第一篇:物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)社會(huì)生活的影響及應(yīng)用現(xiàn)狀
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)社會(huì)生活的影響及應(yīng)用現(xiàn)狀
物聯(lián)網(wǎng)概念的提出源于上世紀(jì)90年代。物聯(lián)網(wǎng)概念提出的初衷是想讓人與物及物與物之間也能像人與人那樣相互溝通、傳遞信息。物聯(lián)網(wǎng)是當(dāng)前各國政府都寄予很大希望的未來增長(zhǎng)領(lǐng)域,因而采取各種激勵(lì)和扶植政策。物聯(lián)網(wǎng)不僅對(duì)交通、電力、零售等各大產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生影響,也已經(jīng)悄悄潛入了我們的生活。
一.物聯(lián)網(wǎng)對(duì)城市管理的影響
物聯(lián)網(wǎng)對(duì)城市管理的影響主要體現(xiàn)在城市安全的統(tǒng)一監(jiān)控和對(duì)城市的數(shù)字化管理。城市安全的統(tǒng)一監(jiān)控是基于寬帶互聯(lián)網(wǎng)的實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控、傳輸、存儲(chǔ)、管理的業(yè)務(wù),利用寬帶和3G網(wǎng)絡(luò),將分散、獨(dú)立的圖像采集點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng),實(shí)現(xiàn)對(duì)城市安全的統(tǒng)一監(jiān)控、統(tǒng)一存儲(chǔ)和統(tǒng)一管理,為城市管理和建設(shè)者提供一種全新、直觀、視聽覺范圍延伸的管理工具。
目前,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已用于城市安全。由中國科學(xué)院微系統(tǒng)所自主研發(fā)的 “電子圍欄”即是物聯(lián)網(wǎng)對(duì)城市安全統(tǒng)一監(jiān)控的一種形式,該系統(tǒng)已應(yīng)用于上海世博會(huì),為3.28平方公里圍欄區(qū)域的世博園提供24小時(shí)安全防護(hù),其作用低得上成百上千名保安、警察的輪番值守。
城市的數(shù)字化管理基于地理信息系統(tǒng)GIS、全球定位系統(tǒng)GPS、遙感系統(tǒng)RS等關(guān)鍵技術(shù),開發(fā)和應(yīng)用空間信息資源,建設(shè)服務(wù)于城市規(guī)劃、城市建設(shè)和管理,服務(wù)于政府、企業(yè)、公眾,服務(wù)于人口、資源環(huán)境、經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展信息基礎(chǔ)設(shè)施和信息系統(tǒng)。
二.物聯(lián)網(wǎng)對(duì)個(gè)人生活的影響
物聯(lián)網(wǎng)對(duì)個(gè)人生活的影響現(xiàn)階段主要體現(xiàn)在智能卡和手機(jī)的擴(kuò)充功能上。智能卡的功能又主要表現(xiàn)在電子交付和身份識(shí)別兩個(gè)方面。商場(chǎng)超市購物、醫(yī)院看病、乘坐各種交通工具、旅館住宿、飯店吃飯、各種費(fèi)用繳納等等,一切消費(fèi)行為都能刷卡解決。此外,門禁卡、圖書借閱卡等還具有身份識(shí)別的功能。
手機(jī)不僅是通訊工具,而是發(fā)展成為人們不能離開的工作、學(xué)習(xí)、娛樂、通訊的信息中心。人們的一切工作、學(xué)習(xí)、娛樂等將有可能全部在手機(jī)上完成。如果需要大屏幕顯示,辦公室、家里及公共場(chǎng)合都有無線鍵盤和顯示器、打印機(jī)等外部設(shè)備;如果去野外,有無線可折疊鍵盤、顯示器等便攜式外部設(shè)備,手機(jī)的定位技術(shù)將隨時(shí)隨地傳遞手機(jī)持有者的精確位置。
然而,物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用就僅限于此嗎?家中的冰箱不再只是保存食 物,還可以是個(gè)好“管家”———食物不足了,它會(huì)提醒;食物過期了,它會(huì)提醒;它甚至還可以在網(wǎng)上幫主人收集菜譜。像這樣的智能冰箱、智能洗衣機(jī)、智能電視機(jī)都將是物聯(lián)網(wǎng)生活的一部分。
目前,距離物聯(lián)網(wǎng)“物物相連”的宏大愿景我們僅僅走出了第一步。我國政府也高度重視這一領(lǐng)域的發(fā)展,已經(jīng)將其列入國家重點(diǎn)支持的新興產(chǎn)業(yè)之一。地方政府也紛紛出臺(tái)產(chǎn)業(yè)專項(xiàng)規(guī)劃,布局“十二五”期間物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)概念的火熱主要源于政府的各種激勵(lì)和扶植政策,但是整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展還需要技術(shù)的革新、產(chǎn)業(yè)鏈的拓展,當(dāng)然,最重要的還是市場(chǎng)的需求。只有物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展真真正正地給人們的日常生活帶來了便利,才能跳出專業(yè)化行業(yè)市場(chǎng)獲得更加廣闊的市場(chǎng)空間,全方位地影響人們的生活。
第二篇:物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用
電子商務(wù)前沿講座 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用
姓名 王丹 學(xué)號(hào) 2008012849 班級(jí) 08電子商務(wù) 完成時(shí)間 2011-12-9
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其應(yīng)用
摘要:近來,物聯(lián)網(wǎng)屢被提及,各種跡象已經(jīng)很明確的說明:在未來10-15年內(nèi)我們將見證新一輪信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)革命的巨大變革。本文重點(diǎn)介紹了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展以及其在相應(yīng)行業(yè)的典型應(yīng)用,并列舉了世界重點(diǎn)國家的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略,對(duì)物聯(lián)網(wǎng)知識(shí)提供較為詳盡的描述。
關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);組網(wǎng);網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
一、物聯(lián)網(wǎng)概念的提出
物聯(lián)網(wǎng)(the Internet of things)這一概念于1999年正式提出,但是最早出現(xiàn)在貝爾·蓋茨1995年所著的《未來之路》中,當(dāng)時(shí)Bill Gates 已經(jīng)率先提及internet of things 這一概念,只是限于當(dāng)時(shí)無線網(wǎng)絡(luò)、硬件和傳感技術(shù)的限制,并未得到廣泛認(rèn)同和發(fā)展。1998年,美國麻省理工大學(xué)(MIT)創(chuàng)造性地提出了當(dāng)時(shí)稱作EPC系統(tǒng)的“物聯(lián)網(wǎng)”的構(gòu)想;1999年,美國 Auto-ID首先提出“物聯(lián)網(wǎng)”的概念,稱物聯(lián)網(wǎng)主要是建立在物品編碼、RFID技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上;2005 年,ITU發(fā)布了《ITU互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2005:物聯(lián)網(wǎng)》,綜 合二者內(nèi)容,正式提出“物聯(lián)網(wǎng)”的概念,包括了所有 物品的聯(lián)網(wǎng)和應(yīng)用。目前較為公認(rèn)的物聯(lián)網(wǎng)的定義是: 通過射頻識(shí)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(jìn)行信息交換和通訊,以實(shí)現(xiàn)智 能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。
二、主要國家的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略
2005年4月8日,在日內(nèi)瓦舉辦的信息社會(huì)世界峰會(huì)(WSIS)上,國際電信聯(lián)盟專門成立了“泛在網(wǎng)絡(luò)社會(huì)(UbiquitousNetworkSociety國際專家工作組”,提供了一個(gè)在國際上討論物聯(lián)網(wǎng)的常設(shè)咨詢機(jī)構(gòu)。根據(jù)這個(gè)工作組的報(bào)告,2005年,許多國家已經(jīng)紛紛開始“無處不在物聯(lián)網(wǎng)”的發(fā)展戰(zhàn)略,包括日韓基于物聯(lián)網(wǎng)的“U社會(huì)”戰(zhàn)略、歐洲“物聯(lián)網(wǎng)行動(dòng)計(jì)劃”以及美國“智能電網(wǎng)”、“智慧地球”等登。此外,物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)開始在軍事、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、建筑、醫(yī)療、空間和海洋探索等領(lǐng)域投入應(yīng)用。2009年包括Google在內(nèi)的互 聯(lián)網(wǎng)廠商、IBM、思科在內(nèi)的設(shè)備制造商和方案解決商以及AT&T、Veri-zon、中移動(dòng)、中國電信等在內(nèi)的電信運(yùn)營企業(yè)紛紛加速了物聯(lián)網(wǎng)的戰(zhàn)略布局,以期在未來的物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域取得先發(fā)優(yōu)勢(shì)。
(一)、美國的物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略
美國非常重視物聯(lián)網(wǎng)的戰(zhàn)略地位,在國家情報(bào)委員會(huì)(NIC)發(fā)表的《2025對(duì)美國利益潛在影響的關(guān)鍵技術(shù)》報(bào)告中,將物聯(lián)網(wǎng)列為六種關(guān)鍵技術(shù)之一。美 國國防部在2005年將“智能微塵”(SMARTDUST)列為重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目。國家科學(xué)基金會(huì)的“全球網(wǎng)絡(luò)環(huán)境研究”(GENI)把在下一代互聯(lián)網(wǎng)上組建 傳感器子網(wǎng)作為其中重要一項(xiàng)內(nèi)容。2009年2月17日,奧巴馬總統(tǒng)簽署生效的《2009年美國恢復(fù)與再投資法案》中提出在智能電網(wǎng)、衛(wèi)生醫(yī)療信息技術(shù)應(yīng) 用和教育信息技術(shù)進(jìn)行大量投資,這些投資建設(shè)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)直接相關(guān)。物聯(lián)網(wǎng)與新能源一道,成為美國擺脫金融危機(jī)振興經(jīng)濟(jì)的兩大核心武器。
