第一篇:物聯網技術及現狀思考
物聯網技術及現狀思考
物聯網的出現極大地改善了目前的生活方式,其發展前景廣闊。物聯網把生活擬人化了,萬物成了人的同類。在這個物物相聯的世界中,物品能夠彼此進行交流,而無需人的干預。它的出現,成為了一場科技革命。物聯網使物品和服務功能都發生了質的飛躍,強大的功能給使用者帶來進一步的效率、便利和安全,由此形成的新興產業。下面就我對物聯網技術的發展與現狀淺談以下幾點。
一、什么是物聯網技術
物聯網是新一代信息技術的重要組成部分。物聯網的英文名稱叫“The Internet of things”。顧名思義,物聯網就是“物物相連的互聯網”。這有兩層意思:第一,物聯網的核心和基礎仍然是互聯網,是在互聯網基礎上的延伸和擴展的網絡;第二,其用戶端延伸和擴展到了任何物體與物體之間,進行信息交換和通信。因此,物聯網技術的定義是:通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備,按約定的協議,把任何物體與互聯網相連接,進行信息交換和通信,以實現對物體的智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。
二、物聯網技術的發展背景及歷史
1:物聯網的實踐最早可以追溯到1990年施樂公司的網絡可樂販售——Networked Coke Machine。
2:1999年 在美國召開的移動計算和網絡國際會議首先提出物聯網(Internet of Things)這個概念;是1999年MIT Auto-ID中心的Ashton教授在研究RFID時最早提出來的。提出了結合物品編碼、RFID和互聯網技術的解決方案。當時基于互聯網、RFID技術、EPC標準,在計算機互聯網的基礎上,利用射頻識別技術、無線數據通信技術等,構造了一個實現全球物品信息實時共享的實物互聯網“Internet of things”(簡稱物聯網),這也是在2003年掀起第一輪華夏物聯網熱潮的基礎。
傳感網是基于感知技術建立起來的網絡。中科院早在1999年就啟動了傳感網的研究,并已取得了一些科研成果,建立了一些適用的傳感網。1999年,在美國召開的移動計算和網絡國際會議提出了,“傳感網是下一個世紀人類面臨的又一個發展機遇”。
3:2003年,美國《技術評論》提出傳感網絡技術將是未來改變人們生活的十大技術之首。4:2005年11月17日,在突尼斯舉行的信息社會世界峰會(WSIS)上,國際電信聯盟(ITU)發布《ITU互聯網報告2005:物聯網》,引用了“物聯網”的概念。物聯網的定義和范圍已經發生了變化,覆蓋范圍有了較大的拓展,不再只是指基于RFID技術的物聯網。報告指出,無所不在的“物聯網”通信時代即將來臨,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主動進行交換。射頻識別技術(RFID)、傳感器技術、納米技術、智能嵌入技術將到更加廣泛的應用。
根據ITU的描述,在物聯網時代,通過在各種各樣的日常用品上嵌入一種短距離的移動收發器,人類在信息與通信世界里將獲得一個新的溝通維度,從任何時間任何地點的人與人之間的溝通連接擴展到人與物和物與物之間的溝通連接。物聯網概念的興起,很大程度上得益于國際電信聯盟2005 年以物聯網為標題的年度互聯網報告。然而,ITU的報告對物聯網缺乏一個清晰的定義。
雖然目前國內對物聯網也還沒有一個統一的標準定義,但從物聯網本質上看,物聯網是現代信息技術發展到一定階段后出現的一種聚合性應用與技術提升,將各種感知技術、現代網絡技術和人工智能與自動化技術聚合與集成應用,使人與物智慧對話,創造一個智慧的世界。物聯網技術被稱為是信息產業的第三次革命性創新。物聯網的本質概括起來主要體現在三個方面:一是互聯網特征,即對需要聯網的物一定要能夠實現互聯互通的互聯網絡;二是識別與通信特征,即納入物聯網的“物”一定要具備自動識別與物物通信(M2M)的功能;三是智能化特征,即網絡系統應具有自動化、自我反饋與智能控制的特點。
5:2008年后,為了促進科技發展,尋找經濟新的增長點,各國政府開始重視下一代的技術規劃,將目光放在了物聯網上。在中國,同年11月在北京大學舉行的第二屆中國移動政務研討會“知識社會與創新2.0”提出移動技術、物聯網技術的發展代表著新一代信息技術的形成,并帶動了經濟社會形態、創新形態的變革,推動了面向知識社會的以用戶體驗為核心的下一代創新(創新2.0)形態的形成,創新與發展更加關注用戶、注重以人為本[3]。而創新2.0形態的形成又進一步推動新一代信息技術的健康發展。
6:2009年1月28日,奧巴馬就任美國總統后,與美國工商業領袖舉行了一次“圓桌會議”,作為僅有的兩名代表之一,IBM首席執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設施。當年,美國將新能源和物聯網列為振興經濟的兩大重點;
2009年2月24日2009 IBM論壇上,IBM大中華區首席執行官錢大群.公布了名為“智慧的地球”的最新策略。此概念一經提出,即得到美國各界的高度關注,甚至有分析認為IBM公司的這一構想極有可能上升至美國的國家戰略,并在世界范圍內引起轟動。IBM認為,IT產業下一階段的任務是把新一代IT技術充分運用在各行各業之中,具體地說,就是把感應器嵌入和裝備到電網、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統、大壩、油氣管道等各種物體中,并且被普遍連接,形成物聯網。在策略發布會上,IBM還提出,如果在基礎建設的執行中,植入“智慧”的理念,不僅僅能夠在短期內有力的刺激經濟、促進就業,而且能夠在短時間內為中國打造一個成熟的智慧基礎設施平臺。IBM希望“智慧的地球”策略能掀起“互聯網”浪潮之后的又一次科技產業革命。IBM前首席執行官郭士納曾提出一個重要的觀點,認為計算模式每隔15年發生一次變革。這一判斷像摩爾定律一樣準確,人們把它稱為“十五年周期定律”。1965年前后發生的變革以大型機為標志,1980年前后以個人計算機的普及為標志,而1995年前后則發生了互聯網革命。每一次這樣的技術變革都引起企業間、產業間甚至國家間競爭格局的重大動蕩和變化。而互聯網革命一定程度上是由美國“信息高速公路”戰略所催熟。20世紀90年代,美國克林頓政府計劃用20年時間,耗資2000億-4000億美元,建設美國國家信息基礎結構,創造了巨大的經濟和社會效益。
而今天,“智慧的地球”戰略被不少美國人認為與當年的“信息高速公路”有 許多相似之處,同樣被他們認為是振興經濟、確立競爭優勢的關鍵戰略。該戰略能否掀起如當年互聯網革命一樣的科技和經濟浪潮,不僅為美國關注,更為世界所關注。
2009年8月溫家寶總理在視察中科院無錫物聯網產業研究所時,對于物聯網應用也提出了一些看法和要求。自溫總理提出“感知中國”以來,物聯網被正式列為國家五大新興戰略性產業之一,寫入“政府工作報告”,物聯網在中國受到了全社會極大的關注,其受關注程度是在美國、歐盟、以及其他各國不可比擬的。物聯網的概念與其說是一個外來概念,不如說它已經是一個“中國制造”的概念,他的覆蓋范圍與時俱進,已經超越了1999年Ashton教授和2005年ITU報告所指的范圍,物聯網已被貼上“中國式”標簽。
截至2010年,發改委、工信部等部委正在會同有關部門,在新一代信息技術方面開展研究,以形成支持新一代信息技術的一些新政策措施,從而推動我國經濟的發展
三、物聯網技術的特征
和傳統的互聯網相比,物聯網有其鮮明的特征。首先,它是各種感知技術的廣泛應用。物聯網上部署了海量的多種類型傳感器,每個傳感器都是一個信息源,不同類別的傳感器所捕獲的信息內容和信息格式不同。傳感器獲得的數據具有實時性,按一定的頻率周期性的采集環境信息,不斷更新數據。其次,它是一種建立在互聯網上的泛在網絡。物聯網技術的重要基礎和核心仍舊是互聯網,通過各種有線和無線網絡與互聯網融合,將物體的信息實時準確地傳遞出去。在物聯網上的傳感器定時采集的信息需要通過網絡傳輸,由于其數量及其龐大,形成了海量信息,在傳輸過程中,為了保障數據的正確性和及時性,必須適應各種異構網絡和協議。
