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移动无线网络优化是建设移动无线网络的重要工作,也是移动无线网络规划和移动无线网络建设过程后,日常的重要工作内容,网络优化是移动无线网络稳定运行、提供高品质网络服务的质量保障。移动无线网络优化贯穿于移动无线网络的运行周期之中,在移动无线网络用户日益增多,移动无线网络容量逐步增大,移动无线网络压力渐渐增强的背景下,移动无线网络优化就成为一项重要的工作,以移动无线网络优化为主导的技术内容就成为电信工作的主体,要提高对移动无线网络优化工作的重视程度,将科学移动无线网络优化的思想融入到具体的工作中,形成对移动无线网络优化工作更好地指导。做好实际的移动无线网络优化工作要以具体的移动无线网络优化工作出发,在全面、科学掌握移动无线网络优化概念的基础上,分析了移动无线网络优化技术的主要构成和,形成系统、科学的移动无线网络优化日常工作和技术体系,牢牢把握未来移动无线网络优化技术的发展趋势,以更加有效的措施促进移动无线网络优化工作中技术运用和管理强化,达到提升移动无线网络优化质量的目的,使移动无线网络优化更能适应各种问题和变化,以便在新时期为移动无线网络用户提供更加有针对性的高质量服务。
移动无线网络优化是电信整体工作中的重要一环,是对移动通信网络的不断完善,由于当前移动无线网络覆盖面积越来越广阔,用户数量日益增加,所以客观上形成了对移动无线网络优化的内在需要。移动无线网络优化的概念是指:指对当前移动无线网络进行检查和测量,通过数据采集、用户反馈展开对移动无线网络的故障和隐患分析,找出影响移动无线网络服务质量的因素和原因,提出相对应的调整方法和处理措施,使移动无线网络达到更好地运行状态,更好地为各类用户提供移动无线网络服务,达到挖掘移动无线网络资源,提高移动无线网络合理利用效率的问题。随着经济的发展和网络动态的变化,传统的移动无线网络优化概念已经发生了巨大的变化,优化工作覆盖面积越来越广阔,优化工作的概念外延越来越扩大,随着网络结构复杂性和功能多样性的变化,移动无线网络优化工作正在发生着巨大的变化,值得我们深入地思考和研究。
移动无线网络优化工作的主要目的是对移动无线网络的进一步完善和补充,是对现有移动无线网络存在的不足和缺陷的补充,是促进移动无线网络合理化、科学化的重要手段,是适应电信高速发展的必然选择,也是全面提高移动无线网络整体功能和质量的必然过程。
科学合理地运用移动无线网络优化技术就必须对移动无线网络和优化工作涉及的技术进行彻底研究,要掌握移动无线网络优化技术的结构和内涵,在提高移动无线网络优化人员责任心的前提下,通过科学管理和合理技术提升移动无线网络优化工作的水平。当前移动无线网络优化工作主要的技术构成有:移动无线网络拓扑技术、频率优化技术、干扰控制技术、覆盖优化技术、话务均衡技术、切换性能优化技术等几个方面。科学合理优化移动无线网络必须掌握上述技术,进而改善和优化移动无线网络的效果和目的。
根据电信工作的组织体系、管理体系和技术体系移动无线网络优化工作一般有三种主要内容和类型,即:日常移动无线网络优化和维护、中短期移动无线网络优化、长期移动无线移动无线网络的日常优化
日常优化工作是移动无线网络优化的主体,网络系统在日常是需要进行维护的,移动无线网络的日常性的优化维护主要包括数据的统计和配置数据的提取与保存、道路的测试、处理断站、处理用户申告、监测基站性能指标和告警、新开站入网测试和性能跟踪等,对网络的日常性优化维护工作可以有效的改善网络的通信质量。
中短期的优化工作主要包括对问题较为集中的地方采取整体的解决方案,对网络数据做定期的核查,对新出的话务问题提出整体的解决方案,在小范围内调整网络结构划分不合理的部分,评估整体网络的测试性能等。
