基于智能手机的物联网信息采集软件的设计与实现文献综述
2020-05-20 20:07:51
一、前言
21世纪是个信息化的时代,而物联网是新一代信息技术的重要组成部分,也是信息化时代的重要发展阶段。其英文名称是:”Internet of things(IOT)”[1]。顾名思义,物联网就是物物相连的互联网,这有两层意思:其一,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;其二,其用户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,也就是物物相通[2],[3]。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术,广泛应用于网络的融合中,也因此被称为继计算机、是互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮[4]。
早在2014年:我国拥有智能手机的用户数量已经超过5亿人,成为智能手机用户最多的国家,而今智能手机更是家家户户都拥有的电子产品[5]。智能手机作为物联网时代的基础平台之一,随着智能手机的普及以及物联网的快速发展,物联网技术的广泛应用不仅大大方便了我们的生活,另一方便也不断推动着经济和社会的发展,人们对基于智能手机的物联网软件的服务需求也日益增加,适应物联网时代并充分利用物联网为我们生活、生产建设服务,智能手机和物联网这两个当今热门技术结合的产物,我们必须最大程度的投入到对物联网的研究探索中[6],[7],[8]。
二、研究现状
物联网的实践最早可以追溯到1990年施乐公司的网络可乐贩售机;在1991年美国麻省理工学院(MIT)的教授首次提出物联网的概念;到了1999年美国麻省理工学院建立了”自动识别中心(Auto-ID)”,提出”万物皆可通过网络互联”,阐明了物联网的基本含义。在2005年,国际电信联盟(ITU)发布了《ITU互联网报告2005:物联网》,明确了”物联网”的概念,报告指出,无所不在的物联网通信时代即将来临[9];而我国是在2009年,温家宝总理在无锡视察时,提出了”感知中国”的概念,在国内引发了物联网研究与应用新一轮信息技术浪潮[10]。
物联网网络架构由感知层、网络层和应用层组成[11],感知层实现对物理世界的智能感知识别、信息采集处理和自动控制,并通过通信模块将物理实体连接到网络层和应用层。网络层主要实现信息的传递、路由和控制,包括延伸网、接入网和核心网,网络层可依托公众电信网和互联网,也可以依托行业专用通信网络。应用层包括应用基础设施/中间件和各种物联网应用[12],[13]。应用基础设施/中间件为物联网应用提供信息处理、计算等通用基础服务设施、能力及资源调用接口,以此为基础实现物联网在众多领域的各种应用[18]。
物联网应用还处于起步阶段,目前全球物联网应用主要以RFID(Radio Frequency Identification)、传感器、M2M(Machine-to-Machine)等应用项目体现,大部分是试验性或小规模部署的,处于探索和尝试阶段,覆盖国家或区域性大规模应用较少,从技术应用规模而言,RFID作为物联网的主要驱动技术其应用相对成熟[14]。
就总体而言,发达国家在物联网的应用深度、广度以及智能化水平等方面处于领先地位[15],例如美国便是物联网应用最广泛的国家,其物联网已在其军事、电力、工业、农业、环境监测、建筑、医疗、空间和海洋探索等领域投入应用,其RFID应用案例占全球59%[16]。而我国物联网应用总体上是处于发展初期,许多领域积极开展了物联网的应用探索与试点,但在应用水平上与发达国家仍有一定差距。目前已开展了一系列试点和示范项目,例如在电网、交通、物流、智能家居、节能环保、工业自动控制、医疗卫生、精细农牧业、金融服务业、公共安全等领域都取得了初步进展。
随着智能手机的广泛应用及物联网的迅速发展,智能手机作为物联网时代的基础平台之一。目前,人们对于智能手机应用程序软件的开发越来越关注,在我们现实生活中的应用越来越多。基于智能手机的物联网信息采集可广泛应用于个人家居室内外的定位、监护和控制等,也可用于工业监控、精准农业、环境监测、智能电网、智能交通等多个领域[3]。随着物联网的发展,相信基于物联网的智能手机应用在未来会有更广的前景。
三、原理及实现
本课题是基于智能手机的物联网信息采集软件的的设计及实现,移动信息采集是在部署有无线传感网络的区域,采集者通过持有智能手机在经过网络覆盖区域时,实现数据信息的采集。本系统主要由APP(Accelerated Parallel Processing)模块、主程序模块和智能手机终端组成,APP模块作为软件的设计界面,程序模块为实现软件功能的主代码,智能手机终端在本系统则作为实时信息查看者和采集者,并通过无线网络及时将采集的WIFI(Wireless Fidelity)信号,手机内置传感器数据,GPS(Global Positioning System)数据等信息发送到电脑或本地保存[8],[10]。该方案软件简洁、造价低廉,适合大众使用。