物聯(lián)網(wǎng)單品開發(fā)與系統(tǒng)創(chuàng)新

物聯(lián)網(wǎng)單品開發(fā)與系統(tǒng)創(chuàng)新探討研發(fā)總監(jiān)：彭友amesbdf@126.com2014-06-1物聯(lián)網(wǎng)單品開發(fā)與系統(tǒng)創(chuàng)新探討1、物聯(lián)網(wǎng)是什么2、無線傳輸技術3、單品開發(fā)4、單品+小系統(tǒng)(子網(wǎng)）=小套裝5、系統(tǒng)創(chuàng)新物聯(lián)網(wǎng)是什么物聯(lián)網(wǎng)（InternetofThings，縮寫IOT）物聯(lián)網(wǎng)一般為無線網(wǎng)，由于每個人周圍的設備可以達到一千至五千個，所以物聯(lián)網(wǎng)會包含500兆至一千兆個物體，在物聯(lián)網(wǎng)上，每個人都可以應用電子標簽將真實的物體上網(wǎng)聯(lián)接，在物聯(lián)網(wǎng)上都可以查找出它們的具體位置。通過物聯(lián)網(wǎng)可以用中心計算機對機器、設備、人員進行集中管理、控制，也可以對家庭設備、汽車進行遙控，以及搜尋位置、防止物品被盜等各種應用。我給它定義：將傳感器和裝備嵌入到各監(jiān)控對象(物體）中，通過計算機和云計算將各領域整合在一起對數(shù)據(jù)、視頻等信息采集、匯總、分析，使人們在PC端或移動端能快速對對象進行識別、控制、管理。物聯(lián)網(wǎng)的應用領域一、產(chǎn)業(yè)鏈1、設備(單品）制造商2、系統(tǒng)集成商

3、網(wǎng)絡運營商4、平臺供應商二、物聯(lián)網(wǎng)應用中有三項關鍵技術1、傳感器技術2、RFID識別技術3、嵌入式系統(tǒng)技術三、應用范圍物聯(lián)網(wǎng)應用遍及智能交通、環(huán)境保護、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工業(yè)監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測、路燈照明管控、景觀照明管控、樓宇照明管控、廣場照明管控、老人護理、個人健康、花卉栽培、水系監(jiān)測、食品溯源、敵情偵查和情報搜集等多個領域?？偨Y為：智能工業(yè)、智智能農(nóng)業(yè)、智能物流、智能交通、智能電網(wǎng)、智能環(huán)保、智能家居安防、智能醫(yī)療、智能照明、智能建筑等。物聯(lián)網(wǎng)的傳輸技術傳輸技術從硬件上分為：有線和無線兩種一、有線技術

1.IEEE802.3(Ethernet) 2.EIB/KNX 3.LonWorks 4.BACnet 5.X-10 6.PLC-BUS 7.CresNet，AXLink8.FDDI二、無線技術

1.NFC技術

2.RF射頻技術

3.藍牙(Bluetooth)4.Wi-Fi5.3G6.4G7.Z-Wave8.Zigbee物聯(lián)網(wǎng)的傳輸技術有線技術1.IEEE802.3(Ethernet以太網(wǎng))：1975年:美國施樂(Xerox)公司的PaloAlto研究中心研制成功[METC76]，該網(wǎng)采用無源電纜作為總線來傳送數(shù)據(jù)幀，故以傳播電磁波的“以太(Ether)”命名。1983年：美國電氣和電子工程師學會IEEE802委員會以美國施樂(Xerox)公司+數(shù)字裝備公司(Digital)+英特爾(Intel)公司提交的DIXEthernetV2為基礎，推出了IEEE802.3。該技術的典型應用即是互聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)的傳輸技術有線技術二、EIB/KNX KNX是家居和樓宇控制領域唯一的開放式國際標準，是由歐洲三大總線協(xié)議EIB、BatiBus和EHS合并發(fā)展而來。該協(xié)議以EIB為基礎，吸收了BatiBus和EHS中配置模式等優(yōu)點，提供了家居和樓宇自動化的完全解決方案。

2013年4月，中國國家標準化管理委員會正式批準發(fā)布了《控制網(wǎng)絡HBES技術規(guī)范——住宅和樓宇控制系統(tǒng)》(GB/T20965-2013)為推薦性國家標準。HBES技術是在EIB(EuropeanInstallationBus)技術的基礎上發(fā)展起來的。KNX協(xié)會的成員ITEI、ABB、海格、施耐德、西門子等企業(yè)參與了該標準的起草工作。

物聯(lián)網(wǎng)的傳輸技術有線技術三、LonWorks現(xiàn)場總線

LonWorks和現(xiàn)場總線是同義詞，現(xiàn)場總線是指以工廠內(nèi)的測量和控制機器間的數(shù)字通訊為主的網(wǎng)絡，也稱現(xiàn)場網(wǎng)絡。也就是將傳感器、各種操作終端和控制器間的通訊及控制器之間的通訊進行特化的網(wǎng)絡。

