1、全面感知
利用无线射频识别(RFID)、传感器、定位器和二维码等手段随时随地对物体进行信息采集和获取。 感知包括传感器的信息采集、协同处理、智能组网,甚至信息服务,以达到控制、指挥的目的。
2、可靠传递
是指通过各种电信网络和因特网融合,对接收到的感知信息进行实时远程传送,实现信息的交互和共享,并进行各种有效的处理。在这一过程中,通常需要用到现有的电信运行网络,包括无线和有线网络。
由于传感器网络是一个局部的无线网,因而无线移动通信网、3G网络是作为承载物联网的一个有力的支撑。
3、智能处理
是指利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术,对随时接受到的跨地域、跨行业、跨部门的海量数据和信息进行分析处理,提升对物理世界、经济社会各种活动和变化的洞察力,实现智能化的决策和控制。
扩展资料:
基本功能
在线监测:这是物联网最基本的功能,物联网业务一般以集中监测为主、控制为辅。
定位追溯:一般基于传感器、移动终端、工业系统、楼控系统、家庭智能设施、视频监控系统等GPS(或其他卫星定位,如北斗)和无线通信技术,或只依赖于无线通信技术的定位,如基于移动基站的定位、RTLS等。
报警联动:主要提供事件报警和提示,有时还会提供基于工作流或规则引擎(Rule“sEngine)的联动功能。
指挥调度:基于时间排程和事件响应规则的指挥、调度和派遣功能。
预案管理:基于预先设定的规章或法规对事物产生的事件进行处置。
安全隐私:由于物联网所有权属性和隐私保护的重要性,物联网系统必须提供相应的安全保障机制。
远程维保:这是物联网技术能够提供或提升的服务,主要适用于企业产品售后联网服务。
在线升级:这是保证物联网系统本身能够正常运行的手段,也是企业产品售后自动服务的手段之一。
参考资料来源:百度百科-物联网概念
物联网卡管控阶段是指在物联网应用中,对使用物联网卡进行管理和控制的阶段。这包括对物联网卡的激活、绑定、流量管理、费用计费、安全控制等方面的管理和控制。在物联网应用中,物联网卡是连接物联网设备和互联网的重要组成部分,因此对物联网卡的管理和控制非常重要,可以保障物联网应用的稳定性和安全性。摘 要:MANET因具有自组性、机动性及抗毁性而受到人们的高度关注。在阐述MANET的起源与发展及其工作原理的基础上,较全面详细地分析了MANET的关键技术;介绍了MANET在法军、美军通信中的应用。关键词:MANET 关键技术 军事通信
中图分类号:TN911文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2012)007-089-03
1 引言
MANET(Mobile Ad-hoc Network,MANET)起源于1971年美国夏威夷大学设计实现的第一个分组无线网络——ALOHA系统,在军事通信中具有广阔的应用前景。美国DARPA(Defense Advanced Research Project Agency)在1972年、1993年和1994年分别启动于分组无线网(PRNET,Packet Radio NETwork)、高残存性自适应网络SURAN和全球移动信息系统GloMo三个项目,取得丰硕的理论和应用成果,并一直持续深入研究PRNET技术。1991年成立的IEEE80211标准委员会使用术语“Ad Hoc网络”来描述这种特殊的自组织对等式多跳无线移动通信网络。1997年成立IETF MANET工作组,致力于MANET协议的标准化,加速推动了商用MANET的研发。