长期优化是一个系统的工程,主要包括:相关人员综合预测网络规模、建设及收益等,作为决策部门的依据。为新业务的开发、实验和开展提供网络材料和必要的技术支持,对业务的发展和市场策略进行指导。给网络的发展进行长期的规划,从不同的方面提供有建设性的意见。网络优化工作是一个庞大而且复杂的系统工程,想要保证工作能有序而且高效的开展,就必须要有合理完善的工作流程和制度为其提供保障,在平时的工作中,要及时对工作流程进行总结和完善,进而提高工作效率。通常情况下,网络优化工作流程主要包括:性能指标分析、覆盖调整、参数修改、道路测试、频率调整、新站入网、断站处理、数据采集、告警处理、用户申告处理以及应急通信保障流程等。
随着移动无线网络规模的不断扩大,特别是将来4G、5G技术的逐步应用,移动无线网优化的难度也不断增大。应该在以往的优化移动无线网络技术的基础上使用移动无线网络优化的新的方法,通过更多的手开云 开云体育段收集更多的材料和信息,不断拓展移动无线网络优化的空间,提高移动无线网络优化的有效性和针对性。在未来的网络优化过程中,还可以采用:智能优化技术、资源利用率优化技术、海量测试方法、数据业务端到端的优化方案、优化专家系统平台等方法提高移动无线网络优化的质量。这些技术是参考目前网络优化的工作现状,对网络优化工作应该引起更高的重视,随着网络技术的发展,网络优化的发展空间较大,未来可以加大网络优化工作的研究和投入,进而在更长的时间跨度内把握移动无线网络优化方向,形成移动无线网络优化顺应时展的趋势。
综上所述,移动无线网络的建设和维护工作是一个完整的过程,主要分为移动无线网络规划、移动无线网络工程建设、移动无线网络优化三个主要环节,这三个过程相互影响,相互作用,循环往复形成电信的螺旋式上升的进程。移动无线网络优化是这一过程中重要的一环,对于移动无线网络基础稳定、提高移动无线网络服务质量有着重要的作用。应该看到移动无线网络优化工作的长期性,应该在掌握移动无线网络优化概念,了解移动无线网络优化技术构成的基础上,形成移动无线网络优化的有效方法,在把握移动无线网络优化发展方向的基础上,更好地为移动无线网络基础设施建设服务。实际的移动无线网络优化工作还有很多其他的要点,要在重视移动无线网络优化工作的同时,形成新时期移动无线网络优化工作的新方法,更有效地促进电信工作质量的提升和切实发展。
[1]张翼.无线网络优化技术的现状及发展[J].中国无线]王鸿艳.浅议WCDMA无线网络的优化管理[J].科技创新导报,2008(35)
[3]李维鹏.无线通信网络优化的流程及方法[J].黑龙江科技信息,2011(02)
无线传感器由大量的廉价微型传感器节点组成,节点之间通过相应的无线通信方式形成一个多跳自组网络系统。无线传感器网络包括传感器、感知对象和观察者三个部分,其主要作用是感知、采集并处理网络覆盖区内感应到的对象信息,并将信息返回到观察者处。无线传感器自产生之初,就在海上通信与航空通信中起到非常重要的作用。
当前的无线传感器网络所使用的节点数量大且分布随机性高,因此其感知范围、数据存储与数据处理能力受到一定的限制。因此只有一部分能实现通信移动功能,其余节点则保持静止,如果需要检测某区域具体情况,就必须调用大量节点进行感知,而且如果某区域的节点之间存在障碍,或是某一节点失灵的话,就会干扰到该区通信,严重的情况下将会对无线传感器网络整体产生影响[1]。同时,因为无线传感器在能源在有所限制,因此其节点大多可以灵活地在工作与休眠状态间转换,以此达到节能的效果。但是在实际操作中大部分节点在其使用寿命中经常处于休眠状态,一旦发生工作环境不稳定的状况,传感器网络拓扑结构就会随之发生变化,影响整体工作。
正如上文所述,在无线传感器网络中,各节点在其发送、接收与处理数据的过程中很容易受其他因素的干扰,情况严重的时候甚至会使整个无线传感器网络在数据传输及处理过程中出现错误,进而影响了整体通信的准确性和可靠性。多信道通信技术的出现大大降低了出现这种错误的概率,这一技术在无线传感网络中的应用,使其内部各节点能够通过不同的信道传输数据,减轻了各节点之间对其他节点的干扰。同时由于各节点都被分布在了不同的信道之内,也就大大降低了节点受外界干扰的概率。这样看来,多信道通信技术应用于无线传感器网络中似乎能够有效地提升通信质量2]。事实上,多信道通信技术虽然能够保证无线传感器网络的准确性和可靠性,但是也提升了通信协议与通信结构的复杂性,相较于过去的单通道通信来说,在广播通信等方面仍然存在问题,需要进一步优化。
