物聯(lián)網(wǎng)的能效管理和智能控制技術(shù)課件

1、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)論第七章 物聯(lián)網(wǎng)的能效管理和智能控制技術(shù)第七章 物聯(lián)網(wǎng)的能效管理和智能控制技術(shù) 7.17.2物聯(lián)網(wǎng)能效管理技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)智能控制和調(diào)度技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)庫 7.37.1 物聯(lián)網(wǎng)能效管理技術(shù) 7.1.17.1.2物聯(lián)網(wǎng)低能耗管理技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)硬件設(shè)備開發(fā)中的節(jié)能技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)中的新型能源供給方式 7.1.3使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行能效管理是由ZigBee的特點(diǎn)決定的：(1)工作周期短、收發(fā)信息功耗較低，并且簡化功能器件采用了休眠模式，不工作時(shí)都可以進(jìn)入睡眠模式。(2)低成本。通過大幅簡化協(xié)議(不到藍(lán)牙的1/10)，降低了對通信控制器的要求(3)低速率、短延時(shí)。Zigbee的最大通信速

2、率達(dá)到250 kbs(工作在24 GHz時(shí))，滿足低速率傳輸數(shù)據(jù)的應(yīng)用需求。(4)近距離，高容量。傳輸范圍一般介于10100 m，在增加RF發(fā)射功率后，亦可增加到13 km。由一個(gè)主節(jié)點(diǎn)管理若干子節(jié)點(diǎn)，最多一個(gè)主節(jié)點(diǎn)可管理254個(gè)子節(jié)點(diǎn)。(5)高可靠性和高安全性。Zigbee還提供了3級安全模式，包括無安全設(shè)定、使用接入控制清單防止非法獲取數(shù)據(jù)以及采用高級加密標(biāo)準(zhǔn)的對稱密碼。(6)免執(zhí)照頻段。采用直接序列擴(kuò)頻在工業(yè)科學(xué)醫(yī)療頻段。7.1.1物聯(lián)網(wǎng)低能耗管理技術(shù) 根據(jù)網(wǎng)絡(luò)類型的不同，物聯(lián)網(wǎng)的低能耗設(shè)計(jì)技術(shù)可以分為有線網(wǎng)絡(luò)的低功耗設(shè)計(jì)和無線網(wǎng)絡(luò)的低功耗設(shè)計(jì)。在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)過程中，主要是從設(shè)備的選型上

3、，對物聯(lián)網(wǎng)的功耗進(jìn)行改善。 1從物聯(lián)網(wǎng)的軟件方面考慮，我們可以采用虛擬化技術(shù)來有效地整合網(wǎng)絡(luò)資源，并實(shí)現(xiàn)資源共享。因此，對服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備等物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行虛擬化，可以有效降低這些物理設(shè)備的使用，從而大大降低網(wǎng)絡(luò)中不必要的電路能量損耗。例如，利用VMware虛擬技術(shù)可提升單個(gè)服務(wù)器的平均利用率，進(jìn)而減少對設(shè)備數(shù)量及設(shè)備占地面積的要求，將人力、建筑面積、制冷設(shè)備等方面的開支降到最低，達(dá)到節(jié)能的目的。27.1.1物聯(lián)網(wǎng)低能耗管理技術(shù) 7.1 物聯(lián)網(wǎng)能效管理技術(shù) 7.1.17.1.2物聯(lián)網(wǎng)低能耗管理技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)硬件設(shè)備開發(fā)中的節(jié)能技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)中的新型能源供給方式 7.1.37.1.2物聯(lián)網(wǎng)硬件設(shè)備開發(fā)

4、中的節(jié)能技術(shù) 在物聯(lián)網(wǎng)中，降低硬件設(shè)備本身的能耗是節(jié)能的主要手段。對于物聯(lián)網(wǎng)硬件設(shè)備而言，主要是考慮降低電路內(nèi)部的冗余能量消耗。其具體實(shí)施手段包括選擇適當(dāng)?shù)木w管大小，選擇低功耗的器件、采用多閾值電壓、采用動(dòng)態(tài)電壓縮放技術(shù)和冗余部件關(guān)閉技術(shù)等。17.1.2.1 物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的功耗組成7.1.2物聯(lián)網(wǎng)硬件設(shè)備開發(fā)中的節(jié)能技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中的硬件功耗主要包括以下三個(gè)部分： （1）動(dòng)態(tài)功耗，用Pd來表示； （2）靜態(tài)功耗，用Ps來表示； （3）短路功耗，用Psc來表示。短路功耗一般都很小，是可以忽略的。 P=Pd+Ps+Psc=Pd+Ps=CNV2f+VIleak27.1.2.1 物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的功耗組成

5、7.1.2物聯(lián)網(wǎng)硬件設(shè)備開發(fā)中的節(jié)能技術(shù) 處理器的功耗是任何一個(gè)嵌入式設(shè)備在設(shè)計(jì)過程中都必須重點(diǎn)考慮的，對于由傳感器節(jié)點(diǎn)、射頻標(biāo)簽讀寫器、移動(dòng)通信裝置等嵌入式設(shè)備組成的物聯(lián)網(wǎng)，其處理器模塊的功耗至關(guān)重要。37.1.2.2 物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中處理器模塊的低功耗設(shè)計(jì)7.1.2物聯(lián)網(wǎng)硬件設(shè)備開發(fā)中的節(jié)能技術(shù) 按照工作模式劃分，目前嵌入式設(shè)備的處理器主要包括工作模式、空閑模式、監(jiān)聽模式和睡眠模式等幾種，它們的功耗情況如圖7.1。為了降低處理器模塊的能耗，我們總是希望物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備能夠盡可能進(jìn)入睡眠模式，以節(jié)約能量。 47.1.2.2 物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中處理器模塊的低功耗設(shè)計(jì)7.1.2物聯(lián)網(wǎng)硬件設(shè)備開發(fā)中的節(jié)能技術(shù) 5

