Kubernetes 是一个颇受欢迎的容器编排系统。它可能最常用在那些能够处理巨大负载的强劲硬件上。不过,它也能在像树莓派 3 这样轻量级的设备上运行。让我们继续阅读,来了解如何运行它。
虽然 Kubernetes 在云计算领域风靡一时,但让它在小型单板机上运行可能并不是常见的。不过,我们有非常明确的理由来做这件事。首先,这是一个不需要昂贵硬件就可以学习并熟悉 Kubernetes 的好方法;其次,由于它的流行性,市面上有 大量应用 进行了预先打包,以用于在 Kubernetes 集群中运行。更不用说,当你遇到问题时,会有大规模的社区用户为你提供帮助。
最后但同样重要的是,即使是在家庭实验室这样的小规模环境中,容器编排也确实能够使事情变得更加简单。虽然在学习曲线方面,这一点并不明显,但这些技能在你将来与任何集群打交道的时候都会有帮助。不管你面对的是一个单节点树莓派集群,还是一个大规模的机器学习场,它们的 *** 作方式都是类似的。
一个“正常”安装的 Kubernetes(如果有这么一说的话)对于物联网来说有点沉重。K8s 的推荐内存配置,是每台机器 2GB!不过,我们也有一些替代品,其中一个新人是 k3s —— 一个轻量级的 Kubernetes 发行版。
K3s 非常特殊,因为它将 etcd 替换成了 SQLite 以满足键值存储需求。还有一点,在于整个 k3s 将使用一个二进制文件分发,而不是每个组件一个。这减少了内存占用并简化了安装过程。基于上述原因,我们只需要 512MB 内存即可运行 k3s,极度适合小型单板电脑!
安装 k3s 非常简单。直接运行安装脚本:
它会下载、安装并启动 k3s。安装完成后,运行以下命令来从服务器获取节点列表:
需要注意的是,有几个选项可以通过环境变量传递给安装脚本。这些选项可以在 文档 中找到。当然,你也完全可以直接下载二进制文件来手动安装 k3s。
对于实验和学习来说,这样已经很棒了,不过单节点的集群也不能算一个集群。幸运的是,添加另一个节点并不比设置第一个节点要难。只需要向安装脚本传递两个环境变量,它就可以找到第一个节点,而不用运行 k3s 的服务器部分。
上面的 example-url 应被替换为第一个节点的 IP 地址,或一个完全限定域名。在该节点中,(用 XXX 表示的)令牌可以在 /var/lib/rancher/k3s/server/node-token 文件中找到。
现在我们有了一个 Kubernetes 集群,我们可以真正做些什么呢?让我们从部署一个简单的 Web 服务器开始吧。
这会从名为 nginx 的容器镜像中创建出一个名叫 my-server 的 部署 (默认使用 docker hub 注册中心,以及 latest 标签)。
为了访问到 pod 中运行的 nginx 服务器,首先通过一个 服务 来暴露该部署。以下命令将创建一个与该部署同名的服务。
服务将作为一种负载均衡器和 Pod 的 DNS 记录来工作。比如,当运行第二个 Pod 时,我们只需指定 my-server(服务名称)就可以通过 curl 访问 nginx 服务器。有关如何 *** 作,可以看下面的实例。
默认状态下,一个服务只能获得一个 ClusterIP(只能从集群内部访问),但你也可以通过把它的类型设置为 LoadBalancer 为该服务申请一个外部 IP。不过,并非所有应用都需要自己的 IP 地址。相反,通常可以通过基于 Host 请求头部或请求路径进行路由,从而使多个服务共享一个 IP 地址。你可以在 Kubernetes 使用 Ingress 完成此 *** 作,而这也是我们要做的。Ingress 也提供了额外的功能,比如无需配置应用即可对流量进行 TLS 加密。
