Nike+iPod 看物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)與核心技術(shù)
許多用過(guò)iPhone的人都知道,里面有一個(gè)系統(tǒng)應(yīng)用叫“Nike+iPod”。沒(méi)錯(cuò),這就是地地道道的物聯(lián)網(wǎng)!!!Nike+跑步鞋上有一個(gè)傳感器,可以跟蹤你的跑步,然后把跑步數(shù)據(jù)發(fā)送到iPod上。該產(chǎn)品甚至還有自己的社交網(wǎng)絡(luò):它可以自動(dòng)發(fā)布狀態(tài)消息到Twitter和Facebook;它還包括一個(gè)心律檢測(cè)器和一個(gè)跑步傳感器(跟鞋配套),該裝置可以用語(yǔ)音提示跑步者在跑步過(guò)程中保持目標(biāo)心率。此外還有一個(gè)提供健身計(jì)劃、設(shè)定目標(biāo)、跟蹤進(jìn)度的支持網(wǎng)站。Oh my God!原來(lái)物聯(lián)網(wǎng)也不是那么遙不可及的東西!
概述
一般來(lái)說(shuō),業(yè)界對(duì)物聯(lián)網(wǎng)(The Internet of things)的定義是:通過(guò)射頻識(shí)別(RFID)、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器、攝像機(jī)等信息傳感設(shè)備,按約定的協(xié)議,把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái),進(jìn)行信息交換和通訊,以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。具體來(lái)說(shuō),就是把感應(yīng)器嵌入和裝備到電網(wǎng)、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統(tǒng)、大壩、油氣管道等各種物體中,然后將“物聯(lián)網(wǎng)”與現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)整合起來(lái),實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)與物理系統(tǒng)的整合。在這個(gè)整合的網(wǎng)絡(luò)中,存在能力超級(jí)強(qiáng)大的中心計(jì)算機(jī)群,能夠?qū)φ暇W(wǎng)絡(luò)內(nèi)的人員、機(jī)器、設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)施實(shí)時(shí)的管理和控制。
物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。這有兩層意思:第一,物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng),是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò);第二,其用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物品與物品之間,進(jìn)行信息交換和通訊。在此基礎(chǔ)上,我們可以更加精細(xì)和動(dòng)態(tài)的方式來(lái)管理生產(chǎn)和生活,達(dá)到“智慧”狀態(tài),提高資源利用率和生產(chǎn)力水平,改善人與自然間的關(guān)系。
架構(gòu)與核心技術(shù)
物聯(lián)網(wǎng)主體由三個(gè)主要部分構(gòu)成。
· 全面感知:利用如無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)等類傳感器、定位器和二維碼等手段隨時(shí)隨地對(duì)物體進(jìn)行信息采集和獲取。
·可靠傳送:指通過(guò)各種通信網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)融合,對(duì)接收到的物體信息依靠網(wǎng)絡(luò)技術(shù),如通過(guò)GPS定位技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、3G技術(shù)等等,進(jìn)行實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程傳送,以進(jìn)行各種有效的處理;
·智能處理:是指利用“云計(jì)算”,智能分析等各種智能計(jì)算技術(shù),對(duì)隨時(shí)接收到的海量數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行分析處理,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)物件的智能化管理。
一個(gè)嶄新的產(chǎn)業(yè)總是離不開(kāi)點(diǎn)點(diǎn)滴滴的技術(shù)支撐,物聯(lián)網(wǎng)亦是如此。物聯(lián)網(wǎng)只是一個(gè)集合,而旗下各類傳感器(射頻識(shí)別等傳感技術(shù))、各類有/無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)、智能聯(lián)動(dòng)等技術(shù)才是物聯(lián)網(wǎng)的根本。
傳感器技術(shù)
傳感技術(shù)同計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)一起被稱為信息技術(shù)的三大技術(shù)。從仿生學(xué)觀點(diǎn)看,如果把計(jì)算機(jī)看成處理和識(shí)別信息的“大腦”,把通信系統(tǒng)看成傳遞信息的“神經(jīng)系統(tǒng)”的話,那么傳感器就是“感覺(jué)器官”。微型無(wú)線傳感技術(shù)以及以此組件的傳感網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)感知的重要技術(shù)手段。
射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)
射頻識(shí)別(Radio Frequency Identification)是通過(guò)無(wú)線電信號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)的無(wú)線通訊技術(shù)。在國(guó)內(nèi),RFID已經(jīng)在身份證、電子收費(fèi)系統(tǒng)和物流管理等領(lǐng)域有了廣泛應(yīng)用。RFID技術(shù)市場(chǎng)應(yīng)用成熟,標(biāo)簽成本低廉,但RFID一般不具備數(shù)據(jù)采集功能,多用來(lái)進(jìn)行物品的甄別和屬性的存儲(chǔ),且在金屬和液體環(huán)境下應(yīng)用受限,RFID技術(shù)屬于物聯(lián)網(wǎng)重要的信息采集技術(shù)之一。
WSN(無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò))技術(shù)
無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network,或稱神經(jīng)末梢網(wǎng))主要有ZigBee、藍(lán)牙、NFC、Wi-Fi等表現(xiàn)形式。上海秀派電子科技有限公司董事長(zhǎng)兼總經(jīng)理宋福鑫介紹到:“無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種由獨(dú)立分布的節(jié)點(diǎn)以及網(wǎng)關(guān)構(gòu)成的傳感器網(wǎng)絡(luò),安放在不同地點(diǎn)的傳感器節(jié)點(diǎn)不斷采集外界的物理信息,如溫度、聲音、震動(dòng)等,相互獨(dú)立的節(jié)點(diǎn)之間通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)的簡(jiǎn)單處理,還能接收來(lái)自其他節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù),并最終將數(shù)據(jù)發(fā)送到網(wǎng)關(guān),再?gòu)木W(wǎng)關(guān)獲取數(shù)據(jù),查看歷史數(shù)據(jù)記錄或進(jìn)行分析。”
WSN由分布在自由空間里的一組“自治的”無(wú)線傳感器組成,共同協(xié)作完成對(duì)特定周邊環(huán)境狀況,包括溫度、濕度、化學(xué)成分、壓力、聲音、位移、振動(dòng)、污染顆粒等的監(jiān)控。WSN中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)一般由一個(gè)無(wú)線收發(fā)器、一個(gè)微控制器和一個(gè)電源組成。WSN技術(shù)貫穿物聯(lián)網(wǎng)的三個(gè)層面,是結(jié)合了計(jì)算、通信、傳感器三項(xiàng)技術(shù)的一門新興技術(shù),具有較大范圍、低成本、高密度、靈活布設(shè)、實(shí)時(shí)采集、全天候工作的優(yōu)勢(shì),且對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的其他產(chǎn)業(yè)具有顯著帶動(dòng)作用。
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