6、7.1.2.2 物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中處理器模塊的低功耗設(shè)計(jì)圖7.1 不同狀態(tài)下的處理器功耗示意圖7.1.2物聯(lián)網(wǎng)硬件設(shè)備開發(fā)中的節(jié)能技術(shù) 我們可以通過兩種方式來降低物聯(lián)網(wǎng)處理器設(shè)備的功耗，即降低處理器的工作電壓以及降低處理器的時(shí)鐘頻率。這里最為典型的就是動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)技術(shù)（Dynamic Voltage Scaling，DVS）。 67.1.2.2 物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中處理器模塊的低功耗設(shè)計(jì)7.1.2物聯(lián)網(wǎng)硬件設(shè)備開發(fā)中的節(jié)能技術(shù) 77.1.2.2 物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中處理器模塊的低功耗設(shè)計(jì)圖7.2 動(dòng)態(tài)電壓調(diào)度策略DVS的工作原理：當(dāng)計(jì)算負(fù)載較低時(shí)，通過降低微處理器的工作電壓和頻率從而降低其處理能力，可以節(jié)約微處理器

7、的功耗。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中的嵌入式軟件低功耗設(shè)計(jì)在軟件設(shè)計(jì)層面，一般從編譯器、操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序三個(gè)方面展開DPM（Dynamic Power Management,動(dòng)態(tài)功率管理）技術(shù)。工作原理:當(dāng)物聯(lián)網(wǎng)感知設(shè)備周圍沒有感興趣的事件發(fā)生時(shí)，對相關(guān)度較小的模塊置空閑狀態(tài)，根據(jù)管理功耗管理策略關(guān)閉這部分模塊或強(qiáng)制進(jìn)入休眠模式。根據(jù)任務(wù)隊(duì)列中的資源需求情況，管理策略動(dòng)態(tài)調(diào)整資源分配順序，適當(dāng)適時(shí)喚醒相關(guān)模塊，根據(jù)需求動(dòng)態(tài)調(diào)整運(yùn)算部件的功耗模式等。7.1 物聯(lián)網(wǎng)能效管理技術(shù) 7.1.17.1.2物聯(lián)網(wǎng)低能耗管理技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)硬件設(shè)備開發(fā)中的節(jié)能技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)中的新型能源供給方式 7.1.37.1.3物聯(lián)網(wǎng)中的新

8、型能源供給方式 太陽能供電技術(shù)是利用光生伏特效應(yīng)（簡稱光伏效應(yīng)，也可以稱為光生電動(dòng)勢效應(yīng)），將太陽光的輻射能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N供電技術(shù)。在物聯(lián)網(wǎng)中，其主要應(yīng)用是太陽能電池。17.1.3.1 太陽能供電技術(shù)7.1.3物聯(lián)網(wǎng)中的新型能源供給方式 物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備可以使用的太陽能電池主要包括：硅太陽能電池、無機(jī)鹽多元化合物電池、納米晶太陽能電池等。由于諸如傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、射頻標(biāo)簽讀寫器、移動(dòng)通信裝置等物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的能耗往往十分巨大，因此，在這些設(shè)備上使用太陽能電池時(shí)，通常還需要配置相應(yīng)的蓄電池，將太陽能電池中的能量存儲(chǔ)在蓄電池中，用蓄電池對這些物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行持續(xù)供電。一個(gè)典型的利用太陽能方式供電的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)

9、備結(jié)構(gòu)如圖7.5。27.1.3.1 太陽能供電技術(shù)7.1.2物聯(lián)網(wǎng)硬件設(shè)備開發(fā)中的節(jié)能技術(shù) 37.1.3.1 太陽能供電技術(shù)圖7.5 利用太陽能供電的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備7.1.3物聯(lián)網(wǎng)中的新型能源供給方式 溫差供能技術(shù)是將熱能轉(zhuǎn)化為電能的技術(shù)，溫差供能技術(shù)也可應(yīng)用在外界溫差非常微小的情況下，在全球氣候變暖的下，某些區(qū)域在特定時(shí)段具有較大的溫差變化，而且單位時(shí)間溫差梯度較大。因此，我們完全可以利用這些特性，為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)溫差供能。這里重點(diǎn)介紹最為典型的一種溫差供能技術(shù)半導(dǎo)體溫差供電技術(shù)。17.1.3.2 溫差供電技術(shù)7.1.3物聯(lián)網(wǎng)中的新型能源供給方式 半導(dǎo)體溫差供電器主要由半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊和控制器

10、兩部分組成。半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊將熱能轉(zhuǎn)化為電能，并通過充電電路將電能儲(chǔ)存在蓄電池中，利用蓄電池對外部模塊供電。7.1.3.2 溫差供電技術(shù)27.1.3物聯(lián)網(wǎng)中的新型能源供給方式 聲能供電技術(shù)主要分為壓電式聲能發(fā)電技術(shù)和電磁式聲能發(fā)電技術(shù)兩種，前者采用壓電材料作為換能元件，后者應(yīng)用電磁感應(yīng)方法來實(shí)現(xiàn)聲能向電能的轉(zhuǎn)換。7.1.3.3 聲能供電技術(shù)17.1.3物聯(lián)網(wǎng)中的新型能源供給方式 此外，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)人造鈮酸鋰具有在高頻高溫下將聲能轉(zhuǎn)化成電能的特殊功能，當(dāng)聲波遇到這類材料構(gòu)成的屏障時(shí)，聲能會(huì)轉(zhuǎn)化為電能。英國的學(xué)者就是根據(jù)這一原理設(shè)計(jì)制造了鼓膜式聲波接收器，將接收器與能夠增大聲能、集聚能量的共鳴器連

