近期,我們學習了有關無線傳感器網絡與物聯網的相關內容。使我認識到了的科技的重要性,現在我將這段時間的學習成果匯報如下。
一、定義:
物聯網是在計算機互聯網的基礎上,利用RFID、無線數據通信等技術,構造一個覆蓋世界上萬事萬物的“InternetofThings”。在這個網絡中,物品(商品)能夠彼此進行“交流”,而無需人的干預。其實質是利用射頻自動識別(RFID)技術,通過計算機互聯網實現物品(商品)的自動識別和信息的互聯與共享。
無線傳感器網絡就是由部署在監測區域內大量的廉價微型傳感器節點組成,通過無線通信方式形成的一個多跳自組織網絡。一個無線傳感器網絡通常包括三要素,即傳感器、感知對象和觀察者。傳感器由電源、感知部件、嵌人式處理器、存儲器、通信部件和軟件等幾個部分組成,這些部分相互協調,共同完成對外界信息的感知功能;感知對象是無線傳感器網絡的監測目標;觀察者是無線傳感器網絡的用戶,是傳感信息的接收者和應用者。
其主要特點有(1)自組織:傳感器網絡系統的節點具有自動組網的功能,節點間能夠相互通信協調工作。(2)多跳路由:節點受通信距離、功率控制或節能的限制,當節點無法與網關直接通信時,需要由其他節點轉發完成數據的傳輸,因此網絡數據傳輸路由是多跳的。(3)動態網絡拓撲:在某些特殊的應用中,無線傳感器網絡是移動的,傳感器節點可能會因能量消耗完或其他故障而終止工作,這些因素都會使網絡拓撲發生變化。(4)節點資源有限:節點微型化要求和有限的能量導致了節點硬件資源的有限性。
二、無線傳感器網絡與物聯網的區別:
無線傳感器網絡不同于物聯網。事實上傳感技術也好、RFID技術也好,都僅僅是信息采集技術之一。除傳感技術和RFID技術外,GPS、視頻識別、紅外、激光、掃描等所有能夠實現自動識別與物物通信的技術都可以成為物聯網的信息采集技術。傳感網或者RFID網只是物聯網的一種應用,但絕不是物聯網的全部。把物聯網當成互聯網的無邊無際的無限延伸,把物聯網當成所有物的*開放、全部互連、全部共享的互聯網平臺。
實際上物聯網絕不是簡單的共享互聯網的無限延伸。即使互聯網也不僅僅指我們通常認為的共享的計算機網絡,互聯網也有廣域網和局域網之分。物聯網既可以是我們平常意義上的互聯網向物的延伸;也可以根據現實需要及產業應用組成局域網、專業網。
現實中沒必要也不可能使全部物品聯網;也沒必要使專業網、局域網都必須連接到互聯網共享平臺。今后的物聯網與互聯網會有很大不同,類似智慧物流、智能交通、智能電網等專業網;智能小區等局域網才是zui大的應用空間。認為物聯網就是物物互聯的*的網絡,因此認為物聯網是空中樓閣,是目前很難實現的技術。
事實上物聯網是實實在在的,很多初級的物聯網應用早就在為我們服務著。物聯網理念就是在很多現實應用基礎上推出的聚合型集成的創新,是對早就存在的具有物物互聯的網絡化、智能化、自動化系統的概括與提升,它從更高的角度升級了我們的認識。
實際上真正意義上的物聯網的出現還遠遠需要時間,而且,從網絡架構和協議上看,物聯網與WSN*不同,這是根本的區別。從目標特征上看,物聯網探測的一定是已知物品,而WSN探測和判斷的更多是未知的人或物。
三、物聯網的主要應用領域:
1、智能家居:智能家居產品融合自動化控制系統、計算機網絡系統和網絡通訊技術于一體,將各種家庭設備(如音視頻設備、照明系統、窗簾控制、空調控制、安防系統、數字影院系統、網絡家電等)通過智能家庭網絡聯網實現自動化,通過中國電信的寬帶、和3G無線網絡,可以實現對家庭設備的遠程操控。與普通家居相比,智能家居不僅提供舒適宜人且高品位的家庭生活空間,實現更智能的家庭安防系統;還將家居環境由原來的被動靜止結構轉變為具有能動智慧的工具,提供的信息交互功能。
2、智能醫療:智能醫療系統借助簡易實用的家庭醫療傳感設備,對家中病人或老人的生理指標進行自測,并將生成的生理指標數據通過中國電信的固定網絡或3G無線網絡傳送到護理人或有關醫療單位。根據客戶需求,中國電信還提供相關增值業務,如緊急呼叫救助服務、專家咨詢服務、終生健康檔案管理服務等。智能醫療系統真正解決了現代社會子女們因工作忙碌無暇照顧家中老人的無奈,可以隨時表達孝子情懷。
3、智能城市:智能城市產品包括對城市的數字化管理和城市安全的統一監控。前者利用"數字城市"理論,基于3S(地理信息系統GIS、定位系統GPS、遙感系統RS)等關鍵技術,深入開發和應用空間信息資源,建設服務于城市規劃、城市建設和管理,服務于政府、企業、公眾,服務于人口、資源環境、經濟社會的可持續發展的信息基礎設施和信息系統。后者基于寬帶互聯網的實時遠程監控、傳輸、存儲、管理的業務,利用中國電信無處不達的寬帶和3G網絡,將分散、獨立的圖像采集點進行聯網,實現對城市安全的統一監控、統一存儲和統一管理、為城市管理和建設者提供一種全新、直觀、視聽覺范圍延伸的管理工具。
