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推进物联网纵深发展,万位科技国内首推位联网IOP概念

2019-03-05 11:51:09  

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2018年4月9日,万位科技在参加第十三届中国车联网大会时首次提出“位联网”这一概念,表示在物联网这一宏观产业下,实际业务场景必将呈现出“万位互联”的形态,即终端位置信息将相互关联,并在同一平台下实现数据交互处理,形成“位联网”的位置网络形态。

定义

位联网是物联网(Internet of Things)技术的重要分支,是其在实际应用场景中的具体体现。其英文名称是:“Internet of position(IoP)”。顾名思义,位联网就是位置互联形成的网络。这有两层意思:其一,位联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;其二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间、人与人之间、人与物品之间,进行信息交换和通信,也就是终端之间的位置相互关系。位联网通过位置感知、识别技术与普适计算等通信感知技术,广泛应用于物联网线下位置服务中,是物联网这一庞大产业的重要基础分支之一。位联网是物联网的应用基础,与其说位联网是网络,不如说位联网是业务和应用。因此,应用创新是位联网发展的核心,以位置服务创新满足用户体验为核心的创新2.0是位联网发展的灵魂。

二、组织构成

位联网同物联网一样,大致分为感知层、网络层和应用层,分别对应数据采集、数据处理和数据输出的位置服务环节。总体上看LBS由移动通信网络和计算机网络结合而成,两个网络之间通过网关实现交互。移动终端通过移动通信网络发出请求,经过网关传递给LBS服务平台;服务平台根据用户请求和用户当前位置进行处理。并将结果通过网关返回给用户。

1、感知层

感知层是位联网系统的数据采集通道,感知层主要实现全面感知,即通过嵌入在物品和设施中的传感器和数据采集设备,随时随地的获取物质世界的各种信息和数据,并接入到网络。感知层的设备主要包括传感器、RFID、二维码、多媒体信息采集,GPS,红外等设备。

2、网络层

网络层实现位联网数据信息的双向传递和控制,达到可靠传输的目的。网络层必须具备复杂事件和数据流的处理能力,扩展原有系统,优化业务流程,从而实现更全面的互联互通。

3、应用层

应用层实现对信息的处理,利用云计算,模糊识别的各种智能计算技术,对海量的数据和信息进行分析处理,指的是位联网的各种应用,例如智能电力、智能交通、智能环境、智能家居等

位联网通讯协议

MQTT

MQTT(Message Queuing Telemetry Transport,消息队列遥测传输)最早是IBM开发的一个即时通讯协议,MQTT协议是为大量计算能力有限且工作在低带宽、不可靠网络的远程传感器和控制设备通讯而设计的一种协议。MQTT协议的优势是可以支持所有平台,它几乎可以把所有的联网物品和互联网连接起来。

CoAP

CoAP是受限制的应用协议(Constrained Application Protocol)的代名词。由于目前物联网中的很多设备都是资源受限型的,所以只有少量的内存空间和有限的计算能力,传统的HTTP协议在物联网应用中就会显得过于庞大而不适用。因此,IETF的CoRE工作组提出了一种基于REST架构、传输层为UDP、网络层为6LowPAN(面向低功耗无线局域网的IPv6)的CoAP协议。

XMPP

XMPP(可扩展通讯和表示协议)是一种基于可扩展标记语言(XML)的协议,它继承了在XML环境中灵活的发展性。可用于服务类实时通讯、表示和需求响应服务中的XML数据元流式传输。XMPP以Jabber协议为基础,而Jabber是即时通讯中常用的开放式协议。

HTTP

http的全称是HyperText Transfer Protocol,超文本传输协议,这个协议的提出就是为了提供和接收HTML界面,通过这个协议在互联网上面传出web的界面信息。

SoAP

SoAP(简单对象访问协议)是交换数据的一种协议规范,是一种轻量的、简单的、基于可扩展标记语言(XML)的协议,它被设计成在WEB上交换结构化的和固化的信息。 SOAP 可以和现存的许多因特网协议和格式结合使用,包括超文本传输协议(HTTP),简单邮件传输协议(SMTP),多用途网际邮件扩充协议(MIME)。它还支持从消息系统到远程过程调用(RPC)等大量的应用程序。SOAP使用基于XML的数据结构和超文本传输协议(HTTP)的组合定义了一个标准的方法来使用Internet上各种不同操作环境中的分布式对象。

四、 定位模式

位联网系统服务在基础位置数据获取方面的终端定位方式按照应用领域对定位精度要求的不同,主要分为室外定位和室内定位两个方面。其中,室外定位的主要方式有卫星定位、基站定位、WiFi定位、RFID标签定位;室内定位则包括iBeacon室内定位、UWB室内定位、WiFi室内定位、LiFi室内定位等

