摘要:通過以互聯(lián)網(wǎng)為基礎延伸和擴展到了任何物品與物品之間,進行信息交換和通信。簡言之物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。 物聯(lián)網(wǎng)架構可分為三層:感知層、網(wǎng)絡層和應用層,其中連接感知層和網(wǎng)絡層的關鍵技術即物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關。在物聯(lián)網(wǎng)時代中,物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關將會是至關重要的環(huán)節(jié)。
繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后物聯(lián)網(wǎng)的崛起掀起了世界信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次浪潮。物聯(lián)網(wǎng) (The Internet of things)是新一代信息技術的重要組成部分,可以看做是互聯(lián)網(wǎng)的升級與擴展,根據(jù)國際電信聯(lián)盟(ITU)的定義,物聯(lián)網(wǎng)主要解決物品與物品(Thing to Thing,T2T),人與物品 (Human to Thing,H2T),人與人(Human to Human,H2H)之間的互連。通過以互聯(lián)網(wǎng)為基礎延伸和擴展到了任何物品與物品之間,進行信息交換和通信。簡言之物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。 物聯(lián)網(wǎng)架構可分為三層:感知層、網(wǎng)絡層和應用層,其中連接感知層和網(wǎng)絡層的關鍵技術即物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關。在物聯(lián)網(wǎng)時代中,物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關將會是至關重要的環(huán)節(jié)。
物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關概念
作為連接感知層與網(wǎng)絡層的紐帶,物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關可以實現(xiàn)感知網(wǎng)絡與通信網(wǎng)絡,以及不同類型感知網(wǎng)絡之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換。既可以實現(xiàn)廣域互聯(lián)。也可以實現(xiàn)局域互聯(lián)。在無線傳感網(wǎng)中,物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關是不可或缺的核心設備。此外物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關還需要具備設備管理功能,運營商通過物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關設備可以管理底層的各感知節(jié)點,了解各節(jié)點的相關信息,并實現(xiàn)遠程控制。
物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關的形態(tài)
從物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關的定義來看,物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關很難以某種相對固定的形態(tài)出現(xiàn)。總體說凡是可以起到將感知層采集到的信息通過此終端的協(xié)議轉(zhuǎn)換發(fā)送到互聯(lián)網(wǎng)的設備都可以算做物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關。形態(tài)可以盒子狀也可以是平板電腦,可以有顯示屏幕的交互式形態(tài),也可以是封閉或半封閉的非交互形態(tài)。
物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關關鍵技術
1、多標準互通接入能力 :目前用于近程通信的技術標準很多。常見的傳感網(wǎng)技術包括ZigBee、Z-Wave 、 RUBEE 、 WirelessHART 、 IETF6IowPAN 、AM' /ANrr +、Wibree、]nSTeON 等。各類技術主要針對某一類應用展開,之間缺乏兼容性和體系規(guī)劃。如:Z.wave主要應用于無線智能家庭網(wǎng)絡,RUBEE適用于惡劣環(huán)境,WirelessHART主要集中在工業(yè)監(jiān)控領域。實現(xiàn)各種通信技術標準的互聯(lián)互通,成為物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關必須要解決的問題。是針對每種標準設計單獨的網(wǎng)關,再通過網(wǎng)關之間的統(tǒng)一接口實現(xiàn)。還是采用標準的適配層、不同技術標準開發(fā)相應的接口實現(xiàn)。
2、網(wǎng)關的可管理性:物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關作為與網(wǎng)絡相連的網(wǎng)元,其本身要具備一定的管理功能,包括注冊登錄管理、權限管理、任務管理、數(shù)據(jù)管理、故障管理、狀態(tài)監(jiān)測、遠程診斷、參數(shù)查詢和配置、事件處理、遠程控制、遠程升級等。如需要實現(xiàn)全網(wǎng)的可管理,不僅要實現(xiàn)網(wǎng)關設備本身的管理,還要進一步通過網(wǎng)關實現(xiàn)子網(wǎng)內(nèi)各節(jié)點的管理,例如獲取節(jié)點的標識、狀態(tài)、屬性等信息,以及遠程喚醒、控制、診斷、升級維護等。盡管根據(jù)子網(wǎng)的技術標準不同。協(xié)議的復雜性不同,所能進行的管理內(nèi)容有較大差異。
