全球定位等先进的物联网通信技术,实现物流业运输、仓储、配送、装卸等各个环节的智能化。不仅货物运输更加的自动化,而且作出的全面分析还能及时的处理问题对物流过程作出调整,优化了管理。大大提高了物流行业的服务水平,还节约了成本。

3、智能医疗。利用物联网技术,实现患者和医务人员、医疗机构、医疗设备的互动,实现医疗智能化。物联网医疗设备中的传感器与移动设备可以对患者的生理状态进行捕捉,把生命指数记录到电子健康文件中,不仅自己可以查看,也方便了医生的查阅,实现远程的医疗看病。很好的解决当前的医疗资源分布不均,看病难的问题。

4、智能家庭。物联网的出现让我们的日常生活更加的便捷。不远的将来一台手机,就可以操作家里大多数的电器,查看它们的运行状态。寒冷的冬天,我们可以提前打开家里的空调,回到家就暖暖的。物联网还能准确的定位家庭成员的位置,你再也不用担心孩子跑的找不见人,省心省力。

5、智能农业。物联网在农业中的应用就更加的广泛。监测温湿度,监视土壤酸碱度,查看家禽的状态。在这些数据的支持下,农户就可以合理进行科学评估,安排施肥,灌溉。监测到的天气情况比如降水,风力等又为我们抗灾、减灾提供了依据。提高了产量,降低了减产风险。

6、智能交通。物联网将整个交通设备连在一起。主要是用图像识别为核心技术。可以准确的收集到交通车流量信息,通过信号灯等设备进行流量的控制,这个技术的运用,会让堵车成为历史。管理人员利用这个技术能将道路、车辆的情况掌握的一清二楚,驾驶违章无处可逃,交通事故也能及时的得到处理。人们的出行得到了很大的方便。

7、智能电力。电力工程是一项重大的民生工程,对电网的安全检测是一项必修科目。以南方电网与中国移动通过M2M技术进行的合作为例,因为物联网的运用,使得自动化计量系统开始启动,使得故障评价处理时间得到一倍的缩减。

说起物联网(Internet of Things, IoT),估计很多人都耳熟能详,因为我们早就在各种各样的媒体中看到过好多次这个名词了。

按照中国传统观点,万物实际上是有着天然的联系的,那么人类为何又要画蛇添足般地再把他们连接起来呢?原因很简单, 万物的天然联系是依靠的自然规律,而人类并不能控制他们,而物联网让万物以人类的意愿进行连接,从而让人类可以控制他们 。物联网,无非是又一个人类征服和控制自然的尝试而已。只要万物能够互联并且通过有效的手段在需要的时候知道他们的状态,从而采用有效的手段进行干预,那么人类就有了对万物的相当程度的控制权。

这给了人们很大的想象空间,因此,也吸引了大量的淘金者,试图分享这样一块看起来巨大无比的蛋糕。 但这么多年来,现实并不乐观。

根据我的了解——可能并不准确——我感觉物联网现在处于一个比较尴尬的阶段。 一方面,物联网的呼声很大,人们寄予很大的期望;但另一方面,市场的反响并不热烈,本来应该跟人们的生活息息相关的物联网,似乎在现实中并没有被人们所感知。我观察到的现实就不很乐观。 算得上物联网的智能家居曲高和寡,国内力推的NB-IoT雷声大雨点小,LoRa使用的主流频段在国内被事实上禁用, Zigbee等覆盖范围过小……

在这里,我想梳理一下物联网在国内发展的现状,以便于更好地定位和找出问题所在。

物联网可以看做是互联网的升级版本,传统的互联网连接的是人;物联网不光连接人,还要连接物,除了人类的互动外,还需要让人能够更好地把控物。 人是自带智能的,所以传统的互联网的重点在于连接,只要有连接,人们就会互动,产生内容等,对网络的智能要求就不高;但物联网连接的是物,物本身不具备智能, 需要通过人来控制或者智能系统来自动控制。

物联网也是近十年来出现频率很高的智慧某某(例如智慧城市,智慧楼宇,智慧园区,智慧安防等)的基础设施。 什么是智慧?我认为就是能够根据某个特定的需求和目标,自主动态调节现有状态的能力 。这需要至少有两个部分构成,一是要有数据分析和处理的“大脑”部分,二是要有数据收集和指令执行的“躯体”部分。 我们往往把狭义的躯体部分作为狭义的物联网, 也可以称为物联网10, 实现了物体的初步连接和数据收集和反馈能力,但这套系统要想实用,实际上离不开人,因为数据的分析和控制指令的下达还是需要人来做;而大脑+躯体才是真正智慧的物联网,在我看来这才是能够给人类带来很大便利的物联网,才具备大范围应用的技术基础, 可以把这称为物联网20。

