物联网发展论文范文

2022-05-14

今天小编为大家推荐《物联网发展论文范文(精选3篇)》仅供参考,大家一起来看看吧。[摘要]对于物联网产业的发展瓶颈,应对办法在短期内难以获得。中国烟草由于其特殊的管理体制,在解决物联网产业发展中的瓶颈问题方面具有比较优势。

第一篇:物联网发展论文范文

物联网产业发展背景下的物联网专业建设研究

摘 要:物联网是互联网应用的拓展,给人们的生活带来极大的便利。目前,物联网技术正受到各个国家的青睐,随着各项基础设施的不断完善,物联网在工业、交通、安防上的应用也越来越多,应用市场将成为物联网最大细分市场。文章对物理网的概念、应用、发展现状、发展趋势进行了初步研究和探讨。物联网对产业发展提出了新要求,教师只有到企业中实践,才能对物联网行业的认知达到一定的高度。

关键词:物联网;应用;职业教育

0 引言

在计算机技术和互联网之后产生了一种物联网技术,物联网可以把RFID终端、生产行业、运输行业、销售行业、传感器等融合起来,物联网给人们的生活带来很大的改变。现在世界上很多国家都很重视物联网,2009年我国提出:尽快建立我国的“感知中国”的中心,开启了我国物联网发展的新纪元。

1 物联网的概念

物联网又叫传感网,2005年国际电信联盟在《ITU互联网报告2005:物联网》报告中正式提出了物联网的概念。该报告指出物联网是解决人到物品、人到人、物品到物品之间的关系[1]。

2 物联网技术的典型应用

2.1 智慧交通

智慧交通是通过在车辆、桥梁、公路上安装感知设备,通过全球定位系统和计算系统达到对车辆的控制和导航。智慧交通体现在是没有红绿灯、没有堵车、没有交通事故。智慧交通实践应用:智能导航系统比如北斗、GPS广泛应用于百度地图、高德地图、谷歌地图等上面,智能推荐路线,方便人们出行;紧急救援系统比如微信中的定位,方便锁定救援对象,进行紧急救援。

2.2 智慧物流

智慧物流利用信息采集、信息处理、信息流通和信息管理技术,来实现货物运输、货物配送、仓储、包装、装卸。在智慧物流中物联网可以追溯产品的根源、有全自动的物流配送中心。这有助于供应商实现利润的最大化,提供需便捷的服务,减少资源的消耗,保护好生态环境,建设节约型社会,让人民有更多的获得感[2]。

2.3 智能电网

电网采用先进的技术可以实现安全、经济、可靠、无污染的目标。物联网可以解决电能过剩和新能源并网稳定性等问题。物联网对供电系统故障的定位和恢复也起到了关键的作用,它可以快速的诊断和恢复,使用户用电比较稳定。

2.4 智能家居

2019年全球家用物联网市场规模达1 847.0亿美元。智能家居可以把网络通信、设备自动化、信息家电服务集成起来,为大家提供一种舒适、安全和便利的环境。智能家居在美国、法国、韩国、日本等发达国家已经发展比较成熟,在我国应用比较多的是北京、上海、深圳等城市。中国的智能家居销售对象为装修公司或者是业主本人。这为智能家居的营销教学提供了明确的市场细分。这要求培养出的学生不仅有物联网知识,还要具备一定的营销能力。

3 中国物联网发展现状

3.1 生态体系渐渐完善

随着科技发展、产品升级。我国物联网各层级设备已进入成熟期。我国对于传感器的研制、生产和应用的企业有 2 000多家,但小型企业超过七成,连接层在国内发展比较成熟,竞争度相对集中,主要从事低端的产品,在应用环节也具有一定优势。但仍然能看到我国在基础芯片设计、高端传感器制造和智能信息处理等环节仍受制于国外。平台层是由网络运营、平台运营和应用层组成。网络运营主要是移动、联通、电信三大电信运营商;平台运营我国还是起步阶段。应用层也不断实现新突破。海尔、美的等家电巨头和小米、华为等智能终端厂商都已经成为国际行业的领军人物。在渠道、技术、供应链和管理能力方面很多公司都形成了自己的生态圈,依托中国消费大国地位,在智能制造、车联网、消费智能终端市场等发展迅速,增长趋势明显[3]。

