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物联网、无线感测技术与自动化方面的应用

? 2018年05月23日 17:42 ? 次阅读

美高梅官网,金沙网投领导者,金沙网投网站,金沙网投开户 www.tongshi-cn.com 针对公共设施寿命、气候环境监测,以及大型厂房╱仓库等广大区域,布设无线传感器形成无线感测网络(Wireless Sensor Networks, WSN)成为发展趋势。其成败在于传感器成本、布设节点的数量多寡╱密度,以及至少3~20年的免换电池的长期运行寿命要求下,从采用的低功耗的MCU、无线通讯技术以至于能源采集(Energy HarvesTIng)技术,都是这个无线感测网络可长可久的关键。

无线传感器技术为环境感测╱智能控制布下天罗地网

感测技术位于自动化领域架构的第一层

而无线传感器(Wireless Sensor)可以在难以接触维修的公共设施(如高架道路╱桥梁),或山坡地、森林、海洋、湖泊等环境下,无须拉线就能大量的布设;当感测节点(Sensor Node)感应到周遭光线、温度、湿度、压力、磁力、振动、电流等变化,将这些量测变化经由无线方式透过中继站或直接回传到中央控制服务器。整个感测区域可能有几十个、数百个甚至上千个无线感测点,形成一个广大的无线感测网(Wireless Sensor Network, WSN)。于2013年底正式营运的eTag电子收费,正是一种由每部车辆贴上eTag RFID卷标,通行经过全国高速公路的eTag感应门架的一种无线感测的应用实例。

物联网、无线感测技术与自动化方面的应用

无线感测网络广泛用于公共设施、环境等监测(NICS)

而在企业、大型厂房╱仓储的工业控制应用,象是厂房的机台设备设置温度、电压、马达转速等监控点,一定时间间隔内仅传输几十个bytes到控制面板,就可有效掌握机台设备的状况。布设无线传感器,可以简化布线程序并有效降低整个感测网络的布设与管理成本。至于在智能居家控制上,藉由MEMS微机电技术所开发的各种感测元件,可以做到体积纤细小巧且成本低廉,也开启了无线感知技术应用无限的可能性。从早期任天堂Wii的体感控制,笔记本电脑硬盘振动侦测的防护,到从你我手中的智能型手机、平板计算机的加速感测仪(Accelerometer)、陀螺仪(Gyrometer)等的应用可见一斑。

物联网、无线感测技术与自动化方面的应用

各CPU/MCU厂纷纷推出超低功耗MCU抢占庞大IoT/WSN/穿戴式装置商机(SiliconLab/Intel)

近年来,国内外研究单位投注许多资源,开发无线感测网络的应用服务,涵盖了商业、娱乐、军事、医疗、教育等方面。

无线感测技术低功耗超长效供电为关键

一个无线传感器在硬件架构上,包含了:1. MCU微控制器,通常内嵌韧体,负责执行感测数据采集与运算。2. 电力供应单元,象是锂电池,或者是采用太阳能、压电开关(Piezo Switch),或可借助环境磁力、无线电波产生电源的环境能源采集(Energy HarvesTIng)的设计。3. 一到多个感测单元,象是包含光线、温度、湿度、压力、磁力、振动、电流等的变化。通?;岵捎肕EMS微机电感测元件。4. 无线射频单元(RF Transceiver),通常应用到象是RFID,或其它支持低功耗的ZigBee、蓝牙(Bluetooth)中低速率无线传输技术的RF芯片,传送少量量测数据封包后即刻关闭以节省电力;传递到无线感测中继站(Hub)汇集后,才转以较高速率的Wi-Fi 802.11a/b/g/n或3G/3.5G方式传送到中央服务器。

由于无线传感器最大成本为CPU/MCU与RF射频单元,有无线传感器业者藉由先进半导体与封装制程MCP甚至SoC方式加集成、密集化。目前无线传感器的体积可以做到仅一枚硬币大小,而具备802.11a/b/g/n Wi-Fi无线中继传输节点,差不多跟一只优盘、口香糖的大小相当。

其次,象是火山口、酷寒地带、湖泊或高架道路桥梁等地,由于比较难以接触且维护上比较不容易,为了降低安装与频频更换电池的维护成本,在这些地点所布置的无线感测点,规格上被要求仅以电池就能运行3~20年,甚至要具备环境能源采集(Energy HarvesTIng)能力,也就是可以利用太阳能、压电开关、磁力、振动,甚至撷取环境无线讯号的方式就能产生微弱的电力,使整个无线传感器能运行。依IDTechEx预测,具备环境撷电的感测装置数量,到2019年将达到100亿,是2009年5亿部的20倍。