1、卫星定位

目前国内主流的卫星定位方式为GPS定位和北斗对定位两种,它从最初的定位精度低、不能实时定位、难以提供及时的导航服务,发展到现如今的高精度GPS全球定位系统,实现了在任意时刻、地球上任意一点都可以同时观测到4颗卫星,以便实现导航、定位、授时等功能。卫星定位可以用来引导飞机、船舶、车辆、以及个人,安全、准确地沿着选定的路线,准时到达目的地。卫星定位还可以应用到手机追寻等功能中。

2、基站定位

基站定位一般应用于手机用户,手机基站定位服务又叫做移动位置服务(LBS——Location Based Service),它是通过电信移动运营商的网络(如GSM网)获取移动终端用户的位置信息(经纬度坐标),在电子地图平台的支持下,为用户提供相应服务的一种增值业务,例如目前中国移动动感地带提供的动感位置查询服务等。

3、WiFi定位

通过移动设备和三个无线网络接入点的无线信号强度,通过差分算法,来比较精准地对人和车辆的进行三角定位。WiFi室内定位精度为5-10米左右,硬件成本较低。

4、RFID定位

射频识别(RFID)是一种无线通信技术,可以通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据,而无需识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触。

无线电的信号是通过调成无线电频率的电磁场,把数据从附着在物品上的标签上传送出去,以自动辨识与追踪该物品。某些标签在识别时从识别器发出的电磁场中就可以得到能量,并不需要电池;也有标签本身拥有电源,并可以主动发出无线电波(调成无线电频率的电磁场)。标签包含了电子存储的信息,数米之内都可以识别。与条形码不同的是,射频标签不需要处在识别器视线之内,也可以嵌入被追踪物体之内。

5、iBeacon室内定位

iBeacon室内定位精度为3-5米左右,需要在室内部署低功耗蓝牙设备或蓝牙基站,设备体积小、距离短、功耗低,容易部署。通过iBeacon室内定位及室内地图的结合,可查看人与物的实时位置、移动轨迹、当前状态等信息,实现电子围栏、实时预警、数据分析等管理功能。

6、UWB室内定位

UWB超宽带室内定位精度为0.1-0.5米左右,定位精度较高,需要在现场布设专业基站并配合终端设备进行定位,通常为手环、磁卡等便携设备。精准定位人员、车辆、资产, 并在定位基础上实现轨迹追踪、巡检巡查、物资盘点、区域报警、摄像联动等。

7、LiFi室内定位

LiFi可见光室内定位精度为0.5-1米左右,误差10cm以内,定位精准,无需维护,安全保密性高,但光源遮挡时无法定位,需要在室内安装支持LiFi定位的LED光源或对现有光源进行改造。

五、位联网系统特点

1、具备大量的基础位置数据库

位联网是集合了各种感知技术的广泛应用。位联网上部署了海量的多种类型传感器,每个传感器都是一个信息源,不同类别的传感器所捕获的信息内容和信息格式不同。传感器获得的数据具有实时性,按一定的频率周期性的采集环境信息,不断更新数据。

2、以数据智能处理模型为核心

位联网不仅仅提供了位置终端的连接,其本身也具有智能处理的能力,能够对物体实施智能控制。位联网将传感器和智能处理相结合,利用云计算、模式识别等各种智能技术,扩充其应用领域。从传感器获得的海量信息中分析、加工和处理出有意义的数据,以适应不同用户的不同需求,发现新的应用领域和应用模式。

3、应用拓展性强

位置服务已覆盖诸多物联网应用场景:

从早期的“网易味央猪”到最近的“京东跑步鸡”,这些明星产品能够问世,其实背后都有位置服务的功劳。细数起来,基于位置服务的物联网典型应用,还真不少,例如:

共享单车

城市中,共享单车随时随地停放,如何确定哪些单车停什么时间停在了什么地方,需要单车终端向管理后台发送定位信息。只有通过位置服务,才能方便用户寻找车辆,方面运营商根据位置信息、骑行轨迹等进行分析并制定投放策略,进行统一调度。

大规模养殖

畜牧业中,现代化养殖手段多采用放养模式,几个人甚至是一个人需要管理上万只猪、牛、鸡,需要用到定位监测,一方面可以确定方便管理,防止资产丢失;另一方面可以实现食品追溯,让消费者买到安全、放心的产品。

自动驾驶

车联网中,位置信息的重要性无可厚非,未来的车路协同、智能驾驶,都需要配备高精度定位服务。这样以来,车辆准确泊车、主动避障以及为行人让路等功能才能得以实现。

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