3.2 市场规模增长趋势明显

受益于5G发展,我国物联网连接量将持续增加,2019年中国家用物联网整体市场规模为3 608亿元。估计到2022年,我国物联网整体市场规模在3.1万亿元。产品系列不断丰富,智能家电市场中智能影音娱乐、智能冰空洗、智能生活电器、智能厨房电器等备受市场青睐。智能摄像头、智能门锁、可视门铃智能台灯、智能顶灯、智能灯泡也很走俏。物联网在智能穿戴设备、无人机方面的技术取得大的进步。

3.3 形成新的标准体系

我国是ITU相应物联网工作组的主导国之一。近年来,在物联网国际标准化中中国的作用明显增加。《物联网概览》就是由国内有很多企业参与制定的首个国际物联网总体标准。甚至我国一些公司一直深入参与3GPPMTC相关标准的制定,制定了物联网综合标准化体系指南,梳理标准项目共计900余项。同时,我国对传感器网络、RFID、M2M、物联网体系架构等标准的话语权也在增加。

3.4 创新成果丰硕

物联网用户迅猛增加,全网基站规模不断扩容,全国已经建成商用网络。地方政府出台政策鼓励物联网发展,形成了很多基于物联网的新业态。在物联网领域国内已经建成一批重点实验室,出现了很多物联网专利[4]。

3.5 以产业集群发展物联网

中国区域经济发展格局已经形成环渤海、长三角、泛珠三角、西部大开发,振兴东北老工业基地、中原城市群等。我国物联网产业发展形成东部沿海城市强,西部弱的特点。

职业教育服务于本地经济发展。郑州是全国重要的铁路、航空、高速公路、电力、邮政电信主枢纽城市,是全国普通铁路和高速铁路网中唯一的“双十字”中心。中国唯一一个国家级航空港经济综合实验区,未来智慧物流应用发展潜力巨大。

4 我國物联网行业发展趋势分析

物联网对促进传统产业转型升级起到了很大作用,现在云计算、人工智能(AI)、区块链、大数据等新技术将不断创新性地应用于物联网领域,提升了物联网在医疗、工业、新零售、能源、交通等领域应用范围不断,智能门锁、智能音箱、无人机等诸多产品成为物联网的新应用。

未来在民用领域,智能家用安防在家用物联网中使用较为广泛。未来个人物联网、家庭物联网与产业物联网的数据终将打通,数据无缝连接。人们通过可穿戴设备、车载物联网將信息传至云端,家中的智能家电将自动运行,生活更加便捷舒适。

5 物联网对职业教育的新要求。

物联网行业不断发展对学校提出了更高要求。学校要在人才培养,专业设置上不断调整。物联网行业广泛,在开展专业建设方面可以依托于一个点。比如,可以根据郑州的国家及航空港地位,打造智慧物流专业建设。再比如,智能家居进入千家万户是一个大趋势,整合校内资源,打造智能家居设计、安装、维修、营销的特色专业。

物联网行业发展也需要学校建立较为完备的校内实训基地。开展校企合作,建立校外实训基地,与企业搞订单式培养。物联网行业发展需要教师不断提高。教师的行业认知,专业技能,甚至教学方法都要转变,这是职业教育改革发展的要求。简单的培训易流于形式,无法提升教师的专业技能。开展校企合作,大力发展产教融合,让教师到企业中实践,了解物联网市场真实需求,了解岗位需求,提炼知识点,掌握最新应用,把握住生产经营的关键点。这样教师回到学校培养的学生才能获得真本领,培养出符合社会需求的实用型人才[5]。