11、接，以增強(qiáng)聲的聚集能力。當(dāng)來自共鳴器的聲能作用于聲能轉(zhuǎn)換器時(shí)，將產(chǎn)生電能。有研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)噴氣飛機(jī)的噪聲達(dá)到160分貝時(shí)，其發(fā)電功率可達(dá)10千瓦；在一些鋼鐵廠的車間中，可利用煉鋼車間里巨大的噪音為設(shè)備進(jìn)行供能。同樣，生活中的噪聲源是非常豐富的，如果能夠使得物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備將這些噪聲充分利用，變廢為寶，將使生活更加美好14。27.1.3.3 聲能供電技術(shù)第七章 物聯(lián)網(wǎng)的能效管理和智能控制技術(shù) 7.17.2物聯(lián)網(wǎng)能效管理技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)智能控制和調(diào)度技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)庫 7.37.2 物聯(lián)網(wǎng)智能控制和調(diào)度技術(shù) 7.2.17.2.2多類型媒體信息處理技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的智能人機(jī)交互技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下

12、的智能控制技術(shù)與系統(tǒng) 7.2.37.2.1多類型媒體信息處理技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)中的媒體信息處理技術(shù)將發(fā)揮重要作用，具體表現(xiàn)在：1 降低了物聯(lián)網(wǎng)的整體能量消耗2 提高了信息采集的準(zhǔn)確性3 提高了數(shù)據(jù)采集的效率17.2.1多類型媒體信息處理技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸一般采取網(wǎng)內(nèi)協(xié)作的方式來實(shí)現(xiàn)，以各種成熟的接入技術(shù)為基礎(chǔ)，自MAC層以上，通過多模式接入、自組織的路由尋址方式、傳輸控制、擁塞避免等技術(shù)實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備間的協(xié)作數(shù)據(jù)傳輸。在傳輸數(shù)據(jù)的同時(shí)對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，使得傳輸與融合并行執(zhí)行。數(shù)據(jù)在由采集終端到用戶終端的傳輸過程中，完成了復(fù)雜的信息處理流程，而具體的信息處理方法則會(huì)根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)下的不同應(yīng)用需求進(jìn)行設(shè)

13、計(jì)和實(shí)現(xiàn)。27.2.1多類型媒體信息處理技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)協(xié)作模式下的信息處理以網(wǎng)內(nèi)設(shè)備的協(xié)作互助為基本方式，解決物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸問題，通過協(xié)作模式補(bǔ)償物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備能力和能量受限的問題。目前，對于信息處理技術(shù)的研究從技術(shù)手段上來看可分為兩個(gè)陣營，即空間策略的信息處理和時(shí)間策略的信息處理。37.2.1多類型媒體信息處理技術(shù) 1 基于空間策略的信息處理技術(shù)在復(fù)雜多變的物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中，如何選擇適合信息處理的最佳傳輸路徑，數(shù)據(jù)流相遇時(shí)是否應(yīng)該進(jìn)行融合處理，不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中如何選擇最優(yōu)處理點(diǎn)等問題，是物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理的空間策略所需要解決的主要問題。 47.2.1多類型媒體信息處理技術(shù) 2. 基于時(shí)間策略的信息處理

14、技術(shù)數(shù)據(jù)處理的時(shí)機(jī)決定了物聯(lián)網(wǎng)中的中下游節(jié)點(diǎn)傳來數(shù)據(jù)的最優(yōu)時(shí)機(jī)，以及對本地?cái)?shù)據(jù)、轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)、合并數(shù)據(jù)的發(fā)送需要等待時(shí)間的長短等。關(guān)于處理時(shí)機(jī)的選擇，有很多種方案。研究人員提出最多的是周期性處理時(shí)機(jī)控制方法，即物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備等待一個(gè)規(guī)定的固定長度的時(shí)間，對已經(jīng)接收到的數(shù)據(jù)執(zhí)行數(shù)據(jù)處理，然后向下一跳發(fā)送處理后的數(shù)據(jù)包。包括：周期性簡單數(shù)據(jù)處理時(shí)機(jī)模型、周期性逐跳數(shù)據(jù)處理時(shí)機(jī)模型及周期性逐跳調(diào)整數(shù)據(jù)處理時(shí)機(jī)模型。57.2.1多類型媒體信息處理技術(shù) 1） 周期性簡單數(shù)據(jù)處理時(shí)機(jī)模型一段時(shí)間后處理。2） 周期性逐跳數(shù)據(jù)處理時(shí)機(jī)模型所有子設(shè)備收到后處理，一個(gè)周期。3） 周期性逐跳調(diào)整數(shù)據(jù)處理時(shí)機(jī)模型根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)

