1什么是物联网
物联网就是利用局部网络或互联网等通信技术把传感器、控制器、机器、人员和物等通过新的方式联在一起,形成人与物、物与物相联,实现信息化、远程管理控制和智能化的网络。物联网其实就是互联网的延伸,它包括互联网及互联网上所有的资源,兼容互联网所有的应用,但物联网中所有的元素都是个性化和私有化。
物联网的影响
物联网成熟之后,真正实现了万物互联,即“人与人、人与物、物与物”互联,世间一切都连接起来。物联网使得连接起来的终端呈指数级增长,产生的数据也会呈指数级增长。物联网必将是下一个推动世界高速发展的“重要生产力”,一方面可以提高经济效益,很大基础上节约成本;另一方面可以为全球经济的复苏提供技术动力,将是继通信网之后的另一个万亿级市场。
把物联网用人体做一个简单比喻,传感器相当于人的眼睛、鼻子、皮肤等感官,网络就是神经系统用来传递信息,嵌入式系统则是人的大脑,在接收到信息后要进行分类处理。
2什么是区块链
区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。所谓共识机制是区块链系统中实现不同节点之间建立信任、获取权益的数学算法。
区块链的特点
广义上来讲,区块链技术是利用块链式数据结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全、利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和 *** 作数据的一种全新的分布式基础架构与计算范式。
区块链采取分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等技术,具有去中心化、开放性、自治性、不可篡改性、匿名性等特点,能够有效地在不同节点之间建立信任、获取权益。
区块链的应用
区块链最早的应用是数字货币,比特币是最具有典型代表,目前1比特币的价格已经超过40000人民币,其他的还有litecoin、dogecoin、dashcoin等等。
目前,区块链应用最广的是金融领域,此外还在智能合约、证券交易、电子商务、物联网、社交通讯、文件存储、存在性证明、身份验证、股权众筹、版权保护等领域有广泛应用。
3什么是大数据
其实简单的来说,大数据就是通过分析和挖掘全量的非抽样的数据辅助决策。
大数据的特征
大数据是指以服务于决策为目的,需要新型数据处理模式才能对其内容进行采集、存储、管理和分析的海量、高增长率和多样化的信息资本。
大数据具有如下本质特征:
1根本目的是服务于决策,大数据能够帮助各类组织和个人大幅度提升决策能力,做出更好的决策和判断;
2量度大,大数据通常是指100T以上的数据量,这难以依靠传统的计算手段有效计算,而必须依靠新的计算手段和数据挖掘工具;
3频率高,大数据是用户参与与互动而产生的数据,根据用户的网络痕迹来及时地了解用户的相关数据,这种数据是按照天甚至小时来计的高频数据。而传统的数据频率都很低,很多数据是按照月甚至按照年份来计算的;
4速度快,大数据是实时性的数据,能够实时反应。例如,在百度搜索框输入一个关键词,能够瞬间呈现,而传统的数据收集方式则是严重滞后的;
5永远在线。在线是大数据的前提条件,从这个角度来说,大数据是永远在线的,能够随时被调用的。大数据通过分析各种网络终端上的用户痕迹,能够更好地分析用户的行为、情感、思想、爱好与需求,来更好地进行决策和分析。
大数据的三大关键点
首先,数据的可获得度。目前在国内,大数据的发展严重受制于政府信息的公开性不够,很多数据难以获得,导致难以实现真正的大数据挖掘和分析,这就要求政府及时开放更多的数据,以提高数据的可获得度。
其次,进行科学的模型建构。模型的科学性直接决定着数据分析的质量,这就要求有高超的建模水平,当然数据量越多也有助于模型的合理构建。
第三,利用专家对观点进行提炼。为决策提供依据的基于数据挖掘的独到、高质量的观点,高度依赖于高质量的数据解释,这就体现了行业专家的价值。
物联传媒提供
