時(shí)間:2022-11-10 19:56:47
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創(chuàng)造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇智能家居調(diào)查報(bào)告,希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
關(guān)鍵詞:家居智能化;現(xiàn)狀分析;發(fā)展趨勢(shì);探討
【分類號(hào)】:J523
前言
隨著科學(xué)技術(shù)和通訊技術(shù)的發(fā)展,智能家居逐漸走進(jìn)我們的生活,正在逐漸改變我們的生活方式。幾十年前,我們無法想象可以通過一個(gè)遙控、一個(gè)聲音、一個(gè)動(dòng)作完成對(duì)家電、家具的操作,但是現(xiàn)在已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了。在家中,可以通過遙控或智能系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)電燈、窗簾、冰箱、空調(diào)的操控;外出時(shí),可以通過手機(jī)或網(wǎng)絡(luò)通信完成以上操作;并且,智能家居還會(huì)隨時(shí)監(jiān)護(hù)家里的安全,防止偷盜事件、意外事件發(fā)生。家居智能化正在改變我們傳統(tǒng)的生活方式,把我們帶入新的信息化時(shí)代,不僅在大城市發(fā)展迅速,而且家居智能化正在朝著中小城市發(fā)展,家居智能化不斷發(fā)展來滿足用戶需求。家居智能化的健康發(fā)展,需要各個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的共同努力,相互促進(jìn),為居民提供更好的智能化家居產(chǎn)品。
一.家居智能化現(xiàn)狀分析
1.1 家居智能化概述
家居智能化主要是用網(wǎng)絡(luò)或其他通訊設(shè)備組成智能系統(tǒng),與家里的電器、家居設(shè)備相連,通過對(duì)智能化系統(tǒng)的簡單操作來實(shí)現(xiàn)與家庭生活有關(guān)的各種行為活動(dòng),可以實(shí)現(xiàn)家庭內(nèi)的通訊也可以和外部聯(lián)系,并且家居智能化在不斷發(fā)展來實(shí)現(xiàn)更多功能。家居智能化改變了人們的思維方式和生活方式,可以自動(dòng)控制照明、溫度等;可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)、遠(yuǎn)程辦公、遠(yuǎn)程娛樂等,讓生活更加便利;可以實(shí)現(xiàn)安全監(jiān)控,監(jiān)視家庭環(huán)境、防盜報(bào)警等。家居智能化是現(xiàn)代家居的目標(biāo),也是社會(huì)信息化智能化發(fā)展的需求。
1.2 家居智能化在摸索中前進(jìn),近幾年發(fā)展迅速
自從智能化家居開始發(fā)展以來,國家對(duì)于家居智能化越來越重視,頒布了一系保家居智能化進(jìn)程的法律法規(guī),這在一定程度上保障了家居智能化發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)性和規(guī)范性。另一方面,房地產(chǎn)行業(yè)發(fā)展迅速,并對(duì)家居智能化越來越感興趣,加大了對(duì)智能家居的宣傳力度,從市場(chǎng)的角度引導(dǎo)消費(fèi)者去認(rèn)識(shí)了解智能家居,使智能家居在摸索中前進(jìn),根據(jù)調(diào)查,現(xiàn)在我國的家居智能化已經(jīng)由大城市逐步推廣到中小城市以及農(nóng)村,并且其應(yīng)用范圍正在逐漸擴(kuò)大。另一方面,從消費(fèi)者自身的角度,21世紀(jì)的人們最求高質(zhì)量的生活,尤其是年輕的一代追其時(shí)尚和潮流,家居智能化的發(fā)展?jié)M足了消費(fèi)者的內(nèi)在需求,并在其親友關(guān)系中間不斷推廣,擴(kuò)大了市場(chǎng)需求,這是家居智能化發(fā)展的內(nèi)在動(dòng)力。加之先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)信息化的發(fā)展,為其提供了技術(shù)支持,使消費(fèi)者用的放心,用的舒心??傮w來看,我國家居智能化在近幾年逐漸被消費(fèi)者接受,發(fā)展迅速。
1.3 家居智能化過程中存在問題,影響發(fā)展速度
家居智能化在我國的發(fā)展現(xiàn)狀并不是一帆風(fēng)順,已經(jīng)暴露出了其發(fā)展過程中存在的一些問題,這些問題在一定程度上制約著家居智能化的進(jìn)程。
一方面,家居智能化的應(yīng)用對(duì)象仍然以高端用戶為主體,高端用戶一般消費(fèi)水平較高,資金充足,對(duì)生活質(zhì)量的要求更高,因此成為商家最中意的消費(fèi)群體,由此,忽視了對(duì)廣大消費(fèi)者的推廣,這嚴(yán)重制約著家居智能化的推廣范圍。
一方面,對(duì)家居智能化的宣傳力度不夠,廣大消費(fèi)者對(duì)家居智能化沒有認(rèn)識(shí)和了解,仍然停留在傳統(tǒng)的生活方式,而傳統(tǒng)生活方式的改變需要時(shí)間,對(duì)于家居智能化的宣傳學(xué)習(xí)力度不夠,廣大消費(fèi)者對(duì)于家居智能化沒有足夠的認(rèn)識(shí),就不會(huì)形成購買和使用的欲望,對(duì)于家居智能化沒有內(nèi)在的需求。