(二)、歐盟的物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略
歐洲在信息化發(fā)展中落后美國一步,但歐洲始終不甘落后。2005年4月,歐盟執(zhí)委會(huì)正式公布了未來5年歐盟信息通信政策框架“i2010”,提出,為迎 接數(shù)字融合時(shí)代的來臨,必須整合不同的通信網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)容服務(wù)、終端設(shè)備,以提供一致性的管理架構(gòu)來適應(yīng)全球化的數(shù)字經(jīng)濟(jì),發(fā)展更具市場(chǎng)導(dǎo)向、彈性及面向未來 的技術(shù)。
2006年9月,當(dāng)值歐盟理事會(huì)主席國芬蘭和歐盟委員會(huì)共同發(fā)起舉辦了歐洲信息社會(huì)大會(huì),主題為“i2010-創(chuàng)建一個(gè)無處不在的歐洲信息社會(huì)”。
自2007年至2013年,歐盟預(yù)計(jì)投入研發(fā)經(jīng)費(fèi)共計(jì)532億歐元,推動(dòng)歐洲最重要的
(四)、我國的物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略
隨著物聯(lián)網(wǎng)迅速發(fā)展及歐美各國相應(yīng)的制定出符合本身物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的國家戰(zhàn)略,2009年,溫家寶總理在無錫考察時(shí)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提出了三點(diǎn)要求:一是把傳感系統(tǒng)和3G中的TD-SCDMA技術(shù)結(jié)合起來;二是在國家重大科技專項(xiàng)中,加快推進(jìn)傳感網(wǎng)的發(fā)展;三是盡快建立中國的傳感信息中心,或者叫“感知中國” 中心。我國開始把物聯(lián)網(wǎng)作為我國未來重要的發(fā)展戰(zhàn)略。
在2009年12月的國務(wù)院經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議上,明確提出了要在電力、交通、安防和金融行業(yè)推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)應(yīng)用。我國已在無線智能傳感器網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、微型傳感器、傳感器終端機(jī)和移動(dòng)基站等方面取得重大進(jìn)展,目前已擁有從材料、技術(shù)、器件、系統(tǒng)到網(wǎng)絡(luò)的完整產(chǎn)業(yè)鏈。目前,我國傳感網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系已形成初步框架,向國際標(biāo)準(zhǔn)化組織提交的多項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)提案已被采納,中國與德國、美國、韓國一起,成為國際標(biāo)準(zhǔn)制定的主導(dǎo)國之一。我國的物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略實(shí)施主要分三個(gè)階段:關(guān)鍵應(yīng)用階段、規(guī)模應(yīng)用階段和普遍應(yīng)用階段。
我國物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略規(guī)劃圖
關(guān)鍵應(yīng)用階段:以相關(guān)行業(yè)的領(lǐng)先企業(yè)為龍頭,探索工業(yè)信息化、農(nóng)業(yè)信息化和社會(huì)信息化中的關(guān)鍵應(yīng)用,以應(yīng)用創(chuàng)新拉動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新,初步形成合理的產(chǎn)業(yè)格局和產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈。領(lǐng)先企業(yè)引領(lǐng)關(guān)鍵應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)化突破是這個(gè)階段的關(guān)鍵,這個(gè)階段的成功與否對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的前途至關(guān)重要。
規(guī)模應(yīng)用階段:隨著技術(shù)的演進(jìn),進(jìn)一步擴(kuò)大物聯(lián)網(wǎng)信息化應(yīng)用的深度、范圍和規(guī)模,顯著提升物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的信息化份額,形成物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)融合互動(dòng)的發(fā)展格局。
普遍應(yīng)用階段:在全國城鄉(xiāng)建立與經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展需求相適應(yīng)的普遍信息服務(wù)體系,建成完善的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈和產(chǎn)業(yè)布局,確立中國在全球物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的核心地位。
三、物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)
物聯(lián)網(wǎng)經(jīng)典架構(gòu)主要由四層組成,自下而上分別為:感知層,傳送層,運(yùn)營層和應(yīng)用層。如果拿人來做比喻的話,感知層就如同皮膚和五官這些視覺、觸覺和嗅覺器官,主要用來識(shí)別物體,采集相關(guān)信息;經(jīng)過感知層采集到的信息,途徑人體神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(傳送層)迅速傳遞到大腦,經(jīng)過人體腦部(運(yùn)營層)的匯總分析,作出應(yīng)對(duì)各種復(fù)雜的情況的具體反應(yīng)(應(yīng)用層)。
感知層:包括傳感器等數(shù)據(jù)采集設(shè)備以及相應(yīng)的傳感器網(wǎng)絡(luò)。該層的主要任務(wù)是將現(xiàn)實(shí)社會(huì)的各種物理量通過諸多手段,實(shí)時(shí)并自動(dòng)化的轉(zhuǎn)化為虛擬世界可以處理的數(shù)字化信
息。感知層是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展和應(yīng)用的基礎(chǔ),RFID技術(shù)、傳感和控制技術(shù)、短距離無線通信技術(shù)是感知層涉及的主要技術(shù),其中又包括芯片研發(fā)、通信協(xié)議研究、RFID材料、智能節(jié)電供電等細(xì)分領(lǐng)域。
傳送層:該層的主要任務(wù)是將感知層采集到的信息,通過傳感器網(wǎng)、通信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等各種網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行匯總傳輸,從而將大范圍內(nèi)的信息加以整合,以備處理。該層設(shè)計(jì)的典型技術(shù)如Ad-Hoc(無線自組網(wǎng))、Wi-Fi、GSM、TCP/IP技術(shù)等。
運(yùn)營層:該層的主要任務(wù)是將經(jīng)過傳輸層整合匯總的信息進(jìn)行分析和處理,并在必要時(shí),將各種信息按照應(yīng)用途徑進(jìn)行分類管理,形成新的信息基礎(chǔ)架構(gòu),為各種應(yīng)用提供信息支撐平臺(tái)。該層涉及的典型技術(shù)如GIS(地理信息系統(tǒng))、ERP(企業(yè)資源計(jì)劃),此外,還涉及到API接口,專家系統(tǒng)等應(yīng)用模塊。
應(yīng)用層:利用分析處理的感知數(shù)據(jù),為用戶提供豐富的特定服務(wù)。物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用可以分為監(jiān)控型(物流監(jiān)控、污染監(jiān)控等)、查詢型(智能檢索、遠(yuǎn)程抄表等),控制型(智能交通、智能家居、路燈監(jiān)控等)、掃描型(手機(jī)錢包、高速公路不停車收費(fèi))等。應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)研究和發(fā)展的目的。
四、物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)
要實(shí)現(xiàn)上述的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu),單一的技術(shù)是難以勝任的。物聯(lián)網(wǎng)是一系列技術(shù)以及管理有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物。下面,簡(jiǎn)要介紹支撐物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。
(一)、RFID技術(shù)
無線射頻識(shí)別技術(shù)(Radio Frequency Idenfication,RFID)是一種非接觸的自動(dòng)識(shí)別技術(shù),其基本原理是利用射頻信號(hào)和空間耦合(電感或電磁耦合)或雷達(dá)反射的傳輸特性,實(shí)現(xiàn)對(duì)被識(shí)別物體的自動(dòng)識(shí)別。
RFID系統(tǒng)至少包含電子標(biāo)簽和閱讀器兩部分。RFID閱讀器(讀寫器)通過天線與RFID電子標(biāo)簽進(jìn)行無線通信,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)簽識(shí)別碼和內(nèi)存數(shù)據(jù)的讀出或?qū)懭氩僮鳌5湫偷拈喿x器包含有高頻模塊(發(fā)送器和接收器)、控制單元以及閱讀器天線。
射頻識(shí)別系統(tǒng)的基本模型如下圖所示。其中,電子標(biāo)簽又稱為射頻標(biāo)簽、應(yīng)答器、數(shù)據(jù)載體;閱讀器又稱為讀出裝置,掃描器、通訊器、讀寫器(取決于電子標(biāo) 簽是否可以無線改寫數(shù)據(jù))。電子標(biāo)簽與閱讀器之間通過耦合元件實(shí)現(xiàn)射頻信號(hào)的空間(無接觸)耦合、在耦合通道內(nèi),根據(jù)時(shí)序關(guān)系,實(shí)現(xiàn)能量的傳遞、數(shù)據(jù)的交換。
