系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)筆記(21)—— 物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)。其定義有兩層意思 :

  1. 物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)秸架,是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)揍庄;
  2. 其用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物品與物品之間,進(jìn)行信息交換和通信东抹。

物聯(lián)網(wǎng)通過智能感知 蚂子、 識(shí)別技術(shù)與普適計(jì)算 、 廣泛在網(wǎng)絡(luò)的融合中應(yīng)用缭黔,被稱為繼計(jì)算機(jī) 食茎、 互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次浪潮。物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用拓展馏谨,與其說物聯(lián)網(wǎng)是網(wǎng)絡(luò)别渔,不如說物聯(lián)網(wǎng)是業(yè)務(wù)和應(yīng)用。因此惧互,應(yīng)用創(chuàng)新是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的核心哎媚,以用戶體驗(yàn)為核心的創(chuàng)新 2.0 是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的靈魂 。

1 物聯(lián)網(wǎng)分層

物聯(lián)網(wǎng)可以分為三個(gè)層次 : 感知層 喊儡、 網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層 拨与。

(1)感知層

用于識(shí)別物體 、 采集信息艾猜,就好比人通過視覺 买喧、嗅覺 、 聽覺 匆赃、 觸覺來感受事物淤毛,采集各類信息。如二維碼 炸庞、 RFID 钱床、 攝像頭 、 傳感器 埠居。

(2)網(wǎng)絡(luò)層

傳遞信息和處理信息查牌。通信網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的融合網(wǎng)絡(luò) 事期、 網(wǎng)絡(luò)管理中心 、 信息中心和智能處理中心等 纸颜。

(3)應(yīng)用層

解決信息處理和人機(jī)交互的問題兽泣。

2 物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)涉及的技術(shù)非常多,其中常見且比較重要的包括 : 傳感器技術(shù) 胁孙、 RFID 唠倦、 二維碼等 。

(1)傳感器技術(shù)

到目前為止絕大部分計(jì)算機(jī)處理的都是數(shù)字信號(hào)涮较。自從有計(jì)算機(jī)以來就需要傳感器把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)計(jì)算機(jī)才能處理。傳感器技術(shù)成為物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)狂票,主要是因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)中經(jīng)常要用到大量的傳感器候齿,如溫度傳感器 、 光敏傳感器等 闺属。

(2)RFID

射頻識(shí)別技術(shù) ( Radio Frequency Identification , RFID ) 又稱電子標(biāo)簽亚皂,是一種通信技術(shù)国瓮,可通過無線電訊號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)巍膘,而無須識(shí)別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或光學(xué)接觸峡懈。該技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)的一項(xiàng)核心技術(shù)肪康,很多物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用都離不開它 磷支。

(3)二維碼

二維碼是一種使用特定幾何圖形按一定規(guī)律在平面 ( 二維方向 ) 上分布的黑白相間的圖形記錄數(shù)據(jù)符號(hào)信息的技術(shù)雾狈。在代碼編制上巧妙地利用構(gòu)成計(jì)算機(jī)內(nèi)部邏輯基礎(chǔ)的 “0” 、 “1” 比特流的概念,使用若干個(gè)與二進(jìn)制相對(duì)應(yīng)的幾何形體來表示文字?jǐn)?shù)值信息据途,通過圖像輸入設(shè)備或光電掃描設(shè)備自動(dòng)識(shí)讀以實(shí)現(xiàn)信息自動(dòng)處理颖医。

(4)嵌入式系統(tǒng)技術(shù)