15、備在網(wǎng)絡(luò)中的位置確定數(shù)據(jù)處理的時(shí)機(jī)。與前兩種模型相比，該模型在保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性及時(shí)延的情況下，可以使所有設(shè)備采集的數(shù)據(jù)在沿著指定的路徑回傳時(shí)，最大程度地完成處理任務(wù)，有效節(jié)省傳感器網(wǎng)絡(luò)的能量。 67.2 物聯(lián)網(wǎng)智能控制和調(diào)度技術(shù) 7.2.17.2.2多類型媒體信息處理技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的智能人機(jī)交互技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的智能控制技術(shù)與系統(tǒng) 7.2.37.2.2物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的智能人機(jī)交互技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的人機(jī)交互是通過網(wǎng)絡(luò)將人和物連接起來以及研究它們相互影響的技術(shù)。人機(jī)界面是人和物之間通信和對話的接口，是人機(jī)交互的重要組成部分。計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)了人機(jī)接口技術(shù)和人機(jī)界面的發(fā)展。人機(jī)界面經(jīng)歷了手

16、工操作、命令行界面和圖形用戶界面三個(gè)階段。圖形用戶界面是當(dāng)前廣泛注重的人機(jī)界面，它的發(fā)展和應(yīng)用是計(jì)算機(jī)技術(shù)重大成就之一。人機(jī)交互不僅影響到最終用戶，還將影響到計(jì)算機(jī)的推廣應(yīng)用，甚至影響到人們的工作和生活。實(shí)現(xiàn)人機(jī)高效合作將是物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下人機(jī)交互的主要目的。從目前的研究現(xiàn)狀來看，多通道用戶界面、計(jì)算機(jī)支持的協(xié)同工作、三維人機(jī)交互等是實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下高效自然的人機(jī)交互的主要關(guān)鍵技術(shù)。17.2.2物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的智能人機(jī)交互技術(shù) 1 多通道人機(jī)界面技術(shù)多通道人機(jī)界面技術(shù)是基于視線跟蹤、語音識別、手勢輸入、感覺反饋等技術(shù)的一種新的交互技術(shù)，具體包括了以下內(nèi)容：1） 多通道整合2） 多通道界面描述方法3）

17、 多通道用戶界面的評估27.2.2物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的智能人機(jī)交互技術(shù) 2 計(jì)算機(jī)支持的協(xié)同工作技術(shù)雖然目前通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以把成千上萬的用戶連在一起，共享部分信息，但數(shù)據(jù)存取、信息處理、編程等方面工作仍各自獨(dú)立。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、多媒體技術(shù)及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的不斷成熟，計(jì)算機(jī)支持下的協(xié)同工作技術(shù)在人機(jī)交互中正發(fā)揮著越來越大的作用。37.2.2物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的智能人機(jī)交互技術(shù) 1） 物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的協(xié)同工作技術(shù)必須具有以下的功能和特性（1）協(xié)同工作技術(shù)一般需要依托于分布式的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；（2）物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)具有較高的實(shí)時(shí)性，并能夠以多媒體等方式進(jìn)行通信與交互；（3）物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)具有并發(fā)處理和控制

18、功能，可實(shí)現(xiàn)共享媒體的互斥互訪；（4）應(yīng)具有良好的人機(jī)界面。47.2.2物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的智能人機(jī)交互技術(shù) 2） 協(xié)作的多用戶界面許多傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以支持多用戶同時(shí)交互，如多用戶數(shù)據(jù)庫、多用戶分時(shí)操作系統(tǒng)，以及多用戶信息系統(tǒng)等。但這些系統(tǒng)往往通過禁止協(xié)作以支持多用戶間的交互，系統(tǒng)向用戶說明只有他自己在使用系統(tǒng)，而將其他用戶隱藏起來。然而，物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)物物相連、人物相連的泛在普適網(wǎng)絡(luò)，因此，在協(xié)作系統(tǒng)中，其多用戶界面必須允許用戶知道其他用戶的活動(dòng)。 57.2.2物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的智能人機(jī)交互技術(shù) 3 三維人機(jī)交互技術(shù)三維人機(jī)交互技術(shù)與傳統(tǒng)的圖形交互技術(shù)不同。它采用三維立體輸入，X，Y，Z軸平移和繞X

19、，Y，Z軸旋轉(zhuǎn)。目前流行的用于桌面型圖形界面的交互設(shè)備，如鼠標(biāo)、觸摸屏等只有沿平面X，Y軸平移。三維交互使得物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下人機(jī)交互的復(fù)雜性大大提高。早期的三維交互環(huán)境大多采用傳統(tǒng)界面，這主要是由于傳統(tǒng)界面比三維用戶界面要容易實(shí)現(xiàn)得多。隨著三維交互圖形學(xué)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)研究的深入，三維人機(jī)交互技術(shù)日益得到重視。人們在三維交互設(shè)備、三維交互方式、三維交互環(huán)境的軟件結(jié)構(gòu)等方面，進(jìn)行了很多有益的研究。67.2 物聯(lián)網(wǎng)智能控制和調(diào)度技術(shù) 7.2.17.2.2多類型媒體信息處理技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的智能人機(jī)交互技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的智能控制技術(shù)與系統(tǒng) 7.2.37.2.3物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的智能控制技術(shù)與系統(tǒng) 目前，物

20、聯(lián)網(wǎng)下的智能控制技術(shù)是與具體的相關(guān)領(lǐng)域相結(jié)合進(jìn)行研究的，如專家系統(tǒng)、機(jī)器學(xué)習(xí)、模式識別、理解自然語言、機(jī)器人學(xué)、智能決策、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等。物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中的智能控制系統(tǒng)主要包括組織層、協(xié)調(diào)層和執(zhí)行層等三個(gè)智能層次。智能控制既是當(dāng)今國內(nèi)外自動(dòng)化學(xué)科中一個(gè)十分活躍和具有挑戰(zhàn)性的領(lǐng)域，又是一門新興的交叉學(xué)科，它與人工智能、自動(dòng)控制、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論、進(jìn)化論、模式識別、信息論、仿生學(xué)和認(rèn)識心理學(xué)等有著密切的聯(lián)系。目前，物聯(lián)網(wǎng)中的智能控制系統(tǒng)主要包括自適應(yīng)控制系統(tǒng)、模糊控制系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)、自學(xué)習(xí)控制和專家控制系統(tǒng)等。17.2.3物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的智能控制技術(shù)與系統(tǒng) 1 自適應(yīng)控

