進入21世紀以來,隨著人類對海洋認知和態(tài)勢感知需求的不斷增加,探索地球最深處奧秘成為各海洋大國的研究熱點。
不久前,美國國防部高級研究計劃局就推出了一個全新的傳感器網(wǎng)絡,旨在通過成千上萬個小型、低成本的智能漂浮傳感器,搭建起分布式傳感的“海上物聯(lián)網(wǎng)”。預計每一個智能漂浮傳感器都可收集艦船、飛機和海洋生物在該海域活動的狀態(tài)信息,并可通過衛(wèi)星網(wǎng)絡進行云端存儲和實時分析,或將進一步提升美軍的海洋持續(xù)態(tài)勢感知能力,開啟海上物聯(lián)新時代。
在海底連網(wǎng)的難度超乎想象,特別是在北海深處或白令海峽渾濁的水域里,唯一的信號是來自過往漁船和偶爾的電鰻。即使在這種惡劣環(huán)境的海底世界里,也有人造設施,例如:水下電纜、石油鉆機、波浪傳感器、水力發(fā)電設備等等。
那么,這些設施是如何加入物聯(lián)網(wǎng)的呢?
海底物聯(lián)網(wǎng)(簡稱SIoT)是指創(chuàng)建智能無線傳感器區(qū)域,依賴它們所服務的設備以及傳輸單元,將其記錄的數(shù)據(jù)釋放到外部世界供人類(或者計算機)研究分析。
海底物聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)的區(qū)別在于它的數(shù)據(jù)傳輸通過水或水與空氣邊界區(qū)進行。海底物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸速度和距離取決于電波頻率的高低。
海底物聯(lián)網(wǎng)理論上是創(chuàng)建智能設備與物聯(lián)網(wǎng)、云數(shù)據(jù)中心、分析引擎和工業(yè)企業(yè)軟件應用中建立一種無所不在的廣泛無縫連接。
Digital Catapult / IoTUK LPWAN Boost計劃的導師、技術工程專家Kear還提出了海底物聯(lián)網(wǎng)的另一個定義解釋SIoD:“SIoD是適用于水下環(huán)境設備的組合,利用替代通信技術(如VLF,LF,聲學,光學)形成相互關聯(lián)的水下數(shù)據(jù)連接網(wǎng)絡,以克服使用傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)通信介質帶來的衰減、高功耗、高成本影響?!?/p>
海底物聯(lián)網(wǎng)由智能無線傳感器和智能設備、連接網(wǎng)絡組成,可提供諸如性能、數(shù)據(jù)、條件和診斷信息智能操作等,可以成功實現(xiàn)對海底工業(yè)資產(chǎn)以及其他海底環(huán)境數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測和收集。
海底物聯(lián)網(wǎng)應用監(jiān)測的參數(shù)可能包括溫度、運動(設備磨損)、陀螺儀位置、加速度計讀數(shù)等等。
在海底,海底物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸必須依靠Seatooth無線連接技術。
Seatooth無線連接技術可在海水、空氣或者地下進行無線通訊,在水中傳播速度為100kbps,最大通信距離達10m。如果提高頻率的話,從技術上來說速度最大可達1Mbps,將來還能夠提高至10Mbps左右。
WFS公司創(chuàng)始人布倫丹海蘭(Brendan Hyland)表示:“令人著迷的是,通信技術正在快速發(fā)展,在陸地,已經(jīng)有了取消電纜和電線的明顯趨勢,因此,未來在海底也將出現(xiàn)同樣情況”。
海蘭(Brendan Hyland)還表示,海底物聯(lián)網(wǎng)可以通過自主水下航行器、遙控潛水器和水下機器人遠程采集傳感器數(shù)據(jù)。由于許多設備資產(chǎn)的完整性不需要實時監(jiān)控,水下航行器每6到12個月收集一次數(shù)據(jù)是可以接受的。
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原文標題:海上物聯(lián)新時代即將來臨!那么,什么是海底物聯(lián)網(wǎng)?
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