若每个无线感测节点一有风吹草动就频频上传量测讯号,庞大的量测数据上传会造成整个无线感测网的带宽与能源的消耗。区域自主运算(Local Processing)成为是新一代无线传感器的设计新趋势。平时无线传感器MCU与RF处于睡眠节能模式,一有量测讯号出现时先开启MCU,做好数据简易判断确认后,快速开启RF单元传送数据后关闭RF与MCU,重返节能模式。另外韧体空中更新(Over-The Air, OTA)的设计,方便日后藉由远程无线方式传送韧体资料,对广大的传感器的韧体进行更新作业。

同时是否选择产业界开放标准的MCU,具备丰富多元化的第三方软硬件开发套件与软件开发工具,使得开发无线感测的创意应用不受到任何限制。像芯科(Silicon Labs)从早期选择8051单芯片,到近年改用安谋(ARM)的Cortex M0/M0+架构的EFM32 Zero Gecko,做为Wireless Sensor MCU,同时能与各种温度、湿度、环境光源、动作侦测器、开关门侦测、定位侦测、化学合成、烟雾侦测器等做介接。其无线传感器在内建锂电池在无阳光下可供电数十小时,外搭太阳能光电板,则仅需3~5小时一般日照就能充电完成;若搭配压电、振动或其它环境撷电的方式,辅以长效锂电池,几乎10~20年内无须更换电池。

英特尔(Intel)基于x86架构下,重新打造22nm制程、400MHz的Quark处理器,在CES 2014首度公开仅一张SD卡大小的双核计算机平台Edison,内建Wi-Fi与蓝牙射频???,目前瞄准于抢占物联网、无线感测与穿戴式装置商机,并举办总奖额130万美元的开发应用奖,来吸引开发者的创意应用。

无线感测导入居家控制与穿戴式装置

从早期烟雾传感器、瓦斯传感器、玻璃窗被入侵传感器等应用,到近期像早期的到近期LED灯具的环境╱情景设定、光源亮度设定,以及电动窗帘自动启闭,恩智浦(NXP)发表应用压电原理(Piezo)的无线切换开关,按下开关就能产成电力驱动内部的射频芯片,传输讯号到支持ZigBee的无线LED灯具上。

无线感测技术也进一步深入家庭╱办公室自动化的应用。藉由布建各种温度、光源、压力的无线传感器,以及无线ZigBee的开关控制,透过云端方式,由用户藉由手机、平板的方式进行监控,进一步达成像灯光、窗帘、冷气等的自动化应用。目前已有象是远雄建设的二代宅、林口未来市,以及淡海新市镇的建案,都采用一些采用无线ZigBee可云端控制的家电自动化控制方案。

长庚大学跟体育大学、健身中心进行老年人生理参数与运动资料的收集。规划出适合于他的运动器材以及运动模式,透过具备无线感测网络(WSN)的健身器材做连结,让健身器材会侦测、建议选用何种什么模式来运动,以及告知运动量。同时他们于2008年开发出集成心电图讯号(ECG)、呼吸、体液、温度与移动加速度等感测功能的智能衣,可做到24小时随时随地监控记录,并透过手机或计算机浏览记录。下个目标则是与ICT业界合作,将各种无线感测技术,导入并集成到各种附着于身上(On Body)的穿戴式装置,使目前的医疗照护,可从医院延伸到老人机构,再从机构再跨到一般社区的居家照护。

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手把手教你轻松玩转跨界处理器电源的设计

众所周知,处理器芯片的供电都有一定的上下电时序要求,产品设计中必须遵循芯片的上电、下电时序才能确保器...

发表于 2018-05-20 09:40 ? 845次阅读
手把手教你轻松玩转跨界处理器电源的设计

一文汇总消费电子_物联网与半导体电子行业供应链厂...

整理汇总了下消费类电子,物联网与半导体等行业的供应链,以待后续查阅,竞争太激烈,有些厂商已挂了,有些...

发表于 2018-05-20 06:02 ? 853次阅读
一文汇总消费电子_物联网与半导体电子行业供应链厂...

MEMS和物联网的应用:智慧农业MEMS技术

智慧农业MEMS技术真是农场主的“神算子”吗? 农业应用所需的测量和传感大部分依靠微机电系统(MEM...

