【物联网信息集成的技术基石】 物联网专业

【物联网信息集成的技术基石】 物联网专业,第1张

SOA(Service Oriented Architecture)和云计算以及SaaS一样,也是近年来IT业界的热点,其受关注度甚至超过云计算和SaaS。到2008年,从百度指数可以看出,“物联网”、“传感网”、“M2M”这三个词在中文网站中受关注度猛然升高。

焦点是集成

SOA、EAI(Enterprise Application Integration)、M2M乃至物联网等技术的焦点都是信息集成,目标是消除信息孤岛,实现泛在的互联互通。物联网技术的要点是要消除“物-物相联的信息孤岛”,而SOA的目标是要消除所有的IT信息孤岛。
SOA和EAI作为重要的应用集成中间件技术,必然是物联网所依赖的重要技术之一。
计算机应用系统的发展经历了“独立应用系统”(Packaged Applications)和“集成应用系统”(Integrated Applications)两个主要阶段,随着无处不在的网络技术的发展,早年普遍存在的“独立应用系统”越来越少,或“被集成”为“集成应用系统”的一部分。集成应用系统和技术的发展和演变主要围绕EAI和SOA两个理念,SOA是对更早出现的EAI技术和理念的演变和提升。SaaS技术也和SOA密切相关,都强调“服务”,可以说,SaaS是SOA技术和理念的一种扩展和特有的存在形式。
EAI是一种将使用各种不同技术和平台(CORBA、NET、JavaEE、LAMP等)构建的各种异构应用集成的一种技术和方法。国外往往习惯加Enterprise(企业级)这个词,说成是“企业应用集成”,但EAI不只是面向“企业”应用。可以毫不夸张地说,IBM、Oracle、微软、SAP等软件巨头都是EAI公司,早期的EAI公司还有很多,如BEA、WebMethods、SeeBeyond、TIBCO、VITRIA等等。
从架构上看,EAI主要有两种方式:Hub/Spoke和BUS。Hub/Spoke方式好比“中心城市和卫星城市”的构架,所有外延(Spoke)的系统都通过适配器(Adaptor)与中心枢纽(Hub)系统实现多点对一点(非P2P)连接和集成。BUS方式是一种更开放和通用的架构,使用一个统一总线,一般是MQ(Message Queue)或ESB(Enterprise Serice Bus),子系统把消息发送给总线,总线负责消息的路由,可实现P2P服务或总体应用集成。
SOA将各种应用或子系统看成一个个独立的、自包含并良好定义的服务或组件(Service Component Architecture),通过把这些服务进行组装,统一注册,并在网络系统中发布,让(泛在)网络上的别的应用能够查询、发现和调用这些服务,实现应用集成或构成新的应用。SOA(包括相关的Web Service、SOAP、SCA等理念)的出现,一统了CORBA、NET、JavaEE乃至LAMP(Linux、Apache、MySQL、Perl/PHP/Python)等几大技术阵营多年来“水火不相容”的“不妥协”竞争局面, 这也是物联网技术和产业发展值得借鉴的宝贵经验。SOA的愿景同样是实现“无处不在”的泛在计算和服务。
业界一般认为SOA这个理念和技术比EAI晚出现,其实也不尽然,笔者记得SOA的理念早在1996年就在BEA公司内部实现TUXEDO系统的升级开发时就提出来了。从SOA概念诞生之日起,围绕SOA与EAI的重合、关联及差异所展开的争论一直没有平息。顾名思义,EAI以集成应用为己任,通过接口标准化整合应用,而这恰恰也是SOA的核心任务。SOA将一些EAI功能模块进行封装,并使之标准化,以满足应用的整合、拼装和复用的需要。在Intranet(内网)、Extranet(专网)和Internet(互联网)部署环境中,独立应用一般运行在内网,EAI一般运行在专网, SOA一般运行在专网和互联网上。
SOA和EAI是一种相辅相成、共同发展的关系,EAI理念近几年提得较少,笔者在这里再重提EAI,是希望其在物联网、M2M应用中能够得以广大发扬,以MAI(M2M Application Integration)的方式实现物联网的互联互通和大集成,进一步发展到以M2M as a Service(MaaS)或TaaS(Things as a Service)的基于云计算的营运方式提供大规模IOT服务。

