物联网领域应用的典型案例

第十章

物联网领域应用的典型案例

美国未来学家托尔勒说过：谁掌握了信息，谁控制了网络，谁就将拥有整个世界。

物联网技术集信息与网络之大成，使得我们可以在任何时间和地点看到整个世界。

无论任何技术，应用是决定其成败的关键。物联网的丰富内涵正催生出非常多的外延应用。物联网的应用以“物”或者物理世界为中心，涵盖很多领域，具有多样化、规模化和行业化的特点。10.1现代交通领域的应用10.1.1信息采集技术侵入式交通信息采集电感线圈气电管压电薄膜交通传感器移动称重传感器磁力检测传感器非侵入式交通信息采集微波雷达红外线车辆检测传感器视频图像车辆检测传感器超声波车辆检测传感器车辆自动识别RFID系统用于车辆检测的微波雷达传感器安装示意图主动红外线检测的安装示意图交通信息采集的新技术

全球定位系统(GPS)激光传感器移动电话基于GPS的交通参数信息采集系统结构10.1.2网络传输技术(1)移动通信(2)卫星传传输(3)因特网网传输输(4)光纤网网络在智能能交通通系统统中几几种主主流的的短距距离无无线通通信技技术包包括WPAN技术、、WirelessUSB技术、、、RFID技术。。(5)短距离离无线线网络络基于ZigBee技术的的路段段网络络结构构示意意图电子不不停车车收费费系统统的网网络架架构监测疲疲劳驾驾驶的的体域域网案案例据统计计在特特大交交通伤伤亡事事故中中，疲劳驾驾驶原因占占很大大比例例。疲劳驾驾驶不不但会会影响响司机机的视视觉、、反应应和判判断能能力，，而且且影响响司机机的警警觉性性和对对问题题的处处理能能力。。特别别是由由于疲疲劳而而产生生的短短暂“微睡眠眠”期增多多，是是交通通事故故发生生的重重要诱诱因。。采用布布置在在驾驶驶员身身上的的体域网网，可以以有效效监测测驾驶驶员的的生理理状态态。可穿戴戴式体体域网网的组组成示示例头戴式式脑电电图系系统的的构造造头戴式式脑电电图系系统的的供电电装置置头戴式式无线线脑电电图监监测系系统10.2现代农农业领领域的的应用用物联网网技术术能实实时提提供地面信信息（空气气温湿湿度、、风速速风向向、光光照参参数、、CO2浓度））、土壤信信息（土壤壤温湿湿度、、张力力、墒墒情））、营营养信信息（（pH、EC值、离离子浓浓度））、有害物物监测与与报警警（动动物疾疾病和和植物物病虫虫害））、生长信信息（植物物生理理生态态信息息、动动物健健康监监测））等，，帮助助农民民及时时发现现问题题，并并准确确地确确定发发生问问题的的位置置，实实现无无处不不在的的数字字农业业。ēēKopro精准农农业系系统2008年Crossbow公司推出了了专门门为精精准农农业设设计的的ēKopro专业套套件。。ēKopro是为作作物测测量、、微气气候研研究和和环境境监测测而设设计的的农业业环境境无线线测量量系统统，代代表了了用于于精准农农业监测的的前沿沿技术术，通通过网网页浏浏览器器为客客户提提供农农作物物健康康状态态和生生长情情况的的实时时数据据。ēKopro系统构构成示示意图图ēKopro系系统的的部署署和使使用农产品品安全全生产产与物物流配配送集成RFID、GIS、GPS和传感感器网网络为为一体体的农产品品安全全生产产与物物流配配送系系统，具有有实时时跟踪踪和监监控功功能。。RFID作为一一种非非接触触式的的自动动识别别技术术，具具有识识别快快速准准确、、重复复性好好、穿穿透性性强和和数据据容量量大等等优点点，适适用于于农产产品物物流领领域的的不同同环节节对农农产品品信息息的监监控，，为构构建农农产品品生产产管理理和质质量追追溯体体系提提供了了良好好的技技术方方法。。农产品品物流流过程程品质质的动动态监监测和和跟踪踪示例例菊花生生产基基地的的应用用案例例温室控控制与与管理理系统统的组组成“温室娃娃娃”系统及及其附附属设设备网络系系统的的监控控管理理平台台10.3国防军军事领领域的的应用用常见的的地面面战场场微型型传感感器地面侦侦察设设备通通常包包括战战场监监视雷雷达、、地面面传感感器和和电子子侦察察设备备等。。在陆陆军地地面侦侦察设设备系系统中中，地地面传传感器器可以以充当当现代代战场场的隐隐形侦侦察兵兵。