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2009年新年伊始,国家工业和信息化部分别为中国移动、中国电信、中国联通三家电信运营商发放了3G牌照,之后三家运营商分别推出了G3、天翼、沃等3G业务品牌,宣告中国互联网的3G时代正式拉开大幕。刚刚过去的2011年是中国移动互联网发展过程中具有里程碑意义的一年。《第29次中国互联网络发展状况统计报告》显示,截至2011年12月底,中国手机网民规模已经达到3.56亿人,占总体网民的比例接近七成。智能手机的跨越式发展大大提升了用户使用手机上网的体验,手机上网逐渐成了PC上网的延伸,传统互联网用户逐渐开始大范围向手机网络融合,中国移动互联网产业开始进入快速增长的规模化发展阶段。过去几年,随着电信运营商无线网络资费的下降,中国手机互联网网民规模得到了快速的增长。随着3G技术的普及推广,越来越多的人们接受了手机上网这一方式。其中,高校教师和大学生无疑是移动互联网的主要受众群体,三家运营商也都不约而同地把高校作为重点市场拓展目标。从目前市场占有率情况来看,中国移动的用户绝对数量是最大的,稳居市场老大的位置。在三家必争的高校通信市场上,中国移动几乎占据了全国超过一半的高校资源。在这样的背景之下,高校得以有条件充分合理地利用移动互联网这个平台,本着以人为本的原则,按照办公自动化的思路,将一些应用系统从电脑扩展到手机上,改善办公流程,加强教学管理、学生管理,优化图书资源。
2移动互联网在高校管理中的应用
2.1掌上办公
掌上办公就是指利用运营商的无线网络,把传统的OA办公系统从电脑延伸到手机等无线设备上,实现在掌上办公。通过掌上办公系统,领导无论在工作场所或是外出途中,都可以方便地签阅文件、审批流程;员工不管是在学校还是在都可以方便地查阅信息,收发邮件,查看通知公告,从而大幅提高办公效率,节约办公成本。掌上办公实现的主要功能包括公文处理、通知公告、邮件收发、流程申办等。掌上办公由0A办公系统、移动互联网、手机三大部分组成。目前,由于受移动网络和手机性能的约束,OA系统的功能暂时还不能在手机上完全实现移动化。可以对实时性要求高的功能优先实现,涉及大数据量的功能则留待后期改进。掌上办公OA的主要实现方法有三种,第一种是通过手机WAP实现,通过特定的技术,让WEB网页可以在手机WAP中显示;第二种是由开发者开发OA手机客户端,用户在手机上下载安装客户端,安装以后即可使用;第三种是使用第三方中间件,在服务器端进行适配开发,对原有OA系统无需改变。三种方式各有优势,用户可以根据具体情况和实际需求进行选择。
2.2移动教学管理
教学质量是学校发展的根本,教学管理是教育的重要环节,是保证教育质量和人才培养质量的核心部分。随着教育需求的不断细化,对教学管理的需求也越来越高。目前,大部分高等院校都已经部署了比较成熟的教务管理系统,充分利用互联网技术、数据库技术和多媒体技术,为高校教学管理提供强有力的保障。但是,传统的教务管理系统由于受到计算机数量和分布情况的限制,教学管理效率和自动化水平相对较低。当前,随着手机性能的提高,移动互联网技术的不断成熟,通讯资费的降低,手机、尤其是智能手机的普及,为手机在现代教学管理实际应用创造了有利条件。因此,将智能手机与移动互联网相结合,应用于教务管理系统中,升级为全新的移动教务管理系统,将更大地发挥教务管理系统的功能,提高教学管理的效率和智能化水平。
在移动教务管理系统中,用户既可以通过电脑接入,也可以通过手机接入与系统交互,从而使系统具有更高的实时性、交互性,提高了系统的智能化和人性化程度。将终端从电脑扩展到智能手机的新型教务管理系统,增加了终端和用户的数量,扩展了系统的覆盖和应用范围。教师与学生可以及时通过随身携带的手机将各种信息提交给系统,缩短了信息与接收的时间,提高了教学管理的效率。同时,教务管理人员通过手机接入系统后台,也可以实时地了解系统运行的情况,掌握系统最新的状态,确保系统的安全性。
