物联网中的关键技术

物联网中的关键技术（精选11篇）

物联网中的关键技术 第1篇

物联网(Internet of Things)[1],指的是将各种信息传感设备,如射频识别(Radio Frequency Identification,RFID),红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络[2]。物联网与之前的无线传感器网络有相似之处,不过物联网不只是无线传感器网络[3],两者之间有很大的差别。一种比较恰当的理解是:物联网是射频技术(RFID)、无线传感器网络技术、互联网技术融合的产物。随着研究与应用的深入能够为用户提供更为便利、更为深入人们的日常生产与生活,使用户能通过个人手机、个人数字助理(Personal Digital Assistant,PDA)、个人电脑等各种移动终端通过无线(移动通信网、无线局域网、蓝牙、红外等)或有线网络为人们提供便利的服务。

2 物联网的架构

对于物联网的一些细结问题方面学术界、业界尚未给也具体的定义,不过对于物联网架构总体分为三层:感知层、网络层和应用层已经达成广泛共识。

2.1 智能感知层

智能感知层即感知加入网络的实体采集信息,它是物联网的基础,是实现物联网的核心,因为有了数据信息之后才能对这些信息进行处理分析,若没有信息物联网就无从谈起。物联网信息的采集目前主要通过电子标签与传感器两种方式完成实现。感知节点把感知、测量的信息通过有线或无线网络把采集到的数据传到数据中心。

2.2 网络层

网络层是把智能感知层采集到的数据通过适当可靠的方式传到数据中心,并实现物联网的数据信息与控制信息的双向传递。这些数据可以通过移动蜂窝网(2G、3G)、无线局域网(WIFI)、蓝牙、红外、互联网等传输。网络层是承接智能感知层与应用的的纽带,为上层应用提供服务。网络层目前也存在一些未解决的问题,比如路由传输协议还未统一,造成目前物联网中异构的复杂性问题。

2.3 应用层

应用层即是对采集得到的信息进行分析处理后,提供相应的应用服务。可以是相应的具体的应用服务,也可以提供出相应的程序调用接口(API)供用户进行进一步的应用开发。通过物联网可以提供的服务是丰富的,其应用可分为监控型(物流监控、污染监控灾害监控)、查询型(智能检索、远程抄表)、控制型(智能交通、智能家居、路灯控制远程医疗绿色农业)、扫描型(手机钱包、高速公路不停车收费)等[4],即可以提供专业领域的应用,也可以提供以大众化的公共服务,将物联网与人们的生活联系起来,节约社会劳动力与生产生活成本,实现信息化与智能化。

3 物联网中的关键技术

3.1 智能感知技术

智能感知技术主要是实现如何采集到数据,包括传感器技术、嵌入式技术等。实现物联网的智能感知目前主要通过电子标签与传感器两种方式完成实现。

3.1.1 电子标签

电子标签是指对一个物体进行有效的标识,并把一些关键的信息写入标签里,通过相应的阅读器来读取出相应的信息。可以采用射频识别(RFID)与二维码等技术来实现。目前用的较多较为灵活的是射频识别(RFID)技术,它有近距离与较远距离的识别标准来适应不用应用的需求。射频识别系统通常由电子标签(射频标签)和阅读器组成。电子标签内存有一定格式的电子数据,常以此作为待识别物品的标识性信息。应用中将电子标签附着在待识别物品上,作为待识别物品的电子标记。阅读器与电子标签可按约定的通信协议互传信息,通常的情况是由阅读器向电子标签发送命令,电子标签根据收到的阅读器的命令,将内存的标识性数据回传给阅读器。这种通信是在无接触方式下,利用交变磁场或电磁场的空间耦合及射频信号调制与解调技术实现的。

3.1.2 传感器

传感器是物联网的感觉器官,通过各种的传感器,才能把相应的现实中的温度、光照、湿度、位置、压力、速度、浓度等物理量、生物量、化学量转化为相应的数字信号,传输到物联网数据中心进行分析。总之,有了传感器我们才能做到我们实际应该做的事。传感器技术目前也存在许多问题,最突出的一个就是能耗问题,当然其它一些比如:材料、成本、精确度也存在相应的问题,希望今后传感器技术能得到更进一步的发展,能更快地推进物联网的推广实现。

3.2 数据传输

物联网中的数据信息是时刻采集的,有很多是具有较强的时效性,例如火警监测、实时视频等,并且物联网中的信息理是非常巨大的,如何使这些信息得到有效的传输是一个巨大的难题。物联网中的网络较为复杂,由于没有统一的传送协议,带来了异构性等难题,给网络的覆盖与数据的高效传输带来了挑战。物联网中的感知节点有些是靠电池供电、无线传输的,且其自身的处理能力有限,为了使感知节点的使用寿命更长,就必须采用高效率的传输协议来减少感知节点的能量消耗,针对以上所提出的问题这就需要一种高效且统一的物联网网络传输协议。目前有两种网络传输方式较为大家所认可,一是基于Zig Bee联盟开发的Zig Bee协议进行智能感知节点的互联,另一种技术是IPSO联盟所提倡的通过IP实现智能感知节点之间的互联。Zig Bee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、时延短、网络容量大、安全可靠、低速率、低成本的双向无线通讯技术。主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输以及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用。IPv6技术是下一代IP网络协议具有丰富的IP地址资源,能够支持动态路由机制。如果物联网采用IPv6协议则能很好的与现有的互联网网络融合,其通信地址资源、网络自组、扩展性等方面都能满足物联网的需求。不过IPv6协议栈过于庞大复杂,需要对其进行精简才能更好地适合于物联网。

3.3 数据处理分析

物联网中采集到的信息是海量的,如何对物联网中各种各样的大量的数据信息处理,以及如何对这些海量的信息进行高效的存储,并能提供高效的信息服务是相当重要的,针对这种情况,可以采用云计算相关技术来对物联网中的大量数据集进行处理、分析向用户提供高效的服务,针对大规模数据的处理现在已经有很多研究机构以及大学提出了不同的处理手段,典型的有Google提出的在集群上实现的Map/Reduce编程方式通过Map/Reduce编程规范应用程序编写人员只需要将精力放在应用程序本身,而关于集群的处理问题,包括可靠性和可扩展性,则交由平台来处理。Map/Reduce通过“Map(映射)”和“Reduce(化简)”这样两个简单的概念来构成运算基本单元,用户只需要提供自己的Map函数以及Reduce函数即可并行处理海量数据[5,6]。

3.4 安全控制

物联网所能提供的服务是丰富的,但也带来了不少问题,最为突出的一个问题就是安全性问题。在物联网中有很多信息是涉及到个人隐私与公共安全的,如若不对信息加以安全性控制,那么它所带来的安全隐患是不可估量的。因此要对物联网中的信息进行加密与访问权限控制设置,保护信息的安全地被使用。在物联网中的安全保护上,不但技术上要提供相应的机制,而且国家在政策法律上也要对这方面进行法律法规的完善。

4 物联网的应用前景

物联网所具有的优点,使其应用前景非常的广阔,也必将给人们的生产生活方式带来巨大的改变。如监测地震、火灾等自然灾害,通过对可能发生的自然灾害进行实时的监测,能有效地避免与处理相应灾情;智能交通的实现,对城市交通进行智能的监管与疏导,缓解城市交通拥堵等难题,并为人们出行带来便利的停车、餐饮指引等服务;智能家居的实现,通过物联网实现家用电器的自动化与远程监控等。

5 小结

本文通过对实现物联网所需要的一些关键技术进行了探讨与分析,并提出了物联网可能会带来的一些问题,展望了物联网未来的应用前景。总之,物联网的应用前景是广阔的,物联网的应用推广必将改变人类生产与生活方式,实现智慧地球的美好愿望。

参考文献

[1]Internet of the things.the first international conference on the Internetof the things[EB/OL].2008.Http://www.iot2008.org/adjunct proceedings.pdf.

[2]百度百科.物联网[EB/OL].[2011-3-23].http://baike.baidu.com/view/1136308.htm.

[4]杨倩.物联网关键技术及应用[J].电信科学,2010年S1期.

[3]任丰原,黄海宁,林闯.无线传感器网络[J].软件学报,2003,14(7):1282-1291.

[5]李建锋,彭舰.云计算环境下基于改进遗传算法的任务调度算法[J].计算机应用,2011.01:184-186.

