物联网体系架构的详细解释
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物联网体系结构物联网(Internet of Things)是指通过各种传感器和通信设备连接物体,使之能够互相沟通和交互,从而实现信息的收集、传输和处理。
物联网的核心组成部分是其体系结构,即通过各个层次和组件的有机组合,构建一个完整的物联网系统。
本文将介绍物联网体系结构的基本架构和主要组成部分。
一、边缘层边缘层是物联网体系结构的最底层,也是最接近物体的一层。
它包括各类传感器、执行器以及相关的通信、存储和处理设备。
传感器负责感知环境中的各种参数和状态,并将其转化为数字信号;执行器则负责根据指令执行相应的操作。
边缘设备通过无线或有线网络与上层网关进行通信,传输采集到的数据和接收控制指令。
二、网关层网关层是连接边缘设备和核心网络的桥梁,在整个物联网体系结构中起到重要的作用。
它负责实现不同通信协议之间的转换和数据格式的处理,以便边缘设备能够与上层的网络进行交互。
网关层还可以具备一定的存储和计算能力,用于边缘数据的缓存和预处理。
同时,网关层也承担着数据安全和隐私保护的责任,通过身份验证和加密等手段保护物联网系统的安全。
三、核心网络层核心网络层是物联网的中间层,负责连接各个网关和云平台、应用程序等核心组件。
它采用各种通信协议和网络技术,实现不同设备之间的互联互通。
核心网络层也具备一定的路由和转发能力,用于数据的分发和传输。
此外,核心网络层还要满足物联网系统对带宽、延迟和可靠性等性能指标的要求,保证数据的快速和可靠传输。
四、云平台层云平台层是物联网的上层,负责数据的存储、处理和分析。
它提供了丰富的云服务和应用程序接口(API),使开发者可以基于物联网数据进行应用开发和创新。
云平台层具备强大的计算和存储能力,可以处理和分析海量的数据,并提供实时的决策支持。
同时,云平台还提供了对物联网系统进行远程管理和监控的功能,方便用户对设备进行集中控制和维护。
五、应用层应用层是物联网体系结构的最顶层,是向用户提供服务和功能的界面。
物联网标准体系架构物联网(Internet of Things, IoT)是指利用互联网技术,将传感器、执行器、通信设备等各种物品连接起来,实现信息的感知、识别、定位、追踪、监控和管理的智能化网络。
物联网的发展对标准化提出了更高的要求,因为标准化是物联网应用的基础和保障,是实现物联网互联互通的重要手段。
物联网标准体系架构是指在物联网领域内,为了规范和统一物联网技术、产品、服务和管理而建立的标准体系框架。
一、物联网标准体系架构的基本原则。
1. 开放性原则。
物联网标准体系架构应当具有开放性,充分考虑各种不同技术体系和标准的融合,促进不同物联网系统之间的互联互通。
2. 综合性原则。
物联网标准体系架构应当具有综合性,包括物联网技术、产品、服务和管理等多个方面,形成一个完整的标准体系。
3. 先进性原则。
物联网标准体系架构应当具有先进性,及时吸收和反映新技术、新产品、新服务和新管理方法的发展趋势,推动物联网标准的不断更新和完善。
二、物联网标准体系架构的主要内容。
1. 物联网技术标准。
物联网技术标准是物联网标准体系架构的核心内容,包括物联网感知层、传输层、应用层等多个方面的标准。
感知层标准主要包括传感器、执行器、无线通信等技术标准;传输层标准主要包括物联网通信协议、网络技术标准;应用层标准主要包括物联网应用接口、数据格式、安全标准等。
2. 物联网产品标准。
物联网产品标准是物联网标准体系架构的重要组成部分,包括物联网设备、终端、网关、平台等产品的标准。
产品标准主要包括产品规范、性能要求、测试方法、认证标识等。
3. 物联网服务标准。
物联网服务标准是物联网标准体系架构的重要内容,包括物联网应用服务、管理服务、定位服务等多个方面的标准。