電感耦合模型的讀寫器
電磁反向散射耦合型的RFID讀寫器
發(fā)生在閱讀器和電子標(biāo)簽之間的射頻信號(hào)的耦合類型有兩種。
(1)電感耦合。變壓器模型,通過空間高頻交變磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)耦合,依據(jù)的是電磁感應(yīng)定 律,如右圖所示。
(2)電磁反向散射耦合:雷達(dá)原理模型,發(fā)射出去的電磁波,碰到目標(biāo)后反射,同時(shí)攜帶回目標(biāo)信息,依據(jù)的是電磁波的空間傳播規(guī)律。
電感耦合方式一般適合于中、低頻工作的近距離射頻識(shí)別系統(tǒng)。典型的工作頻率有:125kHz、225kHz和13.56MHz。識(shí)別作用距離小于1m,典型作用距離為10~20cra。
電磁反向散射耦合方式一般適合于高頻、微波工作的遠(yuǎn)距離射頻識(shí)別系統(tǒng)。典型的工作頻率有:433MHz,915MHz,2.45GHz,5.8GHz。識(shí)別作用距離大于1m,典型作用距離為3—l0m。
(二)、傳感技術(shù)
傳感技術(shù)同計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)一起被稱為信息技術(shù)的三大支柱,它是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)條件,遵循信息論和系統(tǒng)論原理。從仿生學(xué)觀點(diǎn),如果把計(jì)算機(jī)看成處理和識(shí)別信息的“大腦”,把通信系統(tǒng)看成傳遞信息的“神經(jīng)系統(tǒng)”的話,那么傳感器就是“感覺器官”。傳感技術(shù)是關(guān)于從自然信源獲取信息,并對(duì)之進(jìn)行處理(變換)和識(shí)別的一門多學(xué)科交叉的現(xiàn)代科學(xué)與工程技術(shù),包括傳感器設(shè)計(jì)、信息處理、信息識(shí)別、遙感觀測(cè)等。
網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)作為無線傳感網(wǎng)的主要組成,首先是一個(gè)傳感器,主要實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)中物物、物人之間信息交換的必要部分。目前無線傳感網(wǎng)更加關(guān)注各種信息的采集和處理,利用壓縮、識(shí)別、融合和重建的方法處理采集的信息,以滿足網(wǎng)絡(luò)多元化的應(yīng)用需求。
(三)、EPC系統(tǒng)
1999年美國Auto-ID Center 將RFID技術(shù)與Internet結(jié)合,提出了EPC(Electronic Product Code)概念。產(chǎn)品電子代碼是物聯(lián)網(wǎng)的主要支撐,它的載體是RFID電子標(biāo)簽,傳遞介質(zhì)是互聯(lián)網(wǎng)。電子標(biāo)簽、產(chǎn)品電子碼、互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成了物聯(lián)網(wǎng)的基本構(gòu)想。RFID中存儲(chǔ)的EPC,通過傳感器網(wǎng)絡(luò)識(shí)別并自動(dòng)采集到中央處理系統(tǒng),利用開發(fā)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息交換、處理與共享,實(shí)現(xiàn)物品的透明化管理。
EPC系統(tǒng)充分利用了RFID和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),很好的解決了產(chǎn)品的唯一標(biāo)示、同時(shí)識(shí)別多個(gè)物品和“非可視化識(shí)別”問題,其最終目標(biāo)是為全球的每一個(gè)物體建立全球的、開
放的標(biāo)示標(biāo)準(zhǔn)。該系統(tǒng)由全球電子代碼體系、RFID系統(tǒng)以及信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)3部分組成,主要包括EPC編碼標(biāo)準(zhǔn),EPC電子標(biāo)簽,射頻識(shí)別器,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)軟件,對(duì)象名解析服務(wù)以及實(shí)體標(biāo)記語言6方面。
(四)、地理信息系統(tǒng)(GIS)地理信息系統(tǒng)(GEO-information system),是一種特定的十分重要的空間信息系統(tǒng),它是在計(jì)算機(jī)軟硬件支持下,對(duì)整個(gè)或局部空間中的有關(guān)地理信息分布的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲(chǔ)、管理、運(yùn)算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)。
GIS所處理和管理的對(duì)象是多種地理空間實(shí)體數(shù)據(jù)及其相互關(guān)系,包括空間定位數(shù)據(jù)、圖形數(shù)據(jù)、遙感數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)等,用于分析和處理一定地理區(qū)域內(nèi)分布的現(xiàn)象和過程,解決復(fù)雜的規(guī)劃、決策和管理問題。
典型的GIS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下:
物理網(wǎng)技術(shù)是構(gòu)建“智慧地球”、“智慧城市”、“智慧物流”、“智慧能源”、“智慧電力”等基礎(chǔ),其技術(shù)的發(fā)揮,必須將每個(gè)傳感器和動(dòng)態(tài)信息進(jìn)行空間定位,擺脫單點(diǎn)應(yīng)用的限制。而地理信息系統(tǒng)正好為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展提供了所需的空間基礎(chǔ),還可以進(jìn)行空間處理、空間分析、建模等功能,并且有利于跨行業(yè)、跨地區(qū)的數(shù)據(jù)共享及相互操作,是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的強(qiáng)勁動(dòng)力和重要支撐。
(五)、智能技術(shù)
智能技術(shù)是為了有效的達(dá)到某種預(yù)期的目的,利用知識(shí)所采用的各種方法和手段,它是一些列技術(shù)的統(tǒng)稱和綜合應(yīng)用。目前較為成熟的智能技術(shù)主要有:機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘、語言網(wǎng)格、知識(shí)網(wǎng)格、自主計(jì)算、神經(jīng)計(jì)算、內(nèi)容計(jì)算和專家系統(tǒng)等。智能技術(shù)的發(fā)展很大程度上促進(jìn)了人們所處的物質(zhì)世界的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化。
物聯(lián)網(wǎng)的重要價(jià)值之一在于它試圖將世界中的物體以傳感和智能的方式關(guān)聯(lián)起來,因而智能技術(shù)也是物聯(lián)網(wǎng)成功實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)之一。通過將智能系統(tǒng)植入物體,如嵌入式芯片等,使物體能夠主動(dòng)或被動(dòng)的與用戶進(jìn)行溝通和交流,從而具備一定的智能性。
五、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用
物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛,大到國際性軍事反恐、區(qū)域性的城市交通,小到家庭、個(gè)人。當(dāng)物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通訊網(wǎng)相聯(lián)時(shí),可隨時(shí)隨地全方位“感知”對(duì)方,人們的生活方式將從“感覺”過渡到“感知”階段,并進(jìn)一步過渡到“控制”階段,應(yīng)用前景十分廣泛,正如IBM所描述的“智慧地球”理念一樣:
“我們把智慧系統(tǒng)嵌入系統(tǒng)和流程當(dāng)中,使服務(wù)的交付、產(chǎn)品開發(fā)、制造、采購和銷售得以實(shí)現(xiàn),使從人、資金到石油、水資源乃至電子的運(yùn)動(dòng)方式都更加智慧,使億萬人生活和工作方式都變得更加智慧。”
物聯(lián)網(wǎng)把新一代IT技術(shù)充分運(yùn)用在各行各業(yè)之中,具體的說,就是把感應(yīng)器嵌入和裝備到電網(wǎng)、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統(tǒng)、大壩、油氣管道等各種設(shè)備中,然后將物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)整合起來,實(shí)現(xiàn)信息的共享,是物體達(dá)到智慧狀態(tài),并且使人類能夠隨時(shí)捕捉物體的動(dòng)態(tài)信息,從而提高資源利用率、生產(chǎn)力水平,改善人與自然之間的關(guān)系。
(一)、車輛定位與監(jiān)控
該類應(yīng)用是將GIS系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)充分結(jié)合,從而實(shí)現(xiàn)車輛的準(zhǔn)確定位以及跟蹤其實(shí)時(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況,如機(jī)器部件是否正常運(yùn)轉(zhuǎn),汽車油耗程度等等。該類應(yīng)用典型的系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下:
系統(tǒng)描述:
? 油箱傳感器安裝在油箱內(nèi)部采集油箱液位數(shù)據(jù); ? 采集和傳輸設(shè)備安裝在駕駛室內(nèi); ? 中國移動(dòng)GPRS覆蓋整個(gè)中國地區(qū);
? 油量監(jiān)控應(yīng)用系統(tǒng)PC服務(wù)器部署在運(yùn)營商IDC機(jī)房;
? 企業(yè)辦公網(wǎng)絡(luò)可以通過internet,通過瀏覽器訪問油量監(jiān)控系統(tǒng)web獲得服務(wù); ? 管理人員手機(jī)訪問GPRS服務(wù),無線訪問油量監(jiān)系統(tǒng)Wap服務(wù)。
(二)、無線醫(yī)療
很難想象病人無需住在擁擠的病房就能享受到同等醫(yī)療服務(wù),然而隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的 快速發(fā)展,它正逐漸成為現(xiàn)實(shí)。通過將相應(yīng)的無線監(jiān)測(cè)設(shè)備與人體綁定,或者人體直接帶上無線設(shè)備,或者將其植入人體的某個(gè)器官,遠(yuǎn)程的醫(yī)療服務(wù)中心就能夠隨時(shí)捕捉到人體的生理和病例變化,既能夠提高疾病的預(yù)防能力,同時(shí)還能及時(shí)追蹤疾病的監(jiān)控和治療情況,得到病人的病人的及時(shí)反饋,而且大大節(jié)省了病人的看病時(shí)間和成本,醫(yī)院的病房安排。