Kubernetes 需要 Ingress 控制器来使 Ingress 资源工作,k3s 包含 Traefik 正是出于此目的。它还包含了一个简单的服务负载均衡器,可以为集群中的服务提供外部 IP。这篇 文档 描述了这种服务:
Ingress 控制器已经通过这个负载均衡器暴露在外。你可以使用以下命令找到它正在使用的 IP 地址。
找到名为 traefik 的服务。在上面的例子中,我们感兴趣的 IP 是 10008。
让我们创建一个 Ingress,使它通过基于 Host 头部的路由规则将请求路由至我们的服务器。这个例子中我们使用 xipio 来避免必要的 DNS 记录配置工作。它的工作原理是将 IP 地址作为子域包含,以使用 10008xipio 的任何子域来达到 IP 10008。换句话说,my-server10008xipio 被用于访问集群中的 Ingress 控制器。你现在就可以尝试(使用你自己的 IP,而不是 10008)。如果没有 Ingress,你应该会访问到“默认后端”,只是一个写着“404 page not found”的页面。
我们可以使用以下 Ingress 让 Ingress 控制器将请求路由到我们的 Web 服务器的服务。
将以上片段保存到 my-ingressyaml 文件中,然后运行以下命令将其加入集群:
你现在应该能够在你选择的完全限定域名中访问到 nginx 的默认欢迎页面了。在我的例子中,它是 my-server10008xipio。Ingress 控制器会通过 Ingress 中包含的信息来路由请求。对 my-server10008xipio 的请求将被路由到 Ingress 中定义为 backend 的服务和端口(在本例中为 my-server 和 80)。
想象如下场景:你的家或农场周围有很多的设备。它是一个具有各种硬件功能、传感器和执行器的物联网设备的异构集合。也许某些设备拥有摄像头、天气或光线传感器。其它设备可能会被连接起来,用来控制通风、灯光、百叶窗或闪烁的 LED。
这种情况下,你想从所有传感器中收集数据,在最终使用它来制定决策和控制执行器之前,也可能会对其进行处理和分析。除此之外,你可能还想配置一个仪表盘来可视化那些正在发生的事情。那么 Kubernetes 如何帮助我们来管理这样的事情呢?我们怎么保证 Pod 在合适的设备上运行?
简单的答案就是“标签”。你可以根据功能来标记节点,如下所示:
一旦它们被打上标签,我们就可以轻松地使用 nodeSelector 为你的工作负载选择合适的节点。拼图的最后一块:如果你想在所有合适的节点上运行 Pod,那应该使用 DaemonSet 而不是部署。换句话说,应为每个使用唯一传感器的数据收集应用程序创建一个 DaemonSet,并使用 nodeSelector 确保它们仅在具有适当硬件的节点上运行。
服务发现功能允许 Pod 通过服务名称来寻找彼此,这项功能使得这类分布式系统的管理工作变得易如反掌。你不需要为应用配置 IP 地址或自定义端口,也不需要知道它们。相反,它们可以通过集群中的命名服务轻松找到彼此。
随着集群的启动并运行,收集数据并控制灯光和气候,可能使你觉得你已经把它完成了。不过,集群中还有大量的计算资源可以用于其它项目。这才是 Kubernetes 真正出彩的地方。
你不必担心这些资源的确切位置,或者去计算是否有足够的内存来容纳额外的应用程序。这正是编排系统所解决的问题!你可以轻松地在集群中部署更多的应用,让 Kubernetes 来找出适合运行它们的位置(或是否适合运行它们)。
为什么不运行一个你自己的 NextCloud 实例呢?或者运行 gitea ?你还可以为你所有的物联网容器设置一套 CI/CD 流水线。毕竟,如果你可以在集群中进行本地构建,为什么还要在主计算机上构建并交叉编译它们呢?
