物联网行业解决方案(五)

简介: 物联网行业解决方案(五)

开发者学习笔记【阿里云物联网助理工程师认证(ACA)物联网行业解决方案(五)

课程地址:https://edu.aliyun.com/course/3112060/lesson/18987

物联网行业解决方案(五)

九、快速接入AT命令Wi-Fi模组解决方案


1、方案

方案针对没有联网能力的用户设备,如水桶桌子水杯等,此时就需要添加相应的组件使其具备联网的能力,该方案通过外扩的Wi-Fi模块实现设备的智能化改造,在解决用户连接问题的同时也能够解决用户设备OTA升级子设备管理等问题解决方案在低至4k RAM设备都可以使用。

图片385.png

以上是解决方案的架构图,最下是没有联网能力的用户设备,包括用户采集电路用户MCU用户执行电路等简单的联网设备单片机设备设备需要联网,可以在其上部添加AT固件Wi-Fi,通过模组来提供联网能力,将该设备接入联网平台。通过物联网平台可以对该设备提供OTA升级及远程物联网设备升级并对设备进行管理。接入阿里云物联网平台后,还可以使用相应的服务,如数据分析服务安全运营中心等设备上后,可开发相应的用户物联网应用,如智能生活设备应用智能楼宇设备应用智能工业设备应用等。


2、优势

1通过三条指令可快捷接入

因为该Wi-Fi模组将底层的记录过程屏蔽,用户不需要了解其底层内部的实现细节,只需使用它提供的精简的AT指令即可实现快速接入物联网即该方案将阿里云IoT平台的接入协议安全能力OTA能力高度抽象,将设备网操作通过精简的AT命令暴露给用户,接入协议安全能力OTA能力,用户只需在了解其提供的精简AT指令的基础上,进行少量命令的适配就可以完整使用阿里云IoT平台提供的服务。


(2)可以帮助资源设备联网

其MCU运算能力较低,存储空间较低,不能进行安全加密运算也不能进行相应的存储服务,就将资源占用较多的网络协议站安全加密OTA服务等能力外接到Wi-Fi模组上节省设备资源的占用,使得有串口的设备完成联网改造,设备的适用范围更加广泛


(3)使串口设备也能实现OTA

因为将阿里云IoT平台的OTA能力集成到了模组中用户可以借助模组来完成本地设备的OTA升换言之,模组作为OTA代理它将构件下载到本地后,通过Ymodem协议发送给设备,完成升级降低对设备缓存空间的要求,并且可以实现流控。


3、应用

1医疗监护床应用

为提高应用器械利用率提高巡检效率,可以将低风险应用设备改造为远程监控的智能物联网设备,可以为医院养老场所等场景提供更加高效的监控服务在既有自动监护系统中加入AT固Wi-Fi模组,在短时间内即可完成设备接改造实现监护角度温度病人是否卧等多项参数的实时上报和已有的医疗管理系统打通实现联动响应


(2)太阳能逆变器联网

越来越多的太阳逆变设备为了给用户提供更好的服务,同时统计发电情况,此时就需要给逆变器增加远程运行状况和数据上报能力,如果采用家中的Wi-Fi完成上报,就可以省去一笔可观的通信费用相较于额外接入蜂窝网或其他网的成本低很多逆变器厂商就可以将Wi-Fi模组和广域网模组分别做成两个配件,在有条件时使用逆变器的通过Wi-Fi模组进行通信扩展,接入家中的Wi-Fi快速完成设备与阿里云IoT平台的对接实现设备远程管理和数据采集监控。


十、水环境网格化智能监管解决方案


1、方案

该方案是以智能城市物联网平台为底座构建水环境网格化智能监管信息化管理系统以及移动应用app来实现随时随地的水管理,支撑水质监测污染预警污染溯源目标考核等多项水环境综合管理业务

