物联网技术主要学什么?

物联网技术主要学什么?,第1张

主要学科有:
“主要学物联网概论、物联网硬件基础、无线传感网应用技术、RFID应用技术、M2M应用技术、物联网应用软件开发、Android移动开发等。物联网应用技术培养具有从事WSN、RFID系统、局域网、安防监控系统等工程设计、施工、安装、调试、维护等工作能力的高端技能型人才。”

物联网架构按层级来划分可分为3个层级: 感知层、传输层、应用层。

首先底层是用来感知数据的感知层,感知层包括传感器等数据采集设备,包括数据接入到网关之前的传感器网络。感知层是物联网发展和应用的基础,RFID技术、传感和控制技术、短距离无线通信技术是感知层涉及的主要技术,其中又包括芯片研发、通信协议研究、RFID材料、智能节电供电等细分技术。

第二层是数据传输的传输层,网络层中的感知数据管理与处理技术是实现以数据为中心的物联网的核心技术,其包括传感网数据的存储、查询、分析、挖掘、理解及基于感知数据决策和行为的理论和技术。云计算平台作为海量感知数据的存储、分析平台,将是物联网网络层的重要组成部分。

最上层是应用层,物联网的应用层利用经过分析处理的感知数据为用户提供丰富的特定服务,可分为监控型(物流监控、污染监控)、查询型(智能检索、远程抄表)、控制型(智能交通、智能家居、路灯控制)、扫描型(手机钱包、高速公路不停车收费)等。应用层是物联网发展的目的,软件开发、智能控制技术将会为用户提供丰富多彩的物联网应用。

如果以人的神经网络做类比,那么人的感觉器官就是物联网的感知层,如眼睛能采集视觉信息,鼻子采集气味信息,嘴巴采集味道信息,而耳朵采集声音信息。这些信息通过神经元传递到大脑中枢,那么这些神经元形成的神经传输通道就相当于物联网中的传输层,它的作用是把信息传送到处理中心。那么人的大脑就相当于应用层了,当它接受到来自眼睛,鼻子、嘴巴、耳朵等信息后,它可以综合去得出一些有用的结论,例如判断现在是否有危险,能够读书看等,这就相当于它应用了来自感知层的信息并产生了价值。

工业网关在物联网中就是负责传输数据的,爱陆通的工业物联网网关是基于5G/4G、WIFI、虚拟专网等技术开发的。以嵌入式 *** 作系统为软件支撑平台,同时支持1个千兆以太网WAN、4个千兆以太网LAN、1个RS232/RS485(可选)接口和24G/58G WIFI接口,可同时连接串口设备、以太网设备和 WIFI 设备。

随着NB-IoT技术标准的成熟以及网络覆盖的增强,NB-IoT市场正在稳步走向成熟和 健康 的市场化状态。NB-IoT芯片领域出现了“百家争鸣”的盛景,各个NB-IoT创业公司都在“摩拳擦掌”布局NB-IoT芯片,也有为数不多的企业通过了运营商的认证,但通过运营商认证只是最基本的一步,能否实现最后的商用还需要企业的全方位竞争实力经受得住考验才行。而在众多优秀的NB-IoT创业公司以及一些其他领域大公司新开拓的NB-IoT新产品中,那颗“全球首颗”集成CMOS PA的NB-IoT芯片及其团队,用不懈的努力和强大的实力,继续将领先优势从技术突破夯实到了产品商用,已经领先于一众友商,率先实现了量产商用!