这里的要点是,Kubernetes 可以更容易地利用那些你可能浪费掉的“隐藏”资源。Kubernetes 根据可用资源和容错处理规则来调度 Pod,因此你也无需手动完成这些工作。但是,为了帮助 Kubernetes 做出合理的决定,你绝对应该为你的工作负载添加 资源请求 配置。
尽管 Kuberenetes 或一般的容器编排平台通常不会与物联网相关联,但在管理分布式系统时,使用一个编排系统肯定是有意义的。你不仅可以使用统一的方式来处理多样化和异构的设备,还可以简化它们的通信方式。此外,Kubernetes 还可以更好地对闲置资源加以利用。
容器技术使构建“随处运行”应用的想法成为可能。现在,Kubernetes 可以更轻松地来负责“随处”的部分。作为构建一切的不可变基础,我们使用 Fedora IoT。
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我国物联网,年复合增长率超过25%
2016年6月,科技研究机构国际数据公司IDC表示,到2020年,全球物联网的市场将达到17万亿,从2014年的6558亿美元,以每年年复合增长率169%的速率快速攀升。物联网的整个市场形态,正在不断地呈现出新的玩家、新的商业模式以及各种各样的产品以及解决方案。
2017年9月13日,中国经济信息社在无锡发布的《2016-2017年中国物联网发展年度报告》中显示,中国已经形成了包括芯片和元器件、设备、软件、系统集成、电信运营、物联网服务等较为完善的物联网产业链。已部署的机器到机器终端数量突破1亿,物联网产业规模已从2009年的1700亿元跃升至2016年超过9300亿元,年复合增长率超过25%。
当然,这仅仅是整个国内物联网市场的一个缩影。随着移动互联网时代逐渐开始向万物互联时代转变,无论是工业、农业、制造业,物联网都正在成为一种划时代的革命性技术。
医疗,物联网的必争之地
医疗,这个与人类生存息息相关的行业,同样也有理由实现互联互通。
医疗改革的不断推进,迫使医疗机构的内部建设、经营管理在医院运行中的地位越来越高。在此背景下,医院要想进一步提高医疗质量,降低服务成本,提高医疗服务质量,就应该以确切的疗效和无微不至的服务来树立自己的品牌,以品牌的提升来带动医院的全面发展,维护医院正面形象,避免医患冲突。通过精细化运营管理,降低服务成本,让医院长久持续地发展。
因此,人财物的管理必然要更加精细化,以最低的成本提供最优质的服务。
物联网技术的出现,能够帮助医院实现对医疗对象(如医生、护士、病人、设备、物资、药物等)的智能化感知和处理,支持医院内部医疗信息、设备信息、药品信息、人员信息、管理信息的数字化采集、处理、存储、传输等。帮助医院实现解决医疗平台支撑薄弱、医疗服务水平整体较低、医疗安全生产隐患、医疗管理成本高等问题。
简单来说,物联网既提升了医疗服务水平,也帮助医院实现了开源节流。
埃森哲(Accenture)在2017年发布的《2017年医疗物联网调查》中指出,到2020年,物联网在医疗领域的市场价值将达到1630亿美元,2015年至2020年间复合年增长率为381%。
报告显示,当今的医疗机构对于IoHT解决方案的投资比例,正随着IT预算的整体规模而增加。IT预算总额低于2600万美元的医疗机构,将其预算的58%用于投资物联网;预算总额为2600万-5000万美元的医疗机构,投资比例为96%;预算总额为5100万-1亿美元者,投资比例为104%;预算总额为1亿-2亿美元者,投资比例为126%;预算总额超过2亿美元者,投资比例则达到了137%。
国家智慧医疗评价指标体系的构建与物联网应用场景
2016年8月,中国医院杂志发表了一篇《国家智慧医疗评价指标体系的构建》的研究文章。该研究项目组受国家卫生计生委规划信息司委托,采用德尔菲法建立一套科学的国家智慧医疗评价指标体系。用于综合评价医院的智慧应用于管理水平,指导和促进医疗机构的智慧应用与建设。
参与咨询的专家主要来自信息化程度较高的三级医疗机构长期从事医院管理、卫生信息管理的管理者,专家权威系数较高。经过两轮咨询,专家在评价指标体系的构成及权重系数上基本达成一致。目前该评价指标体系已经在北京、上海、广东、浙江、江西、内蒙古、河北、黑龙江等多个省份开始进行内部测评。
其中标黄的部分为医疗物联网企业的潜在切入场景
在智慧医疗评估体系中,与医疗物联网应用场景相关的二级指标主要为基础设施(0764)、智慧患者(0237)、智慧管理(含行政、业务)(0130)、智慧护理(0085)、智慧后勤(0036)和智慧保障(0142)。根据这些信息,我们能够判断出物联网企业发力重点应该为两个方面,一是围绕患者服务为中心的护理、后勤和基础设施;二是围绕医院人财物为中心的保障和行政业务管理。
事实果真是这样吗?