LonWorks是由美國Echelon公司于1990年12月開發(fā)成功的全分布式智能控制網(wǎng)絡技術。

LonWorks最大優(yōu)點是開放性、分散性和互換性，但其劣勢是成本高。因此在中國主要用于工業(yè)和樓宇，在家庭和小區(qū)的應用還未能為普通家庭所接受。

物聯(lián)網(wǎng)的傳輸技術有線技術四、BACnet

樓宇自動控制網(wǎng)絡數(shù)據(jù)通訊協(xié)議(DataCommunicationProtocolforBuildingAutomationandControlNetwork)簡稱為BACnet，是國際標準化組織（ISO）、美國國家標準協(xié)會（ANSI）及美國冷凍空調(diào)協(xié)會（ASHRAE）定義的用于智能建筑的通訊協(xié)定。

BACnet是一種專門為樓宇設備的集成控制制定的數(shù)據(jù)通訊協(xié)議，是為了規(guī)范樓宇內(nèi)空調(diào)、給排水和供配電等樓宇設備自動控制系統(tǒng)之間的互連，使之成為更具有開放性和互操作性的數(shù)據(jù)通信統(tǒng)一標準協(xié)議。

2013年4月8日，我國《建筑自動化和控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信協(xié)議》國家標準工作組成立。《建筑自動化和控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信協(xié)議》標準作為《建筑自動化和控制系統(tǒng)》系列標準的重要組成部分，目的在于推進BACnet協(xié)議國際標準的國內(nèi)轉化，促使產(chǎn)品自主知識產(chǎn)權與國際對接，提高建筑智能化水平。物聯(lián)網(wǎng)的傳輸技術有線技術五、X-10電力載波協(xié)議lX-10電力載波協(xié)議：即國際標準電力線載波通訊協(xié)議,它允許室內(nèi)所有兼容X-10協(xié)議的電器通過現(xiàn)有電力線來進行通訊,具有編程簡單、可靠性好、無需單獨布線等特點，已廣泛應用于家庭安全監(jiān)控、家用電器控制和住宅以表數(shù)字讀取等方面。l國外發(fā)展：在智能家居20余年的發(fā)展歷程中，x10技術是最耀眼的明星。到目前為止，美國已有很多大公司生產(chǎn)銷售x-10產(chǎn)品，如radioshack、stanley、leviton、honeywell等等；僅在美國就已經(jīng)售出一億只模塊，大約有1000多萬家庭使用x-10產(chǎn)品，x-10控制規(guī)格已成為當今美國家庭自動化控制規(guī)格的主要領導者。如今，這一技術在歐洲也已迅速普及并開始進入亞洲。l國內(nèi)應用：產(chǎn)品尚未在國內(nèi)廣泛推廣X-10的一些技術限制了其應用，如反映速度慢（60Hz供電系統(tǒng)中，傳送一個指令需0.883s）、抗干擾性能差（由于信號載波在電力線中傳送時造成的，在我國這個問題較嚴重）等，這都給X-10在我國的推廣應用帶來實質(zhì)性的困難。但國內(nèi)有些廠家和代理商也推出了針對中國住宅情況作了改進的X-10配套產(chǎn)品。在深圳、天津等城市也已經(jīng)開始銷售X-10產(chǎn)品。物聯(lián)網(wǎng)的傳輸技術有線技術六、PLC-BUS電力線通信總線技術電力線通信總線技術（PLC-BUS）是一種高穩(wěn)定性及較高價格性能比的雙向電力線通信總線技術，它主要利用已有的電力線來實現(xiàn)對家用電器及辦公設備的智能控制。其解決方案包括如下領域的應用：燈光控制，電器控制，HVAC控制以及網(wǎng)絡與電器設備間的通信。l PLC-BUS技術由荷蘭ATS電力線通信有限公司研發(fā)而成。ATS公司推出了一整套基于PLC-BUS技術的智能家居控制系統(tǒng)，它重新定義了家庭內(nèi)部高可靠、低成本智能家居控制的新標準，擁有超強的系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性，為商業(yè)住宅提供了更為經(jīng)濟的智能化控制解決方案。

物聯(lián)網(wǎng)的傳輸技術有線技術七、CresNet，AXLinkCresNet

Cresnet總線是美國廠商Crestron的私有總線和協(xié)議，該廠商有超過40歷史，其產(chǎn)品應用較為廣泛，是中央控制領域的高端領導品牌，該總線是許多Crestron觸摸屏、鍵區(qū)、擴展模塊、調(diào)諧器以及更多其它部件的通信中樞。Cresnet是一個簡單但是靈活的4-線網(wǎng)絡，提供Cresnet