服务标准主要包括服务规范、服务质量、服务流程、服务接口等。
4. 物联网管理标准。
物联网管理标准是物联网标准体系架构的关键内容,包括物联网资源管理、安全管理、性能管理等多个方面的标准。
管理标准主要包括管理规范、管理体系、管理方法、管理工具等。
物联网体系架构总结汇报物联网体系架构总结物联网是指通过互联网将传感器、执行器和其他设备连接起来,实现智能化和自动化的系统。
其架构是物联网系统的基础,能够提供高效、可靠和安全的通信和数据处理能力。
物联网体系架构主要包括四个层次:感知层、传输层、网络层和应用层。
感知层是物联网中最底层的一层,主要负责感知和采集物理世界中的信息。
这些信息由各种传感器和执行器收集,并通过物理接口传输到下一层。
在感知层中,各种类型的传感器可以用于监测环境参数、生产数据、安全状况等。
执行器则用于根据传感器的数据来执行相应的操作。
感知层设备通常是低功耗、小型化的,并且需要具备一定的智能化和自适应能力。
传输层是物联网中的重要一层,主要负责将感知层中采集的数据传输到网络层。
传输层需要提供可靠、高效和安全的通信机制。
目前常用的传输技术包括蓝牙、ZigBee、Wi-Fi、以太网等。
传输层还需要支持多种传输协议,如TCP/IP、MQTT、CoAP等,以满足不同应用场景的需求。
此外,传输层还需要考虑设备的互操作性和可扩展性,以支持不同厂商和设备的联接和协同工作。
网络层是物联网中的核心层,主要负责数据的处理和转发。
网络层包括多个网关,这些网关负责收集和处理感知层的数据,并将其传输到云端或其他应用层设备。
网络层还需要支持多种网络协议,如IPv4/IPv6、6LoWPAN等。
此外,网络层还需要具备自动路由、负载均衡和故障恢复等功能,以确保数据的可靠传输和高效处理。
应用层位于物联网整个架构的最顶层,主要负责应用场景的实现和业务功能的提供。
应用层需要根据具体需求选择合适的应用协议和接口。
常见的物联网应用包括智能家居、智能交通、智慧城市等。
应用层需要提供友好的用户界面和操作方式,以便用户能够方便地使用和管理物联网系统。
总结而言,物联网体系架构是一个由感知层、传输层、网络层和应用层组成的层次结构。
感知层负责感知和采集物理信息,传输层负责数据的传输,网络层负责数据的处理和转发,应用层负责具体应用场景的实现。
物联网的架构和关键技术物联网(Internet of Things, IoT)是指将各种物理设备与传感器通过互联网连接,实现信息的传输与交互。
它的出现使得各种设备可以实现相互联通,不再是孤立的存在。
本文将介绍物联网的架构和关键技术。
一、物联网的架构1.感知层:感知层是物联网的基础,它包括各种传感器、执行器和物理设备。
这些设备负责感知环境中的信息,并将数据采集传输给物联网平台。
2.网络层:网络层负责将感知层中采集到的数据进行传输并连接各个设备。
其中包括无线传输技术、有线传输技术和卫星通信等。
3.平台层:平台层是物联网的核心部分,它负责数据的处理和存储,并提供给上层应用使用。
常见的物联网平台包括云计算平台、大数据平台等。
4.应用层:应用层是物联网最终对用户提供服务的一层,它通过对物联网平台的访问,实现各种应用功能。
比如智能家居、智慧物流、智慧城市等。
二、物联网的关键技术1.传感技术:物联网依赖于各种传感器来获取环境中的信息。
传感技术包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器等。
这些传感器能够将环境中的参数转化为电信号,并通过无线或有线传输技术传输给其他设备。
2.通信技术:物联网中各个设备之间需要进行数据的传输和通信。
常见的通信技术包括蓝牙、WiFi、ZigBee等。
这些技术能够实现设备之间的无线连接,使得数据能够快速地传输和交互。
3.云计算技术:云计算技术在物联网中起到了重要的作用。
