2构建出的分层结构、接口、数据类型、连接关系等;
3在物联网军事应用领域中己经存在的以及需要重新统一的标准;
4物联网军事应用的共性要求和管理理念;
5不同军事应用的共同点;
6现在通用物联网军事应用架构和未来通用物联网军事应用架构;
7根据开发者的兴趣提供设计、分析和剪裁物联网设计的扩展。
通过分析物联网军事应用的特点,参考民用物联网系统相关技术理论,我们提出了由感知层、接入层、网络层、服务层、应用层组成的五层物联网军事应用的系统参考架构。 感知层
感知层主要组成包括二维码标签和识读器、RFID标签和读写器、摄像头、各种传感器(如温度传感器、声音传感器、振动传感器、压力传感器、磁敏传感器、阻力传感器、压电传感器等)。物联网感知层的主要功能是信息感知和原始数据采集,必要时辅助完成下行的末端物体控制。
感知层是物联网军事应用的基础,是物理世界和信息世界的衔接层,主要通过各类信息采集、执行和识别设备,采用射频识别技术、条形码技术、传感器技术、定位技术等,实现物理空间和信息空间的感知互动。根据用户具体需求,确定需要感知有限元培训公司的对象和采用的信息处理技术,同时实 接入层主要由基站节点或会聚节点和物联网接入网关等组成,完成末端各节点的组网控制和数据融合、会聚,或完成末梢节点下发信息的转发等功能。当末梢节点之间完成组网后,如果末梢节点需要上传数据,则将数据发送给基站节点,基站节点收到数据后,通过接入网关完成与承载网络的连接;当应用层和服务层需要下传数据时,接入网路由收到承载网络的数据后,由基站节点将数据发送给末梢节点,从而完成末梢节点与承接网络之间的信息转发与交互。
接入层接入层目前的接入手段主要有短距离无线接入、长距离卫星接入、有线接入等手段,其中无线入的功能主要由传感网(指由大量各类感器节点组成的自治网络)来承担。美军在通信骨干网的基础上,尤其强调对“最后一英里”接入网的建设,由此可见接入层的重要地位和作用。
网络层网络层是核心承载网络,承担物联网接入层与应用层之间的数据通信任务。网络层主要用于实现信息的传输和交换,提供广域范围内的应用和服务所需的基础承载传输网络,包括卫星通信网、移动通信网、骨干光纤通信网络及局部独立应用网络等。
不同网系、通信手段之间的随遇接入和无缝融合,形成端到端、对用户透明的传输与交换能力是网络层需要重点解决的问题。新能源汽车技术是与传统燃料汽车技术不同,采用非常规的车用燃料作为动力来源,或使用常规的车用燃料但采用新型的车载动力装置,综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术。
相比于传统燃料汽车技术,新能源汽车技术将有效降低排放、提升燃料利用率、降低使用成本,还兼有运行平稳噪音低的优点,但目前新能源技术还在探索和发展阶段,对现有电池技术、精密机械电控技术和各项配套设施等的要求极高,还需要时间进一步完善。
目前,新能源汽车主要包括纯电动汽车、增程式电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车、其他新能源汽车等。2001年,新能源汽车研究项目被列入国家“十五”期间的“863”重大科技课题,并规划了以汽油车为起点,向氢动力车目标挺进的战略。第一阶段是以混合动!力汽车为主,燃料电池车等新能源汽车为辅的发展方向,开拓新能源汽车市场;第二阶段是在纯电动汽车技术成熟的基础上,纯电动汽车逐步替代混合动力及燃料电池汽车以至于完全占据新能源汽车市场,实现零排放的阶段。
新能源技术在汽车行业的应用
目前新能源在汽车行业中的应用有
1混合电力汽车
2燃料电池汽车
3汽车压燃技
4电动汽车。
