1.3 物联网典型应用

物联网能够提高各个行业的生产效率，提升人们的生活质量。下面通过共享单车（行）、智能家居（住）、智慧农业（食）讲述不同场景下物联网系统的技术架构和实现方法。

1.3.1 共享单车

共享单车作为最典型的物联网应用之一，很好地解决了家-地铁口、公司-地铁口“最后一公里”的交通问题。共享单车就是一个典型的物联网应用。

如图1.2所示，共享单车系统架构由单车、云平台、手机三大部分组成。单车是物联网的终端设备，核心是单片机，由太阳能电池板（电源）供电，依靠2G芯片通过移动网络和云平台进行通信，通过GP S定位模块传输自身的位置信息给云平台，手机通过云平台获得单车的位置信息，实现寻车功能，在某些移动网络无法覆盖或者信号质量可靠性低的区域，可以通过手机和单车的蓝牙模块建立近场通信链路，实现对单车的控制。单片机通过执行器开启车锁，实现对机械结构的操作。

1.3.2 智能家居

智能、舒适的家居环境可提升人们的生活质量。智能家居就是为了改善家居环境存在的。

图1.3展示了一个完整的智能家居系统架构，由终端、控制器、网关、云平台、手机App等组成，通过网关构建的ZigBee局域网管理家居环境中的终端。控制器是终端和网关之间的数据、指令中转设备，根据功能不同可以分为感知控制器、照明控制器、安防控制器、红外控制器等。终端是真实的电器、机械、传感器等设备。网关除了维护局域网，还需要实现后台网络通信、语音交互、本地数据存储、软件升级服务、Wi-Fi控制功能等。云平台是用户与终端之间的数据、指令分发器。手机用于观察、控制终端。

1.3.3 智慧农业

智慧农业通过环境感知、科学运算、智能滴灌等技术可提升农作物的产量。

图1.4为智慧农业系统架构，针对位置偏远、农场面积大、通信距离远、没有网络接入条件等特性，采用LoRa低功耗广域网通信方式构建局域网、通过2G/4G等移动网络对接后台的方式实现通信。终端通过大量的传感器或控制器采集农场环境数据或信号。后台通过网关的转发得到数据或信号后，进行可视化呈现、计算分析，给出科学的控制指令，如浇灌。终端通过控制器触发浇灌系统，实现对农作物的浇灌。