物联网中的关键技术 第2篇

2014年中国物联网和互联网的发展关键技术

智研数据研究中心网讯：

内容提要：在未来几年，我们可以看到所有东西包括从衣服、锁和门垫等，都将有自己的方式进入互联网上，随着制造商升级他们产品的计算能力，所有产品之间相互连接将形成物联网。

近年来，有两种技术结合实现协同——云计算和移动。没有云，我们今天的许多移动app就不会存在。他们依靠现有的强大的云同步和存储技术，提供一个令人叹为观止的跨平台用户体验。基于云计算的通告是移动生态系统的一个重要组成部分。没有云计算，设备上先进的语音识别和图像处理等操作将变得无法想象。

移动设备正变得越来越强大，但是在处理能力和存储方面，他们仍然落后于桌面和服务器硬件，所以为了给用户提供他们期望的体验服务，移动设备和云之间的共生关系已经得到长足的发展。

但移动仅仅是个开始。随着处理器变得更小、更便宜、处理能力更强，他们正在寻找非传统意义上的“智能”方法进入现实世界。聪明的烤面包机已经OUT了，但是通过给家用电器和日常用品增加计算能力，并把它们连接到互联网将是一个巨大的提升。

移动计算革命和物联网相比将会变得暗淡无光，移动、云计算和智能对象的融合将给云供应商提供一个巨大的的市场。就像移动领域一样，物联网将严重依赖云计算的处理能力、存储和互联性。

今天，一个明显的例子就是PhillipsHuesystem，照明技术的进步与计算相结合赋予灯泡和一个移动app控制接口，这完全改变了我们印象中的家庭照明。

但是，智能对象的功能变化仅仅是物联网革命潜能的一小部分。智能对象将被赋予传感器，然后它将数据回传到云平台进行分析。在数以百万计的不同节点上有大量的数据流，我们拥有的关于世界多样性和精确性知识也将会爆炸式增长。云技术是唯一能适合过滤、分析、存储和访问信息的有效途径。

物联网中的关键技术 第3篇

【摘要】以实现远程医疗系统的应用和推广为目的，对远程医疗系统的研究现状进行分析，针对我国远程医疗系统发展现状，提出基于物联网的远程医疗系统关键技术选型，补充完善了基于智能手机终端的远程医疗架构，最后对远程医疗的应用情景提出设计建议。

【关键词】物联网;远程医疗系统;关键技术

1引言

随着我国经济发展和人民生活水平的提高，我们对自身健康的关注度逐渐变得更高了。目前医疗机构从及时性和覆盖面上还不能满足这种需求，我们急需一种方法，能将生理、病理信息发送到专业医疗机构那里进行诊断，并为后续治疗和护理提供有效支持。尤其是我国逐渐进入老龄社会，也对远程医疗提出越来越迫切是要求[1]。

随着无线通信技术以及传感器技术的发展，在技术上为远程医疗系统的设计与实施提供了现实的可能。如何根据当前信息化水平和基础设施，设计满足远程医疗需要的系统，成为一项重要的课题[2]。

2 远程医疗系统的研究现状

国外对远程医疗系统的研发工作比较重视，一些欧美等发达国家凭借技术和资金的实力，已经实现了较大范围的应用[3]。如美国的HPCC计划被列为信息产业九大重点项目之一，在欧洲也有数以万计的研究人员正在从事远程医疗的研究工作，用以解决日常疾病的监测与治疗，日本东芝研究的Lifeminder系统通过可以诊断一些心脑血管疾病等常见病、多发病。

在远程医疗系统研发方面，我国起步较晚，但远程医疗系统对发展速度和覆盖范围越来越大，为一些交通不便、以及行动不便的病人带来了福音[4]。

3 基于物联网的远程医疗系统关键技术选型

3.1医疗传感器模块

常见的血压传感器采用BP01型芯片，封装性良好，测量精度高。心电传感器采用AD623作为前置放大主要器件，通过滤波电路和陷波电路消除信号干扰，确保心电图的准确测量。体温传感器采用MAX6612芯片完成，具有体积小、功耗低、速度快、准确性高等特点。对于脉搏的测量可采用红外传感器进行测量，利用毛细血管对红外光的反射对传感器的影响进行测量。对病人的运动状态也可以进行测量，如MMA7260芯片，可对病人三维加速度进行测量，可对病人运动机能情况进行监测[3]。另外还有其他不同类型的专用传感器，如血糖、病原体检测等，这些传感部件既可以安装在专门的检测设备上，也可以嵌入到手环、项链、鞋帽衣物等上面，形成可穿戴医疗装置。

3.2无线个域网网通信技术

由于对人体进行生理、病理检测往往需要多个不同类型的传感装置，这些装置又处于人体的不同部位，因此需要将这些传感装置构建成无线个域网[5]。常见的技术有蓝牙通信和802.15.4/Zigbee通信标准。两者相比来说，802.15.4/Zigbee技术具有更好的抗干扰能力和纠错能力，传输速度也更快，同时该技术具有节能、干扰小等优势，目前常用的是Chipcon公司开发的CC2430芯片。

3.3智能监护终端-手机

智能监护终端的职能是将Zigbee个域网的数据信息进行收集、处理，并将其转发到医疗机构网络服务器上。这种设备最好具有便携、易操作、普及性强等特点。智能手机普及性最好，可以随身携带，是最理想的智能监护终端。使用这种终端可以将信息发送到家中电脑上，也可以直接通过移动网络发送到互联网中。对于具有Zigbee通信功能的手机可以直接选用，增加终端平台软件即可，对于一般手机，可以通过插接Zigbee通信模块的方法即可。在手机平台选型上，应优先考虑安卓系统的中低端平台，app软件设计上应考虑病人操控简便性和有效性。

图1远程医疗家庭端结构图

4 基于物联网的远程医疗系统情景设计

远程医疗系统主要包括病人主动求诊、病症触发求诊和医生问诊等工作模式[4]。

图2 远程医疗业务示意图

4.1主动求诊模式

从下图结构可以看出，病人在主动求诊时，可以将症状描述、医疗传感装置以及病历资料通过远程医疗智能处理模块发送到远程医疗服務中心，服务中心值班医生根据智能处理模块发来的数据进行分析，对病情进行初步诊断，然后通过语音与病人进行交互，进一步了解病理情况进行下一步处理。

4.2自动求诊模式

当医疗传感器装置发来的病理信息达到危重阀值时，智能处理模块可以自主发出求救信号，远程医疗中心可以根据对病人的预先登记信息进行查询，派出救护车辆进行救助处理。

4.3医生问诊模式

对一些常见慢性病来说，医生可以查阅智能处理模块发来的数据统计信息，提出医疗护理和治疗的处方，病人可以得到及时有效的建议，有助于病情处于稳定和好转的状态。病人家属也能够通过网络与医疗人员进行密切沟通，了解病情并做好护理工作。

小结

本文以物联网技术为平台，分析了远程医疗系统的应用现状，提出了远程医疗系统的技术选型和工作情景设计，进一步完善了基于智能手机终端的远程医疗系统架构设计，为远程医疗系统的技术开发提供参考。随着物联网技术的广泛应用，远程医疗系统必将对我国医疗事业做出更加突出的贡献。

参考文献：

[1]孙晓琳，张喜雨与于佳臣，远程医疗系统技术简介. 医疗设备信息，2002. 17（9）：第38-39页.

[2]张伟娜，吴美娟与王修来，移动远程医疗系统的设计与应用. 中国数字医学，2012. 07（5）：第87-89页.

[3]赵杰等，远程医疗的发展现状与未来趋势. 中国卫生事业管理，2014. 31（10）：第739-740，799页.

[4]徐金建与孙震，公立医院建设远程医疗模式探讨析. 中国数字医学，2011. 06（11）：第100-101，104页.

浅谈电力物联网建设中的关键技术 第4篇

1 通信

电力物联网是综合各种电力设备、用户的物联网, 因此, 在电力物联网的运营工程中, 需要实时、双向、集成、高速的通信系统来保障电力物联网的良好运转。只有健全、稳定、高效的通信系统, 才能保证电力物联网的各部分工作有规律、有联系的高效运营下去。没有一个健全稳定的通信系统就无法将电力物联网不同于普通电网的优点表现出来。像电网一样, 将来该通信系统也将深入到千家万户中, 电网与通信网必将结合形成一个整体, 这样的通信系统, 可以提高电网的供电的可靠性和资产利用率, 同时抵御电网受到外部环境以及内部各种因素的攻击, 提高电网稳定性。

这一方面需要两个重要的技术。首先, 一个开放的通信构架, 使电网中各个元器件单元之间能够实现无障碍通信。其次是必须具备统一的技术标准, 能够使得各种传感器、IEDS和应用之间实现完美的无缝连接, 也就是说, 各个元件之间的通信信息能够被其他元件完全“理解”。这就需要电力公司, 各个硬件和软件制造商之间的协调同步。

2 量测

参数量测是电力物联网最重要也是最基础的技术, 参数测量装置通过先进的参数检测技术将电网系统中各部分的数据准确的监测出来并转换成数据信息传送给管理系统, 有系统通过接收到的数据来判断整个电网系统的运行状况, 判断电网的健康状态。参数测量为系统评估电网设备的健康状况和电网的完整性做了不可替代的基础工作, 为系统对各个部件的工作管理、智能配电、智能补偿、防止窃电等工作起到了保障作用。