无锡,中国物联网起航之城
为了解目前医疗物联网的落地场景,动脉网整理和分析了国内的24家知名医疗物联网企业。
从图表中的数据发现,目前国内物联网企业最为集中的地方分别是北京、杭州、深圳和无锡。北京、深圳、杭州作为国内互联网企业最为集中的几个地区,并不让人意外。值得一提是无锡,这个有着“中国物联网起航之城”称号的城市。
从上世纪70年代起,无锡就开始引进半导体产业,在90年代,无锡实施了国家“908”工程。迄今,无锡已形成完整的IC设计、制造、封测产业链,是仅次于上海的中国IC产业产值第二大城市。
也正是由于IC产业是物联网产业链中不可或缺的一环,因此近年来,大量无锡IC设计企业将研发方向转入传感及RFID领域。几乎所有的设计企业都与物联网的配套相关,良好的IC产业基础使无锡成为物联网产业的天然襁褓。
在这24家企业中,本文整理出了14个医疗物联网的应用场景。分别是体征监测(心电、血糖、睡眠质量等)、移动护理(移动查房)、人员管理(护理人员定位、婴儿防盗、老人定位等)、输液管理、资产管理(血液管理、器械管理、高值耗材管理等)、远程转诊会诊、报警求助、手术室管理、环境监控(PM25、温湿度、光照等)、院内导航、标本送检、药品管理、冷链管理以及床旁交互。
根据应用场景的不同特性,本文将这14个场景分为两大属性,分别是医疗服务需求和成本控制需求。正如我们之前预料的那样,围绕患者服务为中心的护理、后勤和基础设施。以及围绕医院人财物为中心的保障和行政业务管理是物联网企业在医疗的落地重点。以下为这两种需求的分布图(仅供参考):
由图可知,目前医院对于物联网的需求基本重点放在了提升医疗服务质量上。而成本控制方面,包括设备管理、耗材管理等应用还相对较少。
由于设备和耗材管理并不能为医院非常直观地反映成本控制的效果。再加上药品零差率和医疗付费方式改革,让医院不太愿意再在医疗器械等环节加大投入,所以这也导致了医院对于这方面的物联网应用热情度不高。但长期来看,医院通过物联网实现资产管理是必然的趋势,但仍然需要一定的接受时间。
针对体征监测、移动护理、人员管理、输液管理和资产管理这5大重点领域,本文分别采用了具体案例,来详细说明它们的真实落地情况。
4大应用场景落地案例
体征监测
随着医院重症病人、传染病人和发热病人的不断增加,护理人员需要频繁测量体温、脉搏等生命体征。传统测量体温等生命体征的方法和数据记录方法,不仅时间长、效率低,而且测量工作也费时费力。
物联网体温标签,采用物联网技术,对病人体温实现实时、连续、自动采集,变传统的体温测量为体温监护,为医院提供简约、智能的体温监测方案。
1、可连续采集,变体温测量为体温监护,第一时间发现病情拐点
2、24小时实时显示,提供体温信息可视化界面。
人员定位
基于物联网技术的人员定位管理系统,是Wi-Fi技术和RFID技术在医疗行业的典型应用。通过加强对特殊患者位置及动态的监管,能够真正做到“以患者管理为中心”。
该系统实现了对医院各类人群的精细化和智能化管理,精确的RoomLevel级和BedLevel级定位服务、自定义事件机制及多样化提醒方式,更加切合医院实际应用场景,物联网产生的感知信息丰富医疗信息数据的同时也为医护人员的日常工作带来极大的便利。
常见定位人员包含:医生、护士、病患、新生儿以及发送人员等其他医务工作者。
此外,三甲医院的新生儿普遍较多,如果不采用有效的标识,往往会造成婴儿错抱及婴儿被盗等问题,给医院及婴儿家庭带来灾难性的后果。
该婴儿防盗系统通过为婴儿和母亲佩戴有源的RFID远距离标签,实现母亲和婴儿的匹配。其中,母婴身份信息匹配管理功能包含在母亲标签中,婴儿标签一旦被佩戴至婴儿脚踝后,(未经允许) 私自取下,系统将自动产生报警信息。同时,系统可在婴儿活动空间内布置物联网AP用于采集婴儿的信息。配合在病区出入口安装出口监视器,从而实现对婴儿全方位,全时段的24小时监控。
输液管理
作为国家重点大学研究型附属医院的中山医院,每年门急诊量达280万余人次,收住病人6万人次。如此巨大的患者量,给医院的医护人员带来了极大的服务压力。对此,医院希望用物联网技术来帮助护士减轻工作量。