通过运营商认证是拿到竞争入场券,量产商用才真正走上赛道

NB-IoT芯片从研发到量产,需要经历非常长的研发周期,设计、开发、流片、测试、预商用、商用,所有环节一个都不能少,一点都不能错!能走到最后,才能享受市场成功的果实!作为物联网方案中的主芯片,客户design-win是需要持续且巨大的投入的,芯片原厂任何一块能力的缺位或者短板,都可能造成客户前期投入的浪费甚至对客户整体的业务规划造成致命伤害!而在NB-IoT芯片的量产过程中,通过运营商认证可以说是开启了万里长征第一步,拿到了这个领域的入场券,做到小批量商用才算是真正上了赛道。要想真正获得市场成功,考验的是芯片厂商全方位的综合实力:除了产品技术研发水平之外,还考验团队的技术支持能力、产能成本运营能力、持续创新及产品演进能力、企业及团队稳定成长能力等。

目前 芯翼信息 科技 已经完成中国电信芯片的认证测试,即将完成中国移动的芯片入库认证及中国联通的模组认证 。通过运营商的入库认证,是每一款modem芯片在批量销售之前,都必须完成的工作。而一款芯片在市场上的真正批量应用的稳定性和可靠性,并不能完全依赖于运营商的认证来保障。Modem无线通信芯片,因其产业链的多节点多厂家特性以及应用场景信号变化的多样性和复杂性,只有通过长时间多场景的实际应用场测,才能真正将可靠性和稳定性得到保障。运营商的入库认证,可以在一定程度上保障产品功能及性能指标的可用性,但是在实际商用的稳定性方面,必须依靠商用客户的实际落地应用来保障。芯翼信息 科技 在商用可靠性方面一直保持高度重视,在运营商入库认证启动之前,就已经启动与早期alpha客户的产品级联动测试,并针对诸如抄表、烟感、资产定位跟踪等诸多实际应用场景设计了丰富的场景级测试用例,与细分市场客户合作进行了长期的产品测试,优先保障XY1100 NB-IoT芯片在目前出货量最多的细分市场的应用可靠性。

CMOS PA集成,一年走完从质疑到全行业认同的历程

遥想去年上海MWC上芯翼信息 科技 发布了全球首款集成CMOS PA的NB-IoT芯片,彼时质疑声阵阵,不光质疑芯翼信息 科技 是否有能力完成CMOS PA发射功率的核心技术突破,甚至对整个行业是否可以真正商用CMOS PA集成也持怀疑态度。

CMOS PA的集成一直是个世界级难题,CMOS PA集成最大的难点在于发射功率难以达到3GPP定义的Class3标准要求(23dBm±2),目前业界的Modem射频方案仍然采用独立的PA器件,基于GaAs工艺,市场主要由Skyworks与Qorvo等美国厂商占领。而GaAs PA由于工艺的差异,无法与CMOS PA的modem主芯片进行单die集成,只能通过成本更高的SiP封装来实现单芯片集成。芯翼信息 科技 依赖于创始团队深厚的技术积累,全球首次实现了CMOS PA Tx Power的突破,并成功将Single Die的集成做到商用量产。

时隔一年,在NB-IoT芯片的创新浪潮中,芯翼信息 科技 真正做到了从突破式创新到引领行业创新的创举!当芯翼信息 科技 兑现承诺,率先以商用出货的SoC产品向市场宣告集成CMOS PA的核心技术突破已经取得成功时,几乎所有的主流友商也都已发布或者宣布了自己的集成CMOS PA的NB-IoT单芯片。虽然各家实现方式各有不同,但NB-IoT SoC集成CMOS PA已经从一年前的质疑,变成了今天的行业标配!集成CMOS PA是全球所有厂商将NB-IoT做到极致低成本低功耗的必经之路,整个行业都在朝着这个方向发展。

芯翼信息 科技 XY1100是全球第一颗Single Die集成CMOS PA的量产NB-IoT系统单芯片,跟其它同期竞品最大的差异是,将全球全频段商用的功率放大器(PA)芯片,集成进了单die之中,实现了全球NB-IoT芯片最高的集成度。基于芯翼信息 科技 XY1100芯片开发的NB-IoT方案,客户不需要再为芯片购置PA等昂贵的外围射频器件,整体的外围BOM成本可以控制在友商方案的1/3-1/4的水平;同时,客户也不需要再进行复杂的射频相关性能调试,这些都已经在芯片内部做完了。

