物联网感知层感知控制信息识别技术(1)
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物联网的技术架构详解物联网(Internet of Things,IoT)是指将各种物理设备、物品、传感器、执行器等通过互联网连接起来,实现信息的交互和共享,从而实现智能化管理和服务的一种技术。
物联网的技术架构包括感知层、网络层、平台层和应用层,下面将对每个层次进行详细解释。
一、感知层感知层是物联网的第一层,它的主要功能是收集各种数据和信息。
感知层可以通过各种传感器和执行器来收集物品的数据和信息,例如温度、湿度、位置、重量等等。
这些数据和信息可以通过感知网、短距离无线通信技术等手段传输到网络层。
感知层还需要考虑如何实现低功耗、低成本、高可靠性等需求,以便实现物联网的长期监测和控制。
在感知层中,传感器是核心设备之一。
传感器是一种能够感受外界信号并将其转化为电信号的装置,它可以将温度、湿度、压力、重量、光等物理量转化为电信号,从而实现物理世界和数字世界的连接。
传感器技术的发展是物联网发展的重要基础之一,它能够提高物联网系统的精度和可靠性。
另外,感知层还需要考虑执行器的设计。
执行器是一种能够将数字信号转化为物理量的装置,例如电机、控制阀等。
执行器需要满足快速响应、高精度、高稳定性等要求,以便实现物联网系统的控制和调节。
二、网络层网络层是物联网的第二层,它的主要功能是将感知层收集到的数据和信息进行传输和通信。
网络层需要支持各种通信协议和网络协议,例如Wi-Fi、蓝牙、ZigBee等等,同时还需要考虑如何实现数据的安全传输和可靠性保障。
在网络层中,无线通信技术是关键技术之一。
无线通信技术可以通过无线电波、微波等方式实现数据的传输和通信。
在物联网系统中,无线通信技术需要满足低功耗、低成本、高可靠性等要求,以便实现物联网系统的长期监测和控制。
另外,网络层还需要考虑数据的安全性和可靠性。
物联网系统需要面对各种安全威胁,例如黑客攻击、数据泄露等。
因此,网络层需要采用各种安全机制和技术手段,保障物联网系统的安全性。
具体来说,物联网的体系自下而上可以分成五个层级,分别是感知层、接入层、网络层、服务管理层以及应用层。
(1)感知层感知层是物联网的初始层级,也是数据的基础来源。
这一层级的基础元件是传感器,人才将各种各样的传感器装在不同的物品合设备上,使之感知这些物质的属性,判断它们的材质是属于金属、塑料、皮革还是矿石等。
同时,这些异常敏感的传感器还能对物品所处的内在环境状态合外在环境状态进行数据采集,比如采集环境的空气湿度、温度、污染度等信息。
另外,这些传感器还能对物质的行为状态跟踪监控,观察它们是静态的,还是动态的,并将这些信息全部以电信号的形式存储起来。
实现物物信息相连的庞大物联网,就需要这些传感器的分布密集度更高、覆盖范围更广以及更加灵敏合高效。
这样,传感器对物质信息获取的规模才能更大,对物质状态的辨识度才能更加精密,当网络形成后,其数据流才更具参考价值。
一般来说,对于不同的感知任务,传感器会根据具体情况协同作战。
比如要获取一台机器设备的内部工作动态视频,就需要感光传感器、声音传感器、压力传感器等协同工作,形成一幅有声音、有画面、有动感的机械内部工作动态视频。
感知层的传感器能全方位、多角度地获取数据信息,为物联网提供充足的数据资源,从而实现各种物质信息的在线计算合统一控制。
另外,传感器不仅可以通过无线传输,还可以利用线传输接入设备,人们利用传感器传输刀设备中的信息可以与网络资源进行交互合共享。
(2)接入层接入层的作用是连接传感器和互联网,而这种连接的过程需要借助较多的网络基础设施才能实现。
例如,人们可以利用移动通信网中的GSM网和TD-SCDMA网来实现感知层向互联网的信息传输,也可以利用无线接入网(WiMAX)和无线局域网(WiFi)来实现感知层向互联网的信息传输。
