我們春節(jié)前介紹了物聯(lián)網的基本概念——三個關鍵詞,原計劃今天講物聯(lián)網的發(fā)展趨勢,在準備課程的時候,發(fā)現如果沒有講物聯(lián)網的三層架構介紹清楚,是講不清楚物聯(lián)網發(fā)展趨勢的,所以今天首先介紹一下物聯(lián)網的三層架構。
關于IBM對物聯(lián)網技術架構的解釋,最早用了八層架構,后來這八層架構解釋不清楚,衍變成為了物聯(lián)網生態(tài),技術上分了七層,如圖。
這個IBM的物聯(lián)網生態(tài)圖非常經典,我用這張圖預測了很多物聯(lián)網的趨勢。
但后來IBM的技術架構是分三層的:感知、連接、智能。

而電信研究院對物聯(lián)網的架構如圖。

感知層對應與IBM的感知,網絡層對應與IBM的連接,應用層對應于IBM的智能。以下我們分別討論:感知層、網絡層和應用層。
感知層:
看一下感知層,實現對物理世界的智能感知識別、信息采集處理和自動控制;包括了傳感器、執(zhí)行器,RFID,二維碼和智能裝置。
傳感器、執(zhí)行器
學過自動化的朋友都了解最原始的控制系統(tǒng)包括:傳感器、控制器、和執(zhí)行器;而物聯(lián)網的架構在底層包括傳感器、執(zhí)行器,而控制器的功能是在更大的范圍內實現的,比如在應用層的應用+智能是在更大的范圍內實現控制閉環(huán)。
傳感器是一種檢測裝置,能夠感受到被測量的信息,并能將感受到的信息,按一定規(guī)律變換成電信號或者其他所需的信息形式輸出,以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。
傳感器主要是感知環(huán)境的狀態(tài)。按照傳感器的原理,有半導體傳感器、激光傳感器、機械傳感器、視覺傳感器、液位傳感器、磁傳感器等等不同類型的傳感器。
但是隨著物聯(lián)網行業(yè)的發(fā)展,需要更多的設備使用傳感器。而隨著使用量的增加,對傳感器的尺寸、功耗有更高的要求,所以微機電系統(tǒng)(MEMS, Micro-Electro-Mechanical System)的使用越來越多,逐漸成為物聯(lián)網時代傳感器的主流產品。
MEMS是在微電子技術(半導體制造技術)基礎上發(fā)展起來的,融合了光刻、腐蝕、薄膜、LIGA、硅微加工、非硅微加工和精密機械加工等技術制作的高科技電子機械器件。
MEMS集微傳感器、微執(zhí)行器、微機械結構、微電源微能源、信號處理和控制電路、高性能電子集成器件、接口、通信等于一體的微型器件或系統(tǒng)。
MEMS側重于超精密機械加工,涉及微電子、材料、力學、化學、機械學諸多學科領域。它的學科面涵蓋微尺度下的力、電、光、磁、聲、表面等物理、化學、機械學的各分支。
MEMS是一個獨立的智能系統(tǒng),可大批量生產,其系統(tǒng)尺寸在幾毫米乃至更小,其內部結構一般在微米甚至納米量級。常見的產品包括MEMS加速度計、MEMS麥克風、微馬達、微泵、微振子、MEMS光學傳感器、MEMS壓力傳感器、MEMS陀螺儀、MEMS濕度傳感器、MEMS氣體傳感器等等以及它們的集成產品。
另外很多非接觸式的傳感方式也逐漸流行,比如通過圖像分析,視頻分析的方法,也可以實現傳感。
以前監(jiān)測汽車是否闖紅燈,是否壓線,通過磁釘作為傳感器。而現在可以通過圖像,利用圖像處理方法,作為傳感器。
還有對語音的識別,算不算傳感器呢?
執(zhí)行器是根據指令改變物體的狀態(tài),電機、開關、閥門等都屬于執(zhí)行器。
RFID
物聯(lián)網,不言而喻就是要物物相連。既然萬物互聯(lián)了,那么如何識別一個物體?對于有計算處理能力的設備,一般用ip識別。比如聯(lián)網的設備都有IP,可以通過IP地址找到并識別設備。
宇宙萬物中,沒有處理能力的物體占了絕大多數,那么如何識別這些物品呢?對這些物品的識別通常用的是賦予ID,通過ID識別。超市中,每一個物品都有一個條形碼(Bar code),超市就是通過條形碼來識別商品的。