時間:2023-10-13 09:42:14
序論:在您撰寫物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用時,參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野,小編為您整理的7篇范文,希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情,引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);關(guān)鍵技術(shù);應(yīng)用;研究
中圖分類號:TP391.44 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-9599 (2012) 11-0000-02
從實踐來看,目前物聯(lián)網(wǎng)已成為國際社會廣泛談?wù)摰囊粋€熱門話題,尤其近兩年來物聯(lián)網(wǎng)在中國科技市場上的熱度更是難以言傳,它被稱為繼計算機和互聯(lián)網(wǎng)之后的第三次信息產(chǎn)業(yè)浪潮。物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things)主要是指將信息傳感設(shè)備、傳感器網(wǎng)絡(luò)、條碼、射頻標(biāo)簽閱讀裝置、二維碼設(shè)備、全球定位系統(tǒng)(GPRS)以及基于物對物通信模式的短距無線自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),通過接入網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合,而形成的巨大智能網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
一、物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)
物聯(lián)網(wǎng)誕生之初,其關(guān)鍵技術(shù)相對較少,但隨著經(jīng)濟和科技的發(fā)展,尤其功能要求增多。其關(guān)鍵技術(shù)的數(shù)量也在不斷的增加。目前看來,物聯(lián)網(wǎng)中的關(guān)鍵技術(shù)主要有:傳感器探測技術(shù)、嵌入式可編程RFID技術(shù)、認知計算與智能控制技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)融合技術(shù)和納米技術(shù),具體分析如下:
(一)傳感器探測技術(shù)
傳感器是物聯(lián)網(wǎng)對自身運行環(huán)境以及外部運行環(huán)境進行感知的關(guān)鍵部分,傳感器技術(shù)也為信息的傳輸、分析以及反饋提供了技術(shù)支撐。近年來,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步,智能化和網(wǎng)絡(luò)化也成為了新時期傳感器發(fā)汗的主要趨勢,并且進入了由傳統(tǒng)的傳感器逐漸向著智能傳感器向嵌入式的Web傳感器發(fā)展過程。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由各種微型的傳感器節(jié)點在監(jiān)測區(qū)內(nèi)進行有效的布置而組成的,通過無線通信的方式,連接成一個有序的組織網(wǎng)絡(luò),同時其也是實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化的重要標(biāo)志。所以,從另一種意義上來說,傳感器也是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的一個主要標(biāo)志。當(dāng)前,我國物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)發(fā)展的主要方向,有:先進測試技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)化測控;智能化的傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點探究;傳感器網(wǎng)絡(luò)組織結(jié)構(gòu)與底層協(xié)議研究;傳感器網(wǎng)絡(luò)的自身檢測和控制;傳感器網(wǎng)絡(luò)安全問題研究。
(二)嵌入式可編程RFID技術(shù)
RFID(即Radio Frequency Identification),又稱為射頻識別技術(shù)或電子標(biāo)簽,其主要是通過識別系統(tǒng)中的射頻信號,并且將相關(guān)的數(shù)據(jù)進行獲取與收集,該項識別工作是由計算機獨立完成,不需要人工參與,而且其應(yīng)用范圍十分廣泛。RFID一般是由閱讀器和應(yīng)答器組成的,主要是用來實現(xiàn)對目標(biāo)物體的檢測與控制。RFID的工作原理主要是當(dāng)目標(biāo)物體的標(biāo)簽進入到該磁場之后,便能夠接收到其所發(fā)出的射頻信號,并且在感應(yīng)電流的作用下,將這些信息也存儲在芯片中,并且有選擇的進行發(fā)送,或者可以主動的發(fā)送特殊頻率的射頻信號;當(dāng)信息在獲得解讀器的讀取之后,便能將信息輸送到中央信息系統(tǒng)完成處理,最終實現(xiàn)對該目標(biāo)物體的控制與管理。當(dāng)前,RFID技術(shù)在滿足用戶對產(chǎn)品的需求方面有著一定的效率,但這種管理與控制功能僅僅是比較簡單的一種,RFID技術(shù)根本無法真正的滿足復(fù)雜業(yè)務(wù)的處理要求。
(三)認知計算和智能控制技術(shù)
認知計算(即Cognitive Computing),主要是建立在對腦科學(xué)的研究基礎(chǔ)之上,通過對人腦的意識、行為、感覺等能力進行模仿,來實現(xiàn)控制目的,其占用的空間很小,二區(qū)誒消耗的能量也較低,因此,認知計算也成為了當(dāng)前人工智能技術(shù)研究的主流方向,關(guān)于其研究成果也為智能技術(shù)的發(fā)展提供了更為科學(xué)的理論基礎(chǔ)。由此也可以看出,物聯(lián)網(wǎng)未來的發(fā)展過程中,想要實現(xiàn)對目標(biāo)物體的有效控制,必須要能夠從環(huán)境中獲得物體自身的行為習(xí)慣,才能夠為物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)生提供更多判斷的依據(jù)。
(四)納米技術(shù)
在通常情況下,納米技術(shù)主要的研究尺寸結(jié)構(gòu)大約在0.1-100mm之間,對該范圍內(nèi)的材料性質(zhì)以及其應(yīng)用情況。近年來,隨著傳感器技術(shù)的迅速發(fā)展,體積小、功耗低以及性能高的微傳感器逐漸進入到人們的視野,并呈現(xiàn)出了大規(guī)模應(yīng)用的趨勢。新時期,伴隨著科學(xué)技術(shù)而生產(chǎn)的納米傳感器,能夠利用傳感器實現(xiàn)更為艱難的任務(wù)。
二、物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用
基于以上對物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)的分析可知,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在當(dāng)今社會和經(jīng)濟發(fā)展中具有廣闊的應(yīng)用空間,以如下幾個領(lǐng)域的應(yīng)用為例予以說明。
(一)建造智能化的城市社區(qū)
物聯(lián)網(wǎng)城市智能社區(qū),主要是指利用現(xiàn)有的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)融合技術(shù)、智能控制技術(shù)以及系統(tǒng)集成技術(shù)等,對當(dāng)前的建筑物所具有的功能和服務(wù),進行科學(xué)的擴展,使其具備更加人性化和智能化的特征,形成高檔的城市社區(qū),為人們提供一個更為舒適和方便的居住環(huán)境。通過智能化社區(qū)的建立,能夠滿足人們對于居住環(huán)境低成本、高質(zhì)量的需求,同時也滿足人們參加政治、經(jīng)濟等活動,以此來拉近人與人之間的關(guān)系具有至關(guān)重要的作用。通過物理網(wǎng)積水建立智能化的城市社區(qū),對于構(gòu)建平等、自由、和諧的精神家園功不可沒。
(二)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)精細化
農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的精細化,主要是通過傳感器對農(nóng)作物的生長環(huán)境和產(chǎn)量以及空間與時間差異等信息進行收集,分析農(nóng)田產(chǎn)量存在差異性的主要原因,并據(jù)此采取行之有效的調(diào)控措施。目前來看,我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)正處于由傳統(tǒng)型農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型的歷史時期,物聯(lián)網(wǎng)的運用,將有效的促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)想著規(guī)?;途毣姆较虬l(fā)展,同時也更加促進其現(xiàn)代遠程技術(shù)和自動化技術(shù)的發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的運用,通過對農(nóng)作物生長所需要的土壤、水分等條件進行監(jiān)測,同時與系統(tǒng)中已經(jīng)存儲的溫度、濕度等氣候變化信息進行整理與對比,從而進行有效的科學(xué)預(yù)測,為科學(xué)種植、抗病抗災(zāi),提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的綜合效益提供了技術(shù)支持。
(三)智能交通建設(shè)
智能交通建設(shè),主要是指將傳感器技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)以及自動控制技術(shù)等有機地運用到交通運輸管理系統(tǒng)之中,并建立一種準(zhǔn)確、實時、高效的現(xiàn)代交通運輸管理與控制系統(tǒng)??稍谄嚿习惭b一個傳感器、RFID嵌入式芯片以及道路監(jiān)視器,這樣就可以通過傳感器和道路監(jiān)視器感知當(dāng)前的路況信息,利用RFID嵌入式芯片來標(biāo)識汽車的身份,并進行實時的信息發(fā)送與接受,這對于確保交通安全非常有效。
除以上領(lǐng)域外,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還可以應(yīng)用于其它領(lǐng)域,比如軍事指揮與控制、旅游服務(wù)、醫(yī)療健康、智能消防、環(huán)境監(jiān)測以及水系監(jiān)測等領(lǐng)域;將傳感器嵌入到電網(wǎng)、橋梁、公路、建筑、大壩、建筑工程以及油氣管道中,并將物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)有機的整合在一起,便可以實現(xiàn)人類社會與物理系統(tǒng)的有效整合。
