物联网概述

随着科学技术的发展,以互联网为代表的计算机网络技术给我们的生活带来了巨大的变化,然而在网络世界中,很难感知现实世界,时代呼唤着新的网络技术,物联网正是在这样的背景下应运而生的全新网络技术,它综合了传感器、低功耗、通讯及微电子等技术,主要解决物品与物品(ThingtoThing,T2T),人与物品(HumantoThing,H2T),人与人(HumantoHuman,H2H)之间的互连,与传统互联网不同的是,H2T是指人利用通用装置与物品之间的连接,从而使得物品连接更加的简化,而H2H是指人之间不依赖于PC而进行的互连。同时引申出来的还有M2M的概念,可以解释成为人到人(MantoMan)、人到机器(MantoMachine)、机器到机器(MachinetoMachine)之间的互联。

这种通过局部网络或互联网等通信技术把传感器、控制器、机器、人员和物等通过新的方式联在一起,形成人与物、物与物相联,实现信息化、远程管理控制和智能化的网络,也就是我们现在所说的物联网。

物联网特征

物联网是新一代信息技术的重要组成部分,也是"信息化"时代的重要发展阶段。物联网的本质概括起来主要体现在三个方面:

1、互联网特征

即对需要联网的物一定要能够实现互联互通的互联网络,物联网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,在传输过程中,为了保障数据的正确性和及时性,必须适应各种异构网络和协议。

2、识别与通信特征

即纳入物联网的“物”一定要具备自动识别与物物通信的功能,自动识别和物物通信是实现物物相连,数据传递的前提,物联网通过部署海量的多种类型传感器,获取实时数据,并按一定的频率周期性的采集环境信息,不断更新数据,每个传感器都是一个信息源,不同类别的传感器所捕获和传输的信息内容和信息格式不同。

3、智能化特征

即网络系统应具有自动化、自我反馈与智能控制的特点。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。

物联网关键技术

在物联网应用中有三项关键技术:

1、传感器技术,这也是计算机应用中的关键技术。大家都知道,到为止绝大部分计算机处理的都是数字信号。自从有计算机以来就需要传感器把模拟信号转换成数字信号计算机才能处理。

2、RFID标签也是一种传感器技术,RFID技术是融合了无线射频技术和嵌入式技术为一体的综合技术,RFID在自动识别、物品物流管理有着广阔的应用前景。

3、嵌入式系统技术是综合了计算机软硬件、传感器技术、集成电路技术、电子应用技术为一体的复杂技术。经过几十年的演变,以嵌入式系统为特征的智能终端产品随处可见;小到人们身边的MP3,大到航天航空的卫星系统。嵌入式系统正在改变着人们的生活,推动着工业生产以及国防工业的发展。如果把物联网用人体做一个简单比喻,传感器相当于人的眼睛、鼻子、皮肤等感官,网络就是神经系统用来传递信息,嵌入式系统则是人的大脑,在接收到信息后要进行分类处理。这个例子很形象的描述了传感器、嵌入式系统在物联网中的位置与作用。

物联网之于智慧水务

▲智慧水务物联网

物联网是互联网的应用拓展,与其说物联网是网络,不如说物联网是业务和应用。从技术架构上来看,物联网可分为三层:感知层、网络层和应用层。

1、感知层

在水务行业中,可以通过数采仪、无线网络等在线监测设备实时感知城市供水管网的运行状态,并且采用可视化的方式有机整合运营调度部门与供水管网设备,形成统一的智慧水务平台,并可将及时采集到的各种管网运行、水质、外业人员信息进行及时分析与处理,并做出相应的处理结果与辅助决策建议,从而支持水务企业的数据管理和应用。

2、网络层

通过物联网的网络传输,可以实现数据的传递和处理数据采集获取的信息。水务企业可以采用各种传感器,如水浊度传感器、水位传感器、水压传感器等来获取设备的各类信息,通过设备控制台或专用控制箱(PLC)来采集数据,并且通过网络传输,可提前对异常状态自动报警,如极限低水位报警和联锁保护,高水位报警等。加装摄像头可以对设备状态进行实时和多角度的监测,尤其是偏远地区和人不容易到现场查看的地方(包括水库、污水井、狭窄空间等)。

3、应用层

通过建立统一的智慧水务监管平台,可以实现对供水设备、水处理设备的智能识别、监控和管理,形成集设备在线能耗诊断、水量水质监测、远程动态监测为一体的设备检测和监测完备体系。随着传感器数量的增多,其数据收集量将更广、更具代表性,对设备的横向数据(不同设备之间的数据)与纵向数据(单一设备的历史数据)进行统计,有助于设备制造单位和设备用户进行研究分析,实现设备的集中检测,推进精细化管理,提升设备的运行效率,实现安全水质、不间断供水的目标。

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