有些高校在移动教务管理系统的实际应用方面已经先行一步,积累了一些成功的经验。有调查数据显示,在结合手机访问的移动教务管理系统试运行后,学生选课的周期从3-4天缩短至1-2天,选课成功率更是由原来的96%左右上升到接近100%。基于移动互联网技术的教务管理系统在选课这一重要教学环节,既节约了时间又提高了效率。与此同时,在成绩管理方面,该系统一样表现不俗,不仅提高了成绩录入的效率,还提高了录入成绩的准确率。
2.3移动学生管理系统
移动学生管理系统就是把传统的学生管理系统,从电脑上延伸到手机等移动终端上。移动学生管理系统包括日常管理、招生管理、学生公寓管理、思想教育管理、评奖评优管理、学生资助管理、违纪处分管理、对外交流管理、勤工助学管理、心理健康管理、学生保险管理、社团活动管理、学生就业管理、毕业生管理等子系统,实现了学生工作管理公共服务信息等的标准化、应用性和共享管理,为各级用户提供了综合数据信息的集成共享环境。学生管理移动网络化之后,学生管理工作者可以方便地利用移动通讯网络,真正实现办公自动化、无纸化,可以在任何时间、地点及时地进行学生管理工作,极大提高了工作效能。更重要的是,移动互联网拓宽了学生管理工作渠道,创新了学生管理工作的方式和途径。令人鼓舞的是,上海大学的一份调查报告显示,学生对手机用于日常管理持比较欢迎的态度。如用手机访问网上图书馆、办理奖学金申请、学籍变动申请、住宿变动申请、选举投票、订购火车票、申请后勤服务、校内电子支付等各类校园服务功能,避免了以往来回奔波于各个部门的苦恼,学生表示会积极接受。总之,随着智能手机在大学生中越来越普及,合理地让手机进入学生管理系统,参与学生的日常管理,成为高校学生管理中可行性极高的一种手段。
2.4移动数字图书馆
长期以来,传统图书馆对读者提供数字资源服务,大都是采用电子阅览室集中服务的方式。这种方式局限性大,服务对象有限。移动数字图书馆作为现代数字图书馆信息服务的一种崭新的服务系统,是依托目前比较成熟的无线移动网络、互联网技术以及多媒体技术,使人们不受时间、地点和空间的限制,通过使用各种移动设备来方便灵活地进行图书馆图书信息的查询、浏览与获取的一种新兴的图书馆信息服务。移动数字图书馆是数字图书馆的一个分支,它具备数字图书馆的一般特征,同时还要具备“可移动”的特征。这种“可移动”的特征表现在,普通用户和读者可以不必依赖于PC来实现数字资源的浏览、下载和阅读,用户和读者可以通过手机等便携数字图书阅读设备来浏览、下载、阅读和欣赏数字资源的一整套系统。在移动互联网时代,高校图书馆不再是高校师生借阅图书的唯一场所,通过移动互联网拓展服务范围与内容是未来图书馆的发展方向之一。随着移动、智能手机在校园内普及,高校图书馆应抓住机遇,利用移动互联网技术,搭建移动数字图书馆平台,积极开展手机阅读服务。目前,国内较为成熟的商用移动数字图书馆系统是书生移动数字图书馆,已有北京大学图书馆、清华大学图书馆、中科大图书馆等高校图书馆部署试用了书生移动数字图书馆系统。
关键词:物联网;关键技术;通信运营;运用探究
中图分类号:TP212.9;TP391.44
物联网是一种新型的网络模式,随着互联网的快速发展而发展。物联网一般用于客户端之间的信息交流,便于客户之间的通信。这几年,随着科学技术快速发展,物联网技术也在这种背景下得到了快速发展,人们越来越关注物联网这种新型模式。从目前国内的情况来说,物联网目前的整体研发能力基本处于整个世界物联网技术的相对前列。我国逐渐投入对于物联网技术的研发成本,物联网技术的研究规模也得到了空前发展,对于物联网的应用越来越普及。随着研发传感器并且投入生产,物联网的效果也逐渐显现出来。
1 物联网的技术架构
