物联网时代即将到来,这些知识点你Get到了吗

物联网时代即将到来,这些知识点你Get到了吗,第1张

我们身边的共享单车即应用了物联网技术,《物联网时代》将物联网定义为:“通过基于互联网协议的分布式云端,将所有的东西都互联起来。”其作者马切伊认为,物联网实际上并不是什么新的发明,它以不同的形式以及存在了10年以上的时间。

连接带来了时代的需求的变化,当世界上有十亿网民的时候,Facebook就自然的出现了。

如果你仔细地观察过去25年里的科技企业,你就会发现变化一直在发生。

每隔3-7年,企业就必须对它们进行重塑。那些错过了一次技术转型的公司如果能迎头赶上的话,那么还有可能重新恢复过来。而那些错过了两次技术转型的公司,则有可能已经消失了。如果你有兴趣的话,可以查看一下50年前标准普尔500强公司的名单,如果统计无误的话,截止到2017年,只有19%的企业现在依然存在。

当我们在网络上看着90后“佛系”“中年人”的话题捧腹大笑的时候,其实我们没有看到这背后透露着的真正原因是:90后们生活在“变的太快”的世界里,太多学习工作生活里的问题他的上一辈甚至前一代人都没有遇到过,他们的迷茫那么大,以至于有些人认为:至于以不变应万变才是“正解”。

而如果我们把这件事扩展的更大一些,无论我们的真实年龄如何,我们都注定属于将遭遇革命性变革的一代人。这也正是马切伊克兰兹(Maciej Kranz)将每一个商业领域正经历“革命性变革”的这一代人叫做“物联网一代”的原因。

什么是物联网?

一个相对繁琐的解释是:

物联网是互联网的一个延伸。互联网的终端是计算机(PC、服务器),我们运行的所有程序都是计算机和网络中的数据处理和数据传输,没有涉及任何其他的终端。而未来,所有物和物之间都可以实现互联。物联网能够让互联网连接对象使用嵌入式传感器进行数据收集和交换的网络,汽车,厨房电器,甚至心脏监视器都可以通过物联网连接。随着物联网在未来几年的发展,更多的电子设备将加入物联网的阵营。

而在《物联网时代》中,物联网有一个更为简单明了的定义,它是“通过基于互联网协议的分布式云端,将所有的东西都互联起来。”其作者马切伊·克兰兹是全球物联网专家,思科公司战略创新集团副总裁。在本书中,他基于思科的工作视野和在全球物联网行业一线的长期实践经验,从数十个他参与实施的物联网案例中,总结出4种已经获得验证的、可以快速回报的场景。顺带提一下,思科公司的主营业务就是物联网。

总的来看,物联网的本质还是互联网,只不过终端不再是计算机(PC、服务器),而是嵌入式计算机系统及其配套的传感器。在这个意义上说,物联网是一个很大的概念。如果单从学科上分解来看的话,它涉及到通信,信号处理,计算机视觉,自动化控制,电路系统,信息融合,无线自组织网络,MEMS传感器设计等等。

可以说,这是计算机科技发展的必然结果,为人类服务的计算机呈现出各种形态,如穿戴设备、环境监控设备、虚拟现实设备等等。只要有硬件或产品连上网,发生数据交互,就叫物联网。实际上,大数据概念最早的提出,也是因为物联网的兴起,传感器接入网络之后,大大增加了可以挖掘的数据量,网络上的数据不但包括社交网络这种来自用户的数据,还有了来自物理世界的数据。

物联网发展速度为什么这么慢?

正如马切伊在他的书中提到的那样,物联网实际上并不是什么新的发明,它以不同的形式以及存在了10年以上的时间。

它的本质便是上个世纪学术界开始兴起传感器网络、自组织及多跳网络(wireless sensor network, ad-hoc network, wireless multi-hop network)。RFID在智能物流上的应用只是最为基本的应用场景,当前的研究远比这个更为复杂。但是,受限于应用场景和技术实现的瓶颈,物联网的发展,其实无法像互联网那样爆发。

首先,现阶段的物联网应用基本都是“锦上添花”的东西,需求性并没有那么强,如可穿戴设备和智能家居,这也就是为什么很多智能硬件叫好不叫座的根本性原因;也正是因为这个原因,商业上也不会出现滴滴打车那样的持续性投入,这又反向钳制了这一技术的商业化发展。