3 设备

为了保证电力物联网能够最大限度的提高输配电系统的性能, 电网系统需要广泛应用先进的设备技术。未来的电力物联网在设备选用的方向上会以超导、储能、材料和微电子等技术方面加强, 以便提高电网的供电可靠性、功率密度和电力企业的生产效率。在未来电力物联网中, 大容量存储技术、超导技术和电力电子技术是主要需推广应用的技术。例如, 在配电系统中通过引进智能电源和储能设备, 来提高电网的稳定性和推广分布式发电;通过引进和改造设备, 来提高电网的输送可靠性和容量等。

4 控制

所谓控制, 指的是通过电力物联网中的各种观测、分析和诊断预测等来采取相应措施去削减供电过程中出现的如断电、电压不稳等的硬件设备和算法。有了这些方法, 可方便系统对整个电网进行管理和配置, 并可实现对整个供电过程中对输配电设备和用户用电的控制。

在未来的控制系统中, 将会引入相应的专家分析功能对故障进行诊断和分析。在分析功能允许的范围内, 如果出现故障, 通过该功能就可以采取自动控制行动。这样执行控制行动的时间范围就会在数秒或者一秒内即可完成。这种电网的自愈性能使得电网的可靠性大大提高。当然, 如果要使用这种专家系统, 高速通信和标准通信接口必不可少, 同时还需要有大容量的存储器和高速数据分析软件的支持。

4.1 监测电网元件和收集相关数据

采用智能传感器或其他测量系统将系统各部件的工作状态进行实时掌控, 以对整个电网系统的运行状况进行评估。这些实时数据对于整个电网的运行状况的掌控能够起到很大的作用。另外, 某些先进控制技术也可采用全球定位系统以及向量测量单元等来实现对电网的早期预警。

4.2 分析数据

参数测量装置将所采集到的电网运行参数传送给系统后, 系统需要有强大的计算处理能力来准确分析电网的运行状态, 通过数据分析相应的解决措施。根据要求, 应急分析和状态评估需要在秒级的水平上完成任务, 以给系统运行控制人员可控制设备运行提供足够的响应时间。专家系统将数据转化成信息用于快速决策;电网建模和仿真使运行人员准确的模拟电网可能的场景。

4.3 对问题的诊断和解决

在计算机对整个测量系统得出的数据进行处理以后, 专家系统再对已有的, 潜在的和正在逐步发展的各种问题进行诊断并提出修改方案, 然后再由操作人员具体执行。在给控制装置发送动作信号的同时, 把同样的信号发送给运行人员。因此, 控制系统所收集的数据不但对自身的控制决策、控制结果有作用, 对系统运行人员的工作也有很大的帮助, 这些数据往往能够辅助运行人员在更短的时间内做出正确合理的决策。

5 支持

电力系统的输出数据往往是运行人员无法读取的代码, 需要由决策支持技术将这些复杂的数据转化成系统运行人员可读的信息。各种虚拟现实技术以及动态着色、动画技术乃至数据展示技术, 对于工作人员获取、分析和解决问题都会带来极大的帮助。大部分时候, 工作人员做出具体的解决措施的时间将会大大减小, 从小时级缩短为分钟级、秒级。这种需求保证了整个电力物联网要有实时无缝的系统应用。

(1) 可视化:决策支持技术将数据裁减成按技术分类、按时间段分类且是格式化的电网运行人员可读的数据块, 方便电网运行人员迅速分析和做出处理措施。

(2) 决策支持:通过分析电网各部分的运行状况, 确定或预测电网可能会出现的问题, 将相关信息传递给系统工作人员, 同时为工作人员提供各种选择, 并告诉工作人员这些选择的成功概率。

(3) 调度员培训:针对可视化、决策支持等技术对电网运行人员进行相关的培训, 培养其对相关软件和动态仿真器的使用, 提升运行人员的技能水平。

(4) 用户决策:用户在需求方系统通过非常友好的界面提供信息以后, 就可以及时决定对电力的存储和使用。

在目前电网中已经存在一定程度的物联网技术应用, 但是现在还存在很多的问题, 这些问题主要集中在两个方面。第一, 现场数据采集的广度和精度还远远不够。现在的电力物联网, 对现场数据的采集还存在较大的不足, 一方面由于传感器网络的构架还远远不够, 导致测量数据较少, 另一方面传感器技术的不足限制了传感器感知的数据精度。第二, 目前不规范、不统一的系统接入形式和通信方式造成了数据汇集、处理、分析过程中的诸多问题, 而且为电力企业的建设带来了成本的问题, 同时降低了整个通信能力的可靠性。

6 结语

物联网亟待解决的关键问题 第5篇

物联网产业将是万亿元级规模的产业，也是把“双刃剑”。物联网推动经济和社会发展的同时，将对国家安全问题提出挑战。因为物联网将涵盖的领域包括电网、油气管道、供水等民生和国家战略，甚至包括军事领域的信息与控制。物联网让世界上的万事万物都能参与“互联互通”，不能再采取物理隔离等强制手段来人为地干预信息的交换，对一个国家或单位而言，也就意味着没有任何家底可以隐藏。

在网络社会里，任何一个都可以通过一个终端进入网络，网络中的不法分子和网络病毒已严重威胁着我们网络的安全，黑客恶意攻击政府网站，导致信息泄露，危害国家利益。物联网络是全球商品联动的网络，一旦出现商业信息泄露，将造成巨大的经济损失，危及国家经济安全。

如何保证商业机密、地方政府甚至国家的机密不被泄漏已成为一道难题，这将严重威胁国家的安全。由于发达国家在技术人才储备、基础设施建设和技术利用上往往占有优势，因此，虽然理论上世界上各个国家在物联网面前都是平等的，但实际上存在着发展上的不平衡，彼此面临的国家安全问题并不对等，发展中国家有更多的忧患。

大型企业、政府机构与国外机构进行项目合作，如何确保企业商业机密、国家机密不被泄漏，这不仅是一个技术问题，且涉及国家安全问题，必须引起足够重视。如果IBM“智慧地球”实施，如何保证涉及国家安全的信息不被泄漏，如何保证企业商业机密、地方政府甚至国家机密不被泄漏，都是摆在面前的首要问题。

二、标准体系问题

标准是对于任何技术的统一规范，如果没有这个统一的标准，就会使整个产业混乱、市场混乱，更多时候会让用户不知如何去选择应用。从互联网的发展历程来看，统一的技术标准和一体化的协调机制是导致现在互联网能遍布全球的重要原因。标准化体系的建立将成为发展物联网产业的首要先决条件。

物联网，谁掌握标准谁主动。国际标准方面，物联网的国际标准化工作分散在不同的标准组织。不同标准组织的工作侧重点不同，也有少量重叠和交叉，标准化工作也处于不同的阶段。目前已经积极开展与传感网相关的标准化工作的主要标准组织包括IS0/IEc JTCI WG7、ITU-T、IETF、IEEE802,15、IEEE 1451、ZigBee等。

2008年6月，首届IS0/IEC传感网国际标准化大会在中国召开，中国代表提出的传感网体系架构、标准体系、演进路线、协同架构等代表传感网发展方向的顶层设计被ISO/IEC国际标准认可，已纳入ISO/IEC SGSN总体技术文档中。2009年10月，由中国、美国、韩国、德国、法国、英国等国家联合成立了ISO/IEC JTCl传感网标准工作组WG7，物联网的标准化涉及网络的不同层面不同环节，涉及各类传感设备和网元的互联互通和互操作，因此物联网的标准化是物联网发展的关键要素。

物联网是一个多设备、多网络、多应用、互联互通、互相融合的一个大网，这里面既有传感器、计算机，又有通信网络，需要把所有这些系统都联在一起，因而，所有的接口、通信协议都需要有国家标准来指引。由于各行业应用特点及用户需求不同，国内目前尚未形成统一的物聯网技术标准规范，这成为了物联网发展的最大障碍。

从技术上讲，物联网应用包括三个层次：一是传感网络，即以二维码、RFID、传感器为主，实现“物”的识别。二是传输网络，即通过现有的互联网、广电网络、通信网络或未来的NGN网络，实现数据的传输与计算。三是应用网络，即输入输出控制终端，可基于现有的手机、PC等终端进行。

由此可以看到，物联网是建立在多种行业多种标准共存的异构网之上，实现各种不同需要的数据、图像和声音间的通信。而这些成熟的网络如何完成物联网对它的要求，这就是一个完整的标准体系的问题，标准的制定将是一个长期探索和不断完善的过程。

虽然当前世界上有相当数量的国家和技术力量正在积极地从事着物联网方面的研究工作，但物联网本身还存在着亟待解决的缺乏完整的标准体系问题。当前应尽快明确一个统一合理的标准，这已经成为“物联网”发展的一个关键因素。

目前，我国物联网技术的研发水平已位于世界前列，在一些关键技术上处于国际领先，与德国、美国、日本等国一起，成为国际标准制定的主要国家，逐步成为全球物联网产业链中重要的一环。在物联网的基础标准领域，中国要积极参与制定国际标准，并按照国际标准建设国内的物联网，同时，尽快着手制定物联网相关标准体系，坚持国际标准和国内标准同步推进的原则，着手研究和制定我国物联网标准，统一技术和接口标准，进一步确立并扩大我国在物联网领域国际标准制定上的发言权。