另外,芯翼信息 科技 XY1100专门为IoT应用配置了独立的完全开放的ARM Cortex-M3 MCU作为AP,并预留了充足的RAM和ROM空间,成为业界开放程度最高、开发方式最友好的OpenCPU方案,可以帮助客户轻松完成从外置MCU到OpenCPU的移植,节约一颗外置MCU的成本(高端M3 MCU成本约¥20元)。除此之外,芯翼信息 科技 在保证超低成本和超低功耗(PSM电流700nA)的基础上,实现了芯片设计的SDR架构。基于SDR架构,芯翼信息 科技 可以在极短的开发周期内,完成多模SoC产品的开发,能极大扩展芯翼信息 科技 芯片产品的应用市场,也有利于客户将同一套方案设计,使用软件升级的方式快速实现应用市场的扩展。

目前,芯翼信息 科技 XY1100 NB-IoT SoC,已经完成了多家NB-IoT模块商和方案商客户的Design-Win,客户对芯翼XY1100在各方面的性能表现和综合竞争力,都有非常高的评价,多家客户即将进入产品方案小批量产阶段。未来,对于XY1100 NB-IoT SoC,芯翼信息 科技 期望能够成为引领全球NB-IoT产品创新的中坚力量,为NB-IoT市场提供更具性价比和完整竞争力的芯片方案新选择。

现在是选择NB-IoT最好的时代

NB-IoT市场从2016年标准冻结开始启动,时隔三年,目前NB-IoT从标准、技术、芯片、网络覆盖等各方面都日臻成熟,而市场产业链也已经完成了初期的培育。前期的市场培育及生态链建设环节,政府补贴拉动发挥了巨大的作用。随着3GPP R14 CatNB2标准的部署商用,NB-IoT芯片将足以提供更高的上下行吞吐量(150kbps UL/150kbps DL)、更好的业务移动性(支持连接态重建Reestablishment)、基站定位功能(支持50m精度基站定位),NB-IoT的应用场景将会大幅度拓宽。同时,随着5G网络的建设以及4G网络覆盖的持续加深,NB-IoT全球网络的覆盖水平,将伴随4G网络的深覆盖而快速增强。用不了多久,覆盖完善的NB-IoT精品网络就会呈现给物联网用户,NB-IoT将随着5G的发展迎来自身的大发展!

可以看到,现在的NB-IoT芯片商,除了传统手机芯片商海思、高通、MTK和展锐之外,已经涌现出了以芯翼信息 科技 为代表的新一代芯片创新创业公司,并且 芯翼信息 科技 已经开始为市场输出可以买到的量产芯片产品 。而能供提供NB-IoT的模块商,更是达到了数十家之多。作为NB-IoT产业链中核心器件的芯片与模组,已经率先完成了供给侧的繁荣,现在的用户已经不用为NB-IoT芯片或者模组的不成熟和高价格而烦恼。另一方面,NB-IoT的市场应用,也已经从之前的主力靠政府项目拉动,向百花齐放转变,这正是NB-IoT市场从培育期向成熟期转化的重要标志。

芯翼信息 科技 是世界领先的物联网芯片初创企业,芯翼信息 科技 的定位是做物联网终端芯片级解决方案SoC leader。除了提供多种通信能力之外,还有感知,安全,能量捕获,边缘计算等方向可以发展和延伸。正如芯翼信息 科技 对自己所做的定位,公司致力于为IoT市场提供高价值的终端SoC,而NB-IoT是其中最好的市场切入点。从公司定位和产品定义上,芯翼信息 科技 与业界友商已经有明显的差异化。具体到产品上,芯翼信息 科技 坚持以市场需求为驱动力,以核心技术创新为突破口,坚持与各细分市场头部龙头企业进行深度战略合作,坚持为行业细分市场提供富有竞争力的芯片方案。物联网时代,应用为王。只有深入理解市场行业应用,并且拥有强大技术创新实力的企业,才能在碎片化的IoT市场中找到自己的生存和发展空间。