另一方面就是售后服務(wù)和運(yùn)營維護(hù)不到位,物業(yè)管理公司對(duì)于這方面的管理不重視,沒有制定完善系統(tǒng)的家居智能化管理維護(hù)標(biāo)準(zhǔn),甚至有些物業(yè)公司逃避責(zé)任,出現(xiàn)問題沒有及時(shí)解決,極大的削弱了消費(fèi)者對(duì)家居智能化的信心。相關(guān)的運(yùn)營和維護(hù)技術(shù)還比較欠缺,不能滿足消費(fèi)者的需求,對(duì)于智能化的理解不夠,對(duì)消費(fèi)者的引導(dǎo)失誤。
二.家居智能化發(fā)展趨勢(shì)探討
2.1 家居智能化將朝著與環(huán)保節(jié)能相結(jié)合的方向發(fā)展
人與自然和諧相處是永恒不變的話題,近幾年隨著對(duì)保護(hù)環(huán)境和節(jié)約資源問題的重視,綠色生活的概念被提出,在滿足人們的正常生活消費(fèi)的情況下,使用綠色產(chǎn)品、環(huán)保家具,在這一大趨勢(shì)下,家具智能化的發(fā)展必將與環(huán)保節(jié)能相結(jié)合,利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和新型環(huán)保材料,全面做到建筑施工和室內(nèi)裝修的綠色安全化,堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展的道路,推廣節(jié)能減排技術(shù)和循環(huán)利用的先進(jìn)技術(shù),減少使用不可再生資源和污染嚴(yán)重的材料,取而代之的是可再生能源和清潔能源,使人們的居住環(huán)境更安全更健康。
2.2 家居智能化朝著家電信息化的方向繼續(xù)發(fā)展
現(xiàn)在的家居生活中我們已經(jīng)體驗(yàn)了智能化的冰箱、空調(diào)等家用電器,在家居日常生活中,家用電器的使用是相當(dāng)頻繁的,家用電器信息化智能化的發(fā)展必將受到消費(fèi)者的歡迎,也是家居智能化未來的發(fā)展方向之一。研發(fā)先進(jìn)的智能系統(tǒng)和智能終端,優(yōu)化布線結(jié)構(gòu),通過有線網(wǎng)絡(luò)或無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)家用電器的控制和操作,減輕家庭主婦的負(fù)擔(dān),改變?nèi)藗兊纳罘绞胶退季S方式。
2.3 家居智能化朝著個(gè)性化、人性化的方向發(fā)展
當(dāng)今社會(huì)以人為中心,一切產(chǎn)品和服務(wù)都是為了滿足消費(fèi)者的需求,當(dāng)今的人們更是追求時(shí)尚和潮流,這就意味著消費(fèi)者希望自己的家居環(huán)境和其他人與眾不同,家居智能化必將朝著個(gè)性化和人性化的方向發(fā)展。個(gè)性化和人性化也是家居智能化的最終目標(biāo),以先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)為基礎(chǔ),良好的服務(wù)為方法,滿足不同消費(fèi)者的不同需求,按照消費(fèi)者的生活習(xí)慣、興趣愛好制定獨(dú)具特色的家居智能化系統(tǒng),這需要商家在最初設(shè)計(jì)施工時(shí)增加對(duì)消費(fèi)者的了解,合理的設(shè)計(jì)符合消費(fèi)者生理、心理需求的家居環(huán)境,選擇切實(shí)可行又與眾不同的設(shè)計(jì)方案。
2.4 家居智能化繼續(xù)朝著家庭網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展
家居智能化的一個(gè)具體體現(xiàn)就是家庭網(wǎng)絡(luò)化,家庭網(wǎng)絡(luò)又可以分為有線網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò),隨著先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)在家居智能化中的應(yīng)用,家庭網(wǎng)絡(luò)會(huì)由有線網(wǎng)絡(luò)向無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)展。無線網(wǎng)絡(luò)更有優(yōu)勢(shì),更方便,更靈活,無線網(wǎng)絡(luò)克服了有線網(wǎng)絡(luò)的局限性,使得使用者可以在使用范圍內(nèi)任意移動(dòng),并且其使用范圍有擴(kuò)展性。在家居智能化未來的發(fā)展過程中,無線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用會(huì)更廣泛,并且增大其傳輸距離,避免對(duì)人體造成傷害,其傳輸效率更高。
總結(jié)