另外,通过卫星网进行信息传输也是一种可行方案。
(3)网络层网络层指的其实就是互联网,建立互联网需要利用两种IP,分别是IPv6/IPv4和后IP (Post-IP)。
感知层、网络层和应用层
物联网从架构上面可以分为感知层、网络层和应用层
(1)感知层:负责信息采集和物物之间的信息传输,信息采集的技术包括传感器、条码和二维码、 RFID射频技术、音视频等多媒体信息,信息传输包括远近距离数据传输技术、自组织组网技术、协同信息处理技术、信息采集中间件技术等传感器网络。
感知层是实现物联网全面感知的核心能力,是物联网中包括关键技术、标准化方面、产业化方面亟待突破的部分,关键在于具备更精确、更全面的感知能力,并解决低功耗、小型化和低成本的问题。
(2)网络层:是利用无线和有线网络对采集的数据进行编码、认证和传输,广泛覆盖的移动通信网络是实现物联网的基础设施,是物联网三层中标准化程度昀高、产业化能力昀强、昀成熟的部分,关键在于为物联网应用特征进行优化和改进,形成协同感知的网络。
(3)应用层:提供丰富的基于物联网的应用,是物联网发展的根本目标,将物联网技术与行业信息化需求相结合,实现广泛智能化应用的解
决方案集,关键在于行业融合、信息资源的开发利用、低成本高质量的解决方案、信息安全的保障以及有效的商业模式的开发。
各个层次所用的公共技术包括编码技术、标识技术、解析技术、安全技术和中间件技术。
物联网之感知层和传输层物联网(Internet of Things)是指通过各种传感器、识别技术和网络通信技术,将各种物体与互联网连接起来,实现设备之间的信息交互和智能化管理的网络系统。
在物联网系统中,感知层和传输层起着至关重要的作用。
本文将深入探讨物联网中的感知层和传输层,并分析其在物联网系统中的功能和作用。
一、感知层感知层是物联网系统中最底层的部分,负责采集和感知现实世界中的信息。
感知层通过各类传感器和探测设备,将物体的状态和环境信息转化为数字信号,以便于后续处理和传输。
常见的感知设备包括温度传感器、湿度传感器、压力传感器、光线传感器等。
这些设备能够实时监测和收集各类物体的信息,为物联网系统提供数据基础。
感知层的主要功能包括数据采集、数据处理和信号转换。
首先,感知层通过传感器对物体的各种参数进行采集,并将采集到的数据传输到上层。
其次,感知层对采集到的数据进行初步处理,如滤波、去噪等,确保数据的准确性和可靠性。
最后,感知层将处理后的数据转化为数字信号,并传送至传输层。
二、传输层传输层是物联网系统中的中间层,负责将感知层采集到的数据传输至应用层。
传输层是实现设备之间通信的桥梁,其主要功能是将感知层采集到的数据进行处理、封装和传输。
传输层可以使用多种通信协议和技术,如Wi-Fi、蓝牙、LoRa等,实现设备之间的数据传输。
传输层的主要作用是数据传递和通信管理。
首先,传输层负责将感知层采集到的数据传送至应用层,以满足不同应用的需求。
其次,传输层需要对数据进行可靠的传输,保证数据的完整性和安全性。
此外,传输层还需要管理设备之间的通信连接,确保设备的稳定运行和互联互通。
三、感知层和传输层的关系感知层和传输层在物联网系统中密切相关,两者共同协作,实现设备之间的信息交互和数据传输。
首先,感知层通过采集和感知设备,将物体的信息转化为数字信号,并传输至传输层。
感知层将物理世界的信息进行转换和处理,为传输层提供数据源。
物联网的层级架构模型最受国内推崇的物联网层级架构是国际电信联盟(ITU)提出的物联网三层架构模型,即由感知层、网络层和应用层组成的三层体系。
为便于理解,结合当前技术发展,从下到上,可以将物联网依次分为目标对象层、感知控制层、网络传输层和应用服务层等四层。
图1物联网四层架构模型图其中:(1)目标对象层严格来说,目标对象层不算是物联网体系结构的一部分,但物联网的感知控制设备又与目标对象紧密相关。
