物聯(lián)網(wǎng)一般的定義是指:“ 即通過射頻識別(RFID)(RFID+互聯(lián)網(wǎng))、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器、氣體感應器等信息傳感設(shè)備,按約定的協(xié)議,把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來,進行信息交換和通訊,以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡。簡而言之,物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。
物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)框架主要包含三層:感知層、網(wǎng)絡層、應用層。
一、感知層
感知層是實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)全面感知的核心能力,其中傳感器是感知層中獲得信息的主要設(shè)備。傳感器是最底層的應用,屬于數(shù)據(jù)感知的器械。它利用各種機制把被測量轉(zhuǎn)換為電信號,然后由相應信號處理裝置進行處理,并產(chǎn)生響應動作。常見的傳感器包括水質(zhì)、溫度、濕度、壓力、光電、氣象傳感器等。通過各種類型的傳感器獲取物理世界智能光發(fā)生的物理時間和數(shù)據(jù)信息。短距離通信技術(shù)和協(xié)同信息處理子層將采集到的數(shù)據(jù)在局部范圍內(nèi)進行協(xié)同處理,以提高信息的精度,降低信息冗余度,并通過自組織能力的短距離傳感網(wǎng)介入廣域承載網(wǎng)絡。它旨在解決感知層數(shù)據(jù)與多種應用平臺間的兼容性問題。
二、網(wǎng)絡層
網(wǎng)絡層主要將來自感知層的各類信息通過基礎(chǔ)承載網(wǎng)絡傳輸?shù)綉脤印=鉀Q的是感知層在一定范圍內(nèi)所獲得的數(shù)據(jù),通常是長距離的傳輸問題。這些數(shù)據(jù)可以通過移動通信網(wǎng)、國際互聯(lián)網(wǎng)、企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)、各類專網(wǎng)、小型局域網(wǎng)等網(wǎng)絡傳輸。網(wǎng)絡層所需要的關(guān)鍵技術(shù)包括長距離有線和無線通信技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)等。目前的長距離無線傳輸方式有NB_IoT、LoRa、eMTC、2G/3G/4G;短距離無線傳輸主要有ZigBee、WiFi、藍牙。不同的應用場景對應不同的傳輸方式,選擇適用的的方式,是網(wǎng)絡層最終實現(xiàn)客戶需求的關(guān)鍵因素。
網(wǎng)絡層中除了適用的通訊方式之外,采集設(shè)備也是必不可少的。傳感器的數(shù)據(jù)以電流或電壓的方式通過串口、模擬量、數(shù)字量等接口傳輸?shù)讲杉髦校罁?jù)特定的協(xié)議進行數(shù)據(jù)交互。舜通智能的采集設(shè)備可以兼容2000+協(xié)議接入。同時,數(shù)據(jù)的接入量與采集設(shè)備的存儲量有關(guān),選型要注意詢問客戶需要接入多少數(shù)據(jù)量;舜通智能的采集器會對數(shù)據(jù)進行存儲及處理。以備在特殊時期的數(shù)據(jù)能夠得到保存。
三、應用層
應用層位于物聯(lián)網(wǎng)三層結(jié)構(gòu)中的最頂層,其功能為“處理”,即通過云計算平臺進行信息處理。應用層主要將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與行業(yè)專業(yè)系統(tǒng)相結(jié)合,實現(xiàn)廣泛的物物互聯(lián)的應用解決方案,主要包括業(yè)務中間件和行業(yè)應用領(lǐng)域。用于支撐跨行業(yè),跨醫(yī)用,跨系統(tǒng)之間的信息協(xié)同,共享,互通,從而實現(xiàn)對物理世界的實時控制、精確管理和科學決策。
物聯(lián)網(wǎng)應用層的核心功能圍繞兩個方面:一是“數(shù)據(jù)”,應用層需要完成數(shù)據(jù)的管理和數(shù)據(jù)的處理;二是“應用”,僅僅管理和處理數(shù)據(jù)還遠遠不夠,必須將這些數(shù)據(jù)與各行業(yè)應用相結(jié)合。例如在智能電網(wǎng)中的遠程電力抄表應用:安置于用戶家中的讀表器就是感知層中的傳感器,這些傳感器在收集到用戶用電的信息后,通過網(wǎng)絡發(fā)送并匯總到發(fā)電廠的處理器上。該處理器及其對應工作就屬于應用層,它將完成對用戶用電信息的分析,并自動采取相關(guān)措施。
物聯(lián)網(wǎng)各層之間,信息不是單向傳遞的,可有交互、控制等,所傳遞的信息多種多樣,包括在特定應用系統(tǒng)范圍內(nèi)能唯一標識物品的識別碼和物品的靜態(tài)與動態(tài)信息。盡管物聯(lián)網(wǎng)在智能工業(yè)、智能交通、環(huán)境保護、公共管理、智能家庭、醫(yī)療保健等經(jīng)濟和社會各個領(lǐng)域的應用特點千差萬別,但是每個應用的基本架構(gòu)都包括感知、傳輸和應用三個層次,各種行業(yè)和各種領(lǐng)域的專業(yè)應用子網(wǎng)都是基于三層基本架構(gòu)構(gòu)建的。
物聯(lián)網(wǎng)在實際應用中一般是充當前端數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)發(fā)送功能的,比如手環(huán)是采集心跳、步數(shù)的,環(huán)境監(jiān)測中是采集溫度、二氧化碳、PM2等數(shù)據(jù)的,拋開互聯(lián)網(wǎng)不說,物聯(lián)網(wǎng)主要涉及的技術(shù)有如下幾點:
一、傳感器技術(shù): 是一種檢測裝置,通俗點講就是能感知到被測量的信息,并能將感受到的信息,按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出,以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。 傳感器的存在和發(fā)展,讓物體有了視覺、觸覺、味覺和嗅覺等感官,讓物體慢慢變得活了起來。
二、RFID標簽: 也是一種傳感器技術(shù),RFID技術(shù)是融合了無線射頻技術(shù)和嵌入式技術(shù)為一體的綜合技術(shù),RFID在自動識別、物品物流管理有著廣闊的應用前景。
三、二維碼:現(xiàn)在生活中隨處可見,支付寶付費、微信賬號識別等都應用了二維技術(shù),實際就像身份證號碼一樣是數(shù)字標識,只不過二維碼是以圖形的形式展示的。
四、嵌入式系統(tǒng)技術(shù):光看名字很難理解,形象點講就是應用在小型設(shè)備上的操作控制系統(tǒng), 綜合了計算機軟硬件、傳感器技術(shù)、集成電路技術(shù)、電子應用技術(shù)為一體的復雜技術(shù)。我們用的手環(huán)、電子血壓儀、北斗導航儀里邊都是有嵌入式系統(tǒng)在控制工作的。