還有,物聯網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,能夠對物體實施智能控制。物聯網將傳感器和智能處理相結合,利用云計算、模式識別等各種智能技術,擴充其應用領域。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據,以適應不同用戶的不同需求,發現新的應用領域和應用模式。
三、物聯網技術的用途
物聯網用途廣泛,遍及智能交通、環境保護、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工業監測、環境監測、老人護理、個人健康、花卉栽培、水系監測、食品溯源、敵情偵查和情報搜集等多個領域。
國際電信聯盟于曾描繪“物聯網”時代的圖景:當司機出現操作失誤時汽車會自動報警;公文包會提醒主人忘帶了什么東西;衣服會“告訴”洗衣機對顏色和水溫的要求等等。物聯網在物流領域內的應用則比如:一家物流公司應用了物聯網系統的貨車,當裝載超重時,汽車會自動告訴你超載了,并且超載多少,但空間還有剩余,告訴你輕重貨怎樣搭配;當搬運人員卸貨時,一只貨物包裝可能會大叫“你扔疼我了”,或者說“親愛的,請你不要太野蠻,可以嗎?”;當司機在和別人扯閑話,貨車會裝作老板的聲音怒吼“笨蛋,該發車了!” 物聯網把新一代IT技術充分運用在各行各業之中,具體地說,就是把感應器嵌入和裝備到電網、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統、大壩、油氣管道等各種物體中,然后將“物聯網”與現有的互聯網整合起來,實現人類社會與物理系統的整合,在這個整合的網絡當中,存在能力超級強大的中心計算機群,能夠對整合網絡內的人員、機器、設備和基礎設施實施實時的管理和控制,在此基礎上,人類可以以更加精細和動態的方式管理生產和生活,達到“智慧”狀態,提高資源利用率和生產力水平,改善人與自然間的關系。
毫無疑問,如果“物聯網”時代來臨,人們的日常生活將發生翻天覆地的變化。然而,不談什么隱私權和輻射問題,單把所有物品都植入識別芯片這一點現在看來還不太現實。人們正走向“物聯網”時代,但這個過程可能需要很長的時間。
四、物聯網技術在中國的發展
物聯網在中國迅速崛起得益于我國在物聯網方面的幾大優勢: 第一,我國早在1999年就啟動了物聯網核心傳感網技術研究,研發水平處于世界前列;第二,在世界傳感網領域,我國是標準主導國之一,專利擁有量高;第三,我國是目前能夠實現物聯網完整產業鏈的國家之一;第四,我國無線通信網絡和寬帶覆蓋率高,為物聯網的發展提供了堅實的基礎設施支持;第五,我國已經成為世界第三大經濟體,有較為雄厚的經濟實力支持物聯網發展。
2009年10月24日,在中國第四屆中國民營科技企業博覽會上,西安優勢微電子公司宣布:中國的第一顆物聯網的中國芯——“唐芯一號”芯片研制成功,中國已經攻克了物聯網的核心技術。唐芯一號芯片是一顆2.4G超低功耗射頻可編程片上系統PSoC,可以滿足各種條件下無線傳感網、無線局域網、有源RFID等物聯網應用的特殊需要,為我國的物聯網產業的發展奠定了基礎。目前物聯網已在國內開始了實際的應用。1:物聯網傳感器產品已率先在上海浦東國際機場防入侵系統中得到應用。
系統鋪設了3萬多個傳感節點,覆蓋了地面、柵欄和低空探測,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,上海世博會也與無錫傳感網中心簽下訂單,購買防入侵微納傳感網1500萬元產品。
2:ZigBee路燈控制系統點亮濟南園博園。ZigBee無線路燈照明節能環保技術的應用是此次園博園中的一大亮點。園區所有的功能性照明都采用了ZigBee無線技術達成的無線路燈控制
3:智能交通系統(ITS)是利用現代信息技術為核心,利用先進的通訊、計算機、自動控制、傳感器技術,實現對交通的實時控制與指揮管理。交通信息采集被認為是ITS的關鍵子系統,是發展ITS的基礎,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,都涉及交通動態信息的采集,交通動態信息采集也就成為交通智能化的首要任務。
4、首家高鐵物聯網技術應用中心在蘇州投用
我國首家高鐵物聯網技術應用中心2010年6月18日在蘇州科技城投用,該中心將為高鐵物聯網產業發展提供科技支撐。
高鐵物聯網作為物聯網產業中投資規模最大、市場前景最好的產業之一,正在改變人類的生產和生活方式。據中心工作人員介紹,以往購票、檢票的單調方式,將在這里升級為人性化、多樣化的新體驗。刷卡購票、手機購票、電話購票等新技術的集成使用,讓旅客可以擺脫擁擠的車站購票;與地鐵類似的檢票方式,則可實現持有不同票據旅客的快速通行。清華易程公司工作人員表示,為應對中國巨大的鐵路客運量,該中心研發了目前世界上最大的票務系統,每年可處理30億人次,而目前全球在用系統的最大極限是5億人次。會上專家認為,物聯網作為一個新興產業,目前還處在起步階段。發展物聯網突出的障礙,包括技術標準還在制定之中、商業模式不夠成熟、產業鏈尚未形成、配套的法律法規及政策亟待出臺。
五、物聯網技術的發展現狀
當前,中國大力發展物聯網產業的環境已經初步形成。在政府層面,在江蘇無錫以外,北京、上海、廣東、福建、山東、浙江等信息產業較為發達的區域已經著手制定規劃,部分大企業也開始進行市場進入研究。物聯網產業發展需要應用牽引與技術創新雙輪驅動,即物聯網產業的突破不僅僅在技術上,更在應用上。未來可能的幾個突破口主要有: 首先是政府資金投入的方向。2010年仍將保持積極的財政政策,考慮到物聯網應用中有相當多政府公共管理與服務的領域,在交通、電力、環保、城市信息化等領域,物聯網應用將有較快發展,將引發市場快速啟動。其次公眾領域的相對成熟的應用方向。智能家居、感知醫護等概念已經獲得了長期的市場教育,隨著產品與技術的進一步成熟,市場需求將得到進一步的激發。選擇適當的細分領域切入將催生出新興業態。另外傳統企業的應用方向。物聯網應用的一個重要方向是對傳統產業的升級改造。部分傳統企業將物聯網應用集成至自身的產品中,以實現產品升級,提升附加值與市場競爭力,企業自發的發展將產生更多物聯網產業相關的延伸產業。
當然物聯網在其發展過程中同樣會出現一些不足以及自身問題。下面就以下幾個突出問題進行分析
其一觀念問題。物聯網是未來10-20年戰略性新型產業,現在僅僅是起步。而我們的媒體和政府往往會急功近利,有些地方,要5年達到幾千億;有些城市要3-5年過上“物聯網生活”。這些宣傳不利于物聯網技術與產業的順利發展,甚至會阻礙發展。因此,我們應做到長期、持續的準備,這也許是中國人21世紀初引領世界科技浪潮的一次絕好機會,希望所有專業人士把握好時機。
其二技術問題。物聯網的一個基礎是傳感器,因此傳感器是物聯網很重要的技術。由于傳感技術的多樣性和復雜性,物聯網一定比互聯網和通訊網面臨更多的技術難題,因此,物聯網的關鍵技術絕不是幾項,而是很多很多和應用相結合的關鍵技術,共性的技術問題有,更多的是個性的技術。所以各個相關企業應分頭解決。
其三執行問題。物聯網是一項應用技術,政府項目的示范效應很重要。可是,多個省市都存在著“跟風”現象,“只打雷,不下雨”或“雷聲大,雨點小”。轟轟烈烈開會,慢慢悠悠規劃,松松垮垮做事。因此我們必須抓住一項或幾項具體的應用,進而完善及推而廣之。未來五年,真正意義的全球物聯網很難實現。但我們要逐步從局域物聯網、行業物聯網走向全國物聯網。近期的關鍵在于傳感器及細分市場的應用軟件。
盡管物聯網產業的市場前景很好,但由于當前物聯網相關高端技術還有待突破,也還沒有特別成熟的產品,大量的應用還需時日,物聯網建設不僅僅是技術問題,還將涉及規劃、管理、協調、合作等方面的問題,這需要國家層面相應配套政策。總之,在相關技術和政策的支撐指導下,相信我國發展物聯網產業的前景必將一片光明。