物联网是通过射频识别(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。物联网的概念是在1999年提出的。物联网就是“物物相连的互联网”。这有两层意思: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品与物品之间,进行信息交换和通讯。物联网的英文名称为(The Internet of things)。
这里的“物”要满足以下条件才能够被纳入“物联网”的范围:1、要有相应信息的接收器;2、要有数据传输通路;3、要有一定的存储功能;4、要有CPU;5、要有 *** 作系统;6、要有专门的应用程序;7、要有数据发送器;8、遵循物联网的通信协议;9、在世界网络中有可被识别的编号。
2009年1月28日,奥巴马就任美国总统后,与美国工商业领袖举行了一次“圆桌会议”,作为仅有的两名代表之一,IBM首席执行官彭明盛首次提出“智慧地球”这一概念,建议新政府投资新一代的智慧型基础设施。这也是物联网最近“发烧”的原因之一。
2009年9月,在北京举办的物联网与企业环境中欧研讨会上,欧盟委员会信息和社会媒体司RFID部门负责人Lorent Ferderix博士给出了欧盟对物联网的定义:物联网是一个动态的全球网络基础设施,它具有基于标准和互 *** 作通信协议的自组织能力,其中物理的和虚拟的“物”具有身份标识、物理属性、虚拟的特性和智能的接口,并与信息网络无缝整合。物联网将与媒体互联网、服务互联网和企业互联网一道,构成未来互联网。[2]
物联网分层
具体而言,物联网分为应用层、网络层和感知层。下面分别介绍:
1)感知层是物联网的皮肤和五官识别物体,采集信息。感知层包括二维码标签和识读器、RFID标签和读写器、摄像头、GPS、传感器、终端、传感器网络等,主要是识别物体,采集信息,与人体结构中皮肤和五官的作用相似。
感知层又称为信源层。以车联网为例,信源层是由汽车数字化标准信源(俗称电子车牌)构成基站集群层:由不同类型、不同功能的基站组成,实现涉车信息的采集,是涉车信息的传输层。
2)网络层是物联网的神经中枢和大脑信息传递和处理。网络层包括通信与互联网的融合网络、网络管理中心、信息中心和智能处理中心等。网络层将感知层获取的信息进行传递和处理,类似于人体结构中的神经中枢和大脑。
网络层又分为支撑层和数据层。数据层是由多个数据库构成(同时包括公安、交通等部门现有的涉车管理平台所采集的部分数据),是涉车信息的存储层,其数据结构的定义最为关键。
3)应用层是物联网的“社会分工”与行业需求结合,实现广泛智能化。
回到上海世博会的案例:假设每辆车都安装了电子车牌。什么是电子车牌?电子车牌即车辆电子标签,属于物联网的信源层。电子车牌内部含有经过加密的ID数据,存储了加密处理的车辆数据。电子车牌可以充当各类证件的作用。引入车联网之后的世博会车辆监控管理现状:快速电子识别;可同时对多台车辆检查;大大提高了工作效率,实现了智能化管理。
这两个各有各的好,看自己的选择,反正都是未来的趋势。
正确的是:必须适应强电磁干扰环境,采用自适应跳频、确定性通信资源调度,无线路由,采用低开销高精度时间同步,网络分层数据加密,异常监视与报警以及设备入网鉴权。
就国内目前的主要市场环境来看,其主要用的是wifi mesh(例如strix的mesh设备)和cofdm mesh(例如winet无线智能宽带网络),前者利用的是wifi技术速率可达几百兆,频率主要用24G和58G,使用全向天线距离大概3-5公里。
物联网
是新一代信息技术的重要组成部分,IT行业又叫:泛互联,意指物物相连,万物万联。由此,“物联网就是物物相连的互联网”。这有两层意思: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品与物品之间,进行信息交换和通信。
在应用系统开发中,采用严格的、单一的、真正的的分层架构是可以的,但实际上我们已经采用了多种架构模式设计系统。当多种不同范式的架构混合在一起,你会不会出现“指鹿为马”的现象呢?
