物聯網中的LBS體系結構

對於物聯網的定義尚未在業內達成一致意見,物聯網的定義主要是根據各標準化組織針對其產業化需要而制定的,主要有以下幾種不同的認識。

基本介紹

  • 中文名:物聯網中的LBS體系結構
  • 外文名:The architecture of LBSin Internet of things
物聯網概述,物聯網中的LBS體系結構,物聯網中的LBS套用類型,

物聯網概述

1.物聯網的概念
定義1:把所有物品通過射頻識別(RFID)和條碼等信息感測設備與網際網路連線起來,實現智慧型化識別和管理。
定義1最早於1999年由麻省理工學院Auto-ID研究中心提出,實質上等於RFID技術和網際網路的結合套用。RFID標籤可謂是早期物聯網最為關鍵的技術與產品環節,當時認為物聯網最大規模、最有前景的套用就是在零售和物流領域。利用RFID技術,通過計算機網際網路實現物品(商品)的自動識別和信息的互聯與共享。
定義2:2005年,國際電信聯盟(ITU)在《The Internet of Things》報告中對物聯網概念進行擴展,提出任何時刻、任何地點、任意物體之間的互聯,無所不在的網路和無所不在計算的發展遠景,除RFID技術外,感測器技術、納米技術和智慧型終端等技術將得到更加廣泛的套用。
定義3:由具有標識、虛擬個性的物體/對象所組成的網路,這些標識和個性等信息在智慧型空間使用智慧的接口與用戶、社會和環境進行通信。
定義3出自歐洲智慧型系統集成技術平台(EPoss)在2008年5月27日發布的《Internet of Things in 2020》報告。該報告分析預測了未來物聯網的發展,認為RFID和相關的識別技術是未來物聯網的基石,因此更加側重於RFID的套用及物體的智慧型化。
定義4:物聯網是未來網際網路的一個組成部分,可以被定義為基於標準的和可互操作的通信協定,且具有自配置能力的、動態的全球網路基礎架構。物聯網中的“物”都具有標識物理屬性和實質上的個性,使用智慧型接口實現與信息網路的無縫整合。
定義4來源於歐盟第7框架下RFID和物聯網研究項目組在2009年9月15日發布的研究報告。該項目組的主要研究目的是便於歐洲內部不同RFID和物聯網項目之間的組網;協調包括RFID的物聯網研究活動;引導專業技術平衡發展,以使得研究效果最大化;在項目之間建立協同機制。
從上述4種定義不難看出,“物聯網”的內涵是起源於由RFID對客觀物體進行標識並利用網路進行數據交換這一概念,並不斷擴充、延展、完善而逐步形成的。
隨著物聯網技術的推廣套用,我國的電信運營商也結合國內物聯網的發展特點,給出了適合於中國物聯網發展的定義。中國移動認為:物聯網是指通過裝置在各類物體上的電子標籤、感測器、二維碼等經過接口與無線網路相連,從而給物體賦予智慧型,可以實現人與物體的溝通和對話,也可以實現物體與物體間的溝通和對話,即對物體具有全面感知能力,對信息具有可靠傳送和智慧型處理能力的連線物體與物體的信息網路。
物聯網定義的發展,打破了之前的傳統思維,它將鋼筋混凝土、電纜與晶片、網路整合為統一的基礎設施。在此意義上,基礎設施更像是一塊新的地球工地,世界的運轉就在它上面進行,其中包括經濟管理、生產運行、社會管理乃至個人生活。物聯網的大規模套用將提高工作效率,降低生產運行成本,促進節能減排,實現人與自然的和諧發展。
2.物聯網的基本特徵
從通信對象和過程來看,物聯網的核心是物與物以及人與物之間的信息互動。物聯網的基本特徵可概括為全面感知、可靠傳送和智慧型處理。
全面感知:即利用射頻識別、二維碼、感測器等感知、捕獲、測量技術隨時隨地對物體進行信息採集和獲取;可靠傳送:即通過將物體接入信息網路,依託各種通信網路,隨時隨地進行可靠的信息互動與共享;智慧型處理:即利用各種智慧型計算技術,對海量的感知數據和信息進行分析並處理,實現智慧型化的決策和控制。為了更清晰地描述物聯網的關鍵環節,按照信息科學的觀點,圍繞信息流動過程,抽象出物聯網的信息功能模型。
(1)信息獲取
信息獲取包括信息的感知和信息的識別,信息感知是指對事物狀態及其變化方式的敏感和知覺;信息識別是指能把所感受到的事物運動狀態及其變化方式表示出來。
(2)信息傳輸
信息傳輸包括信息傳送、傳輸和接收等環節,最終完成把事物狀態及其變化方式從空間(或時間)上的一點傳送到另一點的任務,這就是一般意義上的通信過程。
(3)信息處理
信息處理是指對信息的加工過程,其目的是獲取知識,實現對事物的認知以及利用已有的信息產生新的信息,即制定決策的過程。
(4)信息施效
信息施效是指信息最終發揮效用的過程,具有很多不同的表現形式,其中最重要的就是通過調節對象事物的狀態及其變換方式,使對象處於預期的運動狀態。

