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实现物联网愿景的关键因素

www.cechina.cn2012.09.13阅读 1090

  物联网是对未来20年后互联网发展的一个愿景,那时机器到机器(M2M)的通信领域将会发生重大变革,其影响可与过去二十年间人与人通过互联网的沟通变革相媲美。我们相信这一愿望是可信的——第二次革命实际上可能发生,并且已经开始在我们的眼前初露端倪。
  物联网将不只是一个因为某一原因或某种原因而产生的机器之间的对话。配备有传感器和执行装置的设备将成为互联网的一部分,就如同现在已经成为互联网的一部分的信息和服务一样。因而,我们能够像现在搜索信息一样来浏览“物品”。我们可以创造事物的环境就像现在组合服务和信息一样。
  这样的例子还有很多,有令人赞叹不已的,也有平淡无奇的。在韩国,由663个传感器构成的无线网络用以实时监测Jindo大桥的情况,通过这样的方式,国家的最南端得以与Jindo岛联系起来。由伊利诺伊州大学、东京大学和韩国高等科学技术学院联合开发的网络采用的传感器成本不足$100www.cechina.cn,只需每三年更换电池即可。
  走进当地的五金店,你会发现一个你梦寐以求可是最近才出现的漂亮的小机械装置。多年来,你一直在抱怨灯和吊扇上错综交织的电线,他们常常突然断裂,在安装时也常常让你脖颈酸痛。如今,你只需将拉线嵌入开关位置,购买一个无线开关,就可以在任何位置方便的控制风扇和灯泡。
  事实上,如果你碰巧厌烦听到家庭成员和来客关于你房中有线开关位置的抱怨,就可以使用无线开关来解决这个问题,无论长大的孩子还是个子变小的祖父母使用无线开关都不会有问题。
  这些情况的共同点就是具有简单,便宜的装置连接到无线网络中,并且可以受到也可以不受到人的干预。也就是说,物联网的运行依赖于或许有些复杂的网络传感器和执行装置。从一定程度上讲,物联网的体现就是一个嵌入式智能系统,可自主运行、决策并在正常情况下需要人类参与后采取行动。但是一些体现假设数据和决策也需要受到集中控制,然而最终人们通过可以利用网络的优势来担负起相关责任。
  当前物联网的化身即为我们最常提到的RFID网络。在许多早期应用中www.cechina.cn,例如大商店里的存货管理www.cechina.cn,RFID基本使用无源器件,用机器进行通信和行为的中心解读。但是RFID设备也可以是主动器件,以便使他们能够通过互联网与其他相关物体进行直接通信,并自主采取行动CONTROL ENGINEERING China版权所有,而不必要求人类在场。
  实现物联网愿景的关键因素
  基于其广泛的定义,物联网的愿景目标相当灵活,可能实现的技术列表也可以或多或少的进行扩展。然而,几乎所有的列表都包括以下关键因素:
  云:嵌入式无线智能传感器和执行器的根本愿景目标在于假设计算资源可以被广泛获取,以便使从网络上收集到的信息可以被经济地处理并指导有效地反馈回网络。
  便宜的装置:物联网的愿景目标是无处不在。想要实现这一目标,传感器、执行器和类似设备都必须便宜。可以实现这一要求的就是微机电系统的发展——也就是说,通过标准的半导体制造技术将有源器件纳入微电子设备。
  可获取小能量的装置:现在一些前沿领域正在努力,力图找到从振动、温度梯度、压电和光生伏打效应以及无线电频率等现象中生成能量的方法。其中有一些领域将会取得成功。
  无限的互联网地址:十年前引入的IPV6提供了我们所要求的所有地址。凭借其较长的128位地址空间,新的互联网协议可以生成诸如10至38的3.4倍个地址,足以为地球表面每一平方米提供1500个地址。
  适合的无线网络:目前主要的网络标准是ZigBee1.0,但它并不是唯一的一个。它的想法来源于IEEE802系列。IEEE802系列中迄今为止最著名最成功的莫过于Wi-Fi(802.11)。ZigBee是802.11.4个人局域网标准组的产品之一,规定网状网络栈的规模,自愈源以及廉价的短距离无线系统。名为6LoWPAN间接标准由互联网工程工作小组制定,调整规定的IPv6数据包大小以适应ZigBee栈。
  据从一开始就主持ZigBee工作的BobHeile说,现在有大约1亿个ZigBee传感设备在使用。
  正如他看到的一样,ZigBee实际上是物联网的代名词。但是ZigBee并不是实现物联网的唯一方式,并非所有的人都认为它会占据上风。Jindo大桥使用的伊利诺伊州结构健康监测系统项目使用了ChipconCC2420无线电来贯彻执行IEEE802.15.4标准CONTROL ENGINEERING China版权所有,而非ZigBee。
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