第二篇:物聯網技術
? 1.關于我國的產業結構的下列說法中,錯誤的是(單選題3分)o o o o
得分:3分
A.部分傳統行業集中度相對偏低 B.具有較強國際競爭力的大企業偏少 C.技術密集型產業和生產性服務業比重偏高 D.加工工業和資源密集型產業比重過大
? 2.根據世界銀行的統計數據,2009年全球制造業第一大國是()。(單選題3分)o o o o 得分:3分
A.日本 B.德國 C.美國 D.中國
? 3.世界上首次證明工業控制系統本身也有漏洞的事件是()。(單選題3分)得分:3分
o o o o A.2007年,俄羅斯黑客成功劫持Windows Update下載器 B.2010年,黑客襲擊全球最大中文搜索引擎“百度” C.2010年,黑客攻擊了伊朗核電站的離心機工業控制系統 D.1999年,黑客入侵美國國防威脅降低局的軍用電腦
? 4.對于現有的重大工程和生產裝備,節能減排最有效的辦法是()。(單選題3分)o o o o 得分:0分
A.使用清潔能源 B.排污收費 C.加強法律監督 D.先進控制與優化 ? 5.國家的地位首先是由它的經濟實力決定的,而大國的經濟實力主要由()決定。(單選題3分)o o o o
得分:3分
A.農牧業 B.金融業 C.建筑業 D.制造業
? 6.工業軟件指專門為工業部門使用的軟件,下列軟件中屬于工業軟件的是()。(單選題3分)o o o o
得分:0分
A.照相機內的嵌入軟件 B.計算機操作系統 C.微軟的辦公軟件 D.通用數據庫系統
? 7.“兩化深度融合”是我國新型工業化、從“制造大國”走向“制造強國”的必由之路,“兩化”是指()。(單選題3分)o o o o
得分:3分
A.城鎮化和信息化 B.工業化和信息化 C.工業化和城鎮化 D.農業化和工業化
? 8.下列選項中,不屬于華盛頓郵報所列的驅動未來經濟的顛覆性技術的是()。(單選題3分)o o o o
得分:3分
A.高級機器人 B.云計算 C.移動互聯網 D.核動力航母 ? 9.工業軟件指專門為工業部門使用的軟件,下列軟件中屬于工業軟件的是()。(單選題3分)o o o o
得分:0分
A.微軟的辦公軟件 B.計算機操作系統 C.照相機內的嵌入軟件 D.通用數據庫系統
? 10.按照德國“第四次工業革命”概念,工業4.0是基于()。(單選題3分)得分:3分
o o o o A.物聯網和務聯網的智能環境 B.第三次工業革命 C.第四道蜂窩移動通信技術 D.國家的巨額資金支持
得分:4? 11.我國的自主創新能力不強,這主要表現在()。(多選題4分)分
o o A.核心技術對外依存度較高
B.產業發展需要的高端設備、關鍵零部件和元器件、關鍵材料等大多依賴進口
o o
? C.外向型企業的數量越來越少,國家免除部分產品的出口退稅 D.具有自主知識產權的產品少
12.美國國家基金委員會2006年提出CPS的概念,CPS是一類將數字化、網絡化系統與物理過程密切整合的設備系統,下列選項中屬于這一范疇的有()。(多選題4分)o o o 得分:0分
A.智能機器人技術 B.節約灌溉技術 C.智能電網 o
? D.汽車電子控制系統
13.在工業信息化中應用M2M技術可以實現的基本功能有()。(多選題4分)得分:4分
o o o o A.資產跟蹤、供應鏈管理 B.遠程監視、控制、診斷 C.產品技術方案的優化 D.故障設備的自動修復
得分:0分 ? 14.當前,我國的產業結構不合理主要表現為()。(多選題4分)o o A.技術密集型產業和生產性服務業比重偏高
B.空間布局與資源分布不協調,地區產業結構趨同,部分行業重復建設和產能過剩嚴重
o o C.部分傳統行業集中度相對偏低,產業集聚和集群發展水平不高 D.一般加工工業和資源密集型產業比重過大
得分:0分 ? 15.嵌入式系統的主要應用領域有()。(多選題4分)o o o o A.數據應用 B.消費電子 C.移動通信 D.工業控制
得分:0分 ? 16.下列產品中,應用了嵌入式系統的有()。(多選題4分)o o o o A.汽車電子
B.MP3/MP4等消費電子 C.公共交通無接觸智能卡 D.移動通信設備 ? 17.根據美國國家情報委員會的“全球趨勢2030 ”,未來一段時間內在信息技術方面需要重點發展的技術有()。(多選題4分)o o o o
得分:0分
A.轉基因技術 B.數據技術 C.智慧城市技術 D.社交網絡技術
得分:4分 ? 18.在重大工程中實現節能減排的途徑有()(多選題4分)o o o o A.采用先進控制和優化技術 B.通過生產工藝的技術改造 C.采用綠色化的工藝設計技術 D.對工程成本進行嚴格控制
得分:4分 ? 19.下列事例中能說明我國是制造大國的有()。(多選題4分)o o o o A.蛟龍潛水器下水 B.北斗導航系統的成功開發 C.神舟飛船上天 D.高鐵設備的制造
? 20.從經濟、社會發展角度來看,未來社會的重要技術有()。(多選題4分)得分:0分
o o o o A.健康技術 B.自動化技術 C.信息技術 D.資源技術 ? 21.我國主要資源產出率、能源產出率、水資源產出率、礦產資源回收率、工業固體廢棄物綜合利用率、工業用水重復利用率等指標與發達國家相比有較大差距。(判斷題3分)o o 得分:3分
正確 錯誤
? 22.“顛覆性技術”是其出現能對原有產業產生顛覆性影響的技術。(判斷題3分)得分:3分
o o 正確 錯誤
得分:3分 ? 23.美國了提出“第四次工業革命”。(判斷題3分)o o 正確 錯誤
? 24.工業軟件及其應用技術是現代企業核心競爭力,是“兩化”深度融合的標志。(判斷題3分)o o
得分:3分
正確 錯誤
? 25.對中國制造企業而言,國內外市場遠未飽和,這使我國依靠產品產量翻番來實現GDP翻番成為可能(判斷題3分)o o
得分:3分
正確 錯誤
得分:3分 ? 26.物聯網和務聯網將人、對象和系統聯系起來。(判斷題3分)o o 正確 錯誤
得? 27.當前,圍繞產品的服務所產生的利潤遠遠低于制造產品。(判斷題3分)分:0分
o 正確 o
? 錯誤
28.從技術帶動分,產業革命的階段經歷了三個階段,“第三次工業革命”是電氣技術帶動的。(判斷題3分)o o
得分:3分
正確 錯誤
? 29.在全球制造業第一次大分工中,我國在國際分工中處于開發設計和市場銷售環節。(判斷題3分)o o
得分:3分
正確 錯誤
得? 30.當前,我國產品的單位能耗居高不下,減排任務更為嚴重。(判斷題3分)分:3分
o 正確
第三篇:物聯網技術的現狀與發展
物聯網技術的
現狀
與
發展
導
物聯網。語:隨著經濟的迅速發展和科學技術的日新月異,人們的生活也愈加便利,有了智能手機、電腦、iphone、ipad等高科技產品。其中,最重要的且具有劃時代意義的就是互聯網的出現與應用了。互聯網不僅開闊了人們的視野,省去了舟車勞頓,而且在各個方面上將世界連成了一個密不可分的整體,讓世界進入了一個網絡化、數字化的時代。然而,就現在而言,互聯網已遠遠不能滿足人們生活的需求了。所以,一種新興的網絡正在慢慢地興起,這就是---
一、物聯網的歷史起源
物聯網的英文名稱是Internet Of Things,簡稱為IOT。物聯網的概念最早出現于比爾蓋茨1995年《未來之路》一書,在《未來之路》中,比爾蓋茨已經提及Internet of Things的概念,只是當時受限于無線網絡、硬件及傳感設備的發展,并未引起世人的重視。1998年,美國麻省理工大學(MIT)創造性地提出了當時被稱作EPC系統的“物聯網”的構想;1999年,美國Auto-ID首先提出“物聯網”的概念,稱物聯網主要是建立在物品編碼、RFID技術和互聯網的基礎上;2005年,ITU發布了《ITU互聯網報告2005:物聯網》,綜合二者內容,正式提出“物聯網”的概念,包括了所有物品的聯網和應用。
