物聯(lián)網(wǎng)主要技術(shù)以及運(yùn)用展望

時(shí)間:2022-12-02 09:01:00

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物聯(lián)網(wǎng)主要技術(shù)以及運(yùn)用展望

1.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概述

1.1物聯(lián)網(wǎng)的概念及特征物聯(lián)網(wǎng)作為未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的整合部分,是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展.

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)主要指通過(guò)射頻識(shí)別(RFID)等信息傳感設(shè)備,按照標(biāo)準(zhǔn)、互通的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,將任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接,并將所有實(shí)物與虛擬物品代以特定的編碼,通過(guò)智能界面進(jìn)行信息的共享,以實(shí)現(xiàn)對(duì)物品的識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控等一系列管理工作.從廣義上來(lái)講,物聯(lián)網(wǎng)是信息化在人類社會(huì)綜合應(yīng)用的更高水平,通過(guò)物與人、物與物之間的高效信息交互,實(shí)現(xiàn)物理空間與信息網(wǎng)絡(luò)的融合.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)具有捕獲、傳輸、處理以及施效等主要功能,其特征在于可以通過(guò)射頻識(shí)別、紅外傳感器等設(shè)備隨時(shí)隨地對(duì)物體進(jìn)行感知與測(cè)量,并將這些信息連接至通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行交互和共享,并利用各種智能計(jì)算技術(shù),對(duì)海量的感知信息與數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理,最終實(shí)現(xiàn)決策與控制的智能化.

1.2物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展過(guò)程與應(yīng)用現(xiàn)狀物聯(lián)網(wǎng)的基本思想出現(xiàn)于20世紀(jì)90年代末,在2005年信息社會(huì)世界峰會(huì)上,國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)正式提出了"物聯(lián)網(wǎng)"的概念.

ITU指出,無(wú)所不在的"物聯(lián)網(wǎng)"通信時(shí)代,通過(guò)將各種各樣的日常用品中嵌入一種短距離的移動(dòng)收發(fā)器,信息空間的概念將從人與人之間的聯(lián)系拓展到隨時(shí)隨地的人與物、物與物的交流與溝通.近年來(lái),飛速發(fā)展的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)開(kāi)始被運(yùn)用到全球的各個(gè)領(lǐng)域中,在制造業(yè)、零售業(yè)以及物流等傳統(tǒng)領(lǐng)域,物聯(lián)網(wǎng)的智能化信息交換提高了生產(chǎn)效率,縮短了工作周期,降低了人工成本;而隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷成熟,其傳感手段也逐漸運(yùn)用于市場(chǎng)管理、能源產(chǎn)業(yè)甚至反恐領(lǐng)域中.美國(guó)、歐盟等多個(gè)國(guó)家和地區(qū)還在廣泛應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的同時(shí)開(kāi)展了一系列的創(chuàng)新性工作,開(kāi)放、透明的物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)始形成,確保了管理機(jī)構(gòu)對(duì)其控管責(zé)任的履行.中國(guó)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究起步較早,并將相關(guān)人才的培養(yǎng)工作上升到了國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略的高度,在物聯(lián)網(wǎng)的研發(fā)和實(shí)踐上,均具有較高的能力和技術(shù)優(yōu)勢(shì),已成為國(guó)際物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)制定的主導(dǎo)國(guó)之一.

2.物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)研究

2.1射頻識(shí)別技術(shù)作為物聯(lián)網(wǎng)最關(guān)鍵的技術(shù)之一,典型的射頻識(shí)別系統(tǒng)由RFID電子標(biāo)簽、讀寫(xiě)器和信息處理系統(tǒng)組成.當(dāng)帶有電子標(biāo)簽的物品通過(guò)特定的信息讀寫(xiě)器時(shí),無(wú)線電波可將標(biāo)簽中攜帶的信息傳送到讀寫(xiě)器以及信息處理系統(tǒng),完成自動(dòng)采集,實(shí)現(xiàn)物品的高效化管理.每個(gè)射頻識(shí)別標(biāo)簽僅有惟一的識(shí)別碼,而當(dāng)RFID產(chǎn)品使用不同的標(biāo)準(zhǔn)時(shí),物品的識(shí)別就受到了限制.目前可供射頻卡使用的標(biāo)準(zhǔn)有ISO14443、ISO10536、ISO15693和ISO18000等幾種,其中應(yīng)用最多的當(dāng)屬I(mǎi)SO14443與ISO15693.