在信息化时代里,“物”应当有识别信息、位置信息、状态信息和相关信息等,若“物”包含智能设备,还应包括运行信息和控制信息。
(2)感知控制层物联网的感知控制层是物联网的核心层,主要完成物体信息的采集、转换、收集、处理和计算,以及必要的控制,具体包含传感器(或控制器)、短距离传输网络和物联网网关等三部分。
●传感器(或控制器):用来进行数据采集、转换及实现控制。
●短距离传输网络:将传感器采集的数据发送到网关或将控制指令发送到控制器。
其中:短距离传输网络是指无线覆盖范围在个人活动范围内(通常10m左右),属于个域网(PersonalArea Network,PAN)应用。
比如:读写器与电子标签之间的射频通信,红外收发器之间的红外通信,超宽带(Ultra Wide Band,UWB)通信,蓝牙通信,Wi-Fi通信等;●物联网网关:通过短距离传输网络对传感器采集到的物体信息进行收集、处理和计算,并将控制指令通过短距离传输网络发送给控制器。
(3)网络传输层物联网的网络传输层主要完成信息的传递和处理,包括接入单元和接入网络两部分。
●接入单元:是连接感知控制层的桥梁,它汇聚从感知控制层获得的数据,并将数据发送到接入网络。
●接入网络:即现有的通信网络,包括移动通信网、公共电话网、有线网络等。
通过接入网络,将数据最终传入单位内部网,甚至互联网。
(4)应用服务层物联网的应用服务层主要完成数据的管理和数据的处理,并将这些数据与各行业应用的结合,包括中间件和应用等两部分。
物联网的关键技术物联网是利用无所不在的网络技术建立起来的,是个典型的交叉新领域,所涉及的技术很多, 其技术细节涉及很多方面,基础前沿研究值得关注。
就目前而言,物联网的核心技术主要包括以下几个方面:感知技术、网络通信技术、数据融合与智能技术。
物联网的这些关键技术是其最终实现并得以实施的重要保证。
1、感知技术感知技术主要用于数据的采集,它是物联网的基础,是物联网的触觉和神经,也是物联网进一步研究的重点。
目前,信息采集主要采用电子标签和传感器等方式完成。
(1)电子标签电子标签用于对采集的信息进行标准化标识,数据采集和设备控制。
通过射频识别读写器、二维码识读器等实现。
射频识别技术RFID( Radio Frequency Identification )电子标签是近几年发展起来的新技术,也是替代条形码走进物件网时代的关键技术之一。
它是一种非接触式的自动识别技术,通过射频信号自动识别对象并获取相关数据。
它的工作原理是:利用射频电磁波通过空间耦合在阅读器和进行识别、分类和跟踪的移动物品之间实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的。
RFID系统一般由阅读器、标签和天线三部分组成,阅读器通过天线发送出一定频率的射频信号,当标签进入磁场时产生感应电流从而获得能量,发送出自身编码等信息被读取器读取并解码后, 发送至电脑主机进行有关处理。
RFID通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别过程无须人工干预,可工作于各种恶劣环境。
RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签,操作快捷方便。
(2)传感器传感器是机器感知物质世界的“感觉器官”,用来感知信息采集点的个各种环境参数;它可以感知热、力、光、电、声、位移等信号,为物联网系统的处理、传输、分析和反馈提供最原始的信息。
它是一种检测装置,能感受到被测量的信息,,并能将检测感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。
从以下几方面试述对物联网的认识1、概念通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物体与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
