（物联网）物联网应用及无线传感器网络方案V物联网应用无线传感器网络方案2010-10-12目录一、物联网技术及其应用------------------------------------------------- - 4 -1.1物联网的概念 --------------------------------------------------------- - 4 - 1.2物联网的应用领域----------------------------------------------------- - 6 -1.3物联网的实现原理----------------------------------------------------- - 7 -二、无线传感器网络(WSN) ----------------------------------------------- - 9 -2.1无线传感器网络 ----------------------------------------------------- - 10 - 2.2无线传感器网络的特点 ---------------------------------------------- - 10 - 2.3无线传感器网络的架构 ---------------------------------------------- - 11 - 2.4基于WSN的云计算“信息中心”----------------------------------- - 12 - 2.5信息中心框架图 ----------------------------------------------------- - 13 - 2.6软件平台------------------------------------------------------------ - 14 - 2.6.1信息中心应用层 --------------------------------------------------- - 14 - 2.6.2信息中心基础层采集和处理数据----------------------------------- - 17 -2.6.3软件界面 ---------------------------------------------------------- - 20 - 2.7、硬件平台 ---------------------------------------------------------- - 21 - 2.7.1硬件部分 ---------------------------------------------------------- - 21 -2.7.2硬件平台的实现方式 ---------------------------------------------- - 21 -三、应用案例 ----------------------------------------------------------- - 23 -3.1车辆传感器---------------------------------------------------------- - 23 - 3.1.1车辆应用 ---------------------------------------------------------- - 23 - 3.2车载终端------------------------------------------------------------ - 24 - 3.2.1终端应用 ---------------------------------------------------------- - 24 - 3.3车载终端信息发布系统架构 ----------------------------------------- - 24 -3.4车辆应用商业营运模式图-------------------------------------------- - 26 -四、总结---------------------------------------------------------------- - 27 -4.1智慧城市概念 ------------------------------------------------------- - 27 - 4.2智能医疗体系 ------------------------------------------------------- - 28 -一、物联网技术及其应用1.1物联网的概念物联网是新一代信息技术的重要组成部分。
物联网的英文名称叫“The Internet of things”。
顾名思义，物联网就是“物物相连的互联网”。
物联网的定义是：通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物体与互联网相连接，利用云计算信息中心进行交换和通信，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
物联网可以在内网（Intranet）、专网（Extranet）、和互联网（Internet）的环境下，实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。
这里的“物”要满足以下条件才能够被纳入“物联网”的范围：1、要有相应信息的接收器；2、要有数据传输通路；3、要有一定的存储功能；4、要有CPU；5、要有操作系统；6、要有专门的应用程序；7、要有数据发送器；8、遵循物联网的通信协议；9、在世界网络中有可被识别的唯一编号。
图1-1图1-2物联网的应用相当广泛，它在无线通信的基础上实现物物联通，可以对物体的监控和管理，通过不同的传感器得到原始数据后，利用软件平台，对数据信息进行处理，例如气象数据、车辆数据、污染数据等，除了可以提供给相应的部门加以利用和管理，还可以将处理后的各种数据，通过Wifi、GPRS、3G等传输方式发送到接受终端，终端上即可显示道路、气候、新闻、娱乐、商家等指数。
1.2物联网的应用领域物联网的应用遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、环境监测、老人护理、个人健康、花卉栽培、水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等多个领域。
1.3物联网的实现原理物联网把新一代IT技术充分运用在各行各业之中，它可以将感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，然后使之与现有的互联网整合起来，实现人类社会与物理系统的整合，它存在能力超级强大的中心计算机群，能够对网络内的人员、机器、设备和基础设施进行实时的管理和控制，在此基础上，人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生活，达到“智慧”状态，提高资源利用率和生产力水平，改善人与自然间的关系。
毫无疑问，如果“物联网”时代来临，人们的日常生活将发生翻天覆地的变化。
人们正走向“物联网”时代，但这个过程可能需要很长的时间。
图1-3物联网的核心是：Ⅰ)RFID（射频技术）；Ⅱ)无线传感器传感网(WSN)；Ⅲ) M2M（Machine to Machine）；Ⅳ) 两化融合(信息化和工业化的融合)。
在以上所陈述的领域中，核心部分为无线传感器网络（WSN）。
以无线传感器网络为基础，再延展出整个物联网的应用，因此，无线传感器网络可以视为物联网的初期形态，做好无线传感器网络的建设和应用，才能为物联网的实现提供软硬件的平台和基础框架。
图1-4二、无线传感器网络(WSN)图2-1：WSN的基础框架和模型图2-2：WSN的软件应用平台架构微电子机械加工(MEMS)技术的发展为传感器微型化提供了可能，微处理技术的发展促进了传感器智能化，通过MEMS技术和射频(RF)通信技术融合促进了无线传感器及其网络的诞生。
传感器正经历一个从传统传感器(Dumb Sensor)→智能传感器(Smart Sensor)→嵌入式Web 传感器(Embedded Web Sensor)的内涵不断丰富的发展过程，传感器正在实现微型化、智能化、信息化、网络化。
2.1无线传感器网络无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSNs)就是物联网的实质性完成形态。
所谓WSNs，就是由部署在监测区域内大量的传感器节点以无线通信的方式形成的自由组织的网络系统。
这些节点集传感器执行器、控制器和通信装置于一体，集传感与驱动控制能力、计算能力、通信能力于一身，将物理世界信息融合到信息世界中，达到了“物联”的目的。
图2-3：无线传感器网络系统方案结构图2.2无线传感器网络的特点Ⅰ)大规模，网络拓扑结构复杂；Ⅱ)单个节点小体积，节点资源有限；Ⅲ)自组织，多跳，无基础设施支持；Ⅳ)网络数据传输有方向性。
2.3无线传感器网络的架构整个WSN系统的应用，使观测者可以远程、不定期、多方式的自由浏览和统计被观测区域内长时间的信息资料，同时向接收终端发送信息。
图2-4：无线传感器网络系统数据流程和模块关系2.4基于WSN的云计算“信息中心”以各种传感器为基点平台，噪音传感器、流量传感器、车距传感器、GPS定位传感器等，由传感器将数据采集后发送到数据终端，并由固定的终端（PC、LED接收）、移动终端（车载电视、手机、车载LED等），或安装在室外固定的射频接收点，进行数据采集，然后通过无线网络传输到信息中心进行数据存储、处理、挖掘，形成固定格式再经过数据终端发送到终端。
图2-5：云计算“信息中心”运行流程图在整个流程中，现实世界（传感器网络）提供的数据源，都完全依赖信息中心的软件平台来处理和发布。
图2-6：典型的无线传感器网络应用2.5信息中心框架图图2-7通过框架图我们可以看到整个无线传感器网络，是如何应用到各个领域的。
WSN中的数据在通过基础硬件平台即基础层获取后，需要经过多个层面的传递，予以应用。
由于无线传感器网络的多样性、复杂性，所以只有以信息中心为平台，利用软件的模块化来管理，才能完成数据传递、处理、交换和发布。
在应用层，各个部门都可以在云信息中心平台得到数据，包括交通、环境监测、流量、矿山地质、农林渔等数据，这些数据由信息中心平台的软件进行处理和整合。
公共服务层是数据发布中心，可面向终端（车辆、LED显示、手机、PC等）实时发布重要数据，提供数据的检索、比对、定位追索等一系列处理。
中间件层是数据存储和设备管理的核心，包括数据量的大小和处理速度。
传输层通过无线网络Wifi、3G、GPRS、CDMAXA等方式，将采集的原始数据传输到数据库中，并可以由中间件层存储、服务层处理、应用层使用。