三、結(jié)語:
總而言之,隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也將獲得更為廣闊的應(yīng)用空間,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)所體現(xiàn)出來的智能化和人性化的特點,都將為現(xiàn)代人類社會的生產(chǎn)與生活提供更為方便和快捷的服務(wù),為人類社會帶來前所未有的滿足感,實現(xiàn)我國社會與經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻:
[1]劉強崔莉陳海明.物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用[J].計算機科學(xué),2010,06
[2]徐穎秦謝林柏.物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)和主要問題探討[J].工業(yè)儀表與自動化裝置,2011,02
[3]王洪智,李剛,尹鵬飛.試談物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用[J].電腦編程技巧與維護,2011,22
關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);關(guān)鍵技術(shù);智能化
物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things,IOT)被稱為繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后的信息技術(shù)革命的第三次浪潮。顧名思義,物聯(lián)網(wǎng)是可以實現(xiàn)物物相連的新型網(wǎng)絡(luò),是在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上,將“物”加入到信息系統(tǒng),將RFDI、無線傳感技術(shù)等應(yīng)用于“物”的感知、監(jiān)控、管理的技術(shù)系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)利用各種感知技術(shù)及信息傳感設(shè)備,如射頻識別技術(shù)(RFID)、紅外感應(yīng)技術(shù)、激光掃描器、全球定位系統(tǒng)等對現(xiàn)實世界中的物品進行智能感知和識別,將采集的信息通過互聯(lián)網(wǎng)進行有效的信息交換和通信,從而將“物”加入到網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)中,將人與人之間的溝通和交流拓展到人與物及物與物之間,即物聯(lián)網(wǎng)將其用戶端拓展和延伸到了任何物和物之間。物聯(lián)網(wǎng)的基本特征有物聯(lián)化、智能化、互聯(lián)化、自動化、網(wǎng)絡(luò)化、感知化。
1物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷程
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)早在1995年就被比爾蓋茨提出。1999年,麻省理工學(xué)院給出了他們的物聯(lián)網(wǎng)的定義:物聯(lián)網(wǎng)就是將所有物品通過射頻識別等信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來,實現(xiàn)智能化識別和管理的網(wǎng)絡(luò)。2005年ITU在其名為“物的互聯(lián)網(wǎng)”的年終報告中以新的通信維度來定義物聯(lián)網(wǎng),并預(yù)見物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)如傳感器技術(shù)、射頻識別技術(shù)、嵌入式技術(shù)等將得到更加廣泛的應(yīng)用?;趯ξ锫?lián)網(wǎng)關(guān)鍵的研究,即通過傳感器感知“物”的狀態(tài),我國中科院認為物聯(lián)網(wǎng)是感知網(wǎng)。目前,韓國、日本均提出了本國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略,美國更是將物聯(lián)網(wǎng)列為振興經(jīng)濟的有力武器,我國也高度重視物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的開發(fā)、應(yīng)用?,F(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于生活的各個方面,如智能家居、智能交通、智能圖書館、產(chǎn)品溯源等,給人們的生活帶來了翻天覆地的變化。
2物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)
物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)可分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。
(1)感知層。
感知層主要完成大規(guī)模、分布式的信息感知與信息采集。通過各種類型的傳感器感知設(shè)備,提取設(shè)備的屬性、狀態(tài)及行為態(tài)勢等有用信息,從而感知、識別目標(biāo)。并將信息提供給網(wǎng)絡(luò)層的其他設(shè)備以實現(xiàn)交流互通及資源共享。RFID標(biāo)簽和讀寫器、全球定位系統(tǒng)、各種傳感器和M2M終端、攝像頭等是感知層的重要組成部分。
(2)網(wǎng)絡(luò)層。
網(wǎng)絡(luò)層是由互聯(lián)網(wǎng)與各種通信網(wǎng)絡(luò)(電信網(wǎng)、廣電網(wǎng)、移動通信網(wǎng)及其他專業(yè)網(wǎng)絡(luò))等基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施組成的融合網(wǎng)絡(luò)。主要負責(zé)接入、傳送和管控來自感知層的信息,完成物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層與感知層之間的數(shù)據(jù)傳輸、信息通信。
(3)應(yīng)用層。
應(yīng)用層主要是行業(yè)專業(yè)技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合,為行業(yè)的智能化應(yīng)用提供實用的解決方案,由支持物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運行的各行各業(yè)的應(yīng)用系統(tǒng)組成,為用戶實現(xiàn)使用物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用接口,為各種終端及用戶設(shè)備提供應(yīng)用服務(wù)。
3物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)
3.1RFID
RFID(radio frequency identification,射頻識別)是一種可工作于各種環(huán)境、無須人工干預(yù)的非接觸式的自動識別技術(shù)。它通過射頻信號自動識別目標(biāo)對象并獲取對象的各種數(shù)據(jù)。RFID可實現(xiàn)多個標(biāo)簽的同時識別,并能對高速運動的物體進行識別。RFID由標(biāo)簽、閱讀器和天線3個部分組成。其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有ISO/IEC10536,IS0/IEC 14443,IS0/IEC15693和ISO/IEC18000。應(yīng)用最多的是ISO/IEC 14443和ISO/IEC15693。RFID具有識別穿透能力強、無線無源、安全防偽等特點,RFID技術(shù)與通訊、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)相結(jié)合,可實現(xiàn)全-球范圍內(nèi)物體的自動識別、定位、監(jiān)控、追蹤,因而成為物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)之一。
3.2無線傳感網(wǎng)技術(shù)
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN,Wireless Sensor Network)是高效、高穩(wěn)定性的自組織的無線網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng),具有分布式信息采集、信息傳輸和處理技術(shù)。無線傳感器網(wǎng)內(nèi)部署了大量的傳感器節(jié)點,物聯(lián)網(wǎng)正是通過遍布在監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的無數(shù)傳感器及由它們通過自組織方式形成的無線傳感網(wǎng)絡(luò),監(jiān)測光、聲音、溫度、壓力、運動等數(shù)據(jù)以感知物體的。傳感器各節(jié)點相互協(xié)作,實現(xiàn)對監(jiān)控區(qū)域內(nèi)任意時間及地點的信息進行感知、數(shù)據(jù)采集和分析處理,并通過網(wǎng)關(guān)連接到公用Internet網(wǎng)絡(luò),將信息給監(jiān)測者。在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)主要有WLAN技術(shù)、UWB技術(shù)、Zigbee技術(shù)、RFID等。
3.3云計算技術(shù)
云計算是利用遠程服務(wù)器或非本地的服務(wù)器的分布式計算機為網(wǎng)絡(luò)用戶提供計算、存儲、軟硬件等服務(wù),具有大規(guī)模的并行計算能力和彈性增長的存儲資源。云計算將海量數(shù)據(jù)的計算程序通過網(wǎng)絡(luò)自動拆分成無數(shù)小的子程序,再交由多部服務(wù)器同時完成,因而能夠在數(shù)秒之內(nèi)發(fā)揮與超級計算機同樣的強大效能,處理數(shù)以千萬計甚至億計的信息。物聯(lián)網(wǎng)中的傳感設(shè)備時刻在采集海量數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)的存儲和計算、處理,需要云計算能夠?qū)崿F(xiàn)海量數(shù)據(jù)處理需求的計算模型來支撐。為使用戶有效使用數(shù)據(jù),云計算通過靈活、協(xié)同、安全的資源共享將信息孤島構(gòu)造成一個大規(guī)模的、異構(gòu)的資源池,從而為海量數(shù)據(jù)的高效利用提供支撐。