三、信息安全问题

信息是有价值的，物联网中所包含的丰富信息也不例外。随着物联网为代表的新技术的兴起，信息安全也正告别传统的病毒感染、网络黑客及资源滥用等阶段，迈进了一个复杂多元、综合交互的新时期。

基于射频识别技术本身的无线通信特点和物联网所具备的便捷信息获取能力，如果信息安全措施不到位，或者数据管理存在漏洞，物联网就能够使我们所生活的世界“无所遁形”。我们可能会面临黑客、病毒的袭击等威胁，嵌入了射频识别标签的物品还可能不受控制地被跟踪、被定位和被识读，这势必带来对物品持有者个人隐私的侵犯或企业机密泄漏等问题，破坏了信息的合法有序使用的要求，可能导致人们的生活、工作完全陷入崩溃，社会秩序混乱，甚至直接威胁到人类的生命安全。

因此，有关部门要吸收互联网发展过程的经验和教训，做到趋利避害，未雨绸缪，尽早研究物联网技术推广应用和物联网产业发展过程中可能遇到或发生的新问题、新情况，制定有关规范物联网发展的法律、政策，通过法律、行政、经济等手段，有效调节物联网技术引发的各种新型社会关系、社会矛盾，规范物联网技术的合法应用，为我国物联网产业的发展提供有效的法律、政策保障，使我国的物联网真正发展成为一个开放、安全、可信任的网络。

四、商业模式完善问题

物联网召唤着新的商业模式。物联网作为一个新生事物，虽然前景广阔、相关产业参与意愿强烈、发展很快，但其技术研发和应用都尚处于初级阶段，且成本还较高。虽然已出现了一些小范围的应用实践，如国内在上海建设的浦东机场防入侵系统、停车收费系统以及即将服务于世博会的“车务通”、“e物流”等项目，但是物联网本身还没有形成成熟的商业模式和推广应用体系，商业模式不清晰，来形成共

赢的、规模化的产业链。

物联网分为感知、网络、应用三个层次，在每一个层面上，都将有多种选择去开拓市场。这样，在未来物联网建设过程中，商业模式变得异常关键。虽然物联网市场前景广阔，但是整个行业目前尚未出现稳定和有利可图的商业模式，也没有任何产业可以在这一点上统一引领物联网的发展浪潮。

物联网涉及终端制造商、应用开发商、网络运营商、系统集成商、最终用户等多个环节。例如在应用环节，物联网耦合度低、附加值低、同质化竞争严重。应用开发商未降低开发成本，往往绑定上游供货商，缺乏竞争机制。其它三个环节也存在一些问题。原有的商业模式需要更新升级来适应规模化、快速化、跨领域化的应用，而更关键的是要真正建立一个多方共赢的商业模式，这才是推动物联网能够长远有效发展的核心动力。

物联网产业链涉及范围广，运营商要通过平台、标准等发挥在产业链中的核心及主导作用，充分调动各方积极性，才能争取更多的主动权。要实现多方共赢，就必须让物联网真正成为一种商业的驱动力，而不是一种行政的强制力，让产业链内所有参与物联网建设的各个环节都能从中获益，获取相应的商业回报，才能够使物联网得以持续快速地发展。

在商业模式上，根据运营主体来分，分成电信自营业务、虚拟运营商业务和合作运营业务。运营商可以采用开放的物联网商业运作模式。对于标准化数据传输业务应采用电信自营方式，利用运营商自有管道、自有应用系统与管理平台直接面向客户进行销售、安装、维护。对于有较强行业壁垒的客户群，当虚拟运营商具备较大行业资源优势时，可以充分发挥虚拟运营商的能力，合力推广，实现共赢。对于专业特性强，而SP具有丰富經验的行业，运营商应采用合作运营的方式。

物联网及其关键技术 第6篇

1 物联网概念

所谓物联网又称传感网,即Internet of Things(IOT)。1999年在美国召开的移动计算机和网络国际会议上首次被提出,2005年在突尼斯举行的信息社会世界峰会上,国际电信联盟(ITU)发布了《ITU互联网报告2005:物联网》正式提出了物联网的概念[1]。物联网主要完成物品到物品(Thing to Thing,T2T),人到物品(Human to Thing,H2T),人到人(Human to Human,H2H)间的互连。物联网是在计算机互联网基础上利用射频识别(RFID)技术、无线通信技术、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监测和管理的一种网络。在这个网络中物品间能够进行交流而无需人工干预。

2 物联网技术体系

物联网的网络结构主要分为3层,自下而上分别为:感知层、网络层、应用层,如下图所示。

(1)感知层:

由各种具有感知能力的设备组成。包括二维码、读写器、摄像头、RFID、全球定位系统、传感器和M2M(Machine to Machine)终端、传感器网络和传感器网关等,解决如何感知和识别物体,采集和捕获信息。

(2)网络层:

包括各种通信网络与互联网形成的融合网络,不但要具备网络运营能力,还要提升信息运营的能力,包括传感器管理、利用云计算能力对海量信息的分类、聚合和处理。

(3)应用层:

将物联网技术与行业专业技术相结合,实现广泛智能化应用的解决方案集。关键问题在于信息的社会化共享,以及信息安全的保障[2]。

3 物联网关键技术

物联网的核心技术主要有:英特网技术、无线通信技术、嵌入式技术、信息安全技术、传感器网络技术、RFID/EPC技术和PML技术等。其中传感器网络技术、RFID技术、PML技术等为其关键技术。

3.1 传感器网络技术

早期物联网指的是传感器网络,所以传感器网络是物联网的核心。其主要解决物联网中的信息感知问题。传感器网络通过动态自组织方式协同感知并采集网络覆盖区域内被查询对象或事件的信息,用于跟踪监控和决策支持等,“自组织”“微型化”和“对外部世界具有感知能力”是传感器网络的突出特点。传感网只是物联网感知获取信息的一种重要技术手段,不是物联网所涉及技术的全部,不能因为传感网在物联网中的核心地位,或者从局部利益或个人目的角度出发将物联网等同于传感器网络[3]。

优秀的无线传感器网络的路由协议应具有能量高效性、可扩展性、鲁棒性和低延时性[4]等性质。其协议分为:以数据为中心的路由协议,如SPIN、Directed Diffusion;基于集群结构的路由协议,如LEACH、TTDD;基于地理信息的路由协议,如GPSR[5]、GEAR[6];基于QoS的路由协议,如SPEED、RPAR等。

GPSR的优点是:采用局部最优的贪婪算法,节点不需要了解全网的拓扑结构,减小了路由的开销。缺点是:该算法需要其他定位方法来获取节点的地理位置信息。节点需要维护邻居节点的位置信息。当网络通信量不平衡时,会破坏网络的连通性,从而难以进行路由。

当出现当前节点到目的节点的距离比任何邻居节点都短时,会导致数据无法传输。解决方法是采用边界转发。边界转发采用右手法则,如图2所示,转发的具体方法如图3所示。

GEAR的优点是:利用地理位置且考虑了节点的消耗与剩余能量,路由选择可以达到局部最优,且使用区域递归算法对泛洪进行补充。缺点在于:可能会出现路由空洞,路由开销较大,且不适合在节点移动的无线传感器网络中用。

设Ni为当前节点的邻居,R为目标区域的中心位置。则节点到达目标的实际代价为

F(Ni,R)=α·Energy_cost(Ni,R)+(1-α)+(1-α)·Left_Energy(Ni) (1)

估计代价为

F(Ni,R)=α·Distance(Ni,R)+(1-α)·Left_Energy(Ni) (2)

当节点邻居节点传输的代价比本地节点大时,会出现路由空洞,数据无法传输,这时选择邻居节点中代价最小的作为转发节点。这时本地节点的转发代价为

F(N,R)=F(Nmin,R)+C(N,Nmin) (3)

其中,C(N,Nmin)为数据从本地节点到代价最小节点的代价。

3.2 RFID/EPC技术

RFID是Radio Frequency Identification的简称,EPC则是Electronic Product Code的简称,EPC的载体是RFID电子标签,并借助互联网实现信息传递。EPC旨在为每一件单品建立全球、开放的标识标准,实现全球范围内对单件产品的跟踪与追溯。

EPC/RFID电子编码与标签技术是物联网中非常重要的支撑性技术,结合EPC/RFID技术和已有的网络技术、数据库技术、中间件技术等,构筑一个由大量联网的阅读器和无数移动标签组成的,比Internet更庞大的物联网成为RFID技术本身发展的趋势。通过RFID阅读器将物品的属性信息自动采集到系统中,实现对物品的自动识别;并按照一定的要求完成数据格式转换,通过无线数据通信网络把它们传递到数据处理中心,便于后续的透明管理[3]。