戴著“多功能手表”
(三)、智能電網(wǎng)
優(yōu)化電力工業(yè)的結(jié)構(gòu)和布局,減輕電力發(fā)展對(duì)資源和環(huán)境的依賴,是我國電力工業(yè)當(dāng)前和今后一個(gè)時(shí)期必須給與高度重視的一個(gè)重要問題。物理網(wǎng)技術(shù)的成熟為解決這一難題提供了可行的解決方案。在當(dāng)期整個(gè)電力系統(tǒng)的生產(chǎn)、儲(chǔ)存、配送、輸送和消費(fèi)的各個(gè)環(huán)節(jié),存在著生產(chǎn)效率低下、傳輸浪費(fèi)嚴(yán)重、配送安排不合理以及消費(fèi)不能及時(shí)反饋的諸多問題。智能電網(wǎng)則通過終端遙感器在客戶之間、客戶和電網(wǎng)公司之間形成及時(shí)鏈接的網(wǎng)絡(luò)互動(dòng),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)、高效、雙向的效果,從而提高電網(wǎng)的綜合效率。在智能電網(wǎng)的指導(dǎo)下,電力資源將在充分滿足用戶需求的情況下,實(shí)現(xiàn)合理的生產(chǎn)、科學(xué)合理的配送計(jì)劃、以最低的成本進(jìn)行電力傳輸;而不再是由供向需的單方向流動(dòng)。
(四)、智能物流
物聯(lián)網(wǎng)最重要的應(yīng)用是現(xiàn)代物流領(lǐng)域,該領(lǐng)域明確提出要把物聯(lián)網(wǎng)最為發(fā)展的重點(diǎn)。目前我國物流領(lǐng)域成本偏高,占總成本的18%-20%。物聯(lián)網(wǎng)在物流管理中的應(yīng)用目標(biāo)是通過物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè),形成集成化的信息平臺(tái),實(shí)現(xiàn)物流系統(tǒng)的現(xiàn)代化。具體來說,可利用物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)對(duì)包裹進(jìn)行統(tǒng)一編碼,嵌入EPC標(biāo)簽,這樣在物流途中就可以實(shí)施監(jiān)控,有利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)物品運(yùn)輸過程中出現(xiàn)的問題;另外,通過RFID技術(shù)讀取EPC編碼,并將其傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理中心,可供企業(yè)和消費(fèi)者實(shí)時(shí)查詢,切實(shí)增強(qiáng)用戶滿意度,有效提高物流服務(wù)質(zhì)量。
(五)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)
物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用同樣廣泛,主要體現(xiàn)在遠(yuǎn)程控制和實(shí)時(shí)采集方面。智能農(nóng)業(yè)可以通過無線信號(hào)收發(fā)模塊傳輸數(shù)據(jù),實(shí)時(shí)監(jiān)控大棚的溫濕度、光照、土壤酸堿性、CO2濃度等影響農(nóng)作物生長(zhǎng)的重要因子,并隨時(shí)進(jìn)行科學(xué)處理,從而確保農(nóng)產(chǎn)品的正常生長(zhǎng),提高農(nóng)作物產(chǎn)量和質(zhì)量。另外,在農(nóng)作物的銷售環(huán)節(jié),可以運(yùn)用成熟的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品基地與消費(fèi)者之間搭建網(wǎng)絡(luò)消費(fèi)平臺(tái),這樣可以讓消費(fèi)者了解農(nóng)作物的生長(zhǎng)過程,從而在最為需要的時(shí)候購買到最為舒心的產(chǎn)品。
六、結(jié)語
繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)兩次浪潮之后,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)定義應(yīng)用和普及必將帶來新一輪信息產(chǎn)業(yè)浪潮。事實(shí)證明,這一趨勢(shì)已經(jīng)不可阻擋。它不僅會(huì)帶來產(chǎn)業(yè)的變革,還會(huì)對(duì)管理模式、人們的生活方式產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。隨著物聯(lián)化與智能化技術(shù)的不斷提高,智慧將充斥在地球的每一個(gè)角落,我們將享受到最新的科技文明成果,并依靠這一成果科學(xué)合理的規(guī)劃、指導(dǎo)工業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)安排、醫(yī)療衛(wèi)生、城市交通、能源開發(fā)、自然保護(hù)等等,我們期待這一天的早日到來,并為之而不懈努力。
參考文獻(xiàn):
[1] 呈
曼 王讓會(huì),《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用》,《物聯(lián)網(wǎng)與地理信息系統(tǒng)》,2010。[2] 甘志祥,《物聯(lián)網(wǎng)的起源和發(fā)展背景的研究》,《現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)信息》,2009。[3] 百度百科,www.tmdps.cn。[4] 《物聯(lián)網(wǎng)周刊》,2010年03月
第三篇:物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及現(xiàn)狀思考
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及現(xiàn)狀思考
物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)極大地改善了目前的生活方式,其發(fā)展前景廣闊。物聯(lián)網(wǎng)把生活擬人化了,萬物成了人的同類。在這個(gè)物物相聯(lián)的世界中,物品能夠彼此進(jìn)行交流,而無需人的干預(yù)。它的出現(xiàn),成為了一場(chǎng)科技革命。物聯(lián)網(wǎng)使物品和服務(wù)功能都發(fā)生了質(zhì)的飛躍,強(qiáng)大的功能給使用者帶來進(jìn)一步的效率、便利和安全,由此形成的新興產(chǎn)業(yè)。下面就我對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀淺談以下幾點(diǎn)。
一、什么是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)
物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分。物聯(lián)網(wǎng)的英文名稱叫“The Internet of things”。顧名思義,物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。這有兩層意思:第一,物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng),是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò);第二,其用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物體與物體之間,進(jìn)行信息交換和通信。因此,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的定義是:通過射頻識(shí)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,把任何物體與互聯(lián)網(wǎng)相連接,進(jìn)行信息交換和通信,以實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。
二、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展背景及歷史
1:物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)踐最早可以追溯到1990年施樂公司的網(wǎng)絡(luò)可樂販?zhǔn)邸狽etworked Coke Machine。
2:1999年 在美國召開的移動(dòng)計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)國際會(huì)議首先提出物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things)這個(gè)概念;是1999年MIT Auto-ID中心的Ashton教授在研究RFID時(shí)最早提出來的。提出了結(jié)合物品編碼、RFID和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的解決方案。當(dāng)時(shí)基于互聯(lián)網(wǎng)、RFID技術(shù)、EPC標(biāo)準(zhǔn),在計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上,利用射頻識(shí)別技術(shù)、無線數(shù)據(jù)通信技術(shù)等,構(gòu)造了一個(gè)實(shí)現(xiàn)全球物品信息實(shí)時(shí)共享的實(shí)物互聯(lián)網(wǎng)“Internet of things”(簡(jiǎn)稱物聯(lián)網(wǎng)),這也是在2003年掀起第一輪華夏物聯(lián)網(wǎng)熱潮的基礎(chǔ)。
傳感網(wǎng)是基于感知技術(shù)建立起來的網(wǎng)絡(luò)。中科院早在1999年就啟動(dòng)了傳感網(wǎng)的研究,并已取得了一些科研成果,建立了一些適用的傳感網(wǎng)。1999年,在美國召開的移動(dòng)計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)國際會(huì)議提出了,“傳感網(wǎng)是下一個(gè)世紀(jì)人類面臨的又一個(gè)發(fā)展機(jī)遇”。
3:2003年,美國《技術(shù)評(píng)論》提出傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將是未來改變?nèi)藗兩畹氖蠹夹g(shù)之首。4:2005年11月17日,在突尼斯舉行的信息社會(huì)世界峰會(huì)(WSIS)上,國際電信聯(lián)盟(ITU)發(fā)布《ITU互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2005:物聯(lián)網(wǎng)》,引用了“物聯(lián)網(wǎng)”的概念。物聯(lián)網(wǎng)的定義和范圍已經(jīng)發(fā)生了變化,覆蓋范圍有了較大的拓展,不再只是指基于RFID技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)。報(bào)告指出,無所不在的“物聯(lián)網(wǎng)”通信時(shí)代即將來臨,世界上所有的物體從輪胎到牙刷、從房屋到紙巾都可以通過因特網(wǎng)主動(dòng)進(jìn)行交換。射頻識(shí)別技術(shù)(RFID)、傳感器技術(shù)、納米技術(shù)、智能嵌入技術(shù)將到更加廣泛的應(yīng)用。