家居智能化在我國的發(fā)展歷史較短,未來還有巨大的市場(chǎng)和發(fā)展空間。家居智能化已經(jīng)慢慢走進(jìn)了千家萬戶,我們?cè)谙硎芷鋷淼谋憷c樂趣的時(shí)候要思考家居智能化發(fā)展中存在的問題,家居智能化發(fā)展需要國家政策的支持和推廣,也需要市場(chǎng)的調(diào)配,關(guān)鍵還在于對(duì)消費(fèi)者的引導(dǎo),使其產(chǎn)生消費(fèi)需求,并采取購買行為。針對(duì)目前家居智能化發(fā)展中存在的問題,需要共同努力?,F(xiàn)代化的潮流是其未來發(fā)展的必然趨勢(shì),科學(xué)技術(shù)是其發(fā)展的推動(dòng)力,人們的對(duì)生活質(zhì)量的要求是其發(fā)展的內(nèi)在動(dòng)力,家居智能化在改變?nèi)祟惿罘绞降耐瑫r(shí)帶動(dòng)了新的產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,推動(dòng)了國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展,家居智能化必將朝著更廣闊的未來發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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1.社會(huì)上流傳的“讀書無用”、“學(xué)習(xí)無用”的說法,對(duì)相當(dāng)一部分學(xué)生產(chǎn)生了不良影響,是厭學(xué)心理產(chǎn)生的主要因素之一。
2.學(xué)生厭學(xué)的根本原因在于自身。有的學(xué)生學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)過重,造成心理壓力太大;有的是由于學(xué)習(xí)生活太單調(diào),又缺乏自我心理調(diào)節(jié);有的是貪玩,被網(wǎng)絡(luò)、電腦游戲所迷惑;有的是來自學(xué)習(xí)方面的挫折較多,缺乏自信心等。
3.學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生厭學(xué)的原因是他們體會(huì)不到學(xué)習(xí)的樂趣,學(xué)習(xí)對(duì)他們來說往往是枯燥乏味的,學(xué)生得不到愉快的體驗(yàn),長此以往導(dǎo)致學(xué)習(xí)情緒低落。
4.教師因素,教師不能真正做到公平對(duì)待全體學(xué)生,對(duì)于一些“學(xué)困生”,有的教師還給予一定的關(guān)注,但缺乏耐心,有的卻選擇放棄,差別對(duì)待。
導(dǎo)致學(xué)生厭學(xué)的因素是多方面的,每個(gè)人的情況都不同,我們必須對(duì)癥下藥,原因找到了,最關(guān)鍵的還是找到解決問題的方法,如何讓學(xué)生走出厭學(xué)之路?針對(duì)這些情況,我認(rèn)為應(yīng)該做好以下幾方面工作。
一、從學(xué)生出發(fā),樹立正確的人生觀和價(jià)值觀
1.糾正學(xué)生“上學(xué)無用、讀書無用”的偏見。
我曾經(jīng)在網(wǎng)上看到這樣一個(gè)例子:課堂上,老師教孩子法語中的一個(gè)生僻的時(shí)態(tài),學(xué)生趕緊反駁:“老師,沒有人這樣用的!”老師說:“這你不用管,先學(xué)會(huì)再說!”學(xué)生回答:“什么嘛,老師!沒用嗎要去學(xué)它呢?!”老師怒了:“誰告訴你沒用啦!明天考試,我就考你這個(gè)句型!”這時(shí),學(xué)生們才恍然大悟,但心里總覺得別扭。這只是現(xiàn)在學(xué)生為什么會(huì)覺得讀書無用的一個(gè)例子。更多的讀書無用論者有這種想法是源自認(rèn)為現(xiàn)在大學(xué)生就業(yè)難,上大學(xué)前景暗淡。他們只承認(rèn)物質(zhì)享受的追求,卻忽視了對(duì)精神享受的追求,這是對(duì)人生偏頗的解讀。對(duì)物質(zhì)享受的追求不是人生的全部,只有物質(zhì)和精神的不斷提高才能讓生活更加精彩,也更有意義。
糾正學(xué)生的這些錯(cuò)誤思想,必須用事實(shí)說話,所以在課堂上應(yīng)結(jié)合生活實(shí)例,從身邊的實(shí)例講起。如:信息時(shí)代,信息技術(shù)中很多知識(shí)在日常生活中都用得到而且有其優(yōu)越性。在學(xué)習(xí)智能加工這一課時(shí),通過播放“我們的數(shù)字化生活”和“智能家居”,讓學(xué)生體會(huì)到“知識(shí)能改變生活,改善生活”。通過講科學(xué)家執(zhí)著追求真理的故事,講述科學(xué)與人類社會(huì)的密切關(guān)系;講述科學(xué)知識(shí)在祖國現(xiàn)代化建設(shè)中的地位和作用,從而喚醒他們學(xué)好知識(shí)的內(nèi)驅(qū)力,為自己樹立人生目標(biāo)。
2.挖掘?qū)W生潛能,增強(qiáng)學(xué)生自信心。
許多厭學(xué)者并不是因?yàn)橹橇Σ桓撸蠖嗍且驗(yàn)閷?duì)自己認(rèn)知不足,學(xué)習(xí)態(tài)度不端正。他們往往覺得自己天生不聰明,感到自卑低估了自己的能力,所以在學(xué)習(xí)上往往很被動(dòng)也很無力。這時(shí)教師應(yīng)該幫助他們樹立自信心,首先要讓他們重新認(rèn)識(shí)自己,挖掘潛力。教師為他們創(chuàng)造成功的機(jī)會(huì),讓他們?cè)趯W(xué)習(xí)活動(dòng)中成功地完成學(xué)習(xí)任務(wù)、解決困難體驗(yàn)和認(rèn)識(shí)自己的能力,然后幫助學(xué)生制訂個(gè)人目標(biāo)與計(jì)劃,并制訂出落實(shí)這項(xiàng)計(jì)劃的具體措施。在實(shí)施過程中使學(xué)生能夠發(fā)現(xiàn)自己的進(jìn)步,其目的就是使學(xué)生通過實(shí)現(xiàn)自我參照目標(biāo)體驗(yàn)成功,正確認(rèn)識(shí)自己的能力,改變對(duì)學(xué)為力的心理狀態(tài)。
