
当前的智能交通系统严重依赖于预先部署的基础设施。例如,嵌入路面的电磁感应器,部署在主要道路交叉口的交通摄像头,高速公路收费口安装的射频标签(RFID)读取器。通常,一个收集和发布交通信息的典型过程如下:首先,路面传感器对车流的速度、密度进行检测,然后上传到城市交通中心。经过数据处理之后,流量报告可以通过蜂窝网络传递到用户的手机。这样来传播与位置相关的信息是一个昂贵和低效的方式,因为通常信息源和信息消费者的实际距离只有几百米远。
车载网络的短距离通信能力将会改变这种传统的智能交通系统的通信模式,以更直接的方式帮助信息的产生、传播和消费。
本质上车载物联网是一个巨大的无线传感器网络。每一辆汽车都可以被视为一个超级传感器节点。通常一辆汽车装备有内部和外部温度计、亮度传感器、一个或多个摄像头、麦克风、超声波雷达,以及许多其他装备。此外,未来的汽车将配备一个车载计算机、GPS 定位仪和无线收发装置。这使得汽车之间,以及汽车和路边基站之间能够无线通信。这种前所未有的无线传感器网络扩展了计算机系统对整个世界的感知与控制能力,并可以让信息在本地产生和共享,不必涉及庞大的基础设施。物联网其实到目前为止也没有一个精确的定义,一般来说,我们认为物联网是传统的互联网向物理世界的一个延伸。通过连接物理世界,使得网络能够更好的为人类服务。物联网能够广泛用在生产和生活的各个方面,产生了如智慧家庭、智慧城市、智慧农业、智慧医疗、智慧环境等一系列相关的应用场景。
涉及的主要技术包括以下几种:
1、传感器网络技术
传感器网络实现了数据的采集、处理和传输三种功能。它与通信技术和计算机技术共同构成信息技术的三大支柱。传感器网络是由各种各样的传感器节点所组成,用以进行信息的收集、传输和处理的网络系统。
作为物联网感知和获取数据信息的重要手段,传感器网络在物联网中发挥着极为重要的作用。无线传感器网络是一项通过无线通信技术把数以万计的传感器节点以自由式进行组织与结合进而形成的网络形式。
无线传感器网络主要由三大部分组成,包括节点、传感网络和用户这3部分。其中,节点一般是通过一定方式将节点覆盖在一定的范围,整个范围按照一定要求能够满足监测的范围;传感网络是最主要的部分,它是将所有的节点信息通过固定的渠道进行收集,然后对这些节点信息进行一定的分析计算,将分析后的结果汇总到一个基站,最后通过卫星通信传输到指定的用户端,从而实现无线传感的要求。
构成传感器节点的单元分别为:数据采集单元、数据传输单元、数据处理单元以及能量供应单元。
(1) 数据采集单元,通常都是采集监测区域内的信息并加以转换,比如温湿度、光照度等;
(2) 数据传输单元则主要以无线通信和交流信息以及发送接收那些采集进来的数据信息为主;
(3) 数据处理单元通常处理的是全部节点的路由协议和管理任务以及定位装置等;能量供应单元为缩减传感器节点占据的面积,会选择微型电池的构成形式。
2、RFID技术
射频识别(Radio Frequency Identification, RFID),是一种利用无线电波进行信息交换与存储的技术,通过无线射频来对电子标签进行读写,以达到自动识别目标以及信息交换目的。
RFID系统通常由读写器、电子标签与数据管理系统组成,其工作原理一般是由读写器在一定范围内发送无线电射频信号,当电子标签接收到读写器所发射的无线电信号时,就会利用感应电流所获得的能量(无源RFID),或者主动发送无线电信号(有源RFID)将标签芯片内所存储的产品信息发送出去,读写器接收到电子标签所发射的信息并解码后,再将这些数据信息反馈至数据管理系统进行数据处理。
RFID系统主要由标签、阅读器和天线三部分组成。一般由阅读器收集到的数据信息传送到后台系统进行处理。
(1)标签:标签由耦合元件及芯片组成,每个电子标签都具有唯一的电子编码,附着在物体上标识目标对象;每个标签都有一个全球唯一的ID号码——UID(用户身份z明),其在制作标签芯片时存放在ROM中,无法修改,其对物联网的发展有着很重要的影响。