根據(jù)ITU的描述,在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代,通過在各種各樣的日常用品上嵌入一種短距離的移動(dòng)收發(fā)器,人類在信息與通信世界里將獲得一個(gè)新的溝通維度,從任何時(shí)間任何地點(diǎn)的人與人之間的溝通連接擴(kuò)展到人與物和物與物之間的溝通連接。物聯(lián)網(wǎng)概念的興起,很大程度上得益于國際電信聯(lián)盟2005 年以物聯(lián)網(wǎng)為標(biāo)題的互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告。然而,ITU的報(bào)告對(duì)物聯(lián)網(wǎng)缺乏一個(gè)清晰的定義。
雖然目前國內(nèi)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)也還沒有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)定義,但從物聯(lián)網(wǎng)本質(zhì)上看,物聯(lián)網(wǎng)是現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展到一定階段后出現(xiàn)的一種聚合性應(yīng)用與技術(shù)提升,將各種感知技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和人工智能與自動(dòng)化技術(shù)聚合與集成應(yīng)用,使人與物智慧對(duì)話,創(chuàng)造一個(gè)智慧的世界。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)被稱為是信息產(chǎn)業(yè)的第三次革命性創(chuàng)新。物聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)概括起來主要體現(xiàn)在三個(gè)方面:一是互聯(lián)網(wǎng)特征,即對(duì)需要聯(lián)網(wǎng)的物一定要能夠?qū)崿F(xiàn)互聯(lián)互通的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò);二是識(shí)別與通信特征,即納入物聯(lián)網(wǎng)的“物”一定要具備自動(dòng)識(shí)別與物物通信(M2M)的功能;三是智能化特征,即網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)具有自動(dòng)化、自我反饋與智能控制的特點(diǎn)。
5:2008年后,為了促進(jìn)科技發(fā)展,尋找經(jīng)濟(jì)新的增長(zhǎng)點(diǎn),各國政府開始重視下一代的技術(shù)規(guī)劃,將目光放在了物聯(lián)網(wǎng)上。在中國,同年11月在北京大學(xué)舉行的第二屆中國移動(dòng)政務(wù)研討會(huì)“知識(shí)社會(huì)與創(chuàng)新2.0”提出移動(dòng)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展代表著新一代信息技術(shù)的形成,并帶動(dòng)了經(jīng)濟(jì)社會(huì)形態(tài)、創(chuàng)新形態(tài)的變革,推動(dòng)了面向知識(shí)社會(huì)的以用戶體驗(yàn)為核心的下一代創(chuàng)新(創(chuàng)新2.0)形態(tài)的形成,創(chuàng)新與發(fā)展更加關(guān)注用戶、注重以人為本[3]。而創(chuàng)新2.0形態(tài)的形成又進(jìn)一步推動(dòng)新一代信息技術(shù)的健康發(fā)展。
6:2009年1月28日,奧巴馬就任美國總統(tǒng)后,與美國工商業(yè)領(lǐng)袖舉行了一次“圓桌會(huì)議”,作為僅有的兩名代表之一,IBM首席執(zhí)行官彭明盛首次提出“智慧地球”這一概念,建議新政府投資新一代的智慧型基礎(chǔ)設(shè)施。當(dāng)年,美國將新能源和物聯(lián)網(wǎng)列為振興經(jīng)濟(jì)的兩大重點(diǎn);
2009年2月24日2009 IBM論壇上,IBM大中華區(qū)首席執(zhí)行官錢大群.公布了名為“智慧的地球”的最新策略。此概念一經(jīng)提出,即得到美國各界的高度關(guān)注,甚至有分析認(rèn)為IBM公司的這一構(gòu)想極有可能上升至美國的國家戰(zhàn)略,并在世界范圍內(nèi)引起轟動(dòng)。IBM認(rèn)為,IT產(chǎn)業(yè)下一階段的任務(wù)是把新一代IT技術(shù)充分運(yùn)用在各行各業(yè)之中,具體地說,就是把感應(yīng)器嵌入和裝備到電網(wǎng)、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統(tǒng)、大壩、油氣管道等各種物體中,并且被普遍連接,形成物聯(lián)網(wǎng)。在策略發(fā)布會(huì)上,IBM還提出,如果在基礎(chǔ)建設(shè)的執(zhí)行中,植入“智慧”的理念,不僅僅能夠在短期內(nèi)有力的刺激經(jīng)濟(jì)、促進(jìn)就業(yè),而且能夠在短時(shí)間內(nèi)為中國打造一個(gè)成熟的智慧基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái)。IBM希望“智慧的地球”策略能掀起“互聯(lián)網(wǎng)”浪潮之后的又一次科技產(chǎn)業(yè)革命。IBM前首席執(zhí)行官郭士納曾提出一個(gè)重要的觀點(diǎn),認(rèn)為計(jì)算模式每隔15年發(fā)生一次變革。這一判斷像摩爾定律一樣準(zhǔn)確,人們把它稱為“十五年周期定律”。1965年前后發(fā)生的變革以大型機(jī)為標(biāo)志,1980年前后以個(gè)人計(jì)算機(jī)的普及為標(biāo)志,而1995年前后則發(fā)生了互聯(lián)網(wǎng)革命。每一次這樣的技術(shù)變革都引起企業(yè)間、產(chǎn)業(yè)間甚至國家間競(jìng)爭(zhēng)格局的重大動(dòng)蕩和變化。而互聯(lián)網(wǎng)革命一定程度上是由美國“信息高速公路”戰(zhàn)略所催熟。20世紀(jì)90年代,美國克林頓政府計(jì)劃用20年時(shí)間,耗資2000億-4000億美元,建設(shè)美國國家信息基礎(chǔ)結(jié)構(gòu),創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
而今天,“智慧的地球”戰(zhàn)略被不少美國人認(rèn)為與當(dāng)年的“信息高速公路”有 許多相似之處,同樣被他們認(rèn)為是振興經(jīng)濟(jì)、確立競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵戰(zhàn)略。該戰(zhàn)略能否掀起如當(dāng)年互聯(lián)網(wǎng)革命一樣的科技和經(jīng)濟(jì)浪潮,不僅為美國關(guān)注,更為世界所關(guān)注。
2009年8月溫家寶總理在視察中科院無錫物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)研究所時(shí),對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用也提出了一些看法和要求。自溫總理提出“感知中國”以來,物聯(lián)網(wǎng)被正式列為國家五大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一,寫入“政府工作報(bào)告”,物聯(lián)網(wǎng)在中國受到了全社會(huì)極大的關(guān)注,其受關(guān)注程度是在美國、歐盟、以及其他各國不可比擬的。物聯(lián)網(wǎng)的概念與其說是一個(gè)外來概念,不如說它已經(jīng)是一個(gè)“中國制造”的概念,他的覆蓋范圍與時(shí)俱進(jìn),已經(jīng)超越了1999年Ashton教授和2005年ITU報(bào)告所指的范圍,物聯(lián)網(wǎng)已被貼上“中國式”標(biāo)簽。
截至2010年,發(fā)改委、工信部等部委正在會(huì)同有關(guān)部門,在新一代信息技術(shù)方面開展研究,以形成支持新一代信息技術(shù)的一些新政策措施,從而推動(dòng)我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展
三、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的特征
和傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)相比,物聯(lián)網(wǎng)有其鮮明的特征。首先,它是各種感知技術(shù)的廣泛應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)上部署了海量的多種類型傳感器,每個(gè)傳感器都是一個(gè)信息源,不同類別的傳感器所捕獲的信息內(nèi)容和信息格式不同。傳感器獲得的數(shù)據(jù)具有實(shí)時(shí)性,按一定的頻率周期性的采集環(huán)境信息,不斷更新數(shù)據(jù)。其次,它是一種建立在互聯(lián)網(wǎng)上的泛在網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重要基礎(chǔ)和核心仍舊是互聯(lián)網(wǎng),通過各種有線和無線網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)融合,將物體的信息實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地傳遞出去。在物聯(lián)網(wǎng)上的傳感器定時(shí)采集的信息需要通過網(wǎng)絡(luò)傳輸,由于其數(shù)量及其龐大,形成了海量信息,在傳輸過程中,為了保障數(shù)據(jù)的正確性和及時(shí)性,必須適應(yīng)各種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議。
還有,物聯(lián)網(wǎng)不僅僅提供了傳感器的連接,其本身也具有智能處理的能力,能夠?qū)ξ矬w實(shí)施智能控制。物聯(lián)網(wǎng)將傳感器和智能處理相結(jié)合,利用云計(jì)算、模式識(shí)別等各種智能技術(shù),擴(kuò)充其應(yīng)用領(lǐng)域。從傳感器獲得的海量信息中分析、加工和處理出有意義的數(shù)據(jù),以適應(yīng)不同用戶的不同需求,發(fā)現(xiàn)新的應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用模式。
三、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的用途