2、体系结构物联网大致被公认为有三个层次,底层是用来感知数据的感知层,第二层是数据传输的网络层,最上面则是内容应用层。
(1)感知层感知层包括传感器等数据采集设备,包括数据接入到网关之前传感器网络。
对于目前关注和应用较多的RFID网络来说,张贴安装在设备上的RFID标签和用来识别RFID信息的扫描仪、感应器属于物联网的感知层。
在这一类物联网中被检测的信息是RFID标签内容,高速公路不停车收费系统、超市仓储管理系统等都是基于这一类结构的物联网。
感知层是物联网发展和应用的基础,RFID技术、传感和控制技术、短距离无线通讯技术是感知层涉及的主要技术。
其中又包括芯片研发,通讯协议研究,RFID材料,智能节点供电等细分技术。
(2)网络层物联网的网络层将建立在现有的移动通讯网和互联网基础上。
物联网通过各种接入设备与移动通讯网和互联网相连,如手机付费系统中由刷卡设备将内置手机的RFID信息采集上传到互联网,网络层完成后台鉴权认证并从银行网络划帐。
网络层也包括信息存储查询,网络管理等功能。
网络层中的感知数据管理与处理技术是实现以数据为中心的物联网的核心技术。
感知数据管理与处理技术包括传感网数据的存储、查询、分析、挖掘、理解以及基于感知数据决策和行为的理论和技术。
云计算平台作为海量感知数据的存储、分析平台,将是物联网网络层的重要组成部分,也是应用层众多应用的基础。
(3)应用层物联网应用层利用经过分析处理的感知数据,为用户提供丰富的特定服务。
物联网的应用可分为监控型(物流监控、污染监控),查询型(智能检索、远程抄表),控制型(智能交通、智能家居、路灯控制),扫描型(手机钱包、高速公路不停车收费)等。
物联网感知层物联网本身的结构复杂,主要包括三大部分:首先是感知层,承担信息的采集,可以应用的技术包括智能卡、RFID电子标签、识别码、传感器等;其次是网络层,承担信息的传输,借用现有的无线网、移动网、固联网、互联网、广电网等即可实现;第三是应用层,实现物与物之间,人与物之间的识别与感知,发挥智能作用。
具体的核心,是感知层中的技术,从现在阶段来看,物联网发展的瓶颈就在感知层。
国际电信联盟(ITU)将射频技术(RFID)、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术列为物联网关键技术。
射频识别(radiofrequencyidentification,RFID)射频识别技术是20世纪90年代开始兴起的一种非接触式自动识别技术,该技术的商用促进了物联网的发展。
它通过射频信号等一些先进手段自动识别目标对象并获取相关数据,有利于人们在不同状态下对各类物体进行识别与管理。
射频识别系统通常由电子标签和阅读器组成。
电子标签内存有一定格式的标识物体信息的电子数据,是未来几年代替条形码走进物联网时代的关键技术之一。
该技术具有一定的优势:能够轻易嵌入或附着,并对所附着的物体进行追踪定位;读取距离更远,存取数据时间更短;标签的数据存取有密码保护,安全性更高。
RFID目前有很多频段,集中在13.56MHz频段和900MHz 频段的无源射频识别标签应用最为常见。
短距离应用方面通常采用13.56MHzHF频段;而900MHz频段多用于远距离识别,如车辆管理、产品防伪等领域。
阅读器与电子标签可按通信协议互传信息,即阅读器向电子标签发送命令,电子标签根据命令将内存的标识性数据回传给阅读器。
RFID技术与互联网、通讯等技术相结合,可实现全球范围内物品跟踪与信息共享。
但其技术发展过程中也遇到了一些问题,主要是芯片成本,其他的如FRID反碰撞防冲突、RFID天线研究、工作频率的选择及安全隐私等问题,都一定程度上制约了该技术的发展。
传感器技术传感技术同计算机技术与通信技术一起被称为信息技术的三大支柱。