图片386.png

以上整体架构图。在不同的区域使用相应的传感器或设备对水中的数据进行采集,溶解氧量pH电导率度等,将些数据采集之后,连同它所在的区域一起上传到阿里云IoT城市物联网平台在此基础上推送到物联网平台之后进一步构建相应的管理系统或者移动app,如网格化监管平台,在此平台上通过从物联网平台得到的数据可以进行水质变化趋势分析水质现状评价总览水质在线监测综上,通过物联网平台需额外搭建网络,通过物联网平台可实现设备的快速接入、认证数据上云数据动态存储管理数据运维监控等,无需额外搭建相应的服务器需额外进行运维监控,即可将采集到的数据对接到管理平台此外,移动应用APP,包括支付宝小程序钉钉、市民服务平台等,这些平台可以用来信息发布,展示各区域的水质情况,些移动应用app或者平台的数据来源阿里云IoT程序物联网平台,有了平台,就可以快速搭建各类应用APP,快速实现水环境网格化智能监管。


2、优势

1对症下药

通过大范围高密度的网格组合布点,形成覆盖整个区域的在线水环境在线监控网格促进治理水污染由凭经验、凭感觉粗放式管理向网格化实时化精准化治理转变,辅助治理单位及时发现问题,对症下药。


2明晰边界,提升处置效率

它以网格划分具体责任人,逐级传递,责分明,避免跨界断面敏感区域出现水问题扯皮推诿现象提高处置的效率同时也能够有效促进部门的分工和联动从原来的单一的环保部门作战向多部门协同治理模式转变


(2)指引产业优化

通过长期的连续监测,对管理手段和治理效果进行评价,能够为政府优化产业结构,推进产业转型升级,制定水污染防治决策支持行动计划等提供科学的依据因为采集到的数据都保存到了物联网平台,并丢失可以使用物联网平台的大数据分析人工智能等服务来对数据进行智能化分析和处理,为后续的产业优化提供科学依据,水环境网格化智能监管解决方案

 

十一、大气环境网格化智能监管解决方案


1、方案

方案水环境网格智能化监管解决方案很类似,主要由大气监控终端数据监管平台手机客户端等组成,支持常规六参数PM 10、PM 2.5、SO2、NO2、CO、O3的监测,支持其他多种特征污染参数根据用户所需自由组合灵活扩展。

图片387.png

上图产品的架构,最底层是监测设备,包括大气污染因子监测设备和气象因子监测设备,些监测设备采集到的数据上传到物联网平台,再将数据推送到大气监管平台大气信息发布终端。大气监管平台可以用来对大气网格考核大气监测数据分析大气污染智能识别信息发布终端包括智能小程序钉钉、市民服务平台等来展示当前环境的详细情况同时手机客户端或者监管平台可以将相应的控制命令由物联网平台下发监测设备对监测设备进行远程管控。物联网平台打通了大气监管平台和手机客户端与监测设备之间的通道,并且可以对监测数据进行储智能分析为大气监管平台提供辅助决策。


2、优势

1污染区域全覆盖

该方案中需要大密度布置微型,灵活配置监测因子,实现全目标全覆盖双全监测,全面展示区域大气环境质量状态与污染分布,一旦发现超标现象实时报警。


2污染成看得透

对大气趋势段历史数据进行分析计算和可视化展现,识别大气污染在时间维度上的变化规律,分析不同时期首要污染指标为管理部门开展精细化环节治理提供数据支撑与决策依据。


3污染源头得到

可以依托环境地图的直观表现和数据回放,识别本地存在的污染源追溯产生污染的源投。在监测设备端可以将相应的地理数据上传到物联网平台,它能够追溯污染产生的源头监视其扩散和消散的轨迹,使得政府能够及时确定责任人并消除影响


(3)监管被动主动

通过采集到的数据可以定期通报空气质量排名实现网格的属地量化考核能力精准量化属地空气污染状态,把压力和责任层层化被动考核变为动监控,确保分解落实任务落实效果真实。

 

十二、多功能杆解决方案


1、方案

该方案灯杆为主体,打造多功能一体的智能城市信息基础设施,形成智能城市多信息采集来源和多业务入口,构建城市信息感知末梢和民生服务通讯信息管理电气态控制为一体,根据不同需求灵活选配功能性外设以下该方案的架构图

图片388.png

下层是多功能电,它的功能包括环境监测摄像头紧急呼叫集中控制器电子显示屏公共广播、WiFi覆盖单灯控制器在多功能杆上可以进行充电打紧急电话联网环境监测装有摄像头电子显示屏,可以用来投放广告有单灯控制器控制上的灯有集中控制器来集中控制区域


