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物聯網的主要技術優選九篇

時間:2023-10-15 10:19:33

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物聯網的主要技術

第1篇

[關鍵詞]物聯網;特征;核心技術

中圖分類號:TD327.3 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)14-0315-01

針對物聯網在關鍵特征與核心技術方面,深入研究并討論了物聯網的泛在性、特定環境下的智能標識與感知技術、數據的不確定性、數據表示方法、海量數據的信息傳播、安全和隱私等問題。

1.物聯網關鍵特征

與傳統的互聯網相比,物聯網具有以下基本特征:

1)融合物理實體。物理實體可融合射頻識別與傳感技術,應具有可標識、可感知、可通信、可控制的安全智能體的特征,但并非所有的物理實體均要實現全部功能,有些實體僅需實現可標識、可通信等部分功能。

2)異構化特征。智能標識與感知技術由標識與傳感技術融合而成,本質上具有異構性,且不同環境下的智能標識與感知體采用不同技術實現,具體表現為不同標識及傳感器的底層實現技術各不相同,如特定環境下的標識技術不同,實現技術也不同;同樣,不同環境下的傳感技術也呈現出差異化。

3)海量信息的存儲、共享、傳播及管理。網絡承擔數據存儲、共享、傳播及管理的功能,研究表明:物聯網所產生的數據量巨大。海量數據的存儲、共享、傳播及管理,給網絡提出了新的挑戰,需要適當的體系結構來滿足海量數據的傳播、存儲和共享問題。

4)泛在性與普適計算相結合。物聯網中,通過將物理實體與射頻識別、無線傳感等技術相融合,通信對象擴展到日常生活用品,實現人與物及物與物之間的通信,從而使信息與通信技術獲得一個新維度,將任何時間、任何地點連接任何人,擴展到任何物體之間的信息交換;普適計算建立在分布式計算、通信網絡、移動計算、嵌入式系統、傳感器等技術之上。

2.物聯網的核心技術

2.1 特定環境下智能標識與感知技術

全球物聯網應用種類呈現出多樣性,這種多樣性給智能標識與感知技術提出了新的挑戰,包括:

1)電子標簽和傳感器的銷毀問題。電子標簽均采用電子器件,已作廢的電子器件處理不好,會帶來電子污染。因此,在設計和制造電子標簽和傳感器時,需考慮銷毀問題,尤其在大規模應用時,這一問題更加重要且不易解決。電子標簽的銷毀還會帶來標簽編號的回收問題,否則,若每個物品都保留原有標識編號,則電子標簽編號資源將很快被耗盡。

2)電子標簽和傳感器需要解決數據存儲、電源供電、能源存儲與節約及安全防偽等問題。此外,由于很多應用場合,讀寫器信號作用范圍內可有多個標簽存在,需采取防碰撞技術,以減少數據沖突,達到快速準確識別多個標簽的目的。

3)智能標識與感知網絡化問題。智能標識與感知網絡節點作為一個微型化的嵌入式系統,在感知物理世界的同時,應具有局部信號處理功能及足夠的抗干擾能力;智能標識與感知網絡中存在大量節點,網絡拓撲結構在節點發生故障時,應具有自組織能力、自動配置能力及可擴展能力。

4)智能標識與感知網絡中節點的定位問題。節點的準確定位是物聯網應用的重要條件,如目標監測與跟蹤、智能交通、特殊區域無線傳感器等特定應用要求網絡節點預先知道自身的位置。定位包括二維定位、三維定位。受物聯網節點大規模、低成本和低計算能力的制約,需尋求合適的定位算法,在提高節點定位精度的同時,降低節點能量消耗,延長網絡的生存周期。

2.2 數據的不確定性處理及表示

在數據清理方面,提出了采用流水線數據清理的框架結構,以支持普適環境中的應用,稱為可擴展的傳感器數據流處理(ESP),它根據閱讀器所獲得數據在時間和空間上具有的相關性對數據進行處理。數據清理過程是由點處理、平滑處理、合并處理、判決處理和虛化處理5個階段組成的數據清理流水線。在此基礎上,引入了數據質量的概念,針對物理實體數據的不可靠和不確定性,在向應用提供數據時,對其數據質量即清潔度進行評估,應用程序在采用這些數據時可參考數據質量,以給出更為可信的結論。盡管如此,在物聯網中,要徹底完全地消除臟數據是不可能的,研究人員還在進一步研究降低數據不可靠性的技術和方法。

在數據表示方面,物聯網中數據具有不同異構性,包括結構異構、語法異構、系統異構和語義異構。目前已有許多技術被開發用來解決不同類型的異構問題,如XML作為公共的語言標準被廣泛使用后,由于其所具有的通用語法格式,使得數據源之間能夠采用統一的數據模型信息,有效地解決了數據集成中數據共享的問題,但語義異構的問題仍未有效解決。

2.3 海量數據下的信息傳播

物聯網的應用將會產生海量的數據,對這些數據的有效管理、處理、存儲及傳播的方法,是物聯網發展所需解決的問題之一。

信息的傳播是物聯網信息共享的重要內容,針對RFID應用,EPCGlobal認為RFID數據應采用事件的方式表示,不僅可以有效消除數據冗余,減輕網絡負載,而且可以通過消息通告系統的方式來方便地傳播與共享。

局部節點接受來自各種網絡前端的原始數據,經數據過濾、抽取、壓縮等預處理,存儲到本地數據倉庫;在本地數據倉庫,數據經過濾、合并后形成復雜事件;復雜事件經全局控制節點的聚合操作,存儲到全局倉庫,以用于不同的應用。其中局部節點之間通過基于多的合作管理機制,可共享對象數據與知識。

