什么是物联网?

什么是物联网?,第1张

物联网定义
物联网(The Internet of things)的定义是:通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把所有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。
物联网原理
物联网是在计算机互联网的基础上,利用RFID、无线数据通信等技术,构造一个覆盖世界上万事万物的“Internet of Things”。在这个网络中,物品(商品)能够彼此进行“交流”,而无需人的干预。其实质是利用射频自动识别(RFID)技术,通过计算机互联网实现物品(商品)的自动识别和信息的互联与共享。
而RFID,正是能够让物品“开口说话”的一种技术。在“物联网”的构想中,RFID标签中存储着规范而具有互用性的信息,通过无线数据通信网络把它们自动采集到中央信息系统,实现物品(商品)的识别,进而通过开放性的计算机网络实现信息交换和共享,实现对物品的“透明”管理。
“物联网”概念的问世,打破了之前的传统思维。过去的思路一直是将物理基础设施和IT基础设施分开:一方面是机场、公路、建筑物,而另一方面是数据中心,个人电脑、宽带等。而在“物联网”时代,钢筋混凝土、电缆将与芯片、宽带整合为统一的基础设施,在此意义上,基础设施更像是一块新的地球工地,世界的运转就在它上面进行,其中包括经济管理、生产运行、社会管理乃至个人生活。
物联网发展
2009年11月20日,工业和信息化部部长李毅中在全国装备工业“两化”融合典型经验座谈会上首次明确了物联网应用示范方向。他表示,传感网、物联网的发展将优先选择重点工业领域、基础设施、环保监测、公共安全、工业控制、医疗卫生等领域,开展应用示范。同时,要加强TD-SCDMA与传感网的密切结合,推进传感网与通信网融合发展。联想到当年“三金工程”对我国信息化发展的推动,示范工程的启动意味着尚处于产业初创阶段的物联网将进入发展快车道。
在工业和信息化部牵头组织的国家科技重大专项“新一代宽带无线移动通信网”中,传感网就已作为主要支持内容之一,加大了资金投入,启动了从总体战略到关键技术与设备等多项课题研究
2010年,中国政府将出台一系列物联网发展相关的产业政策,国务院、发改委、工信部、科技部等部门都有可能出台相关产业扶持政策来加速促进中国物联网产业发展。与此同时,各省市和产业园区也将会有相关的配套扶持政策出台,江苏省无锡市、北京中关村科技园等将有可能成为地方政策出台的先行者。
在技术与标准化方面,北邮、中科院、南邮、无锡中国物联网产业研究院以及中国物联网标准化组织有望在物联网标准和关键技术方面取得突破性进展,一系列重点行业应用产品将被推出市场并逐步开始规模化应用。
行业应用将成为未来几年物联网产业发展的主要驱动力。研究发现:智能交通、城市安防、智能电网等行业市场成熟度较高,这些行业传感技术成熟,政府扶持力度大,在许多城市已经开始规模化应用,市场前景广阔,投资机会巨大,将成为未来几年物联网产业发展的重点领域;医疗卫生、家庭、个人等领域的智能传感应用则需要较长的时间,技术、标准均有待于进一步完善,大多产品还处于试验阶段,短时间内不会大规模应用。

物联网是在计算机互联网的基础上,利用RFID、无线数据通信等技术,构造一个覆盖世界上万事万物的“Internet of Things”。在这个网络中,物品(商品)能够彼此进行“交流”,而无需人的干预。

在CES Asia上,通用旗下安吉星展现了其在4G部署方面的领先实力,但是要想完全的车联网,光有4G显然还不够,比如汽车之间,汽车与道路设施之间的通信,就不能仅仅通过4G来实现。那么,车联网到底需要哪些协议呢

在弄清楚这个问题之前,我们先来温习下,什么是车联网。所谓车联网,是指以车内网、车际网和车载移动互联网为基础,按照约定的通信协议和数据交互标准,在车-X(X:车、路、行人及互联网等)之间,进行无线通讯和信息交换的大系统网络,车联网的目的,是实现智能化交通管理、智能动态信息服务和车辆的智能化控制。

