框架结构的特点 关于物联网的概念及框架结构

2018-10-24 - 框架结构

物联网是一个宽泛的大概念,从以前的工控网升级到如今的物联网概念,不仅仅局限于工业自动化,包含了人类社会的方方面面,生活、学习、工作、休闲等方面,都加入了自动化的概念,大到工厂自动化、城市智能智慧化,小到自动取货柜、智能家居,这些都属于物联网的一部分。

框架结构的特点

物联网一般的定义是指:“ 即通过射频识别(RFID)(RFID 互联网)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器、气体感应器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。简而言之,物联网就是“物物相连的互联网”。

框架结构的特点

物联网的基础框架主要包含三层:感知层、网络层、应用层。

一、感知层

感知层是实现物联网全面感知的核心能力,其中传感器是感知层中获得信息的主要设备。传感器是最底层的应用,属于数据感知的器械。它利用各种机制把被测量转换为电信号,然后由相应信号处理装置进行处理,并产生响应动作。

框架结构的特点

常见的传感器包括水质、温度、湿度、压力、光电、气象传感器等。通过各种类型的传感器获取物理世界智能光发生的物理时间和数据信息。短距离通信技术和协同信息处理子层将采集到的数据在局部范围内进行协同处理,以提高信息的精度,降低信息冗余度,并通过自组织能力的短距离传感网介入广域承载网络。它旨在解决感知层数据与多种应用平台间的兼容性问题。

二、网络层

网络层主要将来自感知层的各类信息通过基础承载网络传输到应用层。解决的是感知层在一定范围内所获得的数据,通常是长距离的传输问题。这些数据可以通过移动通信网、国际互联网、企业内部网、各类专网、小型局域网等网络传输。

网络层所需要的关键技术包括长距离有线和无线通信技术、网络技术等。目前的长距离无线传输方式有NB_IoT、LoRa、eMTC、2G/3G/4G;短距离无线传输主要有ZigBee、WiFi、蓝牙。不同的应用场景对应不同的传输方式,选择适用的的方式,是网络层最终实现客户需求的关键因素。

网络层中除了适用的通讯方式之外,采集设备也是必不可少的。传感器的数据以电流或电压的方式通过串口、模拟量、数字量等接口传输到采集器中,依据特定的协议进行数据交互。舜通智能的采集设备可以兼容2000 协议接入。同时,数据的接入量与采集设备的存储量有关,选型要注意询问客户需要接入多少数据量;舜通智能的采集器会对数据进行存储及处理。以备在特殊时期的数据能够得到保存。

三、应用层

应用层位于物联网三层结构中的最顶层,其功能为“处理”,即通过云计算平台进行信息处理。应用层主要将物联网技术与行业专业系统相结合,实现广泛的物物互联的应用解决方案,主要包括业务中间件和行业应用领域。用于支撑跨行业,跨医用,跨系统之间的信息协同,共享,互通,从而实现对物理世界的实时控制、精确管理和科学决策。

物联网应用层的核心功能围绕两个方面:一是“数据”,应用层需要完成数据的管理和数据的处理;二是“应用”,仅仅管理和处理数据还远远不够,必须将这些数据与各行业应用相结合。例如在智能电网中的远程电力抄表应用:安置于用户家中的读表器就是感知层中的传感器,这些传感器在收集到用户用电的信息后,通过网络发送并汇总到发电厂的处理器上。

该处理器及其对应工作就属于应用层,它将完成对用户用电信息的分析,并自动采取相关措施。

物联网各层之间,信息不是单向传递的,可有交互、控制等,所传递的信息多种多样,包括在特定应用系统范围内能唯一标识物品的识别码和物品的静态与动态信息。尽管物联网在智能工业、智能交通、环境保护、公共管理、智能家庭、医疗保健等经济和社会各个领域的应用特点千差万别,但是每个应用的基本架构都包括感知、传输和应用三个层次,各种行业和各种领域的专业应用子网都是基于三层基本架构构建的。

物联网在实际应用中一般是充当前端数据采集及数据发送功能的,比如手环是采集心跳、步数的,环境监测中是采集温度、二氧化碳、PM2等数据的,抛开互联网不说,物联网主要涉及的技术有如下几点:

一、传感器技术: 是一种检测装置,通俗点讲就是能感知到被测量的信息,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。 传感器的存在和发展,让物体有了视觉、触觉、味觉和嗅觉等感官,让物体慢慢变得活了起来。

二、RFID标签: 也是一种传感器技术,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。

三、二维码:现在生活中随处可见,支付宝付费、微信账号识别等都应用了二维技术,实际就像身份证号码一样是数字标识,只不过二维码是以图形的形式展示的。

四、嵌入式系统技术:光看名字很难理解,形象点讲就是应用在小型设备上的操作控制系统, 综合了计算机软硬件、传感器技术、集成电路技术、电子应用技术为一体的复杂技术。我们用的手环、电子血压仪、北斗导航仪里边都是有嵌入式系统在控制工作的。

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