EPC网络包括实体和内部层次、商业伙伴之间的数据传输层和其他应用服务层[7]。其网络体系结构,如图4所示。

3.3 PML技术

PML是Physical Markup Language的简称,是基于广为接受的可扩展标识语言(XML)发展而来的。PML提供了一个描述自然物体过程和环境的标准,并可供工业和商业中的软件开发数据存储和分析工具使用。它将提供一种动态的环境,使与物体相关的静态、暂时、动态和统计加工过的数据可以互相交换。物联网中任何单品的有用信息描述都可以用实体标记语言这种新型的标准计算机语言书写,它将会成为描述所有自然物体过程和环境的统一标准而得到非常广泛的应用。

3.4 云计算与海计算技术

云计算提出已经有一段时间了,而海计算是比较新的概念。海计算的概念最早由腾讯提出,后来中科院提出将其应用在物联网领域。其主要指计算而不是完全交由后台服务器集群完成,前端也有一定的计算能力,这样可以保证数据不会存在很大的时延与滞后。

物联网需要一个海量的数据库和数据平台把数据信息转换成实际决策和行动。若所有的数据中心都各自为阵,数据中心的大量有价值信息就会形成信息孤岛,无法被有需求的用户有效使用。云计算试图在这些信息孤岛之间通过提供灵活、安全、协同的资源共享来构造一个大规模、地理上分布的、异构的资源池,包括信息资源和硬件资源,再结合有效信息生命周期管理技术、节能技术。然而,对于比如某路口车流信息或是某海岸海水涨落的监测等对即时性要求比较高的应用,可以采取“云海结合”的办法,让前端监测器处理一小部分即时数据,这样可以保证数据不是全传输给后台处理而造成时延。

4 物联网的发展与存在的问题

4.1 未来物联网的发展

根据电信网和传感网的发展趋势,物联网的演进分为两种模式,即电信网主导模式和传感网主导模式。电信网主导模式由传统的电信运营商主导,推动物联网的发展;以传感网为主导的模式是以传感网产业为主导,逐步实现与电信网络的融合,如图5所示。

目前,由于传感器的研发瓶颈制约了物联网的发展,应当大力加强传感网络的发展,但从战略角度看,针对未来会出现的信息安全和隐私的保护问题,却应当选择电信网主导的模式,因为通信产业具有强大的技术基础、产业基础和人力资源基础,能实现海量信息的计算分析,保证网络信息的可控可管,最终保证在信息安全和人们的隐私权不被侵犯的前提下实现泛在网络的通信。

4.2 物联网存在的问题

4.2.1 技术标准的协调统一

物联网发展过程中,传感、传输、应用各个层面会有大量的技术出现,可能会采用不同的技术方案。尽快统一技术标准,形成一个管理机制,这是物联网面对的问题。

4.2.2 政策和立法支持

物联网技术是国家战略新兴技术,对国家的战略和可持续发展具有重要意义,出台相关的可行性产业扶持政策是中国物联网产业谋求突破的关键因素之一。特别是在金融、交通、能源等关系国民经济发展的重要行业应用领域,政策导向性对产业发展具有重要影响作用。“政策先行”将是中国物联网产业规模化发展的重要保障。

4.2.3 技术突破

突破物联网核心技术和重大关键共性技术,实现科技创新。加强行业和领域物联网技术解决方案的研发和公共服务平台建设,引导产业链上下游的协作,面向重点业务应用,协同开展物联网重大技术攻关和应用集成创新,形成具有自主知识产权的产品和技术品牌。重点发展高端传感器、MEMS、智能传感器和传感器网络节点、传感器网关、超高频RFID、有源RFID和RFID中间件产业等,重点发展物联网相关终端和设备以及软件和信息服务。

4.2.4 安全问题

物联网既给生活带来了诸多便利,但也使得人们对它的依赖性越来越大。如果物联网被恶意的入侵和破坏,那么个人的隐私和信息就会被窃取,更不必说国家的军事和财产安全。目前物联网面对的安全问题主要有:信号的泄露和干扰、节点伪装、数据融合与安全、数据传送安全以及应用安全等。面对种种已知的和未知的安全问题,如何应对成了物联网今后发展的一个瓶颈同时也是一个重大突破口。

5 结束语

物联网技术构成与关键技术探析 第7篇

1物联网的基本信息技术及系统构成

1.1物联网的基本概念属性

所谓物联网,就是将各种传感器系统与信息设备接入互联网当中,以此形成一个巨大的智能化网络系统,为用户和企业单位提供生活与工作上的便利,切实满足用户的实际要求。在物联网的构建与设置过程中,应当明确认识到,传感器设备与传感器系统的选择是具有方向性的,在选择系统设备的过程中应通过物通信模式进一步确定传感器系统设备的实际效果,确保构建好的物联网能够形成无线自组织的网络形式,例如:射频标签阅读装置、有传感器网络、二维码识别设备、条码识别设备、全球定位系统等。物联网是由很多先进技术综合构成的,在物联网的运作过程中,系统的核心组成部分就是传感器技术的应用。物联网在正常运作过程中,主要目标是使任何人能够在任何时间、任何地点通过任何途径进行连接与交流,以此体现出物联网的基本属性。现阶段,国内物联网在实践应用过程中充分体现出了收集性、集中性、通信性以及计算性的属性特点,这也是物联网能够在市场上广泛发展与应用的重要因素。

1.2物联网的体系构成

物联网在体系构成上可以归纳为以下几个方面的内容:感知系统的感知性能、互联网的信息传递性能、接入系统的信息接入性能、应用系统的实际应用性能以及服务管理系统的管理控制性能。对于感知系统来说,物联网系统的主要功能是利用各种传感器对周围的环境状态、物质属性、行为状态等因素进行物理量信息的获取,以此为进一步的状态辨识提供可靠的数据支持;接入系统主要的功能是将感知系统所获取的信息转移到互联网当中;互联网在物联网系统的应用过程中,主要是利用IPv6/IPv4等软件设备构建一个相互共享的智能化信息数据交流平台,以此实现各单位信息的整合与应用;服务管理系统的主要功能是通过计算机的智能化管理模式,将互联网中各个单位的大量信息数据加以管理和控制,使用户在利用信息的过程中能够获得更大的便利。

2传感器网络的关键技术

2.1网络接入技术

在物联网的实践应用过程中,数据信息能否稳定持续地保持良好的网络接入状态,取决于网络接入技术的实际应用效果。如果网络接入环节出现了明显的短路或异常情况,那么用户的大量数据信息就很容易出现丢失或者损坏的情况,不能有效做到数据信息的实时性,这将会导致一系列严重的问题,更会影响到物联网的工作质量与实际工作效率。因此,网络接入技术的好坏就会直接影响到物联网的实际应用情况。对于物联网网络的接入方式来说,传统的物联网网络接入技术主要是通过网关来决定和完成的,因此,对于网络接入技术而言,在实践应用过程中需要将终端感知网络与服务器相互连接,例如TD-SCDMA的蜂窝式网络、GSM、WLAN、Intenrent以及WPAN的专用无线式网络等。

2.2智能信号处理技术

在数据信息的采集过程中,技术人员还需要采用初始数据处理方式,对这些数据信息相关联的目标事物进行准确判定,以此得到与目标事物相互关联的数据信息。在数据信息的处理过程中,技术人员首先需要从数据信息中分析出量测值,通过对原始信号进行计算,利用先进的信息提取技术进一步获取原始信号当中的数据信息,在经过筛选与提取后充分提高数据信息的精确值。处理好数据信号以后,还需要在影射空间内进行各类数据信号的转换,使相应的以及具有相关特征的数据信号能够对号入座,准确找出与之相对应的物理事件。智能信号处理技术在实践应用过程中需要利用信号的干扰技术、滤波技术以及分离技术,根据信息处理的具体特征,准确在节点上实现优质化的信息处理。同时也可以在基站上实现信息数据的处理。利用这种信号处理技术,优点是能够在信息的整理过程中有效达到实时性,充分降低数据信息的流失,减少信息数据传输的能量损耗。但是,通过对我国现阶段的智能信号处理技术进行实践研究可知,该技术在应用过程中节点资源较为有效,这就导致低算法、复杂程度较高的问题情况时有发生,技术操作人员的工作难度更是大大增加。因此,技术人员在采用这一方法的过程中,应具体考虑到信息流失量以及能量消耗情况,经过准确计算与研究后,谨慎采用智能信号处理技术。

2.3智能感知技术

物联网作为我国现阶段应用范围较广的一类优质化网络系统应用技术,其最基本的工作环节就是对目标信息进行采集,通过进行物与物、物与人之间的联系,进一步提升传感器系统设备的整体使用效果。在进行数据信息的收集与传输的过程中,技术人员及用户通常都会安装MCU控制器、操作系统以及嵌入式系统,通过这些系统设备,用户可以更加简便、高效地操作物联网的传感器设备,促使采集设备在使用过程中实现高性能、造价低、操作性强的实践应用特点。在物联网的数据信息采集过程中,该技术对数据信息具有全面性、广泛性以及微观形的操作特点,用户或技术人员必须做到信息数据的全面化收集,这样才能更加客观、正确地对温度、光照度、湿度等物理量做出准确计算与研究,以此达到详细的数据信息收集效果。在这个过程中,物联网的智能感知技术是必不可少的,传感器技术的实践应用优势也得以充分体现。

3结语

综上所述,物联网是由多种先进技术综合而成的优质化、现代化网络技术,在实践应用过程中数量多、应用效果较为复杂,具有显著的科学研究价值与实际应用价值。随着我国计算机科学技术的高速发展,互联网时代下的网络应用技术已经成为人们所关注的重点内容,而物联网技术又是网络技术和多种应用型技术的融合,物联网技术的普及,不仅能够做到人与物的信息交流、人与人的信息交流、物与物之间的相互关联,还能充分推动我国现代化科学技术的开发与利用,这对于我国社会科学技术的发展具有重要意义。

参考文献

[1]朱洪波,杨龙祥,朱琦.物联网技术进展与应用[J].南京邮电大学学报(自然科学版),2011(1):1-9.