多信道通信技术现正在广播通信领域被广泛应用,在同步数据方面发挥着重要作用。过去无线传感器网络使用单通道通信时,因为其无线传感节点都分布在同一通道内,因此可以利用无线电波的广播特性来传递广播信息,实现广播信息的传播。在使用多信道通信技术的无线传感器网络中,为了节省能源,很多节点会自动转变为休眠状态,由于传感器节点被分散在了多个通信通道内,使各节点处于工作状态的时间各不相同,处于休眠状态的节点无法传递信号,这就导致了出现接收信号不及时甚至接收不到信号的情况,引发了广播通信的很多问题[3]。目前亟待解决的问题主要有以下三点:为减小耗能而造成的通信范围小,多信道节点转播导致的广播重复,由以上两点综合造成的广播通信延迟,延迟状况严重的线针对广播通信产生的问题提出解决方案
分布式树形广播协议,顾名思义,该协议能够在传递信息的过程中,通过无线传感器网络建立一个广播树,通过广播树将节点广播包发送出去,保证了广播通信的覆盖范围以及效率,同时也解决了通信的延迟问题,藉此达到提高信息传输效率的目的。该协议还采取动态分配方式,简化了算法,降低了无线传感网络中对各节点的要求,增强了其拓展性,降低了节点传递信息的能耗,实现了对多信道广播通信网络节点能耗问题的优化。而且该协议在通信中依赖广播树路径传输,并不要求控制信息,因此一方面节省了开支,另一方面即使有节点出现问题,也不会对整个广播树的通信效率产生影响。
多信道通信技术的确解决了单信道通信时期无线传感器网络的一些问题,提高了区域整体通信的准确性与可靠性,但是随之也带来了如范围小,内容重复,通信延迟等新的问题亟待优化,使用分布式树形广播协议或许是一种较好的解决方式。总之,信息传播媒介优化之路依旧任重道远。
[1]于新人,董金杉,群.无线传感器网络多信道通信技术论述[J].通讯世界,2016,07:31.
当前,有线架构的网络已无法满足人们对网络性能的需求,于是应运而生了诸如Bluetooth(蓝牙)、HomeRF、WIFI所构成的无线组网,其工作在全球开放的2.4 CHz频段环境中,可以不同申请即可享受在世界任何地方使用该频段进行通信。1997年,第一个版本的WIFI发表,WIFI全称Wireless Fidelity,中文术语称为:无线保真技术,一种短程无线传输技术,可通过IEEE802.11协议实现数百英尺范围内互联网接入无线电信号的使用支持。在WIFI的第一个版本中作了较为详细的概述,概述中对介质访问控制层(MAC层)、物理层(PHY层)进行了定义,PHY层、MAC层的特性进行了规范,并对无线局域网基本的网络结构、传输介质进行了规定。之后,WIFI技术越来越完善,相应增加了IEEE802.11a、IEEE802.11g标准,WIFI网络传输速率可满足54Mhps,利于实现图像、大数据、语音等业务的操作。
与Bluetooth半径只有15米左右的电波覆盖范围相比,WIFI的电波覆盖范围较广,半径大约可达100米,整栋大楼都可以被覆盖到。
54Mbps是WIFI最高的传输速度,较快的传输速度能够令WIFI网络覆盖范围内满足用户各方面的网络访问需求,如视频点播、视频会议、网络游戏、远程教育等。方便快速、移动办公,WIFI符合个人及社会信息化的高需求。
WIFI采用IEEE802.11协议,该协议规定网络电子产品的发射功率应控制在100毫瓦内,以此确保产品的小辐射。实际上,WIFI产品的发射功率在60-70毫瓦左右,与其他网络电子产品相比WIFI产品的健康安全性更高。
以往的校园网络基本上都以有线网络为主,在实际运用过程中存在接入方式单一、接口数量有限等不足,因而伴随学校的发展、学生数量的增多,有线校园网络越来越难以满足广大师生对网络的使用需求。当前,网络化校园、网络化教学逐渐成为每一个学校的校园环境标准,这也意味着学校教师与学生对网络的使用需求更大、更广,学校许多重要的公共场所都要求有网络的覆盖,如教室、图书馆、会议室等。但因有线校园网络无法满足信号覆盖范围广、传输速度快的使用条件,所以这就迫切需要有一种网络技术能够满足校园网络的这两大必备条件。对此, WIFI技术不仅可以达到这两大要求,而且还能实现移动办公,在WIFI电波覆盖范围内的教师与学生都可以实现工作、学习、娱乐等方面对互联网络的使用需求。由此可见,建设无线校园网络十分必要,这是当前学校对校园网络提出的新时代要求。
