走进物联网
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第1篇 认知篇

1.1 智慧生活的一天——物联网的概念

什么是物联网?在回答这一问题之前,先通过智慧社区的场景了解自己身边的物联网技术应用。

1.1.1 案例故事

一起来看一看王先生家一天的生活。早晨5:30,智能网关启动电饭锅开始煮粥,如图1-1所示。

图1-1 智能电饭锅

早晨6:50,智能网关闹铃时间到,启动卧室音响系统,美妙的音乐响起,窗帘自动开启,阳光照射进卧室,美好的一天开始了,如图1-2所示。

图1-2 智能网关叫醒

早晨7:05,爷爷和奶奶在早饭前量了血压与血氧,数据通过智能网关上传到健康云上,记录两位老人的日常健康数据。医生根据历史数据,对个人进行健康跟踪干预,如图1-3所示。

图1-3 健康云

早晨7:25,王先生准备上班,车子里非常闷热。他用手机远程启动了车内的空调,等到达适宜的温度后,王先生开车上班去了,如图1-4所示。

图1-4 远程启动车内空调

早晨7:30,王太太陪着两位老人逛公园。当家里没有人时,王先生可以通过手机上的APP(应用软件),启动家中的安全布防系统,如图1-5所示。

图1-5 安全布防

早晨7:32,王先生将车开到小区大门口,车闸摄像机智能识别出已登记的车牌,自动抬杆放行,如图1-6所示。

图1-6 车牌自动识别系统

早晨9:00,便利店送鸡蛋的送货员到楼下按了楼宇门铃。由于王太太家中无人,王先生离家前设置了离家的安全布防模式,可视门禁系统将信号转给了王太太。王太太在陪老人逛公园,手机上的智慧社区客户端提示家中有访客,王太太用手机与楼下送货员进行视频对话,约定重新上门的时间,如图1-7所示。

图1-7 智能楼宇系统

早晨10:00,王先生在公司上班,手机突然接到家中被非法入侵的短信警告,王先生立刻用手机查看家中的视频监控,发现原来是狗狗在家中玩耍时,误触阳台门窗的报警器,虚惊一场,如图1-8所示。

图1-8 客厅监控

早晨10:01,通过视频看见小狗受到惊吓,王先生用手机控制自动喂食机,给狗的食盆添加了食物,狗闻到香味安静下来,开始用餐,如图1-9所示。

图1-9 自动喂食机

早晨10:00,王太太和爷爷、奶奶散步回来,他们在楼下使用手机自动开启大楼门禁,通过手机,电梯自动识别出自家楼层。王太太进入家门后,撤消家中的安全布防系统,家中窗帘自动开启,让阳光洒入房间,如图1-10所示。

图1-10 安全布防系统

早晨11:15,一家人沉浸在娱乐中,突然家中的烟雾报警器报警,王太太冲向厨房,原来是王太太忘了关火,锅里的东西糊了,厨房里到处都是烟。同时,王太太接到王先生的电话,询问家中火警情况,原来王先生的手机也同步接到了报警短信,如图1-11所示。

图1-11 烟雾报警器

下午16:00,今晚全家要和亲戚们在社区附近的饭店聚餐,王太太用手机上的智慧社区客户端查询亲戚预订的包厢号,如图1-12所示。

图1-12 智慧社区系统

17:30,王先生开车带一家人去酒楼,快到酒楼的时候,王先生用手机查询酒楼附近停车位的空余情况,如图1-13所示。

图1-13 停车位查询系统

晚上20:00,一家人回到家,撤消安全布防后,房间灯光感应系统感知到室内照明不足,自动调整到合适的亮度,如图1-14所示。

图1-14 照明自动调节

晚上23:15,全家人都休息了,室内主要照明设备熄灭,只留过道夜灯,安全布防系统自动开启,窗帘自动关闭,如图1-15所示。

图1-15 安全布防打开

1.1.2 知识提炼

看了上面的故事,还会觉得物联网离大家很远吗?这些生活中的场景早已经不是天马行空的想象,也不是只出现在科幻电影中的场景。通过物联网,这些都已经变成了现实。那么,什么是物联网呢?