4物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用
4.1智能家居
智能家居是指為提高居住的舒適性、安全性和便利性,將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的智能控制技術(shù)應(yīng)用于家庭的各種設(shè)備及家電的控制與管理,實現(xiàn)家居功能全智能自動化。目前已實現(xiàn)的功能包括自動燈光控制系統(tǒng)、安防控制系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、自動家電控制系統(tǒng)等。
4.2智能圖書館
隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷成熟和發(fā)展,RFID(射頻識別技術(shù))被廣泛應(yīng)用于新加坡、印度、等10多個國家的智能圖書館管理系統(tǒng)。為圖書管理及用戶服務(wù)的發(fā)展提供了新的契機。在圖書管理方面,實現(xiàn)了圖書溯源,保證圖書質(zhì)量。在新書上架及圖書典藏時,更易于對圖書進行感知和定位。為用戶提供智能身份識別、智能圖書定位、智能圖書導(dǎo)讀等個性化服務(wù)。近年來更是與高校學(xué)科建設(shè)相結(jié)合,為高校的科研提供學(xué)科服務(wù)。
4.3食品溯源
隨著人們生活水平的提高,食品健康問題成為人們關(guān)注的焦點,建立食品可追溯系統(tǒng)成為人們的迫切需求,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)特別是RFID技術(shù)的發(fā)展使其成為可能。利用RFID標(biāo)簽采集食品從養(yǎng)殖場到屠宰場最后到銷售環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù),通過網(wǎng)絡(luò)上傳至中央服務(wù)器,以供消費者查詢驗證,實現(xiàn)從農(nóng)場到餐桌的信息透明,從而保證食品安全,增強消費者的信心。
4.4智能交通
智能交通系統(tǒng)主要是將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的RFID技術(shù)、智能感知技術(shù)、無線通信技術(shù)應(yīng)用于城市交通管理。通過對車輛、天氣、路況、交通事故的實時感知與監(jiān)控,實現(xiàn)智能交通監(jiān)控、智能交通管理(實時、動態(tài)協(xié)調(diào)交通情況)、智能停車管理及不停車收費系統(tǒng)等。為解決城市交通擁堵問題提供新的解決方案。
關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng) 傳感網(wǎng)絡(luò) 物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用
物聯(lián)網(wǎng)(internet of things,簡稱IOT)是繼計算機,互聯(lián)網(wǎng)與移動通信的又一信息產(chǎn)業(yè)浪潮,它對促進互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,帶動人類的進步發(fā)揮著重要作用,并將成為未來經(jīng)濟發(fā)展的新增長點. 物聯(lián)網(wǎng)的概念早在1999 年便提出,不同的產(chǎn)業(yè)集團對其定義不同,目前物聯(lián)網(wǎng)的定義多達70 多個。比較公認的定義為:“通過射頻識別(RFID)、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備,按約定的協(xié)議,把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來,進行信息交換和通訊,以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。
物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)之間又是什么關(guān)系呢?實際上,物聯(lián)網(wǎng)的概念來自于對互聯(lián)網(wǎng)的類比,根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系分類,不同的專家學(xué)者對物聯(lián)網(wǎng)給出了各自的定義,歸納下來有如下4種類型。
(1)物聯(lián)網(wǎng)是傳感網(wǎng),不接入互聯(lián)網(wǎng)。有的專家認為,物聯(lián)網(wǎng)就是傳感網(wǎng),只是給人們生活的環(huán)境中的物體安裝傳感器,這些傳感器可以更好的幫助我們認識環(huán)境,這個傳感器網(wǎng)不接入互聯(lián)網(wǎng)絡(luò),例如上海浦東機場的傳感器網(wǎng)絡(luò),其本身并不接入互聯(lián)網(wǎng),卻號稱是中國第一個物聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系是相對獨立的兩張網(wǎng);
(2)物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的一部分。物聯(lián)網(wǎng)并不是一張全新的網(wǎng),實際上早就存在了,它是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的自然延伸和擴張,是互聯(lián)網(wǎng)的一部分。互聯(lián)網(wǎng)是可包容一切的網(wǎng)絡(luò),將會有更多的物品加入到這張網(wǎng)中。即物聯(lián)網(wǎng)包含于互聯(lián)網(wǎng)之中;
(3)物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的補充網(wǎng)絡(luò)。我們通常所說的互聯(lián)網(wǎng)是指人與人之間通過計算機結(jié)成的全球性的網(wǎng)絡(luò),服務(wù)于人與人之間的信息交換。而物聯(lián)網(wǎng)的主體是各種各樣的物品,通過物品間傳遞信息從而達到最終服務(wù)于人的目的,兩張網(wǎng)的主體是不同的,所以,物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的擴展和補充,物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)是相對平等的兩張網(wǎng),互聯(lián)網(wǎng)好比是人類信息交換的動脈,物聯(lián)網(wǎng)就是毛細血管,兩者互連通,是互聯(lián)網(wǎng)的有益補充;
(4)物聯(lián)網(wǎng)是未來的互聯(lián)網(wǎng)。從宏觀的概念上講,未來的物聯(lián)網(wǎng)將使人置身于無所不在的網(wǎng)絡(luò)之中,在不知不覺中,人可以隨時隨地與周圍的人或物進行信息的交換,這時,物聯(lián)網(wǎng)也就等同于泛在網(wǎng)絡(luò),或者說未來的互聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)、泛在網(wǎng)絡(luò)、未來的互聯(lián)網(wǎng),他們的名字雖然不同,但表達的都是同一個愿景,那就是人類可以隨時、隨地、使用任何網(wǎng)絡(luò)、聯(lián)系任何人或物,達到信息交換的自由。
四種概念的界定從不同角度表達了物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系,雖說各有包容關(guān)系,但我認為不管是互聯(lián)網(wǎng)包括物聯(lián)網(wǎng)還是物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的下一代的網(wǎng)絡(luò),都清楚的表明一個事實:那就是隨著物聯(lián)網(wǎng)的到來,事物的信息采集智能處理和傳遞都將邁向一個嶄新的時代,我們?nèi)祟惖纳顚⒃谖锫?lián)網(wǎng)的幫助下越來越輕松方便。
現(xiàn)在在國際上還沒有一個統(tǒng)一的物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn),所以對于物聯(lián)網(wǎng)的組成也沒有一個一致的定義。不過我們從物聯(lián)網(wǎng)的定義大致可以看出物聯(lián)網(wǎng)一般由感知層,網(wǎng)絡(luò)層,應(yīng)用層組成。
感知層是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ),它包括信息的采集,捕獲和識別。在感知層,通過多個傳感器,數(shù)據(jù)處理單元和通信單元組成的節(jié)點自組織成一個網(wǎng)絡(luò),稱為傳感網(wǎng)。作為物聯(lián)網(wǎng)信息的來源,處理好感知層的問題是物聯(lián)網(wǎng)獲得更好發(fā)展的必備條件。目前感知層的技術(shù)主要包括RFID技術(shù),MEMS技術(shù),GPS技術(shù),自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù),短距離通信技術(shù)等。其中RFID(Radio Frequency Identification,簡稱RFID)技術(shù)是通過無線電信號識別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)的無線通訊技術(shù),目前我國的二代身份證,城市交通一卡通,上海世博會上的電子門票都是采用的RFID技術(shù),它是物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)之一,后面我們將對這一技術(shù)做更詳細的介紹。
網(wǎng)絡(luò)層是物聯(lián)網(wǎng)的信息傳輸和處理層,它包括通信與互聯(lián)網(wǎng)的融合網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)管理中心、信息中心和智能處理中心等。信息由感知層獲取后,網(wǎng)絡(luò)層解決其在整個網(wǎng)絡(luò)中的長距離傳輸問題。網(wǎng)絡(luò)層借助于現(xiàn)今已經(jīng)存在的各種網(wǎng)絡(luò),比如移動通信網(wǎng)、國際互聯(lián)網(wǎng)、企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)、各類專網(wǎng)、小型局域網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)傳輸。網(wǎng)絡(luò)層的關(guān)鍵技術(shù)有長距離有線和無線通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等。這些技術(shù)已經(jīng)發(fā)展得比較成熟,以后要解決的是在物聯(lián)網(wǎng)時期大量增加的數(shù)據(jù)流量和安全問題。