6 结语

随着经济社会发展,中国人口红利逐步消失,各地区用工成本的上升,迫使企业转变生产理念,从过往粗放式经营转变为精细化管理,这为产业物联网发展奠定了基础。未来物联网渗透于经济社会的各个领域,推动国家智能化发展。与至相关的产业逐步形成包含芯片和元器件、设备、软件、系统集成、电信运营、物联网服务等较为完备的物联网产业链体系。在这些行业,出现了一批物联网方面的领军企业,将在国际竞争中逐步发挥优势。在各项技术、制定的标准逐渐成熟的情况下,物联网会很规范快速地发展。物联网将与人工智能、大数据、区块链、云计算一同改变人们的生活。中国的智能化时代即将到来,职业教育的发展只有紧跟物联网产业发展趋势,积极改革教学模式,不断完善人才培养体系,不断地与其他专业融合,才能培养出适合社会发展需要的合格人才。

[参考文献]

[1]薛秀琴,许方曲,郝秀兰.物联网技术与应用综述[J].电脑开发与应用,2014(3):10-13.

[2]由高潮.浅谈物联网技术及其应用[J].科技成果纵横,2010(4):38.

[3]吴帅.我国物联网的发展现状与策略[J].科技创业月刊,2010(5):51-52.

[4]陈海明,崔莉,谢开斌.物联网体系结构与实现方法的比较研究[J].计算机学报,2013(1):168-188.

[5]王志良,王粉花.物联网工程概论[M].北京:机械工业出版社,2011.

(编辑 姚 鑫)

作者:张迎春

第二篇:物联网在烟草行业的应用及其对物联网产业发展的启示

[摘 要]对于物联网产业的发展瓶颈,应对办法在短期内难以获得。中国烟草由于其特殊的管理体制,在解决物联网产业发展中的瓶颈问题方面具有比较优势。物联网在烟草行业的成功应用为中国物联网产业发展提供了有益的启示:通过利用大型国有企业的体制优势,在产业链比较完整的行业构建行业内的物联网体系,推动标准的推广和技术的成熟,我国的物联网发展可以在物联网产业的国际竞争中占得先机。

[关键词]物联网;烟草行业;产业发展;启示

物联网通过射频识别、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,把任何物体与互联网连接起来,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络,使人们能够通过互联网监控处于庞大网络中的物品运行情况,从而实现对物的智能化、精确化管理与操作。通过基于互联网的人与物的沟通,基于现代综合技术的人与物的智能化交流,物联网对经济和社会产生巨大的影响,被称为继计算机、互联网之后世界信息产业的第三次浪潮和下一个“万亿级”产业,被许多国家列为重点发展的战略产业。但国际标准、关键技术等因素的制约,使物联网产业的发展仍然处于起步阶段。本文从烟草行业以其独特的优势,物联网获得较好应用得到启示,物联网产业发展可以从特定行业的推广应用入手,从中获得产业发展的宝贵实践经验,并提升物联网的自主研发能力,进而获得产业发展的国际竞争优势,最终达到加快我国物联网产业发展的目的。

1 物联网产业发展的主要问题

物联网所带来巨大的社会效益和经济效益,使得美国、欧盟、日本、韩国等国家都将物联网产业发展作为本国新一轮经济增长的发动机,纷纷抛出物联网相关信息发展战略规划。Intel,Microsoft,IBM等著名企业都纷纷开展无线传感器网络方面的研究,Jasper Wireless,Wyless等专业物联网服务提供商和提供M2M业务的Voda-fone,AT&T等国际电信运营商,在智能电网、智能交通、能物流智、环境保护与监测、智能家居等领域推进物联网产业的应用和发展。我国也提出“感知中国”的构想,部分省市出台物联网发展规划。

尽管物联网产业发展的极佳前景毋庸置疑,但纵观各国物联网发展的现状,大多是特定企业或科研机构针对特定问题进行的局部尝试,当前全球物联网产业仍然停留在初级阶段。主要制约因素和发展问题体现在下列方面:①标准化问题。物联网标准都还处于研究制定阶段,而且标准的制定通常又涉及各方利益的博弈和协调,制定过程极其复杂,标准难以统一,制约了物联网的规模化发展。②商业模式问题。产业链较为零散,缺乏推动行业物联网的主导力量,利益分配和成本分摊问题难以达成共识,难以形成共赢的、规模化的产业链,使物联网技术难以得到广泛推广的应用。③成本问题。一方面是研发成本高,小企业难以参与;另一方面是实现远距离扫描的标签、解读器等应用器件的成本高,增加了应用成本。④行业壁垒问题。壁垒是物联网技术推广的巨大难题,要发展物联网应用,最大的问题是如何打破行业、地区、部门之间的壁垒。⑤信息安全问题。一旦网络被非法入侵,破坏了信息的合法有序使用,可能导致人们的生活、工作完全崩溃。