(2)阅读器:阅读器是读取或写入标签信息的设备,可设计为手持式或固定式等多种工作方式。对标签进行识别、读取和写入 *** 作,一般情况下会将收集到的数据信息传送到后台系统,由后台系统处理数据信息。
(3)天线:天线是用来在标签和阅读器之间传递射频信号。射频电路中的天线是联系阅读器和电子标签的桥梁,阅读器发送的射频信号能量,通过天线以电磁波的形式辐射到空间,当电子标签的天线进入该空间时,接收电磁波能量,但只能接收其很小的一部分。
3、嵌入式系统技术
嵌入式系统一般是用户针对特殊需求而定制的,能够被内部计算机控制的设备或系统。嵌入式系统往往结合了计算机技术、通信技术以及自动化技术,使得传统的机电产品智能化,并具有故障诊断、自动报警以及信息传输和远程控制等多种功能,用以实现产品使用与管理的信息化、智能化。
由于嵌入式系统体积小、功能强且成本较低等,使其广泛应用于智能家居、车联网等领域。嵌入式系统的核心由一个或多个微处理器或微控制器组成,这些微处理器或微控制器经过预编程以执行一些任务。嵌入式系统上的软件通常是暂时不变的。嵌入式系统需要与应用紧密结合的,它具有很强的专用性,必须结合实际系统需求进行合理的裁减利用。用先进的计算机技术、半导体技术和电子技术与各行业的具体应用相结合的知识集成系统。
从应用角度可分为通用型嵌入式 *** 作系统和专用型嵌入式 *** 作系统。常见的通用型嵌入式 *** 作系统有Linux、VxWorks、Windows >大数据和物联网是什么听院士给你讲课
大数据、物联网这些热词到底怎么理解?这些技术如何应用到实践?7月23日至28日,由人社部主办、江苏省人社厅承办、江苏省工程师学会协办的“2018年物联网和大数据技术在农业、环保及工业领域的应用”国家级高级研修班在南京举行。尹浩和徐宗本两大中科院院士现场讲课,为大家答疑解惑。
“什么是大数据?大家看这样一张图。”讲课现场,徐宗本让大家看了一幅图,画面中一开始是很多复杂混乱的碎片,当经过成倍数据的叠加,最后形成一张大象的图像。“当数据达到量变和质变的临界点时,大家可以解读数据背后的故事,这就是大数据。”徐宗本表示,现在大数据已经不仅仅局限于一个定义,有人讲大数据时代,有人说大数据技术,还有人谈大数据文化。“这都体现了大数据拥有大价值。”
徐宗本举例,大数据提供了社会科学的方法论。“比如,通过获取分析数据,可以对社会政策进行进行分析,对社会走向进行预测,这就给文科、管科提供了公共的方法论。”更别说,大数据形成了高新科技的新领域,成为社会进步的新引擎。徐宗本表示,这都是大数据数据积累、关联聚合、数据分析出来的价值。
嗅到大数据的商机,目前全国各地也都在建立数据中心。对此,徐宗本表示,数据中心虽然多了,但是产业链条并不完整。“很多中心只是收集和存储信息,但是缺乏分析、挖掘和应用能力。”他打了一个形象的比喻,这就好比“只买米不做饭”。“大数据的分析和应用才能变现和创作价值,这是我们下一步需要好好利用的。”
如果说大数据是数据收集和分析,物联网则是将物品和互联网连接起来,进行信息交换和通信。简单说,就是人、机、物的联接。尹浩院士表示,“十三五”时期是我国物联网加速进入“跨界融合、集成创新和规模化发展”的新阶段。“万物控制”是业界面临的下一个挑战。
目前物联网已经与交通、节能环保、农业、智慧健康医护、家居、工业等各个领域进行了嫁接。“比如说,智慧交通。物联网可以通过各种基础传感设施,进行出行、消费、人口分布、交际等情况分析,然后基于公共交通网络的城市车载感知网络系统,进行智能化交通管制。设定管理路段、自动调整交通信号灯、车辆诱导通行等。”
不过,尹浩表示,物联网发展面临的瓶颈和深层次问题也很多。物联网安全管控、国际竞争压力、应用需求本地化都是下一步要迎接的挑战。
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