物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關應用方向
有物聯(lián)網(wǎng)應用的地方,必然有物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關的存在。通過連接感知層的傳感器、射頻(RFID)、微機電系統(tǒng)(MEMS)、智能嵌入式終端,物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關的應用將遍及智能交通、環(huán)境保護、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工業(yè)監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測、路燈照明管控、景觀照明管控、樓宇照明管控、廣場照明管控、老人護理、個人健康、花卉栽培、水系監(jiān)測、食品溯源、敵情偵查和情報搜集等多個領域。不同的應用方向的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關所使用的協(xié)議與網(wǎng)關形態(tài)會不同差異,但它們基本功能都是把感知層采集到的各類信息通過相關協(xié)議轉(zhuǎn)換形成高速數(shù)據(jù)傳遞到互聯(lián)網(wǎng),同時實現(xiàn)一定管理功能。
物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關應用實例
1、智能家居
物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關在家庭中的使用也是很有代表性的物聯(lián)網(wǎng)應用,F(xiàn)今,家庭內(nèi)部里的許多家用設備形式越來越多樣,有些設備本身就具備遙控能力,如空調(diào)、電視機等,有些如熱水器、微波爐、電飯煲、冰箱等則不具備這方面能力。而這些設備即使可以遙控,對其控制能力、控制范圍都是非常有限的。并且這些設備之間都是相互孤立存在的。不能有效實現(xiàn)資源與信息的共享。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展,特別是物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關技術的日益成熟,智能家居中各家用設備間互聯(lián)互通的問題也將得到解決。
智能家居模型 如圖,電視機、洗衣機、空調(diào)、冰箱等家電設備。門禁、煙霧探測器、攝像頭等安防設備,臺燈、吊燈、電動窗簾等采光照明設備等,通過集成特定的通信模塊,分別構成各自的自組網(wǎng)子系統(tǒng)。而在家庭物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關設備內(nèi)部,集成了幾套常用自組網(wǎng)通信協(xié)議,能夠同時與使用不同協(xié)議的設備或子系統(tǒng)進行通信。用戶只需對網(wǎng)關進行操作。便可以控制家里所有連接到網(wǎng)關的智能設備。
2、車聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關
車聯(lián)網(wǎng)作為物聯(lián)網(wǎng)應用做得比較好的行業(yè)之一,被國內(nèi)學術界認為是第一個切實可行的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),已經(jīng)通過國家專家組論證,預計投入2000個億。上海辰漢電子CARMAN系統(tǒng)即多功能的車載終端與車聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關二合一的產(chǎn)品.cARMAN系統(tǒng)基于國標GB-T19056-2003/國家交通運輸部行業(yè)標準的要求,集合數(shù)字化視頻壓縮存儲和3G無線傳輸技術(Digital Video Record),結合GPS定位監(jiān)控,汽車行駛記錄儀,SD卡大容量存儲,駕駛員IC卡身份識別,公交報站器,多路數(shù)據(jù)接口,車載藍牙免提語音通話功能,倒車監(jiān)控,WIFI熱點,更有乘客舒適娛樂的車載MP3/MP4,車載影音,車載功放。3G視頻傳輸技術,雙碼流傳輸,速率可調(diào),傳輸更快,視頻更清晰流暢。通過WCDMA或CDMA可以上傳抓拍和報警圖片。實現(xiàn)移動目標實時監(jiān)控,做到實時傳輸監(jiān)控視頻和圖像。系統(tǒng)自帶的多媒體行駛記錄分析軟件可以實現(xiàn)4路圖像同步回放,條件回放、剪輯存儲、字符疊加、地理信息和行駛記錄疊加、事件分析和記錄提取功能。一體化結構極大的壓縮了產(chǎn)品體積擴展了產(chǎn)品的性能,符合未來車聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關的發(fā)展趨勢。
物聯(lián)網(wǎng)的概念由來已久,但是物聯(lián)網(wǎng)的具體實現(xiàn)方式和組成架構一直都沒有形成統(tǒng)一的意見。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關作為其中一項關鍵性技術,有著開發(fā)成本高、開發(fā)周期長、軟硬件不兼容、核心技術難以掌握、商業(yè)模式不確定、標準難以統(tǒng)一等諸多問題。從資源整合的角度來說,采用方案公司成熟的網(wǎng)關解決方案配合自己的項目開發(fā)無疑是最佳的選擇方式。