以局域网技术、数据分组交换技术为基础,MANET由一组带有无线收发装置的移动分组无线单元(Packet Radio Unit,PRU)组成,是一种多跳临时性移动通信网络。PRU由无线电台、天线和数字控制器组成。在MANET网络中传送的信息以分组为基本单元,每个分组包括包头和正文两部分。包头通常包括该分组在分组无线网中的源地址、目的地址和相关路由信息;正文部分则是需要传送的消息,正文部分可包含IP数据或其他数据。MANET不设中心站、采用分布式网络结构,每个节点均可作为源节点、目的节点或中继节点,且利用分组包头中的控制信息分包为每个分组选择传输合适的路由。
和依赖于固定基础设施的通信网络相比,MANET具有自身的特点和优点,近年来受到人们的广泛关注。
2 MANET的关键技术
不依赖于固定的基础设施、节点可能随时进入/离开网络、整个网络采用分布式结构运行,MANET有很多技术难点,其关键技术主要有:MAC协议、QoS保障、路由协议、功率控制、安全问题、网络互联和网络资源管理等。
21 MANET的MAC协议
链路层解决的主要问题包括介质接入控制以及数据的传送、同步、纠错和流量控制等,分为媒介访问控制层(MAC)和逻辑链路控制层(LLC)。MAC协议决定节点什么时候允许发送其分组,且通常控制对物理层的所有访问。
在MANET中存在隐藏终端和暴露终端问题,要在MAC层解决这两个固有问题,因而不能直接应用载波侦听多址访问(CSMA)协议(WLAN中使用最多的异步随机访问协议)。MANET的MAC协议有竞争协议、分配协议和混合协议三类。竞争协议使用直接竞争来决定信道访问权并通过随机重传来解决碰撞问题,在传输载荷轻的时候碰撞次数少、信道利用率高、分组传输时延小;但在传输载荷增大时,协议性能下降很快甚至致使网络崩溃。改进的竞争协议代表有:多址访问与碰撞回避(MACA)协议、信道获取多址访问(FAMA)协议、IEEE80211 MAC等。分配协议使用同步通信模式,时隙与节点的映射决定一个节点在其特定时隙内允许访问的信道。分配协议往往在中等到繁重传输载荷条件下运行良好,但信道时隙化导致在轻传输载荷条件下的时延相对于竞争协议是非常大的。分配协议有:五步预留协议(FPRP)、跳频预留多址访问协议(HRMA)等。混合协议能够保持所组合的各个协议的优点又能避免其缺陷,在传输载荷轻的时候表现为竞争协议的性能,而在传输载荷重的时候近似表现为分配协议的性能。典型的混合协议有:TDMA/CSMA混合协议、Meta-协议等。
22 路由协议
MANET设计中的一个关键问题是开发能够在两个节点之间提供高质量高效率通信的路由协议。Internet路由协议不能适应MANET网络节点的移动性和网络拓扑结构不断变化,专门的适用于MANET的路由协议应能够满足功能:能感知网络拓扑的变化、维护网络拓扑的连接、高度自适应的路由。IETF MANET已经完成的标准化路由协议主要有:主动式路由协议有最优化链路状态路由协议(OLSR)和基于反向路径转发的拓扑分发协议(TBRPF);按需路由协议有按需距离矢量路由协议(AODV)和基于节点间相互关系的路由协议(ABR);综合主动式路由思想和按需路由思想的路由协议称为混合型路由协议,有域路由协议(ZRP)和抢先式路由协议等。
分组无线网应用环境复杂多样,不同的应用环境追求不同的性能,这导致很难寻找MANET的最优路由协议。如:在军事应用中更关注系统的抗毁性、隐蔽性和保密性;而在无线会议系统中则更注重端到端的时延和吞吐量。不同类型的路由协议具有自身的优缺点,适应于不同的网络环境。不可能用一种路由算法作为标准的路由协议去比较好地解决所有MANET路由问题,路由算法的最优化石针对具体网络环境的工程化问题。混合型路由协议因其固有的灵活性,而具有很好的应用前景。
MANET的用户通常是具有协同工作关系的群体,而群组通信必须由多播路由协议提供通信支持。但有线网络环境中使用的多播路由协议(如:多播开放最短路径优先协议MOSPF等)在移动分组无线网中不再适用,因为动态的网络拓扑结构会导致分发树的破坏,而不得不因连接变化而调整。原达等提出了适用于移动分组无线网的多播路由协议。在移动分组无线网环境中,多播路由协议起着非常重要的作用。在协议中采用按需路由发现策略,动态建立路由信息及维持多播组成员关系。控制开销小、实现简单,能够适应较低带宽的大规模动态网络环境,具有稳定的分组转发成功率和良好的伸缩性,获得了较好的多播数据传输质量。将IPv6技术应用于物联网感知层需要解决一些关键问题,包括以下几个方面。