2 物联网在烟草行业的应用

尽管物联网产业发展面临较大瓶颈,但国际竞争刻不容缓,对物联网的应用也并非绝无可行。从单一行业来看,可以利用现有的技术,构建行业内的物联网应用模式。中国烟草物联网的实践就展示了单一行业发展物联网的极佳前景。

2.1 中国烟草行业对物联网的成功尝试

国家烟草专卖局(总公司)提出烟草物联网建设的目标是建设完整统一、先进实用、具有鲜明行业特色的中国烟草物联网。烟草商业企业物流配送中心建设了数字仓储管理系统,对烟草商业企业卷烟仓储进销存和分拣配送信息进行全面采集,并采用电子标识、电子标签(RFID)等技术进行准确数字化货位定位管理,同时,应用RFID托盘有效地实现了同城卷烟物流的信息共享和系统无缝对接。在烟草商业物流配送中普遍应用了GPS技术实现线路优化和车辆实时调度等功能;在仓储监控等方面也应用传感物联网技术。

在物流配送方面。江苏烟草应用高清摄像头、温控器等感知、识别设备,对卷烟生产打码、传输、仓储等各环节进行全程监控和对卷烟仓库环境的温度、湿度等指标进行识别;建立生产仓储监控系统、工商卷烟物流在途信息系统、工商卷烟运输托盘系统和工商仓储信息共享系统等四个互相关联的信息化系统,实现了信息的可靠传递。利用工商卷烟物流在途信息系统,使烟草工业、商业双方能够实时对在途卷烟进行监测,对车载信息及时收集,迅速有效解决出现的问题。

在仓储管理方面。北京烟草物流中心实行 “一库式仓储分拣、接力配送、低成本和高效率运行”的管理模式,通过采用国内第一套具有完全自主知识产权的卷烟自动分拣系统,使北京烟草物流中心实现了作业的现代化、管理的数字化及全市范围内集中统一管理下的仓储、分拣和配送的自动化。

在烟叶种植方面。湖南郴州烟草建立了农业物联网技术应用示范基地,通过识别装置、传感器、自动剪叶机等设备,使烟叶生产实现了监控集成化、智能化。物联网技术还被运用在烟叶工场远程监控管理领域,实现了实时传感采集、历史数据存储、智能分析与远程联动控制等功能,对烟叶生长实施精确干预、人工调节,及时精准地满足烤烟生长对各项环境指标的要求。工作人员可以通过发送手机短信的方式,采集基地内湿度、光照、土壤养分等烤烟生长环境的数据;通过电脑或3G手机操作,可以远程指挥基地内的灌溉、通风等设施。

2.2 烟草行业物联网应用发展规划

烟草行业在产业链各个环节进行物联网技术的实践和试点,再利用行业的体制优势将各试点的经验向全行业推广开来,通过行业的统筹安排和有力组织,形成封闭运行、标准统一、实用先进、完整的物联网体系。根据《烟草行业物联网总体框架与卷烟物流物联网规划》,到2013年,中国烟草基本完成卷烟物流物联网建设。实现对卷烟物流资源(包括卷烟条、件、周转箱、托盘、车辆、叉车、仓储、货位、分拣等)的全面感知、确保卷烟物流资源始终处于可知、可控、可信状态;实现对卷烟物流作业流程(包括卷烟生产、出入库、分拣、配车、运输等业务流程)的全面优化,确保工作效率不断提高;实现卷烟物流基础管理(费用、成本、环境、安全、质量等)的精细化,确保卷烟物流的经济实用性和高效性,最终达到卷烟成品物流作业可视化、流程最优化和管理智能化目标。到2014年,将基本完成烟草行业资产(主要指卷烟生产制造)和烟叶物联网建设,实现对行业重要资源和烟叶生产、初烤、复烤过程的全面感知和互联互通。到2015年,将基本建成全行业全面感知、互联互通、先进实用、具有鲜明行业特色的中国烟草物联网。实现对整个烟草产业链(包括烟叶种植、烤烟、制丝、卷烟生产、仓储、运输、营销、服务等)的全面贯穿,实现烟草行业生产经营各个环节的高度自动化、信息化和智能化,基本建设成 “全面感知、全面覆盖、全程控制、全面提升”的中国烟草物联网。