2.2傳感技術(shù)傳感技術(shù)依賴于傳感器及傳感器網(wǎng)絡(luò)的協(xié)作感知,對(duì)網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中被感知對(duì)象的信息進(jìn)行采集和處理.傳感器是指能感知被測(cè)指標(biāo)并將其按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)的設(shè)備,其應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛,包括工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化、國(guó)防現(xiàn)代化及能源開(kāi)發(fā)和航空技術(shù)等.傳感器網(wǎng)絡(luò)綜合了傳感器技術(shù)、嵌入式計(jì)算技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)及無(wú)線通信技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)等,采用系統(tǒng)發(fā)展模式,能通過(guò)各類集成化的微型傳感器協(xié)作進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、采集和處理各種環(huán)境及監(jiān)測(cè)對(duì)象的信息,并通過(guò)隨機(jī)自組織無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)以多跳(multi-hop)中繼方式將信息傳送到用戶終端,具有高效、高穩(wěn)定性等技術(shù)特點(diǎn).

2.3網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)作為為物聯(lián)網(wǎng)提供信息傳遞和服務(wù)支撐的基礎(chǔ)通道,如何通過(guò)增強(qiáng)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的專業(yè)性與互聯(lián)功能,適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)低移動(dòng)性、低數(shù)據(jù)率的業(yè)務(wù)需求,實(shí)現(xiàn)信息安全、可靠的傳送,是當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)研究的一個(gè)重點(diǎn).傳感器網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)主要包括廣域網(wǎng)絡(luò)通信和近距離通信等兩個(gè)方面,廣域方面主要包括IP互聯(lián)網(wǎng)、2G/3G移動(dòng)通信、衛(wèi)星通信等技術(shù),而以iIPv6為核心的新互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,更為物聯(lián)網(wǎng)的提供了高效的傳送通道;在近距離方面,目前的主流則是以IEEE802.15.4為代表的近距離通信技術(shù).

2.4其他技術(shù)除上述內(nèi)容外,針對(duì)海量信息的計(jì)算能力和服務(wù)技術(shù)也為物聯(lián)網(wǎng)提供了核心支持,并最終體現(xiàn)出物聯(lián)網(wǎng)的功效與價(jià)值.而測(cè)量分析、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、安全保障等管理技術(shù)也是保證大規(guī)模、多元化的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)其服務(wù)水平的重要基礎(chǔ).

3.當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)面臨的問(wèn)題及其發(fā)展方向物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)是信息社會(huì)發(fā)展的趨勢(shì),隨著其研究成果的不斷涌現(xiàn),必將帶來(lái)新一輪的信息產(chǎn)業(yè)革命.然而,我們也要看到當(dāng)前的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還處于起步階段,存在著相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、RFID系統(tǒng)的安全性有待加強(qiáng)等這樣那樣的問(wèn)題,因此必須采取相關(guān)措施,在推廣標(biāo)準(zhǔn)化的同時(shí),根據(jù)不同領(lǐng)域的具體應(yīng)用特點(diǎn),構(gòu)建各個(gè)行業(yè)的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn),并加快物聯(lián)網(wǎng)與電信產(chǎn)業(yè)、3G技術(shù)的融合,從國(guó)家戰(zhàn)略層面展開(kāi)研究,力求在關(guān)鍵技術(shù)與業(yè)務(wù)應(yīng)用上取得飛躍性的突破.