现场控制器(PLC)通常被认为是物联网(IoT)体系结构的边缘层或智能设备层。这是因为 PLC 通常被用于控制和监测现场设备,例如工业自动化系统、机器人和交通信号灯等。在 IoT 架构中,边缘层是指连接到物理设备的网络和计算资源,负责收集和处理实时数据,并将数据传输到云端进行分析和处理。物联网管理系统与传统的嵌入式设备相比,物联网感知层的设备更小、功耗更低,还需要安全性及组网能力,物联网通信层需要支持各种通信协议核协议之间的转换,应用层则需要具备云计算能力。在软件方面,支撑物联网设备的软件比传统的嵌入式设备软件更加复杂,这也对嵌入式 *** 作系统提出了更高的要求。为了应对这种要求,一种面向物联网设备和应用的软件系统——物联网 *** 作系统。
物联网中的 *** 作系统涉及到芯片层、终端层、边缘层、云端层等多个层面单一层次的物联网 *** 作系统与安卓在移动互联网领域的地位和作用类似,实现了应用软件与智能终端硬件的解耦。就像在安卓的生态环境中,开发者基本不用考虑智能终端的物理硬件配置,只需根据安卓的编程接口编写应用程序,就可以运行在所有基于安卓的智能终端上一样,物联网 *** 作系统的作用也是如此。
关联作为互联网的延伸,物联网利用通信技术把传感器、控制器、机器、人员和物等通过新的方式联在一起,形成人与物、物与物相联,而它对于信息端的云计算和实体段的相关传感设备的需求,使得产业内的联合成为未来必然趋势,也为实际应用的领域打开无限可能。
简单地说,物联网是一种建立在互联网上的泛在网络。物联网技术的重要基础和核心仍旧是互联网,通过各种有线和无线网络与互联网融合,将物体的信息实时准确地传递出去。
互联网是指将两台计算机或者是两台以上的计算机终端、客户端、服务端通过计算机信息技术的手段互相联系起来的结果,人们可以与远在千里之外的朋友相互发送邮件、共同完成一项工作、共同娱乐。
其内在联系:第一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;第二,其用户端延伸和扩展到了任何物体与物体之间,进行信息交换和通信。
以 Hightopo 的炼铁厂数据可视化为例,就可以结合文字理解其含义:
Hightopo 是由公司独立自主研发,基于HTML5标准技术的Web前端2D和3D图形界面开发框架。非常适用于实时监控系统的界面呈现,广泛应用于电信网络拓扑和设备管理,以及电力、燃气等工业自动化 (HMI/SCADA) 领域。
多年来数百个工业互联网可视化项目实施经验形成了一整套实践证明的高效开发流程和生态体系,可快速实现现代化的、高性能的、跨平台桌面Mouse/移动Touch/虚拟现实VR图形展示效果及交互体验。
参考资料:
百度百科——图扑软件
对于大多数物联网从业者来说,有两样东西是避免不了的,一个是单片机,一个是移动通信模块。现在主流的通信模块都以4G模组和NB-IOT模组为主(由于运营商正在对2G进行退网,在新产品上继续使用2G模组已经是个不明智的决定了)。无论是曾经的2G模组还是现在主流的4G和NB-IOT模组,都采用了AT指令的方式与外部控制器进行通信,AT指令因此成为物联网从业者必须要掌握的知识。4G模组举例
AT是Attention的缩写,最早是贺氏公司(Hayes)为了控制调制解调器而发明的协议。后来随着网络带宽的升级,速度很低的拨号调制解调器基本退出一般使用市场,但是 AT 命令保留了下来,并且逐渐被标准化。现在的移动通信模组(2G,4G,NB-IOT)皆采用AT指令作为其控制协议,AT 指令已经成为通信模组产品开发中的实际标准。
某4G模块应用示意图
AT指令只是AT客户端(如MCU)和AT服务器(如移动通信模组)之间的软件接口,硬件上基本都采用串口作为接口。有一点需要注意,很多模块的串口电平采用的是18V,而大多数MCU的IO口电平是33V或5V,所以在硬件连接上需要依据具体情况考虑进行电平转换。
AT指令工作示意图