现阶段的物联网还是停留在由人控制的阶段,也就是10时代,这个阶段对数据的处理存在瓶颈,因此,并不适合复杂的应用,也不适合大范围使用。因此我们可以看到,应用比较广泛的应用也就是那少数的简单应用,如抄表、环境监测、家电控制等。云计算、大数据、机器学习、人工智能等技术是近几年的IT领域的热点,进展也非常迅速,他们的发展为物联网向20阶段进化提供了坚实的基础。

我们日常生活,现有的已经足够很好地满足人们的需求了;物联网,只是人们对更高生活水平的追求的产物,并且不是必需的;对于非必需品来说,要想普及需要足够的性价比或者就索性走高端路线。但从目前的物联网市场看,由于缺少比较成熟的家用物联网方案,因此并不能大规模使用,这导致物联网应用起来成本比较高,在家居中只有高端住宅才可能会使用,占比很少,家居物联网在这种初级阶段必须得要走高端路线,当然这也符合很多新事物的初始状况特征。

物联网在工商业中也有一些应用,例如RFID领域,我们已经可以在一些商店中看到。其他还有很多物联网项目,多数隐藏在智慧某某的名头之下,现阶段,只要是冠以智慧的项目,其造价一般会令人咂舌。 因此,在性价比不高的情况下,人们使用他的积极性自然不高了。

中国运营商去年决定要大力推广NB-IoT,他们试图提升性价比,因此希望设备和解决方案提供商们能够以较低的价格提供相关产品,由于其体量,确实有部分供应商愿意以接近成本价的价格向其提供产品;但即使是这样,愿意使用的用户也不多,这让供应商的积极性大大降低,因为根本就无利可图。也因为此,NB-IoT的这一波推广活动实际上到目前看来是比较失败的。

从连接介质来看,物联网分为有线和无线两种,考虑到实际部署的难度,无线方式显然更有机会会成为主流的连接方式。

从终端和因特网连接关系来看,物联网也可以划分为两种方式:一种是直接和因特网连接,例如NB-IoT、2/3/4G蜂窝网络、eMTC等; 另一种是通过网关间接和因特网连接,例如LoRa、SigFox、ZigBee、BLE、WiFi等。不同的协议都是针对不同的应用场景设计的,因此在实际使用中都有其优缺点。例如我们常用的WiFi,要保证速率和可靠性,因此覆盖距离不够长,连接不可靠; NB-IoT主要用于低速率物联网应用,能够直接联网,但速率低, 用户连接数少; LoRa的覆盖比较广,但速率低,用户连接数也有限制……

因此,实际部署时需要根据不同的应用场景选择不同的技术、标准以及相应的设备,而在现场实施的时候又会有很多意想不到的困难。无线部署也需要做网优等工作,对实施人员的要求比较高。 这些都增大了物联网的部署难度。

由于物联网一般使用无线技术,那么频谱资源就是物联网的一个非常核心的资源。频谱资源时稀缺的,因为有太多的地方需要这类资源。例如我们的移动电话、微波通信、卫星通信、应急通信、无线WiFi等等。这些资源由于其稀缺性,需要统一的规划。而这在不同的国家也面临着不同的状况。

例如现在比较火热的LoRa,阿里巴巴、腾讯等互联网企业刚刚加入该标准联盟,结果国家的新的频谱规划就给予他们致命一击,LoRa所使用的sub-1G的频谱资源实际上是不开放的。

目前在全球,唯一明确的民用频段就是24GHz,也就是WiFi、蓝牙等使用的频段。但这个频段的问题是与低频段的无线电波相比,越障能力比较差,因此覆盖能力不强。而又由于太多的民用无线设备都是用这个频段,导致这个频段的信号比较“脏”,收到的干扰比较大。 现有的使用这个频段的蓝牙、WiFi协议本身也是为了IP宽带连接而设计的,专注于速率,所以也导致覆盖范围一般不超过100米,并且连接数量有着很大的限制。 因此,要想避免频谱资源的政策风险,就只能使用24GHz这个频段 ,那么如何在这样的情况下增加无线覆盖的范围,提升覆盖距离,就是物联网公司需要解决的一个大问题。

比较有实际应用意义的物联网的规模需要达到一定的程度,也就是终端要足够多,很多地方并不具备电源接入的条件,那么就需要终端的功耗要足够低或者索性无源。

无源当然是最佳的方式,目前的解决方案是要加储能电路,但这种电量非常微小,在现有的技术条件下,覆盖范围和传输能力都受到严重的制约,只能适应很少的一部分场景。因此,大多数情况还是需要有源的终端,这就需要功耗尽可能地低了。 功耗问题可能是目前物联网面临的主要问题之一。