中山医院信息科的相关人员希望搭建一个部署简单、不绑定业务软件厂商的物联网平台,既能稳定支撑业务系统,又可以和现有的无线网络无缝对接的物联网方案。
由于这套系统可以实时监测输液余量,因此医护人员在工作中可以根据屏幕显示输液量,做到提前备药,提前换液。一旦出现某个病人输液速度过快的情况,系统便会自动报警,让医护人员实时掌握输液滴速,保证输液安全。
中山医院护理部主任表示:“过去,我们一直在寻求能提升护理质量和护理安全的好方法。使用了这套全闭环输液管理系统,既缩短了护理工作中输液所占用的时间,同时也极大程度规避了医疗风险事件,有效提升了患者的就医满意度。如今,工作轻松很多,呼叫铃声也变得很少,病区很安静,病人也比较满意,一切都变得井然有序。”
资产管理
过去医院的高值耗材,设备科发出去给科室,并不知道科室到底用在哪一位病人身上,是用了还是丢了。但如果引进物联网之后,就能形成一个全流程的闭环管理。比如耗材是在哪个科室申请的,哪个供应商供应的,采购价格是多少,进入库房之后,被哪个科室领用走了,最后用到哪个病人身上,医院都能一清二楚,因为这些信息都被系统一一记录在案。
在医疗设备方面,现阶段三甲医院固定资产较多,却少有医院能有准确的数据。财务科与设备科的报表差异大,在业内来看却十分正常。
某三甲医院院长称:“我们以前用的条码管理,每年盘点也至少要2个月,有些条码污损还读不出来,而且条码信息量比较少,不能确保数据准确,如果用上RFID电子标签读取,信息量会很完善,全程可追溯,估计1周就能全部完成。”
过去,医院在总体效益好的时候会倾向于增购设备。但在精细化管理之后,医院设备科会先对每台设备的效益进行分析,如果发现其中某台设备的使用率较低,那么就意味着,医院并不需要再购买新的设备,只需要提高这台设备的利用率即可。
很多时候医院修一套设备,比买台新的还贵,因为没参考数据。现在管理人员通过物联网平台,买设备的费用、设备的营收、维修的花销,整个产品的利用曲线都能了如指掌。
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物联网时代是一个计算无处不在的新时代,每个设备、每个物体都将具备计算能力,这意味着集成的计算解决方案必将向尺寸更小、运行速度更快、功能更敏捷、产量更大的方向演化。
新型低能耗需求的可穿戴设备:物联网技术终端落地的正面力量
低功耗蓝牙与WiFi应用:物联网发展应用的中坚力量
作为推动物联网发展和应用的中坚力量,WiFi、智能蓝牙、NFC和GPS这些成熟、高效的无线连接设计可以提高设备应用的效率,使得制造商能够设计、制造并推出消费者买得起的产品,从而鼓励大众消费。院校专业:
基本学制:三年 | 招生对象: | 学历:中专 | 专业代码:710102
培养目标
培养目标
本专业培养德智体美劳全面发展,掌握扎实的科学文化基础和传感器应用、网络通 信、综合布线、物联网项目工程实施等知识,具备物联网生产施工、物联网技术服务、 系统运维等能力,具有工匠精神和信息素养,能够从事物联网设备安装与调试、物联网 系统集成实施、物联网系统监控、物联网产品制造与检测、售后技术支持等工作的技术 技能人才。
职业能力要求
职业能力要求
1 具有物联网产品装配、焊接、检测与调试的能力; 2 具有感知层设备质量检测、典型传感网安装组建与调试的能力; 3 具有物联网项目施工图识读、物联网设备安装与调试的能力; 4 具有物联网平台、数据库及应用程序安装、配置与运行维护的能力; 5 具有物联网样机试制、数据采集与标注、应用程序辅助开发的能力; 6 具有物联网系统应用程序安装、使用、维护、系统监控与故障维修的能力; 7 具有初步将 5G、人工智能等现代信息技术应用于物联网领域的能力; 8 具有终身学习和可持续发展的能力。
专业教学主要内容
专业教学主要内容
