大話萬物感知:5G時(shí)代的物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)
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導(dǎo)語:莊子曰:“天地與我并生,而萬物與我為一”。莊子將天地萬物與人平等對(duì)待,打破了“以人類為中心”的桎梏。如果說互聯(lián)網(wǎng)是以“人的需求”為中心構(gòu)建的,那么物聯(lián)網(wǎng),則真正實(shí)現(xiàn)將人與萬物并列,實(shí)現(xiàn)人與物,物與物的網(wǎng)絡(luò)溝通。網(wǎng)聯(lián)天下,智慧萬物就是物聯(lián)網(wǎng)的終極目標(biāo)。
Q:物聯(lián)網(wǎng)區(qū)別于互聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)在哪里?
A:是感知層。感知層的基礎(chǔ)又是傳感器。
其實(shí),傳感器大家天天在使用,手機(jī)上,汽車上都有大量的傳感器。
上世紀(jì)50年代,在歐美等國的軍事技術(shù)、航空航天領(lǐng)域的試驗(yàn)研究過程中,傳感器技術(shù)開始發(fā)展。
20世紀(jì)70年代開始,利用半導(dǎo)體、電介質(zhì)、磁性材料等固體元件的某些特性,利用熱電效應(yīng)、霍爾效應(yīng)、光敏效應(yīng),分別制成熱電偶傳感器、霍爾傳感器、光敏傳感器等。這就是固體傳感器時(shí)代。結(jié)構(gòu)傳感器和固體傳感器均屬于模擬傳感器階段。70年代末,隨著集成技術(shù)、微電子技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了集成傳感器。集成傳感器功能多,成本低,性能良好。這個(gè)階段傳感器技術(shù)開始從模擬向數(shù)字方向發(fā)展。
20世紀(jì)80年代,微型計(jì)算機(jī)技術(shù)與檢測技術(shù)相結(jié)合產(chǎn)生了智能傳感器。一開始,把信號(hào)轉(zhuǎn)換電路和微計(jì)算機(jī)、存貯器及接口集成在一個(gè)芯片上,和傳感器結(jié)合在一起,就是智能傳感器,具有檢測、數(shù)據(jù)處理以及自適應(yīng)能力。90年代后,智能化測量技術(shù)促使傳感器本身實(shí)現(xiàn)智能化,具有了自診斷功能、記憶功能、多參量測量功能以及聯(lián)網(wǎng)通信功能等。
在20世紀(jì)90年代,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)逐漸成熟。傳感器技術(shù)發(fā)展歷程如下圖所示。
進(jìn)入21世紀(jì),計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,大幅提升了信息處理效率。LTE、5G的NB-IOT等無線通訊技術(shù)快速發(fā)展,提升了信息傳輸?shù)男?。傳感器新材料、新工藝、新?yīng)用的不斷出現(xiàn),檢測技術(shù)、控制技術(shù)得到了發(fā)展,信息采集能力、測量精度和可靠性得到了根本上的提升;與此同時(shí),傳感器在進(jìn)一步微型化、網(wǎng)絡(luò)化。幾種趨勢合在一起,促進(jìn)了物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)的進(jìn)一步成熟,如下圖所示。
現(xiàn)代傳感器正從傳統(tǒng)的單一功能朝著集成化、無線化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、系統(tǒng)化、微型化、智能化、多功能化、光機(jī)電一體化、無維護(hù)化的方向發(fā)展,與此同時(shí),傳感器的功耗將越來越低,精度和可靠性將越來越高、測量范圍將越來越寬。
受益于5G基礎(chǔ)通訊網(wǎng)絡(luò)的建設(shè),受益于物聯(lián)網(wǎng)終端種類的持續(xù)增長,受益于物聯(lián)網(wǎng)各場景應(yīng)用需求的暴增,有權(quán)威機(jī)構(gòu)預(yù)測,到2025年,全球物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)量達(dá)1000億個(gè)。未來10年,物聯(lián)網(wǎng)將有上萬億元的市場,其產(chǎn)業(yè)規(guī)模將比互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)倍。前景如此可觀!