基于網格的分布式數據模型可解決局部節點的數據存儲問題,通過利用網絡前端智能體自身的智能計算、語境感知及遠程操作能力,在一定程度上滿足了物聯網的高性能、高存儲及高計算能力,物聯網可以看作一個大規模信息系統,由于其前端在對物理世界感應方面具有高度并發的特性,并將產生大量引發后端深度互聯和跨域協作需求的事件。網絡中的事件并非僅發送給某一個應用。傳統的一對一、一對多的通信方式無法滿足應用需求,需有新型通信機制,以滿足事件通信,同時需考慮面向異構基礎信息的網絡構架問題。

2.4 安全和隱私問題

1)電子標簽或傳感器本身的訪問缺陷。由于電子標簽或傳感器本身的成本所限,自身很難具備足夠的安全能力,極容易被攻擊者操控。在沒有足夠可信任的安全策略保護下,標簽或傳感器中數據的安全性、有效性、完整性、可用性、真實性都得不到保障。另外,物聯網前端系統中,大量使用射頻無線通信技術,無線傳輸的信號本身是開放的,這就給非法用戶的偵聽提供了方便。

2)未來信息傳播網絡中的安全問題。物聯網前端產生的大量數據信息,需在后端網絡構架中傳播、處理和控制,以滿足不同應用的需要,這些信息的安全需要采用各種認證與加密方法來保證。

3.結論與認識

物聯網的發展,目前呈現出與互聯網發展不同的途徑,表現為由局部的、閉環的應用為驅動,逐步形成開放的、全球統一架構的物聯網。在未來的應用中,將從單一的對象標識技術,發展為集對象標識、傳感、控制和執行于一體的智能執行體,物聯網終將是智能體之間、智能體與非智能體相關通信、信息共享的全球一體化網絡。

參考文獻

[1] 王衛宏;物聯網的發展與相關產業價值鏈[J];電信工程技術與標準化;2009年12期

第2篇

關鍵詞 物聯網;關鍵技術;通信運營

中圖分類號:TN92 文獻標識碼:A 文章編號:1671-7597(2013)15-0091-02

物聯網(The Internet of things)是一種基于互聯網發展起來的物物相連的網絡模式。主要用于客戶端的信息交換和通信。近年來,隨著科學技術的日新月異,物聯網技術在幫助國家構建經濟社會發展新模式和提高國家競爭力等方面,越來越受到人們的關注和重視。就目前來看,我國的物聯網技術研發水平在世界物聯網技術的發展中處于前列,隨著我國對物聯網多項技術的開發研究規模不斷擴大,物聯網的應用也趨于普及和成熟,傳感器的研制和投入生產,也取得顯著效果。

1 物聯網的技術架構

結合物聯網的相關知識,發現物聯網的技術架構由三個層構成,即感知層、網絡層和應用層。

感知層,包括各種傳感器以及相關網關,主要功能是幫助物聯網對物體進行識別和對數據信息進行采集,以及自動控制數據信息,并通過利用物聯網中的通信模塊,實現物理實體與物聯網網絡層、應用層的連接,充當著物聯網的“眼睛”。

網絡層,主要由各種私有網絡和通訊網構成,其主要功能是將感知層采集到的數據信息加以傳遞和處理,依托于公眾電信網、互聯網,以及行業專用通信網絡,在物聯網中,相當于“大腦中樞”的存在。

應用層,則是應用基礎設施/中間件和各種應用的集合,主要作用是為客戶提供各種基礎,從而推進物聯網在各個領域中的普及。

2 物聯網關鍵技術

經過對物聯網關鍵技術實質的分析,得知物聯網要真正實現在通信運營中的應用,離不開信息采集技術、近程通訊技術、遠程傳輸技術,以及智能分析與控制海量信息技術等幾種技術的結合與完善。

2.1 信息采集技術

信息采集技術作為物聯網的基礎,在采集信息上,可以依靠傳感器感知外界溫度、氣象等參數,以及依靠電子標簽“標準化”標識采集點的方式來完成物聯網數據信息的采集。

傳感器,作為連接物聯網和虛擬世界、采集數據的關鍵器件,能夠為物聯網提供高質量和海量的數據信息,具有網絡化和智能化的特點。物聯網傳感器的應用,是物聯網在運營中獲取精準信息的保證。

電子標簽,即人們常說的射頻識別技術。通過發射無線訊號,遠程識別和采集特定目標的相關數據信息,具有非接觸式的特點。基于無線射頻識別發展起來的RFID技術,同樣具有全天候、非接觸式的自動識別功能,在物聯網與通信運營的結合中,能夠提供近程通訊、識別信息等功能。例如電子標簽在產品的電子代碼上的應用,大大推動了物聯網在運營方面的發展。

2.2 遠、近程通訊技術

近程通訊技術,包括RFID技術和藍牙技術兩種,是由以往的無接觸式認證和互聯網發展而形成的一種物聯網關鍵技術,具有短距離連接的功能。

遠程通訊技術,在物聯網中,通常由機器到機器、機器到人,或是人到機器的途徑進行數據信息的傳輸。隨著現代化的發展,就目前來看,支持物聯網數據遠程傳輸的技術越來越多,總的來說,主要包括DSL、PO等在內的有線傳輸和包括CDMA、GPRS等在內的無線傳輸等兩種。

2.3 智能分析與控制海量信息技術

智能分析與控制海量信息技術是基于互聯網和近程通訊網發展起來的一門新興技術。主要是在各種先進軟件技術的支持下,實現物聯網中海量數據信息的存儲和處理。同時,在快速處理海量信息后,智能分析與控制海量信息技術,還可以實時將結果返回給物聯網的各個部件。如近年來提出并初步得到發展的云計算,便是處理物聯網海量信息的最有成效的計算模型。