发表于 2018-05-20 00:24 ? 578次阅读
MEMS和物联网的应用:智慧农业MEMS技术

云计算/物联网运用:联想助力ERP应用无缝迁移_...

开放IT架构,带来鞍钢数字化转型的无限可能 随着大数据、云计算、物联网等新兴技术的大规模应用,众多企...

发表于 2018-05-20 00:22 ? 652次阅读
云计算/物联网运用:联想助力ERP应用无缝迁移_...

智能硬件开发教程

发表于 2018-05-19 16:47 ? 104次阅读
智能硬件开发教程

我国物联网发展现状和物联网产业链分析,重点产品,...

物联网产业链包括芯片供应、传感器供应、无线模组供应、网络运营、平台服务、系统及软件开发、智能硬件制造...

发表于 2018-05-19 10:18 ? 1187次阅读
我国物联网发展现状和物联网产业链分析,重点产品,...

物联网原理和它的应用与技术的资料概述

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“In...

发表于 2018-05-19 10:12 ? 396次阅读
物联网原理和它的应用与技术的资料概述

未来边缘计算将更好地推动物联网技术发展

物联网的最终目标是万物互联,而边缘计算是解决当前云计算所面对的数据传输问题所应用的主要方式,相对于云...

发表于 2018-05-18 17:32 ? 769次阅读
未来边缘计算将更好地推动物联网技术发展

飞利浦照明引领物联网时代照明创新

全球照明领导者飞利浦照明今天正式启用了运用智能互联照明技术打造的全新大中华区总部大楼,并首次宣布了公...

发表于 2018-05-18 16:53 ? 960次阅读
飞利浦照明引领物联网时代照明创新

一起来看看一个自动化工厂标配到底有什么呢?

它的任务是协助或取代人类工作的工作,例如生产业、建筑业,或是危险的工作?;魅艘话阌芍葱谢?、驱动装...

发表于 2018-05-18 16:06 ? 367次阅读
一起来看看一个自动化工厂标配到底有什么呢?

新IoT连接选项以及云计算的潜在趋势

Silicon Labs最近有机会与IMONT的首席运营官Larry Poon交谈,该公司是一家初创...

发表于 2018-05-18 14:51 ? 536次阅读
新IoT连接选项以及云计算的潜在趋势

正业玖坤携手中国科技开发院与天津双街镇正式签订“...

“智能制造创新创业服务基地”将以正业科技智能制造为技术基础,结合中国科技开发院的物业管理经验,打造智...

发表于 2018-05-18 14:49 ? 1480次阅读
正业玖坤携手中国科技开发院与天津双街镇正式签订“...

未来工厂究竟是什么样子?

从研发实验室的先进机器人到仓库的计算机视觉,技术正在对制造业的每个环节产生影响。有趣的是,自2001...

发表于 2018-05-18 14:14 ? 405次阅读
未来工厂究竟是什么样子?

通过指纹识别技术?;な肿什?/a>

数字指纹识别机制安全的核心在于其部署在一系列分布式节点上。Xage 公司声称借助区块链技术能够消除发...

发表于 2018-05-18 14:11 ? 287次阅读
通过指纹识别技术?;な肿什? /></a>
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系统级解决方案决胜工业物联网竞争

物联网以兼容并包的姿态吸纳着诸多技术的优点,共同组建万物互联的世界,相比于之前几次工业和信息技术革命...

发表于 2018-05-18 11:13 ? 340次阅读
系统级解决方案决胜工业物联网竞争

博世集团持续在华投资,加速转型成为领先的物联网公...

博世全新智能网联事业部可满足全球在互联交通服务领域日益多样化的实际需求。在中国,这一事业部将致力于拓...

发表于 2018-05-18 10:34 ? 474次阅读
博世集团持续在华投资,加速转型成为领先的物联网公...

伟世通正在走出自己的自动驾驶升级之路

不过,迄今为止,在汽车行业,还没有出现类似苹果的App Store或者安卓的Google Play这...

发表于 2018-05-18 09:22 ? 302次阅读
伟世通正在走出自己的自动驾驶升级之路

虚拟运营商正式商用后的现状 与传统的业务有什么区...

移动通信转售业务,是指企业可以从基础电信运营商处承包部分通信网络使用权,重新包装成自有品牌,自己组...

发表于 2018-05-18 08:53 ? 108次阅读
虚拟运营商正式商用后的现状 与传统的业务有什么区...

