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物聯網(Intemet of Things，lOT)是一個通過信息技術將各種物體與網絡相連，以幫助人們獲取所需物體相關信息的巨大網絡。物聯網通過使用射頻識別RFID、傳感器、紅外感應器、視頻監控、全球定位系統、激光掃描器等信息采集設備，通過無線傳感網、無線通信網絡(如Wi—Fi、WLAN等)把物體與互聯網連接起來，實現物與物、人與物之間實時的信息交換和通訊，以達到智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的目的。 物聯網的概念最初來源于美國麻省理工學院(MIT)在1999年建立的自動識別中心(Auto—IDhbs)，提出的網絡無線射頻識別(RFID)系統——把所有物品通過射頻識別等信息傳感設備與互聯網連接起來，實現智能化識別和管理。2005年刪在突尼斯舉行的信息社會世界峰會(WSIS)上確定了“物聯網”的概念。 1 系統解析 1.1 物聯網的業務應用與需求 物聯網是未來網絡的整合部分，它是以標準、互通的通信協議為基礎，具有自我配置能力的全球性動態網絡設施。在這個網絡中．所有實質和虛擬的物品都有特定的編碼和物理特性，通過智能界面無縫鏈接，實現信息共享。由具有標識、虛擬個性的物體，對象所組成的網絡，這些標識和個性運行在智能空間，使用智慧的接口與用戶、社會和環境的上下文進行連接和通信151。以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理。它是在互聯網基礎上延伸和擴展的網絡。 圖l形為物聯網日常應用的簡化表示。雖然只是物聯網應用的很小一部分，但物聯網應用的豐富多彩也能窺其一斑。當然物聯網的推廣和普及還有待于人們不斷開發加以實現。隨著物聯網絡的逐步完善，人們的生活方式將會有很多意想不到的改變。物聯網的應用必將遍及大家的日常生活，例如：智能家居、智能交通、公共安全等等。因此可預見，物聯網市場必將擁有巨大潛力。 從體系架構角度可以將物聯網支持的業務應用可分為3類： 1)信息采集與物理認知的應用。即對物理世界的相關信息的感知和運用，如用戶意圖、事物狀態、環境信息等，以提供相應業務。 2)基于網絡融合的泛在化應用。從網絡的業務提供方式劃分,強調泛在網絡區別于現有網絡的業務提供方式。如異構網絡環境的無縫接人，協同異構網絡的寬帶業務提供，面向應用的終端能力協同等。 3)基于應用目標的綜合信息服務應用。包括基于應用目標的信息收集、分發、分析、網絡和用戶行為決策和執行。如以兒童安全為目標的定位、識別、監控、跟蹤、預警，交互式的GPS導航等 從信息處理的對象和角度來看，物聯網的基本特征也可分為3類： 1)全面感知：利用各種測量技術和感知器件實時、定時或隨機的對物體進行信息采集和獲取。 2)可靠傳送：將感知器件獲取的感知信息接入信息網絡，以各種通信網絡為依托，進行可靠的信息傳遞、交互和共享。 3)智能處理：利用各種算法和智能技術。對海量的感知信息進行數據分析和處理，實現智能的決策和控制。 為了更清晰地描述物聯網的關鍵環節，按照信息科學的視點，圍繞信息的流動過程，抽象出物聯網的信息功能模型。 2 智能物聯終端 2．1 功能定制 1)多種遠程網絡兼容的入網功能：由于目前互聯網絡存在多種硬件形式，所以智能物聯終端應提供可選的多種遠程網絡入網接口。 2)局域網絡兼容功能：由于目前局域網絡與現場通信有多種標準、多種形式、以及互不相容的解決方案，所以智能物聯終端應具有多種網絡可選接入的功能。 3)標準信號輸入接口：由于物聯網需具備感知能力，在物聯網感知層將接入各種各樣的傳感器件。為了做到最大化兼容．智能物聯終端應具有各類標準化信號接口．例如：開關量輸入接口。模擬量輸入接口以及數字輸入接口。 4)控制輸出接口：為了滿足控制需求，智能物聯終端應具有各類標準化控制信號速出接口。例如：開關量輸出接口。模擬量輸出等。 5)配置與擴展功能：由于涉及對象過于復雜，很難統一定制功能。所以應將各種功能進行模塊化定制，實際使用時再按需組態。 6)本地程式設置功能：由于物聯網構成復雜，所以在數據傳輸過程中會產生延遲，甚至會有網絡中斷等情況發生，所以智能物聯終端應具備一定的現場程式設置功能，用以應對一些緊急事件。和滿足本地控制邏輯需求，實現智能管控功能。例如：對某些報警作出及時處理，對某些事件進行自動行。 2．2 系統框圖 如圖2所示系統框圖，該智能物聯智能終端由主體和擴展功能塊組成。主體帶有一定數量的標準配置接口，上端連接互聯網．下端連接各種現場傳感器件和執行器件。主體帶有總線擴展口．可連接具有不同功能的擴展模塊，以適應不同的應用需求。主體中央控制單元除了實現數據處理功能外，還能通過互聯網遠程編制控制程序，實現本地智能控制需求。 由上述知．該系統具有如下優點： 1)兼容性好。由于該終端為模塊化結構，可以隨機進行功能組合，以適合不同標準的網絡接人和實際應用。 圖2 智能物聯終端框圖 2)節省地址資源。終端為集散結構。能對成百上千的傳感器統一管理。而每個終端在互聯網上僅占用一個地址。 3)安全性能好。由于智能終端本身具有較復雜的軟硬件系統，可有效加密而成本不會增加。且由于該終端具有本地智能管控功能，現場信息可以只是對上層網絡半公開，甚至不公開。 4)穩定性好。由于終端具有本地智能管控功能。大量的傳感器數據不必進入互聯網，就可根據事先的約定程式在本地得到處理，有效的降低了數據流量，避免通信擁堵。且在互聯網故障時。本地管控程式運行不受影響，傳感程序任可在本地得到記錄、存儲和管控。 5)易實現。由于終端集成了信號處理功能，對現場傳感器的技術要求大大降低，甚至可以直接使用現在已經形成批量的工業用傳感器件。可有效控制成本。 2．3 程序流程 系統主程序流程如圖3所示。 圖3 系統主程序流程圖 3 結論 利用集數據采集、邏輯運算、網絡通信等功能為一體的智能終端作為物聯網組網的主要器件，有效的降低了物聯網組網難度。模塊化結構具有良好的復用能力。也便于標準化生產。有效的解決了目前發展物聯網所面對的部分難題．具有兼容性好、節省地址資源、安全性能好、穩定性好、易實現等優點。 |