3 物聯網運營中的關鍵技術及其在通信運營中的實例

3.1 物聯網運營中的關鍵技術

3.1.1 物聯網終端在通信運營中的應用

物聯網網關在通信運營中的應用。物聯網網關作為標準化的網元設備,能夠為傳感網和通信網的連接,提供數據匯聚、數據傳輸、協議適配和節點管理等技術支撐,在通信運營的傳感網和通信網的連接中起到關鍵性作用。物聯網網關,不但能夠將異構傳感網匯聚成一體,遠程傳輸傳感網的數據,同時,也能與遠程運營平成對接,從而為客戶端的管理和服務提供保障。

物聯網通信模塊拓寬通信運營通道。在物聯網遠距離傳輸信息時,往往需要用到終端內的基礎組件,即通信模塊。就以往來看,物聯網行業的種類多樣、體積大小差異、處理能力強弱以及對外接口的不同,都很難促使物聯網形成一個統一完整的網絡。不過,自從使用這個安裝在終端內進行數據通信的獨立功能模塊以來,物聯網卻發生了極大的變化。通信模塊通過嵌入各行業終端,形成各行業物聯網傳輸的共同通道,從而能夠為物聯網提供通信運營的服務。

智能終端幫助采集通信運營所需數據信息。智能終端作為智能化處理數據能力的物聯網終端節點,具有采集數據,運算、處理和執行數據的能力。通過采集現場情況的數據信息,并將采集到的信息發送到遠程管理指揮中心,管理人員通過智能化應用程序,對信息加以處理執行,能夠幫助管理人員實現通信運營。

3.1.2 物聯網服務平臺技術在通信運營中的應用

包括M2M平臺和云服務平臺兩種。M2M平臺能夠為物聯網中的機器對機器提供智能通信通道,幫助實現物聯網控制及監測終端接入、配備終端私有協議和接入行業應用系統,以及配備行業應用私有協議等方面的功能。同時,M2M平臺,還能對終端使用網絡是否合理加以控制,對終端流量的使用和分布情況加以監控和預警,并能夠實時快速地對故障進行輔助定位,遠程為解決終端故障提供必要的維護操作工具。云服務平臺能夠為各行業的物聯網提供統一的服務交付平臺,并實現各行業的物聯網統一的海量空間存儲和快速處理信息的能力,方便各行業實現通信運營。

3.2 物聯網實現運營的實例

3.2.1 手機物聯網

手機物聯網將智能終端和電子商務相結合,促使消費者能與軟件應用、硬件設備等商家進行便捷實時的交流和互動,隨時隨地體驗品牌品質,推廣分享信息,實現互聯網向物聯網從容過度,進而發展成為一種具備零接觸、高透明、無風險的新型市場模式。簡單來說,手機物聯網便是“閃購”。手機物聯網采用智能終端設備掃描各類商品的條形碼、二維碼等方法采集各商品的數據信息,實現購物、比價和鑒別產品等功能。

3.2.2 安防物聯網

新一代的智能安防物聯網,結合了物聯網關鍵技術和中國移動的TD SCDMA無線通信技術,特別是中國移動的G3無線移動座機、RFID技術,是中國移動通信運營商在M2M平臺的基礎上發展起來的業務。在提供G3通信功能的基礎上,安防物聯網還提供了門窗報警、緊急呼叫等智能安防服務,能夠讓用戶體驗到物聯網關鍵技術所帶來的智能家居生活。

4 結束語

物聯網關鍵技術在通信運營中的應用,不但能夠帶動互聯網的創新和發展,同時還能起到促進企業生產發展,推動面向物聯網的綜合性信息服務進程的重要作用。

參考文獻

第3篇

關鍵詞:物聯網;信息安全;防范措施

中圖分類號:TP393 文獻標識碼:A 文章編號:1674-7712 (2013) 14-0000-01

隨著經濟社會的發展和人們對于生活質量的要求不斷提高,物聯網技術應運而生,并且在交通、環境保護、公共服務、物流、醫療等諸多方面作出了突出的貢獻,受到了使用者的一致青睞,然而,物聯網的發展是以網絡化為基礎的,因此其安全性問題自然也成為人們最為關心和擔憂的。物聯網技術涉及到人們生活中的具體細節,其信息自然會涵蓋到與人們息息相關的隱私問題,因此物聯網的信息安全備受關注。關于物聯網信息安全的研究對于進一步推動物聯網的大規模應用和普及,提高物聯網的使用率有著十分重要的意義。

一、物聯網技術及其發展現狀

物聯網技術是一個全新的概念,與互聯網的概念相比,物聯網指的是具體化的物體的連接,具體來說,物聯網指的是通過使用一些傳感器設備、射頻識別技術、全球定位技術、感應技術等對物體的信息實現實時化的收集,并且將這些收集到的信息匯集到一個大的網絡,而這個最終實現的大的網絡就是“物聯網”。物聯網的應用極大的降低了物體管理的成本,使得無人化管理成為可能,并且可以方便的實現對于設備的優化配置,提高了設備的使用效率。根據物聯網的結構層次可以將其劃分為三個主要部分:即感知層、網絡層以及應用層。感知層指的是對于物體實現具體化的感知,通過一些傳感器、射頻識別等技術對物體的信息進行采集,感知層作為物聯網的基礎是整個物聯網實現的平臺,目前,感知層用到的技術主要是傳感器技術;網絡層則主要實現物聯網的通信和信息的傳遞,其主要建立在現代化的無線和有線通信的基礎上,感知層在采集到信息以后會將信息傳遞給網絡層,然后通過網絡層將信息進一步傳遞給應用層,并且在信息傳遞的同時實現對于信息的挖掘和分析工作,尤其是目前云計算技術的應用更是大大的加強了網絡層的處理速度;應用層則主要指的是各個不同行業的用戶通過收集到的信息對具體的物體做出的應用,實現了設備管理的智能化,同時應用層也是整個物聯網技術發展的重要部分,其發展關系到物聯網系統的實現。