應(yīng)用層就是基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開發(fā)各類應(yīng)用解決方案,將物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢與行業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營、信息化管理、組織調(diào)度結(jié)合起來,形成各類的物聯(lián)網(wǎng)解決方案,構(gòu)建智能化的行業(yè)應(yīng)用。目前基于物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用還很局限,主要是在政府的主導(dǎo)下在一些行業(yè)里進行了推進。比如智能電網(wǎng),智能交通,環(huán)境監(jiān)測以及醫(yī)療衛(wèi)生方面。應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)最終目的,良好的應(yīng)用決定了物聯(lián)網(wǎng)的健康快速發(fā)展,這需要的不僅僅是政府的努力,更多的還要廠商積極拓展市場,培育新的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。
物聯(lián)網(wǎng)是信息化應(yīng)用的新模式,通過射頻識別、全球定位系統(tǒng)等信息傳感設(shè)備,進行信息交換和通訊,實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理。物聯(lián)網(wǎng)用途廣泛,遍及智能交通、環(huán)境保護等多個領(lǐng)域,是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)與移動通信網(wǎng)之后的又一信息產(chǎn)業(yè)浪潮。所以說物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展對于全世界來說具有重大意義,物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的好壞直接關(guān)系到各個國家在未來競爭中的地位。
根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的組成,我們可以看到物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)鏈具體可以說是以傳感感知、傳輸通信、運算處理為基礎(chǔ),形成若干個面向最終用戶的應(yīng)用解決方案。
對于處在復(fù)興道路中的中國來說,物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展無疑是一個不容錯過的機會,我們國家自身具有龐大的物聯(lián)網(wǎng)市場,這一市場足以帶動我國經(jīng)濟經(jīng)歷一次騰飛?!皬默F(xiàn)在起到2020 年的10 年里,中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)將經(jīng)歷應(yīng)用創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新、服務(wù)創(chuàng)新三個關(guān)鍵的發(fā)展階段,成長為一個超過5 萬億規(guī)模的巨大產(chǎn)業(yè)?!保?摘自《物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究(2010)》)
關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);關(guān)鍵技術(shù);計算機物聯(lián)網(wǎng);應(yīng)用
物聯(lián)網(wǎng),主要是將當(dāng)前各種新型技術(shù)及新型的理念進行緊密的結(jié)合,將電子技術(shù)、通信技術(shù)、材料技術(shù)等不同種類、此前聯(lián)系性不強的技術(shù)聯(lián)系在一起。這樣一來,這些不同的技術(shù)就成為了一個整體,并且將人與物進行了緊密結(jié)合。物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用比較廣泛,行業(yè)需求的潛力相對較大,計算機物聯(lián)網(wǎng)目前已經(jīng)在我國的多個領(lǐng)域中得到了合理應(yīng)用。
1 物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)
1.1 射頻識別技術(shù)
在物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)中,射頻識別技術(shù)是相對最為重要的一種關(guān)鍵技術(shù),也可以被稱作是電子標(biāo)簽,射頻識別技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中的基礎(chǔ)部分與核心部分。射頻識別技術(shù)主要應(yīng)用的就是射頻信號,物聯(lián)網(wǎng)可以利用射頻信號來實現(xiàn)相應(yīng)的信息傳輸,并且通過這些信息來進行相應(yīng)的識別工作。在射頻識別技術(shù)中,主要包括了標(biāo)簽、閱讀器、天線3個主要部分。
射頻識別技術(shù)在具體應(yīng)用中主要是利用比較先進的技術(shù)手段,來對不同狀態(tài)下的物體進行相應(yīng)的識別管理。射頻識別技術(shù)抗干擾能力較強,無需耗費較多人力,且適用于大多數(shù)環(huán)境,所以應(yīng)用較為廣泛。
某大型連鎖超市在日常管理中就應(yīng)用了物聯(lián)網(wǎng)中的射頻識別技術(shù),該超市的管理者將這項技術(shù)用于供應(yīng)鏈管理中。這樣一來,在具體管理中,不僅不需要過多的工作人員,還保證了管理的效率與整體質(zhì)量,該超市在應(yīng)用射頻識別技術(shù)之后,供應(yīng)鏈管理工作得到了明顯加強。
1.2 云計算
云計算技術(shù),主要是將計算分布在相應(yīng)不同的計算機中,這里的計算機不能是本地計算機。這樣一來,相關(guān)的使用者就可以將資源進行切換,根據(jù)具體的需求去訪問相應(yīng)的計算系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)中的云計算技術(shù),主要是利用網(wǎng)絡(luò),對計算實體進行整合,使其成為計算能力較強的整體系統(tǒng)。
1.3 網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)
物聯(lián)網(wǎng)在發(fā)展過程中,物與物之間的互相通信是較為重要的,因此,網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)中不可替代的重要部分。在網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)中,包括了有線技術(shù)、無線技術(shù)、網(wǎng)關(guān)技術(shù)等。在網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)中,M2M技術(shù)應(yīng)用比較廣泛,可以與近距離傳輸技術(shù)進行較好結(jié)合,如WiFi、RFID、BlueTooth等。M2M技術(shù)的重點之處就在于無線通信,未來將會有廣闊的發(fā)展空間,給物聯(lián)網(wǎng)的信息傳遞提供堅實的技術(shù)保證。
2 計算機物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用
目前,計算機物聯(lián)網(wǎng)在我國已經(jīng)得到了比較廣泛的應(yīng)用,其具體的應(yīng)用可以表現(xiàn)在以下幾個方面。
2.1 家庭生活
在家庭生活中,物聯(lián)網(wǎng)可以將家庭住宅作為具體的應(yīng)用平臺,利用家庭住宅的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來實現(xiàn)具體應(yīng)用。某高級住宅小區(qū)在樣板間的布置工作中就對物聯(lián)網(wǎng)進行了具體應(yīng)用,利用物聯(lián)網(wǎng)在住宅的內(nèi)部設(shè)置了較多的系統(tǒng)。這些系統(tǒng)主要包括了住宅安防系統(tǒng)、布線系統(tǒng)、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、燈光控制系統(tǒng)等。這樣一來,住戶就可以利用網(wǎng)絡(luò)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)對住宅內(nèi)部所有系統(tǒng)的操控與應(yīng)用,使居住環(huán)境變得更加高效與舒適,也使住宅內(nèi)部的各個系統(tǒng)得到了較好的管理。該小區(qū)的樣板間在應(yīng)用了計算機物聯(lián)網(wǎng)之后,將所有的家居設(shè)施進行了高效集成,給住戶帶來了更多的便利,也保證了住宅環(huán)境的整體舒適度。
2.2 物流領(lǐng)域
隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展,物流行業(yè)的發(fā)展規(guī)模也在不斷擴大,物流領(lǐng)域的發(fā)展速度也相對較快。在物流領(lǐng)域中,物聯(lián)網(wǎng)可以發(fā)揮自身的重要作用,來實現(xiàn)物流領(lǐng)域的合理發(fā)展。在物流領(lǐng)域內(nèi)部應(yīng)用計算機物聯(lián)網(wǎng),主要是利用計算機物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)部的集成性和智能性的主要特征,這兩點特征可以使物流系統(tǒng)具備較強的智能性,使其在發(fā)展過程中模仿人類智能,像人類一樣去進行思考與判斷。
計算機物聯(lián)網(wǎng)在物流領(lǐng)域中的應(yīng)用,主要是用來掌控物流領(lǐng)域在發(fā)展過程中的不同信息,對物流運輸環(huán)節(jié)中的所有運輸車輛的性能及路線進行實時監(jiān)控,還可以掌握物流運輸中貨物的自身狀態(tài)與性能。也就是說,計算機物聯(lián)網(wǎng)在物流領(lǐng)域中的應(yīng)用,主要是方便工作人員掌控物流運輸中的各個環(huán)節(jié),對主要的物流信息進行相應(yīng)采集。
2.3 農(nóng)業(yè)應(yīng)用