3 对我国物联网产业发展的启示与政策建议

尽管我国物联网发展起步较早,许多关键技术也跻身世界前列,但在信息化基础、核心技术的研发能力等方面仍然存在着许多竞争劣势,要想在国际竞争上占得先机,就必须找到我国的产业发展优势。而中国烟草行业利用专卖专营的体制优势,为物联网产业的发展进行了很好尝试。

3.1 对物联网产业发展的启示

烟草行业之所以可以率先打造一个相对完整的物联网,其优势在于:

一是有完整的产业供应链。烟草行业整个产业链(包括烟叶种植、烤烟、制丝、卷烟生产、仓储、运输、营销、服务等)统一集中在国家烟草专卖局(总公司)的管理下,便于统一技术标准以及技术的推广和应用。同时,由于技术应用于整个行业,研发和使用的单位成本将大大降低。

二是有扎实的信息化基础。全行业地面通信骨干网已建成并全网投入运行,国家烟草专卖局与各直属单位及所属卷烟厂、分公司、烟机厂和进出口公司之间有600多个节点之间的互联互通,入网率达到100%;各直属单位与所属单位的联网率达到96%。

三是有闭环运作的特点。烟草行业采取行业内封闭式的运作模式,网络模块结构比较清晰,便于统一规划。同时,烟草行业安全认证体系建设逐步完善,网络与信息安全体系初步形成。

根据产业经济学的理论,新兴产业的发展需要有统一的技术标准和运营模式作为支撑,技术标准的统一要靠强有力的主导力量,形成主导力量的关键在于核心技术应用的广度和深度。美国政府从20世纪80年代起极力推广使用TCP/IP协议连接因特网,随着越来越多的个人电脑通过TCP/IP协议接入因特网,以及越来越多的商业信息通过因特网传递,TCP/IP协议的不可替代性也不断增强,使得越来越多的国家热衷于接入因特网,并逐步成为全球用户普遍遵循的网络协议。结果尽管TCP/IP协议与国际标准并不完全一致,但它却比国际标准更有影响力、更有市场价值。由此看来,就物联网发展的现状而言,物联网技术应用是争取话语权的首要途径。

我国烟草行业的特殊体制使产业链基本完整,这是许多发达国家极少有的情况。因此,我们要利用好这种体制优势,率先在像中国烟草类似的行业中构建系统的物联网,这对于我国物联网产业突破发展瓶颈、占据竞争优势,具有非常重要的意义。

一是有利于RFID等关键技术的推广应用。技术运用越广,市场的号召力越大,市场依赖程度相应越强,同时,提高全社会对物联网这种新兴事物的认知,为实现普遍应用打下良好的市场基础。

二是有利于技术的不断成熟。烟草物联网的大多数技术尽管为中国烟草自有,但主要是通过与网络运营商、软件开发商的合作实现的,在合作过程中,物联网的运营商将不断提高研发能力和技术水平,对于我国突破物联网技术瓶颈十分有益。

三是有利于提升技术标准的市场价值。通过运用我国自主研发的传感器网络接口、标识、安全、传感器网络与通信网融合发展,使这些技术标准在行业内得到广泛运用。这些标准还将辐射到烟农、卷烟零售商和广大卷烟消费者,由此产生的市场影响力可见一斑。中国作为巨大的消费市场,这些技术及标准的应用将为中国在国际标准谈判中获得重要优势。