二、物聯網技術存在的安全隱患

物聯網的實現是基于網絡的原理,因此在物聯網實現的過程中難以避免的會出現安全的隱患,其中主要包括物理安全、傳輸安全以及數據的安全。具體來講主要有以下幾個方面:

(一)網絡傳輸環境使得信息傳輸存在安全隱患。物聯網的網絡層實現主要依靠的是無線傳輸,而無線傳輸的過程中就會導致信息受到攻擊、竊取等惡意破壞現象,這些都會對物聯網的信息安全產生不良影響。網絡攻擊者可以通過在無線網絡的覆蓋范圍內發射無線干擾信息對物聯網的信息傳輸進行干擾,影響物聯網的正常工作,甚至導致物聯網的癱瘓。

(二)設備、節點極易受到人為破壞。物聯網的主要目的是代替傳統的人工方式實現對于設備的高效能管理,因此形成了設備運行過程中無人監管的現象,而這則會給不法分子留下可乘之機。攻擊者可以很簡單的接觸到網絡的節點并且對其實施破壞,從而對物聯網造成破壞,引起設備的非正常運轉,而且攻擊者通過設備或者節點獲取到了具體的控制數據,則會對物聯網的運行造成致命的危害,同時也會給使用者帶來不可估量的損失。

(三)傳感器節點資源匱乏。在物聯網的建設過程中,節點的部署具有一次性和大規模的特點,同時在大部分情況下對于已經安置的傳感器缺乏后續的維護,這些主要是由于傳感器的廉價成本造成的。然而,在傳感器廉價成本的背后則是傳感器通信安全協議的缺陷和傳感器性能的不足,這些節點設備上的先天性缺陷給物聯網的信息安全埋下了隱患。

(四)使用者的隱私受到威脅。在物聯網的使用過程中,其感知層的實現主要是通過傳感器和一些射頻識別技術、激光掃描技術等,對于使用者的位置信息、使用情況等具有詳細的記錄。然而在現實生活中一旦這些數據信息被竊取,就會對使用者的隱私造成極大的威脅,可能導致使用者被秘密定位、追蹤等。

三、物聯網技術信息安全的防范措施

根據物聯網的組成及其特點,結合物聯網信息安全隱患的具體情況,提出以下幾個方面加強物聯網信息安全防范的措施:

(一)建立完善的感知層操作規章制度。首先要保證物聯網具備一定的自我修復功能,即便物聯網的感知層或者設備受到不法攻擊,物聯網可以通過自身的修復系統對其進行修復,以降低由此造成的損失,同時還需要在節點的建設過程中適當的增加備用節點的數量。而且還需要對物聯網的管理權限進行合理的設置,避免非專業人員對物聯網的關鍵環節進行更改,同時還需要嚴格加強物聯網管理人員的身份認證制度。

(二)提高物聯網的安全防護。物聯網自身的安全性能決定著物聯網的安全防護能力,因此需要從物聯網的協議、設備等方面予以加強。首先要從物聯網信息傳輸的協議層出發提高其安全協議的級別,以更好的增強物聯網的自我保護能力。同時還要提高物聯網傳感器節點相關硬件設備的安全協議級別,以降低物聯網遭受攻擊的機率。

(三)加強物聯網信息安全的制度建設。物聯網的大規模普及亟需相關配套制度的建設,因此相關的政府和管理需要盡快出臺和完善相關的法律法規,對破壞物聯網信息安全的行為做出具體的懲罰措施,以更好的規范物聯網的發展,降低物聯網發生破壞的機率,保障物聯網更好的發展。

四、結束語

物聯網技術的大規模應用極大的推動了經濟社會的發展,對于物聯網技術的安全隱患需要采取綜合性的措施進行解決,以更好的保障物聯網技術的發展和進一步應用,同時也可以更好的保障使用者的隱私安全。

參考文獻:

[1]滕萍.物聯網中的信息安全與防范措施[J].網絡安全技術與應用,2013,03.

第4篇

關鍵詞:山東省;物聯網產業;建議和策略

中圖分類號:TP393 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2015)02-0262-02

Abstract:With the development of new and new technology, the Internet of things industry is becoming more and more popular, and has gradually become the hot spots of social research. This combination of Internet of things industry in Shandong Province Development of the actual situation, focusing on analysis of the networking industry development present situation, studies the problems existing in the development of the networking industry in Shandong Province, finally put forward on speeding up the suggestions and strategies to the development of Internet of things industry in Shandong Province.

Key words: shandong province; IOT; strategy

物聯網(Internet Of Things, IOT)是利用底層傳感設備、射頻識別設備、全球定位系統、紅外感應技術等,通過短距離無線網絡、互聯網等技術把現實物品和計算機網絡結合起來,以實現遠程控制,達到智能化管理的目的。物聯網可以說是繼計算機和互聯網之后的第三次信息革命浪潮,物聯網產業發展必將帶動通信服務產業、嵌入式系統產業、電子信息產業、軟件服務和外包產業等快速發展,對于中國政治、經濟、文化等各方面具有重大意義。

物聯網知識體系龐大,涉及到的產業也較多,主要包括網絡通信產業、電子信息產業、嵌入式產業、智能計算等多技術領域產業。物聯網技術主要應用于物流交通運輸、農業精細化種植、城市智能化管理、工業精準控制、公共信息服務智能平臺等多領域,通過物聯網技術可以大幅度提高管理效率,降低勞動成本。目前,全球各國也在紛紛制定物聯網發展規劃。早在2009年初,美國奧巴馬總統就提出“智慧地球”這一概念,總理在無錫提出了“感知中國”,緊接著日本、歐盟等國家也紛紛提出發展物聯網產業,并做出具體規劃。中國政府非常重視物聯網產業發展,在政府工作報告中提出“要大力發展物聯網產業,逐步完善物聯網技術標準”。山東省作為中國的經濟大省也積極投于物聯網產業發展,先后出臺了《山東省物聯網產業發展規劃綱要》、《關于加快物聯網產業發展的意見》等文件,成立山東省物聯網產業聯盟、山東省物聯網協會、各地市物聯網研究院,建立了物聯網產業發展示范工程項目等,為物聯網產業發展提供了較好的基礎條件。