除了上述應(yīng)用領(lǐng)域之外,計算機物聯(lián)網(wǎng)還可以被用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中。計算機物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用,主要是將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的控制系統(tǒng)、安全系統(tǒng)與智能系統(tǒng),利用云計算技術(shù)進行高效整合,從而實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的智能化、數(shù)字化與信息化。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用計算機物聯(lián)網(wǎng),可以將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的各項因素,如環(huán)境因素、人工因素等通過計算機物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)部的傳感器進行上傳。這樣一來,工作人員就可以對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的各項因素進行整合分析,把握農(nóng)業(yè)生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)的整體質(zhì)量,對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實行遠程監(jiān)控與操作。計算機物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用,可以提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的整體效率,使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向綠色農(nóng)業(yè)、低碳農(nóng)業(yè)、高效農(nóng)業(yè)的方向進行合理轉(zhuǎn)變,帶動我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展??梢哉f,計算機物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用,不僅可以提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的具體效率,還能優(yōu)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系,具有重要的價值和現(xiàn)實意義。
2.4 交通應(yīng)用
智能交通建設(shè)將會是未來交通系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢,而計算機物聯(lián)網(wǎng)是有效實現(xiàn)這一趨勢的重要工具,這是由于計算機物聯(lián)網(wǎng)可以將電子傳感技術(shù)、先進信息技術(shù)、通訊傳輸技術(shù)、控制數(shù)據(jù)技術(shù)以及計算機技術(shù)等有效結(jié)合,并運用于整個智能交通系統(tǒng)的管理中,進而可以在大范圍內(nèi)進行全方位的計算機技術(shù)的應(yīng)用。計算機物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)具有實時、高效、準(zhǔn)確等特點生適用于智能交通系統(tǒng)的建設(shè)。計算機物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能交通建設(shè)中的廣泛應(yīng)用可以將現(xiàn)有交通設(shè)施有效的利用起來,最大程度地減少交通的超負荷量,與此同時,計算機物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用可以減輕交通壓力對環(huán)境的污染,進而提高整個城市交通的運輸效率,所以,計算機物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在交通運輸方面的應(yīng)用是非常有必要的。
2.5 電網(wǎng)應(yīng)用
除了以上幾種應(yīng)用領(lǐng)域之外,計算機物聯(lián)網(wǎng)還可以被用于電力行業(yè)及交通行業(yè)中,具有較好的應(yīng)用價值與應(yīng)用前景。將計算機物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到電網(wǎng)中,可以達到電網(wǎng)智能化的效果,也就是可以使整個電網(wǎng)系統(tǒng)更加先進、可靠、安全,同時可以提升整個電網(wǎng)的工作效率和經(jīng)濟效益。由于計算機物聯(lián)網(wǎng)的運用,整個電網(wǎng)系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)和信息都是被時刻記錄的,一旦出現(xiàn)任何異常都可以第一時間被發(fā)現(xiàn),相關(guān)工作人員可以針對此問題及時做出應(yīng)急方案,這樣才可以確保電網(wǎng)系統(tǒng)的有效運行和安全性能,減少電網(wǎng)企業(yè)不必要的經(jīng)濟損失。這樣將計算機物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和電網(wǎng)系統(tǒng)相結(jié)合的方式,一定可以滿足大部分用戶的對電能質(zhì)量的需求,使未來的電力系統(tǒng)更加完善。
計算機物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的具體體系如表1所示,由表1可知物聯(lián)網(wǎng)的體系可分為感知層、處理層、傳輸層以及應(yīng)用層。近幾年,計算機物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在我國快速發(fā)展,極大地改變了.人們目前的生活方式,在這個充滿智慧化的網(wǎng)絡(luò)世界中,人類不需要對商品的干預(yù)和交流,正如日本操作系統(tǒng)之父所說的:物聯(lián)網(wǎng)在未來十年將會得到普及并無處不在。經(jīng)過近幾年的不斷實踐和發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)也在推陳出新,目前我國計算機物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)具有一定的實力基礎(chǔ)。從相關(guān)部門的數(shù)據(jù)調(diào)查來看,同計算機物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的社會市場價值已經(jīng)從年的億美元增長到了億美元。由此看來,計算機物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展前景還具有一定的市場潛力和發(fā)展價值,想要挖掘出計算機物聯(lián)網(wǎng)的市場潛力,需要相關(guān)的科研人員的努力以及政府部門的大力支持。而且,相關(guān)專家預(yù)測,物聯(lián)網(wǎng)不僅需要技術(shù)的創(chuàng)新,更關(guān)系到新興領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)發(fā)展,需要不同力量的整合。計算機物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的變革一定會為信息產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)帶來巨變,在各個領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。
1 物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)介紹
1.1 物聯(lián)網(wǎng)的概念
物聯(lián)網(wǎng)(Internet of things)是科技高速發(fā)展的產(chǎn)物,也是信息時展的象征。從字面意思來看,物聯(lián)網(wǎng)就是通過互聯(lián)網(wǎng)將相同的或者不同的物體連接起來。從中,可以了解到物聯(lián)網(wǎng)是建立在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上發(fā)展的,它是互聯(lián)網(wǎng)功能的一次延伸,應(yīng)用創(chuàng)新是其發(fā)展的關(guān)鍵因素。從深層次來說,物聯(lián)網(wǎng)就是通過局域網(wǎng)或者互聯(lián)網(wǎng)等通信技術(shù),并運用一定的手段將傳感器以及控制器、各類設(shè)備、物資等以一種全新的方式聯(lián)系到一起,為人與物、物與物之間的聯(lián)系搭建平臺,實現(xiàn)信息智能化以及遠程控制的網(wǎng)絡(luò),但需要注意的是物聯(lián)網(wǎng)上所包含的機器設(shè)備、資源以及通信等元素都具有個性化以及私有化的特征。
1.2 物聯(lián)網(wǎng)的基本屬性及特征
物聯(lián)網(wǎng)以其特殊的方式突破了時間、空間的限制,實現(xiàn)了人與人、人與物、物與物之間通過網(wǎng)絡(luò)或者其他的一些路徑的聯(lián)系。因此,物聯(lián)網(wǎng)的屬性有集中、內(nèi)容、收集以及情景的連接。物聯(lián)網(wǎng)中的物體包含以下幾個特征:首先,物體既可以是實物,也可以是虛擬物品。物體能夠通過使用一些標(biāo)識來識別。同時,物體通過互聯(lián)網(wǎng)能夠在現(xiàn)實的物理世界與虛擬的數(shù)字世界進行信息的交換;其次,物體能夠利用傳感器與周邊的環(huán)境進行交互。物體能夠在資源以及服務(wù)等方面與其他物體進行競爭;最后,物體具有社會、自控、自我復(fù)制的特征。
2 物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)
物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)可以分為感知、接入、網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)管理、應(yīng)用等幾個層次。
2.1 感知
通過使用不同類型的傳感器對物質(zhì)的相關(guān)屬性、周邊環(huán)境、活動趨勢等靜態(tài)或者動態(tài)的信息進行收集與分析,并依據(jù)具體的目標(biāo)任務(wù),采用協(xié)同方式從不同角度對信息進行全面的控制,進而將所獲得的信息傳入網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)資源的共享。
2.2 接入
利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施,如無線網(wǎng)、局域網(wǎng)、衛(wèi)星以及移動通信網(wǎng)等,將感知獲得的信息傳入網(wǎng)絡(luò)。
2.3 網(wǎng)絡(luò)
建立無線網(wǎng)絡(luò)平臺,并把傳入的信息進行科學(xué)合理的整合,構(gòu)建超大規(guī)模的智能網(wǎng),為大行業(yè)提供高效、可靠的網(wǎng)絡(luò)平臺。
2.4 服務(wù)管理
通過大型的計算機系統(tǒng),對現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)信息進行及時的管理控制,為上層應(yīng)用提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。
