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浅谈物联网发展趋势,了解关于物联网的体系架构

 星夜白科 2017-12-28

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。其英文名称是:“Internet of things(IoT)”。顾名思义,物联网就是物物相连的互联网。这有两层意思:

其一,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的网络;

其二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信,也就是物物相息。

物n联网到现今还没有一个统一的定义,普遍被接受的定义为:物联网是指通过装置在物体上的各种信息传感设备,如RFID装置、红外感应器、全球定位系统、激光n扫描器等,按约定的协议,把任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。许多人对物联网n有着各自的理解,有人认为RFID 的互联就是物联网,有人认为传感器网络就是物联网,有人认为M2M(Machine to nMachine)就是物联网,还有人认为物联网是将互联网的客户端扩展到任何物品与物品之间。而物联网的实质是“物物相连的互联网”。物联网的核心和基础n仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通讯。全面感知,可靠传送,智能处理是物n联网的主要特征。

物联网四层架构

物联网应用实现需要四层架构,如下图:

图1:物联网四层架构

下面重点介绍网络层和平台层:

1)网络层

网n络层实现数据的汇聚、处理和传输。比较传统的是固定网络和短距无线网络(WiFi、Bluetooth n和ZigBee等),目前发展比较快的是LPWAN(低功耗广域无线网络)和2G/3G/4G/5G无线通信网络 。目前LPWAN n技术可被分为授权频段的广域网技术及非授权频段的广域网技术两类。授权频段的广域网技术包括核心标准协议被3GPP通过的NB-IoT n以及由LTE技术演进而来的eMTC;非授权频段广域网技术包括Sigfox、LoRa、PRMA n等。目前运营商正在积极推动NB-IoT和eMTC的商用。

NB-IoT与eMTC应用场景互为补充,NB-IoT具有低速率、深度覆盖、无连接态切换的特点,适合于智能表计、智能停车、市政物联(路灯、井盖等)、环境监测等;eMTC具有中低速率、移动性和具有语音功能的特点,适合于物流追踪、制动支付、行车卫士、智能穿戴等。

2)平台层

设n备管理平台(DMP)对物联网终端进行远程监控、设置调整、软件升级、系统升级、故障排查、生命周期管理等功能。 n连接管理平台(CMP)一般应用于运营商网络上,实现对物联网连接配置和故障管理、保证终端联网通道稳定、网络资源用量管理、连接资费管理、账单管理、套n餐变更、号码/IP地址/Mac资源管理,更好地帮助移动运营商做好物联网SIM的管理,运营商客户还可以自主进行SIM卡管控,自主查看账单。思科的 nJasper是典型的CMP。

应用使能平台(AEP)提供应用开发和统一数据存储两大功能的PaaS平台,架构在CMP平台之上。具体来看nAEP平台具体功能有提供成套应用开发工具(大部分能提供图形化开发工具,甚至不需要开发者编写代码)、中间件、数据存储功能、业务逻辑引擎、对接第三方n系统API等。

AEP和运营商没有必然的联系,运营商、互联网公司、物联网平台企业都在运营AEP。例如中移动的OneNET,宜通世纪的Quark IOE等。

3)应用层

应用层的功能是实现物联网信息技术与终端行业专业技术的深度接触,完成物体信息的协同、共享、分析、决策等功能,从而形成智能化应用的解决方案。

在应用层,根据特定的行业需要进行系统的开发,简单的应用可以在AEP中搭建。

随着物联网的发展,这一过程变得越来越复杂,在日常生活中,从车辆到商店展示,到智能家居自动化技术,如恒温器和水位显示器,都能产生大量的数据。物联网带来了各种新的分析挑战,而更快适应这一新现实的企业将获得明显的优势。

为n物联网领域与大众生活相关度最大的智能家电、智能家居类产品,其中的核心通讯芯片-嵌入式Wi-Fi nSoC已被业内广泛使用。早期智能家电或家居产品主要采用高通、博通等国外大厂的Wi-Fi芯片。在行业市场的火热需求下,中国物联网Wi-Fi芯片厂n商,如乐鑫、瑞昱、联盛德、南方硅谷、澜起等,也纷纷研发出自己的核心产品,来应对多变的市场需求。其中上海乐鑫的ESP8266、ESP32,瑞昱的n8711,以及联盛德微电子的W500等芯片已被业内广泛应用。随着物联网产业的大规模发展,安全需求也越来越被重视起来。近期,联盛德微电子在业内率先n推出支持国密标准的安全物联网Wi-Fi芯片,支持物理防护机制,支持国密1、2、3、4及多种加解密算法,并已开始投入商用。

据MITn Technology nReview预测,截至2020年,世界上的互联网设备在数量上将会接近280亿部,同时分析机构MarketsandMarkets也预计n2016-2022年全球物联网芯片市场复合成长率为11.5%,2022年市场规模将超100亿美元。这必定会为互联网行业市场提供更多的机会和更好的n环境。

在n2017世界物联网博览会无锡主峰会上,工信部副部长罗文曾表示:“中国已经形成了包括芯片和元器件、设备、软件、系统集成、电信运营、物联网服务等较为n完善的物联网产业链。”就连Wi-Fi联盟也对于Wi-Fi未来15年提出发展愿景:随时随地,连通一切,连通大家。这些都是在不断为芯片行业释放出更多n的利好消息。

通用电气的物联网系统

通用电气飞行效率服务通过使用物联网及其预测能力帮助航空公司每年节省了2%燃料费用。通用电气和意大利航空公司在过去的15年中一直致力于开发基于物联网提高燃油效率的系统。

IFEC

IFEC(In-Flight Entertainment and Connectivity,机上娱乐及通讯)是另一个由于物联网革命而可能实现的奇迹,现在几乎所有的客机都配备了高速连网设备。

物联网对航空航天业的影响才刚刚起步,根据通用电气报告显示,全球几乎有37%的航空公司为物联网配置了资金和资源,未来几年,在物联网上花费资金的客机总数将增加到58%。

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