二、從教師自身出發(fā),提高自身職業(yè)素養(yǎng)
1.關(guān)注學(xué)生,無差別對(duì)待“學(xué)困生”。
陶行知先生說:“你的教鞭下有瓦特,你的冷眼里有牛頓,你的譏笑中有愛迪生。你別忙著把他們趕跑。你可不要等到坐火輪、點(diǎn)電燈、學(xué)微積分,才認(rèn)識(shí)他們是你當(dāng)年的小學(xué)生?!苯處煵荒堋扒撇黄稹蹦承W(xué)生,這種感覺對(duì)一個(gè)學(xué)生來說是非常重要的,對(duì)有厭學(xué)情緒的學(xué)生來說則更加重要。高中生的心理是十分敏感的,尤其是厭學(xué)者,一旦老師、同學(xué)的言語和行為有瞧不起他們的表現(xiàn),就會(huì)打擊他們的自信心,從而自暴自棄。因此不要為這些學(xué)生貼上特殊的標(biāo)簽,對(duì)于這些學(xué)生,教師要幫助他們尋找產(chǎn)生學(xué)習(xí)困難的原因,多褒少貶,激發(fā)他們潛在的內(nèi)驅(qū)力,慢慢地克服厭學(xué)情緒,使他們走出誤區(qū),走向成功。
2.建立良好的師生關(guān)系,營造融洽的學(xué)習(xí)氛圍。
“親其師,信其道”。學(xué)生喜歡這位老師,就會(huì)把對(duì)教師的好感遷移到學(xué)習(xí)中。課堂上應(yīng)實(shí)施微笑教學(xué)、鼓勵(lì)教學(xué),營造親切和諧的氛圍。還記得剛工作那年,緊張?jiān)偌由先狈?jīng)驗(yàn),每節(jié)課結(jié)束后我總會(huì)抱怨學(xué)生太過于死氣沉沉,不配合。于是我做了一個(gè)調(diào)查報(bào)告,80%的學(xué)生要求我上課經(jīng)常保持微笑,因?yàn)槲铱偪囍?,給人無法親近的感覺。難怪很少有學(xué)生向我提問求助。所以我們要走到學(xué)生中去,多和他們溝通,多了解他們,多從他們的角度分析問題、思考問題。
【摘 要】為更好地應(yīng)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展給無線網(wǎng)絡(luò)資源帶來的挑戰(zhàn),通過對(duì)物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)的研究,結(jié)合現(xiàn)網(wǎng)中蜂窩移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和WLAN網(wǎng)絡(luò)的承載特征,給出了針對(duì)不同類型物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)資源配置及新技術(shù)引入的建議,研究結(jié)果旨在給物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用下的無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)同規(guī)劃提供參考。
【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng) 無線網(wǎng)絡(luò) 資源配置 網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃
[Abstract] To better cope with the challenges on wireless networks brought by the development of IoT, this paper analyzed the current situations and development tendencies of IoT first, and then gave advices of the wireless network resource allocation and the introduction of new technology by combining the characteristics of cellular network and WLAN, serving as operation guidance for the collaborative planning of wireless network in IoT application.
[Key words]IoT wireless network resource allocation network planning
1 物聯(lián)網(wǎng)概述
1.1 物聯(lián)網(wǎng)的定義
物聯(lián)網(wǎng)(IoT,Internet of Things)是一個(gè)基于互聯(lián)網(wǎng)、傳統(tǒng)電信網(wǎng)等信息承載體,讓所有能夠被獨(dú)立尋址的普通物理對(duì)象實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)[1]。這些物理對(duì)象可以是實(shí)際物體也可以是虛擬物體。人們通過為每個(gè)物理對(duì)象配置在網(wǎng)絡(luò)中唯一特定的標(biāo)識(shí),就能使其組成網(wǎng)絡(luò)并連接到互聯(lián)網(wǎng)上,以實(shí)現(xiàn)任何物體在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)的通信連接[2]。物聯(lián)網(wǎng)是對(duì)互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)用的一種延伸,通過物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用,人類可以隨時(shí)隨地進(jìn)行時(shí)間、空間的信息交換和信息管理[3]。