2.5 應(yīng)用
這是物聯(lián)網(wǎng)的基本設(shè)施,它根據(jù)不同行業(yè)的實際需求,為他們提供個性化應(yīng)用,如自然災(zāi)害的預(yù)測以及監(jiān)測、智能電網(wǎng)、遠程醫(yī)療以及實時健康監(jiān)測等。
3 物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)分析
3.1 射頻識別技術(shù)
射頻識別技術(shù),又叫做電子標(biāo)簽,是物聯(lián)網(wǎng)能夠順利運行的核心技術(shù)。它使用射頻信號并通過交變磁場或者電磁場,進行信息傳遞,同時利用所傳遞的信息來識別物體。該技術(shù)由標(biāo)簽、閱讀器以及天線構(gòu)成。其中,標(biāo)簽是在放在物體之上的,起分辨物體的作用;閱讀器是用來讀取或者輸入標(biāo)簽上所包含的信息;天線介于標(biāo)簽與閱讀器之間,作為一種傳播介質(zhì),起傳遞信號的作用。該技術(shù)的應(yīng)用思路為:通過利用現(xiàn)如今的科學(xué)信息技術(shù),實現(xiàn)對不同物體(設(shè)備、信息、人員等資源)在移動或者動態(tài)等狀態(tài)下的識別管理。
射頻識別技術(shù)因其抗干擾性以及高適用性,能夠?qū)Ω鞣N物體進行追蹤管理,因此深受各行各業(yè)人員的喜愛。其應(yīng)用的成功典范就是高速公路的自動收費系統(tǒng)。目前,該技術(shù)在碰撞、信息物品安全以及用戶隱私、射頻天線等方面還存在不足。
3.2 傳感器技術(shù)
因為物聯(lián)網(wǎng)需要與自然環(huán)境進行長時間的接觸,因此,傳感器有時會在極端惡劣的環(huán)境中工作,這對傳感器的技術(shù)設(shè)計以及應(yīng)用提出了巨大的挑戰(zhàn)。傳感器的核心功能是采集信息。如果將計算機看做一個能夠收集、匯總、分析信息的人腦,把計算機網(wǎng)絡(luò)的通信系統(tǒng)看做人腦的神經(jīng)系統(tǒng),那么,傳感器就是我們對周圍環(huán)境進行感知的器官??傊?,傳感器就是將感知到的信息利用一定的手段,并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)變?yōu)槟軌騻鬏數(shù)男盘柕脑O(shè)備裝置。傳感器技術(shù)在現(xiàn)代社會中具有十分重要的地位,如果沒有傳感器技術(shù),那么感知到的信息就不能夠準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)換,這就會導(dǎo)致物聯(lián)網(wǎng)信息的失真。
目前,傳感器技術(shù)主要從兩方面進行研究,即信息的感知、傳感器自己的智能化以及網(wǎng)絡(luò)化的管理。其未來的發(fā)展方向為功能多樣化、傳輸智能化、材料新型化,與前沿科技相結(jié)合(如生物科學(xué)技術(shù))等。
3.3 網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)
盡管物聯(lián)網(wǎng)的功能多樣、概念外延較為廣泛,其仍是建立在網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的基礎(chǔ)之上的。網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)并不是一個單一的技術(shù),而是一個技術(shù)集合體,它包括有限傳輸以及無線傳輸、網(wǎng)關(guān)以及交換等技術(shù)。其中,M2M技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)通信的核心技術(shù),是機器與機器之間(machine to machine)、人與機器之間(man to machine)、機器與移動網(wǎng)絡(luò)之間(machine to mobile)以及人與人之間(man to man)的聯(lián)系。該技術(shù)應(yīng)用范圍十分廣泛,它能夠?qū)崿F(xiàn)遠距離的連接技術(shù)(如GSM或者GPRS、UMTS)以及近距離的連接技術(shù)(如wife、ZigBee、 以及藍牙等)的有效結(jié)合,同時,它能夠結(jié)合XML以及網(wǎng)絡(luò)位置服務(wù)等技術(shù),進行安全隱私的保護、貨物位置的追蹤等?,F(xiàn)如今,該技術(shù)的研究方面?zhèn)戎赜跈C器與機器之間的無線連接,為物聯(lián)網(wǎng)提供一個安全可靠的信息傳輸通道。
4 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用分析
物聯(lián)網(wǎng)被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè),包括交通、環(huán)境保護、辦公環(huán)境、公共安全、家居生活、風(fēng)險監(jiān)測、健康實時管理以及老人、兒童護理等多個方面。它的出現(xiàn),將線下的各種資源通過互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)系在一起,促進了產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級,便利了人們的生活,為社會的發(fā)展提供了新的推動力。其在現(xiàn)實生活中的成功應(yīng)用主要在以下幾個方面:
4.1 物聯(lián)化身份控制器
目前,研究院以及高校實驗室都會配置一些貴重的精密儀器設(shè)備,但人工的管理對于這些儀器設(shè)備的使用以及保養(yǎng)等不能做到面面俱到。而物聯(lián)化身份控制器很好的解決了這一問題。
實驗室中的所有設(shè)備無論是否聯(lián)網(wǎng),都能通過該控制器實現(xiàn)設(shè)備的使用權(quán)限控制、對使用者進行身份識別以及使用的時間、時長記錄等。
4.2 智能電網(wǎng)
智能電網(wǎng)利用一系列技術(shù)以及設(shè)備,如計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)、傳感器、處理器等,構(gòu)建一個能夠自動判斷、自動調(diào)節(jié)以及自動監(jiān)測的多能源統(tǒng)一接入電網(wǎng),并進行分布式管理的智能網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)﹄娋W(wǎng)運行狀態(tài)以及用戶實時用電信息進行收集以及匯總,通過全面分析,選擇最合適的配電方案,將電能安全送到最終的用戶家中。智能電網(wǎng)的運用能夠提高電能輸送的安全性以及可靠性,有助于實現(xiàn)電能的優(yōu)化配置。
4.3 智能交通
智能交通就是充分利用網(wǎng)絡(luò)通信、傳感器技術(shù)以及自控技術(shù)、計算機系統(tǒng)等,對道路交通進行實時監(jiān)控以及管理等,它能夠及時發(fā)現(xiàn)道路堵塞、交通事故發(fā)生等現(xiàn)象,并及時的進行交通疏導(dǎo),有助于緩解道路交通壓力。同時,它能夠?qū)⒌缆非懊姘l(fā)生的交通事故及時的告知車輛駕駛員,避免二次事故的發(fā)生。當(dāng)然,在惡劣天氣中,它還能夠?qū)Φ缆非闆r進行監(jiān)測,并反饋給駕駛員,提高其行車安全。
4.4 物流管理
物流管理是物聯(lián)網(wǎng)最初的應(yīng)用領(lǐng)域,它將傳感器技術(shù)引入物流管理的每一個環(huán)節(jié),包括商品的生產(chǎn)、出產(chǎn)、包裝、銷售、物流派送以及服務(wù)等環(huán)節(jié),使管理者能夠?qū)ξ锪鬟M行智能化、信息化管理,可以實現(xiàn)每一環(huán)節(jié)時間、資金的最優(yōu)配置,從而使總成本得到節(jié)省,提高物流管理的效率。物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù),即標(biāo)識追蹤、定位技術(shù),能夠?qū)崿F(xiàn)物流管理的智能調(diào)配,提高物流管理的科學(xué)性。
4.5 醫(yī)療管理
將物聯(lián)網(wǎng)引入醫(yī)療領(lǐng)域,能夠?qū)崿F(xiàn)醫(yī)療數(shù)據(jù)的科學(xué)管理,如能夠?qū)崿F(xiàn)病人身份掃碼驗證、病例錄入查詢、藥品采購以及使用信息查詢、病人身體特征實時監(jiān)控等方面的管理。同時,還可將藥品的驗證信息傳到相關(guān)網(wǎng)站,便于醫(yī)生以及病人對所用藥品進行真?zhèn)尾樵兊取?/p>
5 物聯(lián)網(wǎng)未來發(fā)展建議
物聯(lián)網(wǎng)作為一個剛剛起步的行業(yè),其有很大的發(fā)展?jié)摿?。我國的物?lián)網(wǎng)在眾多人員的共同努力下,擁有了長足的進步,但和西方發(fā)達國家相比,仍存在較大差距。因此,在未來,我國的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)應(yīng)做到:首先,要加大科技以及資金的投入,積極研發(fā)該產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù),提高專利數(shù)量;其次,應(yīng)制定或者完善關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)制度,規(guī)范其產(chǎn)業(yè)發(fā)展行為,同時,加強國際間的合作與交流,積極借鑒國外優(yōu)秀制度;最后,國家應(yīng)加強對物聯(lián)網(wǎng)的政策支持,發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)成功典范的帶動作用。
6 小結(jié)
物聯(lián)網(wǎng)是集多種技術(shù)于一身的新型技術(shù),它的出現(xiàn)是時展的需要,也是科技發(fā)展的必然結(jié)果。我們應(yīng)深入發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)的幾個關(guān)鍵技術(shù),擴大其應(yīng)用領(lǐng)域。
參考文獻
[1]金海,劉文超,韓建亭,丁英麗.家庭物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用研究[J].電信科學(xué),2010(02).
[2]郎為民,王逢東.全球物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀[J].電信快報,2011(04).
[3]邱向雪.物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展及其在城市管理中的應(yīng)用研究[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用,2010(09).
[4]李航,陳后金.物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)及其應(yīng)用前景[J].中國科技論壇,2011(01).