其次,物联网技术上还有很多没有突破。最大的技术瓶颈可能在MEMS传感器的性能和无线传感网的设计实现上。

再有,就是目前在应用上还找不到突破。目前比较活的也就是智能硬件,无人机,工业物联网这块。但是离人类和互联网形成的应用需求还无法相比,目前还没出现。

最终,物联网应用的制约因素还是能源,物联网应用场景的扩展一直在等待电池技术的突破。所以,目前来说物联网首先会在那些对能量要求不是很高的方向首先取得突破,比如智能硬件和工业设备上。

总之,物联网的方向毋庸置疑有着广阔的发展前景,但是当前基础研究和相关技术还有待发展,因此看起来发展缓慢,甚至就是停滞,学术和商业界都在等待一个颠覆性应用可以让“物联网”来一次诈尸。

共享单车中的物联网技术

完全可以想象,物联网的技术前景是广阔的。

实际上,2016年底兴起的共享单车就是一个成功的物联网商业化作品。

看似简单的单车使用过程,包括了物联网技术,人联网技术(移动互联网),自动控制技术,GPS全球定位技术等多个技术领域。但是整体的技术实现并不复杂,并没有涉及到什么创新黑科技。

首先,一辆单车需要以下几样设备参与运作:

•单车上面的智能锁(这个是核心关键,包括了GPS定位模块,GPRS通讯模块,主控芯片,电控锁模块等)

•用户手中的手机和APP

•单车提供商的云服务器(平台)

关键的环节在于单车和云服务器之间的通讯,采用的是老旧的GPRS技术。为什么要用这种落后的2G技术呢? 不使用LTE呢?答案很简单: 省钱省电覆盖好。

共享单车是典型的物联网应用场景,也能很好的克服我们之前说的物联网现存的耗能的问题。它对网络的要求并不是大数据量(它只需要很少很小的几条消息),而且它不需要速度很快(几秒钟的时延,完全可以忍受),它需要很低的功耗和很长的待机时间。

早期阶段,共享单车甚至依靠短信和云服务器进行通信,所以等待解锁的时间比较久,大约需要6-10秒。

还有一个小细节,不知道有没有人遇到过。我曾经用过一次支付宝旗下集成的一款市面上不太流行的单车品牌,扫码之后,手机提示我:锁没电了。这是我第一次意识到,原来单车的锁需要电!?

当然,正因为共享单车智能锁有这么多模块,所以它当然要耗电的。

为什么早期的单车骑起来特别累?除了一些材料和工学设计的原因,也是因为:你在充当人肉发电机。后来,为了改善用户体验,开始流行太阳能充电了。所以,越来越多的单车装上了太阳能发电板(如下图)。

经过过去一年半的迭代和升级,现在市面上所有的单车使用体验相比最早的那一批已经有了质的飞跃。

同时,近些年上市的一些空气净化器,穿戴设备以及家庭环境监控设备也已经完成了一代代的自我迭代和进化,在目前的消费场景下,服务着千家万户,这正是物联网技术未来商业化发展的一个缩影。

如何顺势借力风口,成为一名成功的物联网创业者或者职场精英?

BI Intelligence 预计:到 2020 年,地球上将有超过 240 亿的物联网设备,约为人均 4 台,当我们接近这个阶段时,60 亿美元将流入物联网解决方案,包括应用程序开发,设备硬件,系统集成,数据存储等。然而这些投资在 2025 年将产生 13 万亿美元的效益。

然而正如前面所说的,基于一些目前无法攻关的技术难题,它的商业前景也是复杂的,特别是对于创业者而言,这不是一个好消息。创业者大部分都是小公司,无论多么先进的技术,一旦市场成熟,目前的互联网大鳄公司都可以迅速投入数倍于你的资金,在非常短的时间内模仿你,超过你,压垮你。

而且,目前全世界范围内,也已经有多家物联网平台已经初具规模,比如Amazon Web 服务、Microsoft Azure、ThingWorx 物联网平台、IBM 的沃森、思科物联网云连接、Salesforce IoT 云、Oracle 集成云以及 GE Predix。