本文結合山東省物聯網產業發展實際情況,重點分析了物聯網產業發展現狀,研究了山東省物聯網產業發展存在的問題,最后提出了關于加快山東省物聯網產業發展的建議和策略。

1 山東省物聯網產業發展現狀及問題分析

1.1 山東省物聯網產業發展現狀

目前,山東省物聯網產業還處于發展階段,中國的長江三角洲(無錫、上海、蘇州等地)、珠江三角洲(深圳、廣州等地)等地物聯網產業發展較快,處于全國物聯網行業領先水平,山東省物聯網產業發展尚處于發展階段。結合山東省物聯網協會調查數據分析如下:

1)物聯網產業分布:山東省物聯網產業分布不均勻,東部區域發展較快,以青島、濰坊、威海等城市為例,分別在RFID、微電子、傳感器等關鍵技術方面有所突破,在智能家居、智能物流、智能農業、智能工業、智慧城市等方面加快發展,進行了應用推廣。濰坊市建立省級物聯網產業基地、濰坊市物聯網研究院,依托高新技術,重點發展了物聯網產業。青島市依托青島海爾集團、海信等大型企業強大力量帶動物聯網產業發展。中部地區物聯網產業發展較快,而西部地區(德州、聊城等地)相對來說物聯網產業發展較為薄弱。

2)物聯網銷售和利潤:整體來說,山東省物聯網產業銷售和利潤實現快速增長,2013年,山東省物聯網相關企業實現主業務營業收入達到1600多億元,2014年,山東省物聯網相關企業實現主業務營業收入達到2000億元,比2013年增長20%,物聯網產業銷售和利潤實現快速增長。

3)物聯網產品與服務:山東省物聯網企業產品主要以自主研發為主,合作研發為輔。其中自主研發產品主要RFID、條形碼和網絡通信技術為主,產品主要服務范圍在物流倉儲管理、工業監控、食品質量安全監管等方面,智能終端制造業約占16%,利潤較高的物聯網產品主要集中在智慧城市、食品質量安全監管、智能電網等方面。

第5篇

關鍵詞:物聯網 技術思想 應用策略 關鍵技術

中圖分類號:TP393 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2017)02(c)-0001-02

物聯網技術是社會經濟發展到一定階段,科技創新和信息技術水平發展到一定階段的必然產物。相反的,物聯網技術的出現及使用也是有效地提高社會經濟發展水平的重要助力。物聯網技術是融合了多種先進技術,以計算機技術為基礎、融入監控技術和通信技術等重要信息技術的綜合技術。物聯網技術運用幾乎涵蓋了信息通訊技術所有的領域,包括無線技術、互聯網、智能芯片技術、軟件技術等,其優點表現為實用性強、使用范圍廣、溝通與協調功能較強等。該文通過梳理物聯網技術的基本概念,重點討論物聯網技術的結構和關鍵技術分析,并就其在實際中的應用探討物聯網應用策略,為物聯網技術的進一步發展提供理論依據,促使物聯網技術能夠在所有運用領域中最大限度地發揮其功能。

1 物聯網關鍵技術分析

一提到“物聯網”這個詞,可能第一次接觸的人馬上會想到另一個詞――“互聯網”,理所當然地認為物聯網技術其實就是互聯網基礎上衍生出來的新的網絡概念。互聯網與物聯網的確在某些環境下很容易讓人混淆,不僅是因槊字的相似度較高,更因為兩者的技術基礎相同,都是建立在分組數據技術基礎之上的,以數據分組網作為他們的承載網,而業務網和承載網是相互分離,獨立發展的。該文章從物聯網的核心技術層機構和關鍵技術角度深度分析物聯網技術。

1.1 物聯網結構分析

物聯網結構可以大致分為4個技術層次,分別是:感知識別層、網絡構建層、管理服務層和綜合應用層。

1.1.1 感知識別層

物聯網的感知識別層主要依賴的技術是RFID無線射頻感應技術、無線傳感技術、GPS定位系統、傳感器網絡、自組織網絡以及短距離無線通信技術等核心感知技術,也包括各種智能設備,比如智能手機、計算機、多媒體播放器、PAD等,前者屬于信息自動生成方式,后者屬于信息人工生成方式。多樣化的信息生成方式是物聯網的重要特征之一。感知識別技術雖然位于物聯網四層網絡構建中的最低端,卻是物聯網核心技術中最關鍵的一層,所有上層技術結構都以其為基礎。通過感知識別技術,讓事物“開口說話,生成信息”是讓物理技術和信息技術建立聯系的重要一環,也是物聯網和互聯網等其他網絡的不同處之一。

1.1.2 網絡構建層

物聯網的網絡構建層在物聯網四層網絡構建層中扮演的角色是聯絡員。重要的網絡形式主要分為互聯網、無線個域網、無線廣域網、無線局域網以及無線城域網5種網絡形式。其中物聯網是各種網絡構成中的核心網絡、技術支持以及平臺,IPv6掃清了網絡終端設備在數量上的限制;無線寬帶網如WiFi/WiMAX等無線寬帶技術網絡的覆蓋范圍較廣;ZiBee、藍牙以及紅外等無線低速網絡能夠適應物聯網中能力較低的節點的低速率、低計算能力、低通信半徑以及低能量來源等特征;移動通信網絡將成為“全面、隨時、高效”的數據傳輸平臺,其高覆蓋率、方式多元化、高速實時、可移動性的數據處理特點打破了物聯網多方面的局限性。

