自從1998年開始建立物聯(lián)網(wǎng)概念,其發(fā)展逐步從傳感網(wǎng)絡(luò),進化到數(shù)據(jù)采集,目標控制,使用的無線通訊技術(shù)也從開始的RFID+互聯(lián)網(wǎng)的形式進化到多種形式的終端網(wǎng)絡(luò)+互聯(lián)網(wǎng)的形式。 一、核心設(shè)備 當前物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用設(shè)備比較重要的核心是MQTT服務(wù)器,使用MQTT協(xié)議進行數(shù)據(jù)通訊可以免去常規(guī)C/S架構(gòu)中服務(wù)器搭建較為復(fù)雜的問題,提前將MQTT服務(wù)器搭建在公網(wǎng)上,所有的終端設(shè)備作為客戶端接入服務(wù)器,利用MQTT的發(fā)布/訂閱模式,通過MQTT服務(wù)器的轉(zhuǎn)發(fā),即可實現(xiàn)設(shè)備間的通訊,同時由于發(fā)布訂閱的機制,多客戶端同時訂閱發(fā)布同一個主題,即可實現(xiàn)設(shè)備互通,數(shù)據(jù)單播組播,服務(wù)器端已經(jīng)成熟。 MQTT協(xié)議 二、通訊協(xié)議 關(guān)于數(shù)據(jù)通訊協(xié)議,目前大家使用的協(xié)議各不相同,有私有協(xié)議的,也有基于JSON的,也有工業(yè)設(shè)備常用的等,其中JSON協(xié)議是在網(wǎng)絡(luò)通訊中使用較為廣泛的,基于JSON協(xié)議鍵值對,數(shù)據(jù)點的形式,可以很好的傳遞數(shù)據(jù)信息。 三、終端及網(wǎng)關(guān) 終端及網(wǎng)關(guān),終端部分可以是多種多樣的,在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)上,終端可以是PLC或者基于MODBUS控制的IO類設(shè)備,此類設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)RS485總線、RS232總線,實現(xiàn)終端與平臺、終端與終端通信;在農(nóng)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)上,可以使用網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)LORA無線技術(shù)通信,數(shù)據(jù)協(xié)議可以是JSON轉(zhuǎn)MODBUS或者其他,實現(xiàn)終端設(shè)備與平臺,設(shè)備與設(shè)備之間無線通信,以上兩種在服務(wù)器端建立管理平臺,即可實現(xiàn)對設(shè)備的管控,采樣的數(shù)據(jù)也可以保存在平臺,進行數(shù)據(jù)分析。 四、接入方式 多種接入方式,由于無線通訊技術(shù)的發(fā)展,設(shè)備入網(wǎng)方式已經(jīng)可以選擇有線網(wǎng),光纖,WIFI無線網(wǎng)絡(luò),4G網(wǎng)絡(luò),作為網(wǎng)關(guān)的產(chǎn)品除了與網(wǎng)絡(luò)通信也需要將數(shù)據(jù)傳輸至下游終端設(shè)備,這些設(shè)備可以是PLC、水表電表、通風(fēng)設(shè)備開關(guān)、灌溉系統(tǒng)開關(guān)、空調(diào)電視洗衣機等等,只要是可以通過電子手段控制,或者間接通過其他設(shè)備控制的各種終端,均可接入網(wǎng)絡(luò),正是真正意義的互聯(lián)網(wǎng)。 五、應(yīng)用場景 一個很簡單的應(yīng)用就是智能家居。 比如室內(nèi)環(huán)境調(diào)節(jié),網(wǎng)關(guān)通過室內(nèi)溫度、聲光傳感器檢測傳感器,將采集數(shù)據(jù)傳送到服務(wù)器,服務(wù)器通過預(yù)設(shè)條件,控制空調(diào)調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度,控制窗簾或者電變玻璃,控制透光率,使室內(nèi)達到適宜的居住環(huán)境,甚至可以通過深度學(xué)習(xí),自動根據(jù)居住者進行調(diào)節(jié)。 