通过学习物联网的知识,能够逐渐了解物联网,物联网由三个层面所构成,主要包括感知层、网络层以及应用层。感知层由多种的传感器和一些网关共同组成,能够有效对物体进行识别,有效采集不同的数据,并且将信息加以控制,最终通过不同的通信模块,来实现各个层面之间的连接,将网络层、应用层有效连接,其功能相当于整个物联网当中的“眼睛”。网络层包括网络和通讯网络等等共同组成,能够有效处理感知层搜集到的各种信息,借助于互联网以及各种的通信网络最终达到效果,类似于“大脑中枢”的作用[1]。应用层,主要就是各种基础设施、各种中间件的总和,能够有效为各种用户提供更为基础的服务,有效普及整个物联网在整个社会中认知。
2 物联网关键技术
通过实质分析物联网的相关技术,真正了解物联网如果需要真正得以在通信行业中得到广泛运用,与诸多的技术都是密不可分的,包括各种信息的采集技术、通讯传输技术、各种智能化控制技术等等方面,需要进行不断的发展完善。
对于物联网来说,采集信息是最为基础的。采集了信息以后,通过各种传感器能够了解外部的各种温度以及气候等信息,还需要通过电子标签来有效识别,最终完成整个信息采集的过程[2]。
2.1 传感器的运用。传感器是一项关键的器件,能够将物联网与各种虚拟世界加以连接,有效为物联网提供各种数据。传感器的特点明显,不仅具体智能化,还有一定的网络性。在整个物联网当中,运用了传感器,有效保证整个物联网的信息准确性。
电子标签,也就是射频识别技术。电子标签是非接触式的,在无线讯号的基础上,有效进行远程识别,将有效数据进行采集。电子标签现在已经越来越多的出现人们的生活中,让物联网的发展更为迅速。
2.2 远、近程通讯技术。近程通讯技术有RFID技术和蓝牙技术,属于目前快速发展的物联网关键技术,能够在短距离内进行传输。传统的无接触式的认证,随着社会技术的不断发展,而逐渐出现了近程通讯技术[3]。
远程通讯技术存在于物联网当中,需要经过多个层面的转换,不仅需要实现机器之间的转换,也需要经过机器和人之间的转换,在各个转换当中,信息有效传输。现代技术的不断发展,让越来越多的技术能够支持物联网数据的传输,从传输种类来说,包括有线传输和无线传输两大类。
2.3 智能分析与控制海量信息技术。在互联网与近程通讯网络不断发展的基础上,智能化分析技术和信息控制技术越来越显现作用。各种软件不断升级,有效完成物联网当中各种数据的处理。智能化分析和信息控制技术,不仅可以快速处理信息,还能够及时反馈信息,大大提高了效率。云计算就是最近几年被人们所知道的计算模型,能够快速处理信息。
3 物联网运营中的关键技术及其在通信运营中的实例
3.1 物联网运营中的关键技术应用。物联网需要真正有效运作,需要各种技术有效结合,不管是信息采集还是信息传输、信息控制都是缺一不可的,只有相互密切配合,才能改达到效果。
信息采集技术是整个物联网的基础,通过传感器与电子标签的共同作用来完成。传感器对于周边环境的各种参数能够明确感知,电子标签可以标准化衡量采集信息。目前市场上存在着各类的传感器。
近程的通讯技术属于短距离之间的连接技术,属于新兴技术。近程通讯技术随着传统互联网的发展而不断发展[4]。下面图片为RFID系统通讯工作原理:
图1 RFID系统工作原理
智能化信息分析与控制系统,借助了先进技术,能够将各种信息进行快速处理,在处理以后,快速反馈信息。这个系统的发展,让物联网越来越普及,让越来越多的人了解物联网的智能化信息分析与控制系统。
(1)物联网终端在通信运营中的应用。任何系统中都有核心技术,物联网自然也少不了核心技术。物联网运作当中就有关键的技术,终端技术和服务平台就是关键技术。用户能够直接接触到终端,而平台则是直接关系到服务。终端接入和服务平台的核心技术能够有效保证最终的服务效果,让整个物联网的运作更为稳定、健康、合理。物联网网关作为标准化的网元设备,能够提供数据汇聚、数据传输、协议适配和节点管理等技术支撑。物联网网关,不但能够将异构传感网汇聚成一体,也能与远程运营平成对接,从而为客户端的管理和服务提供保障。(2)物联网服务平台技术在通信运营中的应用。物联网在通信运营领域主要有M2M和云服务两种平台。M2M平台属于智能化的通道,能够让机器实现数据控制、终端接入。M2M可以有效控制整个网络的使用,具体使用多少流量都可以加以控制,如果发生故障也可以快速处理,从远程上及时解决故障[4]。云服务平台为物联网提供更为便捷的服务平台,让信息处理能力更为提升,大大便捷了日常的生活,让生活更为智能化。