3.2 对物联网产业发展的政策建议

第一,要积极鼓励产业链比较完整的行业先行试点。中央政府采取“试点先行、各个击破”的方式,对产业链比较完整的行业的物联网实行试点,实行优先发展战略。试点的对象主要针对有条件的大型国有企业或以国有控股为主的行业,充分利用这些企业在产业链中的主导力量,对他们的物联网进行优先开发应用。

第二,要加大对试点行业或企业的扶持力度。国家物联网产业发展机构应当将技术、项目和资金向试点行业进行适度的倾斜,使各试点行业的物联网体系具有完整性、统一性、先进性的特点。同时,要协调主要网络运营商、软件开发商组织好应用型技术的攻关。对试点行业的技术需求建立帮扶机制,为试点行业解决在实践过程中面临的技术问题。

第三,要整合各试点行业或企业的物联网资源。建立数据库,及时掌握各行业或企业物联网发展的动态。发挥好国家“ 物联网” 标准工作组的作用,在试点行业或企业的物联网技术研发和运用过程中确保技术标全面统一,切实提升我国自主研发的技术标准的市场价值。

参考文献:

[1]何积丰.Cyber-physical systems[J].中国计算机学会通讯,2010,6(1):25-29.

[2]郎为民.初识物联网[J].电信快报,2011(1).

[3]孙克武.基于物联网的物流产业发展研究[J].河北企业,2010(11).

[4]梅海青.烟草物流的发展思路探讨[J].物流技术.2010(12).

[5]梅海青.RFID在烟草物流中的应用浅析[J].可编程控制器与工厂自动化,2009(7).

[6]潘昵琥、顾华江.探索物联网状态下的烟草商业物流配送体系建设[N].东方烟草报,2010-12-5.

[7]李倩.物联网:“卷烟上水平”的新引擎[N].东方烟草报,2011-2-3.

[8]汤元来.建设完整统一、先进实用、具有鲜明行业特色的中国烟草物联网[J].中国烟草,2010(6).

作者:熊莎

第三篇:物联网技术发展与应用

摘要:近年来许多国家将物联网技术列为国家战略新兴产业。文章介绍了物联网的概念和基本特征,分析了物联网关键技术,详细阐述了物联网技术在交通、电网、工业监测、物流、医疗和智能家居等领域的应用。

关键词:物联网;关键技术;技术应用

Development and Application of the Internet of Things

Xu Limou,Ru Beibei,Chen Lijian

(Zhongshan Torch Polytechnic,Zhongshan528436,China)

物联网技术作为一种融合发展的技术,将会带来庞大的产业集群效应,其市场前景将远超计算机、互联网、移动通信等市场,因此很多国家纷纷出台物联网政策以求抢占发展先机。美国总统奥巴马对IBM公司提出的智慧地球的构想给予高度评价,并将物联网提升为国家层面的发展战略。欧盟制定了促进物联网发展的十四点行动方案,提出加强对物联网的管理,消除物联网发展障碍,构建物联网建设标准。日本提出了U—Japan战略,力争将日本建设成一个“实现随时、随地、任何物体、任何人均可连接的泛在网络社会”。韩国的IT839战略将物联网设置为三大基础建设重点之一。温家宝总理在2009年提出了“感知中国”的概念,强调以物联网的发展带动整个产业链的发展,物联网被列为中国五大战略性新兴产业的第二位。2011年年底,工信部发布《物联网“十二五”发展规划》,要求加快物联网发展,培育和壮大新一代信息技术产业。由此可见,物联网即将成为继PC、互联网和通信技术之后的又一次技术变革,将带来巨大的经济效应和文化影响。

一、物联网的概念

物联网(The Internet of Things,简称IOT)是在计算机互联网基础上利用射频识别(RFID)技术、红外感应器、激光扫描仪等信息传感设备和全球定位系统、无线通信系统等,按约定的协议,把物品(如设备、设施、各种商品甚至人与动物等)与互联网连接起来,使人与物、物与物之间进行信息交换或通信,以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。简而言之,物流网是传感技术、现代网络技术、人工智能和自动化技术等多种信息技术的融合与集成应用,使人与物、物与物之间可进行智慧对话,从而创造一个智慧的世界。

