电力线通信技术第九章

第九章目录•9.1物联网的起源和发展•9.2物联网中的电力线通信部署第九章目录•9.1物联网的起源和发展•9.2物联网中的电力线通信部署9.1物联网的起源和发展从物联网发展的前景和空间来看，物联网比互联网的发展空间和市场前景要广阔得多。目前我们互联网的终端PC的用户量在1亿的数量级范畴当中。物联网的信息终端需求量在10亿级，智能电子设备的需求量在30亿级，微处理器的数量是在5 000亿级，传感器的数量在万亿级以上，所以物联网整体的发展空间比互联网要大多。也有权威机构已经做出预测，物联网的产值将是互联网的30倍。物联网概念最初在1999年，由麻省理工学院提出。当时麻省理工学院的几个学生在实验室做了一个实验，将几台设备进行组网管理，形成物联网的雏形。9.1物联网的起源和发展2008年3月，苏黎世举办了全球首个国际物联网会议“物联网2008”，探讨了“物联网”的新理念和新技术与如何将“物联网”推进发展的下个阶段：将现实世界的物体集成进虚似的网络中，使实物对计算机而言是可感应的输入设备。第九章目录•9.1物联网的起源和发展•9.2物联网中的电力线通信部署9.2物联网中的电力线通信部署•物联网是一个智能化传感器网络。在现有的传感器网络分析介绍中，无一例外所强调的都是无线传感器网络（WirelessSensorNetwork，WSN），因为它微型化、低功耗和灵活的组网方式、铺设方式以及适合移动目标等特点受到广泛重视。•现在已经有了成熟的传感器网络规范，包括物理层、链路层、网络层。常见的传感器网络通信技术有蓝牙、红外数据传输、Wi-Fi、ZigBee等，尽管如此，无线传感器网络技术的成熟并不能掩盖其应用环节的薄弱。9.2物联网中的电力线通信部署•首先，无论是物联网的信息汇聚型业务，还是更深远的泛在服务业务，单一的无线传感器网络始终无法满足整体需求。在业务的构架中，必须要针对不同的业务需求，提供相应的传感器网络组，此时，无线网络并不适合作为唯一的传感器网络。•其次，物联网是改造世界的利器，这必然是以改造公共基础设施为出发点，以人性化和高成本效率为准则，因此，相比较于无线网络的高昂造价和其并不稳定的穿透能力，电力线将会成为新的传输网络，得到更多的关注和重视。•最后，随着智能电网逐步取代传统电网的趋势，电力网络作为一个覆盖面最广、传输节点最多的网络，意味着任何带电终端都可以成为信息传输的起点和终点，无疑会为我们提供巨大的信息资源，成为物联网的主干通信媒介。9.2.1医疗卫生•物联网对人类文明的促进首先体现在成功改造医疗卫生行业。医疗服务体系的核心——医院应该承担更多的责任和义务。医院智能信息平台将会扩展信息范围，利用电子计算机和通信设备，为医院所属各部门提供对病人诊疗信息和行政管理信息的收集、存储、处理、提取及数据交换的能力，并满足所有授权用户的功能需求。•医院智能信息平台意味着医院的信息化建设，除了传统意义上的医院各部门信息化（包括财务、市场等）外，更需要医疗配置信息化的建设，这不仅可以改善患者的就医体验，缩短滞院时间、减少服务差错，还可以完善个人健康档案的管理，如下图所示。9.2.1医疗卫生9.2.2现场监控•越来越多的施工现场需要我们进行实时的数据采集和数据分析，从而在工程项目得到合理的反馈信息，监督工程各模块的进程，统筹把握系统运行。•特别是存在安全隐患的区域，信息的采集和传输受到了客观条件的限制。•①实时信息。其中，环境数据的变化直接影响工程质量和现场工作人员的人身安全，因此需要保证信息的实时性和准确性，为系统应变机制提供依据。•②部署专用传输信道。