因此,物联网行业的创业者应该处理好两个问题。

首先,科技行业想突破垄断,对于微软和IBM这样的大企业而言,是技术积累。对于我们这样的个人或小团队而言,最好的方法是缩小目标客户群体,专注于某一个具体的领域或者攻关一项技术去解决某一个具体的问题。主动缩小目标客群的好处就是大企业不容易来抢市场,而你我们相对容易找到目标客户,最终说服他们买你的产品。

其次,以热门概念 *** 作以达到融资目的,而从不关心成本和收入是最错误的做法。

总结来看,就是组建一个相对小型的团队来维护一款小产品或者一个项目,这样可能反而容易成功,比如团队或项目被大公司收购。

如果你只是想成为一个工作体面收入又高的技术工作者和相关从业者,有一条相对明确的职业发展方向可以借鉴:学Java,去一家当地比较有名的计算机类企业应聘;取得一定成绩后,跳槽至国内一线物联网公司;3-5年后,有机会跳槽去国际一线企业在华公司应聘,如前面所说的这几个大型的物联网平台。如果在继续在里面服务几年,等到物联网技术真正实现商业化爆炸的那一天,你绝对已经可以斩钉截铁向别人介绍说:你好,我是物联网行业的资深行业顾问!就像我们前文提到的《物联网时代》作者马切伊先生一样。

就算不完全复制这条路,普通人想要搭上物联网这班车也不是没有可能的。毕竟,物联网的范围其实极其广泛。无论是大数据分析师、GPS定位还是井下探测,都可以算是物联网的一部分。只不过,程序猿是物联网现阶段发展时期,需求最大平均工资最高的工种而已。

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物联网是什么东西

物联网是新一代信息技术的重要组成部分,也是“信息化”时代的重要发展阶段。[

1]顾名思义,物联网就是物物相连的互联网。这有两层意思:其一,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;

其二,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,也就是物物相息。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术,广泛应用于网络的融合中,也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。 物联网是互联网的应用拓展,与其说物联网是网络,不如说物联网是业务和应用。物联网的实践最早可以追溯到1990年施乐公司的网络可乐贩售机—Neorked Coke Machine。 物联网用途广泛,遍及智能交通、环境保护、 工作、公共安全、平安家居、智能消防等多个领域。

简单说就是商品的信息更容易被消费者熟悉的一种电子商务!物联网的高级阶段就是商品的物理特性(如质感,硬度等)都能被感知!希望能帮到你

物联网(Inter of Things,简称IoT)是近几年新兴的概念。它有两层意思:其一,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;其二,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,也就是物物相息。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术,广泛应用于网络的融合中,也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。应用创新是物联网发展的核心,以用户体验为核心的创新20是物联网发展的灵魂。
详细参考::iotofweek/2015-12/ART-132216-8120-29047695

物联网的RFID是什么东西?

RFID(射频识别)是一种非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别工作无须人工干预,可工作于各种环境之下。RFID技术可同时识别多个标签, *** 作快捷方便。
RFID有以下三大特点:第一,可以标识每个物体,而不像条形码是用来识别一类物体;第二,可以非接触远距离地同时对多个物体进行识读,而条形码只能在非常近的距离一个一个地识读;第三,储存的信息量非常大。
RFID系统一般由电子标签(Tag)、读写器(Reader)和天线(Antenna)3部分组成
其工作原理为:当标签(一般为无源标签或被动标签,Passive Tag)进入磁场后,接收读写器发出的射频信号,凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息;或者标签(有源标签或主动标签,Active
Tag)主动发送某一频率的信号,读写器读取信息并解码后,送至后台管理信息系统进行数据处理。

物联网是什么东西,大数据又是啥?

童鞋你好!
学校好不好就不太清楚,侧面了解了解,但专业很不错。
物联网是以计算机科学为基础,包括网络、电子、射频、感应、无线、人工智能、条码、云计算、自动化、嵌入式等技术为一体的综合性技术及应用,它要让孤立的物品(冰箱、汽车、设备、家具、货品等等)接入网络世界,让它们之间能相互交流、让我们可以通过软件系统 *** 纵himer、让himer鲜活起来。
科技创新改变生活,物联网以及延伸的人工智能必将为未来带来自便利的美好生活。
人类总是在追求自便利的美好生活,物联网很有前瞻性。
下一波的IT浪潮就是云计算、物联网、人工智能、生物技术。
ITJOB告诉你,好好把握学习这个专业的机会,目前物联网处于发展初期,等你毕业刚好是大展拳脚的好时机!