——IPv6报文过大,头部负载过重。必须采用分片技术将IPv6分组包适配到底层MAC帧中,并且为了提高传送的效率,需要引入头部压缩策略解决头部负载过重问题。
——地址转换。需要相应的地址转换机制来实现IPv6地址和IEEE802154长、短MAC地址之间的转换。
——报文泛滥。必须调整IPv6的管理机制,以抑制IPv6网络大量的网络配置和管理报文,适应802154低速率网络的需求。
——轻量化IPv6协议。应针对IEEE802154的特性确定保留或者改进哪些IPv6协议栈功能,满足嵌入式IPv6对功能、体积、功耗和成本等的严格要求。
——路由机制。IPv6网络使用的路由协议主要是基于距离矢量和基于链路状态的路由协议。这两类协议都需要周期性地交换信息来维护网络正确的路由表或网络拓扑结构图。而在资源受限的物联网感知层网络中采用传统的IPv6路由协议,由于节点从休眠到激活状态的切换会造成拓扑变化比较频繁,导致控制信息将占用大量的无线信道资源,增加了节点的能耗,从而缩短了网络的生存周期。因此需要对IPv6路由机制进行优化改进,使其能够在能量、存储和带宽等资源受限的条件下,尽可能地延长网络的生存周期,重点研究网络拓扑控制技术、数据融合技术、多路径技术、能量节省机制等。
——组播支持。IEEE802154的MAC子层只支持单播和广播,不支持组播。而IPv6组播是IPv6的一个重要特性,在邻居发现和地址自动配置等机制中,都需要链路层支持组播。所以,需要制定从IPv6层组播地址到MAC地址的映射机制,即在MAC层用单播或者广播替代组播。
——网络配置和管理。由于网络规模大,而一些设备的分布地点又是人员所不能到达的,因此物联网感知层的设备应具有一定的自动配置功能,网络应该具有自愈能力,要求网络管理技术能够在很低的开销下管理高度密集分布的设备。
IPv6技术是目前现实可行的下一代网络演进技术,上述关键问题的解决将推动IPv6技术在物联网感知层的应用,加快物联网业务应用的部署。物联网是一个集合,而旗下各类传感器(射频识别等传感技术)、各类有/无线传感网络、智能联动等技术才是物联网的根本。
传感器技术
传感技术同计算机技术与通信技术一起被称为信息技术的三大技术。从仿生学观点看,如果把计算机看成处理和识别信息的“大脑”,把通信系统看成传递信息的“神经系统”的话,那么传感器就是“感觉器官”。微型无线传感技术以及以此组件的传感网是物联网感知的重要技术手段。
射频识别(RFID)技术
射频识别(Radio
Frequency
Identification)是通过无线电信号识别特定目标并读写相关数据的无线通讯技术。在国内,RFID已经在身份z、电子收费系统和物流管理等领域有了广泛应用。RFID技术市场应用成熟,标签成本低廉,但RFID一般不具备数据采集功能,多用来进行物品的甄别和属性的存储,且在金属和液体环境下应用受限,RFID技术属于物联网重要的信息采集技术之一。
WSN(无线传感网络)技术
无线传感器网络(Wireless
Sensor