1.2 物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)
物聯(lián)網(wǎng)的基本思想出現(xiàn)于20世紀(jì)90年代末,最初來源于美國麻省理工學(xué)院(MIT)在1999年建立的自動(dòng)識(shí)別中心(Auto-IDLabs)提出的網(wǎng)絡(luò)無線射頻識(shí)別(RFID)系統(tǒng)――把所有物品通過射頻識(shí)別等信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來,實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別和管理[4]。
目前,物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程主要被區(qū)分為導(dǎo)入期、成長期與發(fā)展期三個(gè)階段。當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展正由導(dǎo)入期進(jìn)入成長期[5]。其發(fā)展是從互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的基礎(chǔ)期開始,首先實(shí)現(xiàn)人與人的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信,隨著技術(shù)發(fā)展,逐漸發(fā)展到導(dǎo)入期,即實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)化的“物-人-物”固定模式的信息交換期。而后進(jìn)一步形成小規(guī)模的物聯(lián)網(wǎng),完成非固定模式的“物-物”信息交換,最后轉(zhuǎn)入到發(fā)展期。智能物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)縮小了行業(yè)間連接的鴻溝,為全面實(shí)現(xiàn)跨行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)化奠定了基礎(chǔ)。
在應(yīng)用市場(chǎng)方面,物聯(lián)網(wǎng)最重要的運(yùn)用場(chǎng)景是汽車和自動(dòng)抄表(AMR,Automatic Meter Reading)兩類(如圖1所示)。主要原因是這兩種應(yīng)用具有顯著的政府驅(qū)動(dòng)特性,因此毫無意外地成為了整個(gè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主力軍。而安保類和POS/ATM等金融類則形成了產(chǎn)業(yè)的次要市場(chǎng),主要由本行業(yè)內(nèi)巨大的市場(chǎng)需求所驅(qū)動(dòng),同樣占據(jù)了產(chǎn)業(yè)中的較大份額。其他需求為長尾市場(chǎng),不具備明顯市場(chǎng)特征的集中需求,且較為碎片化,但具備較大發(fā)展?jié)摿εc市場(chǎng)空間。
在發(fā)展規(guī)模方面,根據(jù)BergInsight公司2014年物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用調(diào)查報(bào)告顯示,物聯(lián)網(wǎng)全球市場(chǎng)規(guī)模已接近3500億美元,復(fù)合年均增長率達(dá)20.1%,并且預(yù)計(jì)在2020年,全球物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)將實(shí)現(xiàn)500億的物物連接規(guī)模量[6]。全球物聯(lián)網(wǎng)連接規(guī)模增長情況如圖2所示:
由于物聯(lián)網(wǎng)對(duì)流量、速率、時(shí)延等要求較高,導(dǎo)致其對(duì)通信帶寬也有較高要求,所以寬帶化是未來物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的基本要求和趨勢(shì);同時(shí),全球物聯(lián)網(wǎng)龐大的連接量要求高IP化,則需要更多的資源分配以滿足網(wǎng)絡(luò)覆蓋深度和廣度的要求,這必將導(dǎo)致無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)生巨大的改變。
2 物聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)分類及對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)提出的挑戰(zhàn)
2.1 物聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)分類
