第一篇：傳感技術在物聯網的應用(杭州傳感技術高峰論壇)（范文）

感知層由傳感器和部分與傳感技術連成一體的傳感網(無源傳感技術)組成，處于三層架構的最底層，這也是物聯網最基礎的聯接和管理對象。最廣義來說，傳感技術是把各種非電量轉換成電量的裝置，非電量可以是物理量、化學量、生物量等等。

一說到傳感技術，可能大家就會往小的方面想，根據杭州（國際）物聯網傳感技術高峰論壇提供資料，一個泛在的物聯網系統，隨著參照物的不同，傳感技術可以是一個“大”的“智能物件”，它可以是一個機器人、一臺機床、一列火車，甚至是一個衛星或太空探測器。這也是為什么在DCM劃分中用“Device”(設備或裝置)來描述物聯網底層的原因，筆者認為，這樣描述更符合物聯網目前的戰略地位。

傳統的、狹義的傳感技術種類已有很多，而且有多種分類方法，例如，可分為有源和無源兩大類。有源傳感技術將非電量轉換為電能量，無源程序傳感技術不起能量轉換作用，只是將被測非電量轉換為電參數的量。每一類傳感技術又可做進一步細分，如圖1所示的生物傳感技術、納米傳感技術的細分。物聯網關注傳感技術的實際應用，下面是我們按應用方式進行的分類。

形形色色的傳感技術

生物傳感技術:

對生物物質敏感并將其濃度轉換為電信號進行檢測，涉及的是生物物質，主要用于臨床診斷檢查、治療時實施監控、發酵工業、食品工業、環境和機器人等。

汽車傳感技術:

它把汽車運行中各種工況信息，如車速、各種介質的溫度、發動機運轉工況等，轉化成電信號輸給計算機，測量溫度、壓力、流量、位置、氣體濃度、速度、光亮度、干濕度、距離等。

液位傳感技術:

利用流體靜力學原理測量液位，是壓力傳感技術的一項重要應用，適用于石油化工、冶金、電力、制藥、供排水、環保等系統和行業的各種介質的液位測量。

速度傳感技術:

是一種將非電量(如速度、壓力)的變化轉變為電量變化的傳感技術，適應于速度監測。

加速度傳感技術:

是一種能夠測量加速力的電子設備，可應用在控制、手柄振動和搖晃、儀器儀表、汽車制動啟動檢測、地震檢測、報警系統、玩具、結構物、環境監視、工程測振、地質勘探、鐵路、橋梁、大壩的振動測試與分析，以及鼠標，高層建筑結構動態特性和安全保衛振動偵察上。

核輻射傳感技術:

利用放射性同位素來進行測量的傳感技術，適用于核輻射監測。

振動傳感技術:

是一種目前廣泛應用的報警檢測傳感技術，它內部用壓電陶瓷片加彈簧重錘結構檢測振動信號，用于機動車、保險柜、庫房門窗等場合的防盜裝置中。

濕度傳感技術:

分為電阻式和電容式兩種，產品的基本形式都為在基片涂覆感濕材料形成感濕膜?？諝庵械乃羝接诟袧癫牧虾?，元件的阻抗、介質常數發生很大的變化，從而制成濕敏元件，適用于濕度監測。

磁敏傳感技術:

利用磁場作為媒介可以檢測很多物理量的傳感技術，測量位移、振動、力、轉速、加速度、流量、電流、電功率等。

氣敏傳感技術:

是一種檢測特定氣體的傳感技術，適用于一氧化碳氣體、瓦斯氣體、煤氣、氟利昂(R11、R12)、呼氣中乙醇、人體口腔口臭的檢測等。

力敏傳感技術:

是用來檢測氣體、固體、液體等物質間相互作用力的傳感技術，適用于力度監測。

位置傳感技術:

用來測量機器人自身位置的傳感技術，適用于機器人控制系統。

光敏傳感技術:

是利用光敏元件將光信號轉換為電信號的傳感技術，適用于對光的探測;還可以作為探測元件組成其他傳感技術，對許多非電量進行檢測。

光纖傳感技術:

是將來自光源的光經過光纖送入調制器，使待測參數與進入調制區的光相互作用后，導致光的光學性質發生變化，稱為被調制的信號光，再經過光纖送入光探測器，經解調后，獲得被測參數，適用于對磁、聲、壓力、溫度、加速度、陀螺、位移、液面、轉矩、光聲、電流和應變等物理量的測量。