2009年11月3日,溫家寶總理在人民大會堂向首都科技界發表了題為《讓科技引領中國可持續發展》的講話。他提出:“要著力突破傳感網、物聯網關鍵技術,及早部署后IP時代相關技術研發,使信息網絡產業成為推動產業升級、邁向信息社會的‘發動機’”。
二、物聯網的定義
目前較為公認的物聯網的定義是:通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備,按約定的協議,把任何物品與互聯網連接起來,進行信息交換和通訊,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。
實際上,物聯網的概念來自于對互聯網的類比,根據物聯網與互聯網的關系分類,不同專家學者對物聯網給出了各自的定義,可歸納為四種類型:
1、物聯網是傳感網,不接入互聯網;
2、物聯網是互聯網的一部分;
3、物聯網是互聯網的補充網絡;
4、物聯網是未來的互聯網。(在此不予詳細論述,不過本人比較趨向于第四種定義)
三、物聯網的基礎
物聯網技術的本質是網絡通信技術,核心是無線技術。高度集成的控制器是它的大腦,各種傳感器是它的觸角,它使得物體間形成更加廣泛的互聯,隨時隨地提供智能服務,實現更大規模的網絡覆蓋和系統集成。由此,物聯網的基礎應該包括如下五大模塊的內容:
第一,無線通信技術,包括信號與噪聲、數字通信、調制解調、短距離無線通信、無線SOC等;第二,傳感器技術,包括常用溫濕度、壓力、振動、光敏等傳感器選型,傳感器與網絡節點接口等;第三,網絡技術,包括基礎網絡(如簡單網絡、無線網絡微功耗技術、網絡拓撲和算法等),無線網絡技術(如ZigBee傳感器網絡、高頻和超高頻射頻識別、網絡加密與安全、無線定位等),以及物聯網網絡層技術(如嵌入式WiFi、嵌入式藍牙網絡、蜂窩網絡、GPRS/3G遠程網絡、多網絡路由和融合等);第四,智能與信息處理技術,包括智能技術、數據庫技術、信息提取、分析、加工、融合等;第五,應用層技術,包括物聯網應用工程設計方法和如何使用前面學習的基本技術來自己構架一個典型的物聯網應用項目,亦即集成技術。
四、物聯網的發展現狀
簡要介紹世界上幾個具有代表性的國家的物聯網發展的現狀。
1、美國:美國國家情報委員會將物聯網列為六種2025年可能影響美國的國家權力的技術,美國已把它當成重振經濟的法寶,所以非常重視物聯網和互聯網的發展,它的核心是利用信息通信技術(ICT)來改變美國未來產業的發展模式和結構(金融、制造、消費和服務等),改變政府、企業和人們的交互方式以提高效率、靈活性和響應速度。把信息通信技術充分應用到各行各業,把感應器嵌入到全球每個角落,例如電網、交通(鐵路、公路、市內交通、相關設備、工具)等物體上。并利用網絡和設備收集的大量數據通過云計算、數據倉庫和人工智能技術做出分析,給出解決方案。把人類智慧賦予萬物,賦予地球。美國提出“智慧地球、物聯網和云計算”就是想要作為新一輪IT技術革命的領頭羊的證明。美國政府在經濟刺激計劃中提出用數百億美元支持物聯網發展,支持IBM的“智慧地球”。目前,美國在射頻識別技術上已取得主導地位,而國防部開展的“智能微塵”更是在軍事、民用兩大方面對物聯網進行全面控制。
相關數據:2009年2月17日,奧巴馬簽署生效的《恢復和再投資法案》批準推進“智慧地球”中兩個領域的發展——智慧的電網和智慧的醫療。前者批準投資為110億美元,后者為190億美元,同時批準寬帶網絡投資72億美元。“智慧地球”得到美國各界的高度關注,并上升至美國的國家戰略,由此引發了世界各國對物聯網的追捧。
2、歐盟:按歐盟專家的說法,歐盟發展物聯網先于美國,事實上歐盟圍繞物聯網技術和應用作了不少創新性的工作。2009年布置的《歐盟物聯網行動計劃》其目的也是企圖在“物聯網”的發展上引領世界。并且,歐洲委員會第七框架計劃范圍內提供資助了數個研究項目的課題。歐盟提出物聯網的三方面特性:第一,不能簡單地將物聯網看做互聯網的延伸,物聯網是建立在特有的基礎設施上的一系列新的獨立系統,當然部分基礎設施要依靠已有的互聯網;第二,物聯網將與新的業務共生;第三,物聯網包括物與人通信、物與物的通信的不同通信模式。物聯網可以提高人們的生活質量,產生新的更好地就業機會、商業機會,促進產業發展,提升經濟的競爭力。
相關數據:《未來物聯網戰略》提出,要讓歐洲在基于互聯網的智能基礎設施發展上領先全球。除了通過信息與通信技術研發計劃投資億歐元、90多個研發項目提高網絡智能化水平,歐盟委員會還將于2011-2013年間每年新增2億歐元進一步加強研發力度,同時拿出3億歐元專款,支持物理網相關公私合作短期項目建設。
3、日本:通過一系列的物聯網戰略部署,日本針對國內特點,有重點地發展了災害防護、移動支付等物聯網業務。從“e-Japan”到“u-Japan”再到“i-Japan”,隨著時代的變化,日本的信息化建設也實現了“一級跳”戰略。
相關數據:2009年4月,日本總務省公布了“新政”的實施性文件——“數字日本創新計劃”綱要,將其作為未來3年中優先實施的政策。“數字日本創新計劃”的目的是在數萬億日元的信息通信技術行業創造新的市場,并在未來3年內增加30萬至40萬個就業機會。
4、韓國:韓國是目前全球寬帶普及率最高的國家,同時它的移動通信、信息家電、數字內容等也居世界前列。2009年10月13日,韓國出臺了《物聯網基礎設施構建基本規劃》,將物聯網市場確定為新增長動力,提出到2012年實現“通過構建世界最先進的物聯網基礎實施,打造未來廣播通信融合領域超一流信息通信技術強國”目標,并確定了構建物聯網基礎設施、發展物聯網服務、研發物聯網技術、營造物聯網擴散環境等4大領域、12項詳細課題。
相關數據:韓國政府稱,為了加強對行業全面情況的掌握,將在鋼鐵、電子和醫藥產品行業內應用高科技識別標簽。韓國知識經濟部表示,此舉旨在推廣RFID標簽,并建立相關的傳感器網系統,以維持對各種產品進行實時的、準確的監測。此項目將獲得國家約450萬美元的支持。韓國政府從近期開始啟動為期一年的支持計劃,并聯合其他8家公司開始在實際商業環境中試行。物聯網被納入國家整體發展重點規劃內容,把物聯網應用、基礎設施和技術產業發展列入其優先行動議程。
5、中國:我國提出發展物聯網,提出“感知中國,感知城市”,也是為了推動我國經濟結構轉型,搶占人類未來發展方向的制高點。物聯網具有廣闊的行業應用需求,但各行業發展并不均衡,整體來看,中國物聯網產業發展仍處于初級階段,技術標準、產品以及市場并不成熟。細分市場方面,交通、安防物流、零售、電力、金融、環保、醫療等將成為物聯網行業應用的重點領域,但由于不同行業在物聯網政策傾向、技術與市場成熟度、市場需求等方面差別較大,物聯網的細分市場發展差距很大。研究顯示,“政策先行,技術主導,需求驅動”將成為中國物聯網產業發展的主要模式。行業應用將成為未來幾年物聯網產業發展的主要驅動力。研究發現,智能交通、城市安防、智能電網等行業市場成熟度較高,這些行業傳感技術成熟,政府扶持力度大,在許多城市已經開始規模化應用,市場前景廣闊,投資機會巨大,將成為未來幾年物聯網產業發展的重點領域。醫療衛生、家庭、個人等領域的智能傳感需要應用則需要較長的時間,技術、標準均有待于進一步完善,大多產品還處于試驗階段,短時間內不會大規模應用。
相關數據:我國物聯網技術已有實質性進步,僅傳感器一項今年產量會達到24億只,相關儀品儀表的生產制造商有20個門類,企業達5000個,產值估計在5000億左右。RFID在2008年已生產65.8億元。M2M終端已超過400萬,電信運營商正在以TD-SCDMA和其它3G技術為依托,努力推動其在物聯網上的應用。
五、目前常用技術
1、RFID技術 RFID射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術,它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據,識別工作無須人工干預,可工作于各種惡劣環境。RFID技術可識別告訴運動物體并可同時識別多個標簽,操作快捷方便。RFID是一種簡單的無線系統,只有兩個基本器件,該系統用于控制、檢測和跟蹤物體。系統由一個閱讀器和很多標簽組成。