在校园局域网中应用WIFI技术,需要结合无线局域网的通信设备来实现,在校园区域中通过设置全方位WIFI信号覆盖,以此来完成基于WIFI技术的无线校园网建设,并确保无线 无线设备选型
实现无线校园网的建设,首先需要挑选相应的无线设备,其中无线AP、路由器是基本的设备需求,在选择这两种设备时需要以校园网络的安全为准则。关于无线AP的选择需要结合当前的主流技术标准,无线n/g 的通信标准,需要支持多方面的安全机制,如WEP加密、支持WPA-PSK/WPA2-PSK等。而关于路由器的选择,则需要挑选那些极具高级防火墙特性的,且具备对WAN端ping攻击抑制的设备。只有无线基本设备满足技术标准,这样才能确保无线校园网的安全稳定,防止病毒的传播。
在应用WIFI技术构建无线校园网的过程中,校园网络的安全问题需要引起高度的重视,其中安全技术、认证技术的选择对无线校园网的安全性具有重大影响。因此,为确保校园无线局域网的正常、安全运行,提高网络的安全防御性,可运用WPA2-PSK加密方式来设置无线通信设备数据的加密,使用AP与无线设备时需要输入密码。为提升校园无线局域网的安全性能,还可利用密钥管理技术、身份认证技术,或是使用VPN技术建立虚拟信号。设置高级防火墙在路由器段,以提高外网访问校园无线局域网的认证力度,防止恶性攻击。
AP是无线局域网中的接入热点,为保障无线信号的信号质量与全方位覆盖,在配置校园无线局域网时需要全方面考虑各种情况。固定AP的安装适用于用户密度较低、人数较稳定的区域,可降低建设成本。又因AP信号呈递减的传输特点,传输距离应控制在5米内,尽可能在中央位置或对角位置来安装AP设备,以确保AP的WIFI信号的覆盖率及使用效率。
综上所述,基于WIFI技术建设校园无线局域网,需要以IEEE802.11协议为基准,选用满足当前技术标准的无线设备,并结合先进的技术支持来建设WIFI的无线校园网。当然,本文中的研究还存在不足之处,这就需要我们继续努力来构建与完善校园无线局域网,以保障校园无线局域网的稳定性、安全性。
摘要:物联网技术是智能家居的核心技术支撑,智能家居是物联网技术在智能家庭中的应用体现。当前网络和智能技术高速发展融合的背景下,智能家居作为具有巨大市场潜力的新兴产业,无论是IT终端制造厂商、互联网运营商、服务商和传统家电制造商均把它视为新的增长爆发点。本文通过对物联网技术在智能家居领域的应用来说明物联网的运用对智能家居系统技术进步、功能扩展、服务、达到满足人们对安全、舒适、方便和绿色环保的需求的作用。
物联网的英文描述为“The Internet ofthings”,即“物——物相连的互联网”[1][2]。物联网的基础核心仍旧是互联网,它在传统互联网人与物互通的基础上,实现物开云 开云体育与物互通,是互联网发展的应用和业务层面的拓展。其主要特征是全面感知、可靠传递和智能处理。全面感知是指利用RFID、二维码、传感器等随时随地获取和采集物体信息;可靠传递是指通过无线网络和互联网的融合将物体信息准确传递;智能处理是指利用云计算、数据挖掘及智能识别等人工智能技术对海量数据信息进行分析处理,完成对物体的智能化控制。
物联网的概念在1999 年被提出,是在互联网的基础上,利用射频识别技术、无线数据通信技术等构造出的一个实现全球物品信息实时共享的实物互联网。2005 年11 月17 日国际电信联盟发布《ITU 互联网报告2005:物联网》,重新提出了物联网的概念[3],并对其进行了扩展,不仅局限于RFID技术。2009年1月28日,IBM 首次提出“智慧地球”的概念。随后,美国将物联网列为振兴经济的一个重点。此外,欧洲、韩国、日本等国家也把物联网产业作为振兴国家经济的一个核心产业[4]。2009年8月,提出了“感知中国”的概念,自此物联网被列为国家五大新兴战略性产业之一,在中国受到了极大的关注[5]。