特殊环境中，传输信道难以合理的布置，不单单是成本控制的问题，更有可能会破坏原本稳定的施工现场，因此，需要谨慎设计。•③机动性。工程环境具有多变性和不确定性，同时基于传输信道的考虑，研发能即时接入传输信道的测量体系是目前市场上的主流方向。9.2.2现场监控•我国目前的矿井通信系统主要用于对各种易燃易爆气体和矿井通风状况的监测监控。矿井通信系统大大提高了矿井安全生产水平和安全生产管理效率。•现有的井下通信系统大多数采取井下分站连接若干个传感器的结构（如下图所示）。9.2.2现场监控9.2.3智能交通路况信息是分析城市交通状况、选择合理出行线路和避免车辆过度拥挤的参考数据，然而目前并没有合适的渠道去实时辨识路况、分享路况信息。智能交通引导系统利用摄像头、交通流量传感器和遍及全市的电力线布局，采集路况信息。通过红绿灯、十字路口等基础设施上的无线发送端，司机和居民可以用车载路况信息接收端或者手机等无线接收端，实时的通信相关路段，直接获得最新的路况，了解潜在的危险。对应不同的行驶需求，智能交通引导系统可以提供人性化服务。9.2.3智能交通车载安全降速传感器系统系统：这一防碰撞系统能够扫描车辆前方10 m左右三个位置的情况：右侧、左侧以及正前方。一旦传感器探测到前方有其他机动车辆、摩托车、自行车或者行人，它就会向安装在靠近后视镜位置的“交通接收器”发出信号。紧接着，交通接收器就会利用接收到的信号和降速器计算汽车与前方物体之间的距离，提醒司机或者强行减速。9.2.4智能家居家庭网络是代表家庭信息化的一种新概念，它是全方位提供智能化服务的网络系统，是指在家庭内部通过一定的传输介质将各种电气设备和电气子系统连接起来，对内实现资源共享，对外能通过网关与外部网互连进行信息交换。家庭网络的主要功能有安全服务、通信服务、能源管理、自动控制等。智能家庭是具有家庭网络的住宅，可以提供给住户更好的家庭生活体验，并且屏蔽了复杂的实现技术和模糊的用户接口，安全、可靠且能保护用户的隐私。9.2.4智能家居•智能家庭方案提供的业务可分为以下四大类：•①家庭娱乐和通信：通过机顶盒提供数字电视、视/音频点播、网络游戏、视频电话以及远程教育等业务。•②家庭安全：为家庭提供监控和告警，例如闯入警报、户外警报、烟雾/溢水监测和告警等。•③家庭自动控制：利用网络进行家电控制、照明控制、门窗控制等。•④家庭医疗保健：利用家庭医疗业务能够对家庭成员进行远程日常健康检查、心电图/血压/血糖/体重/肺活量测量、制定药疗计划视频会诊等。9.2.4智能家居•基于电力线载波通信的智能家居系统是利用载波通信技术实现有源家居电气设备的智能化控制和网络化管理的简单、便捷和环保的现代化家居管理系统，它是一个三层体系结构系统，分为以下三层（下图）。•①接入层。其主要负责PC、移动控制器和电话等用户接入终端接入设备的系统访问和交互支持。•②控制层。其主要功能及服务由中心控制器完成，它是智能家庭系统的中心管理单元，负责接收终端用户的控制指令，并将其转换成为控制信号加载在电力线上。中心控制器还负责分检和接收从被控设备端传来的加载在电力线上的信息。•③执行层。其负责接收和分检中心控制器加载在电力线上的控制指令，并根据系统对设备的管理模式采集需要控制的家电设备信息，并将其加载在电力线上，发送给中心控制器。9.2.4智能家居思考题•1．你认为物联网应该给人民生活带来的最大便利是什么？•2．你身边是否已经出现了物联网的相关应用，你是如何看待它们。•3．物联网的通信媒介有哪些，各自的优势是什么？•4．查找物联网应用的相关资料，着重于其中一个应用点，写一篇小论文。