1.1.3 管理服務層

管理服務層主要解決的問題包括數據存儲、信息檢索、數據挖掘以及信息安全與隱私保護等四方面問題,當大量的數據信息和內容信息經過前兩層――感知識別層和網絡構建層的生成傳輸匯聚到管理服務層,如何解決上述問題將成為其考慮的主要技術難題。下面將針對上述四大問題展開探索。

(1)數據庫。物聯網的數據特點包括關聯性、語義性、海量性、多態性等。通常情況下,我們物聯網數據庫將物聯網數據庫分為關系數據庫系統和新型數據庫(NoSQL數據庫)兩類。關系數據庫系統隨著時代的要求不斷地發展自己以適應現代社會的數據庫技術要求;新型數據(NoSQL數據庫)主要應用于分布式、非關系型的數據信息存儲中,通過避免連接操作的方式來提升數據庫性能,并不要求數據庫一定要具備確定的表模式。

(2)海量信息存儲。網絡存儲結構主要分為三大模塊:DAS――直接附加存儲;NAS――網絡附加存儲;SAN――存儲區域網絡,其主要缺陷在于只能滿足中等規模的商業需求,面對大規模或巨型規模的商業需求仍存在信息存儲難題。數據中心實際上是一個大型的系統工程,例如:Google與Hadoop,涵蓋了主要的計算機系統和通信、存儲設備以及輔的環境控制設備、監控設備、安全裝置以及數據通信鏈接等。適應了物聯網數據的關聯性、語義性、海量性、多態性等特點。

(3)Web搜索引擎。Web搜索引擎是:“能夠在一個合理時間內,根據用戶的查詢關鍵詞,返回一個包含相關信息的結果列表(hits list)服務的綜合體。”在傳統Web搜索引擎基礎上建立的現代搜索引擎要求相關信息的更高精確性,能夠主動識別并精確提取有效信息,建立多模態信息搜索引擎模式。

(4)需求分析。需求分析要求具有高效感知能力和智能分析能力。一方面,數據信息感知能力的提高是建立在海量的數據存儲和快速的搜索引擎基礎上的,另一方面,智能分析能力通過多維數據分析和整合。

(5)信息安全與隱私保護。主要的安全和隱私隱患包括竊聽、跟蹤、詐騙、病毒、信息篡改等,主要的防護措施是物理安全機制、密碼技術等。以上都是傳統的網絡安全問題,必須要有個非常強大的安全管理平臺作為支撐,所以需要給物聯網開發系統性的安全保護機制。

1.1.4 綜合應用層

架構物聯網的綜合應用層是全結構的目的,所有前期的技術投入都是為了在實際生活中最終得到實踐。同時,綜合應用層實際上是一個新信息反饋的階層,在這一階段,物聯網的缺陷將在實踐中被發現并反饋,是促進物聯網發展的重要環節。

1.2 關鍵技術介紹

通過上述內容對物聯網的整體層次結構介紹,我們對關鍵物聯網技術有了一個整體的印象,接下來將有選擇地介紹幾項關鍵物聯網技術。

1.2.1 異構融合平臺

實現物聯網資源共享目標的重要途徑之一就是經過異構融合平臺。其資源共享實現的方式是:在不同網絡平臺共建的基礎上,融合不同異構網絡間的共性,保留自身特有的功能即個性的同時,形成不同異構網絡間共性與自身個性之間的統一。什么是不同異構網絡間共性的融合?就是建立不同的異構網絡與公共通信平臺之間連接,通過同骨干傳輸網的對接,將異構網絡融合到更為寬泛的移動通訊網絡中。

1.2.2 節點與終端口

該文中提及的節點,專指感知節點。感知節點的主要功能是收集事物自身的基礎信息,并自動針對其基礎特征和基礎信息進行分類整理、分析處理以及信息儲存等,有利于幫助物聯網獲取更全面的事物信息并@取更多本事物相關信息。在日益先進的智能標簽技術、通信技術、嵌入式技術等技術的支持下,感知節點也越來越智能化,對管理對象及其外在環境進行監督控制越來越高效。

1.2.3 業務支撐

業務支撐中最重要的功能是確定物聯網的各項具體業務需求,并就每項業務需求確定其需要用到的場景。主要工作流程:首先,根據業務的特性進行分類,同時界定各項業務的主要性能以及功能;其次,抽象化處理物聯網現有網絡資源;最后,設計結構。此結構的主要功能是支撐各項業務。

2 應用策略

毋庸質疑,在經濟社會與物聯網緊密結合的現代社會中,物聯網一定是未來經濟發展的重點領域之一。物聯網將越來越多地應用于諸多領域,無論是對社會的發展進步,經濟的迅速崛起,還是人們整體生活水平的改善,都會產生巨大的推動作用。

2.1 樹立共享與融合的意識

在物聯網往后的發展中,樹立共享與融合意識至關重要。首先要明白何為融合,所謂融合,是指各相關領域之間通過一系列手段實現網絡資源共享,這也是前文中屢次提及的融合問題。這種融合的目標是對未來所有的網絡形式進行資源共享,擴攬各相關信息領域的不同業務活動,最終實現物聯網橫向以及縱向的深度和寬度融合。

2.2 加強行業與產業之間的合作

加強行業與產業之間合作的第一步,就是要實現行業之間的協調。雖然現在物聯網在我國各行業的應用范圍已經相當廣泛,但是各相關行業之間仍然存在共享阻礙,這是由于行業間存在業務交叉,一定程度上致使物聯網不能實現更好的管理和技術方面的共享。第二,加強物聯網整個產業鏈之間的合作。實際上物聯網自身也是一個非常復雜的產業鏈,自動控制技術、無線射頻識別技術等處于產業鏈初端的技術指標目前已經取得了較好的發展。因此,物聯網更好的發展依賴于產業鏈之間的聯合,只有每個環節進行結合才能有效地推動物聯網向更好、更健康的方向發展。