物联网是新一代信息技术的重要组成部分。其英文名称是“The Internet of Things”。顾名思义,“物联网就是物物相连的互联网”。这有两层意思:第一,物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;第二,其连接端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信。

从另一个层面来说,物联网是互联网的应用拓展,与其说物联网是网络,还不如说物联网是业务和应用。产业、行业的应用创新是物联网发展的核心,以用户体验为核心的创新是物联网发展的灵魂,如图1-16所示。

图1-16 物联网产业

从20世纪末物联网概念的提出到现在,已经经过了十几年的发展,不过到现在还没有统一的、权威的定义。目前比较被认可的物联网定义为:通过条码及二维码、射频识别(RFID)、激光扫描仪、全球定位系统(GPS)、各类传感器(如红外传感器、温湿度传感器等)、无线传感器网络(WSN)等物品识别和信息传感设备,按约定的协议,以有线或无线的方式,通过各种局域网、接入网、互联网将任何物品(包括人)连接起来,进行信息交换和通信处理,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

中国物联网校企联盟将物联网定义为:几乎所有技术与计算机、互联网技术的结合,实现物体与物体之间,环境以及状态信息的实时共享和智能化的收集、传递、处理、执行。物联网是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体,让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络,其具有智能、先进、互联的3个重要特征。

目前,大众对于物联网的认识仍存在许多误区,如图1-17所示。

图1-17 物联网认知误区

国际电信联盟(ITU)将物联网定义为:主要解决物品与物品(Thing to Thing,T2T)、人与物品(Human to Thing,H2T)、人与人(Human to Human,H2H)之间的互联。该定义的重点在于,H2T是指人利用通用装置与物品之间连接,从而使人与物的连接更加简化,而H2H是指人之间不依赖于PC(包括智能手机)而进行的互联,如图1-18所示。因为互联网并没有考虑到对于任何物品连接的问题,所以使用物联网来解决这个传统意义上的问题。在讨论物联网的T2T、H2T和H2H时,经常会引入一个更为广泛使用的英文缩写M2M,可以理解为:人与人(Man to Man)、人与机器(Man to Machine)、机器与机器(Machine to Machine)的互联。

图1-18 物联网连接

如果说互联网将世界变成地球村,那物联网就将这个村智能化了;如果说互联网连接的是虚拟世界,那物联网连接的就是现实世界。物联网为人们提供更多的服务,能为人们的生活带来更多便利,让人们的生活变得更加智能、更加美好。

1.1.3 聚焦生活

手机遥控空调

7月25日是小明的生日,他邀请了几位同学到家里来过生日。妈妈准备了丰盛的晚餐,一切准备就绪,小明想打开空调等候同学们到来,但是遥控器坏了,小明折腾了半天也打不开空调。眼看同学们都要来了,小明急得直冒汗。这时只见爸爸拿出手机,点开一款名为“遥控器”的APP(见图1-19),只听空调“嘀”的一声,开始运转了。

图1-19 遥控器APP

晚上,小明拿出自己的手机想试一试,可是他的手机上没有这款软件。爸爸告诉他,现在有很多遥控器的免费APP下载,你可以去“应用商店”或是“360手机助手”里搜索。小明用“360手机助手”搜索关键字“遥控”,出现了很多有关遥控器的APP,如图1-20所示。

图1-20 360手机助手搜索界面

小明挑选了使用人数最多的“遥控精灵”,下载后360手机助手直接为用户安装好APP,如图1-21所示。

图1-21 遥控精灵

单击遥控精灵,出现添加控制界面,小明轻车熟路选择需要遥控的电器,如图1-22所示。

图1-22 遥控精灵设置界面

打开软件后,出现了遥控器的控制界面,同样轻轻松松地打开了空调,如图1-23所示。

图1-23 遥控器控制界面

小贴士

安装遥控器的手机必须具有红外功能,否则无法使用。也可以购买“易控耳塞遥控器”,就可以实现手机的遥控功能,如图1-24所示。

图1-24 易控耳塞遥控器

1.1.4 能力拓展

1)请列举自己生活中物联网的运用。

2)尝试用手机APP遥控家里的电视机,完成表1-1。

表1-1 操作过程