总结

芯翼信息 科技 ,一家刚“2岁”多一点的企业,凭借全球顶尖技术专家团队的深厚积累,一经创立便以世界级核心技术突破的姿态,推出了“全球首颗”集成CMOS PA的NB-IoT SoC。如今,经过两年来夜以继日的努力,一颗性能卓越、优势明显的NB-IoT明星产品耀然量产上市,用核心技术突破帮助NB-IoT产业界 健康 优质的提质降本,帮助整个NB-IoT产业蓬勃发展。NB-IoT,是由中国企业主导、中国生态引领的全球IoT蜂窝通信标准,也是5G标准的IoT先行者。市场需要更多像芯翼信息 科技 这样的创新创业企业,为整个产业带来持续的核心技术创新与突破,以自己的技术实力与积累,引领整个产业与行业的技术革新!

芯翼信息 科技 着眼国内国际布局,以芯为翼,助推物联!芯翼信息 科技 在MWC的展台位于N4G10,欢迎大家前往交流我们基于XY1100所做的商用实践!

物联网相关技术:
1信息感知技术
超高频和微波RFID:积极利用RFID行业组织,开展芯片、天线、读写器、中间件和系统集成等技术协同攻关,实现超高频和微波RFID技术的整体提升。
微型和智能传感器:面向物联网产业发展的需求,开展传感器敏感元件、微纳制造和智能系统集成等技术联合研发,实现传感器的新型化、小型化和智能化。
位置感知:基于物联网重点应用领域,开展基带芯片、射频芯片、天线、导航电子地图软件等技术合作开发,实现导航模块的多模兼容、高性能、小型化和低成本。
2信息传输技术
无线传感器网络:开展传感器节点及 *** 作系统、近距离无线通信协议、传感器网络组网等技术研究,开发出低功耗、高性能、适用范围广的无线传感网系统和产品。
异构网络融合:加强无线传感器网络、移动通信网、互联网、专网等各种网络间相互融合技术的研发,实现异构网络的稳定、快捷、低成本融合。
3信息处理技术
海量数据存储:围绕重点应用行业,开展海量数据新型存储介质、网络存储、虚拟存储等技术的研发,实现海量数据存储的安全、稳定和可靠。
数据挖掘:瞄准物联网产业发展重点领域,集中开展各种数据挖掘理论、模型和方法的研究,实现国产数据挖掘技术在物联网重点应用领域的全面推广。
图像视频智能分析:结合经济和社会发展实际应用,有针对性的开展图像视频智能分析理论与方法的研究,实现图像视频智能分析软件在物联网市场的广泛应用。
4信息安全技术
构建逗可管、可控、可信地的物联网安全体系架构,研究物联网安全等级保护和安全测评等关键技术,提升物联网信息安全保障水平。
关键技术相见《2020物联网技术部署》

工业物联网是指在工业中应用物联网技术,实现工业特有的价值增值的技术模式。

所有物联网都是为了实现万物互联,特别是物与物的互联,但是工业物联网又有其专有属性,原因是与工业物联网相对的消费物联网本身的联网密度、联网的实时性、联网物的异质化要求都不高,而工业物联网的要求主要表现在联网密度、联网实时性及联网异质化三个方面。

思考所有问题都需要从宏观到微观的细化过程,工业物联网也不能例外,我认为对工业物联网进行深度思考,需要从以下五个维度进行分析,否则将会要么带来一叶障目,要么带来好高骛远。

首先需要我们思考的问题是,工业物联网的价值、意义和目的是什么;第二个是工业物联网需要连什么的问题,这是一个范围的概念;第三个需要我们思考的是连入物联网的物的层级问题,也就是深度的问题;第四个需要我们思考的是实现物联的价值成本分析;第五个需要我们思考的是如何建设工业物联网。
互联网实现了计算机与计算机的连接,或者说实现了人与人的连接,这个连接带来了人的交互的便利,在这个基础上涌现出很多全新的、颠覆性的商业模式,例如,电子商务、即时通讯,社交媒体等等;而物联网将实现人与物、物与物的连接,同样我们也期望带来全新的、颠覆性的商业模式,甚至更进一步,期望带来人类生活、生产方式的全新的颠覆性的模式。