物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)基于產(chǎn)業(yè)類型可以分為物聯(lián)網(wǎng)制造業(yè)和物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)業(yè)兩大類。前者是指生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)所需計(jì)算機(jī)、感知設(shè)備等相關(guān)產(chǎn)品的業(yè)務(wù),后者是指提供物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)或應(yīng)用等服務(wù)的業(yè)務(wù)[7]。
物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)按照技術(shù)特征可以分為4類,分別是身份相關(guān)業(yè)務(wù)、信息匯聚型業(yè)務(wù)、協(xié)同感知類業(yè)務(wù)和泛在服務(wù)業(yè)務(wù)。4種業(yè)務(wù)屬于遞進(jìn)關(guān)系,同時(shí)也是物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的發(fā)展趨勢(shì)。結(jié)合現(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)與物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展預(yù)測(cè),綜合考慮物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)特征、業(yè)務(wù)需求、用戶數(shù)量等因素,一般將物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)分為8類,如表1所示。
物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)根據(jù)類型的不同具有各自鮮明的特點(diǎn),主要表現(xiàn)在多種速率、時(shí)延、連接頻率需求等方面。如業(yè)務(wù)類型1的突出特點(diǎn)為對(duì)時(shí)延及移動(dòng)性能高度敏感,總體流量需求不高但是對(duì)速率有著較高的要求。以業(yè)務(wù)類型1的典型應(yīng)用車聯(lián)網(wǎng)為例,網(wǎng)絡(luò)以車輛為節(jié)點(diǎn),車輛所具備的高速移動(dòng)性能本身就決定了車聯(lián)網(wǎng)具有高速動(dòng)態(tài)特性。一方面,車輛間快速的相對(duì)移動(dòng)導(dǎo)致不同節(jié)點(diǎn)在任何時(shí)刻都可能產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)連接的斷開與重連,因此對(duì)網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)性能及信息傳輸時(shí)延方面必然具有很高的要求。另一方面,一部汽車中可能包含300個(gè)以上的傳感器,而整個(gè)社會(huì)的車輛數(shù)目龐大,且從城市擁堵的現(xiàn)狀來看,需要保證一定的連接頻率和巨大的連接規(guī)模,同時(shí),網(wǎng)絡(luò)還需要對(duì)這些傳感器的海量信息進(jìn)行傳輸及處理,并且必須保證一定的時(shí)延和效率??梢?,物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展對(duì)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)提出的要求并非當(dāng)前蜂窩網(wǎng)絡(luò)資源管理策略所能夠滿足的[8]。
2.2 物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)提出的挑戰(zhàn)
物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的不同特點(diǎn)將對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生不同的影響,考慮到現(xiàn)有無線網(wǎng)絡(luò)的狀況及各物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的用戶數(shù)和發(fā)展?jié)摿?,存在以下方面影響特別突出[9-11]:
(1)對(duì)接入性能提出更高要求
物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的發(fā)展將導(dǎo)致接入用戶快速增加,特別是類似業(yè)務(wù)類型7這種速率要求不高,但是連接頻率較高、用戶數(shù)量巨大的業(yè)務(wù),將對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的接入性能發(fā)出巨大的挑戰(zhàn)。如健康監(jiān)測(cè)儀器(對(duì)應(yīng)業(yè)務(wù)類型7)為了保證監(jiān)測(cè)的有效性,需以較高的網(wǎng)絡(luò)接入頻次接入網(wǎng)絡(luò)并傳送實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),這對(duì)網(wǎng)絡(luò)的接入控制性能有較高要求,而現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和協(xié)議根本無法滿足這種級(jí)別的接入要求。目前3GPP已經(jīng)就這一問題進(jìn)行了深入研究,LTE的后續(xù)版本將對(duì)接入控制性能進(jìn)行大幅提升[12]。