21、制系統(tǒng)所謂“自適應(yīng)”是指在新的環(huán)境或新的運(yùn)行條件下，適當(dāng)?shù)馗淖冊到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)或參數(shù)，以保持系統(tǒng)的良好運(yùn)行特征。于是，我們可以將自適應(yīng)控制系統(tǒng)定義為：一種特殊形式的非線性控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)在運(yùn)行中能自動(dòng)地獲取改善系統(tǒng)品質(zhì)的有關(guān)信息并能修正控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)或參數(shù)，使得系統(tǒng)達(dá)到所要求的狀態(tài)。27.2.3物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的智能控制技術(shù)與系統(tǒng) 2 模糊控制系統(tǒng)模糊控制是采用模糊語言控制律把基于專家知識的控制策略轉(zhuǎn)換為自動(dòng)控制的具體策略的控制，其基本思想是把人類專家對特定的被控對象或過程的控制策略總結(jié)成一系列的“IF（條件）THEN（作用）”形式表示的控制規(guī)律，通過模糊推理得到控制作用集，作用于被控對象或過程，如圖

22、7.6所示。37.2.3物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的智能控制技術(shù)與系統(tǒng) 4圖7.6 模糊控制的一般結(jié)構(gòu)7.2.3物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的智能控制技術(shù)與系統(tǒng) 3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是以對信息的分布式存貯和并行處理為基礎(chǔ)，它具有自組織、自學(xué)習(xí)功能，在很多方面更接近人對信息的處理方法，它具有模擬人的形象思維的能力，反映了人腦功的若干基本特性，但它并不是人腦的逼真描述，而只是它的某種抽象、簡化和模擬。57.2.3物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的智能控制技術(shù)與系統(tǒng) 4 自學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)自學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)是指通過在線實(shí)時(shí)學(xué)習(xí)，自動(dòng)獲取知識，并能將所學(xué)的知識用來不斷改善系統(tǒng)性能的智能控制系統(tǒng)，它具有較高的類似人類的自學(xué)習(xí)能力。自學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)能夠很好地利用歷

23、史經(jīng)驗(yàn)，很好地適應(yīng)于模型不精確的非線性的動(dòng)態(tài)行為的控制。67.2.3物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的智能控制技術(shù)與系統(tǒng) 5 專家控制系統(tǒng)專家控制系統(tǒng)是指相當(dāng)于專家處理知識和解決問題能力的計(jì)算機(jī)智能軟件系統(tǒng)。通常，專家系統(tǒng)由知識庫、數(shù)據(jù)庫、推理機(jī)、解釋器及知識獲取五個(gè)部分組成。專家系統(tǒng)是一個(gè)具有大量專門知識與經(jīng)驗(yàn)的程序系統(tǒng)，它應(yīng)用人工智能技術(shù)，根據(jù)某個(gè)領(lǐng)域一個(gè)或多個(gè)人類專家提供的知識和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行推理和判斷，模擬人類專家的決策過程，以解決那些需要專家決定的復(fù)雜問題。 7第七章 物聯(lián)網(wǎng)的能效管理和智能控制技術(shù) 7.17.2物聯(lián)網(wǎng)能效管理技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)智能控制和調(diào)度技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)庫 7.3本節(jié)略講7.3 物

24、聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)庫 7.3.17.3.2數(shù)據(jù)管理的基本概念 數(shù)據(jù)庫技術(shù)的基本概念 主流數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品介紹 7.3.3物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)管理技術(shù) 7.3.4物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫優(yōu)化技術(shù) 7.3.57.3.1數(shù)據(jù)管理的基本概念 數(shù)據(jù)管理就是利用計(jì)算機(jī)硬件和軟件技術(shù)對各種形式的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、存儲(chǔ)、加工和應(yīng)用的過程。作為當(dāng)前計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域中重要的技術(shù)和研究課題，數(shù)據(jù)管理的目的是為了充分有效的發(fā)揮數(shù)據(jù)的作用，準(zhǔn)確高效地處理數(shù)據(jù)。 17.3 物聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)庫 7.3.17.3.2數(shù)據(jù)管理的基本概念 數(shù)據(jù)庫技術(shù)的基本概念 主流數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品介紹 7.3.3物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)管理技術(shù) 7.3.4物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫優(yōu)化技術(shù) 7.3.