专业基础课程:电工电子技术与技能、计算机组装与维修、计算机网络技术基础、 程序设计基础。 专业核心课程:单片机技术及应用、数据库技术及应用、传感器与传感网技术应用、 网络综合布线技术、物联网技术及应用、物联网设备安装与调试、物联网运维与服务。 实习实训:对接真实职业场景或工作情境,在校内外进行物联网综合布线、物联网 电子产品制作、物联网设备安装与调试、物联网工程实施等实训。在物联网系统集成企 业、物联网产品制造企业等单位进行岗位实习。
专业(技能)方向
专业(技能)方向
职业资格证书举例
职业资格证书举例
职业技能等级证书:物联网智能家居系统集成和应用、物联网安装调试与运维、物 联网工程实施与运维
继续学习专业举例
接续高职专科专业举例:物联网应用技术、工业互联网技术 接续高职本科专业举例:物联网工程技术、工业互联网技术 接续普通本科专业举例:物联网工程、计算机科学与技术
就业方向
就业方向
面向物联网安装调试员等职业,物联网设备安装与调试、物联网系统运行与维护、 物联网系统监控、物联网产品制造与测试、物联网项目辅助开发和售后技术支持等岗位 (群)。
对应职业(岗位)
对应职业(岗位)
其他信息:物联网应用技术是物联网在大学专科(高职)层次的唯一专业,属于电子信息类,升本专业为物联网工程(计算机类)。 本专业培养掌握射频、嵌入式、传感器、无线传输、信息处理、物联网域名等物联网技术,掌握物联网系统的传感层、传输层和应用层关键设计等专门知识和技能,具有从事WSN、RFID系统、局域网、安防监控系统等工程设计、施工、安装、调试、维护等工作的业务能力,具有良好服务意识与职业道德的高端技能型人才。专业课程有C语言程序设计,Java程序设计,TCP/IP网络协议,RFID技术,计算机原理,程序设计原理等。
在过去的几年里,物联网蓬勃发展。根据行业研究,到2021年,全球将安装350亿台物联网设备,到2025年将安装7544亿台。本质上,作为一个技术驱动的互联设备网络,物联网有潜力更好地实现系统内的数据共享。它让机器和设备进行交互的能力将会对各行各业行业产生积极影响。
从使用物联网设备的数据密集型体验到基本的健康和安全需求,几乎没有什么趋势能够超越它,从而加剧了其重要性。
1连网设备制造商将投资医疗保健
远程医疗需求仍有望继续增加。据行业专家称,由于便利和更实惠的价格,消费者对数字医疗设备的兴趣越来越大,到2026年,该技术将增长至1856亿美元。
2物联网将在制造业普及
制造业和其他使用昂贵机器的环境已经体验到了远程监控的好处。在物联网驱动技术的帮助下,制造商和制药企业今年能够将工业资产与远程 *** 作连接起来,确保在大流行期间一切如常。根据行业报告,这些好处和积极影响有望在2021年为物联网带来大量投资。基础行业专家、特别是现场服务公司和工业设备公司将越来越多地使用此技术,从而使连网机器在2021年继续获得发展动力。
3行为互联网有望发展壮大
行为互联网(IoB)从各种来源捕获人们生活的“数字信息”,公共或私人实体可以利用这些信息来影响行为。
这里的一些有用的技术工具包括位置跟踪、大数据和面部识别。这一趋势凸显了将客户放在每个组织战略中心的重要性,以确保长期成功。
4智能建筑技术将推动员工体验转型
根据2021年的行业报告,智能建筑技术将专注于物联网应用,以实现智能办公举措。这些举措将包括智能照明、能源和环境监测,以及基于传感器的空间利用和活动监测。
一些感知层常见的关键技术如下:传感器技术
传感器是物联网中获得信息的主要设备,它最大作用是帮助人们完成对物品的自动检测和自动控制。
目前,传感器的相关技术已经相对成熟,常见的传感器包括温度、湿度、压力、光电传感器等,它被应用于多个领域,比如地质勘探、智慧农业、医疗诊断、商品质检、交通安全、文物保护、机械工程等。
作为一种检测装置,传感器会先感知外界信息,然后将这些信息通过特定规则转换为电信号,最后由传感网传输到计算机上,供人们或人工智能分析和利用。
传感器的物理组成包括敏感元件、转换元件以及电子线路三部分。
敏感元件可以直接感受对应的物品,转换元件也叫传感元件,主要作用是将其他形式的数据信号转换为电信号;
