物联网管理系统的网络拓扑控制结构设计原因及意义

物联网管理系统的网络拓扑控制结构设计原因及意义,第1张

1、无线传感器网络的节点一般采用电池供电,节省能量是网络设计主要考虑的问题之一,拓扑控制的一个重要目标就是在保证网络连通性和覆盖庋的情况下,尽量合理高效的使用网络能量,延长整个网络的生存时间。
2、无线传感器网络中节点通常密集部署,在某些范围内节点密度可能极高,如果每个节点都以大功率进行通信,会加剧节点之间的干扰,造成网络通信冲突,降低通信效率,导致通信等待、数据重传等重复 *** 作,造成节点能量的浪费,若节点发射功率过小,又会导致网络的割裂,影响网络的连通性。
3、在无线传感器网络中,只有活动的节点才能够进行数据转发,而拓扑控制可以确定由哪些节点作为转发节点,同时确定节点之间的邻居关系。
4、无线传感器网络中的数据融合指传感器节点将采集的数据发送给骨干节点,骨干节点进行数据融合,并把融合结果发送给数据收集节点,而骨干节点的选择是拓扑控制的一项重要内容。
5、传感器节点可能部署在恶劣环境中,在军事应用中甚至部署在敌方区域中,所以很容易受到破坏而失效,这就要求网络拓扑结构具有鲁棒性以适应这种情况。

5g技术在物联网的应用属于网络与通信技术。与4G技术相比,5G技术的速度和稳定性得到了显著提高,5G的到来将带来更快的网络速度、面向更多的网络连通性、超低的延迟、更高的可靠性以及无处不在的网络覆盖,这些网络特性将使物联网比现在更可靠、更安全。物联网可以通过与5G网络的集成而变得更加高效,从而使用户得到更好的应用体验。

一、智慧园区大致模块

设施管理检测自动化:通过自动化技术、物联网技术的应用,将园区基础设施逐渐升级为智能设备,可以远程监控和控制实现智能化。

各部门协调管理一体化:智慧化管理实现后,能够轻松掌握园区运行情况和园区设备控制及各类服务。

各环节沟通信息化:园区内信息将通过平台建设走向集成,大大提高园区系统的集成程度,信息和资源得到更充分的共享,提高了各管理环节的效率。

安全管理:安全管理将监控系统、告警系统、管理系统、巡更系统、停车系统等有机结合起来,实现一体化集成管理和系统联动。

能耗管理:能耗管理是园区内重要的一项管理应用,能对园区能耗状态进行在线监测,进行趋势分析管理和能源成本数据统计。

环保管理:环保管理通过园区综合生态监控系统,监测园区中的温度、有害气体、火情、风雨等自然情况,同时也可以监控园区中的环境质量如废弃物、水质、空气、噪声、排污等并进行及时的数据汇总和报警。

服务管理:服务管理包括数据中心、信息发布等服务子系统。通过物联网等先进信息技术,将园区内的通讯网络等都集合到一个统一的平台,实现一个交互和共享的生态圈。

二、应用到的技术

“智慧园区管控系统”基于物联网生态体系 *** 控平台架构,利用新一代信息与通信技术来感知、监测、分析、控制、整合园区各个关键环节的资源,集成了光伏、变电站、停车场等管控场景界面,使各系统之间互联、共享、智慧。

在这里我重点说下可视化技术,数据可视化技术打造智慧园区,能有效地降低企业运营成本,提高工作效率,加强各类园区创新、服务和管理能力,消除数据孤岛现象。为了能够更加形象的说明可视化监控带来成果, 下面列举 Hightopo 打造的园区智慧管控系统。

数据可视化:集企业数据可视化、能耗数据可视化、告警设备可视化、设备数据可视化等多维立体展现。针对园区信息发布的需求,以前瞻性、拓展性、实用性为设计思路,采取集中控制、统一管理的方式输出,为园区企业提供智能化展示和分析报表。

三、具体应用例举

能源:对于能耗数据进行动态监控、统计和报表分析,为后台决策提供依据,据统计,每年可为园区节约 20%~30% 的电费支出。通过环境、光照等还原模拟,结合发电数据可以更好分析发电能效情况,为园区光伏的运维与决策提供依据。

安防:通过监控区域的各类探测器为感知层,利用通信技术和网络技术通过对多元信息的协同分析,实现对异常事件的智能判断并执行预定义联动响应,具有较大灵活性和良好的可拓展性,能有效的降低误报率。