所谓地面传传感器器，顾名名思议议就是是一种种专门门植于于地面面，通通过对对地面面目标标所引引起的的电磁磁、声声、微微震动动和红红外辐辐射等等物理理量的的变化化进行行探测测，并并转化化成电电信号号后对对目标标进行行侦察察与识识别的的探测测设备备。1、震动动传感感器震动传传感器器类似似于记记录地地震和和原子子弹爆爆炸震震波的的地震震仪，，这种种传感感器在在侦察察目标标时，，主要要是通通过装装置的的震动动探头头(也叫拾震器器)来捕捉捉人员员或车车辆活活动造造成的的地面面震动动信号号。目前电电子市市场上上常见见的震震动传传感器器产品品及型型号包包括：：美国国ADI公司的的ADXL系列加加速度度传感感器(单轴向向、双双轴向向、三三轴向向)、飞思思卡尔尔公司司的MMA62xxQ系列MEMS加速度度传感感器等等。2、声响响传感感器声响传传感器器是一一种通通过对对声源源目标标发出出的声声响信信号进进行接接收、、处理理后，，实现现对声声源目目标进进行侦侦察的的装置置。实实际上上声响响传感感器的的探测测器就就相当当于我我们生生活中中的“话筒”。声响响传感感器的的最大大优点点是分分辨力力强，，它能能鉴别别目标标的性性质。。3、磁性性传感感器磁性传传感器器的探探测器器为磁磁性探探头，，磁性性探头头工作作时在在周围围形成成一个个静磁磁场。。当铁磁金金属制成的的物体体，如如步枪枪、车车辆等等进入入这个个静磁磁场时时，就就会感感应产产生一一个新新的磁磁场，，干扰扰了原原来的的地球球静磁磁场，，由于于目标标的运运动变变化所所产生生的干干扰使使磁场场发生生变化化，产产生电电信号号，实实现对对携带带武器器的人人员和和运动动车辆辆的探探测。。4、红外外传感感器红外传传感器器是一一种能能够感感应目目标辐辐射的的红外线线，并将将其转转换成成电信信号后后对目目标进进行探探测和和识别别的设设备。。这种种传感感器通通常分分为有有源式式和无无源式式两种种。5、压力力传感感器压力传传感器器的探探头通通常是是一根根极细细的应变电电缆，使用用时埋埋设在在目标标可能能通过过的路路面下下。当当运动动目标标压过过浅埋埋的应应变电电缆时时，电电缆因因受挤挤压而而变形形，从从而引引起电电阻发发生变变化，，产生生的电电信号号起到到报警警作用用。6、超声声波传传感器器超声波波传感感器一一般采采用独独立的的发射射器和和接收收器，，发射射器由由高频频信号号(40-80kHz)来激励励。通通过测测量发发射一一个超超声波波脉冲冲与接接收反反射信信号所所用的的时间间间隔隔，可可以简简单地地估计计出被被测物物体的的距离离。另外，，目前前正在在发展展中的的常见见地面面战场场传感感器还还包括括：智能传传感器器。所谓谓智能能传感感器是是指探探测节节点带带有微微处理理机，，因而而兼有有探测测与信信息处处理能能力。。CMOS图像传传感器器。它利利用光光电器器件的的光电电转换换功能能，将将光面面上的的所成成像转转换为为与光光对应应的电电信号号图像像，用用以观观察战战场上上声像像并存存的敌敌方活活动情情况。。微量气气体传传感器器。这种种传感感器通通过测测量敌敌方车车辆排排出气气体的的气味味和含含量浓浓度，，来判判断车车辆种种类和和数量量。美军沙沙地直直线项项目案案例美国陆陆军于于2003年在俄俄亥俄俄州开开发了了“沙地直直线”（ALineintheSand）系统统，这这是一一个用用于战战场探探测的的传感感器网网络系系统项项目。。沙地地直线线项目目主要要研究究如何何将低低成本本的传传感器器覆盖盖整个个战场场，获获得精精细的的战场场信息息。项目背景沙地直线项项目主要研研究传感器器网络在侦侦察入侵检测方面的应用用，以及目标分类和跟踪等问题。美美军研制的的这种传感感器网络系系统，具有有密集型、、分布式的的特征。研制的多种异构的的传感器节节点称为XSM节点，采用了松散散连接的传传感器阵列列，提供现现地探测、、评估、数数据压缩和和发送信息息的功能，，整个试验验工作在佛佛罗里达州州坦帕市MacDill空军基地完完成。XSM节点实物图图正面背面研究人员考考虑到对于于入侵探测测这种战场场应用，传传感器节点点必须承