电子线路作为转换电路可以调节信号,将电信号转换为可供人和计算机处理、管理的有用电信号。
射频识别技术
射频识别(RFID,Radio Frequency Identification),又称为电子标签技术,该技术是无线非接触式的自动识别技术。
可以通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据。它主要用来为物联网中的各物品建立唯一的身份标示。
物联网中的感知层通常都要建立一个射频识别系统,该识别系统由电子标签、读写器以及中央信息系统三部分组成。
其中,电子标签一般安装在物品的表面或者内嵌在物品内层,标签内存储着物品的基本信息,以便于被物联网设备识别;
读写器有三个作用
一是读取电子标签中有关待识别物品的信息,
二是修改电子标签中待识别物品的信息,
三是将所获取的物品信息传输到中央信息系统中进行处理;中央信息系统的作用是分析和管理读写器从电子标签中读取的数据信息。
二维码技术
二维码(2-dimensional bar code)又称二维条码、二维条形码,是一种信息识别技术。
二维码通过黑白相间的图形记录信息,这些黑白相间的图形是按照特定的规律分布在二维平面上,图形与计算机中的二进制数相对应,人们通过对应的光电识别设备就能将二维码输入计算机进行数据的识别和处理。
二维码有两类,第一类是堆叠式/行排式二维码,另一类是矩阵式二维码。
堆叠式/行排式二维码与矩阵式二维码在形态上有所区别,前者是由一维码堆叠而成,后者是以矩阵的形式组成。
两者虽然在形态上有所不同,但都采用了共同的原理:每一个二维码都有特定的字符集,都有相应宽度的“黑条”和“空白”来代替不同的字符,都有校验码等。
蓝牙技术
蓝牙技术是典型的短距离无线通讯技术,在物联网感知层得到了广泛应用,是物联网感知层重要的短距离信息传输技术之一。
蓝牙技术既可在移动设备之间配对使用,也可在固定设备之间配对使用,还可在固定和移动设备之间配对使用。
该技术将计算机技术与通信技术相结合,解决了在无电线、无电缆的情况下进行短距离信息传输的问题。
蓝牙集合了时分多址、高频跳段等多种先进技术,既能实现点对点的信息交流,又能实现点对多点的信息交流。
蓝牙在技术标准化方面已经相对成熟,相关的国际标准已经出台,例如,其传输频段就采用了国际统一标准24GHz频段。
另外,该频段之外还有间隔为1MHz的特殊频段。蓝牙设备在使用不同功率时,通信的距离有所不同,若功率为0dBm和20dBm,对应的通信距离分别是10m和100m。
ZigBee技术
ZigBee指的是IEEE802154协议,它与蓝牙技术一样,也是一种短距离无限通信技术。
根据这种技术的相关特性来看,它介于蓝牙技术和无线标记技术之间,因此,它与蓝牙技术并不等同。
ZigBee传输信息的距离较短、功率较低,因此,日常生活中的一些小型电子设备之间多采用这种低功耗的通信技术。
与蓝牙技术相同,ZigBee所采用的公共无线频段也是24GHz,同时也采用了跳频、分组等技术。
但ZigBee的可使用频段只有三个,分别是24GHz(公共无线频段)、868MHz(欧洲使用频段)、915MHz(美国使用频段)。
ZigBee的基本速率是250Kbit/s,低于蓝牙的速率,但比蓝牙成本低,也更简单。
ZigBee的速率与传输距离并不成正比,当传输距离扩大到134m时,其速率只有28Kbit/s,不过,值得一提的是,ZigBee处于该速率时的传输可靠性会变得更高。
采用ZigBee技术的应用系统可以实现几百个网络节点相连,最高可达254个之多。
这些特性决定了ZigBee技术能够在一些特定领域比蓝牙技术表现得更好,这些特定领域包括消费精密仪器、消费电子、家居自动化等。
然而,ZigBee只能完成短距离、小量级的数据流量传输,这是因为它的速率较低且通信范围较小。
ZigBee元件可以嵌入多种电子设备,并能实现对这些电子设备的短距离信息传输和自动化控制。
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