關(guān)鍵詞 物聯(lián)網(wǎng);關(guān)鍵技術(shù);通信運營
中圖分類號:TN92 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1671-7597(2013)15-0091-02
物聯(lián)網(wǎng)(The Internet of things)是一種基于互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展起來的物物相連的網(wǎng)絡(luò)模式。主要用于客戶端的信息交換和通信。近年來,隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在幫助國家構(gòu)建經(jīng)濟社會發(fā)展新模式和提高國家競爭力等方面,越來越受到人們的關(guān)注和重視。就目前來看,我國的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研發(fā)水平在世界物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展中處于前列,隨著我國對物聯(lián)網(wǎng)多項技術(shù)的開發(fā)研究規(guī)模不斷擴大,物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用也趨于普及和成熟,傳感器的研制和投入生產(chǎn),也取得顯著效果。
1 物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)架構(gòu)
結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)知識,發(fā)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)架構(gòu)由三個層構(gòu)成,即感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。
感知層,包括各種傳感器以及相關(guān)網(wǎng)關(guān),主要功能是幫助物聯(lián)網(wǎng)對物體進行識別和對數(shù)據(jù)信息進行采集,以及自動控制數(shù)據(jù)信息,并通過利用物聯(lián)網(wǎng)中的通信模塊,實現(xiàn)物理實體與物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層的連接,充當(dāng)著物聯(lián)網(wǎng)的“眼睛”。
網(wǎng)絡(luò)層,主要由各種私有網(wǎng)絡(luò)和通訊網(wǎng)構(gòu)成,其主要功能是將感知層采集到的數(shù)據(jù)信息加以傳遞和處理,依托于公眾電信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng),以及行業(yè)專用通信網(wǎng)絡(luò),在物聯(lián)網(wǎng)中,相當(dāng)于“大腦中樞”的存在。
應(yīng)用層,則是應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施/中間件和各種應(yīng)用的集合,主要作用是為客戶提供各種基礎(chǔ),從而推進物聯(lián)網(wǎng)在各個領(lǐng)域中的普及。
2 物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)
經(jīng)過對物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)實質(zhì)的分析,得知物聯(lián)網(wǎng)要真正實現(xiàn)在通信運營中的應(yīng)用,離不開信息采集技術(shù)、近程通訊技術(shù)、遠程傳輸技術(shù),以及智能分析與控制海量信息技術(shù)等幾種技術(shù)的結(jié)合與完善。
2.1 信息采集技術(shù)
信息采集技術(shù)作為物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ),在采集信息上,可以依靠傳感器感知外界溫度、氣象等參數(shù),以及依靠電子標(biāo)簽“標(biāo)準(zhǔn)化”標(biāo)識采集點的方式來完成物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)信息的采集。
傳感器,作為連接物聯(lián)網(wǎng)和虛擬世界、采集數(shù)據(jù)的關(guān)鍵器件,能夠為物聯(lián)網(wǎng)提供高質(zhì)量和海量的數(shù)據(jù)信息,具有網(wǎng)絡(luò)化和智能化的特點。物聯(lián)網(wǎng)傳感器的應(yīng)用,是物聯(lián)網(wǎng)在運營中獲取精準(zhǔn)信息的保證。
電子標(biāo)簽,即人們常說的射頻識別技術(shù)。通過發(fā)射無線訊號,遠程識別和采集特定目標(biāo)的相關(guān)數(shù)據(jù)信息,具有非接觸式的特點?;跓o線射頻識別發(fā)展起來的RFID技術(shù),同樣具有全天候、非接觸式的自動識別功能,在物聯(lián)網(wǎng)與通信運營的結(jié)合中,能夠提供近程通訊、識別信息等功能。例如電子標(biāo)簽在產(chǎn)品的電子代碼上的應(yīng)用,大大推動了物聯(lián)網(wǎng)在運營方面的發(fā)展。
2.2 遠、近程通訊技術(shù)
近程通訊技術(shù),包括RFID技術(shù)和藍牙技術(shù)兩種,是由以往的無接觸式認證和互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展而形成的一種物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù),具有短距離連接的功能。
遠程通訊技術(shù),在物聯(lián)網(wǎng)中,通常由機器到機器、機器到人,或是人到機器的途徑進行數(shù)據(jù)信息的傳輸。隨著現(xiàn)代化的發(fā)展,就目前來看,支持物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)遠程傳輸?shù)募夹g(shù)越來越多,總的來說,主要包括DSL、PO等在內(nèi)的有線傳輸和包括CDMA、GPRS等在內(nèi)的無線傳輸?shù)葍煞N。
2.3 智能分析與控制海量信息技術(shù)
智能分析與控制海量信息技術(shù)是基于互聯(lián)網(wǎng)和近程通訊網(wǎng)發(fā)展起來的一門新興技術(shù)。主要是在各種先進軟件技術(shù)的支持下,實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)中海量數(shù)據(jù)信息的存儲和處理。同時,在快速處理海量信息后,智能分析與控制海量信息技術(shù),還可以實時將結(jié)果返回給物聯(lián)網(wǎng)的各個部件。如近年來提出并初步得到發(fā)展的云計算,便是處理物聯(lián)網(wǎng)海量信息的最有成效的計算模型。
3 物聯(lián)網(wǎng)運營中的關(guān)鍵技術(shù)及其在通信運營中的實例
3.1 物聯(lián)網(wǎng)運營中的關(guān)鍵技術(shù)
3.1.1 物聯(lián)網(wǎng)終端在通信運營中的應(yīng)用
物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)在通信運營中的應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)作為標(biāo)準(zhǔn)化的網(wǎng)元設(shè)備,能夠為傳感網(wǎng)和通信網(wǎng)的連接,提供數(shù)據(jù)匯聚、數(shù)據(jù)傳輸、協(xié)議適配和節(jié)點管理等技術(shù)支撐,在通信運營的傳感網(wǎng)和通信網(wǎng)的連接中起到關(guān)鍵性作用。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān),不但能夠?qū)悩?gòu)傳感網(wǎng)匯聚成一體,遠程傳輸傳感網(wǎng)的數(shù)據(jù),同時,也能與遠程運營平成對接,從而為客戶端的管理和服務(wù)提供保障。
物聯(lián)網(wǎng)通信模塊拓寬通信運營通道。在物聯(lián)網(wǎng)遠距離傳輸信息時,往往需要用到終端內(nèi)的基礎(chǔ)組件,即通信模塊。就以往來看,物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的種類多樣、體積大小差異、處理能力強弱以及對外接口的不同,都很難促使物聯(lián)網(wǎng)形成一個統(tǒng)一完整的網(wǎng)絡(luò)。不過,自從使用這個安裝在終端內(nèi)進行數(shù)據(jù)通信的獨立功能模塊以來,物聯(lián)網(wǎng)卻發(fā)生了極大的變化。通信模塊通過嵌入各行業(yè)終端,形成各行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)墓餐ǖ?,從而能夠為物?lián)網(wǎng)提供通信運營的服務(wù)。
智能終端幫助采集通信運營所需數(shù)據(jù)信息。智能終端作為智能化處理數(shù)據(jù)能力的物聯(lián)網(wǎng)終端節(jié)點,具有采集數(shù)據(jù),運算、處理和執(zhí)行數(shù)據(jù)的能力。通過采集現(xiàn)場情況的數(shù)據(jù)信息,并將采集到的信息發(fā)送到遠程管理指揮中心,管理人員通過智能化應(yīng)用程序,對信息加以處理執(zhí)行,能夠幫助管理人員實現(xiàn)通信運營。
3.1.2 物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺技術(shù)在通信運營中的應(yīng)用
包括M2M平臺和云服務(wù)平臺兩種。M2M平臺能夠為物聯(lián)網(wǎng)中的機器對機器提供智能通信通道,幫助實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)控制及監(jiān)測終端接入、配備終端私有協(xié)議和接入行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng),以及配備行業(yè)應(yīng)用私有協(xié)議等方面的功能。同時,M2M平臺,還能對終端使用網(wǎng)絡(luò)是否合理加以控制,對終端流量的使用和分布情況加以監(jiān)控和預(yù)警,并能夠?qū)崟r快速地對故障進行輔助定位,遠程為解決終端故障提供必要的維護操作工具。云服務(wù)平臺能夠為各行業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)提供統(tǒng)一的服務(wù)交付平臺,并實現(xiàn)各行業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一的海量空間存儲和快速處理信息的能力,方便各行業(yè)實現(xiàn)通信運營。
3.2 物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)運營的實例
3.2.1 手機物聯(lián)網(wǎng)
手機物聯(lián)網(wǎng)將智能終端和電子商務(wù)相結(jié)合,促使消費者能與軟件應(yīng)用、硬件設(shè)備等商家進行便捷實時的交流和互動,隨時隨地體驗品牌品質(zhì),推廣分享信息,實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)向物聯(lián)網(wǎng)從容過度,進而發(fā)展成為一種具備零接觸、高透明、無風(fēng)險的新型市場模式。簡單來說,手機物聯(lián)網(wǎng)便是“閃購”。手機物聯(lián)網(wǎng)采用智能終端設(shè)備掃描各類商品的條形碼、二維碼等方法采集各商品的數(shù)據(jù)信息,實現(xiàn)購物、比價和鑒別產(chǎn)品等功能。