2、無線單片機技術
目前,絕大多數傳感器網絡節點都是采用無線單片機作為微控制器。無線單片機將CPU、隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、基本輸入/輸出接口電路、定時器/計數器、A/D轉換器,以及需要的接口電路和無線數據通信收發芯片全部集成到一個非常小的芯片上。一個單獨的芯片,就可以構成一個可以獨立工作的具有無線通信和無線網絡節點的無線單片機。
3、傳感器技術
傳感器在工程領域即可被認為是人體的“五官”。國家標準(GB/T 7765-87)把它定義為:能感受規定的被測量(包括物理量、化學量、生物量等)并按照一定的規律轉換成可用信號的器件或裝置,通常由敏感元件和轉換元件組成。當今電信號最易于處理和便于傳輸,因此,可把傳感器狹義地定義為:能把外界非電信息轉換成電信號輸出地器件或裝置。從廣義的角度,也可以這樣定義傳感器:“凡是利用一定的物質(物理、化學、生物)法則、定律、效應等進行能量轉換與信息轉換,并且輸出與輸入嚴格一一對應的器件或裝置均可稱為傳感器。”傳感器技術則是以傳感器為核心論述其內涵、外延的技術;也是一門涉及測量技術、功能材料、微電子技術、精密與細微加工技術、信息處理技術和計算機技術等相互結合形成的密集型綜合技術。
4、無線傳感器網絡技術
無線傳感器網絡(WSN)是一種特殊的Ad-hoc網絡,它是一種集成了傳感器技術、微機電系統技術、無線通信技術和分布式信息處理技術的新型網絡技術。它可應用于布線和電源供給困難的區域、人員不能到達的區域(如受到污染、環境不能被破壞或敵對區域)和一些臨時場合(如發生自然災害是,固定通信網絡被破壞)等。它不需要固定網絡支持,具有快速展開、抗毀性強等特點,可廣泛應用于軍事、工業、交通、環保等領域,引起了人們廣泛關注。
5、短距離無線通信技術
短距離無線通信技術一般指作用距離在毫米級到千米級的,局部范圍內的無線通信應用。短距離無錫通信涵蓋了無線個域網(WPAN)和無線局域網(WLAN)的通信范圍。其中WPAN的通信距離可達10米左右,而WLAN的通信距離可達100米左右。除此之外,通信距離在毫米至厘米量級的近距離無線通信技術和可覆蓋幾百米范圍的無線傳感器網絡技術的出現,進一步擴展了短距離無線通信的涵蓋領域和應用范圍。
6、遠程通信技術
遠程通信技術這一單詞源于希臘語“遠程”(Greek tele)(遙遠的)和通信(communicate)(共享)。在現代術語中,遠程通信是指在連接的系統間通過使用模擬或數字信號調制技術進行的聲音、數據、傳真、圖像、音頻、視頻和其他信息的電子傳輸。
7、智能信息處理技術
智能技術是利用經驗知識所采用的各種自學習、自適應、自組織等智能方法和手段以有效地達到某種預期的目的。通過在物體中植入智能系統,可以使得物體具備一定的智能性,能夠主動或被動地實現與用戶的溝通,也是物聯網的關鍵技術之一。
六、我國的未來發展趨勢
1、應用引領產業發展
中國物聯網產業的發展是以應用為先導,存在著從公共管理和服務市場、到企業、行業應用市場、再到個人家庭市場逐步發展成熟的細分市場遞進趨勢。目前,物聯網產業在中國還是處于前期的概念導入期和產業鏈逐步形成階段,沒有成熟的技術標準和完善的技術體系,整體產業處于醞釀階段。此前,RFID市場一直期望在物流、零售等領域取得突破,但是由于涉及的產業鏈過長,產業組織過于復雜,交易成本過高,產業規模有限成本難于降低等問題,使得整體市場成長較為緩慢。
2、標準體系逐漸成熟
物聯網標準體系是一個漸進發展成熟的過程。物聯網概念涵蓋眾多技術、眾多行業、眾多領域,試圖制定一套普適性的統一標準幾乎是不可能的。物聯網產業的標準將是一個涵蓋面很廣的標準體系,將隨著市場的逐漸發展而發展和成熟。
3、綜合性平臺即將出現
隨著行業應用的逐漸成熟,新的通用性強的物聯網技術平臺將出現。物聯網的創新是應用集成性的創新,一個單獨的企業是無法完全獨立完成一個完整的解決方案的。一個技術成熟、服務完善、產品類型眾多、應用界面友好的應用,將是由設備提供商、技術方案商、運營商、服務商協同合作的結果。隨著產業的成熟,支持不同設備接口、不同互聯協議,可集成多種服務的共性技術平臺將是物聯網產業發展成熟的結果。
4、有效商業模式逐步形成
針對物聯網領域的商業模式創新將是把技術與人的行為模式充分結合的結果。物聯網將機器、人、社會的行動都互聯在一起。新的商業模式出現將是把物聯網相關技術與人的行為模式充分結合的結果。
物聯網的應用也從小環境開始面向大環境,原有的商業模式需要更新升級來適應規模化、快速化、跨領域化的應用.而更關鍵的是要真正建立一個多方共贏的商業模式,這才是推動物聯網能夠長遠有效發展的核心動力。要實現多方共贏,就必須讓物聯網真正成為一種商業的驅動力,讓產業鏈所有參與物聯網建設的各個環節都能從中獲益。
七、存在的問題
1、缺乏核心技術自主知識產權
在物聯網技術發展產品化的過程中,我國一直缺乏一些關鍵技術的掌握,所以產品檔次上不去,價格下不來。缺乏RFID等關鍵技術的獨立自主產權這是限制中國物聯網發展的關鍵因素之一。
2、行業技術標準缺失
目前行業技術主要缺乏以下兩個方面標準:接口的標準化;數據模型的標準化。雖然我國早在2005年11月就成立了RFID產業聯盟,同時次年又發布了《中國射頻識別(RFID)技術政策白皮書》,指出應當集中開展RFID核心技術的研究開發,制定符合中國國情的技術標準。但是,現在我們可以發現,中國的RFID產業仍是一片混亂。技術強度固然在增強,但是技術標準卻還如鏡中之月。正如同中國的3G標準一樣,出于各方面的利益考慮,最后中國的3G有了三個不同的標準。物聯網的標準最終怎樣,只能等時間來告訴我們答案了。
3、產業鏈發展不均衡
和美國相比,國內物聯網產業鏈完善度上還存在著較大差距。雖然目前國內三大運營商和中興華為這一類的系統設備商都已是世界級水平,但是其他環節相對欠缺。物聯網的產業化必然需芯片商、傳感設備商、系統解決方案廠商、移動運營商等上下游廠商的通力配合,所以要在我國發展物聯網,在體制方面還有很多工作要做,如加強廣電、電信、交通等行業主管部門的合作,共同推動信息化、智能化交通系統的建立。加快電信網,廣電網,互聯網的三網融合進程。產業鏈的合作需要兼顧各方的利益,而在各方利益機制及商業模式尚未成型的背景下,物聯網普及仍相當漫長。
4、各行業間協作困難多 物聯網應用領域十分廣泛,許多行業應用具有很大的交叉性,但這些行業分屬于不同的政府職能部門,要發展物聯網這種以傳感技術為基礎的信息化應用,在產業化過程中必須加強各行業主管部門的協調與互動,以開放的心態展開通力合作,打破行業、地區、部門之間的壁壘,促進資源共享,加強體制優化改革,才能有效的保障物聯網產業的順利發展。
5、盈利模式無經驗供借鑒
物聯網分為感知,網絡,應用三個層次,在每一個層面上,都將有多種選擇去開拓市場。這樣,在未來生態環境的建設過程中,商業模式變得異常關鍵。對于任何一次信息產業的革命來說,出現一種新型而能成熟發展的商業盈利模式是必然的結果,可是這一點至今還沒有在物聯網的發展中體現出來,也沒有任何產業可以在這一點上統一引領物聯網的發展浪潮。
目前物聯網發展直接帶來的一些經濟效益主要集中在與物聯網有關的電子元器件領域,如射頻識別裝置、感應器等等。而龐大的數據傳輸給網絡運營商帶來的機會以及對最下游的如物流及零售等行業所產生的影響還需要相當長時間的觀察。
6、用戶使用成本壁壘存在
物聯網產業是需要將物與物連接起來并且進行更好的控制管理。這一特點決定了其發展必將會隨著經濟發展和社會需求而催生出更多的應用。所以,在物聯網傳感技術推廣的初期,功能單一,價位高是很難避免的問題。因為,電子標簽貴,讀寫設備貴,所以,很難形成大規模的應用。而由于沒有大規模的應用,電子標簽和讀寫器的成本問題便始終沒有達到人們的預期。成本高,就沒有大規模的應用,而沒有大規模的應用,成本高的問題就更難以解決。如何突破初期的用戶在成本方面的壁壘成了打開這一片市場的首要問題。所以在成本尚未降至能普及的前提下,物聯網的發展將受到限制。
