一般认为,物联网(InternetofThings)的说法是在2005年11月国际电信联盟(ITU)专家团队"InternetofThings"的报告中明确提出的。这份报告指出,我们已经步入了一个新的时代,泛在智能(Ubiquitouscomputing)和自由连通(communication)时代,这个新的时代将改变我们的工作方式,生活方式。
物联网在理论和技术上已逐渐成为现实
近十年来,随着短程无线电网络技术的成熟,微型化低功耗低成本的无线网络技术已经可以方便地嵌入到日常生活中的每一个物品之中,如我们熟悉的WiFi正在覆盖城市的热点区域,又如ZigBee,ANT等个人局域网(PAN)也悄悄进入我们的生活,在个人健康、车辆定位、物流管理方面得到应用。短程无线网络使得身边的物品之间也具备了相互连通的技术基础,于是两维信息通信技术已经演变成为三维信息通信技术,即任何时间,任何地点,任何物所张成的三维空间。在这个三维空间中,PC之间,人与人之间,人与物之间,物与物之间实现了真正意义的自由连通,人们正在体验任何物品不论它身处何方都有可能感觉到它,作用到它。
三维信息通信技术的空间表述定义了物联网的连通模型,正是泛在智能和自由连通的科技进步催生了物联网。物联网有着坚实的技术基础和刚性的社会需求,物联网技术将为社会带来巨大变革。
物联网技术的具体应用在技术层面需要解决三个问题,一是如何做到目标物的自由接入。要将所关心的对象物连入互联网,特别要解决物在接入时的便利性;二是如何感知和操作目标物。要能获得目标物的即时状态,并能够按要求控制或操作目标物完成既定的动作;三是如何使附着于目标物的接入装置微纳米化。要使高智能的接入装置做得足够微小,以便能够嵌入微小物品,如一张纸制车票,一张银行卡,一把锁。在专业层面解决这些问题就奠定了物联网产业化的技术基础。
网络摄像机将成为物联网的最小单元
传感器是物联网的第一环节,而视频监控又是传感器的最典型应用,占物联网应用的40%。视频监控之所以在物联网中承担如此重要地位,主要原因有视频监控应用最为广泛、市场规模最大,物联网发展初期技术可实现性最强。根据"十二五"规划,到2015年,中国物联网整体市场规模将达到7500亿元,作为物联网第一环节典型应用的视频监控,发展空间巨大。随着智能化加快,触摸屏作为新型输入手段,同时融合了显示的功能,成为了目前移动智能终端必要配置,其未来发展前景无限。
网络摄像机是一种结合传统摄像机与网络技术所产生的新一代摄像机,它可以将影像通过网络传至地球另一端,且远端的浏览者不需用任何专业软件,只要标准的网络浏览器(如"MicrosoftIE或Netscape)即可监视其影像。网络摄像机是网络监控系统中的主要设备,它不仅为智能监控带来了有益的启示,而且还是物联网的最小单元。
IPC(网络摄像机)是网络监控系统中的主要设备,我们通常认为摄像机是产生图像信息的设备,IPC就是产生数字流图像信息的设备。
所以,我们可以将IPC重新定义为产生图像信息和增值信息的设备。增值信息包括:图像质量的信息,图像散焦、照度不足、图像(镜头)被污等造成的图像质量劣化;图像探测的信息,图像内容分析的功能,发现图像的不正常情况,发出相关(报警)信息;设备状态的信息,IPC状态及网络环境的监测,对故障进行自诊断,对环境能自适应,并发出相关信息。具备了这些功能,IPC具有了智能,就成为智能监控系统的基本(最小)单元。
更有新意的是,IPC时的增值信息可以传递给相邻的IPC(互联、传送探测信息、传感网):实现IPC之间、IPC与监控目标之间的互联和真实的感知与互动,这就是传感网(物联的基本单元)的概念。
如实现多个IPC对监控目标的跟踪;全方位IPC对固定IPC发现目标的自动跟踪等。这样的系统就是真正的物联网。所以说:视频监控智能化是构建物联网的关键技术;IPC是构成物联网的重要单元。
上述架构对确定图像智能化的系统架构也有很好的启示,表明图像智能系统的最佳结构是:分布增强处理架构(DEPA)。既是视频的探测功能由前端设备完成,而图像信息综合分析、信息关联在系统后台进行。它符合图像信号的特点,在图像压缩前,图像数据流保持与空间图像在时间和空间上的一一对应关系,是进行个体识别、内容分析的最佳形态,压缩后的数据流没有了这种对应性,且有了损伤,进行上述处理的难度很大。
所以,IPC在生成图像信号的同时产生增值信息是最合理的技术路线。再有,前端IPC传感网也是对监控系统监视区设计的最好说明。监控系统不能一个点、一个点孤立地去设计摄像机,要建立监控区的概念,对监控区内摄像机的配置(数量、选型、功能)、监控效果和目标进行整体的规划。
监控区的设计将增强系统实时监控的能力和效率;提高系统快速捕捉事件、获得完整信息的能力。IPC传感网可构成智能监控区,系统通过对监控目标图像的分析,自主地实现智能视频分析的功能。