它能够提供数据的存储和处理能力,使得物联网中的大量数据能够被有效地处理和存储。
同时,云计算技术还可以为上层应用提供强大的计算能力。
4.安全技术:由于物联网中涉及到的设备和数据非常庞大,因此安全问题成为物联网发展的重要考虑因素。
安全技术包括身份认证、数据加密、物理安全等。
这些技术能够保护物联网中的数据和设备不受到恶意攻击和非法访问。
5.大数据技术:物联网中产生的数据非常庞大,对数据的处理和分析成为了一个重要的问题。
大数据技术能够对物联网中的数据进行高效的存储、分析和挖掘,从中发现有价值的信息,为决策提供支持。
物联网的结构体系物联网(Internet of Things,简称IoT)是指通过将传感器、无线通信技术、云计算、大数据等技术与物体连接起来,实现物理世界与数字世界的互联互通。
物联网的快速发展使得各行各业都纷纷应用其技术,从而构建起复杂而庞大的结构体系。
本文将从物联网的组成部分、网络架构、数据处理和应用层面等方面进行论述,揭示物联网的结构体系。
一、物联网的组成部分物联网的组成部分包含物体、传感器、网络和应用四个主要方面。
1. 物体物体是指连接到网络中的实体,包括各类设备、传感器、智能终端等。
这些物体能够感知、收集和处理数据,并通过网络与其他物体进行通信。
2. 传感器传感器是物联网中的关键技术之一,用于感知物理世界的各种信息,如温度、湿度、光强等。
传感器能够将感知到的数据转换成可传输的数字信号,并通过网络发送到其他设备进行处理。
3. 网络物联网的网络是实现物体之间互联互通的基础设施。
它包括传输介质、通信协议和网络拓扑结构等要素。
常用的物联网网络包括无线传感网、蜂窝网络、以太网等。
4. 应用物联网应用是物联网的核心价值所在,它通过对感知数据的分析和处理,实现对物体的远程监控、智能控制和数据分析。
物联网应用广泛应用于智慧城市、智能交通、农业环保等领域。
二、物联网的网络架构物联网的网络架构是指物体之间的连接方式和关系。
常见的物联网网络架构有集中式架构、边缘计算架构和分布式架构。
1. 集中式架构集中式架构是指物联网中心节点负责接收、处理和分发感知数据。
这种架构适用于规模较小、数据量较少的场景,但缺点是中心节点容易成为单点故障。
2. 边缘计算架构边缘计算架构是指将计算任务从云端下沉到网络边缘,实现数据近端处理和响应。
这种架构具有低延迟、高可靠性的优势,并适用于物联网应用对实时性和隐私保护要求较高的场景。
3. 分布式架构分布式架构是指将计算和存储任务分发到多个节点中进行处理。
这种架构具有高可伸缩性和高容错性的特点,能够满足大规模物联网应用的需求。
物联网的结构一、物联网的概述物联网(Internet of Things,简称IoT)是指通过互联网络将各种物理设备、传感器、软件等连接起来,实现信息的传递和共享。
它可以使各种设备互相通信,并通过云计算平台进行数据处理和分析,从而实现智能化的管理和控制。
物联网的结构是物联网系统的基础,本文将从物联网的组成和架构两个方面来探讨物联网的结构。
二、物联网的组成1. 感知层感知层是物联网的基础层,主要由各种传感器和执行器组成。
传感器可以通过采集环境信息、物体参数等方式将实时数据转换为电信号,并传输给上层设备。
执行器可以根据上层设备发送的指令,控制物体的运行状态。
感知层的设备通常具有低功耗、低成本和小体积等特点,能够实现对物体的实时监测和远程控制。
2. 网络层网络层负责物联网内各个设备之间的通信,包括设备与设备之间的直接通信和设备与云端平台之间的通信。
物联网的网络层采用各种无线通信技术,如WiFi、蓝牙、ZigBee等,可以根据不同的需求选择合适的通信协议和网络拓扑结构。
网络层的设计需要考虑到网络的可靠性、带宽、延迟等因素,以满足物联网系统对数据传输的需求。