在研究分层架构时,常通过概念性的定义或 OSI 七层应用(架构)来说明或解释分层架构:
取自《 POSA , VolI , p22 》
作为一个在项目中引入分层架构的应用者,我们应该从更具体的规范来实现分层架构:
《 POSA , VolI 》 为我们提供了更多的实现规范,然而我要解决的是有关层的 单向依赖 问题。因为有一些人在使用分层架构时,尤其是将分层架构引入到项目的目录结构时,对于某些对象的划分(从属)存在一些混乱问题。
如果你有兴趣了解更多分层架构的实现规范,可参考:《 POSA , VolI 》第二十六页到第二十九页相关知识。
在领域驱动设计(DDD)中采用的是 松散分层架构 ,层间关系不那么严格。每层都可能使用它下面所有层的服务,而不仅仅是下一层的服务。每层都可能是半透明的,这意味着有些服务只对上一层可见,而有些服务对上面的所有层都可见。
注意:松散分层架构依然是单向依赖,表明上层只能调用下层的服务,下层不能调用上层的服务。
同时在领域驱动设计(DDD)中也采用了 继承分层架构 ,高层继承并实现低层接口。我们需要调整一下各层的顺序,并且将 基础设施层 移动到最高层。
注意:继承分层架构依然是单向依赖,这也意味着领域层、应用层、表现层将不能依赖基础设施层,相反基础设施层可以依赖它们。
领域层 UserRepository 接口:
基础设施层 JpaUserRepository 实现类:
我们确实使用包来划分层级,但是包名并不能真正表示分层。
我们通常将资源库的实现放置在基础设施层,这是因为我们采用了 继承分层架构 。如果你现在采用的是 松散分层架构 ,你需要将资源库的实现放置在领域层。这是层的单向依赖原则所致,你不应该破坏这个原则。没有任何理由需要破坏分层架构的单向依赖原则,除非你不采用分层架构。
我们应该从混乱到有序的这个历史过程去研究(分析)分层架构,尤其是我们现在处在前后端分离的环境下,应用系统使用分层架构又面临着什么样的划分变化。
应用系统使用分层架构在第三阶段基本已经成熟。因为我们要探讨的是有关领域驱动设计(DDD)的分层架构,所以我们依然需要做进一步补充。具体包括两方面的补充:
物联网与云计算各自具备很多优势,结合方式我们可以分为以下几种:第一,一对多方式。即单一云计算中心,多业务终端。此类模式中,分布范围较小的各物联网终端(传感器、摄像头或3G手机等),把云中心或部分云中心做为数据的处理中心,终端所获得信息、数据统一由云中心处理及存储,云中心提供统一界面给使用者 *** 作或者查看。
这类应用非常多,如小区及家庭的监控、对某一高速路段的监测、公共设施的保护等都可以用此类信息。这类云计算中心,可提供海量存储空间和统一界面、分级管理等功能,为日常生活提供较好的帮助。
第二,多对多方式,即多个云计算中心,大量业务终端。对于很多区域跨度较大的企业、单位而言,多中心、大量终端的模式较为适合。譬如,一个跨多地区或者多国家的企业,因其分公司或分厂较多,要对其各公司或工厂的生产流程进行监控、对相关的产品进行质量跟踪等等。
有些数据或者信息需要及时甚至实时共享给各个终端的使用者也可采取这种方式。这个的模式的前提是我们的云计算中心要包含公共云和私有云,并且他们之间的互联没有障碍。这样,对于有些机密的事情,比如企业机密等可较好地保密而又不影响信息的传递与传播。
第三,信息和应用的处理分层化,海量业务终端。这种模式可以针对用户的范围广、信息及数据种类多、安全性要求高等特征来打造。当前,客户对各种海量数据的处理需求越来越多,针对此情况,我们可以根据客户需求及云计算中心的分布进行合理的分配。对需要大量数据传送,但是安全性要求不高的,如视频数据、游戏数据等,我们可以采取本地云计算中心处理或存储。对于计算要求高,数据量不大的情况,可以放在专门负责高端运算的云计算中心。而对于数据安全要求非常高的信息和数据,我们可以放在具有灾难备份功能的云计算中心。此模式根据应用模式和场景,对各种信息、数据进行分类处理,然后选择相关的途径给予相应的终端。从物联网的定义及各类技术所起的作用来看,物联网的关键核心技术应该是无线传感器网络(WSN)技术,主要原因是:WSN技术贯穿物联网的全部三个层次,是其它层面技术的整合应用,对物联网的发展有提纲挈领的作用。WSN技术的发展,能为其它层面的技术提供更明确的方向。
以下是实现物联网的五大核心技术:
核心技术之感知层:传感器技术、射频识别技术、二维码技术、微机电系统和GPS技术
1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,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层的重要技术手段。
2射频识别(RFID)技术
射频识别(Radio Frequency
Identification,简称RFID)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技术属于物联网的信息采集层技术。
3微机电系统(MEMS)
微机电系统是指利用大规模集成电路制造工艺,经过微米级加工,得到的集微型传感器、执行器以及信号处理和控制电路、接口电路、通信和电源于一体的微型机电系统。MEMS技术属于物联网的信息采集层技术。