[2]王保云.物联网技术研究综述[J].电子测量与仪器学报,2009(12):1-7.

[3]孙其博,刘杰,黎羴,等.物联网:概念、架构与关键技术研究综述[J].北京邮电大学学报,2010(3):1-9.

物联网的关键技术与应用 第8篇

(江苏省淮阴工学院淮安223003)

摘要物联网的出现改变了之前的传统网络应用。针对这一现象,本文对物联网的概念做了介绍,并在此基础上对物联网的体系结构及关键技术做了讨论分析。最后,对物联网的典型应用及安全问题进行了探讨。

关键词物联网射频识别传感器网络业务应用

1 物联网概念与结构

物联网(Internet of Things)是在计算机互联网的基础上构造的一个覆盖世界上万事万物的网络。其定义是通过射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,根据约定的协议,将所有物品与互联网相连接,进行信息交换和通信,实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。从而使得人类在信息与通信世界里获得一个新的沟通维度,从任何时间任何地点的人与人之间的沟通连接扩展到人与物和物与物之间的沟通连接。

物联网的网络结构大体上可以分为3层,包括感知层、网络层、应用层3个组成部分。

感知层,又叫传感层,可以当成是物联网的皮肤和五官,用于采集信息和识别物体。主要由各种具备感知能力的设备组成,包括二维码标签和识读器、RFID标签和读写器、摄像头、GPS、传感器、M2M终端、传感器网络等。在这个层次主要是实现对物体的感知和识别。

网络层是物联网的大脑神经中枢和信息处理中心。将从感知层获取的相关信息通过各种物联网网关、M2M终端设备,共享式网关等,交由相应的网络实现信息传递和处理。网络层包括通信与互联网的融合网络、网络管理中心、信息中心和智能处理中心等。

应用层是物联网的综合业务处理系统,通过与行业专业技术的深度融合,并结合行业需求,实现行业的智能化过程,提供专业的系统应用服务和解决方案。

2 物联网的关键技术

物联网体系架构中3个层次所涉及的关键技术是物联网最终实现并得以实施的重要保证。

2.1 RFID技术

射频识别(RFID)技术是一种非接触式的自动识别技术,通过射频信号自动识别对象并获取相关数据。RFID为物体贴上电子标签,实现高效灵活管理,是物联网最关键的一个技术。典型的RFID系统由电子标签、读写器和信息处理系统组成。当带有电子标签的物品通过特定的信息读写器时,标签被读写器激活并通过无线电波将标签中携带的信息传送到读写器以及信息处理系统,完成信息的自动采集工作。信息处理系统根据需求承担相应的信息控制和处理工作。

2.2 传感节点技术

传感器主要负责物联网信息的采集,实现对现实世界的感知,是物联网服务和应用的基础。物联网中的传感器节点由数据采集、数据处理、数据传输和电源构成。节点具有感知能力、计算能力和通信能力,也就是在传统传感器基础上,增加了协同、计算、通信功能,构成了传感器节点。大量部署在监测区域内的传感器节点构成的无线网络系统则为无线传感网。它主要是通过各节点相互协作地感知、采集和处理网络覆盖区域的监测信息,并发布给观察者。通常被用来监测在不同地点的物理或者环境参量,如光、温度、湿度、声音、震动、压力、运动或者污染等。

2.3 网络技术

物联网在感知层获得大量数据后要进行远距离的传输,此时移动网络将是最主要的接入手段。互联网络作为物联网的通道,要保证信息有序正确的流送,就依赖于安全可靠的中间传输机制。随着物联网应用的发展、终端数量的增长,会产生非常庞大的数据流,在应用层就需要引入云计算中心处理海量信息,进行辅助决策。云计算作为一种虚拟化、硬件/软件运营化的解决方案,可以为物联网提供高效的计算、存储能力,为泛在链接的物联网提供网络引擎。

此外,物联网中涉及关键技术还有中间件、客户端软件、用户卡鉴权和安全、远距通信(移动网/互联网等)、安全和隐私等。

3 物联网的典型应用

按照技术特征,可以把物联网的业务分为4类,分别是身份相关业务、消息汇聚类业务、协同感知类业务、泛在业务。去年的中国国际信息通信展上,中国移动的物联网展台展出了物流信息化、企业一卡通、公交视频、校讯通、手机购电手机钱包等主题;此外物联网还在更多领域具有广泛用途。

3.1 智能家居

智能家居产品融合自动化控制系统、计算机网络系统和网络通讯技术于一体,将各种家庭设备(如音视频设备、照明系统、窗帘控制、空调控制、安防系统、数字影院系统、网络家电等)通过智能家庭网络联网实现自动化,用户可以实现对家庭设备的远程操控。与普通家居相比,智能家居不仅提供舒适宜人且高品位的家庭生活空间,还可以根据用户生活习惯有效的减少能源浪费;更可以实现智能的家庭安防系统,提供全方位的信息交互功能。

3.2 智能城市

智能城市包括对城市的数字化管理和城市安全的统一监控。前者利用“数字城市”理论,基于3S等关键技术,深入开发和应用空间信息资源,建设服务于城市规划、城市建设和管理,服务于政府、企业、公众,服务于人口、资源环境、经济社会的可持续发展的信息基础设施和信息系统。后者基于宽带互联网的实时远程监控、传输、存储、管理的业务,利用2/3G网络将分散、独立的图像采集点进行联网,实现对城市安全的统一监控、统一存储和统一管理、为城市管理和建设者提供一种全新、直观、视听觉范围延伸的管理工具。

3.3 智能环保

智能环保通过对地表水水质的自动监测,可以实现水质的实时连续监测和远程监控,及时掌握主要流域重点断面水体的水质状况,预警预报重大或流域性水质污染事故,解决跨行政区域的水污染事故纠纷,监督总量控制制度落实情况。

4 结束语

物联网使物品和服务功能都发生了质的飞跃,这些新的功能将给使用者带来进一步的效率、便利和安全,由此形成基于这些功能的新兴产业。与此同时,在物联网的发展中,一些问题的存在也不容忽视。如安全问题,物联网的政策与法规,技术标准的统一与协调以及管理平台的形成等。

参考文献

[1]何可.物联网关键技术及其发展与应用.射频世界.2010,(1)

[2]马华兴.解惑3G业务:概念、实现和规划.北京:北京邮电大学出版社,2006

[5]ITU-T Y.2002(Y.NGN-Ubi Net).Overview of Ubiquitous Networking and Its Support in NGN.2009

摘要：物联网的出现改变了之前的传统网络应用。针对这一现象,本文对物联网的概念做了介绍,并在此基础上对物联网的体系结构及关键技术做了讨论分析。最后,对物联网的典型应用及安全问题进行了探讨。

关键词：物联网,射频识别,传感器网络,业务应用

参考文献

[1]何可.物联网关键技术及其发展与应用.射频世界.2010,(1)

[2]马华兴.解惑3G业务:概念、实现和规划.北京:北京邮电大学出版社,2006

[3]中国移动.物联网演进蓝图.2009

[4]中兴通讯.物联网平台技术白皮书.2009

物联网发展阶段及其关键技术 第9篇

“物联”是继计算机、互联网之后世界信息革命的第三浪潮。一方面,物联网可以提高经济效益,大大节约成本;另一方面,物联网又可以推动经济技术的研发。现在全球各个国家都在争先恐后对物联网进行研究和开发,希望在这个领域取得话语权。

1995年,比尔·盖茨在《未来之路》一书中曾经提及物联网的概念。不过,“物联网”概念的真正提出是由麻省理工学院Kevin Ashton在1999年提出的,“物联网”被定义为:把所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来,实现智能化识别和管理。2005年,国际电信联盟(ITU)发布了一份题为《The Internet of things》的年度报告,正式将“物联网”称为“the Internet of Things”。

