请从传感器的作用出发,阐述物联网与大数据的关系

请从传感器的作用出发,阐述物联网与大数据的关系,第1张

物联网(TheInternetofthings)也称传感网,物联网(The Internet of things)的定义是:通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络
物联网产生大数据,大数据助力物联网。目前,物联网正在支撑起社会活动和人们生活方式的变革,被称为继计算机、互联网之后冲击现代社会的第三次信息化发展浪潮。物联网在将物品和互联网连接起来,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的过程中,产生的大量数据也在影响着电力、医疗、交通、安防、物流、环保等领域商业模式的重新形成。物联网握手大数据,正在逐步显示出巨大的商业价值。

传感器网络主要包括三个方面:感应、通讯、计算(硬件、软件、算法)。其中的关键技术主要有无线数据库技术,比如使用在无线传感器网络的查询,和用于和其它传感器通讯的网络技术,特别是多次跳跃路由协议。例如摩托罗拉使用在家庭控制系统中的ZigBee无线协议。
传感器网络与传感器
传感器网络与传感器是什么关系呢?它究竟是一种传感器呢还是一种网络呢?在回答这个问题之前,我们先来看一下传感器网络中传感节点的系统组成吧。如图1所示,一般可以将传感节点分解为传感模块、微处理器最小系统、无线通信模块、电源模块和增强功能模块5个组成部分,其中增强功能模块为可选配置。
图1 传感器网络中传感节点的系统组成
可以把传感模块和电源模块看作传统的传感器,如果再加上微处理器最小系统就可对应于智能传感器,而无线通信模块是为了实现无线通信功能而比传统传感器新增加的功能模块。增强功能模块是可选配置,例如时间同步系统、卫星定位系统、用于移动的机械系统等。
从传感节点的系统组成上看,传感器网络可以看作是多个增加了无线通信模块的智能传感器组成的自组织网络。而从功能上看,传感器和传感器网络大致相同,都是用来感知监测环境信息的,不过显然传感器网络具备更高的可靠性。
传感器网络的发展
传感器网络是怎样发展起来的呢?
最早的传感器网络可以追溯到上世纪70年代美军在越战中使用的“热带树”传感器。为了遏制北越在胡志明小道的后勤补给,美军在这条小道上沿途投放了上万个“热带树”传感器,这是一种振动和声响传感器,当北越车队经过时传感器探测到振动和声响即向指挥中心发送感知信号,美军收到信号后即组织轰炸,有资料显示越战期间美军依靠“热带树”的帮助总共炸坏了4万多辆北越运输卡车。
“热带树”传感器之间没有通信能力,所以实际上还称不上网络的概念。20世纪80年代以来,美国军方陆续与高校开展传感器网络方面的研究合作,旨在建立能够用于军事用途的自组织的无线传感器网络,这期间在硬件、软件、标准化和产品化等方面取得了一系列的重大进展。
2000年,美国加州大学伯克利分校发布了传感器节点专用 *** 作系统TinyOS,后续又推出专用程序设计语言nesC。2001年,伯克利分校又推出Mica系列传感器节点产品。TinyOS和Mica取得了巨大的成功,直到今天它们仍然得到了广泛的应用。
2001年,ZigBee联盟成立,并对无线传感器网络的通信协议进行了全面的标准化,后续多家公司发布了多款符合ZigBee协议标准的芯片和产品。
传感器网络未来的发展趋势
传感器网络未来的发展趋势又如何呢?
传感器网络技术诞生至今也不过几十年的时间,最近更是得到了美国之外欧洲、中国和日韩等国的重视和关注,目前其发展前沿也在不断延伸。总体说来,大致可以将其发展趋势划分为两大类:其一是设计用于完成特殊任务的无线传感器网络,例如无线多媒体传感器网络和无线传感执行网络。其二是设计用于特殊应用环境下工作的无线传感器网络,例如水下环境和地下环境。
无线多媒体传感器网络(WMSN, Wireless Multimedia Sensor Network)在传感器节点上借助多媒体传感单元将音频、视频、图像等多媒体信息传送到管理节点,能够实现对复杂多变环境的监测。
无线传感执行网络(WSAN, Wireless Sensor and Actor Network)在WSN的基础上加入了执行节点(Actor),执行节点根据收集到的监测信息做出决策并执行相关 *** 作,从而在对环境监测的基础上进一步实现对环境的控制。
水声无线传感器网络(UW-ASN, Underwater Acoustic Sensor Network)采用水声无线通信技术实现水下传感器节点之间的通信连接,能够完成海洋采样、环境监测、水下开采、辅助航行等任务。

三者定义有重叠
传感器网(Sensor Network):传感器网络(也称传感网)是利用各种传感器(光、电、温度、湿度、压力等)加上中低速的近距离无线通信技术构成一个独立的网络,是由多个具有有线或无线通信与计算能力的低功耗、小体积的微小传感器节点构成的网络系统,它一般提供局域或小范围物与物之间的信息交换功能。
物联网(Internet of Things):物联网是指在物理世界的实体中部署具有一定感知能力、计算能力或执行能力的各种信息传感设备,通过网络设施实现信息传输、协同和处理,从而实现广域或大范围的人与物、物与物之间信息交换需求的互联。物联网包括各种末端网、通信网络和应用3个层次,其中末端网包括各种实现与物互联的技术,如传感器网络、RFID、二维码、短距离无线通信技术、移动通信模块等。传感器网络是物联网末端采用的关键技术之一。
泛在网络(Ubiquitous Networking):泛在网是指基于个人和社会的需求,利用现有的网络技术和新的网络技术,实现人与人、人与物、物与物之间按需进行的信息获取、传递、存储、认知、决策、使用等服务,网络超强的环境感知、内容感知及其智能性,为个人和社会提供泛在的、无所不含的信息服务和应用。
未来定位不同
未来泛在网、物联网、传感器网各有定位,传感器网是泛在/物联网的组成部分,物联网是泛在网发展的物联阶段,通信网、互联网、物联网之间相互协同融合是泛在网发展的目标。传感器网最主要的特征是利用各种各样的传感器加上中低速的近距离无线通信技术。
物联网将解决广域或大范围的人与物、物与物之间信息交换需求的联网问题,物联网采用各种不同的技术把物理世界的各种智能物体、传感器接入网络。物联网通过接入延伸技术,实现末端网络(个域网、汽车网、家庭网络、社区网络、小物体网络等)的互联来实现人与物、物与物之间的通信,在这个网络中,机器、物体和环境都将被纳入人类感知的范畴,利用传感器技术、智能技术,所有的物体将获得生命的迹象,从而变得更加聪明,实现了数字虚拟世界与物理真实世界的对应或映射。

物联网和测控技术与仪器专业本身就是基于信息技术、通讯技术以及计算机技术的一门交叉性、综合性、应用性极强的控制工程学科,它是人的大脑以及感官的延伸。目前这块内容也非常受到行业重视,像今年第四届物联网传感器峰会就要在乐清举办,之前也已经连续举办过三届,相信通过行业和政府的不断努力、支持,我国这项技术会越来越好。


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