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物聯(lián)網(wǎng)(Intemet of Things，lOT)是一個(gè)通過信息技術(shù)將各種物體與網(wǎng)絡(luò)相連，以幫助人們獲取所需物體相關(guān)信息的巨大網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)通過使用射頻識(shí)別RFID、傳感器、紅外感應(yīng)器、視頻監(jiān)控、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息采集設(shè)備，通過無線傳感網(wǎng)、無線通信網(wǎng)絡(luò)(如Wi—Fi、WLAN等)把物體與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，實(shí)現(xiàn)物與物、人與物之間實(shí)時(shí)的信息交換和通訊，以達(dá)到智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的目的。 物聯(lián)網(wǎng)的概念最初來源于美國麻省理工學(xué)院(MIT)在1999年建立的自動(dòng)識(shí)別中心(Auto—IDhbs)，提出的網(wǎng)絡(luò)無線射頻識(shí)別(RFID)系統(tǒng)——把所有物品通過射頻識(shí)別等信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別和管理。2005年刪在突尼斯舉行的信息社會(huì)世界峰會(huì)(WSIS)上確定了“物聯(lián)網(wǎng)”的概念。 1 系統(tǒng)解析 1.1 物聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)應(yīng)用與需求 物聯(lián)網(wǎng)是未來網(wǎng)絡(luò)的整合部分，它是以標(biāo)準(zhǔn)、互通的通信協(xié)議為基礎(chǔ)，具有自我配置能力的全球性動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施。在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中．所有實(shí)質(zhì)和虛擬的物品都有特定的編碼和物理特性，通過智能界面無縫鏈接，實(shí)現(xiàn)信息共享。由具有標(biāo)識(shí)、虛擬個(gè)性的物體，對(duì)象所組成的網(wǎng)絡(luò)，這些標(biāo)識(shí)和個(gè)性運(yùn)行在智能空間，使用智慧的接口與用戶、社會(huì)和環(huán)境的上下文進(jìn)行連接和通信151。以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理。它是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)。 圖l形為物聯(lián)網(wǎng)日常應(yīng)用的簡化表示。雖然只是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的很小一部分，但物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的豐富多彩也能窺其一斑。當(dāng)然物聯(lián)網(wǎng)的推廣和普及還有待于人們不斷開發(fā)加以實(shí)現(xiàn)。隨著物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的逐步完善，人們的生活方式將會(huì)有很多意想不到的改變。物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用必將遍及大家的日常生活，例如：智能家居、智能交通、公共安全等等。因此可預(yù)見，物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)必將擁有巨大潛力。 從體系架構(gòu)角度可以將物聯(lián)網(wǎng)支持的業(yè)務(wù)應(yīng)用可分為3類： 1)信息采集與物理認(rèn)知的應(yīng)用。即對(duì)物理世界的相關(guān)信息的感知和運(yùn)用，如用戶意圖、事物狀態(tài)、環(huán)境信息等，以提供相應(yīng)業(yè)務(wù)。 2)基于網(wǎng)絡(luò)融合的泛在化應(yīng)用。從網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)提供方式劃分,強(qiáng)調(diào)泛在網(wǎng)絡(luò)區(qū)別于現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)提供方式。如異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的無縫接人，協(xié)同異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的寬帶業(yè)務(wù)提供，面向應(yīng)用的終端能力協(xié)同等。 3)基于應(yīng)用目標(biāo)的綜合信息服務(wù)應(yīng)用。包括基于應(yīng)用目標(biāo)的信息收集、分發(fā)、分析、網(wǎng)絡(luò)和用戶行為決策和執(zhí)行。如以兒童安全為目標(biāo)的定位、識(shí)別、監(jiān)控、跟蹤、預(yù)警，交互式的GPS導(dǎo)航等 從信息處理的對(duì)象和角度來看，物聯(lián)網(wǎng)的基本特征也可分為3類： 1)全面感知：利用各種測(cè)量技術(shù)和感知器件實(shí)時(shí)、定時(shí)或隨機(jī)的對(duì)物體進(jìn)行信息采集和獲取。 2)可靠傳送：將感知器件獲取的感知信息接入信息網(wǎng)絡(luò)，以各種通信網(wǎng)絡(luò)為依托，進(jìn)行可靠的信息傳遞、交互和共享。 3)智能處理：利用各種算法和智能技術(shù)。對(duì)海量的感知信息進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理，實(shí)現(xiàn)智能的決策和控制。 