物聯網中的LBS體系結構

物聯網中的LBS系統套用,主要是為了通過部署各種規模的感測設備,來實時感知目標事物的基本信息和位置信息,分析挖掘其活動特徵和規律,並提供給用戶相關業務服務,方便人們日常工作和生活。例如,在物流運輸過程中可以通過物聯網感知所運物體的位置信息來準確定位,並且根據運輸物體的位置信息和客戶的基本信息及需求,為客戶制定個性化的服務。根據物聯網和LBS的體系架構和工作原理。
在該系統結構中,最底層是用戶或者物體對象所佩戴的電子標籤,主要用於獲取使用者的信息,如用戶ID、位置、屬性等。電子標籤有不同樣式,並且每種電子標籤都應該與所處的區域內閱讀器配套使用。閱讀器是用來讀取電子標籤中的信息,一旦持有電子標籤的使用者進入裝有閱讀器的區域,閱讀器就會感應到信號並將其立即上傳到後台伺服器,後台伺服器根據閱讀器傳送的信息對資料庫進行相應的處理,並將回響結果傳輸到用戶終端設備上。在定位服務中,電子標籤獲取終端用戶的信息一般包括使用者名稱、位置和LBS服務內容等。在定位服務區域內安裝若干閱讀器,當佩有電子標籤使用者進入LBS定位服務區域,閱讀器就會感應到信號,然後讀取信息並將信息上傳。
在LBS服務中心處理數據之前,定位伺服器會根據閱讀器中的位置信息將其準確定位並傳送給LBS服務中心。LBS服務中心根據使用者的請求內容和位置信息進行相應的處理,並將結果傳送給用戶或者使用對象的控制者。例如,在老年公寓中,可以使用基於物聯網的區域定位服務系統,首先將每個房間和走廊都裝有閱讀器並且每個老人都佩戴電子標籤,這樣就可以通過區域網路隨時獲得老人的相關信息。根據閱讀器獲取的這些信息將其傳送到服務中心,服務中心根據老人姓名和位置進行處理,將其處理後的信息反饋給公寓管理人員。老年人公寓中使用物聯網LBS定位系統不但可以讓管理員不需要隨時跟隨老人,而且還可以隨時獲取老人的狀況,這極大地提高了管理效率和老人安全。

物聯網中的LBS套用類型

物聯網和LBS的發展為人們生活提供了極大的便利,物聯網不僅只是通過用戶請求LBS平台,根據位置和需求提供相關服務,更多的是LBS服務平台根據用戶所在位置為用戶提供個性化的服務。
根據物聯網環境下的LBS服務對象不同,可以將物聯網中的LBS分為面向用戶的服務和面向物體的服務。在此之下又可根據服務模式的不同分為主動服務和被動服務。主動服務是使用者進入LBS服務區域後,LBS服務中心主動將有關信息傳送給使用者,無需用戶傳送LBS請求服務信息。被動服務是使用者進入LBS服務區域後,首先向服務中心傳送服務請求信息,LBS服務中心根據傳送的請求信息進行相應的處理,最後將處理結果反饋給服務傳送者。
隨著物聯網和LBS的快速發展和廣泛套用,人們對服務的個性化要求越來越高。並且每個使用對象的屬性以及需求不同,這就要求LBS應該根據其屬性和需求信息提供個性化的服務。在個性化服務過程中,LBS服務中心需要使用者提供真實的身份信息,以此來獲取使用對象的屬性以及個性化要求,最後根據使用對象的身份信息、位置信息和請求服務信息作出相應處理。因此,可以根據LBS服務過程中是否需要使用者提供真實身份ID,將LBS服務區分為匿名化服務和非匿名化服務。匿名化服務是指不需要使用對象提供真實身份ID,而非匿名化服務是指需要使用對象提供真實身份ID。不同類型的服務可能會為用戶提供不同的服務信息結果,例如,張某第一次去上海出差,對其周圍環境很陌生,張某的餐飲習慣是喜歡吃中餐和海鮮之類。張某所處的地理位置是上海繁華地帶,他想查詢下餐館信息。如果使用的是匿名化服務,LBS服務中心會根據張某所處的地理位置查詢周圍所有的餐館信息(包括中餐和西餐,以及特色小吃店);如果使用非匿名化服務,LBS服務中心會根據張某的餐飲習慣和所處的地理位置查詢其周圍適合張某的餐館信息(提供中餐和海鮮)。

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