云平台层是物联网的核心部分,主要负责数据的存储、处理和分析。
它集成了各种云计算技术和大数据分析算法,能够对从感知层和网络层传输过来的海量数据进行实时处理和深度挖掘。
云平台层可以根据用户的需求提供不同的服务,如数据分析、监测预警、智能控制等,实现对物联网系统的智能化管理。
三、物联网的架构物联网的结构可以分为三层:感知层、网络层和应用层。
这三层之间通过各种协议和技术实现数据的传输和交互。
1. 感知层感知层是物联网的底层,负责采集环境信息和物体状态。
感知层包括各种传感器和执行器,它们可以将采集到的数据转换成电信号,并通过网络层传输到上层设备。
感知层的设备通常分布在各个环境中,如农田、工厂、家庭等,能够实时监测环境的温度、湿度、水质等参数,以及物体的运行状态。
物联网的结构体系1 物联网概述物联网(Internet of Things,IoT)是一个描述互联物体的新兴网络技术。
这些互联物体具有多个感测器、小型处理器和联网芯片,可以自动收集和分析周围环境的数据,从而实现自动化控制和自动传输数据。
物联网运用先进技术,如无线、网络传输和分发技术,就可以将远程物体与互联网相连接,实现联网控制和服务。
2 物联网结构体系物联网结构体系是指通过物联网技术,组建不同物体之间的连接和交互架构,目的是进行全面的智能连接和智能管理,实现智慧生活和智能安保的发展。
物联网结构体系由多个物联网组件构成。
物联网组件包括传感器模块、网络接口、无线传输模块,以及物联网设备的维护系统等。
传感器模块的设计包括各种传感器和处理器,可以实现自主采集和分析环境信息。
网络接口是物联网互联网的中心,可以实现跨设备间的数据、命令传输,及分布式网络访问等功能。
无线传输模块可以实现高速、大容量的传输,包括无线传感器网络和蜂窝网络等。
3 物联网的优点物联网结构提供了一种由物体互联而形成的数字化和智能化的开放系统,它能够实现智能控制、流程自动化和追踪监控等功能、实现无线射频识别、智能改造和大数据分析等效果。
物联网具有许多优势,首先,物联网能够实时获取和传输物体之间的数据,从而可以便捷的实现物体或领域的联网。
其次,它允许众多设备之间形成一种共性的网络,从而使得用户可以通过这种网络进行全面的控制、传输数据和信息。
此外,物联网还可以实现智能安保,可大大提高企业的生产管理效率和节约经济成本。
4 物威网安全问题物联网安全是一个复杂和敏感的问题,有几个因素可能影响物联网的安全性。
首先,无线传输技术是物联网实现无线控制和传输信息的关键技术,它面临着被攻击者窃取、拒绝服务和其他类型的威胁,因此物联网系统应考虑有效的安全保护技术。
其次,物联网设备的安全性也是一个值得考虑的问题,物联网设备上可能会安装恶意软件,因此应当采取高级的防护措施。
物联网技术体系架构一、引言物联网技术体系架构是指构建物联网系统所需的技术、标准和协议等的整体架构。
随着物联网的快速发展,其在各个领域的应用也越来越广泛。
在实际应用中,为了实现物联网系统的高效、可靠和安全运行,需要建立一个完善的技术体系架构。
本文将介绍物联网技术体系架构的基本概念、关键技术和应用场景等内容。
二、物联网技术体系架构概述1.1 物联网技术体系架构定义物联网技术体系架构是指将各种传感器、终端设备、网络通信设备以及数据处理平台等有机地结合在一起,形成一个完整且高效运行的系统框架。
它包括了从数据采集到数据传输再到数据处理和应用等各个环节。
1.2 物联网技术体系架构特点(1)分布式结构:由于涉及到大量终端设备和传感器节点,因此物联网系统具有分布式结构特点。
各个节点之间需要进行有效地通信和协作。
(2)大规模连接:由于物联网系统涉及到大量的终端设备和传感器节点,因此需要支持大规模的设备连接和管理。
(3)异构性:物联网系统中的终端设备和传感器节点来自不同的厂商,因此需要支持不同设备之间的互联互通。