SODA:将设备“统领”起来

笔者在《物联网:技术、应用、标准和商业模式》一书中提出并强调“统一的数据交换标准”是物联网技术的核心,中间件是物联网产业发展的关键,也指出了面向于RFID应用的RFID中间件EPCIS、Savant和Edgeware(边缘件),以及ONS、PML等标准对总体物联网技术发展的重要借鉴意义。而基于SOA技术和理念的SODA(Service Oriented Device Architecture,面向服务的设备架构)的提出,包括类似的基于OSGi技术框架的ECF(Eclipse Communication Framework)等,对物联网数据标准和中间件的发展也具有重要的代表意义,值得深入研究。
SODA是一个由IBM和美国Florida大学发起的倡议(Initiative)和联盟(Alliance),通过引入基于服务(SOA)的编程模型,以规范和简化智能设备(Devices)与企业应用的集成。SODA致力于充分利用嵌入式系统和IT领域已有的标准,为智能设备与SOA技术的融合提供一个标准平台。 SODA的目标是让软件开发者能够像用SOA技术实现IT业务集成那样在诸如远程医疗、军事以及RFID等物联网系统中实现与传感器和执行器的集成。
具体来说,SODA提供标准接口,把硬件设备功能转换成与硬件无关的可调用的软件服务,实现如下目标:
1 将应用集成商与设备和传感器制造商无缝对接;
2 Integrate once, Deploy everywhere, 使用户专注于整体应用方案而不是陷于设备连接工作;
3 在应用和众多(泛在)设备协议之间建立一个通用接口和DDL(设备描述语言),形成统一数据交换标准;
4 作为一个中间件平台,为众多行业应用提供应用支持。
在SODA的系统架构中,设备集成接口定义是关键,也就是所谓的API(Application Programming Interface)和设备描述语言(Device Description Language)的定义。由于末端设备对实时性以及footprint大小要求较高,一般用REST而不是用SOAP来定义和实现Web Services接口。
目前SODA的工作基本上还处在研究阶段,中间件和数据接口标准作为物联网的关键和核心,在世界范围内还没有统一标准。SODA属于美国在开展的几个类似项目之一,欧盟已经有了基于SOA的HYDRA物联网中间件项目和EPoSS项目。中国急需参与或自己成立一个联盟,开展类似SODA这样的工作,提出自己的数据标准和中间件参考实现,这是占领物联网产业制高点的关键之一!

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烟草物联网全国布局

9月16日,全国烟草行业物联网建设规划研讨会在无锡召开。中烟电子商务有限责任公司总经理秦前浩、江苏省烟草专卖局(公司)局长、总经理尉彭城等领导出席会议。
会议围绕国家局局长姜成康对行业物联网提出的“全面覆盖、全面感知、全程控制、全面提升”的总体目标要求,对行业物联网建设规划进行了全面的探讨和研究。与会代表着重就《烟草行业物联网总体框架与卷烟物流物联网规划》(讨论稿)的六个方面内容进行了认真的讨论交流,并对《规划》提出了改进完善的建议。
秦前浩在总结讲话中阐述了打造烟草行业物联网的意义,提出了深化行业物联网建设规划工作的具体思路,要求成立烟叶工商各物流环节的专业化工作小组,明确了先行试点单位、试点内容以及试点完成时间,确定了《规划》分步实施、全面实现的步骤和措施。他要求各单位强化组织领导,调动和发挥力量,汇聚资源,共同推动行业物联网建设工程。
尉彭城在讲话中指出,打造中国烟草物联网,是实现“卷烟上水平”的重要内容,是提升企业核心竞争实力的重要支撑。要多听取各方面的好经验、好建议,用创新的思路做好烟草物联网的规划工作,努力实现低成本、高效率。江苏烟草将在物联网规划与实施上作进一步的探索,为打造中国烟草物联网做出自己的贡献。
与会代表还参观了无锡物联网产业研究院以及无锡市烟草专卖局(公司)物流中心。

中移动“宜居通”亮相通信展

物联网应用“宜居通”是中移动在“2010中国国际信息通信展”上展出的、中移动首个基于TD的典型物联网应用。据了解,该业务已于今年5月17日在重庆试商用,随后在北京的一些小区进行了试推广。“宜居通”作为中移动的全国一类业务,在移动内部深受重视。一方面,它是首个基于TD的物联网产品,此前中移动的物联网业务很多用的是GPRS网络;另一方面,它将TD 3G网络以及家庭内部的小型传感网络融合在了一起;再有,此前中移动的物联网业务大多都是政企行业应用,而“宜居通”则是首个面向大众的物联网产品,能将中移动的用户资源与TD业务很好地结合在一起。
“宜居通”整合了家庭安防、智能家居和通信等各种功能。未来,用户可通过家中的TD家庭多功能信息终端和TD手机来 *** 控“宜居通”,如远程控制空调等家电,预警温度、烟雾等危险,使家中的各种设备通过传感器连成了一个小型传感网,并与TD网络进行信息交互。
据了解,“宜居通”最晚将在明年1月在全国大规模试商用,明年6月将正式商用。
为了这一产品的顺利推广,中移动专门制定了家庭场景下的传感网通信标准,目前产业链内上下游厂商针对此标准已经开发了相应的产品。
(作者系同方泰德国际科技公司CTO)周洪波

