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即将被281亿个传感器包围,你却不懂物联网技术?

http://www.secu.hc360.com2017年06月19日09:11 来源:束小书T|T

    慧聪安防网讯 虽然物联网的概念在20世纪90年代才被提出,但实际上相关的技术很早就产生了,例如传感器、无线通信网络等,并且至今发展已趋成熟。

即将被281亿个传感器包围,你却还没弄懂物联网技术?

    物联网形式多样、技术复杂、牵涉广泛,根据信息生成、传输、处理和应用的不同技术属性,业界通常把物联网分为四层:感知识别、网络构建、管理服务和综合应用。

    第一、感知识别层

    顾名思义,是对周围环境感知和的技术,是联系物理世界和信息世界的纽带。它包括感知识别设备(例如RFID标签、NFC芯片、二维码等)和传感设备(例如传感器、GPS、智能设备等)。

    1)RFID和NFC

    RFID,即无线射频识别技术,最早出现在20世纪80年代,主要应用在传输业和访问控制,它的优点在于无需接触即可完成识别。RFID的出现对于计算机自动识别技术来讲是一个革命,因此在物联网发展的前十年里,RFID几乎就是物联网的代名词。我国也早在20世纪90年代就开始了RFID技术的研究和探索,已在ETC(电子收费系统)、路桥管理、电子证照身份识别等领域开始了规模应用。

    进入21世纪,RFID又在农业的溯源管理、工业的安全监控、物流的邮政包裹和民航行李等领域开始试点,成效显著。虽然由于标准、成本、安全等方面存在不完善的地方,RFID技术的大规模应用离实现物联网的终极目标还有一段距离,但随着政策、法律、标准化问题的解决,RFID在各行各业的商用价值将进一步被挖掘,为物联网带来“革命性”的改变。

    NFC,即近场通信,技术起源于RFID,是RFID高频(13.56MHz)的延伸应用,工作有效距离只有10厘米。NFC采用了双向的识别和连接,可以用作非接触式智能卡、智能卡读写器终端以及设备对设备的数据传输链路。主要应用场景包括门禁、检票、移动支付、两台NFC设备之间交换图片等。NFC为大众广为所知是ApplePay在中国的上线,而NFC最重要的应用场景也是移动支付。但由于NFC需要双向都有支持的终端设备,因此发展相对缓慢,也许只有等到各种基础设施对于NFC支持的越多,其价值才能够最大程度的体现。

    2)传感器

    传感器作为感知世界的设备,在物联网中发挥了重要的作用。传感器已经渗入到人们生活的方方面面,业务广泛应用于工农业、医疗卫生、环境保护等领域,大大提高了人类认识世界和改造世界的能力。

    传统传感器数据处理与分析能力有限,网络化和智能化的程度不高。但随着微电子机械系统(MicroElectroMechanicalSystems,MEMS)和超大规模集成技术(VeryLargeScaleIntegratedcircuits,VLSI)的发展,使现代传感器“微型化”、“智能化”和“网络化”。

    对于现代传感器,功耗、唤醒时间、所用的通信协议、传输距离、电池续航能力是影响传感网络发展的关键因素。只有做到低成本、微型化、低功耗、扩展性强和鲁棒性高,传感器在物联网中的作用才会越来越大,越来越多的应用到各个行业的场景中去。

    第二、网络构建层

    网络构建即是我们所说的“连接”,物联网的设备是通过什么连接到网络的?其实物联网的网络种类繁多,Wi-Fi、蓝牙是我们经常提到并使用的,还有高速的、高频的、低频的、低功耗的等等。完美的物联网连接应该是低功耗、长距离并高带宽(传输大量数据)的,但这种完美的连接并不存在。如何平衡功耗、传输距离和带宽则成为开发人员需要专注的问题。

    我们根据功耗、距离和带宽的高低划分,将现有的各种连接方式分为以下三大类:

    1)高功耗、长距离、高带宽

    要远程发送大量数据,需要很大的功率,一个很好的例子就是智能手机,它可以远程接收和传输大量数据(例如视频),但是你需要1-2天就充一次电。符合这个类别的网络连接包括蜂窝连接和卫星连接。当传感设备在基站的覆盖范围时就可以使用蜂窝网络,但对于诸如海上这种没有基站覆盖的地方,卫星通信就变的非常重要了。

    需要长距离通信的物联网设备可以使用GSM、3G或4G蜂窝通信。但目前使用4G发送大量数据的成本还是很高的,而且设备会消耗太多的电量。5G网络出现后将对物联网的发展产生革命性影响,届时5G这个完整统一且庞大的移动通信网络,可以用最快、最可靠和最有效的方式连接数十亿台设备,海量的“物体”将实现无线联网。物联网将会达到超低时延、高效连接、低成本、低功耗、高可靠性、全地域覆盖,将彻底重塑和改变我们的世界。

责任编辑:刘文娟

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