(4)安全性:物联网系统中涉及到大量的敏感数据,因此需要采取有效的安全措施来保护数据的安全性。
三、物联网技术体系架构关键技术3.1 传感器技术传感器是物联网系统中数据采集的重要组成部分。
通过传感器可以实时采集到各种环境信息,如温度、湿度、压力等。
目前,各种类型的传感器已经得到了广泛应用,并且不断发展出更加先进和高效的传感器技术。
3.2 通信技术通信技术是实现物联网系统各个节点之间信息交互和协作的关键。
目前,常用于物联网通信的技术包括无线通信、蓝牙、ZigBee等。
这些通信技术具有高效、低功耗等特点,并且可以满足不同应用场景下对于带宽和延迟的要求。
3.3 数据处理技术物联网系统中产生的数据量非常庞大,因此需要采用高效的数据处理技术来对数据进行分析和处理。
目前,常用的数据处理技术包括大数据分析、人工智能等。
这些技术可以对大量的数据进行有效地挖掘和分析,从而提取出有价值的信息。
物联网体系架构物联网的英文名称为"The Internet of Things” 。
通过英文名称可见,物联网就是“物物相连的互联网”。
这有两层意思:第一,扩展到了任其用户端延伸和何物品与物品之间,进行信息交换和通信;第二,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础之上的延伸和扩展的一种网络。
因此,物联网的定义是通过射频识别(RFID)装置、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、跟踪、定位、监控和管理的一种网络。
物联网的整个结构可分为射频识别系统和信息网络系统两部分。
射频识别系统主要由标签和读写器组成,两者通过RFID空中接口通信。
读写器获取产品标识后,通过internet或其他通讯方式将产品标识上传至信息网络系统的中间件,然后通过ONS解析获取产品的对象名称,继而通过EPC信息服务的各种接口获得产品信息的各种相关服务。
整个信息系统的运行都会借助internet的网络系统,利用在internet基础上的发展出的通信协议和描述语言。
因此我们可以说物联网是架构在internet 基础上的关于各种物理产品信息服务的总和。
从应用角度来看,物联网中三个层次值得关注,也即是说,物联网由三部分组成:一是传输网络,即通过现有的互联网、广电网络、通信网络等实现数据的传输与计算。
二是传感网络,即以二维码、RFID、传感器为主,实现对“物”的识别。
三是应用网络,即输入输出控制终端。
EPC系统是一个非常先进的、综合性的和复杂的系统。
其最终目标是为每一单品建立全球的、开放的标识标准。
它主要由信息网络系统、射频识别系统及全球产品电子代码(EPC)体系三大部分组成。
(1)EPC编码标准EPC编码是EPC系统的重要组成部分,它是对实体及实体的相关信息进行代码化,通过统一并规范化的编码建立全球通用的信息交换语言。
(2)EPC标签EPC标签是装载了产品电子代码的射频标签,通常EPC标签是安装在被识别对象上,存储被识别对象相关信息。
标签存储器中的信息可由读写器进行非接触读/写。
EPC系统特点(1)开放的体系结构EPC系统采用全球最大的公用的刀又TERNET网络系统。
这就避免了系统的复杂性,同时也大大降低了系统的成本,并且还有利于系统的增值。
梅特卡夫(Metcalfe)定律表明,一个网络大的价值是用户本系统是应该开放的结构体系远比复杂的多重结构更有价值。
(2)独立的平台和高度的互动性EPC系统识别的对象是一个十分广泛的实体对象,因此,不可能有那一种技术适用所有的识别对象。
同时,不同地区,不同国家的射频识别技术标准也不相同。
所以开放的结构体系必须具有独立的平台和高度的交互操作性。
EPC系统网络建立在INTERNET网络系统上可以与INTERNET网络所有可能的组成部分协同工作(3)灵活的可持续发展的体系EPC系统是一个灵活的开放的可持续发展的体系,可在不替换原有体系的情况下就可以做到系统升级。