4GPS技术
GPS技术又称为全球定位系统,是具有海、陆、空全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。GPS作为移动感知技术,是物联网延伸到移动物体采集移动物体信息的重要技术,更是物流智能化、智能交通的重要技术。
核心技术之信息汇聚层:传感网自组网技术、局域网技术及广域网技术
1无线传感器网络(WSN)技术
无线传感器网络(Wireless Sensor
Network,简称WSN)的基本功能是将一系列空间分散的传感器单元通过自组织的无线网络进行连接,从而将各自采集的数据通过无线网络进行传输汇总,以实现对空间分散范围内的物理或环境状况的协作监控,并根据这些信息进行相应的分析和处理。
WSN技术贯穿物联网的三个层面,是结合了计算、通信、传感器三项技术的一门新兴技术,具有较大范围、低成本、高密度、灵活布设、实时采集、全天候工作的优势,且对物联网其他产业具有显著带动作用。
2Wi-Fi
Wi-Fi(Wireless Fidelity,无线保真技术)是一种基于接入点(Access
Point)的无线网络结构,目前已有一定规模的布设,在部分应用中与传感器相结合。Wi-Fi技术属于物联网的信息汇总层技术。
3GPRS
GPRS(General Packet Radio
Service,通用分组无线服务)是一种基于GSM移动通信网络的数据服务技术。GPRS技术可以充分利用现有GSM网络,目前在很多领域有广泛应用,在物联网领域也有部分应用。GPRS技术属于物联网的信息汇总层技术。
核心技术之传输层:通信网、互联网、3G网络、GPRS网络、广电网络、NGB
1通信网
通信网是一种使用交换设备、传输设备,将地理上分散用户终端设备互连起来实现通信和信息交换的系统。通信最基本的形式是在点与点之间建立通信系统,但这不能称为通信网,只有将许多的通信系统(传输系统)通过交换系统按一定拓扑结构组合在一起才能称之为通信。也就是说,有了交换系统才能使某一地区内任意两个终端用户相互接续,才能组成通信网。
23G网络
3G是英文the 3rd
Generation的缩写,指第三代移动通信技术。相对第一代模拟制式手机(1G)和第二代GSM、CDMA等数字手机,第三代手机(3G)是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统。
3GPRS网络
这是一种基于GSM系统的无线分组交换技术,提供端到端的、广域的无线IP连接。通俗的讲,GPRS是一项高速数据处理的科技,方法是以“分组”的形式传送资料到用户手上。虽然GPRS是作为现有GSM网络向第三代移动通信演变的过渡技术,但是它在许多方面都具有显著的优势。
4广电网络
广电网通常是各地有线电视网络公司(台)负责运营的,通过HFC(光纤+同轴电缆混合网)网向用户提供宽带服务及电视服务网络,宽带可通过CableModem连接到计算机,理论到户最高速率38M,实际速度要视网络情况而定。
5NGB广域网络
中国下一代广播电视网(NGB)是以有线电视数字化和移动多媒体广播(CMMB)的成果为基础,以自主创新的“高性能带宽信息网”核心技术为支撑,构建适合我国国情的、三网融合的、有线无线相结合的、全程全网的下一代广播电视网络。
核心技术之运营层:专家系统、云计算、API接口、客户管理、GIS、ERP
1企业资源计划(ERP)
ERP是指建立在信息技术基础上,以系统化的管理思想,为企业决策层及员工提供决策运行手段的管理平台。ERP技术属于物联网的信息处理层技术。
2专家系统(Exper System)
专家系统是一个含有大量的某个领域专家水平的知识与经验,能够利用人类专家的知识和经验来处理该领域问题的智能计算机程序系统。属于信息处理层技术。
3云计算
云计算概念间由Google提出的,这是一个美丽的网络应用模式,是指IT基础设施的交付和使用,通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的资源。
核心技术之应用层:垂直行业应用、系统集成、资源打包
应用层主要是根据行业特点,借助互联网技术手段,开发各类的行业应用解决方案,将物联网的优势与行业的生产经营、信息化管理、组织调度结合起来,形成各类的物联网解决方案,构建智能化的行业应用。
如交通行业,涉及的就是智能交通技术;电力行业采用的是智能电网技术;物流行业采用的智慧物流技术等。行业的应用还要更多涉及系统集成技术、资源打包技术等。1、物联网应用技术是物联网在大学专科层次的唯一专业,属于计算机系,升本专业为物联网工程。物联网是指射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,通过物联网域名,将任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络概念。
2、物联网感知环节的异构特性决定了它的开放、分层和可扩展的网络体系结构。
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