作为物联网主战场的工业物联网,人们对其的期许是在工业设计、制造、流通环节带来革命性的变革,为传统工业注入新的活力,提供新的势能,驱动工业在更高维度上发展、创新、乃至变革。随着计算、存储能力的提升,特别是大数据、人工智能的发展,任何行业对数据获取手段都提出了前所未有的要求。对数据获取手段的要求主要表现在四个特征,第一是高效性;第二是准确性;第三是实时性;第四是经济型;在当前技术能力下,能够同时满足这四个特征的就是工业物联网,首先,芯片技术已经发展到一个具有较强计算能力的MCU在美元以下,RFID芯片价格甚至已经到美分这个量级,使得工业物联网有了物质基础,同时满足了经济性要求;近三十年的通讯技术的发展,从模拟到数字,从简单调制到复杂调制技术的商用化,使无线通讯可以很廉价地覆盖几百米甚至数公里的范围,满足了数据获取的密集部署要求,同时由于工业物联网的永久在线的特征,使工业物联网满足数据获取的高效性、实时性要求;微电子技术在近年也发生了突飞猛进的发展,不论在价格上还是在进度上都有了长足的突破,满足了数据获取的准确性。

总而言之,工业物联网的出现是在以下几个条件成熟时涌现出来的不可逆转的趋势:

1、快速变化的市场需要数据支撑,产生了市场对数据获取的急切要求;

2、MCU的发展使得计算能力快速提升;

3、以调制技术为核心的通讯技术发展为联网建立的管道基础;

4、传感技术,特别是以MEMS为标志的微电子技术的发展给予感知世界提供的保证;

工业物联网不是规划出来的,是各种技术与需求发展进化的产物,是生活、生产、经济发展到一定高度后自然而然出现的,是在需求的驱动下,众多行业创新带了的自然产物。

通过工业物联网,可以把传统经济中不可数字化之物数字化,可以把传统不可数字化之行为数字化,可以把传统不可能变为可能,甚至变为容易获得、解决的方案。
这个问题是第一个问题的延续,如果不考虑经济性,那么我们可以说工业物联网连接一切可连接之物,但是,当我们在做一个务实的、有价值的方案时就不能不考虑可行性及经济性,那么工业物联网连什么呢?我们认为这是一个从哪里来到哪里去的问题,我们通过上面对价值、意义和目的分析可知,我们应该从目的反推,一切从目的出发,时刻盯紧企业需要弥补的最关键环节,例如,如果对量化OEE有需求,那么我们就要连接设备状态;如果要减少在制品,那么我们就要对在制品进行追踪;如果能源消耗对企业是重中之重,那么我们就要把能效物联化,等等。世界上不存在同样的两片树叶,同样地,世界上也不存在同样的两个企业,我们只能对企业本身进行深入分析,紧紧聚焦于企业价值,在保证经济性的基础上,确定工业物联网的实施范围方案。联网范围一个核心点是连入物的属性,也就是说我们通过分析连入物的属性与企业建设工业物联网目标的耦合度,决定需要实施工业物联网的广度。
通过分析工业物联网连什么后,我们得到了连入物的内容,接下来需要我们决定是对每个/每类连入物我们该数字化哪些属性,这里遇到工业物联网特有的一个障碍,需要连入工业物联网的物的可连通性问题, 特别是在设备互联时,可连通性表现的特别突出,例如,有的设备具有开放的通讯协议和可用的通讯接口,有的设备不开放协议等等,那么可连通性就是对方案供应商的很大的考验,我们的经验是有四种方案可供选择:

1、使用设备开放的协议;

2、使用设备自带的传感器;

3、添加新的传感器;

4、改变观察侧面及维度,使用全新的采集模式;