物联网具有三个特征:一是全面感知,即利用RFID、传感器、二维码等随时随地获取物体信息;二是可靠传递,即通过各种电信网络和互联网融合,將物体的信息实时的传递出去;三是智能处理,即利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术,对海量数据和信息进行分析和处理,对物体实施智能化控制。

二、物联网关键技术

物联网涉及的新技术很多,其中关键技术主要有射频识别技术、传感器技术、网络通信技术和智能处理技术。

(一)射频识别技术。俗称“电子标签”,是物联网中非常重要的技术,是实现物联网的基础与核心。这一技术由三个部分构成:标签(Tag),附着在物体上以标识目标对象;阅读器(Reader),用来读取(有时还可以写入)标签信息,既可以是固定的也可以是移动的;天线(Antenna),其作用是在标签和读取器之间传递射频信号。此技术可以应用于供应链管理系统、高速公路的自动收费系统等。

(二)传感器技术。传感器是提取信息的关键器件,是现代信息系统和各种装备不可缺少的信息采集手段。由于物联网通常处于自然环境中,传感器要长期经受恶劣环境的考验。即使是最现代化的电子计算机,假如没有准确的捕获和转换,一切准确的测试与控制都将无法实现。在物联网方面的应用中,需要传感器在感知信息方面和自身的智能化和网络化方面有较大方面的提高。

(三)网络通信技术。在物联网中,通信是不可替代的关键技术。网络通信技术包括各种有线和无线传输技术、交换技术、网关技术等。其中M2M技术是指所有实现人、机器、系统之间建立通信连接的技术和手段,同时也可代表人对机器、机器对人、移动网络对机器之间的连接与通信。M2M技术适用范围广泛,可以结合Wifi、Blue Tooth、Zigbee、RFID和UWB等近距离连接技术,此外还可以结合XML和CORBA,以及基于GPS、无线终端和网络的位置服务技术等。

(四)智能处理技术。物联网中海量感知信息需要高效地处理技术对其进行处理。云计算作为能将大量存储空间和处理器资源整合起来使用的信息处理技术,可以帮助物联网实现信息存储资源和计算能力的分布式共享,为海量信息提供支撑。

三、物联网的应用和发展前景

物联网用途广泛,涉及智能交通、环境保护、公共安全、智能家居、工业监测、农业生产、食品追溯等多个领域。虽然物流网还未普及应用,但已有的少量成功案例实现了管理效率的大幅提升,物联网技术应用前景广阔。

(一)智能电网。随着电网环境日益复杂,电力需求不断增长,为了保持电网的高可靠性,减少电网中断次数,需要进行细致的监测和管理,智能电网应运而生。智能电网拥有先进的传感触发器和高度安全的网络基础设施贯穿于发电环节、配电环节直到每个家庭和大楼。这种基础设施由亿万个具有感知和调节功能的智能产品组成,用于提供智能电网的健康状况和用户需求的实时信息,以便优化智能电网的运行。利用获知的数据,智能电网可以通过实时的调整来实现负载均衡和精确的电网管理,从而减少电网的中断,提升电网的可靠性。变电站监控(状态检修、线路动态评分)、智能电力测量和家庭能源管理都是智能电网的典型应用。

(二)智能监测。在条件比较恶劣的环境下,依靠人工到现场收集数据困难重重,而且无法实现实时监测,使用物联网可以代替人工监测环境或设备运行状态。智能监测主要使用振动分析仪、声波分析仪、温度和湿度分析仪、气体色谱分析仪等设备以收集相关环境或设备状态的数据,并利用无线网络将数据传送到状态分析系统,以预测环境或设备变化,以便进行防范或实施维护。智能监测已应用于设施农业在线监控、生态环境监测、矿区、核电厂监控等方面。

