物联网最直接的应用就是在供应链和物流上。文献针对物联网中的供应链,提出一个计算其效能的数学模型。通过这个数学模型,可以估计在使用不同的供应链系统设计策略的情况下所达到的效果和投入的成本,从而为使用者提供选择策略的依据。在建立数学模型的过程中,作者将检测设备分为条形码、rfid、无线传感器,将供应链分成了供应商、运输商、消费者,以这六项要素为基础建立了数学模型。 3)数据处理研究。
如前文所述,数据处理在物联网中的研究也是有其重要价值的。ons(object naming service)服务是一种集中式的查找服务,类似于因特网中的dns服务。通过ons,人们可以通过货品上的电子产品号来查找这件货品的制造商。但是文献作者发现,现在的ons服务中有一个不足,即由于ons服务的根节点不止一个,每个国家都可以有自己的ons服务根节点,这就使得在多个ons服务之间查找货品信息变得不方便。作为改进,论文提出了mons(multipolarity for the ons)服务,这是在ons服务的基础上通过增加基础设施,使得人们可以通过一次在ons服务中的查询就能找到相应货品的信息,即使这条信息在其他的ons服务中。 4)信息安全研究。
文献研究了信息安全的问题。在供应链系统中,组织之间需要交换货品的信息,比如一批货品从供应商手上交到运输商手上,供应商会将货品的rfid信息一起转交。epcis协议是用来规定这些信息的交换的。作者提出epcis协议在访问权限控制上存在不足,使得协议无法限制哪些人可以访问哪些信息。作者在epcis协议的基础上提出了一种新的基于规则的协议,通过定义访问规则来限制用户访问,保证信息的安全。 5)标准化研究。
rellermeyer等中针对物联网中多种多样的软件以及硬件设施,提出要将软件模块化,并且设定一种标准,来规范物联网系统中软硬件的接口。文中使用osgi模型作为软件接口的标准,并且在这基础上建立了一个实验系统名为bug。在bug系统中,物联网系统中的各个模块实现了很好的融合。 5.2车联网方面
车联网领域相关的论文一般是基于大规模的城市交通网络,利用已经收集的数据集和城市电子地图进行分析和建模的。针对以下方面分别介绍。 1)车辆轨迹gps数据处理。
在车辆上安装gps设备获得车辆的实时位置信息,车辆之间通过无线通信将搜集到的数据汇报给数据中心。li等研究如何实现gps数据与电子地图之间的精确匹配,文章中基于距离和角度分别提出了两个地图匹配算法(nma和ema), 并且给出了真实场景中的测试结果。
2)延迟容忍网络(delay tolerant network,dtn) 协议设计与测试。
车联网是一类典型的dtn网络,通过搜集大规模车辆网络的gps数据,可以为dtn网
络的协议设计提供真实的测试环境。 这一方面所取得的研究成果相对来说较多。例如,文献研究suvnet(shanghai urban vehicular network)网络的移动模型、拓扑结构和联通性,测试了已有路由协议在实时数据上的性能,并基于距离向量设计了dear路由协议以提高数据包传输成功率。文献利用公共汽车在城市网络中的独特性,设计了bler路由协议。 3)dtn网络中的资源分配策略。
lee综合考虑了dtn网络中链路调度、路由协议与数据副本分发,抽象为多目标优化问题。基于局部信息和瞬时信息,作者用贪心的思想设计了分布式的dmc算法,并且给出了真实gps数据上的测试结果。 4)交通状况的智能感知。
文献利用车辆网络监控交通状况,利用suvnet网络的gps数据对基于连接和基于车辆的两种算法进行性能测试和分析;文献基于统计方法设计了感知交通状况的预测模型,该模型利用单信道单频谱,基于历史信息迭代地估计路面上的实时交通状况。除此之外,ibm公司推出商业的交通预测模型,已经在新加坡等地进行了部署和应用,实测过程取得了较好的估计、预测、感知精度。 5)车联网运动模型分析。
文献基于马尔可夫模型对车辆网络进行数据挖掘,找到车辆的移动模式,为车辆之间的通信协议设计提供依据。文献考察和分析了城市内部任意两辆车之间相遇时间间隔的分布,发现其很好地符合幂指数曲线。城市交通中存在聚簇现象,车辆的运动有围绕交通热点的趋势,作者认为这是造成车辆相遇间隔呈现指数分布的原因。文献进一步研究了城区车辆分布,假设车辆装备处传感器用于感知邻居车辆,作者利用聚簇算法挖掘城市交通中的热点区域。
文献在很多类数据集上研究了人的、车的移动轨迹,通过深入分析和挖掘,发现其中包含两大特性:时序稳定性和存在低级结构。由此,为移动网络设计了有效的定位算法。 6)智能导航系统。
出租车司机如何最短时间内到达目的地?如何为道路上的乘客找到最近的出租车?出租车选择什么样的行驶路线,能够在最短的距离内最有机会搭到乘客? 这些问题分别由文献给予了回答。 7)智能车场管理系统。
众多的商城、购物中心、工业园区和写字楼群等都建有相应的停车场,管理数量庞大的车位是一个重要挑战。停车场通过在每个车位安装传感器,可以实现对车位使用情况的实时监控,进行自动化管理。lin等利用调和函数构造了车位信息场,司机通过势场梯度可以方便地停车。 8)结语
依照通用汽车公司的预测,未来汽车会实现电气化、智能化与无人驾驶,车与道路、车与车之间会具有交流互动,交通堵塞、空气污染、交通事故将成为历史。随着通用、荣威、丰田等汽车厂商的智能网络系统的部署,车联网已经开始为汽车消费者们所了解。
我国的科研工作者已经在物联网和车联网方面累积了许多工作973项目“无线传感网关键技术研究”已开展了5年; 以无锡为中心的“感知中国”物联网产业研究院在2010年正式启动;手机交通卡智能交通系统已经在多个城市普及;智能交通项目已经在上海、武汉等地开展和部署。然而要大规模地应用车联网技术,其实现还有一段成熟期。正如文中所述,还有概念和统一标准等问题存在,安全和可靠等实际问题有待研究。市场与应用模式必须结合实际摸索,最终才能达到网连城市智能交通的目标。
车联网将彻底改变人类出行模式,重新给出汽车的定义。实现车联网的未来城市交通将告别红绿灯、拥堵、交通事故和停车难等一系列问题,并实现驾驶自动化。