【文章內(nèi)容簡介】 現(xiàn)更加廣泛的互聯(lián)功能，能夠把感知到的信息無障礙、高可靠性、高安全性地進(jìn)行傳送，需要傳感器網(wǎng)絡(luò)與移動通信技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相互融合。經(jīng)過十余年的快速發(fā)展，移動通信、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)已比較成熟，基本能夠滿足物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?。網(wǎng)絡(luò)層解決的是感知層所獲得的數(shù)據(jù)在一定范圍內(nèi)，通常是長距離的傳輸問題，這些數(shù)據(jù)可以通過移動通信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)、各類專網(wǎng)、小型局域網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)傳輸。特別是當(dāng)三網(wǎng)融合后，有線電視網(wǎng)也能承擔(dān)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層的功能，有利于物聯(lián)網(wǎng)的加速推進(jìn)。網(wǎng)絡(luò)層所需要的關(guān)鍵技術(shù)包括長距離有線和無線通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等。網(wǎng)絡(luò)層也包括信息存儲查詢、網(wǎng)絡(luò)管理等功能。網(wǎng)絡(luò)層中的感知數(shù)據(jù)管理與處理技術(shù)是實(shí)現(xiàn)以數(shù)據(jù)為中心的物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)，其包括傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)的存儲、查詢、分析、挖掘、理解及基于感知數(shù)據(jù)決策和行為的理論和技術(shù)。云計(jì)算平臺作為海量感知數(shù)據(jù)的存儲、分析平臺，將是物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層的重要組成部分，也是應(yīng)用層眾多應(yīng)用的基礎(chǔ)。在產(chǎn)業(yè)鏈中，通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商將在物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)占據(jù)重要地位，而正在高速發(fā)展的云計(jì)算平臺將是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的又一助力。網(wǎng)絡(luò)層承擔(dān)著物聯(lián)網(wǎng)中處理傳遞的重要作用，其作為物聯(lián)網(wǎng)的中樞神經(jīng)有著物聯(lián)網(wǎng)中最重要的作用。隨著移動通信和云計(jì)算平臺的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)層將提供更高更快的處理速度和儲存能力。應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)和用戶（包括人、組織和其他系統(tǒng)）的接口，它與行業(yè)需求結(jié)合，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的智能應(yīng)用。應(yīng)用層即應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)，即輸入/輸出控制終端，可基于現(xiàn)有的手機(jī)、PC等終端進(jìn)行。應(yīng)用層主要包含應(yīng)用支撐平臺子層和應(yīng)用服務(wù)子層。其中，應(yīng)用支撐平臺子層用于支撐跨行業(yè)、跨應(yīng)用、跨系統(tǒng)之間的信息協(xié)同、共享、互通的功能；應(yīng)用服務(wù)子層包括智能交通、智能醫(yī)療、智能家居、智能物流、智能電力等行業(yè)的應(yīng)用。應(yīng)用層解決的是信息處理和人機(jī)界面的問題。又網(wǎng)絡(luò)層傳來的數(shù)據(jù)在這一層進(jìn)入各類信息系統(tǒng)進(jìn)行處理，并通過各種設(shè)備與人進(jìn)行交互。物聯(lián)網(wǎng)雖然是“物物相連的網(wǎng)”，但最終是要以人為本的，最終還是需要人的操作與控制，不過這里的人機(jī)界面已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出現(xiàn)實(shí)中人與計(jì)算機(jī)交互的概念，而是泛指與應(yīng)用層序相連的各種設(shè)備與人的反饋。物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用層利用經(jīng)過分析處理的感知數(shù)據(jù)為用戶提供豐富的特定服務(wù)，可分為監(jiān)控型（物流監(jiān)控、無人監(jiān)控）、查詢型（智能檢索、遠(yuǎn)程抄表）、控制型（智能交通、智能家居、路燈控制）、掃描型（手機(jī)錢包、高速公路不停車收費(fèi)）等。應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的目的，軟件開發(fā)、智能控制技術(shù)將會為用戶提供豐富多彩的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。各種行業(yè)和家庭應(yīng)用的開發(fā)將會推動物聯(lián)網(wǎng)的普及，也給整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈帶來利潤。 應(yīng)用層將網(wǎng)絡(luò)層傳來的信息通過接口傳給人，以實(shí)現(xiàn)人對物的控制。物聯(lián)網(wǎng)的行業(yè)特性主要體現(xiàn)在其應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)，目前綠色農(nóng)業(yè)、工業(yè)監(jiān)控、公共安全、城市管理、遠(yuǎn)程醫(yī)療、智能家居、智能交通和環(huán)境監(jiān)測、水利監(jiān)測，水利控制等各個(gè)行業(yè)均有物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的嘗試，某些行業(yè)已經(jīng)積累一些成功的案例。隨著感知層，網(wǎng)絡(luò)層，應(yīng)用層的不斷改善，物聯(lián)網(wǎng)將會更加便于服務(wù)于人。介時(shí)人類生產(chǎn)生活各個(gè)方面將會變得更加輕松，社會將會更加和諧。物聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)是不同的它有其固定的特征。