Network,或称神经末梢网)主要有ZigBee、蓝牙、NFC、Wi-Fi等表现形式。上海秀派电子科技有限公司董事长兼总经理宋福鑫介绍到:“无线传感器网络是一种由独立分布的节点以及网关构成的传感器网络,安放在不同地点的传感器节点不断采集外界的物理信息,如温度、声音、震动等,相互独立的节点之间通过无线网络进行通信。无线传感器网络的每个节点都能够实现数据采集和数据的简单处理,还能接收来自其他节点的数据,并最终将数据发送到网关,再从网关获取数据,查看历史数据记录或进行分析。” 物联网随着技术的进步和应用场景的扩大逐渐为人们所喜爱和关注,对于普通人物联网也许是人们心中的“风口”但是对于业内人士来说只是技术发展的产物,物联网不是一个新名词,它在几十年前就已经存在了,在我2012年读这个专业时知道物联网术语的人数还不超87%,如今的物联网已经融入到了各行各业,从医疗到交通,从教育到电商物联网设备遍布各地。
物联网涉及技术众多,传感器收集数据是第一个阶段。现如今,在个人随身携带的电子设备、在城市交通、在制造企业,甚至可以说在社会生活的很多角落,都有传感器分布其中。它们保持着工作的状态,源源不断地产生海量的即时数据。
接下来是传输网络。超高速、低延时和可靠的基础设施网络,这是在“每毫秒都很重要”的应用场景中十分必要的数据传输工具。
以及边缘计算的应用。边缘计算有三个特点:高效、实时、更安全。从概念上讲,边缘计算使数据处理尽可能接近源的地方,在设备或网络本身进行计算,而不是外部服务器或者中央数据中心。如此一来,边缘计算减少了潜在的带宽瓶颈,保证了数据反馈的实时性,目前也成为了与云计算不相上下的一项热门技术。
然后融入到场景应用。当数据传输到位,大数据、云计算、人工智能等技术开始接入,最后的结果,是创造出各种各样符合需求的工具和功能,帮助各行各业的企业依据数据做出更快更好的决策。
甚至还有人工智能。“万物互联”是第一步,而后终将迎来“万物智联”。除了数据处理与分析以外,我们期待通过“人工智能”让设备本身实现更有意义的相互交流,推动低时延应用更快、更精确、更可靠的成熟落地。可以想象,物联网带来的海量数据就随着这样一条复杂的产业链而不断往上攀登,推动着社会生活向好的方向发展变化。
物联网技术的发展还是为了人们能够更好的生活,对于现在的物联网来说它有众多使用场景,比如:
在园区仓储物流管理的应用
园区内仓储物流有三个环节:行驶在园区内的载货卡车、中转仓库、生产车间的物流存储。为了能保证仓库及生产车间的存货保证在一个合理水平,供应链管理需要实时了解这三个地方的物料情况。在传统人工场景下,需要人工检测并补给物料,由于没有完善的定位系统,需要依赖人工去查找物料位置,因此经常出现物料补给紧张导致产线暂停的情况,大大降低了效率。但通过IoT技术,在物料箱上安装终端电子标签,可实时上报物料种类、及位置信息,这样可对园区仓储物流进行高效管理。
在智能装配的应用
通过IoT链路给生产线设备嵌入电子标签,可实时上传设备状态及定位信息,全面掌控设备健康信息,为企业预测性维护计划提供依据,提高了生产管理能力和效率,实现可视化生产;另外通过实时上传能耗数据,可动态掌握功耗情况,节能降耗。
在能源行业应用
通过IoT网关可将钻井平台的油压、油温等参数实时传递到中控室,确保钻井平台的实时监控,保证生产作业安全;露天矿通常处于偏远区域,矿坑深,面积大,通过对车辆的运营状态进行监控、对车辆进行定位及控制,同时上报矿坑斜坡参数,进行远程安全生产。
在智能社区应用
通过在小区水表、电表、气表安装终端模组,可实时读取信息并检测小区环境参数。模组通过接收基站信号,可将终端数据无线上传,做到智能抄表。另外,还可用于家电等智能控制、以及停车位的检测。
物联网技术给我们带来安全和便利也改变着我们的生活方式。物联网介绍编辑