物聯(lián)網(wǎng)用途廣泛,遍及智能交通、環(huán)境保護(hù)、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工業(yè)監(jiān)測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、老人護(hù)理、個(gè)人健康、花卉栽培、水系監(jiān)測(cè)、食品溯源、敵情偵查和情報(bào)搜集等多個(gè)領(lǐng)域。
國際電信聯(lián)盟于曾描繪“物聯(lián)網(wǎng)”時(shí)代的圖景:當(dāng)司機(jī)出現(xiàn)操作失誤時(shí)汽車會(huì)自動(dòng)報(bào)警;公文包會(huì)提醒主人忘帶了什么東西;衣服會(huì)“告訴”洗衣機(jī)對(duì)顏色和水溫的要求等等。物聯(lián)網(wǎng)在物流領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用則比如:一家物流公司應(yīng)用了物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的貨車,當(dāng)裝載超重時(shí),汽車會(huì)自動(dòng)告訴你超載了,并且超載多少,但空間還有剩余,告訴你輕重貨怎樣搭配;當(dāng)搬運(yùn)人員卸貨時(shí),一只貨物包裝可能會(huì)大叫“你扔疼我了”,或者說“親愛的,請(qǐng)你不要太野蠻,可以嗎?”;當(dāng)司機(jī)在和別人扯閑話,貨車會(huì)裝作老板的聲音怒吼“笨蛋,該發(fā)車了!” 物聯(lián)網(wǎng)把新一代IT技術(shù)充分運(yùn)用在各行各業(yè)之中,具體地說,就是把感應(yīng)器嵌入和裝備到電網(wǎng)、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統(tǒng)、大壩、油氣管道等各種物體中,然后將“物聯(lián)網(wǎng)”與現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)整合起來,實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)與物理系統(tǒng)的整合,在這個(gè)整合的網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中,存在能力超級(jí)強(qiáng)大的中心計(jì)算機(jī)群,能夠?qū)φ暇W(wǎng)絡(luò)內(nèi)的人員、機(jī)器、設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)施實(shí)時(shí)的管理和控制,在此基礎(chǔ)上,人類可以以更加精細(xì)和動(dòng)態(tài)的方式管理生產(chǎn)和生活,達(dá)到“智慧”狀態(tài),提高資源利用率和生產(chǎn)力水平,改善人與自然間的關(guān)系。
毫無疑問,如果“物聯(lián)網(wǎng)”時(shí)代來臨,人們的日常生活將發(fā)生翻天覆地的變化。然而,不談什么隱私權(quán)和輻射問題,單把所有物品都植入識(shí)別芯片這一點(diǎn)現(xiàn)在看來還不太現(xiàn)實(shí)。人們正走向“物聯(lián)網(wǎng)”時(shí)代,但這個(gè)過程可能需要很長(zhǎng)的時(shí)間。
四、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在中國的發(fā)展
物聯(lián)網(wǎng)在中國迅速崛起得益于我國在物聯(lián)網(wǎng)方面的幾大優(yōu)勢(shì): 第一,我國早在1999年就啟動(dòng)了物聯(lián)網(wǎng)核心傳感網(wǎng)技術(shù)研究,研發(fā)水平處于世界前列;第二,在世界傳感網(wǎng)領(lǐng)域,我國是標(biāo)準(zhǔn)主導(dǎo)國之一,專利擁有量高;第三,我國是目前能夠?qū)崿F(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)完整產(chǎn)業(yè)鏈的國家之一;第四,我國無線通信網(wǎng)絡(luò)和寬帶覆蓋率高,為物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)設(shè)施支持;第五,我國已經(jīng)成為世界第三大經(jīng)濟(jì)體,有較為雄厚的經(jīng)濟(jì)實(shí)力支持物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展。
2009年10月24日,在中國第四屆中國民營科技企業(yè)博覽會(huì)上,西安優(yōu)勢(shì)微電子公司宣布:中國的第一顆物聯(lián)網(wǎng)的中國芯——“唐芯一號(hào)”芯片研制成功,中國已經(jīng)攻克了物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)。唐芯一號(hào)芯片是一顆2.4G超低功耗射頻可編程片上系統(tǒng)PSoC,可以滿足各種條件下無線傳感網(wǎng)、無線局域網(wǎng)、有源RFID等物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的特殊需要,為我國的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。目前物聯(lián)網(wǎng)已在國內(nèi)開始了實(shí)際的應(yīng)用。1:物聯(lián)網(wǎng)傳感器產(chǎn)品已率先在上海浦東國際機(jī)場(chǎng)防入侵系統(tǒng)中得到應(yīng)用。
系統(tǒng)鋪設(shè)了3萬多個(gè)傳感節(jié)點(diǎn),覆蓋了地面、柵欄和低空探測(cè),可以防止人員的翻越、偷渡、恐怖襲擊等攻擊性入侵。而就在不久之前,上海世博會(huì)也與無錫傳感網(wǎng)中心簽下訂單,購買防入侵微納傳感網(wǎng)1500萬元產(chǎn)品。
2:ZigBee路燈控制系統(tǒng)點(diǎn)亮濟(jì)南園博園。ZigBee無線路燈照明節(jié)能環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用是此次園博園中的一大亮點(diǎn)。園區(qū)所有的功能性照明都采用了ZigBee無線技術(shù)達(dá)成的無線路燈控制
3:智能交通系統(tǒng)(ITS)是利用現(xiàn)代信息技術(shù)為核心,利用先進(jìn)的通訊、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、傳感器技術(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)交通的實(shí)時(shí)控制與指揮管理。交通信息采集被認(rèn)為是ITS的關(guān)鍵子系統(tǒng),是發(fā)展ITS的基礎(chǔ),成為交通智能化的前提。無論是交通控制還是交通違章管理系統(tǒng),都涉及交通動(dòng)態(tài)信息的采集,交通動(dòng)態(tài)信息采集也就成為交通智能化的首要任務(wù)。
4、首家高鐵物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用中心在蘇州投用
我國首家高鐵物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用中心2010年6月18日在蘇州科技城投用,該中心將為高鐵物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供科技支撐。
高鐵物聯(lián)網(wǎng)作為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)中投資規(guī)模最大、市場(chǎng)前景最好的產(chǎn)業(yè)之一,正在改變?nèi)祟惖纳a(chǎn)和生活方式。據(jù)中心工作人員介紹,以往購票、檢票的單調(diào)方式,將在這里升級(jí)為人性化、多樣化的新體驗(yàn)。刷卡購票、手機(jī)購票、電話購票等新技術(shù)的集成使用,讓旅客可以擺脫擁擠的車站購票;與地鐵類似的檢票方式,則可實(shí)現(xiàn)持有不同票據(jù)旅客的快速通行。清華易程公司工作人員表示,為應(yīng)對(duì)中國巨大的鐵路客運(yùn)量,該中心研發(fā)了目前世界上最大的票務(wù)系統(tǒng),每年可處理30億人次,而目前全球在用系統(tǒng)的最大極限是5億人次。會(huì)上專家認(rèn)為,物聯(lián)網(wǎng)作為一個(gè)新興產(chǎn)業(yè),目前還處在起步階段。發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)突出的障礙,包括技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)還在制定之中、商業(yè)模式不夠成熟、產(chǎn)業(yè)鏈尚未形成、配套的法律法規(guī)及政策亟待出臺(tái)。
五、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
當(dāng)前,中國大力發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的環(huán)境已經(jīng)初步形成。在政府層面,在江蘇無錫以外,北京、上海、廣東、福建、山東、浙江等信息產(chǎn)業(yè)較為發(fā)達(dá)的區(qū)域已經(jīng)著手制定規(guī)劃,部分大企業(yè)也開始進(jìn)行市場(chǎng)進(jìn)入研究。物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要應(yīng)用牽引與技術(shù)創(chuàng)新雙輪驅(qū)動(dòng),即物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的突破不僅僅在技術(shù)上,更在應(yīng)用上。未來可能的幾個(gè)突破口主要有: 首先是政府資金投入的方向。2010年仍將保持積極的財(cái)政政策,考慮到物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中有相當(dāng)多政府公共管理與服務(wù)的領(lǐng)域,在交通、電力、環(huán)保、城市信息化等領(lǐng)域,物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用將有較快發(fā)展,將引發(fā)市場(chǎng)快速啟動(dòng)。其次公眾領(lǐng)域的相對(duì)成熟的應(yīng)用方向。智能家居、感知醫(yī)護(hù)等概念已經(jīng)獲得了長(zhǎng)期的市場(chǎng)教育,隨著產(chǎn)品與技術(shù)的進(jìn)一步成熟,市場(chǎng)需求將得到進(jìn)一步的激發(fā)。選擇適當(dāng)?shù)募?xì)分領(lǐng)域切入將催生出新興業(yè)態(tài)。另外傳統(tǒng)企業(yè)的應(yīng)用方向。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的一個(gè)重要方向是對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的升級(jí)改造。部分傳統(tǒng)企業(yè)將物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用集成至自身的產(chǎn)品中,以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品升級(jí),提升附加值與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,企業(yè)自發(fā)的發(fā)展將產(chǎn)生更多物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)相關(guān)的延伸產(chǎn)業(yè)。