7、安全問題是應用推廣的關鍵問題
在物聯網中,傳感網的建設要求RFID標簽預先被嵌入任何與人息息相關的物品中。可視人們在觀念上似乎還不是很能接受自己周圍的生活物品甚至包括自己時刻都處于一種被監控的狀態,這直接導致嵌入標簽勢必會使個人的隱私權問題受到侵犯。因此,如何確保標簽物的擁有者個人隱私不受侵犯便成為射頻識別技術以至物聯網推廣的關鍵問題。而且如果一旦政府在這方面和國外的大型企業合作,如何確保企業商業信息,國家機密等不會泄露也至關重要。所以說在這一點上,物聯網的發展不僅僅是一個技術問題,更有可能涉及到政治法律和國家安全問題。
結束語:從以上各方面看來,物聯網這個新興技術正在興起中,而中國雖處
于發展前列,但仍存在許多問題是需要解決的。
第四篇:物聯網技術
物聯網能否成為后危機時代的救市主 背景介紹
物聯網:聯網是新一代信息技術的重要組成部分。其英文名稱是“The Internet of things”。由此,顧名思義,“物聯網就是物物相連的互聯網”。這有兩層意思:第一,物聯網的核心和基礎仍然是互聯網,是在互聯網基礎上的延伸和擴展的網絡;第二,其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間,進行信息交換和通信。因此,物聯網的定義是通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備,按約定的協議,把任何物品與互聯網相連接,進行信息交換和通信,以實現對物品的智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。
物聯網技術
物聯網技術”的核心和基礎仍然是“互聯網技術”,是在互聯網技術基礎上的延伸和擴展的一種網絡技術;其用戶端延伸和擴展到了任何物品和物品之間,進行信息交換和通訊。因此,物聯網技術的定義是:通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備,按約定的協議,將任何物品與互聯網相連接,進行信息交換和通訊,以實現智能化識別、定位、追蹤、監控和管理的一種網絡技術叫做物聯網技術。
物聯網在生活中的作用
物聯網的應用很廣泛,具體到我們的生活當中,如智能安防,可以監測非法入侵;自動控制,可以無線控制空調中、窗簾等;智能冰箱,可以自動貯藏食物等等,這一系列的應用表明,我們將會生活在更加智能化的社會中。
只要在出門前按一下手機,就能夠輕松的預約到附近要去的商場的停車位了,這是不是很神奇呢?隨著物聯網的發展,已經可以實現通過手機來預定停車位的方法了。今日在傷害舉行的物聯網大會上,各個通信商的案例都說到了這一點,物聯網帶來的方便正在慢慢靠近。
物聯網交通
手機登錄能看路況
周末開車出門購物吃飯,卻總擔心找不到車位,今后,只要用手機登錄點擊“停車查詢”,就能以最快速度找到停車位,并通過短信提前預訂車位。
據了解,“停車查詢”是正在試點建設中的公共停車智能管理項目,采用感應技術,把實時停車位信息,通過網絡匯總到公共停車平臺,并實時統計出各停車場的車輛進出登記數據。只要發送一條短信,還能提前預訂車位,并有導引圖傳送到手機上,既不用擔心車位被人搶先一步占去,也不必擔心迷路。
近日普陀區科委會同上海移動等單位對“上海市TD建設與應用試點示范區”建設內容進行了調研與協調,明確將在中環商圈試點TD建設,以中環百聯購物中心和梅川路步行街作為中心區域,試點內容包括了物聯網智能停車系統、手機版虛擬商城和無線支付等多個技術。
不開車的市民也能享受物聯網帶來的交通便利。據中國移動上海公司相關人士介紹,1月底上海移動正式啟動了“刷手機乘軌交”業務,移動用戶到營業廳將普通 SIM 卡升級成 RFID-SIM卡,開通相關功能就能“刷”手機乘坐軌交。目前,上海軌交已有三分之二的閘機可提供手機刷卡使用,不再需要交通卡,也不需要準備零錢買票,帶上手機就能出門。
物聯網醫療
可讓專家遠程會診
去醫院看病不僅要在家和醫院之間奔波,在醫院掛號、候診排隊也費時耗力。有了基于物聯網的“智慧醫療”后,看病也會變得很輕松,甚至可以足不出戶,讓專家遠程會診,并給出診療建議。
在昨天物聯網大會現場,上海電信展示的“智慧醫療”方案描摹了這樣一幅場景:當身體不適時,只需取出手機,點擊進入其中的智慧醫療程序,并將便攜式心電監測儀貼在胸前,采集的心電檢測數據會自動通過藍牙傳輸到手機上,再由手機自動傳輸到醫療的后臺專家服務系統。醫院的專家在對數據進行分析后,給出的診療建議立馬就會以短信的方式到達用戶手機。
值得一提的是,“智慧醫療”系統還具備與醫院電子病歷聯網的功能,市民可以通過二代身份證登錄查詢自己的電子病歷。“智慧醫療”系統已開始在本市個別區的中心醫院試用,并具備大范圍推廣的條件。
無獨有偶,上海聯通昨天也披露了一項基于物聯網的“智慧醫療”方案——護心甲,尤其適合中老年和體弱多病者,使用者按下“一鍵求助”功能鍵,預置的三個親友手機號碼會同時收到報警短信,通過對便攜監護儀的位置定位,救護車便可準確到達。
物聯網家電
遠程無線視頻監控
舉家外出旅游,不放心家中的安全,掏出手機進入相應的界面,就可以查看由布設在家中的無線監控探頭實時傳來的畫面。在昨天的大會演示區,三家運營商都不約而同地展示了無線視頻監控業務。
在這一技術的支持下,在不久的將來,各中小學校、幼兒園都將成為“智能校園”,每名師生的臉部圖片信息將被集合于數據庫內,一旦校園內出現不符合數據庫儲存的信息,報警系統就會立即啟動。該技術還可對商家、景區等監控區域內的行人進行精確的跟蹤、識別、計數,并可發出流量預警。目前,電信的無線視頻監控客流統計系統,已經被連鎖商店特力屋所應用,管理人員坐在辦公室里,就可以查看各門店的人流情況。
物聯網不僅可以給人們提供交通上的方便,還能給人們其他的生活也提供一些方便,隨著物聯網的發展只會讓人們的生活更加方便,交通、醫療、家電等等人們的衣食住行都離不開物聯網了
生活物聯網應用將傻瓜化
有云計算作為物聯網的云服務平臺,通過計算智能、人工智能、專家系統、決策支持、知識管理、數據挖掘和數據倉庫等技術的支持,和模型庫、方法庫、專家庫等進行分析、推理,使生活物聯網將能夠預測使用者的行為、自動決策、自動提醒,并利用觸摸式、聲控式、感應式等人性化的技術,讓老百姓以傻瓜化的方式使用生活物聯網成為可能。例如,已經有廠家推出了的具有云服務語音識別功能的物聯網微波爐,你放進牛排發出 “幫我烤個牛排”口令,微波爐便會開始幫你烤牛排。
生活物聯網將滿足個性化需求
在物聯網實現高級形態后,生活物聯網將統一工作于開放的操作系統平臺之上,廠家和個人可以開發出許許多多個性化的應用軟件,實現個性化的遠程監控、設備控制、生物識別等功能。老百姓不光是在選擇購買時,而且在使用過程中,都可以隨時通過生活物聯網應用商店,下載智能應用軟件,實現自己所要的功能。例如,你將隨時可以在生活物聯網應用商店上下載一個適合你老媽方言的微波爐智能語音軟件,也可以下載一個新的烤牛排火力控制軟件。
生活物聯網的價格將平民化
智能產品一直給人的印象是以高科技、高價位,但隨著生活物聯網標準的成形和融合,軟件對硬件逐步替代的比例逐步增加,軟件的大規模可復制性,將讓老百姓以平民化的價格使用生活物聯網成為可能。
生活物聯網的春天將很快到來
許多傳統的家電、安防、通訊、計算機、醫療器械、GPS導航設備廠家,和新興的物聯網、無線傳感網公司,其中也不乏行業巨頭,正看好并積極進入生活物聯網領域,已經投入開發了不少生活物聯網的新產品,為物聯網走進老百姓的家庭準備了各種各樣的解決方案。國內外眾多企業的進入,在帶來更多競爭的同時也在制造更多的機會,必將推動生活物聯網更快地發展,生活物聯網的春天將很快到來。
物聯網市場規模究竟有多大?