1 物联网发展阶段

物联网从无到有,再到发展壮大都需要经过一定的历史时期。物联网一般要经历下面几个阶段。

(1)物联网为孤岛方式

这个阶段是物联网的起始阶段,物联网是传感网,不接入互联网。主要进行实验以及为了某种特殊用途而建立起来的传感网。物联网是传感网,只是给人们生活的环境中的物体安装传感器,这些传感器可以很好地帮助我们认识环境,这个传感网不接入互联网,例如上海浦东机场的传感器网络。其本身并不接入互联网,却号称是中国第一个物联网。物联网与互联网是相对独立的两个网络。

(2)物联网与互联网相互融合

物联网研究与开发不断向前推进,物联网不再是全新的网络,不再是独立的网络,它要借助于互联网的优势来发展自己,互联网毕竟发展到今天依然这么兴盛,而且还再不断的状大中,这和互联网本身的功能、技术是分不开的。物联网也可以认为是互联网发展的自然延伸和扩张,是互联网的一部分。互联网是可以包容一切的网络,将会有更多的物品加入到这个网络中,也就是说,物联网是包含互联网之中的。

(3)物联网是泛在网络

随着物联网技术的成熟以及各方面的标准的出台,未来的互联网将会是物联网的一部分。人,物品随时随地都被身边的物联网所包围,人可以随时随地与想要进行信息交流的人或物进行信息交换。这个阶段的物联网就是泛在网络。泛在网即为物联网和互联网发展的终极目标---人类可以随时、随地,使用任何网络,联系任何的人或物,达到信息的交互的自由。

2 物联网的工作原理

物联网由EPC(产品电子代码)标签、解读器、分布式Savant软件系统、Internet、ONS(Object Naming Service)服务器、PML(Physical Markup Language)服务器以及众多数据库组成。各部分之间分工合作,通过传送、感应、管理等过程,实现物与物之间的感知,因此,物联网又称传感网。

2.1 概念

EPC编码是由一个标头和另外三段数据组成的一组数字,这三段数据依次为厂商识别代码、对象分类代码以及序列号。

解读器是使用多种方式与标签交换信息的设备,主要负责将接收到的射频信息转换为相应的数据信息。

分布式Savant软件系统是处于解读器与Internet之间的中间件。解读器把传感器和电子标签的信息读取出来,送到Savant,数据经过Savant处理后,传送到Internet。

所谓ONS,是指对象名称解析服务,是一种全球查询服务,可以将EPC编码转换成一个或多个Intemet地址,从而为Savant系统指明如何找到此编码对应的货品的详细信息。

所谓PML,是指物理标记语言。PML服务器是提供与ID相关联信息的服务器,其主要存储的内容有:每个生产商产品的原始信息,如产品EPC、产品名称、产品种类、生产厂商、产地、生产日期、有效期、是否是复杂产品,主要成分等;产品在供应链中的路径信息,如单位角色、单位名称、仓库号、读写器号、时间、城市、解读器用途以及时间等库存信息。

2.2 工作原理

如图1所示,首先,解读器通过射频信号读取EPC标签中的信息,得到一连串EPC数据,并且将其传入分布式Savant软件系统。Savant具有数据平滑、数据校验以及数据暂存等功能,由Savant将相应EPC信息传给ONS服务器,找到该EPC对应的IP地址,然后ONS服务器指示Savant到一个保存着产品文件的PML服务器查找相关的物品信息,找到的相应文件信息可以由Savant复制,经过Savant处理后,将其传送到Internet,从而相应文件中的产品信息就能够传送到供应链上。

3 物联网的关键技术

3.1 无线射频识别技术RFID

无线射频识别技术(Radio Frequency Identification,RFID),一种非接触式的自动识别技术。它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关的数据,识别工作无须人工干预,可工作于各种恶劣环境。RFID是一种简单的无线系统,用于控制、检测和跟踪物体。RFID系统一般由阅读器、应答器(标签)和应用系统三部分组成。

RFID技术的基本工作原理:当标签进入磁场后,接收解读器发出的射频信号,凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息(Passive Tag,无源标签或被动标签),或者主动发送某一频率的信号(Active Tag,有源标签或主动标签);解读器读取信息并解码后,送至中央信息系统(即Savant系统)进行有关数据的处理。

3.2 智能嵌入式技术

嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,软硬件可裁剪,适用于应用系统对功能、对可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。嵌入式系统是以软硬件一体的,以软件为主。它一般由以下几部分组成:嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等,用于实现对其他设备的控制、监视或管理等功能。

嵌入式技术是在Internet的基础上产生和发展起来的。智能嵌入式技术目前主要应用于信息家电,在家庭智能管理、交通管理、环境工程与自然、电子商务等方面都得到了长足的发展。智能嵌入式技术应用前景非常广阔,在物联网中应用也会越来越广泛,就像RFID技术。

3.3 传感器与无线传感器网络

(1)传感器

人类通过身体的感觉器官来获取外部信息,传感器就是人类感觉器官的延伸。传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将检测感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。

(2)无线传感器网络

无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)是集分布式信息采集、信息传输和信息处理技术于一体的网络信息系统。以其低成本、微型化、低功耗和灵活的组网方式、铺设方式以及适合移动目标等特点受到广泛关注。

无线传感器网络是一系列传感器节点构成的网络,能够实时地监测、感知和采集节点部署区的观察者感兴趣的感知对象的各种信息,如光强、温度、湿度、噪音和有害气体浓度等。传感器网络节点为一个微型化的嵌入式系统,构成了无线传感器网络的基础层技术平台。

4 总结

物联网就其发展过程要经历物联网为孤岛方阶段、物联网与互联网相互融合阶段以及物联网的泛在阶段。物联网由EPC标签、解读器、分布式Savant系统、Internet、ONS服务器、PML服务器以及众多的数据库之间协同工作,实现物与物之间的信息交换以及物与人之间的信息互换。物联网方面的技术很多,关键技术主要有RFID、智能嵌入式技术和传感器等。当然,物联网大规模商用还没有实现,原因很多,如标准的制定需要一定的时间,物联网的安全问题也要考虑,还需要国家出台相应的政策激励物联网的研发。

参考文献

[1]AKYILDIZ IF,WANG X.Survey on Wireless Mesh Networks[J].IEEE Communications Magazine.2005.

[2]物联网及其发展概述[ES/OL].http://www.istis.sh.cn/list/list.aspx?id=6380.

[3]物联网关键技术和应用[ES/OL].http://wireless.people.com.cn/GB/10422251.html.

物联网技术在设备管理中的应用 第10篇

关键词：物联网；工程设备；应用

物联网是近些年来发展起来的一种新的技术，该技术能够充分满足个人、家庭以及企业的需求，为人们提供一个智能化的解决方案。工程机械在运行过程中存在着很多的问题，一旦出现问题就会给生产造成较大的损失，因此必须采用先进的物联网技术对其运行状态进行实时监控和监测。该技术能够实现人和物之间的通信，建立了人和物体之间交流的语言，提高了管理的智能化水平。

一、物联网中常用的技术简介

物联网系统中采用的技术种类比较多，大体上可以分为以下四类：（1）传感技术类，如传感器技术、条形码技术以及RFID技术等；（2）网络传输技术，如先进的Zigbee技术、GPRS技术以及3G技术等；（3）远程监控技术，如先进的GPS和GIS技术；（4）数据处理技术，如信息融合技术。

要想实现对工程机械设备运行状态的实时监测，就必须要采用先进的传感器技术，对工程机械运行过程中的相关参数进行检测，然后将检测到的数据信息传输到数据处理中心，数据传输采用无线通信技术。数据处理中心对接收到的数据信息进行分析和处理，然后将处理结果跟数据库中存储的结果进行对比，从而对工程机械的运行状态进行判断。RFID主要有读写器和收发器等组成，主要用于工程机械设备中标签的设计中，将工程机械的基本信息写入RFID标签中，用户能够方便的查看到该设备的购置信息、基本参数以及使用情况等，便于设备的维修和管理。物联网中采用的信息融合技术在使用过程中，将采集到的数据信息进行综合分析和处理，避免了单个数据分析和处理中出现的判断结果比较片面的弊端，有效提高了信息处理的准确性。

