全網白菜價樂鑫esp32 c3芯片模組總代理飛??萍紲\談物聯網,在20世紀末,隨著計算機網絡和通信技術的興起,互聯網以迅雷不及掩耳之勢融入了人們的生活。隨著互聯網技術不斷成熟,又延伸出了物聯網的概念。物聯網的英文為 Internet of Thing(IoT),從字面意義來看,物聯網就是物物相連的互聯網。如果說互聯網打破了空間和時間的限制,極大地拉近了“人與人”之間的距離,物聯網則讓“物”成為重要的參與者,極大地拉近“人與物”“物與物”的距離。
2021 年發布的“十四五”規劃和《物聯網新型基礎設施建設三年行動計劃(2021-2023 年)》為物聯網產業注入了新動力。在可預見的未來內,物聯網必定成為信息產業的驅動力。全網白菜價樂鑫esp32 c3芯片模組總代理飛??萍紲\為您講解什么是物聯網呢? 要想準確地給出物聯網的定義并不是容易的事情,因為物聯網的涵義和外延都在不停發展變化中。早在 1995 年,比爾·蓋茨在其著作《The Road Ahead》中就率先提出了物聯網的概念。簡單來說,物聯網利用互聯網讓物體相互交換信息,終達到“萬物互聯的目標,這是早期對物聯網概念的闡述,也是對未來科技的幻想。隨著經濟和科技的快速發展,20多年前的幻想正在走進現實中。從各類智能設備、智能家居、智慧城市、車聯網、可穿戴設備等,到物聯網技術成為“元宇宙”的支撐,新的概念還在源源不斷地涌現。對物聯網的體系結構進行介紹,再對常見的物聯網應用——智能家居進行闡述,以便幫助建立對物聯網的清晰認知。
1.1 物聯網的體系結構
物聯網涉及多項技術,這些技術在不同的行業有不同的應用需求和形態。為了梳理物聯網的體系結構、關鍵技術和應用特點,需要建立統一的體系結構和標準的技術體系。將物聯網的體系結構簡單地分為感知控制層、網絡層、平臺層、應用層。
1.感知控制層
感知控制層是實現物聯網全面感知的核心層,也是物聯網體系結構中基礎的一層,其主要功能是實現對信息的采集、識別和控制。感知控制層由具有感知、識別、控制和執行等能的多種設備組成,負責對物質屬性、行為態勢、設備狀態等各類數據進行獲取與狀態辨識。
完成對現實物理世界的認知和識別。感知控制層還能對設備狀態等進行控制。在感知控制層中,常見的設備就是各類傳感器,這些傳感器起到對信息采集和識別的重要作用。傳感器好比人類的感覺器官,如光敏傳感器好比人類的視覺、聲敏傳感器好比聽覺、氣敏傳感器好比嗅覺,而壓敏、溫敏等傳感器好比觸覺,有了“感官”的物體就慢慢變得“活起來,并實現了對物理世界的智能感知、識別和操作。
2.網絡層
網絡層的主要功能是實現信息的傳輸和通信,既負責將從感知控制層獲得的數據傳輸到指定的地方,還負責將應用層下發的控制命令傳輸到感知控制層,是連接感知控制層和平臺層的重要通信橋梁。物聯網中的“網”字有以下兩個含義:物接入互聯網和互聯網傳輸。
1)物接入互聯網互聯網實現了人與人之間的互聯互通,但在互聯網中人與物或物與物之間無法互聯。在物聯網出現前,大部分的物是不具有聯網能力的。全網白菜價樂鑫esp32 c3芯片模組總代理飛??萍紲\隨著技術的不斷發展,物聯網將物連接到了互聯網,實現了人與物、物與物的互聯。目前,物接入互聯網通常使用兩種方式:一種是有線網絡接入;另一種是無線網絡接入。
有線網絡接入方式包括以太網、串行通信(如 RS-232、RS-485)和 USB 等。無線網絡接入方式采用的是無線通信,無線通信又分為短距離無線通信和長距離無線通信。短距離無線通信主要包括 ZigBee、Bluetooth Wi-Fi、NFC(Near-Field Communication)、RFID(Radio Frequency Identification)等。全網白菜價樂鑫esp32 c3芯片模組總代理飛??萍紲\長距離無線通信主要包括 MTC (enhanced Machine TypeCommunication)、LoRa、NB-IoT (Narrow Band Interet of Things)、2G、3G、4G、5G 等