目前并沒有一個準確數據。國內調研機構易觀國際給出的數據顯示,物聯網中射頻產業2009年市場規模將達到50億元,由此催生的電信、信息存儲處理、IT解決方案等市場潛力驚人。美國研究機構Forrester預測,物聯網所帶來的產業價值要比互聯網大30倍,物聯網將會形成下一個萬億元級別的通信業務。
龐大的市場將把幾乎所有的信息企業都囊括在內。據海通證券提供的資料來看,識別芯片技術主要掌握在NXP(Philips)、TI(德州儀器)、Infineon(英飛凌)等廠商手中,國內涉足芯片的企業包括大唐微電子、同方微電子、華虹NEC等;傳感器領域內國際頂尖廠商包括Honeywell、BOSCH、OMRON、Frost
我的觀點:我認為物聯網可以成為后時代的救世主。
其實我對這個辯題的概念是很模糊的,首先后危機時代是什么很空洞的概念,危機又是什么。救世主又是什么概念。但是我能理解的我所知道的就是物聯網的技術已經慢慢的成熟了,的確在我們的社會中起到越來越重要的地位。
我在一篇文章中看到聯網中射頻產業2009年市場規模將達到50億元,由此催生的電信、信息存儲處理、IT解決方案等市場潛力驚人。美國研究機構Forrester預測,物聯網所帶來的產業價值要比互聯網大30倍,物聯網將會形成下一個萬億元級別的通信業務。這個是2009年的數據,更加別說現在的數據了,而且我看到資料,國家也很支持這項工程。有政策有技術他當然可以有發展的余地。但是對于救世主這個說法有點夸張和空洞了。至于后時代這個說法,我覺得先過了2012 12月21 再說吧。后時代是需要有劃時代的東西來區分的。至少現在物聯網不是。
第五篇:物聯網技術及應用
電子商務前沿講座 物聯網技術及應用
姓名 王丹 學號 2008012849 班級 08電子商務 完成時間 2011-12-9
物聯網技術及其應用
摘要:近來,物聯網屢被提及,各種跡象已經很明確的說明:在未來10-15年內我們將見證新一輪信息技術產業革命的巨大變革。本文重點介紹了物聯網技術的發展以及其在相應行業的典型應用,并列舉了世界重點國家的物聯網發展戰略,對物聯網知識提供較為詳盡的描述。
關鍵詞:物聯網;組網;網絡架構
一、物聯網概念的提出
物聯網(the Internet of things)這一概念于1999年正式提出,但是最早出現在貝爾·蓋茨1995年所著的《未來之路》中,當時Bill Gates 已經率先提及internet of things 這一概念,只是限于當時無線網絡、硬件和傳感技術的限制,并未得到廣泛認同和發展。1998年,美國麻省理工大學(MIT)創造性地提出了當時稱作EPC系統的“物聯網”的構想;1999年,美國 Auto-ID首先提出“物聯網”的概念,稱物聯網主要是建立在物品編碼、RFID技術和互聯網的基礎上;2005 年,ITU發布了《ITU互聯網報告2005:物聯網》,綜 合二者內容,正式提出“物聯網”的概念,包括了所有 物品的聯網和應用。目前較為公認的物聯網的定義是: 通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備,按約定的協議,把任何物 品與互聯網連接起來,進行信息交換和通訊,以實現智 能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。
二、主要國家的物聯網發展戰略
2005年4月8日,在日內瓦舉辦的信息社會世界峰會(WSIS)上,國際電信聯盟專門成立了“泛在網絡社會(UbiquitousNetworkSociety國際專家工作組”,提供了一個在國際上討論物聯網的常設咨詢機構。根據這個工作組的報告,2005年,許多國家已經紛紛開始“無處不在物聯網”的發展戰略,包括日韓基于物聯網的“U社會”戰略、歐洲“物聯網行動計劃”以及美國“智能電網”、“智慧地球”等登。此外,物聯網已經開始在軍事、工業、農業、環境監測、建筑、醫療、空間和海洋探索等領域投入應用。2009年包括Google在內的互 聯網廠商、IBM、思科在內的設備制造商和方案解決商以及AT&T、Veri-zon、中移動、中國電信等在內的電信運營企業紛紛加速了物聯網的戰略布局,以期在未來的物聯網領域取得先發優勢。
(一)、美國的物聯網戰略
美國非常重視物聯網的戰略地位,在國家情報委員會(NIC)發表的《2025對美國利益潛在影響的關鍵技術》報告中,將物聯網列為六種關鍵技術之一。美 國國防部在2005年將“智能微塵”(SMARTDUST)列為重點研發項目。國家科學基金會的“全球網絡環境研究”(GENI)把在下一代互聯網上組建 傳感器子網作為其中重要一項內容。2009年2月17日,奧巴馬總統簽署生效的《2009年美國恢復與再投資法案》中提出在智能電網、衛生醫療信息技術應 用和教育信息技術進行大量投資,這些投資建設與物聯網技術直接相關。物聯網與新能源一道,成為美國擺脫金融危機振興經濟的兩大核心武器。
(二)、歐盟的物聯網戰略
歐洲在信息化發展中落后美國一步,但歐洲始終不甘落后。2005年4月,歐盟執委會正式公布了未來5年歐盟信息通信政策框架“i2010”,提出,為迎 接數字融合時代的來臨,必須整合不同的通信網絡、內容服務、終端設備,以提供一致性的管理架構來適應全球化的數字經濟,發展更具市場導向、彈性及面向未來 的技術。
2006年9月,當值歐盟理事會主席國芬蘭和歐盟委員會共同發起舉辦了歐洲信息社會大會,主題為“i2010-創建一個無處不在的歐洲信息社會”。
自2007年至2013年,歐盟預計投入研發經費共計532億歐元,推動歐洲最重要的
(四)、我國的物聯網戰略
隨著物聯網迅速發展及歐美各國相應的制定出符合本身物聯網發展的國家戰略,2009年,溫家寶總理在無錫考察時對物聯網的發展提出了三點要求:一是把傳感系統和3G中的TD-SCDMA技術結合起來;二是在國家重大科技專項中,加快推進傳感網的發展;三是盡快建立中國的傳感信息中心,或者叫“感知中國” 中心。我國開始把物聯網作為我國未來重要的發展戰略。
在2009年12月的國務院經濟工作會議上,明確提出了要在電力、交通、安防和金融行業推進物聯網的相關應用。我國已在無線智能傳感器網絡通信技術、微型傳感器、傳感器終端機和移動基站等方面取得重大進展,目前已擁有從材料、技術、器件、系統到網絡的完整產業鏈。目前,我國傳感網標準體系已形成初步框架,向國際標準化組織提交的多項標準提案已被采納,中國與德國、美國、韓國一起,成為國際標準制定的主導國之一。我國的物聯網戰略實施主要分三個階段:關鍵應用階段、規模應用階段和普遍應用階段。
我國物聯網戰略規劃圖
關鍵應用階段:以相關行業的領先企業為龍頭,探索工業信息化、農業信息化和社會信息化中的關鍵應用,以應用創新拉動技術創新,初步形成合理的產業格局和產業價值鏈。領先企業引領關鍵應用的產業化突破是這個階段的關鍵,這個階段的成功與否對產業發展的前途至關重要。
規模應用階段:隨著技術的演進,進一步擴大物聯網信息化應用的深度、范圍和規模,顯著提升物聯網應用的信息化份額,形成物聯網產業與傳統產業融合互動的發展格局。
普遍應用階段:在全國城鄉建立與經濟和社會發展需求相適應的普遍信息服務體系,建成完善的物聯網產業鏈和產業布局,確立中國在全球物聯網產業發展中的核心地位。
三、物聯網架構
物聯網經典架構主要由四層組成,自下而上分別為:感知層,傳送層,運營層和應用層。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,主要用來識別物體,采集相關信息;經過感知層采集到的信息,途徑人體神經網絡(傳送層)迅速傳遞到大腦,經過人體腦部(運營層)的匯總分析,作出應對各種復雜的情況的具體反應(應用層)。
感知層:包括傳感器等數據采集設備以及相應的傳感器網絡。該層的主要任務是將現實社會的各種物理量通過諸多手段,實時并自動化的轉化為虛擬世界可以處理的數字化信
息。感知層是物聯網發展和應用的基礎,RFID技術、傳感和控制技術、短距離無線通信技術是感知層涉及的主要技術,其中又包括芯片研發、通信協議研究、RFID材料、智能節電供電等細分領域。
傳送層:該層的主要任務是將感知層采集到的信息,通過傳感器網、通信網、互聯網等各種網絡進行匯總傳輸,從而將大范圍內的信息加以整合,以備處理。該層設計的典型技術如Ad-Hoc(無線自組網)、Wi-Fi、GSM、TCP/IP技術等。
運營層:該層的主要任務是將經過傳輸層整合匯總的信息進行分析和處理,并在必要時,將各種信息按照應用途徑進行分類管理,形成新的信息基礎架構,為各種應用提供信息支撐平臺。該層涉及的典型技術如GIS(地理信息系統)、ERP(企業資源計劃),此外,還涉及到API接口,專家系統等應用模塊。
應用層:利用分析處理的感知數據,為用戶提供豐富的特定服務。物聯網的應用可以分為監控型(物流監控、污染監控等)、查詢型(智能檢索、遠程抄表等),控制型(智能交通、智能家居、路燈監控等)、掃描型(手機錢包、高速公路不停車收費)等。應用層是物聯網研究和發展的目的。
四、物聯網實現關鍵技術
要實現上述的物聯網架構,單一的技術是難以勝任的。物聯網是一系列技術以及管理有機結合的產物。下面,簡要介紹支撐物聯網實現的幾項關鍵技術。
(一)、RFID技術
無線射頻識別技術(Radio Frequency Idenfication,RFID)是一種非接觸的自動識別技術,其基本原理是利用射頻信號和空間耦合(電感或電磁耦合)或雷達反射的傳輸特性,實現對被識別物體的自動識別。
RFID系統至少包含電子標簽和閱讀器兩部分。RFID閱讀器(讀寫器)通過天線與RFID電子標簽進行無線通信,可以實現對標簽識別碼和內存數據的讀出或寫入操作。典型的閱讀器包含有高頻模塊(發送器和接收器)、控制單元以及閱讀器天線。