二、物联网在工程机械设备管理中的应用

物联网技术在工程机械设备管理中的应用主要有以下几个方面：（1）设备入库管理，工程机械使用完毕之后要进行统一的管理，在进行交接过程中，工作人员可以通过直接读取设备上安装的RFID标签，方便的查询到设备的基本信息，然后实现对设备信息的快速录入。同时系统能够自动完成对设备编号、停放位置等的记录，方便后续设备的调出和定位。采集到的设备入库信息会直接传送到设备管理部门，方便其对工程机械进行统一的调配。（2）设备出库管理，设备出库是设备管理中的另一个重要内容，相关设备在外出施工时，管理人员务必对设备的基本信息进行读取，方便系统及时更新其数据库中存储的数据信息，实现对工程机械设备的实时跟踪。（3）设备智能备货，该功能是指系统根据工程项目建设的需求以及当前所拥有设备数量情况，得到设备补充清单，提醒采购人员及时进行工程设备的补充，避免出现设备库存不足影响整个工程项目的正常生产。对于工程机械备货清单来说，物联网技术的应用使得设备申请信息更加清晰，处理速度也更快。（4）设备使用时限报警，对于工程机械设备来说，其工作环境比较恶劣，设备经过一定时间的使用之后要进行维修和保养，严重的需要对其进行更换或者报废。物联网技术的使用能够帮助管理人员对设备的运行情况和使用寿命进行很多好的统计，及时提醒工作人员设备剩余的使用年限，方便工程机械设备的维修和保养。物联网技术的应用极大的提高了工程机械设备使用时限报警的智能化程度，确保了工程项目建设的安全性，同时也避免了因设备管理不善导致的工程进度较慢的问题。（5）设备工作状态监测，对于工程机械设备来说，主要有多个零部件组成，受其工作环境的影响，零部件的使用寿命较短。一旦零部件发生损坏，将给整个工程机械的运行带来较大的损失，影响工程项目建设的速度和效率。物联网技术在工程机械设备中安装了多种类型的传感器，对设备中关键零部件的参数进行监测，并且对其运行参数进行判断，确保其能够安全稳定的运行。传感器技术和数据分析技术的应用，能够在故障发生之前发现设备存在的隐患，便于故障的及时排除。这是现阶段故障诊断技术中常用的方法，在故障发生之前对其进行维修和处理，将故障损失降低到最小，甚至是零。无线技术的应用，使得物联网技术能够实现对工程机械设备的远程遥控，

结论：物联网技术利用各种先进的技术，实现了对工程机械设备的智能化管理，克服了传统手工管理的缺点，有效提高了设备管理的水平和效率，降低了管理人员的劳动强度。同时该技术的应用能够对设备的运行状态进行实时监测，保障了设备的正常运行，是工程机械管理向着数字化和智能化发展的基础。物联网技术通过识别安装在设备中的RFID标签和读取传感器信息，然后将获得的信息通过无线传输方式传送到信息处理中心，在此利用先进的数据融合技术，对采集到的数据信息进行分析和处理，实现对工程机械设备的高效管理和监测。物联网技术的应用充分体现了以人为本的思想，是我国工程机械设备未来发展的主要趋势。

参考文献：

[1] 贺盛瑜，孙艳玲主编.管理信息系统[M].北京：中国人民大学出版社，2012.

物联网关键技术研究与探索 第11篇

物联网 (Internet of Things) 这个概念是在1999年被提出。2008年后, 为了促进科技发展, 寻找经济新的增长点, 各国政府开始重视下一代的技术规划, 将目光放在了物联网上。2009年, 美国工商业领袖举行了一次“圆桌会议”, 作为仅有的两名代表之一, IBM首席执行官彭明盛首次提出“智慧地球”这一概念, 建议新政府投资新一代的智慧型基础设施。

2009年温家宝总理在视察中科院物联网产业研究所时, 对于物联网应用也提出了一些看法和要求。2010年, 发改委、工信部等部委正在会同有关部门, 在新一代信息技术方面开展研究, 以形成支持新一代信息技术的一些新政策措施, 从而推动我国经济的发展。

2011年, 财政部、工业和信息化部印发《物联网发展专项资金管理暂行办法》, 进一步规范我国物联网的发展和前景, 为我国物联网的发展提供一个良好的科研基础。

随着网络技术、业务类型及用户需求的快速发展, 物联网架构从传统的EPC物联网技术体系、UID物联网技术体系, 发展到当前的物联网通用体系架构, 物联网都满足了当时应用服务需求。

1 物联网关键技术研究

物联网是继互联网后新一次技术的革新, 代表着计算机、互联网与无线通信的发展方向。物联网架构关键技术包括标识技术RFID、无线传感网、纳米技术、云计算等。

1.1 标识技术R FID

RFID无线射频识别是一种非接触式的自动识别技术, 它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据, 自动识别目标对象, 可工作于各种各样的环境。

RFID系统一般由标签、读写器、后台运行系统等构成。标签是一个由耦合元件及芯片组成, 附着在物体上标识目标对象, 其芯片有无线收发装置, 负责发送数据给阅读器。

阅读器是一个处理标签数据的装置, 同时还负责与后台处理系统接口。后台运行系统包括RFID系统软件、RFID中间件、后台应用程序。

1.2 无线传感网技术

无线传感网由安装在需要监测区域内的多个传感器节点构成的无线网络, 它能够实时收集目标对象的信息, 并对这些信息进行加工处理, 然后通过无线网络发送给上一级系统。

物联网正是这样通过传感器以及由它们组成的无线传感网来互联物质世界的。

无线传感网综合了传感器技术、嵌入式技术、Internet及无线通讯技术等。

传感器和嵌入式技术及网络无线通讯技术等技术的发展是传感器网络发展的一个关键问题。

随着纳米技术的发展, 嵌入式芯片已得到了飞速的发展。在未来无线传感网络技术的定位技术、时间同步、数据融合处理技术以及终端设备的能量获取和存储技术、设备小型化/低成本/低功耗等问题将引领无线传感网络的关注。

1.3 纳米技术

纳米技术是研究结构尺寸在0.1～100nm范围内材料的性质和应用。纳米技术的飞速发展, 促进了传感器与嵌入式芯片越来越小, 这就使得整个系统更小、更快、功耗更少、反应速度更快。

1.4 云计算

云计算是网格计算、并行计算、网络存储等传统计算机技术和网络技术发展融合的产物。它目的是通过网络把成本相对较低的计算实体整合成一个具有强大计算能力的系统。

这样云计算就能为物联网提供高效的计算和存储能力。云计算通过对各个分离的资源进行共享来构造一个庞大的、分布式的资源库, 并按需进行提供各种各样的服务和需求。

其最终目标是通过不断提高综合处理能力, 最终使客户端成一个单纯的输入输出端, 并能按需得到云计算的强大计算处理能力。

2 存在的问题

物联网技术对国家的战略和可持续发展具有非常重要的意义。当前, 各国都希望在此次信息化革命中取得最大利益。然而, 从已有研究的结果来看, 物联网还存在如下问题:

2.1 技术标准

随着物联网的快速发展, 在各个领域都会有大量的新技术和新标准出现, 在同一个领域可能会采用不同的技术方案, 因此设定一个统一的技术标准, 这是物联网发展过程中必须要解决的问题。

到现在为止, 世界各国物联网发展的进度及采取的技术都不一样, 并且因为物联网标准涉及到巨大的经济利益, 所以每个企业乃至各国政府都想让自己制定的标准成为国际标准。

在物联网这种不好的竞争氛围下必将会增加解决问题的难度和复杂性。

2.2 物联网安全

物联网既给生活带来了诸多便利, 同时也引发了很多的问题。物联网信息安全已经成为它发展过程一个重要障碍。当前物联网信息安全问题主要有以下一些:信息泄露和信息干扰、信号节点伪装、数据传送安全以及应用安全等。

RFID设计是一个开放式系统, 大家可以很容易接触到核心的技术, 这就给信息安全带了很大的问题, 因此其安全机制存在严重缺陷。未来物联网要安全发展, 设计完整统一的安全系成为必须。

2.3 商业可行性

物联网的建设需要诸多的设备和技术支持, 这就需要大量的资金投入。

因为成本问题, 在人们接受度和企业的回报率都是未知数的和协议标准都不统一的情况下, 企业对物联网的前景就不会太乐观, 这会导致物联网发展速度不快。

在国内投资物联网产业, 首先要获得政府的支持, 并且现阶段推广物联网仍属于高风险投资, 因为国内在物联网上缺乏核心技术的支持, 同时, 国外厂商垄断了传感器高端产品。

另一方面, 我国宽带网的建设还处于初级发展阶段, 想尽快大规模的普及无线传感网络是一个难以实现目标, 因此物联网在中国的普及应用还需要一段时间。

物联网的实现还需要很多技术, 如PAI技术, 接入网技术、寻址技术、公共服务软件技术、智能处理技术、路由技术等。到现在为止, 这些技术还仍存在着许多的问题, 要想解决这些问题, 好需要更长的时间。

3 结语

物联网的出现让人们对物的控制更加智能化、自动化、人性化。物联网作为信息产业发展的又一次机遇, 我国应该紧紧抓住这次机会, 制定合适的政策来推动我国物联网的发展, 并吸引物联网方面的人才参与到这次科技革新中来。当前, 虽然我国已走在物联网发展的前端, 但其面临的问题也非常多, 我们应该尽快解决这些困难, 给物联网的发展扫清道路。

摘要：物联网被是继计算机、互联网之后全球信息产业的又一次科技革命。本文详细叙述了物联网关键技术-无线传感网络技术、标识技术R FID、云计算和纳米技术等关键技术进行了具体研究, 并对存在的问题进行了讨论, 对物联网研究进行了总结并对其未来进行了展望。

关键词：物联网,RFID,云计算,纳米技术

参考文献

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