電力線通信技術(shù)第九章 物聯(lián)網(wǎng)課件

第九章

物聯(lián)網(wǎng)9.1物聯(lián)網(wǎng)的起源和發(fā)展9.2物聯(lián)網(wǎng)中的電力線通信部署電力線通信技術(shù)第九章物聯(lián)網(wǎng)第九章

目錄9.1物聯(lián)網(wǎng)的起源和發(fā)展9.2物聯(lián)網(wǎng)中的電力線通信部署電力線通信技術(shù)第九章物聯(lián)網(wǎng)9.1物聯(lián)網(wǎng)的起源和發(fā)展從物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的前景和空間來看，物聯(lián)網(wǎng)比互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展空間和市場(chǎng)前景要廣闊得多。目前我們互聯(lián)網(wǎng)的終端PC的用戶量在1億的數(shù)量級(jí)范疇當(dāng)中。物聯(lián)網(wǎng)的信息終端需求量在10億級(jí)，智能電子設(shè)備的需求量在30億級(jí)，微處理器的數(shù)量是在5?000億級(jí)，傳感器的數(shù)量在萬億級(jí)以上，所以物聯(lián)網(wǎng)整體的發(fā)展空間比互聯(lián)網(wǎng)要大多。也有權(quán)威機(jī)構(gòu)已經(jīng)做出預(yù)測(cè)，物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)值將是互聯(lián)網(wǎng)的30倍。物聯(lián)網(wǎng)概念最初在1999年，由麻省理工學(xué)院提出。當(dāng)時(shí)麻省理工學(xué)院的幾個(gè)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，將幾臺(tái)設(shè)備進(jìn)行組網(wǎng)管理，形成物聯(lián)網(wǎng)的雛形。電力線通信技術(shù)第九章物聯(lián)網(wǎng)9.1物聯(lián)網(wǎng)的起源和發(fā)展

2008年3月，蘇黎世舉辦了全球首個(gè)國(guó)際物聯(lián)網(wǎng)會(huì)議“物聯(lián)網(wǎng)2008”，探討了“物聯(lián)網(wǎng)”的新理念和新技術(shù)與如何將“物聯(lián)網(wǎng)”推進(jìn)發(fā)展的下個(gè)階段：將現(xiàn)實(shí)世界的物體集成進(jìn)虛似的網(wǎng)絡(luò)中，使實(shí)物對(duì)計(jì)算機(jī)而言是可感應(yīng)的輸入設(shè)備。