25、57.3.2數(shù)據(jù)庫技術(shù)的基本概念 1數(shù)據(jù)庫的發(fā)展過程數(shù)據(jù)庫技術(shù)是應(yīng)數(shù)據(jù)管理任務(wù)的需要而產(chǎn)生的，在計(jì)算機(jī)硬件和軟件不斷發(fā)展的基礎(chǔ)上，數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)不斷更新和完善，主要經(jīng)歷了以下三個(gè)階段16：1）人工管理階段（20世紀(jì)50年代中期以前）2） 文件系統(tǒng)階段（20世紀(jì)50年代到60年代中期）3） 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段（20世紀(jì)60年代后期以來）17.3.2數(shù)據(jù)庫技術(shù)的基本概念 2數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型是一種抽象模型，是現(xiàn)實(shí)世界在數(shù)據(jù)庫中的模擬和抽象，也是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)。由于計(jì)算機(jī)只能存儲(chǔ)和處理數(shù)據(jù)而不能直接存儲(chǔ)和處理現(xiàn)實(shí)世界中的客觀事物，我們也就無法直接用計(jì)算機(jī)來管理一個(gè)商場的員工、設(shè)備、商品等。所以必須

26、先把商場的員工、設(shè)備、商品等客觀事物的某些特征抽象成計(jì)算機(jī)能夠存儲(chǔ)和處理的數(shù)據(jù)，這樣才可以用計(jì)算機(jī)對其進(jìn)行管理。數(shù)據(jù)模型就是我們用來抽象表示客觀事物數(shù)據(jù)特征的數(shù)據(jù)格式。 27.3.2數(shù)據(jù)庫技術(shù)的基本概念 數(shù)據(jù)模型通常包括下面三個(gè)基本要素：1）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)組織方式和數(shù)據(jù)之間聯(lián)系的框架描述。2）數(shù)據(jù)操作數(shù)據(jù)操作就是指能夠?qū)Υ鎯?chǔ)在數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢，修改，刪除，添加等數(shù)據(jù)操作方式。 3）數(shù)據(jù)的完整性約束完整性約束是指對數(shù)據(jù)的一組完整性規(guī)則的集合。比如在一個(gè)大學(xué)的數(shù)據(jù)庫中我們規(guī)定學(xué)生的姓名不能為空， 選修某門課合格所得學(xué)分不能為負(fù)數(shù)。37.3.2數(shù)據(jù)庫技術(shù)的基本概念 3結(jié)構(gòu)化查詢語

27、言結(jié)構(gòu)化查詢語言（SQL，Structured Query Language）不僅指令簡單，而且功能齊全，現(xiàn)在主流的數(shù)據(jù)庫大多數(shù)都支持SQL語言。一般而言，SQL語言可以分成三類：47.3.2數(shù)據(jù)庫技術(shù)的基本概念 1）數(shù)據(jù)定義指令（DDL，Data Definition Language）：主要包括Create、Drop、Alter指令。（1）Create指令用來創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)表和索引等。下面是一條創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫的語句：Create Database Path Path：數(shù)據(jù)庫文件目錄的路徑。Database Name：數(shù)據(jù)庫的名稱。（2）Drop指令用來刪除數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)表和索引等，下面是一條刪

28、除數(shù)據(jù)庫的語句：Drop Database （3）Alter指令用來修改數(shù)據(jù)表，下面是一條在數(shù)據(jù)表增加一個(gè)字段來記錄出生日期的語句：Alter Table Add Student_Birthday Datetime；57.3.2數(shù)據(jù)庫技術(shù)的基本概念 2）數(shù)據(jù)處理指令（DML，Data Manipulation Language）：主要包括Select、Insert、Update、Delete指令。（1）Select指令用來查詢數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)，下面是一條查詢數(shù)據(jù)表Student中所有數(shù)據(jù)的語句。 Select * From Student；（2）Insert指令用來向數(shù)據(jù)表中添加數(shù)據(jù)，下面是一條

29、向表Student中增加數(shù)據(jù)的語句。Insert Into Student(Name,Sex,Student_Birthday) Values(Rose, Girl, 1984.9.15)；67.3.2數(shù)據(jù)庫技術(shù)的基本概念 （3）Update指令用來更新表格中的數(shù)據(jù)，下面是一條更新數(shù)據(jù)表的語句。 Update Student Set Student_Birthday=1984.11.12” Where Name=Rose；（4）Delete指令用來刪除數(shù)據(jù)表內(nèi)的數(shù)據(jù)，下面是一條刪除數(shù)據(jù)表Student中數(shù)據(jù)的語句。 Delete From Student Where Name=Rose；77.

30、3.2數(shù)據(jù)庫技術(shù)的基本概念 3）數(shù)據(jù)控制指令（DCL，Data Control Language）：主要包括Grant、Rollback等指令。（1）Grant語句用于向用戶、角色和組授予使用數(shù)據(jù)庫對象以及運(yùn)行某些存儲(chǔ)過程和函數(shù)的權(quán)限。（2）Rollback語句用于操作異常后的回復(fù)。87.3 物聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)庫 7.3.17.3.2數(shù)據(jù)管理的基本概念 數(shù)據(jù)庫技術(shù)的基本概念 主流數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品介紹 7.3.3物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)管理技術(shù) 7.3.4物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫優(yōu)化技術(shù) 7.3.57.3.3主流數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品介紹 目前主流的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)包括微軟公司的ACCESS數(shù)據(jù)庫和SQL SERVER數(shù)據(jù)庫、甲骨文的OR

31、ACLE數(shù)據(jù)庫和IBM的DB2數(shù)據(jù)庫等。17.3.3主流數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品介紹 1 ACCESS 數(shù)據(jù)庫ACCESS是由微軟發(fā)布的關(guān)聯(lián)式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，從1992年11月發(fā)布第一個(gè)ACCESS版本ACCESS 1.0，到現(xiàn)在最新的ACCESS 2007。ACCESS數(shù)據(jù)庫在很多地方都得到了廣泛使用。例如小型公司，和專業(yè)的開發(fā)人員會(huì)專門利用ACCESS來制作處理數(shù)據(jù)的桌面系統(tǒng)。還可以和ASP技術(shù)相結(jié)合來開發(fā)簡單的WEB應(yīng)用程序。27.3.3主流數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品介紹 ACCESS數(shù)據(jù)庫的優(yōu)點(diǎn)如下：1） 界面友好，使用方便作為一個(gè)可視化工具，ACCESS繼承了WINDOWS的風(fēng)格，用戶可以直接使用鼠標(biāo)進(jìn)行基本的操