納米傳感技術:

運用納米技術制造的傳感技術，應用領域為生物、化學、機械、航空、軍事等。

壓力傳感技術:

是工業實踐中最為常用的一種傳感技術，廣泛應用于各種工業自控環境，涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機床、管道等眾多行業。

位移傳感技術:

又稱為線性傳感技術，它分為電感式位移傳感技術、電容式位移傳感技術、光電式位移傳感技術、超聲波式位移傳感技術、霍爾式位移傳感技術，主要應用在自動化裝備生產線對模擬量的智能控制。

激光傳感技術:

利用激光技術進行測量的傳感技術，廣泛應用于國防、生產、醫學和非電測量等。

MEMS傳感技術:

包含硅壓阻式壓力傳感技術和硅電容式壓力傳感技術，兩者都是在硅片上生成的微機械電子傳感技術，廣泛應用于國防、生產、醫學和非電測量等。

半導體傳感技術:

利用半導體材料的各種物理、化學和生物學特性制成的傳感技術，適用于工業自動化、遙測、工業機器人、家用電器、環境污染監測、醫療保健、醫藥工程和生物工程。

氣壓傳感技術:

用于測量氣體的絕對壓強，適用于與氣體壓強相關的物理實驗，也可以在生物和化學實驗中測量干燥、無腐蝕性的氣體壓強。

紅外線傳感技術:

利用紅外線的物理性質來進行測量的傳感技術，常用于無接觸溫度測量、氣體成分分析和無損探傷，應用在醫學、軍事、空間技術和環境工程等。

超聲波傳感技術:

是利用超聲波的特性研制而成的傳感技術，廣泛應用在工業、國防、生物醫學等。

遙感傳感技術:

是測量和記錄被探測物體的電磁波特性的工具，用在地表物質探測、遙感飛機上或是人造衛星上。

高度傳感技術:

其原理是測得滑臂與基準線夾角的大小來換算出相應的熨平板高度，用于高度測量。

地磅傳感技術:

是一種將質量信號轉變為可測量的電信號輸出的裝置，用于稱重。

圖像傳感技術:

是利用光電器件的光電轉換功能，將其感光面上的光像轉換為與光像成相應比例關系的電信號“圖像”的一種功能器件，廣泛用于自動控制和自動測量，尤其是適用于圖像識別技術。

厚度傳感技術:

測量材料及其表面鍍層厚度的傳感技術，用于厚度測量。

微波傳感技術:

是利用微波特性來檢測一些物理量的器件，廣泛用于工業，交通及民用裝置中。

視覺傳感技術:

能從一整幅圖像捕獲光線數以千計的像素，工業應用包括檢驗、計量、測量、定向、瑕疵檢測和分撿。

空氣流量傳感技術:

是測定吸入發動機的空氣流量的傳感技術，適用于汽車發動機。

化學傳感技術:

對各種化學物質敏感并將其濃度轉換為電信號進行檢測的儀器，適用于礦產資源的探測、氣象觀測和遙測、工業自動化、醫學上遠距離診斷和實時監測、農業上生鮮保存和魚群探測、防盜、安全報警和節能等。

第二篇：光纖傳感物聯網的應用

光纖傳感物聯網技術與應用

隨著科學技術的不斷進步，為了達到實時控制、精確管理、科學決策的目的，人們對事物的感知、控制的要求越來越高。在通信技術與互聯網技術飛速發展的帶動下，物聯網應運而生，將成為繼計算機互聯網與移動通信之后的又一次信息革命。

這個學期，姜德生教授在學科導論中，給我們詳細的講解了光纖傳感物聯網的技術與應用，包括物聯網的結構，傳感網的分類，光纖傳感物聯網的現狀及其關鍵技術。通過學科導論的學習，以及課后閱讀的關于光纖傳感物聯網的知識，我對光纖傳感物聯網技術有了一個大概的了解，下面我就簡要的談一下我對光纖傳感物聯網的認識。

我國早在1999年就開始了物聯網的基礎——傳感網的研究。中科院在該將傳感網的研究列入了知識創新工程，啟動了傳感網的研究，只是由于當時的條件，該研究僅限于特定用途的軍用傳感網。國內物聯網的真正興起，是源于溫家寶總理2009年8月在無錫視察中科院無錫微納傳感網工程技術研發中心時，對該中心予以高度關注，指出：“在傳感網發展中，要盡早一點謀劃未來，早一點攻破核心技術”，“在國家重大專項中，加快推進傳感網發展，指出要盡快突破核心技術，把傳感技術和TD的發展結合起來，建設感知中國中心”。自此，物聯網在中國社會受到了極大關注，被列入國家五大新興戰略產業之一。下面我介紹光纖傳感物聯網的內容和應用。