例如在智慧停车之类的项目中,有部分方案是用NB-IoT实现的。这个标准由于使用了蜂窝技术,只有运营商具备掌控的能力,所以电信运营商和设备商都非常有热情去推广,也号称一块电池可以用十年,看起来功耗似乎很低,但那是有前提条件的,就是它平时处于睡眠状态,每天主动醒来一次上传一次数据,在这样的情况下才可能坚持十年。 但用于停车就得频频被唤醒,因此在这个场景中使用就非常耗电。根据实际使用的经验,差不多5个月左右就得去更换电池了。这带来极大的维护工作量,而且电池的成本本身也非常高。因此,至少在停车这种方案中,NB-IoT并不是一个好的选择。如果用LoRa呢?在停车中也有应用,表现好一点,能够达到一年多的使用时间而不用换电池。而一般里面模块和芯片的寿命在5年以上,也就是说,在终端设备的生命周期里,需要更换多次电池,每一次更换电池实际上跟新开工一个项目工作量差不多多少。因此,我们不能说这种状况是令人满意的。

所以,如果能够解决有源终端的功耗难题,不光可以大大减轻日后的维护工作量,还可以大大降低终端的成本,这是因为在实际应用中,电池是物联网终端的主要成本之一。

技术本身是没有国界的,但遗憾的是我们并不生存在一个理想的世界里,我们的现实世界依然存在着各种各样的利益群体,有的时候出于自身利益的考虑,作为体现现代竞争力的物联网技术就要受到一些因素的制约。国家就是一个典型的利益群体,而国家安全往往是这个群体的最高利益之一。信息安全是国家安全的一个重要方面,物联网搜集各种各样的信息,这些信息有的时候就是非常机密的情报,不方便被其他利益团体所获知,因此,在物联网标准方面,在一开始就要注意这个方面。

LoRa是美国公司Semtech所提出的一个物联网标准,也是目前比较主流的标准。这个标准对标的是SigFox——一个欧洲的私人公司封闭的物联网标准,但SigFox用自己的标准建了一个覆盖很广的网络,对外运营物联网业务,可以叫做物联网供应商;而LoRa是半开放的标准,允许用户使用这种技术进行模块和终端产品的开发,并用这些产品组建自己的LoRa物联网,虽然相比于市场上主流的其他方案,看起来价格并不贵,但标准、芯片等核心部分过分集中于美国的供应商Semtech上,在特定的时候这就是一个很大的风险。

因此,无论是物联网方案提供商、物联网产品开发商,还是用户,在选择物联网标准的时候要考虑到这个问题。当然,对于小规模的民用应用,采用什么标准问题不大,但对于军用、大规模应用来说,不考虑这个因素将可能让投资全部打水漂。 最近的无线电频谱的一个征求意见的文件就让某国外标准被判了死刑,即使我们最大的两个互联网公司刚刚加入了这个阵营也是无可奈何。

NB-IoT是中国特别是运营商和设备提供商力推的标准,但它的问题在于功耗较高、用户容量有限,所以,在很多场景里并不适合。因此,中国还需要更多的物联网标准,来补充NB-IoT的不足。

有两层意思:第一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;第二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算、泛在网络的融合应用,被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。IoT本质上是机器系统或者构建好的对象,带有数据收集技术,这些对象之间可以相互通信。所产生的机器对机器(M2M)数据有广泛的使用场景,但通常看作是确定事物状态健康的方式,无生命还是活的。IT管理员可在物理环境中使用IoT,获得想要的信息。事实上,他们已经在这样做了。IT词汇解释:什么是物联网?例如,IoT可用于阻止对亚马逊热带雨林森林的采伐。一家叫做Cargo Tracck的巴西本地服务公司将来自安全公司Gemalto的M2M传感器放在三个受保护的区域。但有树木砍掉或移动时,执法系统将接收到GPS位置信息,允许当局追踪非法移动的树木。有分析师解释IoT使用爱疯手机打比方。托管在云中的分散的第三方应用能够连接,用户能从设备访问所有类型的数据,物联网如何发挥效用?虽然在封闭网络中将IoT看作M2M通信,但这个模式真是只是物联网。有了物联网,按照具体目的部署应用,在网络之外不会相互影响。真实的IoT用于不同应用部署用于不同目的,从受监控机器与对象收集来的数据可用于第三方应用。对IoT的期望是能提供来自封闭信息孤岛的更多信息。对于运行在数据中心的IoT,来自竞争厂商的平台能与其他平台通行。这需要标准API,让所有厂商与设备都能插入,对系统接口与各种设备也是如此。IBM在二月发布了其IoT协议,叫做Message Queuing Telemetry Transport (MQTT),这是个开放的标准。可帮助很多厂商参与到IoT中。(系统集成商)如惠普、IBM与其他厂商开始开放其系统,减少各种限制,因为电信运营商允许不同网络都成为IoT生态系统一部分。但这样的愿景还需要些时间才能实现。同时,大量平台充当着管道的作用,连接来自不同厂商的系统,这样便于通信与管理。Xively Cloud Services就是这样一个平台,它是LogMeIn Inc的公共IoT平台即服务产品。可允许IT设计、制模并投入生产任何英特网连接设备。例如,需要监控能源使用的公司可能使用封闭的厂商专有系统。

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