物联网是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体,让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。它具有普通对象设备化、自治终端互联化和普适服务智能化三个重要特征。物联网可以将无处不在的末端设备和设施,包括具备“内在智能”的传感器、移动终端、工业系统、楼控系统、家庭智能设施、视频监控系统等和“外在使能”的,如贴上RFID的各种资产、携带无线终端的个人与车辆等等的“智能化物件”或“智能尘埃”,通过各种无线和/或有线的长距离和/或短距离通讯网络实现互联互通、应用大集成以及基于云计算的营运等模式,在内网、专网、和/或互联网环境下,采用适当的信息安全保障机制,提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、远程控制、安全防范、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持等管理和服务功能,实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。
控制技术的发展编辑
在“应用引领产业发展”的感召下,物联网应用已经扩展到多个行业领域,包括安防、控制、电力、交通、环境监测等等。而在控制技术的发展历程中,是与计算机技术、数字技术、通信网络技术等高新技术的发展息息相关的,现在又与物联网技术产生了关联。正是各种新兴技术的发展,才推动了控制器的快速发展。目前国际上知名的控制器品牌有美国AB,ABB,松下,西门子,施耐德等,国产品牌主要有朗德华,腾控,信捷等。
物联网控制器编辑
朗德华CRD系列的控制器及扩展模块均采用开放的通讯协议技术,所有支持标准通用协议的第三方设备均能进入现有网络,所以备品备件易于取得并有适当的替代品,在国内具有良好的支持。公司最新技术核心——Niagara体系架构,是一个具有开创性的体系架构,其支持BACnet、LonWorks、Modbus等标准协议及Java、Web等开放的IT技术,提供JAVA、API对私有协议的开发集成提供了可能,对业内大多数数据库系统也提供支持。
朗德华完全开放的CRD控制系统与Niagara体系架构相结合,形成了最新一代的物联网控制器。该物联网控制器具有:1、可靠性--采用集散型控制系统,即将任务分配给系统中每个现场处理器,免除因系统内某个设备的损坏而影响整个系统的运行。联接于同一网络的多台CRD控制器能进行点对点的通信,分别执行不同的任务或同一任务的不同程序段,不需通过上一级处理器。2、开放性--系统采用BACNET、LON等扩展技术,从DDC配置分析表可以看出DDC在系统上已具有冗余考虑,并在设备方面也做了部分冗余设计。系统可在日后任何地方加插现场控制器及 *** 作员终端而不会影响本系统正常 *** 作。3、先进性--能集成各种设备,支持多种标准或非标准协议,提供API接口,能根据其它设备的协议开发相应驱动;基于Internet及分布的网络管理,通过Internet实现实时监控;与企业系统共享监控信息;提供一个应用服务器;支持多个开放标准及传统的系统;基于JAVA平台,使用JAVA虚拟机,与硬件平台无关;使用预建的部件,其它部件可即插即用;具有强大的可扩展性,基于网络的安全性。
朗德华物联网控制器在技术方面严格按照国际和国家现行的相关标准规范执行,符合①IEEE Std 739-1995,《IEEE Recommended Practice for Energy Management in Industrial and Commercial Facilities》、②《IPMVP国际节能效果测量和认证规程》、③《电能计量装置技术管理规程》DL/T 448-2000、④《国家机关办公建筑和大型公共建筑能源审计导则》等等。所以该物联网控制器具有很高的性能价格比。并且其强大的管理功能,能最大限度的降低设备的运行成本;系统中的现场处理器足够应付日后技术的快速发展,现阶段的投资可以得到充分利用及保护。通过系统提供的数据开放功能及强大的数据报表功能,用户可以轻而易举地详细分析系统能源使用情况,方便用户进行能源分析,进行有效的能源管理。
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