智能家居和物联网将是安防行业发展的重头戏

随着人工智能迅速发展,安防的应用场景也不断扩展,比如智能交通管理、工业自动化、国防智能化。

发表于 2018-05-18 08:38 ? 1765次阅读
智能家居和物联网将是安防行业发展的重头戏

【10GB+STM32学习资料免费下载】风媒电子首发 青柚ZERO物联网开发板

发表于 2018-05-17 22:39 ? 262次阅读
【10GB+STM32学习资料免费下载】风媒电子首发 青柚ZERO物联网开发板

布局智能衣护行业,昊用科技联合浙大展开深度战略合...

发表于 2018-05-17 18:00 ? 315次阅读
布局智能衣护行业,昊用科技联合浙大展开深度战略合...

云知声发布首款面向物联网的AI芯片

5月16日,距云知声宣布完成1亿美金C轮融资仅过去5天,在市场声量中沉寂多年的云知声,开始了马拉松后...

发表于 2018-05-17 16:19 ? 777次阅读
云知声发布首款面向物联网的AI芯片

日本开始正视中国的强大,想搭上中国发展的顺风车

速度最高是现有计算机的1亿倍(10的8次方),而量子计算机的多项基础技术源于日本, D-Wave量子...

发表于 2018-05-17 16:01 ? 270次阅读
日本开始正视中国的强大,想搭上中国发展的顺风车

云知声发布首款ai芯片UniOne 面向物联网性...

前不久,云知声宣布获得3亿元的战略投资,并且会发布第一代AI芯片。今天,云知声正式发布首款ai芯片U...

发表于 2018-05-17 15:06 ? 357次阅读
云知声发布首款ai芯片UniOne 面向物联网性...

5G会如何改变我们的生活

近年来,每逢大小的消费电子或移动通讯展会,5G都会成为众所瞩目的焦点。无论是攻克5G基础科技的企业、...

发表于 2018-05-17 14:49 ? 455次阅读
5G会如何改变我们的生活

即将到来物联网时代,从概念到应用物联网进入到2....

物联网领域规格最高、规模最大的国家级博览会——世界物联网博览会,在无锡市太湖国际博览中心开幕。

发表于 2018-05-17 14:34 ? 253次阅读
即将到来物联网时代,从概念到应用物联网进入到2....

巨头相继布局物联网 独角兽们大放异彩

物联网不再是高高在上的概念,不仅巨头们积极拥抱,也涌现出众多创新独角兽,在今年独角兽的大背景下,开创...

发表于 2018-05-17 14:28 ? 284次阅读
巨头相继布局物联网 独角兽们大放异彩

联合创新共推行业AI落地,深度融合构建端到端智慧...

在这种背景下,有两点值得关注:其一,机器人在智慧内物流的应用中将越来越广泛;其二,智慧内物流作为智能...

发表于 2018-05-17 11:13 ? 515次阅读
联合创新共推行业AI落地,深度融合构建端到端智慧...

提及物联网,你只听过NB-IOT?

你有没有想过:在应用百花齐放的当下,除了传统的射频性能,2到7层网络的稳定性也至关重要。

发表于 2018-05-17 10:22 ? 653次阅读
提及物联网,你只听过NB-IOT?

一文看懂嵌入式与物联网有什么关系

虽然嵌入式系统已经有30多年的历史,但是原来一直隐藏在背后的,自从物联网上升为国家战略后,嵌入式系统...

发表于 2018-05-16 17:45 ? 584次阅读
一文看懂嵌入式与物联网有什么关系

【HC-02V1.1蓝牙串口??槭杂锰逖椤拷嵯畋ǜ?连接3D打印机

发表于 2018-05-16 09:26 ? 421次阅读
【HC-02V1.1蓝牙串口??槭杂锰逖椤拷嵯畋ǜ?连接3D打印机

简单消息队列:物联网消息

发表于 2018-05-07 19:15 ? 122次阅读
简单消息队列:物联网消息

2018中国国际数字经济博览会

发表于 2018-05-05 16:58 ? 233次阅读
2018中国国际数字经济博览会

各位大佬好,小弟请教一下物联网方面的问题。

发表于 2018-05-04 10:47 ? 305次阅读
各位大佬好,小弟请教一下物联网方面的问题。

基于阿里云HiTSDB搭建工业物联网平台实践

发表于 2018-04-24 15:37 ? 390次阅读
基于阿里云HiTSDB搭建工业物联网平台实践

移动、联通、电信物联网卡常见问题解答

发表于 2018-04-23 11:27 ? 249次阅读
移动、联通、电信物联网卡常见问题解答