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强大的物联网技术!100,000个IoT传感器监测中国1400千米的运河

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未来物联网   发表于 2018-1-14 05:00:06   查看: 386 帖子
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图片:南水北调中线工程建设管理局
作为一项工程技术,中国南水北调工程是非常突出的。三条长达1000多公里的人工水渠正处于不同的完工阶段,旨在将水从南部的多雨转移到炎热的北部。

大规模的物联网(IoT)网络一直在悄悄地监督着中间路线,这本身就是令人印象深刻的。连接丹江口水库与北京,天津的1400公里水路上有超过10万个传感器。在去年,它一直在扫描运河的结构损坏,跟踪水质和流量,并注意入侵者,无论是人类还是动物。
物联网技术负责人杨洋表示:“这个系统每天为5000多万人带来好处,而不是提到项目的人员。” 上海微系统与信息研究所无线传感器网络与通信中国科学院重点实验室主任杨扬技术(SIMIT)是中国科学院的一部分。他说,他们从网络上学到的东西很可能会应用到其他大规模的基础设施项目,包括水路转换系统的东西方路线,以及更加适度的努力,比如监测摩天大楼的玻璃幕墙。
规划物联网网络从2012年开始。杨和他的团队,包括中国科学院SIMIT副教授张武雄博士花了两个星期的时间在运河长度的旅行,评估它的需求。
他们看到了许多挑战。水穿越地区容易发生地震,使基础设施容易受到破坏。水的流动将需要控制,这样就不会浪费。其质量也需要定期检查,以确保没有污染物或毒素进入城市饮用水供应。在一些地方,当地村民把围栏放在水里钓鱼或游泳。这就造成了安全风险。
杨和他的团队将他们所看到的挑战分为三大类 - 基础设施,水和安全 - 并经过一些讨论后,决定在运河上安装130多种不同类型的互联网连接的传感器。测量应力,应变,振动,位移,土压力和渗水的基础设施传感器嵌入在运河附近的地面,混凝土堤坝和桥梁以及为控制水流而建造的50座水坝。
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图片:南水北调中线工程建设管理局沿着运河安装的互联网传感器包括摄像机(左),入侵检测(右上)和水位传感器(右下)。
测量水质和流量的探头连接在支撑桥梁的钢支撑柱上。摄像机沿整个结构每隔500米分隔一次。
放置所有这些传感器后,问题就出现了:收集数据后如何发送数据?尽管运河的某些路段可以通过光纤互联网连接,但其他地区却没有通路,而是通过偏远地区或者绝对没有蜂窝网络服务通过。作为一个解决方案,杨和他的团队开发了所谓的智能网关,不断从本地传感器接收数据,然后使用当前可用的任何信号将其传输到云服务器。这可能包括光纤,以太网,2G,3G,4G,Wi-Fi或Zigbee
“智能网关可以了解连接到云的可用性。成功传输后,下一次将会跟随该网络。否则,它会尝试另一个,“张说。
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图片:南水北调中线工程建设管理局
智能网关将来自各个传感器的数据传输到47个区域分支服务器中的一个,例如河北省沂水县的这个控制室。
智能网关周期性地将数据传输到最近的服务器,该服务器可以是沿运河县的47个区域分支服务器中的任何一个。在正常情况下,传输的时间间隔为五分钟,三十分钟或一天一次,取决于该地区的地理位置和水资源。如果发生地震或化学品泄漏等特殊事件,数据将立即连续发送到云端。从那里将数据存储或转发到丹江口水库和北京之间省级城市的五个管理服务器中的任何一个,最终到达北京的主要服务器中心。
杨和他的团队设计了一个网络平台和界面,让在服务器站工作的人们可以通过网站读取数据并响应任何警报,从而使北京中央管理团队可以随时了解远程站点的最新动态正确的决定。张先生说,由于网络与万维网是隔离的,因此这个日期被外部入侵的风险较小。
“对我来说,这是适用于关键基础设施物联网的一个很好的例子,”亚当Drobot时,主席说,IEEE物联网行动委员会和开放技术工程,互联网安全的主席和IT咨询公司。“你建立它,所以它是保护开始,而不是事后的想法。”
杨说,南水北调工程面临的最大挑战是在黄河以下的一个长达4米的4米长的隧道,直径约7米。他希望看到最终开发的水下机器人能够更有效地监测和调查隧道。
杨还正在努力将更多实验室开发的物联网技术转化为新的产品和服务。例如,他的团队正在开发一个网络来监测摩天大楼玻璃幕墙的完整性。如果玻璃板变弱或破裂,物联网网络会感应到它,不仅需要维护人员,而且还需要更换需要更换的玻璃板的确切尺寸和形状。下面的街道。
杨说:“现在我们有越来越多的传感器和越来越多的方法来使我们的环境变得更加智能。
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