10万个IoT传感器监测中国1400公里的运河
极客时间编辑部
讲述:丁婵大小:1.33M时长:02:54
目前,在中国南水北调工程中,三条长达 1000 多公里的人工水渠正处于不同的完工阶段。同时,大规模的物联网网络一直在监督着南水北调工程的中间路线,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。在过去的 2017 年,它一直在扫描运河的结构损坏情况,跟踪水质和流量,并注意着入侵者,无论是人类还是动物。
该物联网项目的技术负责人杨洋表示,这个系统每天为 5000 多万人带来好处。其实,这一物联网网络的规划从 2012 年就已经开始,杨洋和他的团队,包括中国科学院副教授张武雄博士,一共花了两个星期的时间对运河情况进行评估,确定需求。
经过多番考察,他们将所看到的挑战分为三大类:基础设施、水和安全。经过讨论后,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。这些传感器被嵌入到运河附近的地面、混凝土堤坝、桥梁以及为控制水流而建造的 50 座水坝,以便测量应力、应变、振动、位移、土压力和渗水等数据信息。
放置所有这些传感器后,就出现了一个问题: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,甚至没有蜂窝网络服务通过。
对此,杨洋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,这些信号可能包括光纤、以太网、2G、3G、4G、Wi-Fi 或 Zigbee 等。
杨洋介绍,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,否则的话,它会尝试另一个,直至成功为止。
杨洋和他的团队还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,从而使在北京的中央管理团队可以随时了解远程站点的最新动态,以便做出正确的决定。张武雄博士还解释道,由于该网络与万维网是隔离的,因此被外部入侵的风险较小。
此外,杨洋还正在努力将更多的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,物联网网络就会感应到这个变化。
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