設備的雙向通信和24V電源。電纜長度最高可到5000英尺，Cresnet配線結構幾乎允許無限種布線配置。AXLink

正如CresNet，AXLink總線是美國另一廠商AMX的私有總線和協(xié)議，該廠商亦是中央控制領域的高端品牌。如今國內(nèi)亦產(chǎn)生了許多中央控制廠商及品牌，此類產(chǎn)品主要應用于商業(yè)市場，如會議室、辦公室、大型場館等，控制燈光、窗簾、影音設備等，該產(chǎn)業(yè)已是較為成熟的市場。物聯(lián)網(wǎng)的傳輸技術有線技術八、FDDI光纖傳輸，即以光導纖維為介質(zhì)進行的數(shù)據(jù)、信號傳輸。光纖傳輸按設備傳輸方式分：多模光纖傳輸設備和單模光纖傳輸設備兩種。單模光纖這是指在工作波長中，只能傳輸一個傳播模式的光纖，通常簡稱為單模光纖（SMF：SingleModeFiber）。其具有極寬的帶寬，特別適用于大容量的光纖通信。多模光纖將光纖按工作波長以其傳播可能的模式為多個模式的光纖稱作多模光纖（MMF：MUlti

ModeFiber）。纖芯直徑為50μm，由于傳輸模式可達幾百個，與SMF相比傳輸帶寬主要受模式色散支配。多模光纖僅適用于較小容量的光纖通信。

物聯(lián)網(wǎng)的傳輸技術二、無線技術1.NFC2.RF射頻技術3.藍牙(Bluetooth)4.Wi-Fi5.3G6.4G7.Z-WAVE8.ZigBEE物聯(lián)網(wǎng)的傳輸技術無線技術一、NFC近距離無線通訊技術

NFC近場通信技術是由非接觸式射頻識別（RFID）及互聯(lián)互通技術整合演變而來，在單一芯片上結合感應式讀卡器、感應式卡片和點對點的功能，能在短距離內(nèi)與兼容設備進行識別和數(shù)據(jù)交換。工作頻率為13.56MHz.但是使用這種手機支付方案的用戶必須更換特制的手機。目前這項技術在日韓被廣泛應用。手機用戶憑著配置了支付功能的手機就可以行遍全國：他們的手機可以用作機場登機驗證、大廈的門禁鑰匙、交通一卡通、信用卡、支付卡等等

。物聯(lián)網(wǎng)的傳輸技術無線技術二、RF射頻技術RF是RadioFrequency的縮寫，即射頻，具有遠距離傳輸能力的高頻電磁波稱為射頻。RF的頻段分為315、433、868、915MHZ，統(tǒng)稱1G以下的無線技術優(yōu)點是無需重新布線，利用點對點的射頻技術，安裝設置都比較方便，主要應用于實現(xiàn)對某些特定電器或燈光的控制；但系統(tǒng)功能比較弱，控制方式比較單一，且易受周圍無線設備環(huán)境及阻礙物干擾；適用于新裝修戶和已裝修戶。物聯(lián)網(wǎng)的傳輸技術無線技術三、藍牙(Bluetooth)藍牙(Bluetooth)技術是愛立信、諾基亞、東芝、IBM和英特爾公司等5家公司在1998年聯(lián)合推出的一項無線網(wǎng)絡技術。隨后成立的藍牙技術特殊興趣組織(SIG)來負責該技術的開發(fā)和技術協(xié)議的制定。l 藍牙技術，一種短距離無線電技術，是當今市場上支持范圍最廣泛，功能最豐富且安全的無線標準。自1999年發(fā)布Bluetooth規(guī)格以來，總共有超過4000家公司成為Bluetooth特別興趣小組(SIG)的成員。同時，市場上Bluetooth產(chǎn)品的數(shù)量也成倍的迅速增長。l 藍牙技術特點：屬于點對點通訊方式，通訊距離太短，而且安全性、組網(wǎng)能力和抗干擾能力不夠，更沒有網(wǎng)絡自愈功能，泄密事件頻發(fā)。因此藍牙技術不適用智能家居的要求。物聯(lián)網(wǎng)的傳輸技術無線技術四、Wi-FiWi-Fi(WirelessFidelity)：是一個無線網(wǎng)路通信技術的品牌，由Wi-Fi聯(lián)盟(Wi-FiAlliance)所持有。目的是改善基于IEEE802.11標準的無線網(wǎng)路產(chǎn)品之間的互通性。l Wi-Fi:俗稱無線寬帶,是一種短程無線傳輸技術，能夠在數(shù)百英尺范圍內(nèi)支持互聯(lián)網(wǎng)接入的無線電信號。隨著技術的發(fā)展，以及IEEE802.11a及IEEE802.11b/g/n/ac等標準的出現(xiàn)，現(xiàn)在IEEE802.11這個標準已被統(tǒng)稱作Wi-Fi。l Wi-Fi特點：最大特點就是方便人們隨時隨地接入互聯(lián)網(wǎng)。但對于智能家居應用來說缺點卻很明顯，功耗高、組網(wǎng)能力差、安全性低。所以wifi雖然非常普及，但在智能家居的應用中只是起到輔助補充的作用。物聯(lián)網(wǎng)的傳輸技術無線技術五、3G3G是第三代移動通信技術，是指支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆涓C移動通訊技術。3G服務能夠同時傳送聲音及數(shù)據(jù)信息，速率一般在幾百kbps以上。3G是指將無線通信與國際互聯(lián)網(wǎng)等多媒體通信結合的新一代移動通信系統(tǒng)，目前3G存在3種標準：CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA。3G下行速度峰值理論可達3.6Mbit/s（一說2.8Mbit/s），上行速度峰值也可達384kbit/s。不可能像網(wǎng)上說的每秒2G，當然，下載一部電影也不可能瞬間完成。3G網(wǎng)絡，是指使用支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆涓C移動通訊技術的第三代移動通信技術的線路和設備鋪設而成的通信網(wǎng)絡。3G網(wǎng)絡將無線通信與國際互聯(lián)網(wǎng)等多媒體通信手段相結合，是新一代移動通信系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)的傳輸技術無線技術六、4G4G技術又稱IMT-Advanced技術。