(2)對(duì)容量提出更高要求
物聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展很有可能引起網(wǎng)絡(luò)的擁塞,而且不同業(yè)務(wù)引發(fā)的擁塞機(jī)制還不盡相同。對(duì)流量、速率、時(shí)延要求高的業(yè)務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)信道資源占用較多,比如安防系統(tǒng)需要實(shí)時(shí)地傳送大量視頻信息,故需要保證網(wǎng)絡(luò)大流量、高速率(對(duì)應(yīng)業(yè)務(wù)類型4),個(gè)別用戶集中區(qū)域會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)擁塞。對(duì)用戶數(shù)量大、連接頻率高的低價(jià)值業(yè)務(wù)(如業(yè)務(wù)類型3、類型7)會(huì)給無線網(wǎng)絡(luò)帶來較大信令開銷,部分用戶集中區(qū)域有可能產(chǎn)生信令擁塞,影響業(yè)務(wù)接入。
(3)對(duì)上下行業(yè)務(wù)比例產(chǎn)生影響
目前的無線網(wǎng)絡(luò)上、下行業(yè)務(wù)并不對(duì)稱,下行業(yè)務(wù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于上行業(yè)務(wù),因此整體的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及業(yè)務(wù)資源配備也相應(yīng)地呈現(xiàn)不均衡的態(tài)勢(shì)。但是,許多類物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用恰恰相反,如智能家居系統(tǒng)(對(duì)應(yīng)業(yè)務(wù)類型5)需要上傳大量的采集到的信息,但是下行的傳送控制信息一般十分簡單,所以上行數(shù)據(jù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于下行。這些業(yè)務(wù)的加入需要將上下行業(yè)務(wù)的比例進(jìn)行調(diào)整,現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、資源管理策略及相關(guān)協(xié)議也應(yīng)做出相應(yīng)的調(diào)整。
(4)對(duì)用戶時(shí)延、移動(dòng)性能、QoS等級(jí)等方面提出更高要求
物聯(lián)網(wǎng)的部分業(yè)務(wù)由于其鮮明的業(yè)務(wù)特色,故對(duì)某一項(xiàng)性能有著嚴(yán)格的要求,如工廠及碼頭的生產(chǎn)調(diào)度類應(yīng)用(屬于業(yè)務(wù)類型8)對(duì)通信時(shí)延及保障等級(jí)要求較高,車聯(lián)網(wǎng)、遠(yuǎn)程醫(yī)療(對(duì)應(yīng)業(yè)務(wù)類型1、類型2)等對(duì)網(wǎng)絡(luò)時(shí)延敏感等,這要求未來的無線網(wǎng)絡(luò)在能夠提供廣度的網(wǎng)絡(luò)覆蓋的同時(shí)能夠在時(shí)延、移動(dòng)性能方面到達(dá)更高的標(biāo)準(zhǔn),從而針對(duì)不同業(yè)務(wù)提供差異化的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。
3 無線網(wǎng)配置策略研究
針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)分類情況,結(jié)合2G、3G、4G及WLAN網(wǎng)絡(luò)的承載特征,以實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)為出發(fā)點(diǎn),并考慮流量均衡及最大限度利用各網(wǎng)資源,提出針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的無線網(wǎng)絡(luò)資源配置建議如下:
(1)業(yè)務(wù)類型1:主要采用4G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行承載,確保實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)廣覆蓋,并根據(jù)用戶發(fā)展情況適當(dāng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容,推進(jìn)厚度建設(shè)。
(2)業(yè)務(wù)類型2:以WLAN+LTE進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)承載為主,通過Femto、Pico等微小基站進(jìn)行局部需求區(qū)域的覆蓋等。
(3)業(yè)務(wù)類型3:主要由現(xiàn)有2G網(wǎng)絡(luò)承載,在網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)后期、2G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行退網(wǎng)過程中,需保留薄網(wǎng)深度覆蓋,滿足遺留的2G物聯(lián)網(wǎng)用戶的業(yè)務(wù)需求。