1、物聯網的研究內容與難點

物聯網的技術構成主要包括四個層次：a、傳感網絡，它是由眾多傳感器節點組成的有線或無線通信網絡，節點密集部署在所關注的物或事物的內部或周圍，實現對物的連接、感知和監控；b、數據傳輸網絡，通過現有的互聯網、無線通信網或者一些專用的通信網絡，實現傳感網探測數據和控制信息的控制與分發；c、數據處理技術，主要涉及數據的海量存儲與管理、云計算、數據模型表示和智能化處理等；d、用戶與應用接口，包括計算機和手機等終端設備。在這四個層面上，物聯網的主要研究內容是：（1）總體技術的研究；（2）研究如何建立物聯網的頂層架構；（3）制定相關的標準體系；（4）引導和規范物聯網的技術。

2、光纖傳感器在物聯網中的應用

在物聯網中要用到各種各樣的大量的傳感器。傳感器可用于感知各種各樣的環境參數，如溫度、重力、光電、聲音、位移、振動等，為物聯網提供最原始的數據信息，經過處理后為人們提供服務。

隨著通信技術的飛速發展，光纖傳感器迅速崛起，其集成了光纖技術、激光技術和光電探測等多領域所取得的巨大成就，以其體積小、重量輕、靈敏度高、抗電磁干擾能力強、數據傳輸安全、集傳輸傳感合二為

一、便于構成分布式傳感網絡等諸多優點，在物聯網這一新技術革命的推動下，正在越來越廣泛應用于國民經濟和人們日常生活的各個領域，大有取代電子傳感器之勢。

光纖傳感系統主要由光源、傳輸光纖、探測器與信號處理部分等組成。光源發出的光經過光纖傳輸至傳感頭，當光通過傳感頭時，根據光纖傳感器的設計不同，外部被測物理量對光的相位、強度、波長、偏振態等一個或多個參數進行調制。調制信號光經光纖傳輸至光電探測器后轉化為電信號，經過信號處理后還原出被測物理量。

光纖傳感網絡，就是把光纖傳感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、油氣管道等各種重大工程設施中，通過光纜連接，形成所謂“光纖傳感網絡”，然后將此“光纖傳感網絡”與現有的互聯網整合起來，構成“光纖物感網”，即“光纖物聯網”。它與無線物聯網組合在一起，實現人類社會與物理系統的整合。在這個整合的網絡當中，存在功能強大的中心計算機群，采集和存儲著物理的與虛擬的海量信息，通過分析處理與決策，完成從信息到知識、再到控制指揮的智能演化，進而實現整合網絡內的人員、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，從而提高資源利用率和生產力水平，改善人與自然間的關系。在這“智慧地球”的建設過程中，這種三纖合一的、新的光纖傳感網絡將為之作出革命性的貢獻，從而使光纖技術的發展再一次邁向新的高峰。

第三篇：2014現代傳感技術復習提綱

現代傳感技術課程復習提綱

1.傳感器的定義；傳感系統的基本構成，并且舉例說明各個組成部分作用。

2.傳感器的分類方法，以及按照各種分類方法都分為哪幾類？

3.檢測系統的組成？傳感器與檢測技術的發展趨勢電阻的組成？

4.傳感器的基本特性分為哪兩種？都哪些指標屬于傳感器的動態特性？靜態特性？

5.在工程上用線性時不變系統理論來描述傳感器的動態特性，線性時不變系統的基本特性是什么？

6.單位階躍函數與正弦函數分析動態特性。時域動態性能指標：響應時間，峰值時間，超調量；頻域動

態性能指標。

7.傳感器的靜態特性：線性度和非線性誤差，常用擬合方法，最小二乘擬合方法，遲滯（回差），重復性，靈敏度和靈敏度誤差，測量范圍和量程，分辨力和閾值，穩定性和零漂、溫漂