将多系统数据统一接入可视化平台,通过数据面板,可清楚了解安防人员值班安排以及各安防设备、监控等运行情况,实时掌握园区内安防动态。当安防设备出现故障、运行异常,设备将以染色、动画告警扩散效果进行突出显示,提醒安防人员前去处理。

停车场:利用传感器节点的感知能力来监控和管理每个停车位,提供特殊的引导服务,实现停车场的车位管理和车位发布等功能,向园区人员提供车位引导,车辆查询等功能服务,从而完成对停车资源的统一规划和高效管理。据统计,园区平均车速提升 88%~14%。

智能消防:采用现代计算机、通信、控制与信息综合决策等技术,对分布各地的建筑消防设施进行远程监控,以实时掌握消防系统的运行状态。一旦发生火灾,系统就会将火灾报警信息实时传送至城市应急联动中心,达到迅速发现、快速处理各类火灾隐患的目的。

智能家居:智能家居系统就是通过互联网和物联网使工作生活场所实现智能化、自动化,利用先进的互联网络、电气自动化技术、RFID、ZIGBEE、无线电技术,将智能灯光、智能家电、智能监控、智能安全报警等系统有机的结合在一起,通过网络来管理相关设备和实时监控办公场所的系统,依次来为园区企业提供优质舒适、高效节能、健康环保的工作及生活环境,给人才带来轻松、愉悦、便捷的工作、生活环境。

智能应急指挥:通过将防盗报警、视频监控、门禁、消防等系统连接起来,提供数字化预案支持、多系统联动、警情实施感知及主动通报、基于电子地图的警情实时标绘与分析、智能应急辅助决策及远程监控指挥等功能,提高园区应对各类突发事件的快速反应能力。

随着我国园区建设数量稳步增长,物联网、云计算、大数据等新一轮信息技术的深入应用,园区建设开拓创新的重要任务,已离不开信息化技术的支持。

物联网时代,隐私权真的那么重要?

在共享经济的时代,难道就不会有垄断么?

那BAT算什么?Facebook,Google算什么呢?

他们会在协同共享模式下只手遮天?

在《零边际成本社会》中,作者杰里米·里夫金开创性地探讨了生产力、协同共享、产消者、生物圈生活方式等全新的概念,详细地描述了数以百万计的人生产和生活模式的转变。他认为,“产消者”正在以近乎零成本的方式制作并分享自己的信息、娱乐、绿色能源和3D打印产品。他们也通过社交媒体、租赁商、合作组织以极低或零成本的模式分享汽车、住房、服装和其他物品;学生更多地参与到基于零成本模式的开放式网络课程……

作者敏锐地察觉到,从生产力发展上来看,第三次工业革命的贡献很可能远远超过第1次和第2次工业革命。数十亿人和数百万组织连接到物联网,从而使人类能以一种从前无法想象的方式,在全球协同共享中分享其经济生活。这个连通性转折点的重要意义甚至有可能超过20世纪电气化所带来的经济变革,以及随之产生的电话、广播和电视的传播。

里夫金分析认为,在数字化经济中,社会资本和金融资本同样重要,使用权胜过了所有权,可持续性取代消费主义,合作压倒了竞争,“交换价值”被“共享价值”取代。他甚至预言,“零成本”现象孕育着一种新的混合式经济模式,这将对社会产生深远的影响。零边际成本、协同共享将会给主导人类生产发展的经济模式带来颠覆性的转变,我们正在迈入一个超脱于市场的全新经济领域。

凯文·韦巴赫 沃顿商学院教授把当代极其重要的科技潮流同协同共享模式联系了起来。里夫金带领我们进入了一个全新的经济领域。

卡雷斯托斯·朱马 美国科学院院士、哈佛大学教授写的《零边际成本社会》一书证明了里夫金预测技术潮流的独到眼光,他对未来社会有着如此形象的勾勒,我会把此书推荐给所有对未来发展感到困惑的人们。

詹姆斯·博伊尔 杜克大学教授

在这本书中,里夫金关注了一个接近零边际成本的世界,探讨了这对于我们经济和环境的深刻影响。作者对传统经济发展模式的崩溃以及协同共享模式兴起的预言毫无疑问将使这本书成为本年度最受关注的书籍。