多功能杆上采集到的数据通过Lora、NB IoT、蜂窝网等联网性的网络技术接入物联网平台,将相应的数据处理之后再推送到城市管理者和市民,城市管理者包括照明管理环境监测公共广播管理视频监控信息发布,照明管理可以通过物联网平台管理多功能的照明环境监测,也可以通过物联网平台得到环境监测的数据公共广播管理可以通过物联网平台向多功能发布广播的内容,视频监控可以通过物联网平台来对该区域的情况进行监控对于市民,提供了充电服务、Wi-Fi服务报警服务,相应的就配置有充电管理公共Wi-Fi管理一键报警管理多功能可以根据具体的区域需求选配功能性的外设。如区域不需要充电桩电子显示屏,或该区域还需额外的功能性外设,都可以进行添加。


通过多功能可以经由物联网平台向城市的不同管理部门提供一系列的服务,同时也方便了市民的生活出行


2、优势

1巧织城市地网

可以借助多功能杆在城市中的高密度覆盖及固定的位置由点到面形成天罗地网的城市基础设施网络,为未来智慧城市提供强有力的支撑,未来智慧城市需要的一些功能都可以添加到多功能杆,使其具备更加强大的功能。


(2)自带光环

功能杆的供电线路可供后续城市市政设施复用解决城市所需要设备的点难取电难问题。如电杆周边要有相应的用电需求,可以接入充电来实现用电需求,也可以接入现成的电源布线来扩展周边的用电需求。


(3)节省空间和成本

多功能能够实现过去十种道路体的功能站点点位成本更低,站点业务密集度更高,能够有效节约城市地面空间资源减少道路施工及城市体林立乱象使城市美观有序。


(4)远程高效运维

多功能可以接入物联网平台通过联网平台可以远程对多功能进行高效运维,对进行统一管理集约化可视化管理于GIS地图可视化管理多功能,实时监测多功能上多种设备的状态故障及时报警,人力维护成本降低接近45%如磁带管理安全和人工数据传输


55G联网的哨兵

5G时代已经来临,但5G需要超密布网,就需要大量的小基站。多功能就可以充当5G的小基站,因为具备物联网连接功能,具有供电优势管理智能节省空间掩盖盲点等优势,在智慧路杆上装置5G小最可行的方法之一


3、现实案例

河南某产业新,将该城区主干道路上的路灯环境监测视频监控LED广告、Wi-Fi等多项功能集合在一个杆体上以路灯为载体实现互联互通,有效促进了资源的高效集约利用。

 

十三、总结与思考:智慧农业解决方案

本节课主要讲解了12个解决方案


随堂思考智慧农业解决方案

可以从以下几方面去思考第一如何实时监控当前农业水土壤空气环境第二如何来改变农作物生产环境,如调节温湿度第三如何进行农作物的防护,如小动物的破坏害虫的破坏等

首先水、土壤空气的时监测,需要对水土壤空气的数据进行实时采集此时,需要在相应的位置安装大量的传感器来采集数据要实时监控些数据,需要有平台在平台应用软件上来展示些数据,数据和软件之间如何打通,并且采集到的历史数据需要保存。如果自己购买服务器或者搭建服务器十分的费时费力,那么我们可以借助现有的物联网平台阿里云IoT物联网平台,方便快速接入设备,保证设备的数据安全传输并保存到物联网平台,将些数据推送到监控端数据进行实时监控。


其次,如何改善它的生长环境,如调节温湿度等。大棚蔬菜中,其温湿度要达到一定程度才能正常生长,就可以在大棚端安装空调加湿剂,若这些设备没有联网功能我们可以使用AT固件Wi-Fi模块,模块可以向阿里云采购,通过模块可以将空调和加湿器入物联网平台。接入物联网平台之后,可以在终端下发控制指令来控制空调或加湿器的运行


此外,如何防护农作物包括小动物的破坏,可以在农作物端加入摄像头视频采集把采集到的数据上传到物联网平台,使用物联网平台人工智能分析发现小动物在农场中,就启动相应的预警,或者启动农场的铃铛,小动物赶走还包括虫害,也需要阿里的人工智能处理对视频进行处理发现有虫害,用户终端发送警告,用户采取相应的措施来解除虫害危险

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