电信物联网卡是什么东西?

电信物联网业务是面向物联网用户提供的采用物联网专用的物联网卡号段作为MSISDN的移动通信接入业务,通过专用网元设备支持短信和GPRS等基础通信服务,并提供通信状态管理和通信鉴权等智能通道服务,默认开通物联网专用的短信接入服务号和物联网专用APN。物联网卡办理可以找中互联流量,不止电信物联网卡,还有移动和联通物联网卡。

物联网是什么东东?

简单讲就是物和物的联网,在每个物品中增加智能芯片以及传感器,可以将信息直接采集或者执行你需要的 *** 作,比如先进点的空调里面就集成了温度传感器以及控制芯片,将这两个连接到网络中你就能通过手机遥控家里的空调再回到家之前调整到26度。

说真的,氦氪科技出现,让物联网变得简单容易些。其呈现出来的智能物联网模式,才是最大的亮点了。

物联网=互联网+各类传感器(RFID,条码,温湿度传感器,位移,电压,震动等等传感器)。
物联网是互联网技术的延伸,是互联网之后又一更宏大的技术革命 在各个领域各个行业都会有大量的应用。
看到对您有帮助请点赞,您的鼓励是我用心帮助大家的动力!

物联网是新一代信息技术的重要组成部分。其英文名称是“The Inter of things”。由此,顾名思义,“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。因此,物联网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相连接,进行信息交换和通信,以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

物联网其实是互联网的一个延伸,互联网的终端是计算机(PC、服务器),我们运行的所有程序,都是计算机和网络中的数据处理和数据传输,除了计算机外,没有涉及任何其他的终端(硬件)。

物联网的本质还是互联网,只不过终端不再是计算机(PC、服务器),而是嵌入式计算机系统及其配套的传感器。这是计算机科技发展的必然结果,为人类服务的计算机呈现出各种形态,如穿戴设备、环境监控设备、虚拟现实设备等等。只要有硬件或产品连上网,发生数据交互,就叫物联网。

物联网就业机会非常多,因为物联网技术应用非常广泛,例如:

1、智能家居;智能家居是利用先进的计算机技术,物联网技术,通讯技术,将与家具生活的各种子系统有机的结合起来,通过统筹管理,让家具生活更舒适,方便,有效,与安全。
2、智能交通
3、智能医疗
4、智能电网;智能电网是在传统电网的基础上构建起来的集传感、通信、计算、决策与控制为一体的综合数物复合系统,通过获取电网各层节点资源和设备的运行状态,进行分层次的控制管理和电力调配,实现能量流、信息流和业务流的高度一体化,提高电力系统运行稳定性,以达到最大限度地提高设备效利用率,提高安全可靠性,节能减排,提高用户供电质量,提高可再生能源的利用效率。
5、智能物流

扩展资料

物联网是新一代信息技术的重要组成部分,也是"信息化"时代的重要发展阶段。其英文名称是:"Internet of things(IoT)"。顾名思义,物联网就是物物相连的互联网。这有两层意思:其一,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;其二,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,也就是物物相息。

物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术,广泛应用于网络的融合中,也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网是互联网的应用拓展,与其说物联网是网络,不如说物联网是业务和应用。因此,应用创新是物联网发展的核心,以用户体验为核心的创新20是物联网发展的灵魂。

活点定义: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(所有的设备、资源及通信等)都是个性化和私有化。

如今在我们身边已经可以看到许多物联网的设备了,大到智慧城市、无人商店,小到智能手环、智能温度控制仪等,我们已经享受到了物联网所带来的便利,但与此同时,科幻中万物互联的场景依然还比较遥远,我们总是习惯性的把未来预估的足够近,但是技术的发现显然拉远了我们与未来的距离。简单来说,物联网如今的发展依然非常缓慢。

当然若说缓慢也只是相对的,物联网的概念是在1999年被正式提出,如今经过将近20年的发展,若只从物联网本身出发,其技术已经进步相当大了,可谓从无到有的突破。但是如今物联网的发展已经满足不了人们日益提高的消费观念,加上其他诸多原因,导致了目前物联网依旧处在一个低速发展的状态。

