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物联网和智慧城市

时间:2022-05-16 04:14:05

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物联网和智慧城市

一,智慧城市

现在城市里有很多摄像头、传感器,能够收集视频、声音、温度、烟雾、污染物指数等一大堆数据,把这些传感器都集中起来,可以收集大量的数据,再和业务结合,增加一定的算法,这样就可以实现智慧城市了。

智慧城市包括了很多不同的领域。对汽车和交通的感知管理,对城市环境的感知(路灯、垃圾、污染等等),对市民自己以及他们使用的移动设备的感知等。 随便举一些例子:

1,路上的摄像头,能够及时发现交通拥堵、道路损坏,然后向携带GPS定位功能的用户提供改道建议。智能路灯能够更具周围亮度自动开启关闭,节约能耗和金钱开支。智能交通信号灯能够感知到附近的自动驾驶车辆,及时改变交通信号灯,优先照顾行人和自行车。

2,有些传感器能够检测到水位变化、异常污染和火灾。早期阶段发现这些环境异常变换,能够及时地警告相关区域的民众。电梯、桥梁这些公共设施里的传感器,能够预警潜在的危险。

3,有些传感器能够感知垃圾桶、公共厕所的状况,或者及时发现变得脏乱的公共场所,然后及时通知相关的服务机构采取行动,比如清洁厕所、处理垃圾,等等。

通过这些设备,从人工检查改为自动判断,工作流程得到了优化,也节约了市政开支。一两个设备体现不出这种优势,如果有1万个这样的设备呢?

长话短说,管理这些传感器,把他们连接起来,这就是物联网(Internet of Things,简称IOT)。

二,物联网简介

物联网需要两个平台,一个是物联网操作系统,在单个物联网设备上运行,用于管理硬件。简单的例如:C51开发板上跑的ucos;如果是一些更小的温度传感器,可能还没操作系统。复杂的则如ATM机器上跑的windows系统。

另外一个是接入平台,就是连接大批量的设备,下发指令,接收设备返回的数据。

(一),物联网操作系统

物联网操作系统是支撑物联网大规模发展的最核心软件。根据上面总结的物联网的主要特征,结合操作系统的主要功能和分层结构,我们总结出如下的物联网操作系统整体架构:

总体来说,物联网操作系统是由操作系统内核,外围功能组件,物联网协同框架,通用智能引擎,集成开发环境等几个大的子系统组成。这些子系统之间相互配合,共同组成一个完整的面向各种各样物联网应用场景的软件基础平台。需要说明的是,这些子系统之间有一定的层次依赖关系,比如外围功能组件需要依赖于物联网操作系统内核,物联网协同框架需要依赖于外围功能组件,而公共智能引擎,需要依赖于下层的内核,外围功能组件,甚至是物联网协同框架等。在这个架构图中,也反映了这种层次化的依赖关系。

这里介绍的复杂了,实际上,常见的操作系统分为两类,一类是基于Linux的,例如:华为LiteOS,一类是window平台,atm机器里面跑的都是。

举个例子:华为LiteOS,基于Linux,是一种非常精简的实施方法。LiteOS应用广泛,从基于MCU的设备,到与安卓兼容的应用程序处理系统,都能满足。这款可定制的操作系统拥有诸多功能,比如零配置、自动发现、自动联网、快速启动和实时操作,它提供广泛的无线支持,包括LTE和网状网络。LiteOS随华为的敏捷物联网解决方案交付,它驱动窄带物联网(NB-IoT)解决方案。

(二)物联网接入平台

物联网接入平台,就是管理这些物联网设备的。大多数物联网接入平台,都具备以下几个特点。有些高级的特性,例如:智能一类的,是不具备的,但是没关系,这些不是必须实现的。

1,连接,指的是各种各样的终端设备,都能够通过某种网络技术,连接到一个统一的网络上。任何终端之间都可以相互访问。下一代的基础通信网络,包括未来的5G,通信网络架构重构等,为物联网提供泛连接网络是核心目标。目前也已经有很多厂商推出解决方案,比如Google的thread/wave,华为的Hi-Link,以及NB-IoT等。

传统的物联网连接,都是指物联网终端设备与物联网云平台之间的连接,如下图:

2, 任意扩展和删除设备。比如在一个局域网(智慧家庭)中,新加入了一个新的功能设备,得要能够正常运行,不破坏原有系统功能。一般来说,这样连接上去就好了。如果要高级一点,还有广播机制。这个新的设备需要尽快的“融入”原有的设备之中;同时,原有的设备应该也可以快速的“理解”新加入的设备的功能和角色,这样后续就又达到一种统一的状态。

3, 智能。这有两种方式实现,第一种方法是,设备本身就很智能,具备初步的分析能力,但是这种设备很昂贵。第二种方法是,大量的计算和预测功能,在后端服务器执行,后端会建立一个云平台,哪里需要计算,就把资源分配给哪里;而终端上只是做一些简单计算和结果的执行。这样终端加后台软件,就形成一个分布式的计算网格,有效分工,协同计算,有序执行,形成一个支撑物联网的数字神经。

三,常见物联网操作系统和接入平台

常见的物联网操作系统,例如谷歌Brillo,华为LiteOS,FreeRTOS等,一大堆。。

接入平台,参考阿里云IoT、AWS IoT架构,根据需要,自己定制了。

忙,没时间,以后再说好了。。。

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