3.2 物联网实现运营的实例:(1)手机物联网。手机物联网通过各种智能终端与电子商务有效结合起来,让各种用户通过软件、硬件设备直接可以与商家进行交流,参与互动活动。手机物联网让各种活动更为便捷,不管是日常的购物,还是购物中比价,都可以通过手机扫描条码得以实现,让价格更为透明。手机物联网采用智能终端设备扫描各类商品的条形码、二维码等方法采集各商品的数据信息,实现购物、比价和鉴别产品等功能。(2)安防物联网。新一代的智能安防物联网,结合了物联网关键技术和中国移动的TD SCDMA 无线通信技术,特别是中国移动的G3无线移动座机、RFID技术,是中国移动通信运营商在M2M平台的基础上发展起来的业务。智能安防的物联网,是新一代的技术,将关键技术与通信技术加以有效结合,中国移动的众多技术,是中国移动通信运营商借助M2M的基础上不断发展。安防物联网能够提供各种安防保护,紧急情况下可以报警或者呼叫,科技的发展大大简化了人们的生活,让信息安全得到有效保证。
4 结束语
物联网的关键技术得以应用,有效促进整个互联网的发展,让各类企业接受物联网并且能够从中受益。物联网的关键技术发展,从一定层面来说,对于整个物联网的发展具有巨大的推动作用。
参考文献:
[1]柯俊帆,石常海.物联网关键技术在安全体系建设中的研究与分析[J].硅谷,2012(19):74-75.
[2]梁晶.物联网关键技术在通信运营中的应用[J].硅谷,2013(15):91-92.
[3]徐晓雨,朱勇,张旭.物联网关键技术在通信运营中的应用[J].黑龙江科技信息,2012(18):96.
1引言
移动互联网(MobileInternet)是当代通信形式多样化发展时期的新生产物,是基于分组交换的移动数据型服务网络。兼容以报文广播技术访问互联网的Web站点和采用隧道漫游技术访问移动的WAP站点,同时,完美结合在线位置的终端定位服务功能[1],为人们提供了更多样的娱乐方式、更贴心的生活服务、更具创新的消费理念。
随着3G/E3G网络的覆盖、智能终端的普及、各种创新应用的推出,使得这种以移动宽带IP技术为核心,通过移动终端设备随时随地访问Internet,支持高速率业务下载、高品质服务的移动互联网技术,在信息化产业升级的浪潮中拥有了极强的生命力。据爱立信的研究显示,2010年7月全球移动用户数量突破50亿,每日新增移动用户200万,使用3G服务的用户数量超过5亿。艾瑞咨询的统计表明,受移动支付和团购的推动,移动电子商务凸显快速增长的势头。2011年中国移动互联网市场规模将达77.9亿元,同比增长93.8%,环比增长20.9%。而到2012年中国移动互联网用户数将突破5亿,也将超过互联网用户数。中国将会成为全球的第一个移动互联网用户的大国[2]。
应用形式的层出不穷,让基于移动互联网的在线地图服务技术,作为了一种特殊的地图产品,一种重要的地理信息载体,一种全新的地理信息展示方式,凭借其界面直观、功能丰富、查询方便、信息量大的特质,逐渐成为人们日常生活中不可或缺的工具。本文就是在深入剖析移动互联网的技术特征和影响其发展三大驱动力基础上,结合重庆市勘测院“重庆印象”(www.cq-map.com)地图服务运行机制,提出了一种基于移动互联网络环境,搭建在线地图服务平台的技术架构。
2移动互联网关键技术及其服务特征