物联网感知层的关键技术感知层是物联网的基础,是联系物理世界与信息世界的重要纽带。
感知层是由大量的具有感知、通信、识别(或执行)能力的智能物体与感知网络组成.其主要技术有:传感器技术、RFID技术、二维码技术、Zig-Bee 和蓝牙技术。
1.传感器技术传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求.它是实现自动检测和自动控制的首要环节。
人是通过视觉、嗅觉、听觉及触觉等感官来感知外界的信息,感知的信息输入大脑进行分析判断(即人的思维)和处理,再指挥人作出相应的动作,这是人类认识世界和改造世界具有的最基本的本能。
但是通过人的五官感知外界的信息非常有限,例如,人总不能利用触觉来感知超过几十甚至上千度的温度吧,而且也不可能辨别温度的微小变化,这就需要电子设备的帮助。
同样,利用电子计算机特别象计算机控制的自动化装置来代替人的劳动,那么计算机类似于人的大脑,而仅有大脑而没有感知外界信息的“五官”显然是不足够的,中央处理系统也还需要它们的“五官"——即传感器。
基于传感器的传感器技术是对感知节点的不同定义与探索.比如一个温度传感器可以实时地传输它所测量到得环境温度,这是基于温度利用汞的液态与温差变化而形成的;声控灯安装在楼道之间,有人路过就亮,这是基于人走路时声音的分贝大小来进行控制;高速路上的收费站人们开车经过时,在地面的称重传感器会将车辆重量反馈给电脑,以便确认其是否超重,这是基于弹簧弹性收缩变化的张力长度来进行测量。
未来传感器技术可能是温度、湿度、声音、压力等物理参数,亦可以是氧气、二氧化碳等化学成分的含量等化学参数.把这些物理与化学集合而成的传感器是现在人们追求的技术,及机器人得目标。
2.RFID技术RFID(射频识别技术)是一门独立的将不同的跨学科的专业技术综合在一起,如高频技术、微波与天线技术、电磁兼容技术、半导体技术、数据与密码学、制造技术和应用技术等。
简述物联网的体系结构物联网(Internet of Things,简称IoT)是指通过各种信息传感器、射频识别技术、无线通信技术等手段,将现实世界中各种物理对象与互联网相连接,实现信息的互联互通和智能化控制的网络。
物联网的体系结构包括感知层、传输层、应用层等主要部分。
本文将简要描述物联网的体系结构。
感知层是物联网体系结构的最底层,主要负责物理世界信息的感知和采集。
这一层通常由各种传感器、执行器、智能设备等组成,用于收集环境中的各种信息,例如温度、湿度、光照等。
通过感知层,物联网可以实时获得物理世界的各种数据,并将其传输到上层的处理和应用层。
传输层位于物联网体系结构的中间层,主要负责数据的传输和通信。
在物联网中,由于连接的设备数量庞大且分布广泛,传输层需要采用适应物联网特点的通信协议和技术。
传输层的任务是将感知层收集到的数据进行整理和打包,并通过互联网或专用网络传输到应用层。
传输层的设计需要考虑数据传输的可靠性、实时性和安全性,以确保物联网系统的稳定运行。
应用层是物联网体系结构的最顶层,主要负责数据的处理和应用。
应用层通过分析传输层传来的数据,提取有用的信息,并根据需求进行相应的处理和应用。
应用层可以实现多种功能,包括环境监测、智能家居、智能交通等。
通过应用层的处理,物联网可以实现对物理世界的实时监测、智能控制和智能化决策。
除了以上三个主要部分,物联网的体系结构还涉及到安全机制、边缘计算等其他方面。
在物联网中,数据的安全性是一个非常重要的问题。
物联网系统中传输的数据包含大量的个人敏感信息,因此需要采取相应的安全措施,例如加密传输、身份认证等,以防止数据泄露和非法访问。
此外,随着物联网设备的智能化和复杂化,边缘计算的概念逐渐兴起。
边缘计算指的是将计算和数据处理的任务从云端转移到离数据源更近的边缘设备上,以减少数据传输延迟和网络负载,提高系统的响应速度。