缓慢发展的物联网

若是要探寻物联网发展为何依旧缓慢,目前可以归纳出以下几个原因,其一便是基础研究无法跟上,众所周知,物联网依赖于众多传感器通过网络连接,进行数据交互,最后形成整个物联网体系,因此准确的来说物联网本质上是一种传感器网络、自组织及多跳网络(wireless sensor network, ad-hoc network,wireless multi-hop network)。

但是想要实现一个分布式传感器采集网络,并不是想象中那么容易的事情。传统的无线网络如蜂窝、WLAN等,在高速移动的情况下通过优化路由和带宽分配策略可以达到较好的通信智联。但是这种方案在传感器网络上是有缺陷的,首先受限于能源的供给,目前只能采取电池或者太阳能进行供电,无法直接提供能量,所以当前传感器设计的重点在于保证功能完整情况下最大化地节能和增加网络的生存周期。

其次无线模块的发射距离和发射功率正相关,但是当通信节点之间距离大于最大发射距离时该如何解决最后当无线节点没电时又要怎么解决

可以说上述三个问题,便是目前无线传感网络研究中最核心的三个基本问题,几乎所有的研究都是在攻克这三项难关。如果这三个问题不解决,那么无线传感网络就无从谈起,更别提物联网的商业化了。

如何解决拖慢物联网发展的关键问题

目前对于这三个基本问题市面上也有一些相应的解决方案。第一个路由策略问题学术界已经有很多研究了,平面路由策略比如泛洪(Flooding)、SPIN、定向扩散等等。那么如何解决通信距离问题,由此产生了多跳网络以及组织网络。

多跳网络很好理解,为了降低节点的无线发射距离所带来的能量损耗,节点会将数据发送到最近的另一个节点,通过接力棒的方式把数据以减损最少的方式传递下去,这就是多跳网络(multi-hop);而组织网络(ad-hoc)则复杂一些,在组织网络中的每一个节点即使网络节点又是路由器,而每一个节点都可以当做网关和外网通信,同时也可以转发数据包,这使得在传输数据上可以有多种方式,而如何选择最优的方式进行数据传递则是下一个挑战。

至于最后一个问题,该如何对节点进行供能,由于目前太阳能转化的效率依然不高,因此采用太阳能进行供电则会力有不逮。目前最简单直接的办法是更换电池,但是这样会浪费大量的时间。因此现在正在研究通过反射散射链路调制空间中的电磁信号进行供能和通信,也就是无线充电技术,这样可以彻底解决供电问题,但从实验到商用依然还有一段路要走。

以上便是从传感器技术制约的角度来看物联网发展的瓶颈,物联网的发展除了技术因素之外,还有许多其他方面的缘故。

需求疲软 标准混乱

首当其冲的自然是需求上的疲软,目前物联网的应用端除了在商用或工业用途之外,在个人消费商的应用还未显现,这也导致了物联网的发展进程得不到爆发式的推进。

其次,由于现在物联网依然还处在一个混乱的状态,但就一个物联网无线连接技术标准就有NB-IoT、LoRa、ECGSM、eMTC等,无法统一的标准,使得物联网硬件成本始终高居不下。

除了硬件之外,软件生态更是建设艰难,现在的物联网企业甚至要把软件与硬件通过打包进行一条龙服务。

而随着技术的发展,也带动物联网数据的产生,而这些数据的安全性该如何保障,以及随之而来的关于采集用户隐私数据的法律问题,都限制了物联网的发展。

当然随着5G以及人工智能的发展,物联网也将在这些技术的带动之下进行大步跨越,这将会帮助解决物联网技术以及标准上的问题,而这些问题的解决也将带动物联网生态的建立,届时物联网也将慢慢完善建设。

物联网发展还须技术推动

目前来说,最重要的问题依然在物联网的需求方面,而需求是一个技术进步的动力,如何激活市场对于物联网的需求,也是目前最需要解决的关键所在,因此可以看到许多对于物联网的宣传,正是为了引导市场接纳物联网,为今后的物联网发展打下地基。

