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IOT关键技术及应用
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IOT网络架构
IOT产业格局
IOT典型应用
IOT发展趋势
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IOT起源
2008年IBM首次提出“智慧地球”概念,其含义是将“会呼吸的传感器”嵌入到汽车、电网、铁路、桥梁等各种物体中,形成大规模的普遍连接,再通过超级计算机和云计算实现对生活和生产的实时精细化管理。“智慧地球”的核心理念包括三方面:
更透彻的感知,令物质世界数据化
更全面的互联,将物联网与互联网相结合
更深入的智能,挖掘海量数据价值,做出更正确的行动决策
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互联网发展趋势
互联网是通过电脑、移动终端等设备将人联网,形成一种人与人的连接方式。而物联网是互联网的延伸,通过传感器和通信模块使万物皆联网,并进行信息交换和通信。物联网并不是独立存在的一种新行业,而是与不同领域的传统行业深度结合,由物联网给传统行业赋能,形成“物联网+”的新业态、新模式。
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IOT网络架构
物联网按功能可划分为四层,即感知层、网络层、平台层和应用层。
感知层是IOT的底层,其功能主要是通过传感器采集物体上的各类信息
网络层的主要功能是通过各类通信协议,将感知层中采集的信息传输至平台层
平台层则是以云计算为核心,将传感器在物体上采集到的数据进行汇总和处理
应用层是IOT的最顶层,是面向客户的各类应用,如智能家居、共享出行、远程抄表等
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IOT感知层
感知层通过安装在物体上不同种类的传感器(如GPS、摄像头、陀螺仪、压力传感器、位移传感器、气体传感器、生物传感器等)实现对物体或环境状态进行检测,并将采集到的信息通过通信模组进行回传,实现物体的联网。物联网在感知层所面临的挑战是如何使传感器更灵敏、拥有更全面的感知能力并且具备低功耗、体积小及低成本的属性。MEMS传感器相关技术的进步,使得更多维度的信息可以被感知并采集,从而使物联网这一概念可以使用在更多的生活生产场景落地。
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IOT网络层
万物互联的基础在于数据传输,而根据传输速率的不同,IOT业务可分为高、中、低速率业务。
高速率业务:主要使用3G、4G及WiFi等技术,应用于视频监控、数字医疗、车载导航娱乐系统等对实时性要求较高的业务;
中速率业务:主要使用GPRS等技术,应用于POS、智能家居、储物柜等高频使用但对实时性要求低的场景;
低速率业务:主要使用NB-IoT、LoRa、Sigfox等LPWAN(低功耗广域网)短距无线通信技术,应用于传感器、仪器仪表、智能停车、物流运输、智能建筑等使用频次低但总数可观的应用场景
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LPWAN无线通信技术特点
与传统蜂窝通信需求不同,目前大部分IOT应用需要物联网具有支持连接数多、成本低、功耗低、覆盖广等能力。为了满足此需求,业界提出了如LoRa、SigFox等工作于未授权频段的LPWAN技术。与此同时,作为行业标准制定机构3GPP也提出了基于LTE发展而来的eMTC协议、基于GSM发展而来的EC-GSM协议和NB-IoT协议。相较于3G/4G蜂窝网络,LPWAN具有成本低、功耗小、覆盖广等优势。
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LPWAN技术对比
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IOT平台层
云计算将数据的储存和运算放在云端,使IOT终端解放,从而专注传感和控制功能。云计算的服务方式可分为IaaS(基础设施即服务)、Paa