综上所述,物联网的体系结构由感知层、传输层和应用层组成,其中感知层负责物理世界信息的感知和采集,传输层负责数据的传输和通信,应用层负责数据的处理和应用。
引言:物联网(InternetofThings,IoT)是指通过互联网将各种物理设备(如传感器、智能设备等)连接起来,实现数据的交互和共享,从而实现智能化的生活和工作。
而在物联网中,感知层技术发挥着至关重要的作用,它能够让物体具备感知、采集和传输数据的能力,为物联网提供基础数据支持。
本文将从引言概述、正文内容、总结几个方面,详细阐述物联网感知层技术的相关内容。
概述:物联网感知层技术是构建物联网的基础,它能够将物理世界和数字世界进行连接,实现物体间的智能交互。
感知层技术主要包括传感器技术、嵌入式系统技术、通信技术等。
在感知层技术中,传感器技术是最核心的一部分,它能够将物理世界的信息转化为数字信号,并通过通信技术将数据传输到云端或其他设备中进行处理和分析。
正文内容:一、传感器技术:1.传感器的基本原理:传感器是物联网感知层的核心设备,它能够将物理量转化为电信号,并输出给其他设备进行处理。
传感器技术的基本原理是根据物理量与电信号之间的相互作用关系来实现的,常见的传感器类型包括温度传感器、湿度传感器、光敏传感器等。
2.传感器的分类:根据传感器的工作原理和测量对象的不同,传感器可以分为接触式传感器和非接触式传感器。
接触式传感器需要与测量对象直接接触进行测量,非接触式传感器则不需要直接接触。
3.传感器的应用场景:传感器广泛应用于智能家居、智能工厂、智能交通等领域,能够实现环境监测、智能安防、智能物流等功能。
二、嵌入式系统技术:1.嵌入式系统的定义:嵌入式系统是指在其他系统中嵌入的计算机系统,通常包括硬件和软件两个部分。
嵌入式系统通过感知层设备上的嵌入式芯片来实现数据的采集和处理。
2.嵌入式系统的特点:嵌入式系统具有体积小、功耗低、响应速度快等特点,能够适应物联网中大规模的传感、控制和通信需求。
3.嵌入式系统的应用领域:嵌入式系统广泛应用于智能方式、智能家电、智能汽车等领域,能够实现智能化的数据处理和控制。
三、通信技术:1.通信技术的作用:物联网感知层需要通过通信技术将感知到的数据传输到云端或其他设备中进行处理和分析。
物联网的基本概念及组成物联网(Internet of Things,简称IoT)是指将各种物理设备与互联网进行连接,使其能够相互通信、收集和共享数据的网络系统。
物联网的概念源于对于智能化、自动化的需求和追求,通过将传感器、网络通信和计算能力与实际物体相结合,实现了让物体具备感知、识别和远程控制的能力。
物联网的组成主要包括以下几个方面:1. 感知层:物联网的感知层是物联网系统的基础,它通过传感器、识别设备等感知技术获取环境中各种信息。
传感器可以感知到物体的温度、湿度、压力等物理参数,能够将这些信息转化为数字信号,传输给其他设备进行处理和分析。
2. 通信层:物联网的通信层负责传输感知层采集到的数据,使其能够通过互联网与其他设备进行交互。
通信技术包括有线通信和无线通信两种方式,有线通信主要包括以太网、局域网等,而无线通信则包括Wi-Fi、蓝牙、ZigBee等。
3. 网络层:物联网的网络层负责对通过通信层传输的数据进行管理和传送。
网络层能够根据数据传输需求,选择合适的网络协议进行传输,同时负责网络拓扑的组织和动态调整。
4. 应用层:物联网的应用层是整个系统的最顶层,它使用网络层提供的数据,并利用数据进行相关的智能化处理和应用。
应用层可以根据不同的需求,开发出各种各样的应用程序,从而实现物联网在各行各业的应用。
除了上述的组成部分,物联网还需要支持一些关键技术的应用和解决方案,如数据存储和分析、安全与隐私保护、设备管理与维护等。
这些技术和解决方案的支持,是物联网能够正常运行和发展的重要保障。
物联网的应用范围广泛,涵盖了工业、农业、交通、医疗、智能家居等领域。