當(dāng)然物聯(lián)網(wǎng)在其發(fā)展過程中同樣會(huì)出現(xiàn)一些不足以及自身問題。下面就以下幾個(gè)突出問題進(jìn)行分析
其一觀念問題。物聯(lián)網(wǎng)是未來10-20年戰(zhàn)略性新型產(chǎn)業(yè),現(xiàn)在僅僅是起步。而我們的媒體和政府往往會(huì)急功近利,有些地方,要5年達(dá)到幾千億;有些城市要3-5年過上“物聯(lián)網(wǎng)生活”。這些宣傳不利于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的順利發(fā)展,甚至?xí)璧K發(fā)展。因此,我們應(yīng)做到長(zhǎng)期、持續(xù)的準(zhǔn)備,這也許是中國人21世紀(jì)初引領(lǐng)世界科技浪潮的一次絕好機(jī)會(huì),希望所有專業(yè)人士把握好時(shí)機(jī)。
其二技術(shù)問題。物聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)基礎(chǔ)是傳感器,因此傳感器是物聯(lián)網(wǎng)很重要的技術(shù)。由于傳感技術(shù)的多樣性和復(fù)雜性,物聯(lián)網(wǎng)一定比互聯(lián)網(wǎng)和通訊網(wǎng)面臨更多的技術(shù)難題,因此,物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)絕不是幾項(xiàng),而是很多很多和應(yīng)用相結(jié)合的關(guān)鍵技術(shù),共性的技術(shù)問題有,更多的是個(gè)性的技術(shù)。所以各個(gè)相關(guān)企業(yè)應(yīng)分頭解決。
其三執(zhí)行問題。物聯(lián)網(wǎng)是一項(xiàng)應(yīng)用技術(shù),政府項(xiàng)目的示范效應(yīng)很重要。可是,多個(gè)省市都存在著“跟風(fēng)”現(xiàn)象,“只打雷,不下雨”或“雷聲大,雨點(diǎn)小”。轟轟烈烈開會(huì),慢慢悠悠規(guī)劃,松松垮垮做事。因此我們必須抓住一項(xiàng)或幾項(xiàng)具體的應(yīng)用,進(jìn)而完善及推而廣之。未來五年,真正意義的全球物聯(lián)網(wǎng)很難實(shí)現(xiàn)。但我們要逐步從局域物聯(lián)網(wǎng)、行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)走向全國物聯(lián)網(wǎng)。近期的關(guān)鍵在于傳感器及細(xì)分市場(chǎng)的應(yīng)用軟件。
盡管物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)前景很好,但由于當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)高端技術(shù)還有待突破,也還沒有特別成熟的產(chǎn)品,大量的應(yīng)用還需時(shí)日,物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)不僅僅是技術(shù)問題,還將涉及規(guī)劃、管理、協(xié)調(diào)、合作等方面的問題,這需要國家層面相應(yīng)配套政策。總之,在相關(guān)技術(shù)和政策的支撐指導(dǎo)下,相信我國發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的前景必將一片光明。
第四篇:物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用總結(jié)
第一章 物聯(lián)網(wǎng)概述
? 物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)信息承載體,讓物理對(duì)象實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通網(wǎng)絡(luò)。
? 物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)基于互聯(lián)網(wǎng)、傳統(tǒng)電信網(wǎng)等信息承載體,讓所有能夠被獨(dú)立尋址的普通物理對(duì)象實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)。
? 它具有普通對(duì)象設(shè)備話、自治終端互聯(lián)化和普適服務(wù)智能化三個(gè)重要特征。? 物聯(lián)網(wǎng)分四層:感知識(shí)別層、網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建層、管理服務(wù)層、綜合應(yīng)用層。
感知識(shí)別層 RFID、傳感器等智能電子產(chǎn)品。
網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建層:無線城域網(wǎng) WIMAX,無線局域網(wǎng)WI-FI,無線個(gè)域網(wǎng)藍(lán)牙 Zig bee,無線廣域網(wǎng) 移動(dòng)通信及其技術(shù),互聯(lián)網(wǎng) ? 主要特點(diǎn):
網(wǎng)絡(luò)終端層面 聯(lián)網(wǎng)終端規(guī)模化、感知識(shí)別普適化 通信層面
異構(gòu)設(shè)備互聯(lián)化 數(shù)據(jù)層面
管理處理智能化 應(yīng)用層面
應(yīng)用服務(wù)鏈條化 第二章 自動(dòng)識(shí)別技術(shù)與RFID ? 自動(dòng)識(shí)別技術(shù):光符號(hào)識(shí)別技術(shù)
語音識(shí)別技術(shù):語音撥號(hào)、語音導(dǎo)航、室內(nèi)設(shè)備控制等。生物計(jì)量識(shí)別技術(shù):虹膜、指紋識(shí)別技術(shù)
IC卡技術(shù):集成電路卡,通過嵌入卡中的電擦除式可編程只
讀存儲(chǔ)器(EEPROM)集成電路芯片來存儲(chǔ)信息。
按是否有微處理器:存儲(chǔ)卡、CPU卡
按與讀卡器通信方式:接觸式、非接觸式IC卡 存儲(chǔ)容量大、安全保密好、CPU卡數(shù)據(jù)處理能力
條形碼技術(shù):掃描和譯碼
信息密度低、容量小
二維碼技術(shù):閱讀器(掃描裝置和譯碼裝置)
存儲(chǔ)量大、抗損性強(qiáng)、安全性高、可傳真影印、印刷多樣性、抗干擾能力強(qiáng)
? 射頻識(shí)別技術(shù):利用射頻信號(hào)通過空間耦合(交變磁場(chǎng)或電磁場(chǎng))實(shí)現(xiàn)無接觸信息傳遞并通過傳遞信息達(dá)到識(shí)別的目的。
應(yīng)用:工業(yè)自動(dòng)化、商業(yè)自動(dòng)化、交通運(yùn)輸控制管理、高速 公路自動(dòng)收費(fèi)、物品管理、門禁系統(tǒng) 五個(gè)組件構(gòu)成:閱讀器(傳送器、接收器、微處理器)、天
線、標(biāo)簽
標(biāo)簽的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式主要采用EEPROM 標(biāo)簽分類:被動(dòng)式、主動(dòng)式、半主動(dòng)式 頻率:低頻LF 30-300k高頻HF 3-30mhz 超高頻 UHF300mhz-3ghz 應(yīng)用:門禁、公交卡、郵包跟蹤、道路收費(fèi)、跑步計(jì)時(shí)、商品防偽 第三章
? 傳感器:能夠被測(cè)量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置 ? 傳感器組成:敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、基本電路
? 傳感器分類:熱敏、光敏、氣敏、力敏、磁敏、濕敏、聲敏等 ? 傳感器設(shè)計(jì)需求:低成本與微型、低功耗、靈活性與擴(kuò)展性、魯棒性 ? 傳感器應(yīng)用:小區(qū)安防、夜間作戰(zhàn)、紅外溫度計(jì)、酒精檢測(cè)、空調(diào)、洗衣機(jī)、手機(jī)、汽車、家居
? ETX 無線傳感網(wǎng)中路徑選擇指標(biāo)(選擇最小代價(jià)的路徑)? CTP 數(shù)據(jù)收集協(xié)議 ? Drip 數(shù)據(jù)分發(fā)協(xié)議
? 無線傳感網(wǎng)應(yīng)用:救援、軍事、環(huán)境監(jiān)測(cè) 第四章
? 定位系統(tǒng)是感知識(shí)別層
? 位置信息三大要素:時(shí)間、空間、人物
所在地理位置時(shí)間、所在地理位置、所在地理位置對(duì)象 ? GPS系統(tǒng)三大組成部分:宇宙部分(24顆工作衛(wèi)星)
地面監(jiān)控部分
用戶設(shè)備部分(三點(diǎn)定位)
定位原理:三點(diǎn)定位
典型應(yīng)用:空間位置服務(wù)(汽車防盜緊急救生定位、交通導(dǎo)彈導(dǎo)航)
時(shí)間服務(wù)(CDMA通信系統(tǒng)、電力系統(tǒng))優(yōu)點(diǎn):精度高、全球覆蓋
缺點(diǎn):定位速度、啟動(dòng)慢,室內(nèi)效果差、需GPS接收機(jī) ? 蜂窩基站定位(移動(dòng)通信)
定位方法:(單基站)COO 優(yōu)點(diǎn):簡(jiǎn)單快速、適用緊急情況 缺點(diǎn):不精確
(多基站)TOA、TDOA需三個(gè)基站(AOA需兩個(gè)基站)優(yōu)點(diǎn):不需接收機(jī)、啟動(dòng)快、室內(nèi)可接受 缺點(diǎn):精度低、造價(jià)高 ? 無線室內(nèi)環(huán)境定位
多徑效應(yīng)、阻礙作用(波長(zhǎng)長(zhǎng),傳播距離長(zhǎng),穿透力弱)
RSS技術(shù) 利用信號(hào)強(qiáng)度,利用已有無線設(shè)備(藍(lán)牙、WIFI)
? WI-FI基站定位
無線AP定位
AP三參數(shù):MAC地址、SSID名稱、RSSI信號(hào)強(qiáng)度 ? 定位技術(shù)
基于距離TOA
需參考點(diǎn)和測(cè)量目標(biāo)時(shí)鐘同步
基于距離差TDOA 參考點(diǎn)和目標(biāo)不用同步,參考點(diǎn)之間需時(shí)鐘同步
基于信號(hào)強(qiáng)度RSS ? 新型定位技術(shù):網(wǎng)絡(luò)定位(適用于無線傳感網(wǎng)、自組織網(wǎng)絡(luò))
通過少量位置已知節(jié)點(diǎn)定位出全網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn) 挑戰(zhàn):保證信息精度又保護(hù)個(gè)人隱私
大規(guī)模應(yīng)用(龐大的數(shù)量增長(zhǎng)、為RFID所用)
第五章
? 1G 模擬通信
AMPS系統(tǒng)
2G 數(shù)字通信
CDMA、GSM系統(tǒng)
3G IMT-2000系統(tǒng)(W_CDMA、CDMA2000、TD-SCDMA)4G LTE 5G 超低時(shí)延、低成本、低功耗、超可靠、全球覆蓋 第六章
? 無線網(wǎng)絡(luò)的基本組成:無線網(wǎng)絡(luò)用戶
無線連接 基站