移动互联网技术的出现,更加彻底地诠释了互联网“人人参与、共同分享”的应用理念。3G网络覆盖能力的提升和WebX.0技术的风靡,让移动互联网业务和用户的互动性也随之增强。此时,怎样为用户提供丰富翔实的数据,怎样为用户创造有价值的应用服务,怎样为用户带来内容体验方面的新模式等等,已成为移动互联网技术能否蓬勃发展的关键所在。
2.1移动互联网关键技术
在移动互联网平台上开展业务,要体现其技术上独具的移动性和个性化魅力。针对这一特征,构建了一个“合作、开放、创新”的新型移动互联网技术生态环境是相当必要的。由于这种新型移动技术是基于IT和CT技术之上的应用网络,业务开发模式借鉴SOA和WEB2.0模式。协调发展宽带通信网络、移动智能终端、特色应用服务技术,三大移动互联网驱动因素是非常重要的。
2.2相关技术及实现分析
通信网络是保证用户可以有效使用移动互联网的基础设施,是展示移动互联网的支柱网络;移动终端作为距离用户最近的设备和最直接的服务提供接口,是用户体验移动互联网的基础平台,也是运营商一切业务的载体;应用服务是移动互联网创新升级最强大的驱动力,能提供满足用户自己的多样化、个性化服务需求,始终让用户保持对移动互联网的新鲜感;在加以解决IP地址变化的IPv6协议,完美地支持了网络层移动性支持功能的解决方案[3]。这样,一个完整、简洁、灵活、多样化体验、个性化服务的生态技术环境呈现在我们眼前。
(1)通信网络建设宽带化
3G(WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA)网络的建设和“准4G”LTE(LongTermEvolution)技术的发展,我国网络覆盖范围和无线通信带宽,高速数据下载和高分辨率多媒体服务性能都得到极大提升,移动互联网增值业务也走上了高速的发展的快车道上。与以模拟技术为代表的第一代和目前使用的第二代移动通信技术相比,主流3GPP长期演进(LTE)的移动无线技术的升级演进路径主要有以下三条:一是欧洲WCDMA标准和中国TD-SCDMA标准,均从HS-PA演进至HSPA+,进而升级到LTE;二是美国高通提出的CDMA2000沿着EV-DORev.0/Rev.A/Rev.B,最终升级到UMB;三是802.16m的WiMAX路线。这其中LTE拥有最多的支持者,获批为3G标准的WiMAX次之。网络技术的进步提升了网速,这势必促进移动互联网的推广使用。
(2)移动终端操作智能化
作为移动互联网发展的重要驱动力之一,移动终端在移动互联网发展中扮演着举足轻重的角色。移动终端的影响力大,体现在其离用户最近,它能够引导用户需求,通过终端来满足用户获取信息需要。终端的发展,包含了移动计算、操作感应、信息存储、屏幕显示等硬件技术和操作系统开源API接口技术,使得移动终端处理能力越来越强,整体功能和性能都有了质的飞跃。毋庸置疑,智能终端的优势很明显,安装有智能操作系统的终端,由于其良好的软件扩展性,受到了广大用户的青睐。
(3)应用服务设计个性化
当然,仅依靠通信网络、移动终端的发展壮大并不能完全解决为用户提供优质移动互联网服务的问题,更重要的是应用服务开发的创新,让用户在任意移动状态下都能使用高质量的网络资源。应用服务的个性化设计,采用了Mashup/Widget等Web2.0中的热点技术。这种基于JavaScript、HTML、CSS及Ajax等技术开发的小应用,运行在Widget引擎之上,用HTML+CSS来呈现服务内容,用XML和XSLT进行数据交换及相关操作,用JavaScript来表现功能逻辑。通过Mashup汇聚了来自不同网络应用的数据和服务,将其有机地结合起来,形成新颖而贴近用户需求的应用,从而打造一个客户可以自主选择应用服务的便利平台。
2.3服务实现过程