智能家居 比如智能門禁,居住者可以遠程控制,設(shè)置門禁權(quán)限,遠程關(guān)門,室內(nèi)監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)聯(lián)動公安系統(tǒng),預(yù)防入室搶劫,偷竊等。 這里使用到的技術(shù)有邊緣采集,比如采集溫度傳感器,噪聲傳感器,光強傳感器,這些設(shè)備可以使用簡單的modbus協(xié)議或者其他協(xié)議,網(wǎng)關(guān)采集數(shù)據(jù)之后,數(shù)據(jù)按照一定的條件通過MQTT協(xié)議上傳到服務(wù)器,服務(wù)器可以在局域網(wǎng),也可以在外網(wǎng)上,視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)可以在服務(wù)端分析,開門與門禁刷卡記錄也可以同步到云端。 比如小區(qū)物業(yè)管理,水電氣表管理,通過布設(shè)在小區(qū)內(nèi)的zigbee網(wǎng)關(guān),定時采集小區(qū)內(nèi)的電表,將電表數(shù)據(jù)同步至云端,平臺通過下行控制指令可以控制開關(guān)閥門,開合水閘氣閘,即將欠費也可以通過推送短信,郵件,微信等將數(shù)據(jù)下發(fā)至用戶提醒繳費。在偏遠山區(qū)可以將zigbee模塊替換成4G無線模塊、lora模塊或者NB-IOT模塊,實現(xiàn)遠程采集控制。 智能城市 LoRa技術(shù)可以讓日常生活中的連接照明、廢物清除、車輛服務(wù)等變得更加智能。 比如智能巴士時刻表,通勤者可以使用基于LoRa的太陽能顯示屏來顯示信息,例如下一班車發(fā)車時間和最新時刻表的變化。這為通勤者節(jié)省了大量的時間。 智能城市 智能路燈,基于LoRa的街道照明系統(tǒng)可以將電力成本降至最低,而不會影響城市的基礎(chǔ)設(shè)施和設(shè)施。LoRa 技術(shù)以低成本和低功耗為目標的事實使該應(yīng)用程序有效地成為可能。 智能停車,LoRa技術(shù)使部署使停車更容易,用戶可以與任何支持LoRa的設(shè)備共享停車狀態(tài)。這就可以將基本的商業(yè)和市政停車位轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢詸z測車輛的缺失、存在、到達和離開的智能空間。 LoRa技術(shù)還可以用戶智能計量、智能漏水檢測和智能洪水傳感器等各種城市應(yīng)用當中。 智慧醫(yī)療 LoRa技術(shù)憑借其低功耗、低成本以及覆蓋范圍廣的特點,還適用于醫(yī)療應(yīng)用。對于改善醫(yī)療保健和民生有極大好處。比如,實時跟蹤阿爾茨海默氏癥和癡呆癥患者。支持LoRa的可穿戴設(shè)備可實時監(jiān)控阿爾茨海默氏癥患者情況,當患者離開指定的安全區(qū)時,這些設(shè)備會及時提醒護理人員,從而確?;颊叩淖畲蟀踩?/p> 智慧醫(yī)療 LoRa設(shè)備也可應(yīng)用于兒童可穿戴設(shè)備,支持LoRa的手鐲和智能手表可用于跟蹤兒童的位置。父母可以隨時知道孩子在哪里,當他們有危險和意外時也能最快時間找到。 LoRa 技術(shù)也可用于檢查食物的溫度,它既可以幫助防止食物變質(zhì)和食物浪費、也有助于防止因儲存溫度而造成的食物損失和食品安全。 智能農(nóng)業(yè) 對于智能農(nóng)業(yè),節(jié)約成本,了解農(nóng)作物生長是十分有必要的,這時候就需要使用溫濕度、二氧化碳、鹽堿度等傳感器來對農(nóng)作物以及農(nóng)產(chǎn)品的生長環(huán)境進行檢測,了解農(nóng)作物的灌溉以及生長情況,降低水資源和光資源的消耗,很多偏遠農(nóng)場牧場都并沒有覆蓋蜂窩網(wǎng)絡(luò),更不用說4G/LTE了,這時候使用LoRa技術(shù)搭建私有物聯(lián)網(wǎng)就可以將農(nóng)作物的數(shù)據(jù)定期上傳,做到遠程管理了 以上只是物聯(lián)網(wǎng)的簡單應(yīng)用,實際應(yīng)用中,物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用可以涉及智慧農(nóng)業(yè),工業(yè)控制,智能家居,智能抄表,汽車運輸,地質(zhì)檢測,電力監(jiān)測等各種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域,是萬物互聯(lián)的基礎(chǔ)。 |