整体的EPC网络操作依赖于RFID 系统和网络应用系统的介入,使产品信息有效的传播。
安装在不同需求链环境的解读器可以读取标签中储存的产品数据。
因此供应链数据可以通过网络及时地检查、更新或者交换信息。
EPC编码编码标准EPC码是新一代与EAN/UPC码兼容的编码标准,在EPC系统中EPC编码与现行GTIN相结合,因而EPC并不是取代现行的条码标准,而是由现行的条码标准逐渐过渡到EPC标准或者是在未来的供应链中EPC和EAN.UCC系统共存。
EPC中码段的分配是由EAN.UCC来管理的。
在我国,EAN.UCC系统中GTIN编码是由中国物品编码中心负责分配和管理。
同样,ANCC也即将启动EPC服务来满足国内企业使用EPC的需求。
EPC码是由一个版本号加上另外三段数据(依次为域名管理者、对象分类、序列号)组成的一组数字。
其中版本号标识EPC的版本号,它使得EPC随后的码段可以有不同的长度;域名管理是描述与此EPC相关的生产厂商的信息。
第四章物联网在家庭中应用随着时代的发展,中国已经逐步进入了老龄化社会,以后我们社会面临的现状将是一对年轻的夫妻,在照看自己小孩的同时,还要照看2~6对老人,这就为全社会出了一个难题。
每家都雇保姆,显然不现实;那么,只能通过科技的手段来解决这个问题了,靠提高家庭的生活品质、方便家庭与外界的信息交互、用传感节点感知家里发生的情况等,这就为家庭物联网的实现奠定了社会基础。
物联网的概念正大行其道,也使人们看到了社会未来的发展趋势,然而物联网大部分却停留在概念阶段,真正规模应用还有待时日。
家庭区域相对狭小、需求比较明确,最有可能优先实现物联网的应用。
它不只是现代家庭现实的需要(照看老人、孩童),更是人们日益增强的家庭安全家庭物联网应用领域寒冷的冬季,供暖系统使北方城市家庭充满温暖,而当白天大部分人离家上班的时候,空空的房间仍温暖如春。
我们需要一个智能化的供暖控制系统。
在生产安全领域,在食品卫生领域,在工程控制领域,在城市管理领域,在人们日常生活的各个方面,甚至在人们的娱乐活动中,都需要建立随时能与物体沟通的智能系统。
通过装置在各类物体上的电子标签(RFID),传感器、二维码等经过接口与无线网络相连,从而给物体赋予智能,可以实现人与物体的沟通和对话也可以实现物体与物体相互间的沟通和对话。
在电度表上装上传感器,供电部门随时都可知道用户的用电情况,实现用电检查、电能质量监测、负荷管理、线损管理、需求侧管理等高效一体化管理,一年来降低电损。
在电梯装上传感器,当电梯发生故障时,无需乘客报警、电梯管理部门会借助网络在第一时间得信息,以最快的速度去现场处理故障。
发展历程1999年,物联网的概念就已被提出,10年间,世界各国都在加紧研究。
物联网的发展共分为四个阶段:第一个阶段是大型机、主机的联网,第二个阶段是台式机、笔记本与互联网相联,第三个阶段是手机等一些移动设备的互联,第四阶段是嵌入式互联网兴起阶段,更多与人们日常生活紧密相关的应用设备,包括洗衣机、冰箱、电视、微波炉等都将加入互联互通的行列,最终形成全球统一的“物联网”。
对于互联网来说,20世纪80年代是黄金时代,这段时间出了一个知名的人物——鲍勃•卡恩(BobKahn),他被人们称为互联网之父(被赋予同样称呼的人还有好几个)。
在为互联网做出卓越贡献的同时,他也非常有远见的为另一个始于上世纪80年代的项目——分布式传感网(DistributedSensorNet,简称DSN)——做了奠基。
在那个年代,传感器远比我手上的这个大得多,要用一辆卡车来拉。
这么大的传感器作为一个个节点组织在一起,通过微波彼此相连,就组成了传感网。
庞大的传感器在体积方面跟不上人们对其功用上的期望,于是研究者们就开始思考能不能把它做得小一点、再小一点。