在工业领域,物联网可以实现设备间的远程监测和控制,提高生产效率和质量。
在农业领域,物联网可以帮助农民进行农田的智能化管理,提高农业生产效益。
在交通领域,物联网可以实现车辆之间的通信和协同,提高交通运输的安全性和效率。
在医疗领域,物联网可以实现医疗设备的远程监测和患者健康数据的实时传输,提高医疗服务的水平和效果。
物联网(Internet of Things,IoT)是新一代信息技术的重要组成部分,是物物相连的互联网。
物联网通常包括感知层、网络层、应用层。
从而它的技术体系则包括感知层技术、网络层技术、应用层技术、公共技术、传感器技术、RFID标签传感器技术等。
感知层技术:数据采集与感知主要用于采集物理世界中发生的物理事件和数据,包括各类物理量、标识、音频、视频数据。
物联网的数据采集涉及传感器、RFD、多媒体信息采集、二维码和实时定位等技术。
网络层技术:实现更加广泛的互连功能,能够把感知到的信息无障碍、高可靠性、高安全性地进行传送,需要传感器网络与移动通信技术、互联网技术相融合。
经过十余年的快速发展.移动通信、互联网等技术已比较成熟,基本能够满足物联网数据传输的需要。
应用层技术:主要包含应用支撑平台子层和应用服务子层。
其中应用支撑平台子层用于支撑跨行业、跨应用、跨系统之间的信息协同、共享、互通的功能。
应用服务子层包括智能交通、智能医疗、智能家居、智能物流、智能电力等行业应用。
公共技术:不属于物联网技术的某个特定层面,而是与物联网技术架构的三层都有关系,它包括标识与解析、安全技术、网络管理和服务质量(QoS)管理。
简单讲,物联网是物与物、人与物之间的信息传递与控制,在物联网应用中还有两项关键技术:传感器技术:这也是计算机应用中的关键技术。
大家都知道,到目前为止绝大部分计算机处理的都是数字信号。
自从有计算机以来就需要传感器把模拟信号转换成数字信号计算机才能处理。
RFID标签传感器技术:RFID技术是融合了无线射频技术和嵌入式技术为一体的综合技术,RFID在自动识别、物品物流管理有着广阔的应用前景。
物联网感知层感知控制信息识别技术
文/郭松在物联网的“感知层”需要解决的问题是如何利用现有物品的传感设备组成的系统,以最少的资金投入将物品的感知和控制信息识别出来。
通过物联网综合安全系统的应用例,可以更加直观地理解物联网的感知层信息识别。
在公共安全系统中有包括视频监控系统、防盗报警系统、门禁控制系统等的安防系统,消防火灾报警系统、电梯安全报警对讲系统等。
这三个安全系统分属安防、消防、电梯三个行业,每种系统都有物联网的应用方案,有些已经开始应用。
而物联网的应用不是单独一种物品或系统的物联网应用,它是可以实现多种类物品或系统能够相互信息交换。
物联网综合安全系统就是将用户现有的安防系统、消防系统、电梯安全系统等多种安全系统集成一起,实现感知、控制、管理一体化。
在物联网综合安全系统的“感知层”,视频监控系统的物品或传感设备有摄像机、硬盘录像机、视频矩阵,防盗报警的传感设备是报警探测器,门禁系统的读卡器,消防系统的火灾报警探测器,电梯安全系统的电梯数据采集器、5方报警对讲设备等。
这些传感设备有开关量信号传输方式、有RS485总线传输方式、消防24V总线传输方式、DTMF双音多频传输方式等,而每种厂家的传感控制设备传输协议又是不同的。
要将这些传感控制设备的感知和控制信息进行统一识别是物联网综合安全系统“感知层”要解决的关键问题。
物联网的应用需要政府支持,但物联网的运营是要通过给用户提供增值的服务,为使用者节省费用、增加收益,来获取收益的。
介绍一种物联网综合安全系统应用方案,在用户现有安全系统基础上,在不影响原有系统的正常使用,只需添加加很少费用的软硬件设备,用一个本地电脑将安防系统、消防系统、电梯安全系统等传感控制器的感知和控制信息的统一识别、统一控制,实现物联网“感知层”的建设。
