WFIoT的五大基础功能_项目管理五大基础理论

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WF-IoT融合物联网的五大基础功能

WF-IoT融合物联网是划时代的创新技术，其内核是唐芯系列物联网芯片，是一种基于RFID的低功耗广域网通信技术，为用户提供一种简单的能实现远距离、大容量、中高速、免付费、低功耗的物联网系统。

WF-IoT融合了射频识别、实时定位、无线传感、视频联动和智慧照明等五大基础功能，可以满足大多数应用场景的需要。射频识别

（1）电子标签

电子标签是射频识别技术的基础器件，一般由天线、耦合元件及芯片构成。每个电子标签都具有全球唯一的电子编码（Electronic Product Code，EPC，主要包含标头、厂商识别代码、对象分类代码和序列号等要素），附着在人体或物体上以标识目标对象。根据是否需要电池，电子标签又分为有源电子标签（或主动标签）和无源电子标签（或被动标签）。有的电子标签，还具有防拆卸功能。电子标签还可以根据附着材质进行分类，以适应纸张、木材、金属、塑料等附着材质的使用。

图1 某类电子标签的实物图

实现射频识别功能，一般至少应包括电子标签、读写器和应用程序等三部分，其工作原理如图2所示。

应用程序EPC电子标签射频识别标签读写器EPCEPC中间件EPC Global China因特网（局域网）EPCIP地址EPCEPC ISPML产品信息数据库定位到IP地址ONS服务器

图2 电子标签的一般工作原理图

（2）WF-IoT的工作原理 WF-IoT射频识别的工作原理是：当被动标签进入WF-IoT网络后，标签接收WF-IoT节点发出的射频信号，并产生感应电流，用以驱动标签内部电路，将存储在其芯片中的信息发射出来，或者主动标签主动发送射频信号，由WF-IoT节点接收，从而实现目标对象的识别。

图3 WF-IoT的射频识别图

优点：

 只需在目标对象上附着电子标签，即可利用WF-IoT自带的射频识别网络，形成射频识别功能；

 以极低的成本，应用于资产管理、人员管理、涉密管控等领域。实时定位

由于GPS（或BD）定位、移动通信定位等传统定位方法在比如室内、隧道、地下等场所的效果不佳，需要解决定位问题。目前，有大量成熟的商用定位方案是基于射频识别的实时定位技术。

WF-IoT实时定位的工作原理是：由于WF-IoT本身具有识别定位功能，且每个WF-IoT节点都作为定位基站，并预先固定，当目标标签进入WF-IoT网络后，WF-IoT节点读取到目标电子标签的特征信息（如身份ID、接收信号强度等），采用近邻法、多边定位法、接收信号强度等方法确定目标电子标签的所在位置，如图2-10所示。

图4 WF-IoT的实时定位原理图

WF-IoT可实现：人员管理、实时定位、地图显示、历史轨迹、按键报警、虚拟周界、记录查询、统计及报表、大数据分析等功能，可以用于紧急救援、人员（或资产）追踪、涉密管控等领域。

其优点主要有：

 由于作用距离近，可在几毫秒内得到厘米级的定位精度；  由于电磁场具有非视距的特点，传输范围较大；

 造价比较低，只需在目标对象上部署电子标签即可，无需另外部署读写装置或网络。无线传感

所谓无线传感器网络（Wirele Sensor Network，WSN）是由大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络，以协作地感知、采集、处理和传输网络覆盖地理区域内被感知对象的信息。

图5 无线传感器网络的传统拓扑图

由于没有线缆的羁绊，无线传感器网络可以应用于环境监测、医疗护理、目标跟踪、智能家居、商业运营等领域。

WF-IoT无线传感的工作原理是：每一个WF-IoT节点支持门磁、红外探测、窗磁、烟雾、雷达、空气质量、环境等多类传感器的有线接入，也支持采取ALL协议的无线传感器进入WF-IoT网络。视频联动

近年来，随着技术的迅猛发展，IP网络摄像机已具有了视频移动侦测、红外感应、人脸识别、车牌识别、区域警戒等种类繁多的智能感知能力。实现视频监控的联动控制，减轻人力资源负担，提高智能管控效率，是一种最为重要、且具有价值的基础应用。

IP网络摄像机本身具有以太网接口、COM接口和报警（Alarm I/O）接口等三类接口。

IP视频网络摄象机镜头摄象机云台其他设备COM编码器COM接口数据通信以太网接口IP网络摄象机I报警接口传感器(开关量)O执行器(开关量)图6 IP网络摄象机的拓扑结构图 其中：

 以太网接口：使摄像机直接连入网络；

 COM接口：既可以使网络任一授权用户对摄像机的云台、镜头等前端设备进行操控，也可以使网络上的后端应用获得前端采集到的数据；

 报警接口：既可以将报警传感器传来的开关量信号传送给后端应用，后端应用也可以通过该报警接口发出联动响应。WF-IoT视频联动的方案原理是：利用摄像机的COM接口和报警接口，在摄像机、空调、消防火警、电子围栏等设备上加装WF-IoT节点，与具有WF-IoT节点功能的门禁、照明、红外、雷达以及其他感知器（或执行器）之间，实现无线通信、自由组网、“物物”直接互联，形成一个不依赖于中心的智能感知、处理和执行的物联网。

WF-IoT智能驱动器WF-IoT智能终端WF-IoT融合网关IP网络摄象机WF-IoT节点模块电子围栏WF-IoT节点模块WF-IoT雷达消防火警WF-IoT节点模块WF-IoT智能烟感器WF-IoT智能传感器WF-IoT智能门禁WF-IoT智能照明WF-IoT红外探测器WF-IoT节点模块空调