在物联网快速发展,大数据服务日趋完善的今天,传感器作为数据采集的重要入口,势必将在接下来的几年里迎来爆发式的需求增长,无线传感器、智能传感器、无线自组网等技术也将得到重大突破。

传感器从19世纪60年代诞生至今大约有150余年的时间,如今随着物联网产业的快速发展,对于传感器技术提出了更多、更高的要求。麦肯锡报告指出,到2025年,物联网带来的经济效益将在27万亿到62万亿美元之间,传感器作为物联网传感层数据采集的重要入口,势必也将在接下来的几年里迎来爆发式的增长。

传感器,是由一种敏感元件和转换元件组成的检测装置,能感受到被测量,并能将检测和感受到的信息按照一定规律转换为电信号(电压、电流、频率或者是相位等)的形式输出,最终为物联网应用的数据分析、人工智能提供数据来源。

物联网浪潮即将来袭 传感器技术的研究方向有哪些?

1、无线传感器(UGS)

不管是在智能交通、智慧城市、智能农业、工业物联网,还是野外灾害预防等领域,人类想要做到对于物理世界的全面感知首先得确保感知层获得的数据要全面和准确,这也就是说物联网系统需要根据应用的领域和具体的需求去布置大量的传感器,甚至有需要时会采取飞机播撒的方式来进行大范围布置,这样的话,传感器与物联网系统就不可能采用物理连接的方式,而必须采用无线信道来传输数据和通信。

2、智能传感器

智能传感器是用嵌入式技术将传感器与微处理器集成为一体,使其成为具有环境感知、数据处理、智能控制与数据通信功能的智能数据终端设备。其具有自学习、自诊断和自补偿能力、复合感知能力以及灵活的通信能力。这样,传感器在感知物理世界的时候反馈给物联网系统的数据就会更准确,更全面,达到精确感知的目的。

在微电子学中讲到,集成电路的特征尺寸越小意味着该器件的集成度越高,运行速度越快、性能越好,物联网系统中传感器的尺寸越小对于系统在布置时也意味着更加方便、性能更优。

MEMS(微型电子机械系统),利用传统的半导体工艺和材料,集微型传感器、微型执行器、微机械机构,以及信号处理和控制电路,直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。这种小体积、低成本、集成化、智能化传感系统是未来传感器的重要发展方向,也是物联网的核心。也因此,MEMS传感器领域成为相关企业布局的重中之重。

3、无线自组网(Ad hoc)

说到这个无线自组网,可能很多读者会比较陌生一点,但是它的重要性不容忽视。相比于传统的网络,无线自组网采用的是一种不需要基站的“对等结构”移动通信模式,网络中所有联网设备可以在移动过程中动态组网。

这样的组网方式都有什么优点呢?

首先,优点之一就是无中心控制节点,这就是说这种网络没有分组路由与转发的路由器;再者,在工作过程中,其中一个节点离开网络后,网络拓扑会呈现动态的变化,形成一个新的拓扑。这种组网技术在军事领域和车联网领域备受推崇。

最终,传感器技术的三大研究方向将会得到一个融合,推动无线传感器网络(WSN)的诞生。

国、内外重要的传感器供应商都有哪些?

外国知名的传感器企业:

博世、意法半导体、霍尼韦尔、飞思卡尔、德州仪器、ADI、楼氏电子、飞利浦、英飞凌、日立等。

中国知名的传感器企业:

汉威电子、大立科技、华工科技、远望谷、耐威科技、高德红外、歌尔股份、中航电测、盾安环境、士兰微等。

目前,全球传感器市场主要由美国、日本以及德国的几家龙头公司主导。全球传感器约有22万余种,中国已经拥有常规类型和品种约7000种,而90%以上的高端传感器仍严重依赖进口,数字化、智能化、微型化传感器严重欠缺。

中国三大传感器生产基地

目前,国内有三大传感器生产基地,分别为:安徽基地,主要以建立力、光敏规模经济为主要目标;陕西省敏感技术产业集团公司,主要以建立电压敏、热敏、汽车电子规模经济为主要目标;黑龙江基地则主要以建立气、湿敏规模经济为主要目标。

受传感器巨大前景的影响,中国的传感器企业也在不断增多。在相关技术方面,我国企业已基本具备了中、低端传感器的研发能力,并逐渐在向高端领域拓展。

中国与美、日、德在传感器领域的差距为我们的增长提供了空间,也指明了方向。在物联网时代,市场对于传感器巨大需求的刺激,以及在众多本土企业的参与,中国传感器产业有望取得傲人的成绩。

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物联网业务特征:
1、全面感知:利用传感器、二维码等随时随地采集物体的动态信息。
2、可靠传输:通过网络将感知的各种信息进行实时传送。
3、智能处理:利用计算机技术,及时地对海量的数据进行信息控制,真正达到了人与物的沟通、物与物的沟通。

一、什么是万物互联

近年以来,万物互联一词持续都是热点,人人均在提万物互联,但绝大多数的人并没能实际上搞明白万物互联的含义。万物互联代表什么?