(4)業(yè)務(wù)類型4:此類型業(yè)務(wù)以有線網(wǎng)絡(luò)承載為主,對(duì)于部分傳輸管道無法達(dá)到的區(qū)域可通過4G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行回傳。4G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃需考慮該類業(yè)務(wù)的需求來進(jìn)行覆蓋廣度規(guī)劃,對(duì)于業(yè)務(wù)較為集中的城區(qū)區(qū)域需要積極考慮網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容。此外,需根據(jù)不同用戶需求,分配固定物理資源,保證傳輸帶寬要求。
(5)業(yè)務(wù)類型5:以WLAN+LTE為主進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)承載,確保網(wǎng)絡(luò)深覆蓋,通過Femto、Pico等微小基站進(jìn)行局部需求區(qū)域的覆蓋。
(6)業(yè)務(wù)類型6:用戶多為個(gè)人用戶,以WLAN+
LTE為主進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)承載,需加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)廣度、深度、厚度三個(gè)維度的覆蓋。
(7)業(yè)務(wù)類型7:用戶多為個(gè)人用戶,以WLAN+
LTE為主進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)承載,需加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)廣度與深度覆蓋,此外需根據(jù)用戶的分布靈活調(diào)整上、下行時(shí)隙比例并引入多公共控制信道技術(shù)。
(8)業(yè)務(wù)類型8:該業(yè)務(wù)主要集中于廠礦、碼頭等大型企業(yè)內(nèi)部區(qū)域,可根據(jù)客戶的需求在企業(yè)內(nèi)部區(qū)域建設(shè)無線網(wǎng)專網(wǎng),滿足企業(yè)內(nèi)部設(shè)備的接入需求。
由于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用將在總體上不斷地向高流量、高速率的寬帶化方向發(fā)展,因此除上述策略外,多種可以滿足不同物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)特點(diǎn)的新技術(shù)也可以順勢(shì)引入:
(1)為滿足物聯(lián)網(wǎng)提出的多用戶接入需求,可加快引入面向多連接解決方案的4G增強(qiáng)型技術(shù)試驗(yàn)及部署。
(2)為滿足物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬提出的需求,下行可引入載波聚合(CA,Carrier Aggregation)提升用戶峰值速率,上行則引入上行載波聚合、上行64QAM、上行雙流傳輸?shù)仍鰪?qiáng)技術(shù),提升網(wǎng)絡(luò)上行承載能力。
(3)為進(jìn)一步滿足物聯(lián)網(wǎng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)廣度、深度及厚度的需求,需加大新型基站與特型天線的應(yīng)用,包括一體化微站、一體化微射頻拉遠(yuǎn)單元(RRU,Remote Radio Unit)、Relay、Pico、NanoCell等小型化設(shè)備以及各類特性天線。
(4)為更好地滿足傳輸效率需求,可引入三維多輸入多輸出(3D-MIMO,3D-Multi Input Multi Output)、增強(qiáng)型多媒體廣播多播業(yè)務(wù)(eMBMS,enhanced Multimedia Broadcast Multicast Service)、LTE小基站熱點(diǎn)及室內(nèi)覆蓋(LTE-Hi,LTE Hotspot/indoor)等新技術(shù)來提高頻譜效率,提升網(wǎng)絡(luò)競爭力、優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量、提升用戶感知。
4 結(jié)束語
本文首先對(duì)物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了研究,在對(duì)物聯(lián)網(wǎng)多種業(yè)務(wù)類型進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,得出不同業(yè)務(wù)對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)資源的需求,并結(jié)合2G、3G、4G及WLAN網(wǎng)絡(luò)的特征,給出無線網(wǎng)絡(luò)資源配置及新技術(shù)引入建議。本文提出的建議希望能給無線網(wǎng)的協(xié)同規(guī)劃提供參考,滿足物聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展的需求。
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