射頻識別系統的基本模型如下圖所示。其中,電子標簽又稱為射頻標簽、應答器、數據載體;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 簽是否可以無線改寫數據)。電子標簽與閱讀器之間通過耦合元件實現射頻信號的空間(無接觸)耦合、在耦合通道內,根據時序關系,實現能量的傳遞、數據的交換。
電感耦合模型的讀寫器
電磁反向散射耦合型的RFID讀寫器
發生在閱讀器和電子標簽之間的射頻信號的耦合類型有兩種。
(1)電感耦合。變壓器模型,通過空間高頻交變磁場實現耦合,依據的是電磁感應定 律,如右圖所示。
(2)電磁反向散射耦合:雷達原理模型,發射出去的電磁波,碰到目標后反射,同時攜帶回目標信息,依據的是電磁波的空間傳播規律。
電感耦合方式一般適合于中、低頻工作的近距離射頻識別系統。典型的工作頻率有:125kHz、225kHz和13.56MHz。識別作用距離小于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、微波工作的遠距離射頻識別系統。典型的工作頻率有:433MHz,915MHz,2.45GHz,5.8GHz。識別作用距離大于1m,典型作用距離為3—l0m。
(二)、傳感技術
傳感技術同計算機技術與通信技術一起被稱為信息技術的三大支柱,它是現代科學技術發展的基礎條件,遵循信息論和系統論原理。從仿生學觀點,如果把計算機看成處理和識別信息的“大腦”,把通信系統看成傳遞信息的“神經系統”的話,那么傳感器就是“感覺器官”。傳感技術是關于從自然信源獲取信息,并對之進行處理(變換)和識別的一門多學科交叉的現代科學與工程技術,包括傳感器設計、信息處理、信息識別、遙感觀測等。
網絡節點作為無線傳感網的主要組成,首先是一個傳感器,主要實現物聯網中物物、物人之間信息交換的必要部分。目前無線傳感網更加關注各種信息的采集和處理,利用壓縮、識別、融合和重建的方法處理采集的信息,以滿足網絡多元化的應用需求。
(三)、EPC系統
1999年美國Auto-ID Center 將RFID技術與Internet結合,提出了EPC(Electronic Product Code)概念。產品電子代碼是物聯網的主要支撐,它的載體是RFID電子標簽,傳遞介質是互聯網。電子標簽、產品電子碼、互聯網構成了物聯網的基本構想。RFID中存儲的EPC,通過傳感器網絡識別并自動采集到中央處理系統,利用開發的計算機網絡進行信息交換、處理與共享,實現物品的透明化管理。
EPC系統充分利用了RFID和網絡技術的優點,很好的解決了產品的唯一標示、同時識別多個物品和“非可視化識別”問題,其最終目標是為全球的每一個物體建立全球的、開
放的標示標準。該系統由全球電子代碼體系、RFID系統以及信息網絡系統3部分組成,主要包括EPC編碼標準,EPC電子標簽,射頻識別器,神經網絡軟件,對象名解析服務以及實體標記語言6方面。
(四)、地理信息系統(GIS)地理信息系統(GEO-information system),是一種特定的十分重要的空間信息系統,它是在計算機軟硬件支持下,對整個或局部空間中的有關地理信息分布的數據進行采集、存儲、管理、運算、分析、顯示和描述的技術系統。
GIS所處理和管理的對象是多種地理空間實體數據及其相互關系,包括空間定位數據、圖形數據、遙感數據、屬性數據等,用于分析和處理一定地理區域內分布的現象和過程,解決復雜的規劃、決策和管理問題。
典型的GIS系統結構如下:
物理網技術是構建“智慧地球”、“智慧城市”、“智慧物流”、“智慧能源”、“智慧電力”等基礎,其技術的發揮,必須將每個傳感器和動態信息進行空間定位,擺脫單點應用的限制。而地理信息系統正好為物聯網技術的發展提供了所需的空間基礎,還可以進行空間處理、空間分析、建模等功能,并且有利于跨行業、跨地區的數據共享及相互操作,是物聯網發展的強勁動力和重要支撐。
(五)、智能技術
智能技術是為了有效的達到某種預期的目的,利用知識所采用的各種方法和手段,它是一些列技術的統稱和綜合應用。目前較為成熟的智能技術主要有:機器學習、數據挖掘、語言網格、知識網格、自主計算、神經計算、內容計算和專家系統等。智能技術的發展很大程度上促進了人們所處的物質世界的數字化、網絡化和智能化。
物聯網的重要價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聯起來,因而智能技術也是物聯網成功實現的關鍵技術之一。通過將智能系統植入物體,如嵌入式芯片等,使物體能夠主動或被動的與用戶進行溝通和交流,從而具備一定的智能性。
五、物聯網技術的應用
物聯網應用領域非常廣泛,大到國際性軍事反恐、區域性的城市交通,小到家庭、個人。當物聯網與互聯網、移動通訊網相聯時,可隨時隨地全方位“感知”對方,人們的生活方式將從“感覺”過渡到“感知”階段,并進一步過渡到“控制”階段,應用前景十分廣泛,正如IBM所描述的“智慧地球”理念一樣:
“我們把智慧系統嵌入系統和流程當中,使服務的交付、產品開發、制造、采購和銷售得以實現,使從人、資金到石油、水資源乃至電子的運動方式都更加智慧,使億萬人生活和工作方式都變得更加智慧。”
物聯網把新一代IT技術充分運用在各行各業之中,具體的說,就是把感應器嵌入和裝備到電網、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統、大壩、油氣管道等各種設備中,然后將物聯網與互聯網整合起來,實現信息的共享,是物體達到智慧狀態,并且使人類能夠隨時捕捉物體的動態信息,從而提高資源利用率、生產力水平,改善人與自然之間的關系。
(一)、車輛定位與監控
該類應用是將GIS系統與物聯網技術充分結合,從而實現車輛的準確定位以及跟蹤其實時的運轉情況,如機器部件是否正常運轉,汽車油耗程度等等。該類應用典型的系統拓撲結構如下:
系統描述:
? 油箱傳感器安裝在油箱內部采集油箱液位數據; ? 采集和傳輸設備安裝在駕駛室內; ? 中國移動GPRS覆蓋整個中國地區;
? 油量監控應用系統PC服務器部署在運營商IDC機房;
? 企業辦公網絡可以通過internet,通過瀏覽器訪問油量監控系統web獲得服務; ? 管理人員手機訪問GPRS服務,無線訪問油量監系統Wap服務。
(二)、無線醫療
很難想象病人無需住在擁擠的病房就能享受到同等醫療服務,然而隨著物聯網技術的 快速發展,它正逐漸成為現實。通過將相應的無線監測設備與人體綁定,或者人體直接帶上無線設備,或者將其植入人體的某個器官,遠程的醫療服務中心就能夠隨時捕捉到人體的生理和病例變化,既能夠提高疾病的預防能力,同時還能及時追蹤疾病的監控和治療情況,得到病人的病人的及時反饋,而且大大節省了病人的看病時間和成本,醫院的病房安排。
戴著“多功能手表”
(三)、智能電網
優化電力工業的結構和布局,減輕電力發展對資源和環境的依賴,是我國電力工業當前和今后一個時期必須給與高度重視的一個重要問題。物理網技術的成熟為解決這一難題提供了可行的解決方案。在當期整個電力系統的生產、儲存、配送、輸送和消費的各個環節,存在著生產效率低下、傳輸浪費嚴重、配送安排不合理以及消費不能及時反饋的諸多問題。智能電網則通過終端遙感器在客戶之間、客戶和電網公司之間形成及時鏈接的網絡互動,實現數據的實時、高效、雙向的效果,從而提高電網的綜合效率。在智能電網的指導下,電力資源將在充分滿足用戶需求的情況下,實現合理的生產、科學合理的配送計劃、以最低的成本進行電力傳輸;而不再是由供向需的單方向流動。
(四)、智能物流
物聯網最重要的應用是現代物流領域,該領域明確提出要把物聯網最為發展的重點。目前我國物流領域成本偏高,占總成本的18%-20%。物聯網在物流管理中的應用目標是通過物聯網的建設,形成集成化的信息平臺,實現物流系統的現代化。具體來說,可利用物聯網相關技術對包裹進行統一編碼,嵌入EPC標簽,這樣在物流途中就可以實施監控,有利于及時發現物品運輸過程中出現的問題;另外,通過RFID技術讀取EPC編碼,并將其傳輸到數據處理中心,可供企業和消費者實時查詢,切實增強用戶滿意度,有效提高物流服務質量。
(五)、農業生產
物聯網在農業生產上的應用同樣廣泛,主要體現在遠程控制和實時采集方面。智能農業可以通過無線信號收發模塊傳輸數據,實時監控大棚的溫濕度、光照、土壤酸堿性、CO2濃度等影響農作物生長的重要因子,并隨時進行科學處理,從而確保農產品的正常生長,提高農作物產量和質量。另外,在農作物的銷售環節,可以運用成熟的物聯網技術在農產品基地與消費者之間搭建網絡消費平臺,這樣可以讓消費者了解農作物的生長過程,從而在最為需要的時候購買到最為舒心的產品。
六、結語
繼計算機、互聯網兩次浪潮之后,物聯網技術定義應用和普及必將帶來新一輪信息產業浪潮。事實證明,這一趨勢已經不可阻擋。它不僅會帶來產業的變革,還會對管理模式、人們的生活方式產生深遠影響。隨著物聯化與智能化技術的不斷提高,智慧將充斥在地球的每一個角落,我們將享受到最新的科技文明成果,并依靠這一成果科學合理的規劃、指導工業生產、農業安排、醫療衛生、城市交通、能源開發、自然保護等等,我們期待這一天的早日到來,并為之而不懈努力。
參考文獻:
[1] 呈
曼 王讓會,《物聯網技術與應用》,《物聯網與地理信息系統》,2010。[2] 甘志祥,《物聯網的起源和發展背景的研究》,《現代經濟信息》,2009。[3] 百度百科,www.tmdps.cn。[4] 《物聯網周刊》,2010年03月