于是,在上世纪90年代,“智能微尘”(SmartDust)这个很有意思的概念出现了,提出者是KrisPister,他是加州大学伯克利分校的教授。
这一概念认为可以将计算和通讯集成在约1~2平方毫米的超微型传感器中,用以对周围环境的参数进行探测。
其核心的成分是微电机系统(Micro-Electro-MechanicalSystem,简称MEMS;这个概念在当时引起非常大的轰动),该系统中可以集成很多和机械有关的传感器。
当时KrisPister这批人有一个幻想——在蒲公英上面悬挂一个传感芯片,蒲公英飞到哪里就探测哪里的信号,再把信号传递回来。
虽然只是一个假想,但当时真有科学家信心百倍地投入其中,并且还把所需的数据算出来了。
比如有空气动力学专家计算出了芯片应有的重量等等。
在2001年,加州大学伯克利分校的实验室真做出了这种理想中的芯片雏形,比米粒还小,可谓“细如发丝,薄如蝉翼”。
他们送给了我一个,当时我还精心包装了一下。
可惜最近找不到了,特别遗憾。
倘若芯片里面还有电留存的话,说不定我就能通过网络定位到它的“安身之所”了。
在这一时期,有三所高校和研究机构在传感器领域处于领军地位,一是加州大学伯克利分校(以KrisPister为代表,他们提出了“智能微尘”理论),另外两个是加州大学洛杉矶分校(他们提出了“微无线技术”)和施乐帕克研究中心(XeroxPARC)。
施乐帕克研究中心的团队主要由我带领,我们做的是传感信息处理和“智能物质”(SmartMatter),希望能把计算、微电机系统放到物理世界中,与“智能微尘”也有非常紧密的联系。
自本世纪初以来,对于传感的研究越来越受到人们的重视,有很多学校和大公司的研发机构开始进行了类似的研究,并有许多新兴公司借此东风异军突起。
将传感器连接成“网”或“系统”,就成了传感网。
除了传感网以外,类似的概念也相继提出,比如“CyberPhysicalSystem”和“InternetofThings”(简称IOT)。
相较而言,IOT的概念在提出的初期更接近于日常生活,比如常见的RFID(RadioFrequencyIdentification,射频识别)技术就是它的一部分。
关于传感网和物联网的历史,若从大的传感器开始算起,传感网诞生至今应有30年了;而若从微传感网(MicroWirelessSensorNetwork)来说,应该仅有15至20年:微传感网始于上世纪90年代,那个时期的人们刚刚提出“微电机系统”的概念,试图把传感器和计算机处理和通讯全部都集成在一个芯片上,即“智慧微尘”。
其实传感器的历史,归结起来就八个字——从大到小,以点到面。
这八个字看似简单,但做起来却是困难重重——要想让传感器真正“飞入寻常世界中”,它必需在体积、造价、能耗等方面进行“瘦身”,这样它才真正能够进入到物理世界。
然而,造型的缩小并不是传感进入生活的唯一条件,还需要互联网技术的配合以实现从点到面的网际联系。
就IP地址而言,物联网应采用IPv6(IPv4必然不够),它有128位两进制的IP网址数,这相当于给世界上的每个沙粒都赋予了一个 IP地址。
唯有当所有的物体都有一个属于自己的IP的时候,物联网才能真正实现。
总而言之,物联网的实现需要这两方面的相辅相成:一是利用微处理技术(micro-fabrication),提高集成度;其二是运用IP技术,以提供足够丰富的网址。
面临的问题国内智能家居市场存在很多问题。
1、进入门槛较高,一般一次性投入要1、2万元,这就大大限制了中等收入以下人群的购买需求。
2、功能华而不实,很多都是遥控个灯光、音响,需求跟投入不成比例。
3、生搬硬套,将原来很多工业上使用的东西直接照搬到家庭里,缺少人性化,不能完全适合家居生活需要。
4、很多智能家居企业缺少核心技术,东拼西凑,组成个系统就推广,导致成本增高、企业竞争力下降。