也就是说,车联网可以简单分为三个部分:车内网、车际网和车载移动互联网。

车内网,也就是位于汽车内部的网络通信。这其中包括车载显示器、车载传感器与控制器、以及车载资讯中心等。

车际网,主要是为了监测街上行驶的其他车辆的速度、位置等对其他驾驶员无法开放的隐私数据,同时自动预测出在该车行车道路前方是否有发生碰撞的可能。

车载移动互联网,主要是指利用车载网关同外部移动互联网和互联网实现互联互通,这也是我们最熟悉的一个部分。

车内网部分,主要是负责采集与获取车辆的智能信息。我们最熟悉的就是OBD,也就是车载诊断系统。目前国内的腾讯等互联网企业均已涉足,并且还有不少新兴公司。比如在#TCSH15上展示的Car+,已经可以通过OBD接口在平视显示器上直接显示微信和支付宝信息,虽然我们更多的是担心这样做是否会影响驾驶安全。

此外,车内网还应包括用手机或者xyk的NFC功能开启车门等等。

车际网,主要是为了解决车与车、车与路、车与网、车与人等的互联互通。

其中V2V,也就是Vehicle-to-vehicle,主要是指汽车与汽车之间通过59GHz频段进行通信,也是80211技术的一种网状网变体技术。相比于80211协议,V2V的单节点覆盖范围最高300米,并且使用专用短程通信(DSRC)协议。V2V系统每秒发送十次信息,每次发送 11个数据,包括汽车的GPS定位信息,加速度,刹车状态,方向盘转角和车速等。

而网状网络(MeshNetwork)是一种在网络节点间透过动态路由的方式来进行资料与控制指令的传送,可使用“跳跃”的方式形成新的路由后将讯息送达远方传输目的地。在网状网的支持下,V2V系统通过 5-10个节点(即装有V2V设备的车辆)的跳跃就能收集16公里范围内的车辆交通状况。

目前,V2V主要推广者是美国的通用汽车,其早在2006年就在凯迪拉克上展示了这套系统。而福特在2014年6月也展示了相关系统。此外,包括丰田、宝马、戴姆勒、本田、奥迪和沃尔沃在内的汽车厂商也在进行相关研发。

这套系统目前已经在美国开始大力推广,主要被用于交叉口行车辅助、左转辅助、应急电子制动灯(EEBL)。

测试证明,装载V2V 系统的汽车在大雾中行驶,前后左右附近车辆的位置、速度一目了然。在有障碍物挡住视线的路口,每个路口车辆情况也十分明了。当在大车后跟行时,大车前面的情况在显示屏上标注得清清楚楚。遇山路急弯时,视线受阻时,前后方车辆的情况均能实时标明。当车辆行进时,前方交通拥堵情况也能实时掌握。

而车载移动互联网,则是指利用车载4G,实现汽车同智能手机、移动互联网和互联网的互联互通。

目前,运营商层面的车载4G主要有两种方案。这里以中国移动的物联SIM卡为例。一种是内置在汽车内的4G SIM卡,也就是焊接式MS卡;另一种是插拔式的MP卡。出于安全的考虑,车载4G一般采用前面一种解决方案。

物联卡使用的是 CMMTM 专用网络承载(也可开通专用 APN 通道), 目前中国移动物联卡在全国有超过 1 亿的 10648 ($478700) (非语音)和 14765 ($29430) (语音)的卡号资源。功能及支撑均 由重庆物联网基地做专属支撑,可以避免现网通道堵塞等故障问题

值得注意的是,传统意义上的GPS+GPRS并不是真正意义上的车联网,也不是物联网,只是一种技术的组合应用。

车联网是一个云架构的车辆运行信息平台,它的生态链包含了ITS、物流、客货运、危特车辆、汽修汽配、汽车租赁、企事业车辆管理、汽车制造商、4S店、车管、保险、紧急救援、移动互联网等,是多源海量信息的汇聚。这就是为什么我们之前说过,车联网还需要智慧城市才能真正发展起来。

MQTT是非常流行的设备的接入协议,包括IBM、亚马逊、微软的IoT托管服务都有支持,而CoAP在这方面几乎没有露面的机会。感觉以下几点是MQTT优于CoAP的主要原因:
MQTT基于TCP,在做反控设备的时候比UDP更可靠,比如CoAP走3G、4G的时候甚至需要实现CoAP over TCP,否则反控很不稳定甚至无法联通。
MQTT异步Pub/Sub实现,好比发个微信,无需等待对方确认便可以继续,而不像CoAP那样必须等待对方应答才能返回的同步模式。
MQTT为物联网提供了许多体贴的设计,比如QoS,比如“遗言”的设计。
篇幅有限,无法完全枚举MQTT的优越性,建议参考以下文章:
MQTT入门篇
MQTT进阶篇
MQTT安全篇
MQTT实战篇
当然,CoAP在功耗方面有优势,不过随着物联网设备特别是网管的计算能力加强,这点应该不是主要矛盾。


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