物联网是在网络技术、传感技术及通信技术日趋成熟的条件下出现的,它是一种体现物与物之间新型关系,将所有物品通过射频识别、二维码、无线数据通信等智能感知技术与互联网连接起来,的具有智能化识别、控制与管理功能的网络系统,其中可能涉及多种信息传感设备,比如射频识别装置、二维码扫描装置、红外感应装置、各种传感器等。
物联网从产生之初到现在,已经被应用到众多领域,如智能交通、智能消防、工业检测、老人护理、食品溯源和情报搜集等。毫无疑问,物联网也将对智能家居领域产生深远影响。基于物联网的智能家电必将为人们提供未来生活方式的全新解决方案。将物联网技术应用到家用电器中,可以使家电具有智能感知及信息网络功能,能使家庭中的家电设备之间信息交互、家电设备与产品和用户之间也可以进行信息交互,方便人们的日常家居生活,使生活方式更加合理,生活模式更舒适、健康、环保。
关于物联网的概念,目前没有统一的标准。但是综合来看,物联网是一种实现物-物相连的智能网络,它主要依赖于智能感知技术、无线通信技术、遥感技术、智能数据处理技术[5]等,是在互联网的基础上发展起来的。物联网从产生之初到现在已经被应用在越来越多的领域,如物流、交通、产品安全监测、路灯管理、智能电力[6]、医疗[7]等。智能家电与智能家庭的发展,用户新增的需求,使广大厂商和研究人员发现,智能家居也是物联网发展的一个重要领域。[8]IT终端制造厂商、互联网运营商、服务商和传统家电制造商正在进行此方面的研究,也逐渐推出基于物联网技术的产品。物联网技术使得家电在智能化控制的基础上,实现了商品与设备的关联及设备之间的关联,展现出了一种更加智能化的便捷、健康、环保的家居场景。
目前,智能家居系统没有一个统一的定义或者概念,的解释是:“智能家居(英文:smart home, home automation)是以住宅为平台,利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将与家居生活有关的设施集成,构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统。能提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性,并实现环保节能的居住环境。”
2012年4月5日中国室内装饰协会智能化委员会《智能家居系统产品分类指导手册》把智能家居系统产品共分为二十个分类包含了:控制主机(集中控制器)、智能照明系统、电器控制系统、家庭背景音乐、家庭影院系统、对讲系统、视频监控、防盗报警、电锁门禁、智能遮阳(电动窗帘)、暖通空调系统、太阳能与节能设备、自动抄表、智能家居软件、家居布线系统、家庭网络、厨卫电视系统、运动与健康监测、花草自动浇灌、宠物照看与动物管制。
由此可知,智能家居是一个系统的概念,融合了网络信息技术(有线、无线)、智能家电技术、自动控制技术等技术,将家庭平台上与信息相关的信息设备、智能家电和家庭安保装置,通过综合布线技术连接到一个家庭智能化系统上进行集中的或异地的监视、控制和家庭事务性管理,并保持这些家庭设施与住宅环境的和谐与协调。这些功能都是通过智能家居系统中的家庭网络控制来实现的,通过家庭总线系统提供各种服务功能、并和住宅以外的外部世界相通连。智能家居系统通过网络化的综合管理家中设备,来创造一个优质、高效、舒适、安全、便利、节能、健康、环保的居住生活环境空间。[9]
笔者认为智能家居强调的是整体的环境,包括健康环境、人机互动的环境、安全的环境、经济的环境,以用户体验为核心的整体环境的创造。
健康的环境包含舒适的温度、优质的空气、适宜的水温等;人机互动的环境主要指智能化的体验、便捷的人机互动的界面和高集成度的人工智能应用;安全的环境包括家庭安防监控和网络环境自身的安全;经济的环境主要体现在系统本身的经济合理(如系统价格)及家庭应用的经济合理(如节水、节电、扩展方便)。