首先，它是各種感知技術(shù)的廣泛應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)上部署了海量的多種類型傳感器，每個(gè)傳感器都是一個(gè)信息源，不同類別的傳感器所捕獲的信息內(nèi)容和信息格式不同。傳感器獲得的數(shù)據(jù)具有實(shí)時(shí)性，按一定的頻率周期性的采集環(huán)境信息，不斷更新數(shù)據(jù)。 其次，它是一種建立在互聯(lián)網(wǎng)上的泛在網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重要基礎(chǔ)和核心仍舊是互聯(lián)網(wǎng)，通過各種有線和無線網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)融合，將物體的信息實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地傳遞出去。在物聯(lián)網(wǎng)上的傳感器定時(shí)采集的信息需要通過網(wǎng)絡(luò)傳輸，由于其數(shù)量極其龐大，形成了海量信息，在傳輸過程中，為了保障數(shù)據(jù)的正確性和及時(shí)性，必須適應(yīng)各種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議。 還有，物聯(lián)網(wǎng)不僅僅提供了傳感器的連接，其本身也具有智能處理的能力，能夠?qū)ξ矬w實(shí)施智能控制。物聯(lián)網(wǎng)將傳感器和智能處理相結(jié)合，利用云計(jì)算、模式識別等各種智能技術(shù)，擴(kuò)充其應(yīng)用領(lǐng)域。從傳感器獲得的海量信息中分析、加工和處理出有意義的數(shù)據(jù)，以適應(yīng)不同用戶的不同需求，發(fā)現(xiàn)新的應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用模式。物聯(lián)網(wǎng)的特征體現(xiàn)在四個(gè)方面：1. 連通性連通性是物聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)特征之一。ITU認(rèn)為，物聯(lián)網(wǎng)的“連通性”有三個(gè)維度：⑴任意時(shí)間的連通性（Any Time Connection）。⑵任意地點(diǎn)的連通性（ Any Place Connection）。⑶任意物體的連通性（Any Thing Connection）2. 技術(shù)性物聯(lián)網(wǎng)是技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，代表著未來計(jì)算與通信技術(shù)的發(fā)展趨勢，而其發(fā)展又依賴眾多技術(shù)的支持，尤其是RFID技術(shù)、傳感技術(shù)、納米技術(shù)、智能嵌入技術(shù)3. 智能性物聯(lián)網(wǎng)使得人們所處的物質(zhì)世界得以極大程度地?cái)?shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化，使得世界中的物體不僅以傳感方式也以智能化方式關(guān)聯(lián)起來，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)也得以智能化。物聯(lián)網(wǎng)具有智能化感知性，它可以感知人們所處的環(huán)境，最大限度地支持人們更好地洞察、利用各種環(huán)境資源以便做出正確的判斷。4. 嵌入性物聯(lián)網(wǎng)的嵌入性表現(xiàn)在兩個(gè)方面：⑴各種各樣的物體本身被嵌入在人們所生活的環(huán)境中；⑵由物聯(lián)網(wǎng)提供的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)將被無縫地嵌入到人們?nèi)粘９ぷ髋c生活中。物聯(lián)網(wǎng)有三大特性：全面感知、可靠傳輸、智能處理。全面感知也就是利用RFID、傳感器、二維碼，甚至其他的各種機(jī)器，能夠隨時(shí)采集物體動態(tài)。感知的信息是需要傳出的，通過網(wǎng)絡(luò)將感知的各種信息進(jìn)行實(shí)時(shí)傳送，現(xiàn)在無處不在的無線網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)覆蓋了各個(gè)地方，在這種情況下，感知信息的傳送變得非?，F(xiàn)實(shí)。智能處理是指利用云計(jì)算等技術(shù)及時(shí)對海量信息進(jìn)行處理，真正達(dá)到了人與人的溝通和物與物的流通。物聯(lián)網(wǎng)的特征以及特性，是物聯(lián)網(wǎng)不同于互聯(lián)網(wǎng)的原因，物聯(lián)網(wǎng)的固有特性與特征決定了物聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用，以及在所有領(lǐng)域的專屬作用。第三章 物聯(lián)網(wǎng)在相關(guān)水利建設(shè)中的應(yīng)用１　總體設(shè)計(jì)溫室無線智能水表物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)由無線智能水表、中繼器、村鎮(zhèn)用水管理軟件、用水管理中心數(shù)據(jù)發(fā)布軟件組成。在此系統(tǒng)中，村鎮(zhèn)用水管理站通過無線電臺與中繼器進(jìn)行連接，中繼器通過無線模塊與無線智能水表進(jìn)行連接，從而實(shí)現(xiàn)了水表的無線充值、水量的遠(yuǎn)程采集以及水表閥門的遠(yuǎn)程控制，可以實(shí)現(xiàn)溫室大棚用水的中央統(tǒng)一調(diào)度，提高溫室大棚的水利用效率。系統(tǒng)通過無線通信模塊將水表中的水量數(shù)據(jù)傳輸?shù)酱彐?zhèn)用水管理站，同時(shí)各個(gè)村鎮(zhèn)用水管理站可以通過以太網(wǎng)或ＧＰＲＳ網(wǎng)絡(luò)將水表數(shù)據(jù)發(fā)送到用水管理中心平臺上，平臺將接收到的用水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行解析后并將其存入到數(shù)據(jù)庫中，同時(shí)可通過Ｗｅｂ頁面進(jìn)行展示，用戶可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)充值和水量查詢。(系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖) ２　中繼站設(shè)計(jì)中繼器負(fù)責(zé)接收村鎮(zhèn)用水管理站計(jì)算機(jī)發(fā)出的指令，然后將指令轉(zhuǎn)發(fā)到無線智能水表中，并根據(jù)指令將智能水表中的水量數(shù)據(jù)上傳到村鎮(zhèn)用水管理站。系統(tǒng)中的中繼器主要采用MSP430F19單片機(jī)進(jìn)行開發(fā)，使用２個(gè)串口實(shí)現(xiàn)與無線電臺和無線模塊的連接。中繼器使用串口１連接無線電臺，實(shí)現(xiàn)與村鎮(zhèn)用水管理站的無線電臺通信。使用串口２與無線模塊連接，實(shí)現(xiàn)與無線智能水表的短距離無線通信，通信距離約