電力線通信技術(shù)第九章物聯(lián)網(wǎng)第九章

目錄9.1物聯(lián)網(wǎng)的起源和發(fā)展9.2物聯(lián)網(wǎng)中的電力線通信部署電力線通信技術(shù)第九章物聯(lián)網(wǎng)9.2物聯(lián)網(wǎng)中的電力線通信部署物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)智能化傳感器網(wǎng)絡(luò)。在現(xiàn)有的傳感器網(wǎng)絡(luò)分析介紹中，無一例外所強(qiáng)調(diào)的都是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WirelessSensorNetwork，WSN），因?yàn)樗⑿突?、低功耗和靈活的組網(wǎng)方式、鋪設(shè)方式以及適合移動(dòng)目標(biāo)等特點(diǎn)受到廣泛重視?，F(xiàn)在已經(jīng)有了成熟的傳感器網(wǎng)絡(luò)規(guī)范，包括物理層、鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層。常見的傳感器網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)有藍(lán)牙、紅外數(shù)據(jù)傳輸、Wi-Fi、ZigBee等，盡管如此，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的成熟并不能掩蓋其應(yīng)用環(huán)節(jié)的薄弱。電力線通信技術(shù)第九章物聯(lián)網(wǎng)9.2物聯(lián)網(wǎng)中的電力線通信部署首先，無論是物聯(lián)網(wǎng)的信息匯聚型業(yè)務(wù)，還是更深遠(yuǎn)的泛在服務(wù)業(yè)務(wù)，單一的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)始終無法滿足整體需求。在業(yè)務(wù)的構(gòu)架中，必須要針對(duì)不同的業(yè)務(wù)需求，提供相應(yīng)的傳感器網(wǎng)絡(luò)組，此時(shí)，無線網(wǎng)絡(luò)并不適合作為唯一的傳感器網(wǎng)絡(luò)。其次，物聯(lián)網(wǎng)是改造世界的利器，這必然是以改造公共基礎(chǔ)設(shè)施為出發(fā)點(diǎn)，以人性化和高成本效率為準(zhǔn)則，因此，相比較于無線網(wǎng)絡(luò)的高昂造價(jià)和其并不穩(wěn)定的穿透能力，電力線將會(huì)成為新的傳輸網(wǎng)絡(luò)，得到更多的關(guān)注和重視。最后，隨著智能電網(wǎng)逐步取代傳統(tǒng)電網(wǎng)的趨勢(shì)，電力網(wǎng)絡(luò)作為一個(gè)覆蓋面最廣、傳輸節(jié)點(diǎn)最多的網(wǎng)絡(luò)，意味著任何帶電終端都可以成為信息傳輸?shù)钠瘘c(diǎn)和終點(diǎn)，無疑會(huì)為我們提供巨大的信息資源，成為物聯(lián)網(wǎng)的主干通信媒介。電力線通信技術(shù)第九章物聯(lián)網(wǎng)9.2.1醫(yī)療衛(wèi)生物聯(lián)網(wǎng)對(duì)人類文明的促進(jìn)首先體現(xiàn)在成功改造醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)。醫(yī)療服務(wù)體系的核心——醫(yī)院應(yīng)該承擔(dān)更多的責(zé)任和義務(wù)。醫(yī)院智能信息平臺(tái)將會(huì)擴(kuò)展信息范圍，利用電子計(jì)算機(jī)和通信設(shè)備，為醫(yī)院所屬各部門提供對(duì)病人診療信息和行政管理信息的收集、存儲(chǔ)、處理、提取及數(shù)據(jù)交換的能力，并滿足所有授權(quán)用戶的功能需求。醫(yī)院智能信息平臺(tái)意味著醫(yī)院的信息化建設(shè)，除了傳統(tǒng)意義上的醫(yī)院各部門信息化（包括財(cái)務(wù)、市場(chǎng)等）外，更需要醫(yī)療配置信息化的建設(shè)，這不僅可以改善患者的就醫(yī)體驗(yàn)，縮短滯院時(shí)間、減少服務(wù)差錯(cuò)，還可以完善個(gè)人健康檔案的管理，如下圖所示。電力線通信技術(shù)第九章物聯(lián)網(wǎng)9.2.1醫(yī)療衛(wèi)生電力線通信技術(shù)第九章物聯(lián)網(wǎng)9.2.2現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控越來越多的施工現(xiàn)場(chǎng)需要我們進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)分析，從而在工程項(xiàng)目得到合理的反饋信息，監(jiān)督工程各模塊的進(jìn)程，統(tǒng)籌把握系統(tǒng)運(yùn)行。特別是存在安全隱患的區(qū)域，信息的采集和傳輸受到了客觀條件的限制。①實(shí)時(shí)信息。其中，環(huán)境數(shù)據(jù)的變化直接影響工程質(zhì)量和現(xiàn)場(chǎng)工作人員的人身安全，因此需要保證信息的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性，為系統(tǒng)應(yīng)變機(jī)制提供依據(jù)。②部署專用傳輸信道。特殊環(huán)境中，傳輸信道難以合理的布置，不單單是成本控制的問題，更有可能會(huì)破壞原本穩(wěn)定的施工現(xiàn)場(chǎng)，因此，需要謹(jǐn)慎設(shè)計(jì)。