物联网的未来是拥有无限可能的,不过就目前而言,物联网发展的风口依然迟迟未现,但不用就此感到焦虑,只不过是我们对于物联网的期望太高所导致的,而物联网本身也一直在稳步的推进当中。

比尔盖茨的《未来之路》中有这么一句话,我们总是高估了未来两年里将发生的变化,过于低估了未来十年将发生的变化。物联网的未来无疑是光明的,而我们只需静待它到来的那一天。

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物联网时代:物联网的十大应用领域(上)地址: 物联网时代:物联网的十大应用领域(上)

目录:

(上)

一、物联网应用概述

二、物联网应用领域划分

1智能物流

2智能交通

3智能家居

4环境监测

5金融与服务业

(下)

6智慧医疗

7智慧农业

8智慧工业

9智能电网

10国防军事

6智慧医疗

健康 对个人来说非常重要,但人生病是不可避免的,如何使人们少生病、生小病、生病后能及时诊断和治疗成为目前卫生领域的重大课题。

物联网在医疗卫生方面的广泛应用可以解决上述问题。目前可穿戴设备早已出现在市场上,他的出现可以使得人们及时了解自身如呼吸、心跳、血糖等一系列生理参数,这些参数可与正常生理参数相比对,为人们提供 健康 辅助信息与建议;同时这些参数可以上传到医疗信息中心,一来为个人建立一个实时的 健康 参数库,二来可以通过这些参数自动诊断 健康 状况,从而使人们达到少生病、生小病、生病后能及时诊断和医疗的目的。

目前,看病难困扰着整个卫生系统,其原因是医疗资源的分配不公。采用物联网技术可以解决医疗资源分配不公的问题。通过物联网采集的病理数据可远程传输给权威医疗机构,专家通过对这些数据的分析可诊断病情,提出医疗方案,在远端的病人可根据医疗方案,由当地医疗人员处置。这样就保障了优良医疗资源的高效应用。

目前有很多精确度很高的手术如一些神经外科手术都需要 *** 作专门的仪器来进行手术, *** 作便是传感层接收的信息,仪器内嵌入的系统根据接收的信息通过特定的程序执行特定的 *** 作。理论上来说,信息可以由仪器本身自带的传感器产生,也可由远程端发送来信息,这样一些难度极大的手术便可由专家通过远程 *** 作来完成。然而现实中由于手术需要的实时性与网络传输信息的延迟性,这一设想还无法实现。5G技术的出现让这一设想成为可能。

物联网的应用还可以减少排队就医的时间,病人可通过物联网终端以及病情的缓急来预约就诊时间,就诊后可用移动支付的手段减少付费的麻烦,附着在药品上的RFID标签可以极大地减少药品的误服率,保障了用药安全。

(值得一提的是,作者所在的团队的项目便是一个智能医疗的项目,是一个关于康复医学的项目,主要用来帮助骨折患者的恢复以及防止二次骨折的可能。)

7智慧农业

物联网在农业上的应用可以使得农业生产更加智慧。在农田里部署的无线传感器网络实时采集田地里的水、肥等与农作物生长有关的参数,及时控制农作物生长所需的各种环境使得农作物的品质更高。

物联网中的大数据分析与数据挖掘技术可以用来指导农户科学地生产、种植,从全局考虑种植与需求,以保证丰产丰收。

在养殖方面,RFID标签可植入动物体内,动物的全生长过程均存于监控之中,这样可以保障动物肉品的全方位可追溯,保障了食品的安全。

(如果有机会的话,我会写一篇一个基于物联网技术的大棚无人种植智能监控系统方案)

8智慧工业

物联网与工业的融合应用产生了智慧工业,工业从大规模的生产逐渐演变成了个性化生产。企业从供应链的角度出发,通过虚拟现实知道用户消费和订购,将用户的个性化需求通过物联网实时传送到企业的生产线上,通过工业的自动控制技术,在一个生产线上可生产不同的个性化的产品,从而提高了企业的竞争力。

物联网与3D打印技术的结合,使得工业生产“可见即可得”。通过各种感知技术将用户想象的个性化产品图形化,图形化的虚拟产品可通过3D打印变成实际产品,这样就加快了产品研发、生产的速度,更快速地响应用户需求,提高企业的效益。