8.測量誤差的概念及表達方式，測量誤差的分類，隨機誤差的統計規律，真值

9.精密度、準確度和精確度；粗大誤差處理，會判定、計算

10.電阻式應變傳感器的工作原理；該傳感器中，常用的彈性元件的結構形式包括哪些？

11.壓電效應：正壓電效應和逆壓電效應的概念。

12.法拉第旋光效應的概念，原理結構圖以及對原理圖的解釋說明。

13.光電器件在選用時要注意什么？

14.直射式光電轉速傳感器的原理圖及工作原理的解釋說明。

15.論述光電位置傳感器（PSD）與象限探測器相比的特點。

16.會畫工作原理圖，掌握工作原理：應變式壓力傳感器；應變式加速度傳感器；應變式扭矩傳感器

17.會畫工作原理圖，掌握工作原理：電容式壓差傳感器；電容式加速度傳感器；電容式測厚儀

18.會畫工作原理圖，掌握工作原理：變氣隙式自感傳感器；螺管式自感傳感器；電渦流傳感器

19.會畫工作原理圖，掌握工作原理：壓磁傳感器；壓電式加速度傳感器；壓電式力傳感器

20.會畫工作原理圖，掌握工作原理：變磁通式磁電傳感器；恒磁通動圈式磁電傳感器

21.會畫工作原理圖，掌握工作原理：磁電式振動速度傳感器

22.壓磁效應；熱電效應的概念；熱電效應的概念；光電效應；光生伏特效應；

23.磁光效應的概念；磁光克爾效應的概念；塞曼效應的概念；磁致線雙折射效應的概念。

24.濕度的三個最主要的表示方法，絕對濕度，相對濕度和露點；

25.濕敏傳感器的主要參數；

26.多孔氧化物濕敏傳感器的結構和傳感原理；

27.氣敏傳感器的主要參數；

28.體控制型和表面控制型半導體氣敏傳感器的區別；

29.電阻式表面控制型氣敏傳感器的原理，（包括SnO2和ZnO兩類器件）；

30.超聲波概念及其物理特性；

31.超聲波測流量的測量原理,以及三種常用的測量方法（包括時差法、相位差法和頻率差法）；

32.微波傳感器測量液位的工作原理，理解接收功率表達式中各參數含義；

33.叉指換能器的結構及其工作原理；

34.延遲型和諧振型聲表面波振蕩器的工作原理，分別給出兩種類型振蕩器振蕩頻率的表達式，并指出通

過表達式中哪些物理量，可以建立起振蕩頻率和待測量之間的關系；

35.什么是生物傳感器，結合生物傳感器的組成描述生物傳感器的工作原理；

36.光纖傳感器的特點有哪些，并就某種應用領域舉例說明利用了光纖傳感器的哪些優點。

37.畫圖說明光纖光柵的結構、特性以及其在電流測量和傾斜角度測量時的原理。

38.畫圖并說明光纖耦合器與光纖環形器在功能上有什么區別。

39.畫圖并說明光纖耦合器與光開關在功能上有什么區別。

40.畫圖并說明光纖耦合器與波分復用器和解波分復用器在功能上的區別。

41.光纖傳感系統中使用的光源有哪些（至少列出5種），并分別說明其各自的特點。

42.畫圖說明反射式強度調制型光纖位移傳感器的工作原理，畫圖說明這種傳感器的位移測量特性曲線，并說明特性曲線中，當位移太小時，存在測量死區的原因。

43.光纖干涉儀與普通光學干涉儀相比的優點有哪些，并列舉出四種光纖干涉儀的結構？

第四篇：紡織傳感網技術實驗

《紡織傳感器技術》實驗內容 題目：基于無線傳感器技術的紡織面料管理系統

軟件要求：Visual Basic 6.0，Access

硬件要求：條形碼掃描器；RFID讀寫器

模塊

一、用戶管理系統

登錄名：（條形碼或者RFID）

用戶等級：訪客；操作員；管理員

功能

1、用戶登錄

功能

2、用戶管理

模塊

二、紡織面料管理系統

每個樣品至少包含以下內容

? 樣品編碼（條形碼或者RFID）

? 樣品編號

? 樣品名稱

? 樣品規格（可進一步細分）

? 樣品特點

? 樣品圖像

系統至少包含以下功能：

? 樣品編碼查詢

? 樣品分類查詢

? 樣品刪除

? 樣品增加

? 樣品更新

分組要求：每組原則上兩個學生，如實驗儀器不足，可三個學生一組。軟件要求：展示合格為基準，第16周用于作品展示。

實驗報告要求：詳細描述每一步操作，圖文并茂，不少于A4紙20頁。打分要求：實驗占期末總分40%，軟件和實驗報告各占20%。

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?！?/p>

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