? 無線網(wǎng)絡(luò)分為四類:
無線廣域網(wǎng) 覆蓋整個(gè)城市甚至國家
1.通過多個(gè)地面相鄰基站接力傳播 2.通過通信衛(wèi)星系統(tǒng)傳播 1G模擬信號(hào)
2G數(shù)字信號(hào) GSM(全球移動(dòng)通信系統(tǒng))、CDMA(碼分多址)
帶寬10Kbps 3G CDMA2000、TD-SCDMA 帶寬2Mbps 無線城域網(wǎng) 覆蓋整個(gè)城市 WIMAX
帶寬75Mbps 無線局域網(wǎng) WI-FI 無線個(gè)域網(wǎng) 藍(lán)牙 30m 1Mbps
紅外線 1m 100Kbps ? 無線寬帶網(wǎng)絡(luò) 帶寬超過1.54Mbps(WIMAX、WI-FI、3G)? 無線連接特點(diǎn):
1.信號(hào)強(qiáng)度衰減 2.非視線傳播 3.同頻信號(hào)干擾 4.多徑傳播干擾 5.隱藏終端問題 ? WI-FI的IE802.11協(xié)議
最大帶寬 100Mbps(600Mbps)
架構(gòu) 1.基站模式
基本服務(wù)組:一個(gè)基站和多個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)用戶組成
被動(dòng)掃描 接入點(diǎn)周期性廣播識(shí)別幀 用戶收集幀并發(fā)送請(qǐng)
求建立連接
主動(dòng)掃面 無線網(wǎng)絡(luò)用戶主動(dòng)廣播探測(cè)幀
2.自組織網(wǎng)絡(luò) 沒有基站
無線設(shè)備相對(duì)集中且有限WI-FI接入點(diǎn)無法覆蓋
介質(zhì)訪問控制協(xié)議CSMA(用戶先監(jiān)聽信道,占用則不發(fā)送數(shù)據(jù))
CSMA/CA 沖突避免(802.11使用)即使信道為空,也為
避免沖突等待一小段時(shí)間再發(fā)送數(shù)據(jù)
CSMA/CD 沖突檢測(cè)(以太網(wǎng)使用)
使用CA原因:1.CD需全雙工,硬件代價(jià)高
2.無線信號(hào)衰減 隱藏終端使信號(hào)難以檢測(cè)
隱藏終端問題解決:RTS、CTS預(yù)留信道(CA向接入點(diǎn)發(fā)送RTS,接入點(diǎn)廣播CTS,RTS發(fā)送者發(fā)送數(shù)據(jù))
? WIMAX的IEEE802.16協(xié)議
架構(gòu) 基站模式 介質(zhì)訪問控制
全雙工信道傳輸、可擴(kuò)展性、QoS(時(shí)分多址轉(zhuǎn)換)
第七章
? 物聯(lián)網(wǎng)對(duì)海量信息存儲(chǔ)的需求
? 大數(shù)據(jù):數(shù)量大、種類多、速度快、價(jià)值高 ? 網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)體系:DAS直接附加存儲(chǔ)
將存儲(chǔ)設(shè)備和主機(jī)通過纜線直接與服務(wù)器或工作站相連
優(yōu)點(diǎn) 好管理、成本低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單
缺點(diǎn) 信息孤島,對(duì)存儲(chǔ)資源利用低、資源共享能力缺失
NAS網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)
計(jì)算機(jī)連接到一個(gè)僅為其他設(shè)備提供基于文件級(jí)數(shù)據(jù)存
儲(chǔ)服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)
優(yōu)點(diǎn) 網(wǎng)絡(luò)的存儲(chǔ)實(shí)體實(shí)現(xiàn)文件級(jí)別共享、性能增強(qiáng)但依
賴于網(wǎng)絡(luò)流量 SAN存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)路
通過網(wǎng)絡(luò)方式連接存儲(chǔ)設(shè)備和應(yīng)用服務(wù)器的存儲(chǔ)架構(gòu)
優(yōu)點(diǎn) 支持服務(wù)器從SAN啟動(dòng)、存儲(chǔ)共享、存儲(chǔ)管理簡(jiǎn)
化、提高存儲(chǔ)空間利用率
? 數(shù)據(jù)中心:計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及其配套設(shè)備、數(shù)據(jù)通信連接、環(huán)境控制設(shè)備、監(jiān)控
設(shè)備、安全裝置
Google數(shù)據(jù)中心
軟件技術(shù) GFS、MapReduce(針對(duì)超大規(guī)模數(shù)據(jù)集的編
程模型和系統(tǒng))、Big Table(分布式存儲(chǔ)系統(tǒng))降低數(shù)據(jù)中心成本:服務(wù)器成本(及時(shí)應(yīng)對(duì)需求的動(dòng)態(tài)變化)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備成 本、能源成本(減少能耗)云計(jì)算
? 云計(jì)算對(duì)服務(wù)器要求:穩(wěn)定性、可用性、安全性
對(duì)操作系統(tǒng)要求:Linnux ? 虛擬化方式
應(yīng)用層虛擬化(效率低)、內(nèi)核層虛擬化(方便學(xué)習(xí)擴(kuò)展,效
率較高)、半虛擬化(最高效)、硬件輔助虛擬化、沙盒(消耗
資源少,安全性高)、Docker 第十一章
? RFID安全隱患:竊聽、中間人攻擊、欺騙重放克隆、拒絕服務(wù)攻擊、物理破
解、篡改信息、病毒
RFID隱私問題:信息泄漏、跟蹤
保護(hù)機(jī)制:早期物理安全機(jī)制、基于密碼學(xué)的安全機(jī)制(哈希鎖、樹形協(xié)議)
第五篇:物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)際應(yīng)用
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)際應(yīng)用
其定義是:通過射頻識(shí)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)相連接,進(jìn)行信息交換和通信,以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)概念。簡(jiǎn)單一句話就是:把所有物品通過信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來,以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別和管理。
物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用其實(shí)不僅僅是一個(gè)概念而已,它已經(jīng)在很多領(lǐng)域有運(yùn)用。
應(yīng)用領(lǐng)域:
?智能家居:智能家居是利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù),物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),通訊技術(shù),將與家具生活的各種子系統(tǒng)有機(jī)的結(jié)合起來,通過統(tǒng)籌管理,讓家具生活更舒適,方便,有效,與安全。智能家居通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將家中的各種設(shè)備(如音視頻設(shè)備、照明系統(tǒng)、窗簾控制、空調(diào)控制、安防系統(tǒng)、數(shù)字影院系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)家電以及三表抄送等)連接到一起,提供家電控制、照明控制、窗簾控制、電話遠(yuǎn)程控制、室內(nèi)外遙控、防盜報(bào)警、環(huán)境監(jiān)測(cè)、暖通控制、紅外轉(zhuǎn)發(fā)以及可編程定時(shí)控制等多種功能和手段。與普通家居相比,智能家居不僅具有傳統(tǒng)的居住功能,兼?zhèn)浣ㄖ⒕W(wǎng)絡(luò)通信、信息家電、設(shè)備自動(dòng)化,集系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、服務(wù)、管理為一體的高效、舒適、安全、便利、環(huán)保的居住環(huán)境,提供全方位的信息交互功能。幫助家庭與外部保持信息交流暢通,優(yōu)化人們的生活方式,幫助人們有效安排時(shí)間,增強(qiáng)家居生活的安全性,甚至為各種能源費(fèi)用節(jié)約資金。
?智能電網(wǎng):智能電網(wǎng)是在傳統(tǒng)電網(wǎng)的基礎(chǔ)上構(gòu)建起來的集傳感、通信、計(jì)算、決策與控制為一體的綜合數(shù)物復(fù)合系統(tǒng),通過獲取電網(wǎng)各層節(jié)點(diǎn)資源和設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),進(jìn)行分層次的控制管理和電力調(diào)配,實(shí)現(xiàn)能量流、信息流和業(yè)務(wù)流的高度一體化,提高電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性,以達(dá)到最大限度地提高設(shè)備效利用率,提高安全可靠性,節(jié)能減排,提高用戶供電質(zhì)量,提高可再生能源的利用效率。智能電網(wǎng)由很多部分組成,可分為:智能變電站,智能配電網(wǎng),智能電能表,智能交互終端,智能調(diào)度,智能家電,智能用電樓宇,智能城市用電網(wǎng),智能發(fā)電系統(tǒng),新型儲(chǔ)能系統(tǒng)。
?智能工業(yè):智能工業(yè)是物理設(shè)備、電腦網(wǎng)絡(luò)、人腦智慧相互融合、三位一體的新型工業(yè)體系。是將具有環(huán)境感知能力的各類終端、基于泛在技術(shù)的計(jì)算模式、移動(dòng)通信等不斷融入到工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié),大幅提高制造效率,改善產(chǎn)品質(zhì)量,降低產(chǎn)品成本和資源消耗,將傳統(tǒng)工業(yè)提升到智能化的新階段。智能工業(yè)主要應(yīng)用在:生產(chǎn)過程控制、生產(chǎn)環(huán)境監(jiān)測(cè)、制造供應(yīng)鏈跟蹤、產(chǎn)品全生命周期監(jiān)測(cè),以促進(jìn)安全生產(chǎn)和節(jié)能減排。
物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用絕不局限在上面三個(gè)方面,隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)在很多領(lǐng)域都引入了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),物聯(lián)網(wǎng)是繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次浪潮。物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用拓展,與其說物聯(lián)網(wǎng)是網(wǎng)絡(luò),不如說物聯(lián)網(wǎng)是業(yè)務(wù)和應(yīng)用,它已經(jīng)融入了我們的生活。