4、智能環保:智能環保產品通過對實施地表水水質的自動監測,可以實現水質的實時連續監測和遠程監控,及時掌握主要流域重點斷面水體的水質狀況,預警預報重大或流域性水質污染事故,解決跨行政區域的水污染事故糾紛,監督總量控制制度落實情況。太湖環境監控項目,通過安裝在環太湖地區的各個監控的環保和監控傳感器,將太湖的水文、水質等環境狀態提供給環保部門,實時監控太湖流域水質等情況,并通過互聯網將監測點的數據報送至相關管理部門。
5、智能交通:智能交通系統包括公交行業無線視頻監控平臺、智能公交站臺、電子票務、車管專家和公交手機一卡通五種業務。公交行業無線視頻監控平臺利用車載設備的無線視頻監控和GPS定位功能,對公交運行狀態進行實時監控。智能公交站臺通過媒體發布中心與電子站牌的數據交互,實現公交調度信息數據的發布和多媒體數據的發布功能,還可以利用電子站牌實現廣告發布等功能。
電子門票是二維碼應用于手機憑證業務的典型應用,從技術實現的角度,手機憑證業務就是手機憑證,是以手機為平臺、以手機身后的移動網絡為媒介,通過特定的技術實現完成憑證功能。車管專家利用衛星定位技術(GPS)、無線通信技術(CDMA)、地理信息系統技術(GIS)、中國電信3G等*,將車輛的位置與速度,車內外的圖像、視頻等各類媒體信息及其他車輛參數等進行實時管理,有效滿足用戶對車輛管理的各類需求。公交手機一卡通將手機終端作為城市公交翼卡通的介質,除完成公交刷卡功能外,還可以實現小額支付、空中充值等功能。
測速E通通過將車輛測速系統、高清電子*系統的車輛信息實時接入車輛管控平臺,同時結合*業務需求,基于GIS地理信息系統通過3G無線通信模塊實現報警信息的智能、無線發布,從而快速處置違法、違規車輛。
6、智能司法:智能司法是一個集監控、管理、定位、矯正于一身的管理系統。能夠幫助各地各級司法機構降低刑罰成本、提高刑罰效率。目前,中國電信已實現通過CDMA*優勢的GPSONE手機定位技術對矯正對象進行位置監管,同時具備完善的矯正對象電子檔案、查詢統計功能,并包含對矯正對象的管理考核,給矯正工作人員的日常工作帶來信息化、智能化的管理平臺。
四、無線傳感器網絡的應用領域:
無線傳感器網絡雖未形成大規模的市場應用,但擁有十分廣闊的前景,在軍事、國防、環境監測、醫療衛生、建筑物監測等等許多領域都有重要的研究價值和巨大的實用價值,被譽為對十一世紀產生巨大影響力的技術之一。
軍事應用:同很多高科技技術一樣,,無線傳感器網絡的產生也是源于網絡在軍事應上的需求,無線傳感器網絡本身的概念更貼近其在軍事上的應用。無線傳感器網絡在戰場上的應用主要是信息搜集、跟蹤敵人、戰場監測、目標分類。
無線傳感器網絡由低成本、低功耗的密集型節點構成,擁有自組織性和相當的容錯能力,即使部分節點遭到惡意破壞,也不會導致枯個系統的崩潰,正是這一點保證了無線傳感器網絡能夠在惡劣的戰場環境下工作,從而zui大程度地減少傷亡,同時提供準確可靠的信息傳輸。
在和平年代,主要用于國士安全保護、邊境監視等應用。例如,在保護國土、防止人侵的時候,用成千上萬的傳感器節點代替原來的地雷埋設,用地雷埋設的方法會對自身構成巨大威脅,用傳感器通過對聲音和震動信號的分類分析的方法,探測敵方的人侵。
五、發展前景:
物聯網把我們的生活擬人化了,萬物成了人的同類。在這個物物相聯的世界中,物品(商品)能夠彼此進行“交流”,而無需人的干預。物聯網利用射頻自動識別(RFDI)技術,通過計算機互聯網實現物品(商品)的自動識別和信息的互聯與共享。可以說,物聯網描繪的是充滿智能化的世界。在物聯網的世界里,物物相連、天羅地網。無線傳感器網絡是一種全新的信息獲取平臺,能夠實時監測和采集網絡分布區域內的各種檢測對象的信息,并將這些信息發送到網關節點,以實現復雜的范圍內目標檢測與跟蹤,具有快速展開、抗毀性強等特點,有著廣闊的應用前景。
物聯網和無線傳感網絡和我們的生活都是密切相關的,他讓我們的生活變得更加方便快捷,更加人性化,使社會更加和諧。同時,出現更多的新型的儀器儀表,使我們的電腦等多種電子產品更加智能化。使我們的國家在農業,商業,軍事上等各方面都變得更加強大。
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