9智能电网

智能电网来源于电力自动化,其目标是在保障电力系统可靠性的同时,以更加经济的方式合理调配电能,使得电力企业和用户获得满意的效益。

电能是由其它如水力、火力、核能等能源转化而成的,它是一个无法存储的能量,因此多发电会产生浪费,少发电则供电不足。采用物联网技术后,电力企业可以通过在每个用户的用电设备上部署传感器,实时获得其用电信息,将该用电信息传送给电力企业,企业就可以及时调整发电量,以保障用电需求。另外,企业也可根据这些信息以及感知到的其他与 社会 生活、生产有关的信息,估算出用电需求量,依据需求量可有计划地安排发电所需的煤、油等发电物料,以保障企业的经济效益。

此外,用户可根据自身经济状况,合理安排用电时间,在用电高峰期时,由于此时电价高,可减少用电,当在用电低谷时,由于电价较低,可加大用电量。采用物联网技术,电力企业和用户可以全面感知用电情况,准确获得用电的高峰和低谷信息,指导企业和用户,使双方均获得较好的经济收益。

10国防军事

物联网在国防军事上有着广泛的应用。全面的感知可获得战场上的全面情况,为合理部署战斗力量提供了保障。现代战争是一个精确打击的战争,感知了全面战场信息就获得了精确打击的对象,火力能有效地打击敌人,保护自己。全面感知还可以有效地调配战斗资源,合理分配各种轻、重及远程火力、战斗人员和后勤保障。

在国防军事上,通过各种地面、空中、海洋、空间感知设备获取全方位的信息,这些信息与武器互连,从而形成了强大的武装网络和战斗力,为我国的国防现代化做出了巨大的贡献。

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张凯  17021211121

嵌牛导读:随着物联网的发展,传感器会越来越多地分布到日常生活中。传感器分布在各个角落,通常需要保证至少能不跟换电池使用一年以上(尤其是对于植入人体的传感器更是如此,因此更换电池需要做手术成本和安全性都有问题);而且,出于传感器成本和尺寸的考虑,传感器内置电池的电量不可能太大。

嵌牛鼻子:超低功耗射频电路 通讯

嵌牛提问:零功耗的无线黑科技,物联网的救星?

随着物联网的发展,传感器会越来越多地分布到日常生活中。传感器分布在各个角落,通常需要保证至少能不跟换电池使用一年以上(尤其是对于植入人体的传感器更是如此,因此更换电池需要做手术成本和安全性都有问题);而且,出于传感器成本和尺寸的考虑,传感器内置电池的电量不可能太大。

另一方面,为了能传递传感器收集到的信息,传感器通常需要使用无线连接来与中心节点通信。然而,传统射频集成电路的功耗都不低,会过快消耗电池电量。因此,为了进一步普及物联网传感器,需要设计新的超低功耗射频电路。

信号传递真的需要发射射频信号吗?

如何设计超低功耗射频电路?我们不妨分析物联网射频电路中的功耗。首先,作为物联网中的传感器节点,以发送信息为主,接受端主要是一些控制信息,因此发射端的使用频率更频繁;其次,目前的主流无线协议至少要求发射功率达到0dBm,即1 mW,考虑到发射机整体10%左右的效率,即需要至少10mW的整体功耗,这样的功耗在物联网传感器应用中就太大了,必须想办法减小。

那么,如何降低发射端的功耗呢?除了常规的电路优化提升效率之外,有没有办法可以降低功耗呢?我们不妨先看看信息传递的物理基础。根据信息论和物理学,传递一比特信息需要消耗的能量是kTln2,在常温下大约为27510-21焦耳,远小于无线传输中每比特数据传输消耗大约110-12焦耳能量的数字。因此,限制我们的并非物理学基本定律,而是工程学上信号传递方式的设计。

我们不妨再想一想,无线传递信号,真的需要传感器端发射射频信号吗?在日常生活中,确实存在着不需要自己消耗能量就传递信号的方法。例如,用在航海和野外探险中的日光信号镜,就是通过不同角度的反射太阳光来传递信息。在这里,信号的载体是太阳光,但是太阳光能量并非传递信号的人发射的,而是作为第三方的太阳提供的。所以,我们完全可以实现由第三方提供能量来实现信号传输。