4G是集3G與WLAN于一體，并能夠快速傳輸數(shù)據(jù)、高質(zhì)量、音頻、視頻和圖像等。4G能夠以100Mbps以上的速度下載，比目前的家用寬帶ADSL（4兆）快20倍，并能夠滿足幾乎所有用戶物聯(lián)網(wǎng)的傳輸技術無線技術七、Z-WAVE由丹麥公司Zensys主導的無線組網(wǎng)規(guī)格。Z-wave聯(lián)盟已有160多家國際知名公司加盟，范圍基本覆蓋全球各個國家和地區(qū)。成員均是已在智能家居領域有現(xiàn)行產(chǎn)品的廠商，尤其是國際大廠思科(Cisco)與英特爾(Intel)的加入，強化Z-wave在家庭自動化領域的地位。就市場占有率來說，Z-Wave在歐美普及率比較高，知名廠商如（NWD）華頓，wintop，Leviton，control4等。主要應用于智能家居協(xié)議開放物聯(lián)網(wǎng)的傳輸技術無線技術八、ZIGBEEZigbee聯(lián)盟在IEEE802.15國際協(xié)議規(guī)范的基礎上作了擴展，對其網(wǎng)絡層協(xié)議和API進行了標準化。ZigBee特點：是一種新興的近程、低速率、低功耗的無線網(wǎng)絡技術，主要用于近距離無線連接。主要適合應用于自動控制和遠程控制等領域，可以嵌入各種設備。與物聯(lián)網(wǎng)的融合：物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡邊緣應用最多的就是傳感器或控制單元，這些是構成物聯(lián)網(wǎng)的最基礎最核心最廣泛的單元細胞，而ZigBee能夠在數(shù)千個微小的傳感傳動單元之間相互協(xié)調(diào)實現(xiàn)通信。ZigBee技術低功耗、抗干擾、高可靠、易組網(wǎng)、易擴容，易使用，易維護、便于快速大規(guī)模部署等特點順應了物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的要求和趨勢。主要應用于物聯(lián)網(wǎng)、智能家居、智能照明、智能醫(yī)療、智能建筑等幾種常用無線技術對比物聯(lián)網(wǎng)單品開發(fā)單品分類1、智能工業(yè)：視頻監(jiān)控、機械尺寸探測、溫濕探測、空間探測、煙霧探測、液化氣泄露探測、一氧化碳探測、二氧化碳濃度探測、水污染探測、金屬探測、浸漏水探測、重量探測、核輻射探測、壓力探測、震動探測等2、智能農(nóng)業(yè)：視頻監(jiān)控、水污染探測、溫濕探測、浸漏水探測、土壤導電率探測、PH值探測、紫外線探測、光照探測、二氧化碳濃度探測等3、智能交通：視頻監(jiān)控、信號燈、路標、電子防盜、感應線圈、超聲波探測、倒車雷達探測、紅外探測、微波探測、RFID識別、GPS導航定位、行車記錄、屏顯（廣告機）、光電探測、CIS圖像掃描、RS電磁波探測、POS收費、KIOSK取票等 4、智能電網(wǎng)：智能電表、智能插座、電力控制器、爆炸探測等5、智能環(huán)保：視頻監(jiān)控、水污染探測、溫濕探測、煙霧探測、液化氣泄露探測、一氧化碳探測、二氧化碳探測、壓力探測、震動探測