为了满足移动互联网的技术特点和业务模式需求,在移动互联网技术架构中要解决移动IP地址和端口变化通信中断、定位服务位置登记、富互联网内容信息显示、第三方服务安全访问等一系列问题。因此,本文提出能满足移动互联网业务模式需求的技术架构,如图1所示。这种开放、可控的网络架构,通过漫游隧道技术,实现移动终端一次登录,即可完成在任意位置上保持与IP主机的单一链路层连接,使无线通信持续进行;通过接入网关将业务开放给第三方服务提供商,提供相应的接入策略和资源分配策略;通过端到端QoS(QualityofService)控制机制,实现业务接入的控制和网络资源的合理分配;同时采用面向服务的SOA架构模型,通过分析用户行为,利用Web2.0中Mashup、Widget、Ajax技术移动服务开发,将互联网上已有的应用整合为适合移动终端的应用。
3移动在线地图服务开发平台的搭建
移动互联网技术与空间信息技术的结合,便出现了基于移动互联网的在线地图应用服务。提供互联网时代在线地图服务是信息科技产业发展的必然趋势。
3.1平台搭建解决方案
基于移动互联网的在线地图服务关键流程可分为位置地图信息的获取、位置地图信息的传送、位置地图信息的利用3个步骤。针对如何准确快速的处理这些问题,本文提出了如图2的平台搭建解决方案。基于移动互联网的在线地图应用服务使得用户在任意时间、任意地点都拥有了出行必备的“生活服务小秘书”。通过这种技术平台架构,用户可以在地图服务中轻松的搜索目的地,便捷的查询出行路线,准确的使用定位导航功能以及快速的获得商家优惠活动的一手信息。
3.2业务模式拓展方向
移动在线地图服务是位置信息服务的全新表现形式。从PDA到iPad,从普通手机到智能手机,如何随终端类型变化,为用户提供一致的在线地图服务,提供个性化的用户界面选择是一个挑战[5]。因此,我们的业务拓展方向可以从以下几点进行突破:
(1)业务的普遍性与开放性
首先,移动互联网环境下的在线地图服务具有服务大众的能力。可为各类用户平等地提供基本在线地图服务,形成广泛的用户规模。以吸引大批优秀的应用软件开发者,为移动达人设计个性化的定制服务。
(2)面向三网融合的应用
其次,有计划地将业务发展的重点向初期简单地图服务,扩展到融合网络环境中,积极响应国家经济信息化建设的号召,主动寻找需要合作的商业合作伙伴,为其提供在线地图服务上的广告营销。使在线地图服务平台成为商家广告消息,用户获取商业信息的中间桥梁。
(3)定位技术及其位置信息
接着,通过安装定位模块的终端设备(手机)和无线网络的配合,精确的确定移动用户的实际位置信息(经纬度坐标数据,包括三维数据),在搜索引擎可达的情况下,利用普通文字描述用户搜索,从而实现更直观、更简洁的表示位置信息方式。
(4)基于位置服务的交友模式
在上述的模式扩展的基础上,我们应致力于开发基于位置服务的交友平台开发。这种交友平台就像是一款角色扮演的游戏,每个人的角色都是现实生活中的自己。比如,基于真实地理位置的“速配交友”,使得陌生人、异性朋友、左邻右舍的交往更加真实和容易;真正做到“结识新朋友,不忘老朋友”。
【关键词】车联网;传感器网络;V2X
引言
2010年10月召开的中国物联网大会中车联网(IOV,In-ternetofVehicles)的概念首次被提出。2018年6月《国家车联网产业标准体系建设指南》由工业和信息化部、国家标准化管理委员会共同制定并,该指南对于车联网的发展具有重要的指导意义,为接下来车联网的发展指明了方向[1]。车联网产业的迅速发展,对于智能交通、自动驾驶、信息消费、汽车节能减排等都将产生更有利的影响。
1车联网技术及分类