阳光信息镜,使用第三方(太阳)提供的能量作为信息载体,传递信息的人本身无需提供信息传输能量
无源WiFi-接近零功耗实现无线传输

之前提到了使用太阳光可以无需提供能量就传输信号的例子。事实上,太阳光和我们常规无线通讯使用的都是电磁波,因此我们完全可以把阳光反射镜移植到无线通讯中。

最早这种方法使用在了卫星通讯中。由于卫星通讯中卫星和地面基站距离很远,信号衰减很大,因此需要非常强的信号发射功率,显然在地面发射大功率会比在卫星发射大功率要简单一些。因此,工程师们的解决办法就是在卫星上安装可以调制反射光的发射器(retro-reflector),而由地面来发射大功率信号(照射信号)。该发射器可以通过改变反射器角度来调制反射信号来传递信息。举例来说,当卫星完全反射地面发出的信号时表示1,而当完全没有反射时表示0,这样就可以实现卫星不发射无线信号的无线传输。在这里,地面的发射站就相当于日光反射镜例子里的太阳,而卫星上的反射器则相当于镜子。

随着物联网的普及,使用反射来传递信号的方法也开始进入了传感器领域。美国华盛顿大学计算机科学与工程系的教授Shyam GollakotaJoshua和R Smith提出了Interscatter的概念,并将结果发表在了SIGCOMM上。Interscatter的思路与之前提到的阳光信息镜以及卫星反射通信相同,也是通过反射来传递信息。一个典型的应用例子如下图,Interscatter芯片是植入体内的传感器或类似RFID的需要超低功耗的芯片,外界的设备(如手表,蓝牙耳机)发射射频信号(照射信号),Interscatter芯片通过改变天线的阻抗来调制反射信号,该反射信号由手机接收并解调得到Interscatter芯片传递的信息。在整个过程中,Interscatter芯片并不发射射频信号,需要做的仅仅是将比特流转换为对于天线阻抗的调制,因此功耗可以极低。

Interscatter芯片使用场景示意图,由外界设备发射射频信号而Interscatter芯片通过改变天线阻抗来调制反射信号完成信息传递。整个过程中Interscatter芯片并不产生射频信号。

在Interscatter之后,华盛顿大学的研究组更是将此概念扩展到了WiFi上,提出了无源WiFi,通过WiFi路由器来发射射频信号,而无源WiFi芯片只需要负责调制天线阻抗就能通过WiFi协议与路由器通信。由于省去了发射射频信号这一环节。芯片的功耗主要来源于频率综合器以及天线调制模块(见下图)。这样,无源WiFi可以实现高达11Mbps的通信速率,而其功耗仅仅只有50uW。 

无源WiFi

在电路系统设计上,passive wifi的基本过程是中心射频源(路由器等)发射射频信号至passive wifi芯片,因此需要精确控制波束方向,否则如果多个passive wifi芯片同时反射的话会造成互相干扰,因此在射频源的部分需要用到波束成形技术。 然而,由于波束不可能每次都对得非常准,于是另一个passive wifi系统的挑战是多路反射和环境反射。为了解决这个问题,UCLA电子工程系Frank Chang教授带领的实验室与NASA/JPL合作完成了一款芯片。这个项目实现了基于反射概念数据率高达54Mbps的芯片组(包括发射端和反射端)外,该芯片组同时还能使用equalization技术解决多路反射的问题。由此可见,无源WiFi不仅能实现低功耗通讯,在数据率方面与传统WiFi也不遑多让。 具体论文“A 58 GHz 54 Mb/s Backscatter Modulator for WLAN with Symbol Pre-Distortion and Transmit Pulse Shaping”发表在了IEEE Microwave Wireless Component Letters上。

UCLA与JPL合作实现的芯片组,包括发射端和反射端两部分芯片

当然,无源WiFi也存在自己的局限性。目前,无源WiFi最适合的场景是点对点通信,这样即可最大化照射信号的利用效率,也能减小不同无源WiFi反射的互相干扰。因此,在需要多节点同时通讯的场合下,无源WiFi并不是最好的选择 。另外,无源WiFi并不能减小接收机的功耗。综上所述,无源WiFi最适合的应用场景还是发射端站最主要部分,且无需节点之间通信的物联网传感器。在未来,为了能让多个节点同时通信,可以使用类似CDMA的技术。


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