為了更清晰地描述物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，按照信息科學(xué)的視點(diǎn)，圍繞信息的流動(dòng)過程，抽象出物聯(lián)網(wǎng)的信息功能模型。 2 智能物聯(lián)終端 2．1 功能定制 1)多種遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)兼容的入網(wǎng)功能：由于目前互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)存在多種硬件形式，所以智能物聯(lián)終端應(yīng)提供可選的多種遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)入網(wǎng)接口。 2)局域網(wǎng)絡(luò)兼容功能：由于目前局域網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場(chǎng)通信有多種標(biāo)準(zhǔn)、多種形式、以及互不相容的解決方案，所以智能物聯(lián)終端應(yīng)具有多種網(wǎng)絡(luò)可選接入的功能。 3)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸入接口：由于物聯(lián)網(wǎng)需具備感知能力，在物聯(lián)網(wǎng)感知層將接入各種各樣的傳感器件。為了做到最大化兼容．智能物聯(lián)終端應(yīng)具有各類標(biāo)準(zhǔn)化信號(hào)接口．例如：開關(guān)量輸入接口。模擬量輸入接口以及數(shù)字輸入接口。 4)控制輸出接口：為了滿足控制需求，智能物聯(lián)終端應(yīng)具有各類標(biāo)準(zhǔn)化控制信號(hào)速出接口。例如：開關(guān)量輸出接口。模擬量輸出等。 5)配置與擴(kuò)展功能：由于涉及對(duì)象過于復(fù)雜，很難統(tǒng)一定制功能。所以應(yīng)將各種功能進(jìn)行模塊化定制，實(shí)際使用時(shí)再按需組態(tài)。 6)本地程式設(shè)置功能：由于物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成復(fù)雜，所以在數(shù)據(jù)傳輸過程中會(huì)產(chǎn)生延遲，甚至?xí)芯W(wǎng)絡(luò)中斷等情況發(fā)生，所以智能物聯(lián)終端應(yīng)具備一定的現(xiàn)場(chǎng)程式設(shè)置功能，用以應(yīng)對(duì)一些緊急事件。和滿足本地控制邏輯需求，實(shí)現(xiàn)智能管控功能。例如：對(duì)某些報(bào)警作出及時(shí)處理，對(duì)某些事件進(jìn)行自動(dòng)行。 2．2 系統(tǒng)框圖 如圖2所示系統(tǒng)框圖，該智能物聯(lián)智能終端由主體和擴(kuò)展功能塊組成。主體帶有一定數(shù)量的標(biāo)準(zhǔn)配置接口，上端連接互聯(lián)網(wǎng)．下端連接各種現(xiàn)場(chǎng)傳感器件和執(zhí)行器件。主體帶有總線擴(kuò)展口．可連接具有不同功能的擴(kuò)展模塊，以適應(yīng)不同的應(yīng)用需求。主體中央控制單元除了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理功能外，還能通過互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程編制控制程序，實(shí)現(xiàn)本地智能控制需求。 由上述知．該系統(tǒng)具有如下優(yōu)點(diǎn)： 1)兼容性好。由于該終端為模塊化結(jié)構(gòu)，可以隨機(jī)進(jìn)行功能組合，以適合不同標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)接人和實(shí)際應(yīng)用。 圖2 智能物聯(lián)終端框圖 2)節(jié)省地址資源。終端為集散結(jié)構(gòu)。能對(duì)成百上千的傳感器統(tǒng)一管理。而每個(gè)終端在互聯(lián)網(wǎng)上僅占用一個(gè)地址。 3)安全性能好。由于智能終端本身具有較復(fù)雜的軟硬件系統(tǒng)，可有效加密而成本不會(huì)增加。且由于該終端具有本地智能管控功能，現(xiàn)場(chǎng)信息可以只是對(duì)上層網(wǎng)絡(luò)半公開，甚至不公開。 4)穩(wěn)定性好。由于終端具有本地智能管控功能。大量的傳感器數(shù)據(jù)不必進(jìn)入互聯(lián)網(wǎng)，就可根據(jù)事先的約定程式在本地得到處理，有效的降低了數(shù)據(jù)流量，避免通信擁堵。且在互聯(lián)網(wǎng)故障時(shí)。本地管控程式運(yùn)行不受影響，傳感程序任可在本地得到記錄、存儲(chǔ)和管控。 5)易實(shí)現(xiàn)。由于終端集成了信號(hào)處理功能，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)傳感器的技術(shù)要求大大降低，甚至可以直接使用現(xiàn)在已經(jīng)形成批量的工業(yè)用傳感器件。可有效控制成本。 2．3 程序流程 系統(tǒng)主程序流程如圖3所示。 圖3 系統(tǒng)主程序流程圖 3 結(jié)論 利用集數(shù)據(jù)采集、邏輯運(yùn)算、網(wǎng)絡(luò)通信等功能為一體的智能終端作為物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)的主要器件，有效的降低了物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)難度。模塊化結(jié)構(gòu)具有良好的復(fù)用能力。也便于標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。有效的解決了目前發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)所面對(duì)的部分難題．具有兼容性好、節(jié)省地址資源、安全性能好、穩(wěn)定性好、易實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)。 |
