進入21世紀以來,隨著人類對海洋認知和態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“海上物聯網”。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信息,并可通過衛星網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態勢感知能力,開啟海上物聯新時代。
在海底連網的難度超乎想象,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、水力發電設備等等。
那么,這些設施是如何加入物聯網的呢?
海底物聯網(簡稱SIoT)是指創建智能無線傳感器區域,依賴它們所服務的設備以及傳輸單元,將其記錄的數據釋放到外部世界供人類(或者計算機)研究分析。
海底物聯網與傳統物聯網的區別在于它的數據傳輸通過水或水與空氣邊界區進行。海底物聯網數據傳輸速度和距離取決于電波頻率的高低。
海底物聯網理論上是創建智能設備與物聯網、云數據中心、分析引擎和工業企業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還提出了海底物聯網的另一個定義解釋SIoD:“SIoD是適用于水下環境設備的組合,利用替代通信技術(如VLF,LF,聲學,光學)形成相互關聯的水下數據連接網絡,以克服使用傳統物聯網通信介質帶來的衰減、高功耗、高成本影響。”
海底物聯網由智能無線傳感器和智能設備、連接網絡組成,可提供諸如性能、數據、條件和診斷信息智能操作等,可以成功實現對海底工業資產以及其他海底環境數據的實時監測和收集。
海底物聯網應用監測的參數可能包括溫度、運動(設備磨損)、陀螺儀位置、加速度計讀數等等。
在海底,海底物聯網數據傳輸必須依靠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展,在陸地,已經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同樣情況”。
海蘭(Brendan Hyland)還表示,海底物聯網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據。由于許多設備資產的完整性不需要實時監控,水下航行器每6到12個月收集一次數據是可以接受的。
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原文標題:海上物聯新時代即將來臨!那么,什么是海底物聯網?
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