《国家车联网产业标准体系建设指南》(以下简称《建设指南》)中提出的车联网的概念:车联网产业是依托信息通信技术,通过车内、车与车、车与路、车与人、车与服务平台的全方位连接和数据交互,提供综合信息服务,形成汽车、电子、信息通信、道路交通运输等行业深度融合的新型产业形态[2]。根据《建设指南》中的描述,可以将车联网看做由车内网、车际网和车载移动互联网三种网络组成,以下对这三种网络进行简单介绍。车内网是由车载传感器、射频识别、摄像头、GPS系统、车载终端、车载显示器等设备共同组成的一个小型局域网,应用车内总线技术及无线通信技术,负责车内传感器与车载网关之间信号的传递,形成一个传感器网络。车际网主要解决车与车、车与路、车与人、车与云之间的互联互通。车际网中信息交互的关键技术是V2X(vehicletoeverything)[3]通信技术,即车与X(人、车、路、云等),也可认为是车联万物,即驾驶人、车辆、公路、云端之间的数据互联互通。车载移动互联网通过移动通信网络或卫星通信网络将车内网与互联网进行无线连接。车联网首先要通过安装在车内的传感器设备,实现对车辆各种信息的采集和传输,因此,本文将主要介绍车联网中传感器网络技术及相关应用。
2车内传感器网络
2.1车内传感器
智能汽车的快速发展的前提是电子元件的快速发展和应用,智能汽车的车内传感器网络可能会由几十甚至上百个不同的传感器组成,这些装载在车辆上的大量传感器将车辆运行中各种信息转化成数据信号在传感器网络中传输,实现车内通信,并将数据传输给车载网关系统,以此判断车辆各种运行状态,以便于给驾驶员能够更安全、更高效、更舒心地进行驾驶。车联网的车内传感器如图1所示,仅代表部分车辆上常用的传感器类型。
2.2传感器网络
要使各种传感器接入传感器网络中,主要有2个途径:①汽车制造商在设计制造时嵌入不同类型的传感器,并通过成熟的CAN总线技术接入传感器网络。②互联网企业通过汽车制造商开放的接口连接各种传感器,接入车载网关系统,形成传感器网络,并通过移动通信接入云平台。车联网的传感器网络如图2所示。汽车制造商搭建的传感器网络主要是用于实时检测车辆状态,从而为车辆的维修保养提供决策。汽车制造商在设计制造车辆时,预先在车辆内部的重要部件上,比如发动机、内部线路、油箱、内部管道等,都安装上各种类型的传感器,从而实时采集到水、电、油、气以及转速、温度、液位和压力等相关参数。在系统中预设各个参数的合理值范围,判断获得的参数是否在合理值范围内,从而能够发现并确定车辆发生故障的部位。当参数数值异常时,系统就会发出警告,提醒驾驶员可能出现的问题,并根据预先设置好的的故障模型查找出合适的解决方案方便驾驶员进行参考。互联网企业向汽车制造商要求开放底层接口,通过前装或后装电子产品获取汽车的数据。前装市场由汽车制造商主导,比如通用的OnStar、宝马的ConnectDrive,在整车出厂时汽车制造商就会装备电子产品,汽车制造商更注重安全服务,但同时体现了较强的产品封闭性,作为汽车制造商对于汽车核心数据的采集是会尽力避免的,所以应对互联网企业对车载系统的入侵,它们更倾向于仅仅开放娱乐、网络、语音、蓝牙等接口,主打通讯等信息。这样对于互联网开放、共享的理念是相违背的,也不利于整个车联网生态圈的构建。后装市场虽然由互联网企业主导,但是由于汽车制造商采用的CAN总线通信协议各不相同,并且对外封闭。互联网企业设计制造的OBD(On-BoardDiagnostic,车载诊断系统)设备通过与汽车提供的接口连接,仅能获得如里程、油耗、速度、驾驶行为等汽车制造商同意开放的部分数据,这些数据经过车载网关将传输到云平台,进行大数据分析后,为驾驶员提供服务与支持。OBD设备难达到普适性,又因为法律无法采用破解手段直接采集车辆未公开的数据,种种受限,后装市场需要统一的汽车行业标准出台,才可能会有所突破。车辆内部OBD与CAN总线架构如图3所示。
关键词:物联网;智能家居系统;计算机
1 物联网概述
物联网[1-2]是在计算机互联网的基础上,利用感知(RFID、射频识别技术)、无线数据通信等技术,构造的一个覆盖万物的“Internet of Things”。其意是:物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展,是更具像化的网络;物联网的终极目标是其用户端延伸和扩展到任何物品与物品之间,进行信息交换和通信。其本质是利用RFID技术,通过计算机互联网实现物品的自动识别和信息的互联与共享。