2)互聯網傳輸確定物接入互聯網的方式,相當于確定了數據的物理傳輸鏈路,之后還需要確定使用哪些通信協議來傳輸數據。與互聯網的終端相比,目前大部分物聯網終端的可用資源較少,如處理性能、存儲容量、網絡速率等,因此在物聯網應用中需要選擇占用資源更少的通信協議?,F在廣泛使用的通信協議有兩種:MQTT (Message Queuing Telemetry Transport)和 CoAF(Constrained Application Protocol)。
3.平臺層
平臺層主要指物聯網云平臺。當所有的物聯網終端聯網后,數據需要匯總在一個物聯網云平臺上,實現對終端狀態數據的計算、存儲。平臺層主要為物聯網應用提供支撐,提供海量設備的接入與管理能力,可以將物聯網終端連接到物聯網云平臺,支撐終端數據采集上云,以及從云端向終端下發命令,從而進行遠程控制。平臺層作為承接設備與行業應用的中間服務在整個物聯網體系結構中起著承上啟下的作用,全網白菜價樂鑫esp32 c3芯片模組總代理飛??萍紲\承載了抽象化的業務邏輯和標準化的核心數據模型,不僅可以實現設備的快速接入,還可以提供強大的模塊化能力,能夠滿足行業應用場景下的各類需求。平臺層主要包含設備接入、設備管理、安全管理、消息通信、監控運維和數據應用等功能模塊。
設備管理:包含設備創建、設備維護、數據轉換、數據同步、設備分布等功能,設備接入:實現終端與物聯網云平臺的連接、通信。安全管理:從安全認證和通信安全兩個方面來保證物聯網數據傳輸的安全。消息通信:包括 3種信息傳輸方式,即終端向物聯網云平臺發送數據、物聯網云平臺將數據發送到服務器端或其他物聯網云平臺,以及服務器端的遠程控制設備。監控運維:涉及監控診斷、固件更新、在線調試、日志服務等。數據應用:涉及數據的存儲、分析和應用。
4.應用層
應用層利用平臺層處理后的信息來管理應用程序,應用層使用數據庫、分析軟件等工具對平臺層的數據進行過濾和處理。應用層的結果和數據可用于真實的物聯網應用,如智慧醫療、智能農業、智能家居和智能城市等。
當然,物聯網的體系結構還可以再細分出更多的層次,但無論分為多少個層次,其背后的原理都萬變不離其宗。了解物聯網的體系結構有助于加深對物聯網技術的理解和構建功能完整的物聯網工程。
1.2物聯網應用之智能家居
物聯網的應用已經滲透到了各行各業,和人們生活息息相關的物聯網應用就要數智能家居了。很多傳統家居已經使用了一件或多件物聯網設備,許多新建住宅從一開始就采用物聯網技術進行設計。
目前,全網白菜價樂鑫esp32 c3芯片模組總代理飛??萍紲\智能家居發展階段可以簡單地劃分為智能產品階段、場景互聯階段和智能階段。
一個階段為智能產品階段。與傳統家居不同,在智能家居中,物聯網設備通過感知技術接收信號,通過 Wi-Fi、Bluetooth LE(低功耗藍牙)和 ZigBee 等無線通信技術聯網,用戶可以通過多種多樣的方式來控制智能產品,如智能手機 App、語音助手、智能音箱控制等。
第二個階段為場景互聯階段。這個階段不再是簡單控制某個智能產品,而是使兩個或者多個智能產品進行互聯互通,在一定程度上實現自動化,全網白菜價樂鑫esp32 c3芯片模組總代理飛??萍紲\形成一個自定義的場景模式。例如,當用戶按下任意場景模式按鍵時就可以按預先設定的場景模式開啟燈光、窗簾、空調等智能家居設備。當然,其前提條件是要設置好聯動的邏輯,包括觸發條件和執行動作。想象一下當室內的溫度低于 10℃ 時,觸發空調制熱模式,在早上7 點時,播放用于喚醒用戶的背景音樂,伴隨著音樂自動打開智能窗簾,電飯煲或面包機通過智能插座自動開始工作:在起床洗漱的同時,早餐就準備好了,不耽誤上班的時間,生活變得更加方便了。
第三個階段為智能階段。隨著接入的智能家居設備的增多,產生的各類數據也會增多。借助于云計算、大數據和人工智能,智能家居就如同安裝了“更加智慧的大腦”,已經不需要主人頻繁發出命令了。智能家居會從之前的交互中收集數據并學習主人的行為模式和喜好,自動處理事務,包括提供用于決策的建議。
現在,大多數智能家居正處于場景聯動階段。隨著智能產品滲透率和智能化的提高,通信協議之間壁壘正在被不斷打破。在未來,全網白菜價樂鑫esp32 c3芯片模組總代理飛??萍紲\智能家居一定能夠實現真正的“智能”,正如電影《鋼鐵俠》中智能系統賈維斯(Jarvis),不僅能幫主人控制各種設備、處理日常事務,還具有超強的計算能力和思考能力。在智能階段,人們將獲取數量更多、質量更高的服務體驗。