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物联网三大应用架构将实现智慧地球理念(二)

时间:2010-03-30 20:43来源:未知 作者:admin 点击:
基于传感网络的物联网应用架构 当人们谈论传感网络的时候,一般主要是指无线传感网络(WSN, Wireless Sensor Networks),此外还有视觉传感网(VSN, Visual Sensor Networks)以及人体传感网(

 基于传感网络的物联网应用架构

  当人们谈论传感网络的时候,一般主要是指无线传感网络(WSN, Wireless Sensor Networks),此外还有视觉传感网(VSN, Visual Sensor Networks)以及人体传感网(BSN, Body Sensor Networks)等其他传感网,这里我们也主要讨论WSN。

  WSN由分布在自由空间里的一组“自治的”无线传感器组成,共同协作完成对特定周边环境状况,包括温度、湿度、化学成分、压力、声音、位移、振动、污染颗粒等的监控。WSN中的一个节点(或叫Mote)一般由一个无线收发器、一个微控制器和一个电源组成。WSN一般是自治重构(Ad-Hoc或Self-Configuring)网络,包括无线网状网(Mesh Networks)和移动自重构网(MANET)等。

 无线传感网目前还是计算机和通信专业的学者们一个非常活跃的研究领域。10多年前IBM(苏黎世研究中心)、微软等大企业就开始投入巨资研究传感网,但商业收效甚微,所以大企业已经基本不再投入做纯WSN研究(哈佛大学Welsh教授语),目前WSN的研究主要还是在大学和国立研究机构。

  笔者听过Welsh教授最近关于WSN的主题发言,他认为目前企业和研究机构对WSN的关注点完全不一样,企业能赚钱的WSN技术对研究人员来说太简单,算不上成果,而研究机构做的东西离实用差距又太远,波士顿市的基于哈佛WSN先进技术的CitySense计划(“感知波士顿”)的失败就是例子,而美国Oklahoma市采用了更简单成熟技术的MicroCAST计划却获得了成功。

  到目前为止,WSN研究最成功的成果可能要数加州大学伯克利分校Culler教授研究小组提出的Mote的概念和他们研制成功的Mote节点产品,相关成员2003年在硅谷成立了一个名为MoteIV的公司,销售Mote产品和推广WSN应用,但后来因经营状况不好而改名为Sentilla,不再以WSN业务为主。笔者对WSN没有深入的研究,但15年前笔者在美国做并行计算时,年轻的Culler教授也在做并行计算系统的研究,而且也算是当时顶级的并行计算专家,现在发现他老先生又成了领导潮流的WSN专家,而且已经桃李满天下,Welsh教授就是Culler教授的学生。难怪笔者觉得“曾似相识”,现在WSN的研究就好象15年前学术圈里对并行计算系统架构的研究一样,提出了很多种技术架构,到头来超级并行计算机还是“返朴归真”,采用了最简单通用的网络连接技术。

  WSN的研究大多还专注于网络底层(包括非IP协议的ZigBee、TinyOS和基于IP的6LoWPAN等),以及电源的持久性等问题,按照其目前的发展,笔者认为WSN离真正的“物联网”还很有一定距离,对像EPCGlobal中ONS和PML等物联网层面的问题研究还不够。

  另外,笔者认为,WSN的研究者们太热衷于无线技术,忽略了感知层用有线现场总线和传输层用长距离无线通信的组合。从实用和商业推广的角度,这个组合早已经达到稳定和大规模应用的水平。

  基于M2M的物联网应用架构

  业界认同的M2M理念和技术架构覆盖的范围应该是最广泛的,包含了EPCGlobal和WSN的部分内容,也覆盖了有线和无线两种通信方式,一个典型的M2M系统由(图4)所示的几个部分组成。

M2M也覆盖和拓展了工业信息化(两化融合)中传统的SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统。SCADA系统在工业,建筑,能源,设施管理等领域和现在的M2M系统一样,行使设备数据收集和远程监控监测的工作。乍一看,M2M和SCADA似乎是一样的,但由于M2M基于互联网等新技术,有很多标准化的东西(如XML,WebServices/SOA等)做基础,它和传统的SCADA是有区别的,好多SCADA系统基本上还基于陈旧的C/S架构。

  M2M有如下图所示的两种业务模式。MVNO(移动虚拟网络运营商)业务模式在中国还未形成(或政策不允许),但在美国早已经存在,JasperWireless、Aeris等公司一直在做基于SaaS营运的M2M业务MVNO,也就是MMO(M2M Mobile Operator)。 由于M2M/智慧地球最近的发展催生了许多新的机遇,美国各大营运商如Verizon、ATT等以前都不直接做M2M业务,最近都纷纷成立了M2M业务部门,直接开展M2M业务,例如AT&T和Amazon合作直接支撑其Kindle电子阅读器无线接入服务。结果迫使一些原来的MVNO成了MVNE,JasperWireless就是例子,ATT&T正好采用了JasperWireless平台。

  在中国,三大营运商从一开始就直接做M2M业务,一开始就没有MVNO生存的机会,同方软件专业做M2M软件已有很多年,凭借多年M2M业务积累的优势成为了中国移动公司M2M营运平台的MVNE。.

  同样,M2M的发展缺乏ONS和PML那样的“物联网”标准规范和统一体系架构,虽然有一些像oBIX、BITXML、oMIX那样的尝试,但像ONS和PML那样的统一的规范还未形成,还有很长的路要走。


典型的M2M系统
(责任编辑:admin)
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