《物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)》word版-文庫吧
2024-12-23 17:02 本頁面
【正文】 分為有線 (如 DSL、 PON 等 )和無線 (如 CDMA、 GPRS、 IEEE 802． 1la／ b／ g WLAN 等 )兩大類技術(shù)，這些技術(shù)均已相對成熟。在物聯(lián)網(wǎng)的實現(xiàn)中，格外重要的是無線傳感網(wǎng)技術(shù)。 無線傳感網(wǎng)主要技術(shù) 無線傳感網(wǎng) (WSN)是集分布式信息采集、傳輸和處理技術(shù)于一體的網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)，以其低成本、微型化、低功耗和靈活的組網(wǎng)方式、鋪設(shè)方式以及適合移動目標等特點受到廣泛重視。物聯(lián)網(wǎng)正是通過遍布在各個角落和物體上的形形色色的傳感器以及由它們組成的無線傳感網(wǎng)絡(luò)，來感知整個物質(zhì)世界的。 物聯(lián)網(wǎng)的部分網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù) 根據(jù)目前物聯(lián)網(wǎng)所涵蓋 的概念，其工作范圍可以分成兩大塊：一塊是體積小、能量低、存儲容量小、運算能力弱的智能小物體的互聯(lián)，即傳感網(wǎng)；另一塊是沒有上述約束的智能終端的互聯(lián)，如智能家電、視頻監(jiān)控等。對于智能小物體網(wǎng)絡(luò)層的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)目前有兩項：一是基于 ZigBee 聯(lián)盟開發(fā)的 ZigBee 協(xié)議進行傳感器節(jié)點或者其他智能物體的互聯(lián)；另一技術(shù)是 IPsO 聯(lián)盟所倡導(dǎo)的通過 IP 實現(xiàn)傳感網(wǎng)節(jié)點或者其他智能物體的互聯(lián)。 (1)ZigBee 技術(shù)。 ZigBee 技術(shù)是基于底層 IEEE 802． 15． 4 標準，用于短距離范圍、低傳輸數(shù)據(jù)速率的各種電子設(shè)備之間的 無線通信技術(shù)，它定義了網(wǎng)絡(luò)／安全層和應(yīng)用層。 ZigBee 技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展，技術(shù)體系已相對成熟，并已形成了一定的產(chǎn)業(yè)規(guī)模。在標準方面，已發(fā)布 ZigBee 技術(shù)的第 3 個版本 v1． 2；對于芯片，已能夠規(guī)模生產(chǎn)基于 IEEE 802． 15． 4 的網(wǎng)絡(luò)射頻芯片和新一代的ZigBee 射頻芯片 (將單片機和射頻芯片整合在一起 )；在應(yīng)用方面， ZigBee 技術(shù)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)、精確農(nóng)業(yè)、家庭和樓宇自動化、醫(yī)學、消費和家用自動化、道路指示／安全行路等眾多領(lǐng)域。 (2)與 IPv6 相關(guān)聯(lián)的技術(shù)。若將物聯(lián)網(wǎng)建立在數(shù)據(jù)分組交換技術(shù)基礎(chǔ)之上，則將采用數(shù)據(jù)分組網(wǎng)即 IP 網(wǎng)作為承載網(wǎng)。 IPv6 作為下一代 IP 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，具有豐富的地址資源，能夠支持動態(tài)路由機制，可以滿足物聯(lián)網(wǎng)對網(wǎng)絡(luò)通信在地址、網(wǎng)絡(luò)自組織以及擴展性方面的要求。但是，由于 IPv6 協(xié)議棧過于龐大復(fù)雜，不能直接應(yīng)用到傳感器設(shè)備中，需要對 IPv6 協(xié)議棧和路由機制作相應(yīng)的精簡，才能滿足低功耗、低存儲容量和低傳送速率的要求。目前有多個標準組織進行相關(guān)研究， IPSO 聯(lián)盟于 2022 年 lO 月，已發(fā)布了一種最小的 1Pv6 協(xié)議棧 μIPv6 。 三、 數(shù)據(jù)融合與 智能技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)是由大量傳感網(wǎng)節(jié)點構(gòu)成的，在信息感知的過程中，采用各個節(jié)點單獨傳輸數(shù)據(jù)到匯聚節(jié)點的方法是不可行的。因為網(wǎng)絡(luò)存在大量冗余信息，會浪費大量的通信帶寬和寶貴的能量資源。此外，還會降低信息的收集效率，影響信息采集的及時性，所以需要采用數(shù)據(jù)融合與智能技術(shù)進行處理。 分布式數(shù)據(jù)融合 所謂數(shù)據(jù)融合是指將多種數(shù)據(jù)或信息進行處理，組合出高效且符合用戶需求的數(shù)據(jù)的過程。在傳感網(wǎng)應(yīng)用中，多數(shù)情況只關(guān)心監(jiān)測結(jié)果，并不需要收集大量原始數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)融合是處理該類問題的有效手段。例如，借助數(shù)據(jù)稀疏性理論在圖像處理中的應(yīng)用， 可將其引入傳感網(wǎng)用于數(shù)據(jù)壓縮，改善數(shù)據(jù)融合效果。 分布式數(shù)據(jù)融合技術(shù)需要人工智能理論的支撐，包括智能信息獲取的形式化方法、海量信息處理的理論和方法、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下信息的開發(fā)與利用方法，以及計算機基礎(chǔ)理論。同時，還需掌握智能信號處理技術(shù)，如信息特征識別和數(shù)據(jù)融合、物理信號處理與識別等。 海量信息智能分析與控制 海量信息智能分析與控制是指依托先進的軟件工程技術(shù)，對物聯(lián)網(wǎng)的各種信息進行海量存儲與快速處理，并將處理結(jié)果實時反饋給物聯(lián)網(wǎng)的各種“控制”部件。智能技術(shù)是為了有效地達到某種預(yù)期的目的，利用知識分析后所采用的各種方法和手段。通過在物體中植入智能系統(tǒng)，可以使得物體具備一定的智能性，能夠主動或被動的實現(xiàn)與用戶的溝通，這也是物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。智能分析與控制技術(shù)主要包括人工智能理論、先進的人一機交互技術(shù)、智能控制技術(shù)與系統(tǒng)等。物聯(lián)網(wǎng)的實質(zhì)是給物體賦予智能，以實現(xiàn)人與物體的交互對話，甚至實現(xiàn)物體與物體之間的交互或?qū)?。為了實現(xiàn)這樣的智能性，例如，控制智能服務(wù)機器人完成既定任務(wù)包括運動軌跡控制、準確的定位及目標跟蹤等，需要智能化的控制技術(shù)與系統(tǒng)。 四、 云計算 隨著互聯(lián)網(wǎng)時代信息與數(shù)據(jù)的快速增長，有大規(guī)模、海量的數(shù)據(jù)需要處理 。當數(shù)據(jù)計算量超出自身 IT 架構(gòu)的計算能力時，一般是通過加大系統(tǒng)硬件投入來實現(xiàn)系統(tǒng)的可擴展性。另外，由于傳統(tǒng)并行編程模型應(yīng)用的局限性，客觀上還需要一種易學習、使用、部
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