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成功案例:物联网传感网关产品的应用

一.引言

物联网是通过信息传感设备,按照约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,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。它是在互联网基础上的延伸和扩展。物联网分为底层传感网、中层通信网、上层智能处理网等不同层次,这其中的核心和重中之重是底层传感网。无线组网通信的前端智能感知节点和网关设备是物联网产业中需求量最大和最基础的环节,产品的国产化需求非常迫切,自主研发至关重要。

M2M物联网感知层及感知延伸层设备,是目前国内物联网发展重点,国内各大厂商在此领域广泛布局,相关产品涉及的市场领域有智慧农业、智慧电力水利、智慧家居、环境保护等行业,国家物联网整体战略布局在此领域也有比较明确的部署;M2M物联网感知层及感知延伸层目前以 智能传感器、无线传感器网络、综合多模网关设备、M2M应用平台等产品技术为当前技术方向。
无线传感器网络技术是一种应用于短距离、低传输数据速率下的电子设备之间的无线通信技术。是新一代的传感器网络,具有非常广泛的应用前景,其发展和应用,将会给人类的生活和生产的各个领域带来深远影响。

二.客户需求

目前许多应用的监测点往往位于位置偏僻、交通不便、无人员执守、无供电、通讯不良的区域,监测设备需要采用电池或太阳能供电、通过无线网络上传数据。因此要求监测设备低功耗、有无线数传能力。目前常见的无线连接方式是利用移动通讯网络来实现,主要通过在设备上添加GPRS和CDMA模块来实现。但是这种方式存在速率较低,数据量小等问题,且受移动通讯网络覆盖面的影响。同时,由于一机一号,占用大量号码资源,系统运行期间通讯费用和管理维护成本较高。在移动通讯网覆盖不良的区域,必须采用卫星通讯网络。由于卫星通讯模块价格的使用费用较高,无法在监测设备上普及。因此,对于在某个区域内,监测点较多,分布相对密集的监测项目,采用基于Zigbee技术的无线感知网,有利于节省号码资源,降低运维成本。

无线传感器网络所具有的众多类型的传感器,可探测包括地震、电磁、温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体的大小、速度和方向等周边环境中多种多样的现象。基于MEMS的微传感技术和无线联网技术为无线传感器网络赋予了广阔的应用前景。随着计算成本的下降以及微处理器体积越来越小,已经为数不少的无线传感器网络开始投入使用。目前无线传感器网络的应用主要集中在以下领域:

 


图1 无线传感网

 

三.解决方案

基于物联网的南京青奥会环境感知系统
 


图2基于物联网的南京青奥会环境感知系统结构示意图

国土资源地质灾害在线预警传感网

M2M物联网管理平台

图3危岩监测无线感知网结构示意图

危岩区监测点呈带状分布,考虑到地表形态和植物对无线通讯的影响,无线物联网传感网关与智能传感节点之间的距离控制在200米以下。接入地质环境灾害预警领域雨量计、流量计、滑坡仪等专用传感器及仪表设备,通过野外无线传感网及骨干网络实施全方位的监控。

精细农业无线传感网
 


图4农业大棚无线传感网应用示例图

四.效益及客户评价

本方案利用低功耗智能无线网络替代有线或非智能无线网络,具有自发现、自组织、自恢复和自愈特性,智能多协议网关具有强大的协议转换能力,支持串口、以太网、Wifi、2G/3G网络、卫星通讯,组网灵活适应性强,系统设备加电后自动建立寻找网络,无需人工干预,节约施工和管理的成本。

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