物联网技术主要包含三个层面,即感知层面、网络层面和应用层面。物联网常见的感知技术包括RFID 技术、二维码技术、传感器技术、摄像头、gps 等;进行网络传输的技术主要包括3G、Wi-Fi、蓝牙、接入网等;计算技术主要是指进行海量数据处理的技术包括数据挖掘和数据推送。网络层面包含电信运营(移动、有线、卫星通信网络等)、物联网运营(信息中心、管理中心等)、平台、软件、系统设备、系统集成及终端设备。应用层面包含环境监测、智能交通、智能建筑、智能家居、远程医疗、城市管理、公共安全、工业监控、绿色农业、资源管理等。
物联网技术在智能家居的应用包含了家居环境控制、家庭安防、智能家电等多个领域,一个完全的智能家居系统按照前文所述包含了20个子系统。在物联网技术支撑下,用户可以将家用电器之间组成一个物物相连的网络,然后在互联网的基础上,对家庭中的设备、产品进行监控;在家电或者产品发生故障时能够通过网络自动进行短信、电话等智能报警;家用电器能够智能地记录用户的生活习惯和生活方式,利用数据挖掘、情境感知等技术为用户进行合理的信息推送,实现人与家电、环境、产品的自然交互。
物联网技术贯穿智能家居从终端设备的研发、系统集成及运行到用户使用的全过程。从技术角度来看,物联网智能家居技术的核心技术是通讯或控制协议,涉及硬件接口和软件协议两部分,可以简单的划分为无线与有线技术。
有线(Ethernet)、EIB/KNX、LonWorks、X- 10、PLC-BUS、CresNet,AXLink 等。其中X-10,PLC-BUS 是专门针对智能家居行业制定的通讯技术。X-10电力线年前后引入并开始推广,该技术可以在电力线上通讯,免于智能家居系统部署的时候另外布线。该技术对电网运行环境依赖性较高,由于设备成本、技术稳定性及信息安全等问题市场局面一直难于打开。PLC-BUS 提高了一定的通讯稳定性,但是难以保证持续稳定的质量,对电网环境的依赖性仍旧很强,使用成本和信息安全的问题无法根本性解决。尽管电力线多年的技术积淀,但是由于成本和技术瓶颈,智能家居产品在有线技术开发方面不断地进行新的尝试,各种技术的优缺点暂时不能满足客户的需求,也许这也是今天多种有线技术并存的原因。
无线技术包含了RFID 智能识别技术、蓝牙(Bluetooth)、WiFi、Zigbee、ZWave、Enocean等。RFID是一种通过无线电波进行数据传输的非接触式的自动识别计技术,它通过无线电信号进行数据读写并识别特定目标,具有无接触、识别速度快、自动化程度高、抗干扰、识别多开云 开云体育个物体等优点。RFID 是20 世纪90 年代兴起的,发展至今被认为是自动识别领域中应用最广泛的、识别效果最好、最重要的一项技术。[8] WiFi作为低成本、最易与互联网连接的智能家居技术解决方案被广为应用。ZigBee ZigBee 技术的特点包括:低功耗、成本低、低速率、时延短、高容量、工作可靠、高安全等。ZigBee的设计可用于支持特定应用软件的开发和部署。应用规范和ZigBee 的堆栈相连,让制造商更快、更容易地推出特别针对某些应用的无线产品。可用的应用规范包括家庭自动化、智能能源、通信、医疗、远程控制(RF4CE,或称消费电子射频)、建筑自动化和零售服务。Z-Wave主要针对家庭和小型商用建筑的监控和控制,广泛适用于照明控制、安全和气候控制。其它应用包括烟雾探测器、门锁、安全传感器、家电和远程控制。[10]
物联网智能家居系统从技术和应用的角度来说稳定性、可拓展性(灵活性)、安全性及经济性都是重要衡量指标。目前为止,无论是有线技术还是无线技术都没有一个得到广泛认可的技术标准。有线技术基于专用通讯线缆,某种程度上来说其稳定性较好,但是可拓展性较差(系统扩展、改良需要重新布线)、成本高也是其难以跨越的门槛。与之相比无线技术的高速发展在可拓展性(灵活性)及经济性方面都具有优势。稳定性和安全性方面两者各有千秋,都在不断发展完善。