按照度娘的话来说:万物互联(InternetofThings,简单来说就是IoT)是说凭借各式各样信息智能传感器、射频识别技术、gps的应用、光线传感器、激光扫描器等各式各样装置设备与技术,实时的采集所有的所需管控、接触、互动的物体或进程,采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、定位等各式各样所需的信息,凭借各类可能的网络接入,满足物与物、物与人的泛在接触,满足对物品和进程的智能化感知、识别和管理。万物互联是一个源于大数据、传统电信网等的信息承载体,它让每一个可能被独立寻址的普通物理对象演变成互联互通的网络。

如果抛开专业的名词解释,用深入浅出的话来概括,即物与物之间满足直接交流。

二、万物互联的应用

万物互联究竟可以做什么?“物物连通,万物互联”,在大数据应用基础上的廷伸和发展的网络,将各样信息传感技术设施设备与网络紧密结合起来而成为的一个硕大网络,满足几乎所有的时间、几乎所有的地点,人、机、物的互联互通。我们可以使用信息传感技术设施设备,按约定的协议,将任何物体与网络相互连结,物体使用信息传播媒介开始信息交换和通信,以实现智能物联识别、定位、侦测、防控等功能。

以下介绍一下几种重点应用行业:

(一)云教育

在智能硬件的高速发展下,我们经常可以听到“智慧社区”、“智能交通”、“智慧工业”或“智慧课堂”等词汇,它们都是物联网应用与其他行业的紧密结合。我们以校园为例,打造出一个智能硬件时期下的“智慧课堂”,将可以给几乎所有接受文化教育的同学带来另外一种的体验。

智能硬件时期的来临,让传统课堂进而改建成智慧课堂。智慧课堂没有了黑板、粉笔、教材,有的是一个像超大屏的电子白板,老师手指一点,几乎所有的教程以文图并茂、声象紧密结合的方式出现在同学的面前。关键的是,同学们再也无需背着厚重的书包,只需要携带一个“电子书包”就可以轻松上课。

(二)智能穿戴设备

简而言之,智能穿戴设备就是指穿戴在身体上的专用设备,如电子手表、智能手环、AR眼镜等。采用智能穿戴设备可以记录查询穿戴者的 健康 指数、运动后的运动强度、本人看到的事物及听见的事物。智能智能穿戴设备和背后的物联网应用,可以扩展穿戴者的能力。而根据专用设备之间的互连,也在形成新的场景,例如穿戴者可以根据专用设备自行将每次的运动数据信息发送到健身教练,进而得到新的健身计划。现如今,可穿戴技术的生态体系飞速发展。夹扣式、整合式、包裹式和滑盖式技术可以搜集和分析数据,将消息发送到其他技术,并承担其他责任,以使用户的生活更轻松,更惬意。

(三)智能家居系统

伴随着智能时代的来临,智能化建筑、智能家居产品、智能家居系统已经逐渐融入我们的日常生活。智能家居系统是以家为平台,兼具建筑、自动化,智能于一身的高效、惬意、安全、方便的居住环境,是物联网应用偏向生活的重点应用场景之一。伴随着物联网应用的发展壮大,智能家居系统可给予的场景数不胜数,如根据手机可以远程 *** 作家中的监控摄像头,查看家中状况,甚至于可以根据监控摄像头和家里人闲聊;根据红外开关对家电进行远程 *** 作,如提早打开电饭煲,完成下班回家立刻有饭吃;根据智能指纹锁远程控制对门锁进行控制,掌握何人何时回家。运用物联网应用可完成智能化家居,使生活愈发惬意、方便和安全。三、物联网的发展

物联网正在积极塑造工业生产和消费世界,从零售到医疗保健,从金融到物流,智能技术已遍及每个业务和消费者领域。随着国家的支持力度不断加码,物联网将得到前所未有的发展。

数智时代,万物互联正全面加速,传统网络边界逐步打破,万物连接、交互、协同的多元网络需求快速增加。联通沃卡惠致力于构建信息、人、物、场景到服务的“全连接”能力,全面汇聚融合视音频等各类物联感知数据,以及业务终端的信息互联数据,提供多元互通的智慧物联网络,推动数智时代网络“管道升级、交互增强、安全强化和平台融合”的全面升级,为千行百业的数智化转型升级提供全场景适配的端到端产品、解决方案以及价值连接服务。

经历了计算机、互联网技术与无线通信网络两次的浪潮,物联网技术被称作信息技术产业第三次浪潮,代表了新一代互联网发展技术。我们不清楚以后的物联网技术会如何影响人们的生活,但可以预见的是物联网技术已经在开启更多可能的大门,让人们的生活更加智慧、高效。


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