零边际成本社会来临

每一种伟大的经济范式都要具备三个要素——通信媒介、能源、运输系统。每个要素都与其余要素互动,三者成为一个整体。如果没有通信,我们就无法管理经济活动;没有能源,我们就不能生成信息或传输动力;没有物流和运输,我们就不能在整个价值链中进行经济活动。总之,这三种运作系统构成了经济学家所说的通用技术平台。

19世纪,蒸汽机、大规模印刷和电报技术出现了,随着大规模铁路系统中的机车被联网到无缝通用技术平台,又依靠储量丰富的煤炭资源,第一次工业革命得以发生。英国因此一跃成为世界霸主。20世纪,集中供电、电话、广播和电视、廉价石油、国家道路系统中的内燃机车相互融合,这些共同完成了第二次工业革命的基础设施建设,确立了美国的世界领导地位。

第一次和第二次工业革命的技术基础设施为通讯、发电、物流和运输改善加推波助澜,使这些领域内在速度和容量上都有所提升,同时增加了经济活动潜在的商业影响力,使商业生活走出小区域,走向全州市场、全国市场,乃至全世界市场。第一次和第二次工业革命提高了生产效率,大大降低了能源生产、产品和服务的边际成本。更廉价的能源、产品和服务大大刺激了消费者需求,使就业率激增,从而提高了亿万人的生活水平。

如今,在市场经济的各领域重,一种新的经济范式正在演变,这种新经济范式可能进一步降低边际成本,使之接近于零。这让许多商品和服务近乎免费,更加多样化,并能够在协同共享上分享。在过去10年里,亿万消费者转变为互联网产消者,开始在网上以接近免费的方式制作和分享音乐、视频、新闻和知识,这就削弱了音乐业、影视业、报业、杂志业和图书出版业的收入。因而,零边际成本现象在整个信息商品产业中铺就了一条“毁灭之路”。

物联网时代

今天,从虚拟世界中的软件和电子商品到现实世界中的实体商品,零边际成本现象随处可见。无处不在的通信网络正在与初期的可再生能源互联网、处于萌芽状态的自动化物流和交通运输网络相连接,以此扩大全球影响力,从而建立一个分布式的神经网络——这就是第三次工业革命。超级物联网涵盖范围更广,其目的是在这个担当全球大脑的、不可分割的智能网络的整个经济链中,将所有事物与所有人联系在一起。目前,已有120亿个传感器安装在自然资源、道路系统、仓库、车辆、工厂生产线、电网、零售商店、办公室和家庭中,不断将大数据输送到通信网络、能源互联网和物流互联网。思科公司预测,到2020年,将有超过500亿个传感器连接到物联网。最近的另一项预测则估计,到2030年,将有超过100万亿个传感器连接到物联网。

企业和产消者将实现与物联网相连接,并使用大数据和分析方法来开发预测算法,这种算法可以提高工作效率,提高生产力,减少能源和其他资源的使用。在现实世界中,它可以将许多实物的生产和销售边际成本降低到接近于零,使零售价格接近免费,从而不再受到市场力量的约束。

例如,在接下来的几十年里,不管是为住房供暖、运行电器、为办公场所提供电力、驱动车辆,还是推动全球经济,我们在社会和生活中所使用的大部分能源的边际成本都将接近于零。数百万的先驱们已经将他们的住房和办公场所改造成了微型发电厂,以现场获得可再生能源。即使是在太阳能和风能设备的固定成本完全回收前(通常仅需2~8年),获得能源的边际成本也接近于零。与化石燃料和铀核电这些有固定成本的能源不同,屋顶的阳光和吹过建筑物的风都是免费的。物联网将使产消者能够监测自己的用电量,优化能源效率,并在能源互联网上与其他人分享多余的绿色电力。

同样,成百上千的爱好者和创业公司都已开始使用免费软件,利用廉价的再生塑料、纸张以及其它当地现成的材料,以接近于零的边际成本来打印出自己的3D打印产品。这种增材制造过程使用的材料仅为传统工厂生产所需材料量的1/10,从而减少了地球资源的消耗。到2020年,产消者将能够在协同共享上与他人分享自己的3D打印产品,乘坐无人驾驶的电动和燃料电池汽车出行,以接近于零边际成本的可再生能源为动力,而自动化物流和运输网络将会为这一切提供支持。