32、作。系統(tǒng)還包括了查詢生成器，表生成器，報(bào)表設(shè)計(jì)器等工具，使得操作簡單，易于上手。2） 面向?qū)ο笞鳛橐粋€(gè)面向?qū)ο蟮拈_發(fā)工具，ACCESS數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的各種功能都封裝在各類對象中。通過對象的方法和屬性來完成數(shù)據(jù)庫的操作和管理，這就極大簡化用戶的開發(fā)工作。37.3.3主流數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品介紹 3） 開放數(shù)據(jù)庫互連ACCESS數(shù)據(jù)庫支持開放數(shù)據(jù)庫互連（ODBC，Open Database Connectivity），利用對象的聯(lián)接和嵌入，動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換等特性可以在一個(gè)數(shù)據(jù)表中嵌入聲音、表格、文檔等。還可以與網(wǎng)絡(luò)上的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)相聯(lián)接，將程序應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)。雖然ACCESS有很多優(yōu)點(diǎn)，但是作為一個(gè)小型數(shù)據(jù)庫，就必然有其

33、局限性。當(dāng)數(shù)據(jù)庫過大，記錄數(shù)過多，網(wǎng)站訪問頻繁時(shí)，ACCESS數(shù)據(jù)庫的性能就會(huì)急劇下降。一般而言，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)一般規(guī)模都比較龐大，擁有海量的數(shù)據(jù)，如果用ACCESS數(shù)據(jù)庫來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，肯定會(huì)對存儲(chǔ)的效率和處理的高效性造成影響。所以一般的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中將很少采用ACCESS數(shù)據(jù)庫來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。47.3.3主流數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品介紹 2. SQL SERVER數(shù)據(jù)庫SQL SERVER是一個(gè)關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。1988年Microsoft聯(lián)合 Sybase 和Ashton-Tate一起推出了第一個(gè)版本。但是在WINDOWS NT推出之后，Microsoft成為這個(gè)項(xiàng)目的主導(dǎo)者，專注于開發(fā)SQL SERVER的WI

34、NDOWS NT版本，而Sybase則專注于開發(fā)SQL SERVER的UNIX版本。57.3.3主流數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品介紹 SQL SERVER數(shù)據(jù)庫的主要特點(diǎn)如下：1） 客戶/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)可以多臺(tái)計(jì)算機(jī)共同工作，客戶機(jī)是請求服務(wù)的計(jì)算機(jī)，而服務(wù)器則是處理數(shù)據(jù)庫的計(jì)算機(jī)。2） 數(shù)據(jù)倉庫當(dāng)同一個(gè)數(shù)據(jù)同時(shí)用于完成多個(gè)任務(wù)時(shí)，將會(huì)大大影響數(shù)據(jù)庫的功能，我們可以將數(shù)據(jù)拷貝到單獨(dú)的數(shù)據(jù)庫中，稱為數(shù)據(jù)倉庫。數(shù)據(jù)倉庫中的數(shù)據(jù)按照一定的方式組織，從而使得信息容易存取并且有使用價(jià)值。67.3.3主流數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品介紹 3） 支持WEB技術(shù)用戶可以通過一個(gè)普通的瀏覽器來查詢存儲(chǔ)在SQL SERVER中的信息，也可以用數(shù)據(jù)庫

35、中的數(shù)據(jù)來動(dòng)態(tài)的創(chuàng)建網(wǎng)頁。4） 多種編程接口工具 SQL SERVER提供了豐富的應(yīng)用程序接口來訪問服務(wù)器的數(shù)據(jù)，主要包括：OLE DB、ODBC API、Transact-SQL等。SQL數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)和WEB訪問技術(shù)可以非常好的應(yīng)用在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)當(dāng)中，我們可以將海量的數(shù)據(jù)方便快捷的存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)倉庫之中，并且非常高效的進(jìn)行調(diào)用，這對物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)性能的提升是有著很大幫助的。77.3.3主流數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品介紹 3 ORACLE數(shù)據(jù)庫ORACLE在英語中是“神諭”的意思，也是殷墟出土的甲骨文（oracle bone inscriptions）的英文翻譯的第一個(gè)單詞。作為數(shù)據(jù)庫行業(yè)的旗幟，ORACEL數(shù)

36、據(jù)庫現(xiàn)在牢牢占據(jù)著市場第一的份額。ORACLE數(shù)據(jù)庫是第一個(gè)支持SQL語言的關(guān)系數(shù)據(jù)庫，作為一種大型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，一般都應(yīng)用于商業(yè)，政府部門。它的功能很強(qiáng)大，能夠處理大批量的數(shù)據(jù)，在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用方面也用的比較多，使用ORACLE數(shù)據(jù)庫的也基本上都是高端工作站以及作為服務(wù)器的小型服務(wù)器。87.3.3主流數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品介紹 ORACLE數(shù)據(jù)庫的主要優(yōu)點(diǎn)如下：1） 可移植性O(shè)RACLE數(shù)據(jù)庫可運(yùn)行于很寬范圍的硬件與操作系統(tǒng)平臺(tái)之上，可以在DOS、UNIX、WINDOWS等多種操作系統(tǒng)下工作，可以安裝在70種以上不同的大、中、小型機(jī)上。2） 數(shù)據(jù)安全性高ORACLE的安全認(rèn)證獲得了最高認(rèn)證級別的ISO標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證，