3 結語

人們經常講:“物聯網的興起和使用,是一種新的生活方式,是一場技術領域的革命。”的確,物聯網的發展影響社會的各方面,小到人們的生活方式,大到行業的興起,甚至技術領域的創新,但是任何發展都是基于我們對物聯網的美好期許與祝愿,任何技術的革新帶來便利與發展的同時也帶來很多困擾,我們要做的就是通過反復的思考、不斷地進行技術革新以及加強各行業間的協作,來改善或彌補新技術缺陷。

參考文獻

[1] 周津.物聯網環境下信息融合基礎理論與關鍵技術研究[D].吉林大學,2014.

第6篇

【關鍵詞】物聯網;特征;組成;關鍵技術

一、物聯網的由來

物聯網的概念最早于1995年出現在比爾蓋茨的《未來之路》書中,在該書中比爾蓋茨已經提及了Internet of Things的概念,只是當時并沒有引起人們的重視。1998年,美國麻省理工學院創造性地提出了當時稱為EPC系統的“物聯網”的構想;1999年,美國麻省理工學院首先明確提出了“物聯網”的概念,提出了物聯網就是將所有物品通過射頻識別(RFID)等信息傳感設備與互聯網相連,能實現智能化識別和管理的網絡。2005年11月,國際電信聯盟在突尼斯舉行的信息社會峰會上了《ITU互聯網報告2005:物聯網》,正式提出了物聯網的概念。

2009年11月,總理發表了《讓科技引領中國可持續發展》的重要講話,“我國要著力突破傳感網、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’”,從而物聯網作為我國的新興戰略產業。

物聯網就是在計算機互聯網的基礎上,利用射頻識別、傳感設備和無線通信等技術,構造一個覆蓋世界上萬事萬物的“Internet of Things”; 即英文名稱為“Internet of Things”,簡稱IOT。在這個網絡中,物品能夠彼此進行“交流”,而無需人的干預。其實質是利用RFID等技術,通過計算機互聯網實現物品的自動識別和信息的互聯和共享。

二、物聯網的特征

(1)網絡化:網絡化是物聯網的基礎。不論是有線、無線還是專網來傳輸信息,都必須依靠網絡,而且必須與互聯網相連,這樣才能形成完全意義上的物聯網。(2)互聯化:物聯網是一個包含多種網絡、接入、應用技術的大集成,也是一個讓人與人、人與物、物與物之間進行交流的平臺;與互聯網相比,物聯網具備更強的開放性,應能夠隨時接納新設備、提供新的服務與應用,即物聯網具備自組織、自適應能力。(3)物聯化:計算機和計算機連接成互聯網,實現人與人之間交流。而物聯網是實現人物相連、物物相連,通過在物體上安裝傳感器或微型感應芯片,借助計算機網絡,讓人和物體進行“對話”和“交流”。(4)感知化:物聯網離不開傳感設備。射頻識別、紅外感應器、激光掃描器等信息傳感設備,正如視覺、聽覺和嗅覺器官對于人的重要性一樣,它們是物聯網必不可少的關鍵設備。(5)自動化:物聯網通過傳感器設備自動采集數據;根據事先設定的處理規則,利用軟件自動處理采集到的數據;自動地進行數據交換和通信;對物體實行自動監控和自動管理。一般無需人為的干預。(6)智能化:物聯網融合了計算機網絡技術、無線通信技術,微處理技術和傳感器技術等,從它的“自動化”、“感知化”等特點,已能說明它能代表人、代替人“對客觀事物進行合理分析、判斷及有目的地行動和有效地處理周圍環境事宜”,智能化是其綜合能力的表現。

三、物聯網的組成

物聯網主要包括以下幾個子系統,有些物聯網可能只包括了這些子系統中的一部分。

(1)電信網絡:物聯網的信息傳送與日常使用的文字、語音、圖片、圖像傳輸相比,有其獨特的地方,物聯網中的信息傳輸大多是小數據量和特大數據量的傳輸。小到每月只發送幾bit,如電力抄表;大到持續發送大幅圖像,如交通監控,而中等數據量的信息傳送卻不多見。這就對通信網絡提出了新的要求,需要推出新的通信標準和新的接入技術,以適應物聯網各種通信的需要,實現物聯網的高效通信。現有的通信網絡主要有電纜、光纖、無線電、微波、衛星、藍牙、紅外、WiFi、移動通信等。(2)傳感器:傳感器可以把一些物理量的變化變為電信號的變化,收集信息,做出響應。例如麥克風和喇叭就是一對語音傳感器。傳感器可以是聲、光、電、重量、密度、硬度、濕度、溫度、壓力、震動、速度、圖像、語音等。(3)電子標簽:電子標簽用來標識物聯網中的各物體。現有的電子標簽主要有RFID、條形碼、二維碼、IC卡、磁卡等。(4)數據處理:物聯網通過傳感設備所采集到的數據,必須經過計算機軟件進行處理,才能滿足用戶不同的需求,實現各種目的。這些數據處理往往包括匯總求和、統計分析、閥值判斷、數據挖掘和各種專業計算等。(5)報警系統:傳感設備所采集到的數據信息可能需要直接報警或者經過計算機軟件處理后報警,報警形式主要有聲、光、電(電話、短信)等。(6)顯示系統:傳感設備所采集到的數據信息可能需要直接顯示或是經過計算機軟件處理后顯示出來,常見的顯示形式有文字、數字、圖形、表格等。