未來十年,物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)將突破萬億,物聯(lián)網(wǎng)工業(yè)產(chǎn)值將突破萬億,那么有志于從事物聯(lián)網(wǎng)方向的大眾來說,如何快速入門?
01課程名稱
大話萬物感知:5G時(shí)代的物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)
02課程簡介
傳感器是物聯(lián)網(wǎng)信息之源,感知技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)之本,網(wǎng)聯(lián)天下,智慧萬物就是物聯(lián)網(wǎng)的終極目標(biāo)。本課程為《大話萬物感知:從傳感器到物聯(lián)網(wǎng)》教材的配套講座,由機(jī)械工業(yè)出版社出版,可作為各類院校物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專業(yè)的教材,可供企業(yè)或政府物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)管理部門決策時(shí)參考,可作為物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的項(xiàng)目管理、營銷、售前支持、工程服務(wù)人員學(xué)習(xí)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的參考讀物。
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03課時(shí)內(nèi)容
第1章網(wǎng)聯(lián)天下的信息源泉
帶領(lǐng)大家了解什么是物聯(lián)網(wǎng),了解物聯(lián)網(wǎng)的分層結(jié)構(gòu)。傳感器的性能決定了物聯(lián)網(wǎng)性能。本章提出了物聯(lián)天下,傳感先行的觀點(diǎn)。
第2章“傳”“感”二事
介紹了什么是傳感器,如何挑選傳感器。由于傳感器的種類成千上萬,本書只選擇了簡單的電學(xué)量傳感器來介紹基本的傳感器原理和應(yīng)用。
第3章感知擬人化
傳感器要向智能化的方向發(fā)展,必須模擬人類的感官。第3章介紹了智能傳感器,在此基礎(chǔ)上,給出智能觸覺、智能視覺、智能定位等系統(tǒng)的基本原理和應(yīng)用。
第4章無接觸、已識(shí)別
有了“感”,還需要“知”。自動(dòng)對(duì)物流信息進(jìn)行記錄、處理、傳遞和反饋,是構(gòu)造全球物品信息實(shí)時(shí)共享的技術(shù)基石。第4章介紹了自動(dòng)識(shí)別技術(shù),尤其是RFID技術(shù)。
第5章配合默契的傳感器團(tuán)隊(duì)
單槍匹馬難以成事。第5章將單個(gè)傳感器組合起來,讓它們成為團(tuán)隊(duì),協(xié)同完成獲取現(xiàn)場信息的工作。
第6章居間之力
“感知”的目的是為了“業(yè)務(wù)應(yīng)用”。把物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層看作是一個(gè)透明的管道,那么物聯(lián)網(wǎng)的傳感層和應(yīng)用平臺(tái)層之間就需要彼此協(xié)調(diào)配合。第6章介紹了物聯(lián)網(wǎng)中間件,它用來屏蔽傳感層和應(yīng)用平臺(tái)層彼此之間的復(fù)雜性。
第7章重“感知”、促“應(yīng)用”
5G通信技術(shù)和ABC[人工智能(AI)+大數(shù)據(jù)(Big Data)+云計(jì)算(Cloud Computing)]技術(shù)的發(fā)展不斷促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)感知層技術(shù)的更新?lián)Q代,也將促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)新應(yīng)用的普及。第7章介紹了“5G+ABC”背景下的新感知、新應(yīng)用。
04圖書購買
主講老師:王振世
曾在華為供職12年,歷任移動(dòng)系統(tǒng)部無線解決方案總工、無線網(wǎng)優(yōu) 項(xiàng)目總監(jiān)、3G工程交付總監(jiān)、LTE/5G解決方案總監(jiān)等職位,多次獲得該企業(yè)金牌員工等榮譽(yù)。出版過《LTE輕松進(jìn)階》等多部著作。
現(xiàn)就職于北京信世為科技有限公司,擔(dān)任企業(yè)培訓(xùn)咨詢總監(jiān)。主要研究領(lǐng)域:5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)變革、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用、工程交付規(guī)范及管理、網(wǎng)絡(luò)信息安全技術(shù)、Python/Scratch編程教學(xué)等。
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(審核編輯: Doris)