物联网的定义与未来发展趋势 在这里.doc

物联网的定义与未来发展趋势人们总是对美好的事物有比较高的要求物联网(ofThings,简称IoT)一词也有人称作IoE(ofEverything),最早在1999年由麻省理工学院自动化识别系统中心(MITAutoIDCenter)创办人之一 KevinAshton介绍相关概念时提到:物联网有改变世界的潜能,就像互联网一样,甚至更深远。二、发展1997年,负责P&G〈Procter&Gamble〉保养品营销的KevinAshton在几次的巡视中,注意到英国零售商在榛果油唇膏总是缺货,他尝试找寻方法解决,并尝试引入无线识别系统〈RFID〉管理P&G供应链,虽然当时RFID单价成本颇高,但他知道在量产之后,可以有效压低成本,也就是说只要P&G大量购入就可以搭到成本摊平,最后也成功改善供应链相关问题。一年之后,Ashton出任麻省理工学院自动化识别系统中心的执行官〈ExecutiveDirector〉,并在来年提出物联网一词;至今仅经过十多年,物联网算是起步不久,同时面临许多挑战的应用。三、架构物联网中,资料由底层的感测节点收集,并交给感测汇聚节点以提供上层运算设备,或是进一步传送至云端网络作为分享、储存或再运算使用,整个系统架构可能有许多种形式,不仅限于图一所示。图一、感测网络阶层图不过常见物联网架构为欧洲电信标准组织(municationsStandardsInstitute,ESTI)所整理之三层式体系结构,如图二所示。其中包含最底层感知层、中间层、网络层以及最上层“应用层”。感知层为物联网发展的基础,其中包含各种感测与通讯能力的设备,借助感知和监测环境信息,如声音、温度、湿度、亮度、速度等等,并使相关信息能传达至网络层;而网络层扮演搜集所有节点装置,包含各种有线与无线网络技术,必要时整合异质网络,将信息汇流到物联网专属的运算中心进行处理;应用层以客户需求分析感知数据,用来提供各领域各种应用。图二、物联网ESTI三层式体系结构(一)感知层此层多以传感器为基础,一般的传感器为物理设备,能够探测外界的信号,其原理为通过感应组件监测到可被测量的化学变量、物理变量等等信息,然后经由转换组件将相关信号变为电子讯号,也就是将一种能量转换为另一种能量的形式。常见传感器类型有声音传感器、车用传感器、化学物品传感器、电磁传感器、流体传感器、粒子传感器、导航传感器、电子罗盘、加速度传感器、光感测组件、压力传感器、力学传感器、密度传感器、温度传感器等等。可以看见传感器多为特定敏感组件,根据目的选择适合的传感器,则我们可以针对场景侦测、储存收集到感兴趣的许多信息,再透过网络层传播至用户或供应用系统运算使用。(二)网络层为了彼此分享信息,必须使各组件能够存取因特网,物联网中的通讯技术是构筑在大家所熟悉的网络为基础,且由于环境关系,多是以各种无线网络进行通讯,如短距离无线技术(范围约数公尺至数百公尺)的蓝牙Bluetooth、无线射频识别系统RFID、近场通讯NFC、超宽带UWB、WiFi、ZigBee或是红外线传输等等;长距离无线技术(范围以公里等级起跳)的3G、WiMax、LTE等等。由以上无线技术可知,各感测组件有多种通讯方式可供彼此共享信息,虽然,各无线通信的协议不尽相同,但只要以异质无线网络网关设计整合,则可让各不同网络协议进行沟通,藉此连通感知层与应用层。(三)应用层依据西班牙传感器科技公司所列世界前50项传感器应用,其中包括:1、智慧城市(1)智能停车:监测可服务的停车位(2)建筑结构状态:监测建筑、桥墩、纪念碑的结构状态(3)都市噪音地图:实时监测都会闹区噪音(4)智能手机监测:检测手机通讯接口为Wifi还是蓝牙(5)电磁场强度:检测基地台或Wifi路由器的强弱(6)交通堵塞:监测车辆与行人状况进行优化(7)智能照明:根据天候状况自动调整照明情况(8)废弃物管理:监测垃圾桶状况,优化垃圾车回收路线(9)智能道路:根据气候与路况,提供高速公路警报与改道信息2、智慧环境(1)森林火灾:监测燃烧气体与火灾情形,以确定警示区域(2)空气污染:控制工厂二氧化碳、汽车废气或农场有毒气体排放(3)积雪程度:实时监测雪道状况,通知相关人员预防雪崩(4)山崩:监控土壤水分、震动和地表密度,预防地表的危险情况发生(5)地震提前侦测:根据地震分布区域进行控制3、智慧水力(1)自然水监测:监控城市自来水质量状况(2)河川污染:监测河流里是否有工厂废水(3)泳池状态:远程监控游泳池水质状况(4)海洋污染:监测海水是否遭污染(5)管线泄漏:监测是否漏液与管线压力变化(6)洪水状态:监测河流、水库的水流变化4、智能电表(1)智能电网:监控与管理能源消耗(2)储罐监控:监测储水罐水压或油气罐的油气状况(3)太阳能设备部署:监测太阳能板安装效果(4)仓储计算:测量供货压力状