物联网平台具有分布式、点对点的性质,这使由社会企业和个人组成的数百万小型参与者集合成对等网络,形成全球性协同共享系统,构建横向规模经济,从而淘汰垂直整合价值链中多余的中间人,最终使过去让边际成本居高不下的利润暴跌。在未来的时代,每个人都变成了产消者,可以更直接地在物联网上生产并相互分享能源和实物,这种方式的边际成本接近于零,近乎免费,这与我们已经开始在互联网上进行的制造和分享信息产品的行为相似。

在数字经济中,社会资本和金融资本同样重要,使用权胜过了所有权,可持续性取代消费主义,合作压倒了竞争,资本主义市场中的部分“交换价值”被协同共享中的“共享价值”取代。在经济活动组织和测量的特定方式下进行的基本技术改革意味着经济实力流少数人到多数人的流动以及经济生活的民主化。

我们是人类,我们仍然需要道德

新一代信息技术是关键

智慧园区广义上是指园区信息化、智能化,通过物联网、云计算、大数据等新一代信息技术,实现园区基础设施优化、运营管理精细化、功能服务信息化和产业发展智慧化。由此可见,智慧园区建设关键技术主要包括物联网、云计算、大数据等。

其中,物联网被誉为是下一个推动世界高速发展的“重要生产力”,具有广阔市场前景。2017年以来,我国物联网市场进入实质性发展阶段,全年市场规模突破1万亿元,年复合增长率超过25%。

对于智慧园区建设而言,物联网技术起着重要作用。例如,传统的园区内楼宇智能化系统是自成一体的独立封闭的系统,而物联网是开放的,具有连通性,可以把各个子系统集成在一个统一的数据平台上,实现各系统之间实时数据的交流和共享,弥补了传统智能建筑数据采集孤立的缺陷,解决了系统难以联动的问题。

物联网应用平台从数据接入、数据处理、数据应用三个层面,为智慧园区提供统一的应用与管理平台。因此,将物联网技术引入园区建设必是未来智慧园区的发展趋势之一。

相比物联网,云计算的重要性更加凸显,被视为科技业的下一次革命,它将带来工作方式和商业模式的根本性改变。基于此,我国云计算发展迅猛,根据中国信通院数据,2017年,中国云计算市场规模为692亿元,同比增速高达343%。

云计算在智慧园区内的应用,一方面可以对物联网、GIS提供强有力的支撑,可以使其更加庞大,信息更加全面;另一方面,可以与BIM模型等结合,对园区建设过程中的决策进行模拟并给出相关建议。

大数据技术所创造的价值主要体现在与其他领域的融合发展上,通过对大数据的运用,为这些领域发展赋能。近年来在政策和技术的强力推动下,我国大数据得到了快速发展。2017年,我国大数据市场产值规模达4700亿元,同比大增306%。

对于智慧园区来说,运用大数据技术,实现对园区智能设备数据化,通过内外经营和管理数据的采集,以智慧园区平台为依托,对采集的数据进行处理及沉淀,并逐步深化数据的分析、应用和管理,对平台沉淀的数据进行数据分析模型搭建,逐步在运营管理和业务分析中让数据发挥其分析价值和作用,为园区节能环保提供决策指标,指导业务和管理的方向。

除了物联网、云计算、大数据等,智慧园区建设涉及的技术还包括GIS技术、BIM技术、人工智技术等。如BIM技术是智慧园区及智慧建设的基石,只有通过BIM技术,园区的建设与管理才能以可视化的方式进行。

综上所述,GIS技术、物联网技术、云计算技术、大数据技术、BIM技术等新一代信息技术均可在智慧园区的建设中发挥作用。

将进一步用于园区建设

建设智慧型园区是未来各类经济园区发展的方向,实现园区的智慧建设及管理需要建设一个智能化的园区服务平台,此平台需要协调应用多种理论和技术,更全面、更有效、更快捷、更智慧的将园区建设及管理的各个层面有机结合起来,实现园区智慧化发展。

现阶段,国内对上述物联网、云计算、大数据等技术均已具备一定的研发基础和产业化能力,其中部分已经在交通、医疗、公共配套等领域得到广泛应用,可以进一步用于园区建设和管理上。

另外,各地加强了园区智慧化的建设投资力度,2018年全国园区信息化市场规模已增2688亿元左右,这意味着相关技术在智慧园区建设的市场空间将扩大,有利于吸引更多企业参与进来。

以上数据及分析均来自于前瞻产业研究院《中国智慧园区建设规划布局与招商引资策略分析报告》。


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