智能家居在中国经历了近6 年的起步阶段,发展速度缓慢,主要是因为没有投入大量的资金,开发技术短期内也不成熟。[9]目前整个智能家居行业发展主要的成果还是反映在智能化的摄像头、电视、电冰箱、传感器、手机、空调、医疗设备、穿戴设备等一系列终端产品,及一些分散的智能家庭控制子系统的研究上,比如,三表抄送系统、门禁系统、可视对讲系统、灯光控制系统、窗帘控制系统等。以“智能家居”系统作为产品目前仍没有在市场上大规模出现,基本停留在概念阶段。
随着物联网技术的日趋成熟,不断融入智能家居,其内容发展越来越丰富,想象空间越来越大。但由于早期开发技术的不成熟,智能家居发展至今仍没有普及,在技术、需求、经济适用性等方面仍有诸多的问题有待解决。
如上文所述,由于稳定性、经济性、安全性、可拓展性等原因,当前无论有线技术还是无线技术都没有一个得到广泛认可的技术标准,处于百家争鸣的阶段。由于没有开放的协议、统一的接口和数据库,使得技术协调和系统整合比较困难。各设备之间、子系统之间难以实现互联、互通和互操作,使得各个子系统之间形成“信息孤岛”,且兼容性和可拓展性较差,难以实现真正智能化,也给系统集成商、服务运营商和客户使用带来困扰。
笔者认为,当前网络和智能技术高速发展融合背景下,智能家居作为具有巨大市场潜力的新兴产业,互联网相关企业无论IT终端制造厂商、互联网运营商,还是服务商和传统家电制造商均把它视为新的增长爆发点。在巨大的市场利益驱动下,各种技术创新、改良都向着好的方向发展。但相关标准的建立、接口的统一,需要一个适应淘汰的过程。它无法由哪个组织或部门单独完成,需要在市场竞合过程中由相关企业、科研院所、相关协会等组织在用户的认可下共同努力实现。
目前,智能家居产品在满足用户需求和经济适用方面存在的主要问题是,产品较为单一(受技术等原因限制)且价格高昂。笔者认为任何产品成功最核心的原因,是建立在满足客户需求的基础之上。对于智能家居而言,客户的需求具有多样性、时效性、经济合理性等特点。如前文所述,智能家居强调的是整体的环境,包括健康环境、人机互动的环境、安全的环境、经济的环境,以用户体验为核心的整体环境的创造。要满足上述需求,智能家居产品在技术满足的前提下,要能够做到解决方案多样化、系统扩展便利化、用户体验简单化、产品成本最低化。解决方案多样化与系统扩展便利化是指,系统方案灵活多样,既可以提供整体解决方案,也可以分部、分步提供。从客户角度来说,最好能够与不同品牌的系统解决方案兼容。客户经过初步体验后能有更大的选择空间,同时在增加新系统或改良现有系统时不会给客户造成过多不便。用户体验简单化是指产品的控制界面或人机交互界面应想用户所想,尽可能的“傻瓜”与智能,尽最大可能的从用户角度出发。产品成本最低化是指在保证质量和功能完整性的前提下,尽可能降低生产、开发成本,在合理的利润空间下投放市场。否则完美但溢价过高的产品是很难得到用户认同的。
本文通过对物联网技术在智能家居领域应用的简要分析认为,智能家居强调的是整体的环境,包括健康环境、人机互动的环境、安全的环境、经济的环境,以用户体验为核心的整体环境的创造。基于物联网技术的智能家居需要从技术层面、满足用户需求和经济适用改善提高着手。技术层面的提高目前主要需要完成标准的建立和接口的统一,在市场竞合的过程中由相关企业、科研院所、相关协会等组织在用户的认可下共同努力实现。需求和经济适用层面,需要企业在以用户体验为核心的基础上不断努力提高。使物联网的运用在智能家居系统技术进步、功能扩展、服务方面,最终达到满足人们对安全、舒适、方便和绿色环保的需求。
物联网的概念有许多,2010年总理的政府工作报告附录中给出的物联网解释比较具有权威性。中国物联网专家委员会主任委员邬贺铨院士对这个物联网的概念又进一步做了修正:“物联网是指通过信息传感设备,按照约定的协议,把需要联网的物品与网络连接起来,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪监控和管理的一种网络,它是在网络基础上的延伸和扩展应用”。物联网是在计算机互联网的基础上,利用RFID、无线数据通信等技术,构造一个覆盖世界上万事万物的“Internet of Things”。在这个网络中,物品(商品)能够彼此进行“交流”,而无需人的干预。其实质是利用射频自动识别(RFID)技术,通过计算机互联网实现物品(商品)的自动识别和信息的互联与共享。而RFID,正是能够让物品“开口说话”的一种技术。在“物联网”的构想中,RFID标签中存储着规范而具有互用性的信息,通过无线数据通信网络把它们自动采集到中央信息系统,实现物品(商品)的识别,进而通过开放新的计算机网络实现信息交换和共享,实现对物品的“透明”管理。