37、可靠性還是相當(dāng)高的。ORACLE數(shù)據(jù)庫的高安全性對物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)而言是十分必要的。因?yàn)槿绾伪Ｕ衔锫?lián)網(wǎng)系統(tǒng)海量數(shù)據(jù)的安全性，保證系統(tǒng)不被入侵，數(shù)據(jù)不被泄露，是物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫需要解決的重點(diǎn)問題。97.3.3主流數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品介紹 3） 開放性O(shè)RACLE數(shù)據(jù)庫采用開放的策略目標(biāo)，它使得客戶可以選擇一種最適合其需要的解決方案。客戶可以在ORACLE數(shù)據(jù)庫中使用第三方的應(yīng)用程序，而沒有任何的限制，這對開發(fā)商來說是很大的支持。4） 支持多用戶，大事務(wù)量的事務(wù)處理ORACLE作為一個(gè)多用戶系統(tǒng)，能自動(dòng)從在線環(huán)境或批處理的系統(tǒng)故障中恢復(fù)運(yùn)行。在處理大事務(wù)量的時(shí)候，ORACLE數(shù)據(jù)系統(tǒng)更穩(wěn)定，更精確。雖然ORACLE數(shù)

38、據(jù)庫系統(tǒng)功能強(qiáng)大，但是價(jià)格也比較昂貴。如果在實(shí)際中要考慮到節(jié)約成本，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)一般還是會(huì)采用SQL SERVER數(shù)據(jù)庫。97.3.3主流數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品介紹 4 DB2數(shù)據(jù)庫基于SQL的DB2關(guān)系數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品是IBM公司的主要數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品。DB2主要應(yīng)用于大型應(yīng)用系統(tǒng)，具有較好的可伸縮性，可支持從大型機(jī)到單用戶環(huán)境，應(yīng)用于OS/2,WINDOWS等平臺(tái)下。107.3.3主流數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品介紹 DB2數(shù)據(jù)庫的主要優(yōu)點(diǎn)如下：1） 數(shù)據(jù)分級技術(shù)使用數(shù)據(jù)分級技術(shù)能使本地?cái)?shù)據(jù)庫服務(wù)器、客戶機(jī)/服務(wù)器用戶和基于本地的應(yīng)用程序很方便的下載大型機(jī)數(shù)據(jù)，并使得數(shù)據(jù)庫本地化及遠(yuǎn)程連接透明化。2） 很好的網(wǎng)絡(luò)支持能力每個(gè)DB2子

39、系統(tǒng)可以連接十幾萬個(gè)分布式用戶，并可同時(shí)激活上千個(gè)活動(dòng)線程，對于大型分布式應(yīng)用系統(tǒng)來說尤其有用。3） 完備的查詢優(yōu)化器DB2擁有一個(gè)非常完備的查詢優(yōu)化器，其外部連接改善了查詢技能，并支持多任務(wù)并行查詢。117.3.3主流數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品介紹 與其他主流數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)比起來，DB2有其優(yōu)勢也有自己的不足。DB2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的高可用性對于普通用戶來說可能過于復(fù)雜，另外DB2在關(guān)閉機(jī)制上也有一定的不足，這與DB2的設(shè)計(jì)框架相關(guān)。127.3 物聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)庫 7.3.17.3.2數(shù)據(jù)管理的基本概念 數(shù)據(jù)庫技術(shù)的基本概念 主流數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品介紹 7.3.3物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)管理技術(shù) 7.3.4物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫優(yōu)化技術(shù)

40、 7.3.57.3.4物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)管理技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)作為一種將物物相連的互聯(lián)網(wǎng)，其用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物品與物品之間，進(jìn)行信息交換和通訊，這就意味著需要數(shù)據(jù)庫來存儲(chǔ)海量的存儲(chǔ)。下面我們就以物聯(lián)網(wǎng)中三種主流的網(wǎng)絡(luò)來介紹一下物聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)管理技術(shù)。 17.3.4物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)管理技術(shù) 1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)管理技術(shù)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的作用是將傳感器網(wǎng)絡(luò)中的采集信息進(jìn)行有效的存儲(chǔ)并建立良好的查詢處理機(jī)制，減輕傳感器網(wǎng)絡(luò)用戶的負(fù)擔(dān)，使得用戶只需要提出自己的查詢需求而不要關(guān)心傳感器網(wǎng)絡(luò)具體的物理細(xì)節(jié)17。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中兩種最主要的數(shù)據(jù)管理技術(shù)是：查詢處理技術(shù)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)。 27.3.4物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)管理技術(shù) 1）查詢處理技術(shù)查詢處理方法可以分成兩類：一類是集中式查詢處理方法，另一個(gè)類是分布式查詢處理方法。37.3.4物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)管理技術(shù) 2）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)根據(jù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)在傳感器網(wǎng)絡(luò)中所處的位置，可以把數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法分為三類：外部存儲(chǔ)、本地存儲(chǔ)和以數(shù)據(jù)為中心的存儲(chǔ)。47.3.4物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)管理技術(shù) 外部存儲(chǔ)：如果節(jié)點(diǎn)都使用外部存儲(chǔ)方式，則所有的感知數(shù)據(jù)均發(fā)送到連接至傳感器網(wǎng)絡(luò)的外部計(jì)算機(jī)上。這樣會(huì)使得靠近外部計(jì)算機(jī)