3.2.2 安防物聯(lián)網(wǎng)
新一代的智能安防物聯(lián)網(wǎng),結(jié)合了物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)和中國移動的TD SCDMA無線通信技術(shù),特別是中國移動的G3無線移動座機、RFID技術(shù),是中國移動通信運營商在M2M平臺的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的業(yè)務(wù)。在提供G3通信功能的基礎(chǔ)上,安防物聯(lián)網(wǎng)還提供了門窗報警、緊急呼叫等智能安防服務(wù),能夠讓用戶體驗到物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)所帶來的智能家居生活。
4 結(jié)束語
物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)在通信運營中的應(yīng)用,不但能夠帶動互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新和發(fā)展,同時還能起到促進企業(yè)生產(chǎn)發(fā)展,推動面向物聯(lián)網(wǎng)的綜合性信息服務(wù)進程的重要作用。
參考文獻
【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng);關(guān)鍵技術(shù);應(yīng)用前景;建議
1.物聯(lián)網(wǎng)概念及其重要特征闡述
1.1 物聯(lián)網(wǎng)概念:物聯(lián)網(wǎng)(The Inter-net of Things)廣義而言之,把各種信息傳感設(shè)備同互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合而形成的巨大網(wǎng)絡(luò),通過人與物以及物與物間的信息交互,達到信息網(wǎng)絡(luò)同物理空間的融合。具體而言之,物聯(lián)網(wǎng)通過信息傳感設(shè)備,諸如:激光掃描器、全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System)、紅外感應(yīng)器以及射頻識別(RFID)等,根據(jù)約定的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,將物品同互聯(lián)網(wǎng)相連接,實施信息交換與通訊,從而實現(xiàn)一系列管理工作,如對物品的智能化識別、監(jiān)控和跟蹤以及定位。
1.2 物聯(lián)網(wǎng)的重要特征:
①智能化。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有智能控制、自我反饋以及自動化的特點;
②互聯(lián)網(wǎng)特征。物聯(lián)網(wǎng)是基于互聯(lián)網(wǎng)的拓展和延伸的一種網(wǎng)絡(luò),旨在解決與處理人和物、物和物間通信的網(wǎng)絡(luò)形態(tài),雖然其終端具有多樣化,然而,互聯(lián)網(wǎng)仍是其核心與基礎(chǔ);
③識別與通信。只有具備物物通信以及自動識別功能的“物”才能夠納入物聯(lián)網(wǎng)。可將微型感應(yīng)芯片植入物體上,使其變?yōu)橛小爸X和感受”的物品,這是互聯(lián)網(wǎng)無法比擬的,物聯(lián)網(wǎng)的此種特征功能的實現(xiàn)主要借助于射頻識別技術(shù)(RFID)。
2.物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)分析
2.1 傳感器技術(shù)(Transducer Techno-logy)
傳感器技術(shù)可謂一項高新、前沿技術(shù),主要研究從自然界提取信息并識別和處理這些信息,實現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)中人和物之間的信息交換。傳感技術(shù)的核心是傳感器。傳感器是對各種裝置和信息系統(tǒng)進行信息采集的關(guān)鍵器件。其是一種可感知被測指標(biāo)的某一確定信息(紅外線、磁場大小和溫度等),并根據(jù)特定的規(guī)律轉(zhuǎn)為同其相對應(yīng)的可輸出信號的設(shè)備。傳感器一般由轉(zhuǎn)換元件與敏感元件構(gòu)成,其類型多樣化,具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域,包括航空航天技術(shù)、環(huán)境保護以及工業(yè)生產(chǎn)自動化等領(lǐng)域。而現(xiàn)階段,傳感器技術(shù)也面臨著一些困難和挑戰(zhàn),諸如:在自適應(yīng)性和智能性方面,傳感器網(wǎng)絡(luò)突顯出不足以及單個節(jié)點信息不完全性或不準(zhǔn)確性;在能量處理與傳感能力方面,傳感器也表現(xiàn)出一定的限制性。因此,傳感器技術(shù)的發(fā)展和突破主要體現(xiàn)在:其一,加強傳感器自身網(wǎng)絡(luò)化、智能化;其二,感知信息方面。
2.2 網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)(Network Commun-ication Technology,NCT)
不管物聯(lián)網(wǎng)概念怎樣延伸與拓展,其不可取代的關(guān)鍵技術(shù)仍是最基礎(chǔ)的物與物間的感知與通信。NCT主要包括網(wǎng)關(guān)技術(shù)、組網(wǎng)技術(shù)、交換技術(shù)以及(有)無線傳輸技術(shù)等。實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵是M2M(Machine to Machine)技術(shù)。M2M技術(shù)有廣泛的使用范圍,能夠結(jié)合遠距離連接技術(shù),諸如GSM(全球移動通信系統(tǒng))/GPRS(通用分組無線服務(wù)技術(shù))/UMTS(通用移動通信系統(tǒng))等,亦能夠結(jié)合近距離連接技術(shù),諸如:UWB、RFID、WIFI等?,F(xiàn)階段,M2M技術(shù)側(cè)重于Machine to Machine(機器對機器)的無線通信,今后會在工控、水利、氣象、軍事等各領(lǐng)域應(yīng)用。而通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為為物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)提供服務(wù)支持與信息傳送的基礎(chǔ)通道,怎樣基于現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)增強通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的專業(yè)性,以適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)低數(shù)據(jù)性和低移動性等業(yè)務(wù)需求,是當(dāng)前需要研究的重點。
2.3 射頻識別技術(shù)(Radio Frequency Identification,RFID)
RFID系統(tǒng)由信息處理系統(tǒng)、讀寫器以及RFID電子標(biāo)簽構(gòu)成,RFID為物品貼上電子標(biāo)簽,在帶有電子標(biāo)簽的物體上通過讀寫器時,無線電波會把標(biāo)簽中所帶有的信息數(shù)據(jù)傳遞給特定的信息讀寫器,再通過讀寫器傳遞給信息處理系統(tǒng),信息處理系統(tǒng)按照需求進行相應(yīng)的數(shù)據(jù)控制以及處理工作,從而達到高效管理物品的目的。因此,RFID技術(shù)是一種非接觸式自動識別技術(shù)。現(xiàn)階段,RFID技術(shù)在物流管理等方面都有應(yīng)用,極大程度上提高了該行業(yè)的管理效率,而RFID在發(fā)展中也存在著諸如產(chǎn)品測試、安全隱私、芯片成本等諸多問題,有待相關(guān)人員做進一步解決和處理。
3.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用前景研究
目前,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用在我國諸多領(lǐng)域,這些成功的應(yīng)用案例不僅是物聯(lián)網(wǎng)取得更大發(fā)展的先決條件,而且也為今后深層次研究物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用前景指明了方向。
①智能交通。通過傳感器、自動控制和計算機等先進技術(shù),實現(xiàn)交通事故檢測和道路聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控,從而智能化地調(diào)配與管理交通車輛。此外,各地區(qū)也加大了路網(wǎng)檢測信息采集裝置的設(shè)置密度,部分道路已實現(xiàn)全程監(jiān)控。交通智能化能夠提高行車安全,解決交通堵塞,對確保司乘人員生命財產(chǎn)安全,提高交通運行效率有著重要的現(xiàn)實意義。
②智能電網(wǎng)。通過IT技術(shù)、數(shù)字化通信、嵌入式處理器和傳感器構(gòu)建一種智能化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),該系統(tǒng)將各能源統(tǒng)一入網(wǎng)且進行分布式管理,實時監(jiān)控與采集電網(wǎng)和客戶用電信息。電網(wǎng)智能化旨在持續(xù)安全的供電的同時保護環(huán)境,具有廣泛的影響力,勢必會推進物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在其他行業(yè)的應(yīng)用。
③醫(yī)療衛(wèi)生管理。借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),把藥品的產(chǎn)地、名稱、規(guī)格、運輸、銷售等一系列環(huán)節(jié)上的信息數(shù)據(jù)儲存在電子標(biāo)簽中,可實現(xiàn)全過程的追溯;同時,通過RFID技術(shù)建立醫(yī)療衛(wèi)生監(jiān)督體系,不僅能夠在檢驗檢疫中追蹤病源,而且可以有效管理病菌攜帶人員。
4.發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的建議探討
綜上所述,物聯(lián)網(wǎng)具有巨大的發(fā)展空間,我國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)雖已有一定的應(yīng)用基礎(chǔ),而相比于發(fā)達國家仍有差距,需在以下幾方面重視和努力。其一,進一步完善個人隱私保護和信息安全等相關(guān)法律法規(guī),切實增強物聯(lián)網(wǎng)的安全性;其二,政府相關(guān)部門應(yīng)注重政策引導(dǎo),建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的典型示范工程,帶動物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展;其三,我國應(yīng)抓住機遇,增強和促進同國際間的合作與交流,積極參與國際物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的制定;最后,在數(shù)據(jù)處理、芯片和傳感器等核心技術(shù)方面,加大研發(fā)投入,集多方資源,協(xié)同研究,攻克物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)難關(guān)。
參考文獻