对物联网的深入理解将助于开阔思路,开发和利用创新技术来实现物联网的应用。
本人将介绍物联网“感知层”、“网络层”、“应用层”的几项专利技术,希望有助于物联网的建设和发展。
物联网应用技术一:《设备数据比对转换系统》,发明专利申请号201120207496.1
如何解决物联网“感知层”物品感知信息和控制信息的识别?尤其是对已经使用中的传
感器的感知信息的识别,无疑是“感知层”最关键的问题。
任何一种传感控制设备无论是以有线或无线传输方式,无论是何种传输协议,都可能含有发送上行传感器的“感知信息”和接收下行执行设备的“控制信息”。
我们把传感设备和执行设备称为“感知识别控制器”SRC即Sensor-传感器,recognizes-识别,controller-控制器,以下简称SRC。
SRC可以是传感器,传感器和执行器,执行器。
例如在安防系统中红外报警探测器是一种传感器,消防报警系统中的输入输出模块具有传感器和执行器的功能即可感知报警信号又可接收控制信号,视频监控系统的视频矩阵是一种执行器,接收控制信息对视频图像的切换。
现有SRC的传输主要分有线和无线两种方式,有线方式有现场总线、M-BUS总线、24V 消防总线、开关量、PSTN等传输技术,无线方式有射频识别技术(RFID)、红外感应、GMS 短信等传输技术。
每种SRC都有对应的控制设备,如RFID的接收器、消防火灾报警控制器、门禁控制管理电脑。
《设备数据比对转换系统》是由控制电脑和感知控制转换器SCC(即Sensor—传感器,Control—控制,Convertor—转换器,以下简称SCC)组成。
它可以含有各种SRC的控制装置,收发有线传输方式的现场总线、M-BUS总线、PSTN、开关量等数据,也可以收发射频识别(RFID)、红外遥控、GSM短信等无线传输方式的数据。
SCC把接收的数据转换成可以与电脑相互通信的RS232、USB等统一的数据格式,这些数据传输到控制电脑。
每种SRC设备可能有数十种到数千种感知和控制指令,我们通过测试可以获得这些指令数据,并把这些数据存储到电脑中。
当一种SRC设备发出感知数据经过SCC传输到控制电脑,控制电脑不需要知道该数据是什么协议、多少字节、对协议进行解析,只要将接收的数据与控制电脑中存储的数据进行比对,找出对应的存储数据,从该数据单元的注释中,便可获知接收感知信息。
当我们要对SRC进行控制,在控制电脑中找出对应的控制数据,经过SCC转换成SRC 可接收的指令,实现对物品的控制。
例如,物联网综合安全系统,消防火灾报警探测器发送24V总线报警指令,控制电脑接收到数据后进行比对,找出长相一致的数据,获知是那个防区那只报警探测器发生报警;RFID无线感知器发送出的无线信号被接收装置接收后,转换成RS232数据,在控制电脑中进行数据比对,找出该数据,获取感知信息。
物联网综合安全系统的SCC转换器只需含有RS485数据格式控制模块、24V消防总线控制模块、开关量控制模块,收发数据经过不同的COM端口,实现与控制电脑进行信息交换,实现了对每个独立安全系统的SRC感知和控制
信息的识别。
在物联网综合安全系统的本地控制电脑可以模拟任何一个独立的安全系统的控制装置,实现对每个独立系统的统一控制和管理。
控制电脑可以模拟视频监控系统的管理软件、防盗报警管理软件、门禁系统的管理软件、消防系统的管理软件、电梯安全管理软件,实现统一
的安全管理。
对于不同的物联网应用项目,只要配不同型号的SCC设备即可获取物品的感知信息,另外SCC具备有执行器的控制功能,可接收控制信息,对物品的控制。
每个控制电脑可以连接多个系统的物品,每个控制电脑只需要1个动态IP地址即可实现每个物品的感知和控制信息与物联网管理平台服务器信息交换,解决了物联网IP地址占用量大的问题。
该项技术解决了“感知层”不同物品感知和控制信息的识别,可以应用于不同的物联网项目,并为“网络层”的统一数据传输协议的确定打下了基础。