③機(jī)動(dòng)性。工程環(huán)境具有多變性和不確定性，同時(shí)基于傳輸信道的考慮，研發(fā)能即時(shí)接入傳輸信道的測(cè)量體系是目前市場(chǎng)上的主流方向。電力線通信技術(shù)第九章物聯(lián)網(wǎng)9.2.2現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控我國(guó)目前的礦井通信系統(tǒng)主要用于對(duì)各種易燃易爆氣體和礦井通風(fēng)狀況的監(jiān)測(cè)監(jiān)控。礦井通信系統(tǒng)大大提高了礦井安全生產(chǎn)水平和安全生產(chǎn)管理效率。現(xiàn)有的井下通信系統(tǒng)大多數(shù)采取井下分站連接若干個(gè)傳感器的結(jié)構(gòu)（如下圖所示）。電力線通信技術(shù)第九章物聯(lián)網(wǎng)9.2.2現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控電力線通信技術(shù)第九章物聯(lián)網(wǎng)9.2.3智能交通路況信息是分析城市交通狀況、選擇合理出行線路和避免車輛過度擁擠的參考數(shù)據(jù)，然而目前并沒有合適的渠道去實(shí)時(shí)辨識(shí)路況、分享路況信息。智能交通引導(dǎo)系統(tǒng)利用攝像頭、交通流量傳感器和遍及全市的電力線布局，采集路況信息。通過紅綠燈、十字路口等基礎(chǔ)設(shè)施上的無線發(fā)送端，司機(jī)和居民可以用車載路況信息接收端或者手機(jī)等無線接收端，實(shí)時(shí)的通信相關(guān)路段，直接獲得最新的路況，了解潛在的危險(xiǎn)。對(duì)應(yīng)不同的行駛需求，智能交通引導(dǎo)系統(tǒng)可以提供人性化服務(wù)。電力線通信技術(shù)第九章物聯(lián)網(wǎng)9.2.3智能交通車載安全降速傳感器系統(tǒng)系統(tǒng)：這一防碰撞系統(tǒng)能夠掃描車輛前方10?m左右三個(gè)位置的情況：右側(cè)、左側(cè)以及正前方。一旦傳感器探測(cè)到前方有其他機(jī)動(dòng)車輛、摩托車、自行車或者行人，它就會(huì)向安裝在靠近后視鏡位置的“交通接收器”發(fā)出信號(hào)。緊接著，交通接收器就會(huì)利用接收到的信號(hào)和降速器計(jì)算汽車與前方物體之間的距離，提醒司機(jī)或者強(qiáng)行減速。電力線通信技術(shù)第九章物聯(lián)網(wǎng)9.2.4智能家居家庭網(wǎng)絡(luò)是代表家庭信息化的一種新概念，它是全方位提供智能化服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，是指在家庭內(nèi)部通過一定的傳輸介質(zhì)將各種電氣設(shè)備和電氣子系統(tǒng)連接起來，對(duì)內(nèi)實(shí)現(xiàn)資源共享，對(duì)外能通過網(wǎng)關(guān)與外部網(wǎng)互連進(jìn)行信息交換。家庭網(wǎng)絡(luò)的主要功能有安全服務(wù)、通信服務(wù)、能源管理、自動(dòng)控制等。智能家庭是具有家庭網(wǎng)絡(luò)的住宅，可以提供給住戶更好的家庭生活體驗(yàn)，并且屏蔽了復(fù)雜的實(shí)現(xiàn)技術(shù)和模糊的用戶接口，安全、可靠且能保護(hù)用戶的隱私。電力線通信技術(shù)第九章物聯(lián)網(wǎng)9.2.4智能家居智能家庭方案提供的業(yè)務(wù)可分為以下四大類：①家庭娛樂和通信：通過機(jī)頂盒提供數(shù)字電視、視/音頻點(diǎn)播、網(wǎng)絡(luò)游戲、視頻電話以及遠(yuǎn)程教育等業(yè)務(wù)。②家庭安全：為家庭提供監(jiān)控和告警，例如闖入警報(bào)、戶外警報(bào)、煙霧/溢水監(jiān)測(cè)和告警等。③家庭自動(dòng)控制：利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行家電控制、照明控制、門窗控制等。④家庭醫(yī)療保?。豪眉彝メt(yī)療業(yè)務(wù)能夠?qū)彝コ蓡T進(jìn)行遠(yuǎn)程日常健康檢查、心電圖/血壓/血糖/體重/肺活量測(cè)量、制定藥療計(jì)劃視頻會(huì)診等。電力線通信技術(shù)第九章物聯(lián)網(wǎng)9.2.4智能家居基于電力線載波通信的智能家居系統(tǒng)是利用載波通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)有源家居電氣設(shè)備的智能化控制和網(wǎng)絡(luò)化管理的簡(jiǎn)單、便捷和環(huán)保的現(xiàn)代化家居管理系統(tǒng)，它是一個(gè)三層體系結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，分為以下三層（下圖）。①接入層。其主要負(fù)責(zé)PC、移動(dòng)控制器和電話等用戶接入終端接入設(shè)備的系統(tǒng)訪問和交互支持。②控制層。其主要功能及服務(wù)由中心控制器完成，它是智能家庭系統(tǒng)的中心管理單元，負(fù)責(zé)接收終端用戶的控制指令，并將其轉(zhuǎn)換成為控制信號(hào)加載在電力線上。中心控制器還負(fù)責(zé)分檢和接收從被控設(shè)備端傳來的加載在電力線上的信息。③執(zhí)行層。其負(fù)責(zé)接收和分檢中心控制器加載在電力線上的控制指令，并根據(jù)系統(tǒng)對(duì)設(shè)備的管理模式采集需要控制的家電設(shè)備信息，并將其加載在電力線上，發(fā)送給中心控制器。電力線通信技術(shù)第九章物聯(lián)網(wǎng)9.2.4智能家居電