(三)智能交通。随着对交通需求的提升,交通拥堵已经成为大城市的一个主要问题,智能交通系统将是非常不错的解决方案。智能交通系统是将先进的信息技术、通讯技术、传感技术、控制技术以及计算机技术有效集成应用与交通运输体系,而建立起的一个大范围内、全方位发挥作用的,实时、准确、高效的运输管理系统,能有效的提高交通运输效率,缓解交通阻塞,减少调通事故。目前高速公路全程监控、自动收费、路况气象监测等应用广泛。

(四)智能物流。传统物流运输中,运输的种类和风险、物流过程中的运输环节和动作方式以及物流企业的服务,都影响到物流运输的成本和质量。智能物流是利用物联网技术,使物流系统具有感知、学习、推理判断和自行解决物流中某些问题的能力。智能物流在现实中的使用是为每辆配送车辆上安装GPS定位系统,而且在每件货物的包装中嵌入RFID芯片,通过芯片,物流公司和客户都能从网络了解货物所处的位置和环境。同时在运输过程中物流公司可根据客户的要求,对货物进行及时的调整和调配,实时全程监控货物,防止物流遗失、误送等,优化物流运输路线,缩短中间环节,减少运输时间。通过货物上的芯片,装载时自动收集货物信息,卸货检验后,用嵌有RFID的托盘,经过读取的通道,放置到具有读取设备的货架,物品信息自动输入信息系统,实现精确定位,缩短了物流作业时间,提高物流运营效率,最终减少物流成本。

(五)智能家居。智能家居是以住宅为平台,利用综合布线技术、网络通信技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成,构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统,提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性,并实现环保节能的居住环境。智能家居涵盖信息设备、通信设备、娱乐设备、家用电器、照明设备、监控装置、水电气热表、家庭求助报警等设备的信息互联,实现了能源管理、家庭远程管理、老人生活辅助等功能,增强了家居生活的舒适性和便利性。目前智能家居领域的应用主要有智能家电、智能照明、家庭安防等方面。

(六)智能医疗。在智能医疗领域,物联网可应用于医疗物资的监督管理、医疗信息的数字化和远程医疗三个方面。使用物资管理的可视化技术,可以实现药品的生产、配送、防伪、追溯,实现药品从科研、生产、流动到使用过程的全方位实时监控。医疗信息的数字化主要应用在于病人的身份识别、化验品识别、病况识别和体征识别等。通过构建远程会诊和监护服务体系,可实现远程数据获取、数据分析、专家远程会诊、移动医疗等,提高基层医疗服务质量。智能医疗有利于病人获得最佳的医疗效果、最低的医疗费用、最短的医疗时间、最满意的健康服务。智能医疗监理、医疗用品智能管理和远程医疗已广泛应用。

四、面临的挑战

虽然物联网应用前景广阔,但要想全面投入物联网社会的建设,还必须解决以下几方面的问题。

(一)标准问题。世界各国存在不同的标准,互不兼容。统一技术标准才能够使物联网在行业内、行业间实现从点到面的,从分散到集中的互联互通。

(二)安全问题。当大量的数据用于物物通信,以及大量的数据用于进行物品以及人的行为模式的数据存储、分析与判断,能否保障数据安全性变得极为重要。

(三)协议问题。物联网是互联网的延伸,在物联网核心层面是基于TCP/IP协议,但在接入层面上协议种类繁多,GPRS/CDMA短信传感器有线等多种通道,物聯网需要统一的协议。

(四)IP地址问题。每个物品都需要在物联网中被寻址,就需要一个地址,因此物联网需要更多的IP地址,IPV4资源即将耗尽,这就需要IPV6来支撑,还需要解决与IPV4兼容问题。

五、结语

以上简要介绍了物联网的结构、技术应用及挑战,由于物联网技术还处于刚刚起步阶段,无论是规划、技术、管理、协调、合作等方面都还有很多不足,物联网的发展前景非常乐观,市场潜力也很巨大,但是这些并非一朝一夕就能够实现,它需要政府、企业、行业协会、媒体乃至公众共同努力。

参考文献:

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[作者简介]徐利谋(1981-),男,山东临沂人,硕士,高级工程师,主要研究方向为信息安全和物联网技术。

作者:徐利谋 茹倍倍 陈利剑

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