其中第四条,改变观察的侧面和维度,使用全新的连接方式是使用第一性原理,避开设备不开放协议或接口的阻碍,避开被设备供应商牵着鼻子走的方向,从本质上获取数据。例如:通过能效检测获得设备的使用状态,通过震动传感分析设备部件的故障、甚至是转速等,只要通过第一性原理从你需要的信息入手,而不是被动地从设备可以提供的数据入手来提供物联解决方案的方式。直接把我们需要的信息做为目标,观察除了直接连接设备外,我们还能够如何获得需要的信息,因为只有我们获得的数据能够与设备提供的数据在信息上能够“同构”即可。例如,我们可以在我们的物联设备上安装一个震动传感器,从传感器获得的数据中,我们即得到了设备是否开机,又得到了是否启动工作,同时还得到设备的转速。如果不用第一性原理,而是硬要跟设备互联,那至少要采集三个数据,并且未必设备能够给你。这就是典型的边缘计算的案例,边缘计算的计算规则一定要具有定制能力,可以说边缘计算一定是一个知识容器,可以方便地把客户、厂家,甚至是第三方的知识融入的容器,我们开发的支持脚本的设备已经具有了初步的边缘计算的功能,我们需要在这个方面继续加大支持力度。

所以,通过分析企业价值和物的可连通性,我们就可以明确定义需要连入物层级,也就明确了连入物的连接深度;

在连入物联网的物的层级中一个重要的概念是管理粒度,对于制造业来说,连入物的管理粒度大概分为如下几个层级:

1、传感级;

2、设备级;

3、产线级;

4、车间级;

5、企业级;

也就是说我们要在经济性可行的前提下定义数据获取的粒度。理论上讲,细粒度一定比粗粒度更好,更有价值,但是当加入成本分析后,可能并不一定粒度越细越好,需要按照各种制约因素找到一个平衡点。
价值成本永远在企业行为中持有权值最高的赞同或者否决的一票,通过前三项分析,我们仅剩下最后一个问题没有解决,这也是关乎价值成本的关键:管理粒度问题,我们到底需要在多细的粒度下进行管理?这带来了一个哲学问题:世界是不是需要黑盒子。什么意思呢?当我们确定一个管理粒度后,比管理粒度更细的信息将被隐藏在黑盒子中,这个黑盒子将成为我们分析深度或者认知深度的制约因素和约束条件。我们可以通过价值成本分析来找到这个平衡点,从而明确黑盒子的大小,并最终确定连入工业物联网的物的特性。
我们的期许是工业物联网建设的价值观,其他一起都是方法论。首先,我们在规划物联网时要本着既要有高瞻远瞩,又要有务实可行的精神。在思考黑盒子的大小时我们要高瞻远瞩,设计方案尽可能地以黑盒子尽量小为目标,而实施方案则按照价值成本分析选择合适的黑盒子的大小,也就是选择合适的管理粒度,从而保证投入收益的平衡,甚至我们可以把黑盒子尽量定义的大些,用以验证工业物联网的可行性,最大可能地降低工业物联网实施的风险。

总之,我们应该从以几个方案来确定工业物联网的建设原则:

1、期望获得什么结果?

2、期望用什么方式获得想要的结果?

3、需要信息基础提供什么?

4、工业物联网是否能够获得这些信息?

5、工业物联网如何获得这些信息?

6、获得这些信息的性价比如何?

7、回归分析,评估预期结果是否符合经济利益?

8、落地实施。

第一章是物联网系统概述;第二章讲述互联网技术;第三章讲述物联网信息采集技术;第四章讲述物联网网络通信技术;第五章讲述物联网物品编码技术;第六章讲述物联网数据库技术;第七章讲述物联网网络安全技术;第八章讲述物联网管理系统开发。
实现物联网的基础技术
一、互联网技术
二、信息采集技术
三、网络通信技术
四、物品编码技术
五、数据库技术
六、网络安全技术
七、物联网管理系统开发技术


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