物联网(Internet of Things,简称 IoT)是一个由互联网、传统电信网、传感器网络等网络技术相互融合而形成的网络概念。
一、基本定义
它通过各种信息传感器(如温度传感器、湿度传感器、二维码识读设备、射频识别装置等)、设备和装置,实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程的各种信息。这些信息包括物体的状态、所处环境的温度、湿度等数据。然后,通过各类可能的网络接入方式(如 Wi - Fi、蓝牙、ZigBee 等无线网络,或者以太网等有线网络),将这些数据传输到特定的服务器或数据处理中心。最后,通过智能化的算法和软件系统对这些数据进行分析和处理,从而实现物体与物体之间、物体与人之间的远程控制、智能化管理和决策。
二、关键要素
感知层
这是物联网的基础层次。主要负责信息的采集和感知,就像人类的感觉器官一样。例如,在一个智能温室中,土壤湿度传感器可以感知土壤的干湿程度,温度传感器可以测量温室内的温度,光照传感器可以检测光照强度。这些传感器将物理量转换为电信号,为后续的数据传输和处理提供原始数据。
网络层
负责数据的传输和通信。它包括各种网络接入技术,如移动通信网络(4G、5G)、互联网等。以智能交通系统为例,安装在车辆上的各种传感器(如车速传感器、胎压传感器等)采集的数据,通过车载通信设备(如 OBD - Ⅱ接口设备)利用移动通信网络(如 4G)将数据发送到交通管理部门的服务器。这个过程中,网络层确保数据能够准确、高效地在不同节点之间传输,实现不同设备和系统之间的互联互通。
应用层
这是物联网与行业需求结合的部分,提供各种具体的应用服务。比如在智能家居应用中,用户可以通过手机应用远程控制家中的智能电器。应用层的软件系统会根据用户指令和从感知层获取的数据,对智能电器进行控制。在工业物联网中,应用层可以实现生产过程的自动化控制、质量检测和设备维护等功能。
三、应用场景
智能家居
通过物联网技术,家中的各种电器设备可以相互连接。例如,智能门锁可以通过手机 APP 远程控制,当主人回家时,门锁可以自动识别主人身份并开门。同时,它还可以和家中的智能安防系统联动,当有异常情况(如非法入侵)时,及时向主人手机发送警报信息。智能照明系统可以根据环境光线和用户习惯自动调节亮度,智能空调可以根据室内温度和用户设定的舒适模式自动调节温度。
工业物联网
在工厂生产中,物联网技术可以实现设备的远程监控和故障诊断。例如,通过在生产设备上安装传感器,可以实时监测设备的运行状态,如温度、振动、压力等参数。当设备出现故障隐患时,系统可以提前发出预警,提醒维修人员进行维护,减少设备停机时间,提高生产效率。同时,还可以对生产过程中的原材料、半成品和成品进行实时跟踪,优化生产流程和供应链管理。
智能交通
车辆可以通过物联网技术与道路基础设施、其他车辆进行通信。例如,车联网系统可以实现车辆的自动驾驶辅助功能,如自动跟车、车道保持等。交通管理部门可以通过安装在道路上的传感器和监控设备,实时获取交通流量、车速等信息,进行交通信号的智能控制,缓解交通拥堵。同时,还可以为用户提供实时的交通信息,如路况、停车位信息等,方便用户出行。