AT指令的大部分使用场景是这样:MCU主动发送AT指令给模组,然后等待模组返回数据,MCU再根据返回的数据做对应 *** 作。每个AT指令都有一个超时时间,如果MCU发送出AT指令后在超时时间内没有收到返回的数据则需要重试。AT指令中还有一种数据被成为URC数据,URC的全称是Unsolicited Result Code,翻译成中文就是“不请自来的结果码”。顾名思义,它不是模块对MCU所发送AT指令的返回,而是模块主动上报的数据。比如模块收到TCP数据包,或者模块的网络状态发生改变,都会通过URC数据主动告知MCU。
下面介绍下AT指令的格式。AT指令是基于字符串的通信协议,一般 AT 命令由三个部分组成,分别是:前缀、主体和结束符。其中前缀由字符“AT”构成;主体由命令、参数和可能用到的数据组成,结束符一般为 <CR><LF> (即回车换行,对应于ASCII码中的“\r\n”)。AT指令可以分为以下几种(<x>代表命令):
上表中省略了结束符,在实际使用中,将<x>替换为要用的命令,并且整个命令需要以<CR><LF>结尾。如何知道模块都支持哪些AT指令呢?关于具体的AT指令,其实不用刻意去记忆,因为每个模块都会有配套的AT指令集手册,要用的时候再去查询手册就行了。
AT指令应用举例(以下指令皆省略了回车换行):
MCU发送:AT
模组返回:OK
命令说明:可以根据是否有OK返回判断模块是否可用。
MCU发送:AT+CGSN
模组返回:<IMEI>
OK
命令说明:用于查询模组的IMEI。
MCU发送:AT+CGACT=<state>,<cid>
模组返回:OK
命令说明:用于设置模块PDP上下文激活状态。
MCU发送:AT+CGACT?
模组返回:+CGACT: <cid>,<state>
OK
命令说明:用于查询模块PDP上下文激活状态。
智能传感技术具有很强的信息处理能力,还可以采集高精度的信息。在当前的智能家居场景中,光传感器、温湿度传感器和空气质量传感器都依赖于智能传感器技术。在这项技术的支持下,各种传感器设备可以更快地感知信号,并将信号转换成数字信号。智能传感器的主要功能是感知温度和湿度、压力和光强。当智能传感器感应到相应的测量值时,会自动处理干扰信息,并具体应用具有放大和滤波功能的调理电路,实现对测量值的精确感应。此外,智能传感器还可以识别人和物体的运动轨迹,这体现在运动目标跟踪和入侵检测功能上。在计算机图像视觉分析技术的支持下,在跟踪运动物体的轨迹时,可以进行人像扫描,从而判断用户的个人喜好,并在此基础上调节家用电器,提高居住空间的舒适度。
物联网是基于5G通信网络的技术形态,因此需要明确组网的核心。对于物联网技术,也要重点关注网络网关技术。这项技术可以使物联网在智能家居中发挥基础性作用。在具体的智能家居场景中,要采用综合布线技术,网络结构要布置成星型拓扑。这种网络结构可以显著降低运营成本和流量能耗。网络网关技术的应用还可以实现环境中手机的快速移动和数据信息的快速处理,从而形成顺畅的数据信息传输链,进一步提高智能场景的智能化水平。在智能家居中,主控制器相当于处理来自智能终端的数据和发送指令,会直接影响智能设备的运行状态。主控制器在处理传感器数据的过程中需要使用相应的算法。在物联网技术的支持下,主控制器将能够在处理数据的基础上存储和处理信息,从而丰富服务器端的数据,从而为用户提供丰富的人机交互界面,同时在高速网卡的支持下,为本地局域网服务器的快速通信提供保障。
通过手机、平板电脑等终端控制设备可以实现家庭自动化,远程控制照明、家电、安防设备、环境监控、健康产品、紧急救援等。你也可以用一个遥控器来控制所有的灯和电器。功能可以并入“场景”,比如“回家场景”,点击一个按钮就可以自动完成开灯、开窗、开电视等一系列 *** 作。场景编辑由用户自己完成,随时随地实现智能化。早上,你还没起床,一段好听的音乐来了,窗帘慢慢拉开,音乐自动响起。这一切都是智能家居做的。
大家都想深夜回家,家里亮着灯,装上智能家居后,一切都迎刃而解。通过指纹开门,开灯关灯,或者预设所有你想开的灯和设备。家居防盗是很多家庭非常关心的问题。智能家居具有室内防盗、防火、防煤气泄漏、应急救援等功能。一旦你家发生煤气泄漏或者小偷进屋,报警器会自动响起,手机会收到报警信息,报警时灯会自动打开,起到震慑小偷的作用。
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