物联网可以以电子标签和EPC(Electronic Product Code,产品电子代码)码为基础,建立在计算机互联网基础上形成实物互联网络,其宗旨是实现全球物品信息的实时共享和互通。物联网的系统结构由信息采集系统、PML信息服务器、产品命名服务器(ONS)和应用管理系统四部分组成。物联网通过Internet信息世界 的互联实现物理世界任何产品的互联,实现在任何地方、任何时间可识别任何产品,使产品成为附有动态信息的“智能产品”,并使产品信息流和物流完全同步,从而为产品信息共享提供了一个高效、快捷的网络平台。
从国际上看,欧盟、美国、日本等国都十分重视物联网的工作,并且已作了大量研究开发和应用工作。我国中长期规划《新一代宽带移动无线通信网》中有重点专项研究开发“传感器及其网络”,国内不少城市和省份已大量采用传感网解决电力、交通、公安、农渔业中的“M2M”等信息通信技术的服务。作为国家层面成立了《传感器的网络标准工作组》。而中国通信标准化协会也启动了基于互联网的物联网和基于电信网的物联网的相关标准和研究课题的申报工作。在关于“感知中国”的讲话后我国“物联网”的研究、开发和应用工作进入了高潮。
作为物联网应用的一个重要领域,”遥知矿山”是通过各种感知、信息传输与处理技术,实现对真实矿山整体及相关现象的可视化、数字化及智慧化。其总体目标是:将矿山地理、地质、矿山建设、矿山生产、安全管理、产品加工与运销、矿山生态等综合信息全面数字化,将遥知技术、传输技术、信息处理、智能计算、现代控制技术、现代信息管理等与现代采矿及矿物加工技术紧密相结合,构成矿山中人与人、人与物、物与物相联的网络,动态详尽地描述并控制矿山安全生产与运营的全过程。以高效、安全、绿色开采为目标,保证矿山经济的可持续增长,保证矿山自然环境的生态稳定。
近些年在矿山提出过许多概念,如数字矿山、矿山综合自动化、信息化矿山、智能矿山等,而”遥知矿山”是在综合了这些概念的基础上,更加具体、全面、动态、详尽地描述真实矿山。
而在物联网矿山的概念下,这些都不需要去作任何解释。这是由于物联网本身就是基于统一网络的应用;物联网本身就是要在GIS(地理信息系统)和GPS(全球定位系统)下实现定位的应用;物联网本身就是控制与网络一体化的应用;物联网本身就是分布式应用等等。此外,物联网还明确提出了物与物相联的概念,而在以前的数字矿山等诸多概念中,基本是人与人、人与物相联的概念为主。
如果大部分城市90%以上的出租车装上了智能定位管理系统,每辆车的位置都清晰地现实在中央平台上。市民只需一个电话就能叫来车。系统还有同事防盗报警、定位查车、轨迹回放、广告信息等多项功能。不仅保障了司机的安全,更大大方便了乘客。
无锡移动助力打造的“智能公交”平台将能“遥知”车辆位置、运行状况,并实现智能调度。它让车辆调度员足不出户就可以知道车辆行驶到什么位置了,车内是否出现过度拥挤,哪条线路需要增派车辆了。
总之,由于物联网是基于现代高新技术,将感知技术、传输技术、信息处理、智能计算、现代控制技术、现代信息管理等与现代高效生产及加工技术紧密相结合,构成现实中人与人、人与物、物与物信息、属性相联的网络,动态详尽地描述并控制安全生产与运营的全过程。以高效、安全、绿色环保为目标,保证经济的可持续增长,保证自然环境的生态稳定与和谐统一。
[1]田美花.基于RFID技术的生产执行系统关键技术研究.青岛:中国海洋大学,2007.
[2]肖慧彬.物联网中企业信息交互中间件技术开发研究.北京:北方工业大学,2009.