图7 WF-IoT视频联动的方案原理图

WF-IoT的视频联动，主要有以下功能：

 联动照明。为摄像机提供照明，以获得更清晰的监控图像；

 联动门禁。对门禁设备被拆除、被非法开门、门开超时、胁迫开门、刷卡开门、按钮开门、指纹开门、撤防、布防等各种状况等进行视频监控，以增强门禁的安全性；

 联动电子围栏。对闯入、撤防、布防等各种报警状况等进行调节镜头、转动云台等控制，实现视频监控，以提高周界安全性；  联动雷达和补光灯。极简单地实现违法抓拍、跟拍；

 联动智能传感器。减少视频监控的死角、盲区，增强视频监控的管理效率；  联动智能驱动器。使摄像机对感知到各类报警状态直接做出反应。主要特点：  无需重新布线，软件定义；  无需中心，物物互联互动；  主动安防与被动安防完美结合。智慧照明

WF-IoT在照明领域应用的一种专利技术是Air Lamp商用物联网智能照明技术，具体是将所有支持ALL协议的智能照明灯、智能开关、场景面板、智能电源、智能驱动器、智能灯控网关、智能灯控终端等以免布线形式集成一个智能化照明系统。

其核心产品主要有：

 智能照明灯：支持ALL协议，有多种规格型号的灯具，并支持订制。 智能电源：支持ALL协议，可用于驱动电源。

 智能驱动器：支持ALL协议，可用于驱动控制器或执行器。 智能开关：无源无线，支持ALL协议，是智能灯控终端的一种。 场景面板：支持ALL协议，支持多种场景控制，是智能灯控终端的一种。 智能灯控网关：支持ALL协议。

 智能灯控终端：主要有Android移动终端、iOS移动终端、PC终端等三种。Air Lamp智慧照明的主要特色：（1）工程实现简单

Air Lamp智慧照明对硬件设施条件要求简单，全部采用无线自由组网控制，简化了电气回路、减少配电设备，易于安装。

（2）可观的节能效果

节约能源和降低运行费用是业主们关心的又一个重要问题。由于Air Lamp智慧照明采用高效节能第四代智能LED智能灯具，并能够通过科学管理对灯具亮度实现智能化控制，根据不同日期、不同时间按照各个功能区域的运行情况预先进行光照度的设置，不需要照明的时候，保证将灯关掉；在大多数情况下很多区域其实不需要把灯全部打开或开到最亮，Air Lamp智慧照明总能以最经济的能耗为用户提供最舒适的照明；Air Lamp智慧照明保证只有当必需的时候才把灯点亮，或达到所要求的亮度，从而大大降低了能耗。

（3）全自动智能化控制

采用Air Lamp智慧照明后，所有灯具均实现了全自动化、智能调光控制，可以实现对任何一个灯具，任意灯具分组，乃至所有灯具的实时、同步、调光控制，亮度可以随着外部环境的亮度自动调整，整个控制过程不需要人工干预，也不需要复杂的线缆工程和设置，真正实现了“按需照明”，可使照明系统工作在全自动状态。

例如，上午来临时，系统自动将灯调暗，而且光照度会自动调节到人们视觉最舒适的水平。在靠窗的区域，系统智能地利用室外自然光，当天气晴朗，室内灯会自动调暗；天气阴暗，室内灯会自动调亮，以始终保持室内设定的亮度（按预设定要求的亮度）。当夜幕降临时，系统将自动进入“傍晚”工作状态，自动地极其缓慢地调亮各区域的灯光。此外，还可用手动控制面板，根据一天中的不同时间，进行灯光的场景预设置，使用时只需调用预先设置好的最佳灯光场景，产生新颖的视觉效果，随意改变各区域的光照度。

（4）实现安全、便民与节能的完美统一

视频监控与智能灯具联动，实现白天“人来灯逐级变亮，人走灯渐暗”；夜晚“人来灯逐级变亮，人走灯渐暗，在设定的时间内无人时灯具自动熄灭”。给用户人性化的关怀，理想化的体验的同时，保证有人时监控画面高清，提高防护等级，实现安全与节能的完美统一。

（5）延长灯具寿命

灯具损坏的致命原因是电网过电压。灯具的工作电压越高，其寿命则成倍降低。反之，灯具工作电压降低则寿命成倍增长。因此，适当降低灯具工作电压是延长灯具寿命的有效途径。Air Lamp智慧照明能成功地抑制电网的冲击电压和浪涌电压，使灯具不会因上述原因而过早损坏；通过智能调光，灯具大部分时间都处于低功耗状态，避免频繁启动对灯具的冲击；还可通过系统人为地确定电压限制，提高灯具寿命；采用软启动和软关断技术，避免灯丝的热冲击，使灯具寿命进一步得到延长。Air Lamp智慧照明能成功地延长灯具寿命2至4倍。不仅节省大量灯具，而且大大减少更换灯具的工作量，有效地降低了照明系统的运行费用，对难安装区域的灯具及昂贵灯具更具特殊意义。

（6）提高管理水平，减少维护费用

Air Lamp智慧照明将普通照明人工开与关转换成了智能化管理，灯具效果配置可通过后台配置，灯具状态可以通过智能灯控终端进行监测，不仅使管理者能将其高素质的管理意识运用于照明管理中去，而且同时将大大减少业主的运行维护费用，并带来极大的投资回报。

（7）功能扩展容易

无需重复布线，Air Lamp物联网照明系统可构成的无线传感器网络和识别定位网络，后期可以根据需要随时植入智能传感器、数据采集器、电子标签等，增加能耗动态监测、数据采集、人员管理等功能，实现信息化和智能化。