嵌入式系統(tǒng)技術(shù)是一種綜合了計(jì)算機(jī)軟硬件 便脊、 傳感器技術(shù) 久妆、 集成電路技術(shù) 、 電子應(yīng)用技術(shù)為一體的復(fù)雜技術(shù)烂琴。經(jīng)過幾十年的演變奸绷,以嵌入式系統(tǒng)為特征的智能終端產(chǎn)品隨處可見 ; 小到人們身邊的 MP3 号醉,大到航天航空的衛(wèi)星系統(tǒng)铅碍。嵌入式系統(tǒng)正在改變著人們的生活,推動(dòng)著工業(yè)生產(chǎn)以及國(guó)防工業(yè)的發(fā)展。如果把物聯(lián)網(wǎng)用人體做一個(gè)簡(jiǎn)單比喻,傳感器相當(dāng)于人的眼睛 、 鼻子 娇澎、 皮膚等感官,網(wǎng)絡(luò)就是神經(jīng)系統(tǒng)用來傳遞信息锉试,嵌入式系統(tǒng)則是人的大腦应又,在接收到信息后要進(jìn)行分類處理株扛。這個(gè)比喻很形象地描述了傳感器嵌入式系統(tǒng)在物聯(lián)網(wǎng)中的位置與作用 洞就。

3 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)目前可應(yīng)用于眾多的領(lǐng)域,如智能交通 架忌、 環(huán)境保護(hù) 吞彤、 政府工作 、 公共安全 、 平安家居 饰恕、 智能消防 挠羔、 工業(yè)監(jiān)測(cè) 、 環(huán)境監(jiān)測(cè) 埋嵌、 路燈照明管控 破加、 景觀照明管控 、 樓宇照明管控 雹嗦、 廣場(chǎng)照明管控 范舀、 老人護(hù)理 、 個(gè)人健康 了罪、 花卉栽培 锭环、 水系監(jiān)測(cè) 、 食品溯源 泊藕、 敵情偵查 辅辩。

下面介紹幾個(gè)具體的應(yīng)用場(chǎng)景

(1)門禁系統(tǒng)

一個(gè)完整的門禁系統(tǒng)由讀卡器 、 控制器 娃圆、 電鎖 玫锋、 出門開關(guān) 、 門磁 讼呢、 電源 撩鹿、 處理中心這8個(gè)模塊組成,無線物聯(lián)網(wǎng)門禁將門點(diǎn)的設(shè)備簡(jiǎn)化到了極致 : 一把電池供電的鎖具 ( 鎖具通過無線與主控設(shè)備通信吝岭,當(dāng)通信受阻時(shí)三痰,還可用離線模式刷卡開門 )。 除了門上面要開孔裝鎖外窜管,門的四周不需要設(shè)備任何輔助設(shè)備散劫。整個(gè)系統(tǒng)簡(jiǎn)潔明了,施工工期大幅縮短幕帆,也能降低后期維護(hù)的資金获搏。

(2) Zigbee 路燈控制系統(tǒng)

目前 Zigbee 無線路燈照明節(jié)能環(huán)保技術(shù)已廣泛應(yīng)用到了實(shí)際生活中。采用了 ZigBee 技術(shù)的無線路燈控制系統(tǒng)失乾,不僅能根據(jù)需要調(diào)節(jié)路燈的亮度常熙,還可以獨(dú)立控制單個(gè)路燈。例如碱茁,在晚上6點(diǎn)鐘裸卫,將馬路上的單號(hào)或者雙號(hào)路燈開啟,到晚上8點(diǎn)鐘纽竣,將全部路燈開啟墓贿,晚上 12 點(diǎn)鐘調(diào)節(jié)到半亮度茧泪,早上6點(diǎn)全部關(guān)閉。經(jīng)相關(guān)部門測(cè)試聋袋,相對(duì)傳統(tǒng)的控制方式可實(shí)現(xiàn)節(jié)能 50%队伟。 每個(gè)路段的路燈都通過內(nèi)置的 Zigbee 模塊組成一個(gè)無線通信子網(wǎng),而每個(gè)子網(wǎng)都通過一個(gè) ZigBee -GPRS 網(wǎng)關(guān)連接到監(jiān)控中心幽勒,而監(jiān)控室的服務(wù)器只需連接到互聯(lián)網(wǎng)嗜侮,即可監(jiān)控市區(qū)內(nèi)的每一盞路燈的狀態(tài)。

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