物联网的问世,打破了人们的传统思维。过去人们一直将物理基础设施与IT基础设施分开。一方面是机场、公路以及建筑物等,另一方面则是数据中心、个人电脑和宽带等,它们之间不存在关联或者关系非常稀疏。而在物联网时代,所有的物品,包括电缆、芯片和宽带等被整合为统一的基础设施,世界就在物联网上开展各种活动。因此,美国权威机构Forrester预测:到2020年世界上物物互联的业务和人与人通信的业务相比,将达到30:1。物联网被称为是一个万亿级的通信业务。
与传统互联网相比,它是各种感知技术的广泛应用。物联网上部署了海量的多种类型传感器,每个传感器都是一个信息源,不同类别的传感器所捕获的信息内容和信息格式不同。传感器获得的数据具有实时性,按一定的频率周期性的采集环境信息,不断更新数据。同时,它是一种建立在互联网上的泛在网络。物联网技术的重要基础和核心仍旧是互联网,通过各种有线和无线网络与互联网融合,将物体的信息实时准确地传递出去。在物联网上的传感器定时采集的信息需要通过网络传输,由于其数量极其庞大,形成了海量信息。物联网不仅仅提供了传感器的连接,其本身也具有智能处理的能力,能够对物体实施智能控制。物联网将传感器和智能处理相结合,利用云计算、模式识别等各种智能技术,扩充其应用领域。从传感器获得的海量信息中分析、加工和处理出有意义的数据,以适应不同用户的不同需求,发现新的应用领域和应用模式。
2 物联网的发展现状
⑴国外物联网发展现状。目前,国外对物联网的研发、应用主要集中在欧美等少数国家。2009年1月,IBM公司提出了“智慧地球”的构想,物联网成为其中不可或缺的一部分。奥巴马就职后,将“新能源”和“物联网”列为振兴经济的两大武器,从而引起全球的广泛关注。2009年10月,欧盟委员会以政策文件的形式对外了物联网战略,提出要让欧洲在基于互联网的智能基础设施发展上领先全球,并启动了90多个研发项目。
⑵国内物联网发展现状。我国已形成基本齐全的物联网产业体系,部分领域已形成一定市场规模,网络通信相关技术和产业支持能力与国外差距相对较小,传感器、RFID等感知端制造产业、高端软件和集成服务与国外差距相对较大。仪器仪表、嵌入式系统、软件与集成服务等产业虽已有较大规模,但真正与物联网相关的设备和服务尚在起步。目前,中国科学院计算技术研究所深联科技研发的GAINSJ、GAINZ等系统传感器节点,基于ZigBee无线通信协议,实现多种网络互扑,用户可以根据协议提供的API设计自己的应用,组成更复杂的网络。而且,物联网技术已经开始应用[4-5]。如上海移动已经采用物联网技术为多个行业客户量身打造了集数据采集、传输、处理和业务管理于一体的整套无线综合应用解决方案。
3 物联网在智能数字家庭网络中的应用
随着计算机技术、通信技术和网络技术的发展,智能家电越来越多,加上移动通信设备的普及,智能数字家庭网络的实现已成为可能[3]。人们可以通过互联网、移动通信网和电话网实现对家居的远程监控。如图1所示,在智能数字家庭网络中,家中的各种设备,如音视频设备、照明系统、窗帘控制、家电控制、家庭电脑等共同构成智能家庭网络。并且通过家庭网关,为家庭设备提供共享互联网连接及设备之间的互联,以及为用户提供统一的家庭网络管理策略。利用物联网技术,我可以对家居设施实现控制、应用,来实现家庭安全、舒适、信息交互与通信的能力。该部分主要由家居安防系统、视频对讲系统、燃水气报警系统、智能灯光系统、智能家电控制系统等组成。
4 结束语
智能数字家庭作为家庭信息化的实现方式,已成为社会信息化发展的重要组成部分。从个人、公共服务以及政府需求来看,突显出发展智能家居产业的迫切性。在国家大力推动工业化与信息化融合的大背景下,物联网将是智能家居产业发展过程中一个比较现实的突破口。
[参考文献]
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