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智能终端作为物联网的神经末梢,其主要功能包括:一是能够采集、识别和控制现实世界中物体的真实信息;二是通过终端的通讯接入模块,为了实现以上功能,物联网终端一般需要有五个功能模块,分别是硬件模块、固件系统模块,应用模块,数据模块,通讯访问模块。
硬件模块是物联网终端的基础模块,覆盖了整个系统的所有硬件部件和电子元件。固件系统模块,主要包括系统内核、元件驱动、管理等部分。三是,应用模块,主要是在固件系统模块中预先设置,软件程序或指令集来实现其业务功能,这是业务实现的具体模块。四是为数据模块,该模块贯穿所有物联网终端模块,依靠硬件模块来收集数据,依靠固件系统模块来存储数据,依靠应用模块进行数据处理与分析,依靠通信接入模块将数据传送、上报到决策服务端。第五,通信接入模块,主要通过蜂窝移动通信网络,非蜂窝移动通信网络两种类型的无线通信手段,直接或通过网关间接连接将数据传送到决策服务端。
虽然是通用的物联网终端架构,但是可以灵活调整。有些应用场景中,物联网终端的结构可以根据应用的需要进行调整。以单片机为基础的物联网终端,没有固件系统模块,只有一个简单的应用模块。
在网络边界下,物联网有卡终端和无卡终端共存。
按照对终端的网络访问方式的不同,可以把终端划分为两类。
一种是有卡终端,也叫蜂窝物联网终端,主要以基础电信企业的物联网卡为通信媒介,接入以NB-ToT、eMTC等授权频段技术为代表的蜂窝移动通信网络。在这些特点中,NB-IoT具有宽覆盖、大连接、低功耗、低成本等特点,主要适用于数据量大、分布范围广、移动性小等特点。智能抄表、智能路灯、智能井盖等对定位时间不敏感、数据传输量小等应用场景,eMTC具有广覆盖、低功耗、速度快,可靠性高,支持语音控制,适合终端移动性强、传输速率高、定位时间高的场景,如可穿戴设备、应用,如智能物流。
无卡终端,主要通过在终端内部嵌入无线通信接入模块,接入以WiFi、低功耗蓝牙、LoRa、Sigfox、ZigBee等非授权频段技术为代表的无卡终端。在这些技术中,以WiFi、低功耗蓝牙、LoRa技术应用最广泛。WiFi具有组网灵活、传输速度快的特点,主要用于智能家庭、电力监控等场景中,低功耗蓝牙技术距离短,功率小,成本低,支持复杂的网络连接等特点,主要用于智能家庭、智慧医疗等场景中;LoRa技术主要用于小数据量,高覆盖范围、低能耗、低成本等对智慧城市、智能园区、智慧工厂等垂直行业领域的需求场景。
以应用为核心,物联网终端的总体分类清晰明确。
根据物联网应用场景的具体要求,物联网终端可以分为三大类:一是物联网消费终端,即提高消费者自身体验,是影响人体感知的舒适度、安全性和效率的关键因素。智能可穿戴设备、智能硬件、智能家庭、智能出行、健康养老等各类智能设备在市场上不断涌现。
公共物联网终端,以NB-IoT、LoRa等低功耗广域网络为载体,是以服务智慧城市为主导,基于智能传感器和网络全面实现城市与城市感知的全面实现,准确地感知城市脉搏。这类终端主要应用在智慧城市、智慧安防、智能交通、智能照明、智能停车、智能井盖、智能垃圾箱等。
生产物联网终端,主要面向供方的生产物联网,服务于工业、农业、能源等传统产业,目前已成为传统产业转型升级的重要基础设施和关键要素。举例来说,工业物联网终端主要安装在工厂的大型设备上,用于位移传感器、GPS(位置传感器)振动传感器,水平传感、压力传感、温度感应器等资料由有线网络或无线网络传送到决策服务端,进行数据汇总与处理。能够及时跟踪工厂设备运行状况,提高生产效率。