四、物聯網的關鍵技術

(1)感知與標識技術

感知和標識技術,負責采集現實中發生的事件和數據,實現外部信息的感知和識別,是物聯網的基礎,如傳感器、無線定位、射頻識別(高頻、超高頻)、二維碼等。

(2)網絡與通信技術

網絡是物聯網數據傳遞和服務支撐的最重要基礎設施,通過人物互聯、物物互聯,實現感知信息高可靠性、高速度、高安全地傳送。物聯網的實現涉及到近通信技術和遠程通信技術。近距離通信技術主要涉及RFID,藍牙等,遠程通信技術主要涉及互聯網的組網、網關等技術。包括短距離無線通訊(zigbee、藍牙、WiFi等), 低功耗無線網絡技術,遠程網絡、多網絡融合等。

(3)計算與服務技術

海量感知信息的計算與處理是物聯網的最重要支撐,服務和應用則是物聯網的最終價值體現。

海量感知信息的計算與處理技術是物聯網應用大規模發展后,面臨的重大問題之一。需要攻克海量感知信息的數據挖掘、、數據融合、高效存儲、并行處理、知識發現等關鍵技術,研究物聯網“云計算”中的虛擬化、智能化、分布式計算和網格計算等技術。其核心是采用云計算技術實現信息存儲和計算能力的分布式處理和共享,為海量信息的高效利用提供技術支撐和保障。

服務計算。物聯網的發展必須以應用為導向,在“物聯網”中,服務的內涵得到了革命性的擴展,不斷涌現出大量的新型應用將導致物聯網的服務模式與應用開發受到巨大挑戰,面臨著許多機遇,如果仍然沿用傳統的技術路線勢必制約物聯網應用的創新。為了適應未來應用環境的變化和服務模式的變化,必須研究針對不同應用需求的標準化、開放式的應用支撐環境和服務體系結構以及面向服務的計算技術等。

(4)管理與支撐技術

隨著物聯網應用以及網絡規模的擴大、支撐業務的多化化復雜化和服務質量的高要求,影響物聯網正常穩定高效運行因素的越來越多,管理與支撐技術是保證物聯網“安全高效可控”的關鍵,包括測量分析、網絡管理、物聯網標準和安全保障等方面。必須研究新的高效的物聯網管理模型與關鍵技術,用來保證網絡系統正常高效穩定的運行。

參考文獻:

[1]物聯網導論(第二版),劉云浩主編,2013年8月,科學出版社

[2]物聯網基礎及應用,王汝林主編,2011年10月,清華大學出版社

第7篇

關鍵詞:物聯網;RFID;互聯網

中圖分類號:TP391.44 文獻標識碼:A 文章編號:1674-7712 (2013) 12-0000-01

一、前言

在1999年,美國麻省理工學院提出了一種新的概念,稱為“物聯網”,它的英文全稱是Internet of Things,是一種基于互聯網又有別于互聯網的全新概念,可以說物聯網就是“物物相連的互聯網”。物聯網是將信息技術應用到我們的生活中,是通過嵌入式技術將傳感器放入實物當中,通過無線網絡對沒有生命的物體的進行網絡互聯與數據信息采集,并在互聯網平臺上實現海量數據信息的發送與接收。

二、物聯網的概念

物聯網也稱為M2M,是傳統的物流信息化工作的進一步深化,也是互聯網延伸至物理世界的一種體現,它涉及眾多技術,包括實時定位、短距離無線通信、RFID、傳感器網絡等。物聯網將互聯網中的用戶終端延伸到任何需要實時管理的物品,其目的是給沒有生命的物品賦予生命,加強人與物品間的交流。國際電信聯盟(ITU)2005年的一份報告曾描繪了物聯網時代的藍圖,我們在回家前先發條短信,家里浴缸就能自動放好水或者電飯煲自動做好飯等等,這些都是物聯網帶給我們的便利條件。

三、物聯網的關鍵技術

物聯網的關鍵技術主要體現在三個方面,分別是信息感知技術、信息傳輸技術和信息處理技術。信息感知技術主要依靠傳感器網絡和RFID等技術實現。傳感器網絡是物聯網的技術核心,主要用來對物理世界的信息感知,就像人的皮膚一樣用來感知外界信息。傳感器網絡是由大量微型傳感器一起組成的,其中每一個微型傳感器都相當于一個通信基站,并通過無線信號組成一個網絡系統,把得到的信息傳送給物聯網的使用者。RFID全稱是Radio Frequency IDentification是一種射頻識別技術,也可以稱為電子標簽技術,是通信技術的一種,利用射頻信號通過空間耦合實現數據信息的傳遞,并且不需要芯片和接收器接觸,在一定距離內就可以傳輸信號。現在RFID技術應用相當廣泛,如果對學生證植入了RFID芯片那就可以一證多用,同時擁有門禁、食堂買飯和圖書館借書等多項功能。而信息傳輸技術主要依靠Internet互聯網技術實現的,互聯網技術同時也是物聯網的基礎技術,物聯網技術是從互聯網技術中衍生出來的,物聯網是利用RFID等物體感知技術來實現的,然后再利用無線網絡等技術接人互聯網,構造出一個真實世界的物體和虛擬空間的數字信息相結合的網絡,并實現網絡中物與物或者用戶與物之間的通信或控制。在信息處理技術方面可以依靠云計算這一新興技術來實現,因為物聯網的使用將產生大量的數據信息,傳統的單一服務器將難以承受如此大規模的數據交換,就是在高級的服務器它的CPU處理能力以及內存容量都難以滿足不斷發展的物聯網業務。因此,在開放的物聯網環境中采用高速、高效的新興計算技術是十分必要的,而這種高速、高效的計算就是“云計算”,他是一種基于分布式的計算模式,把在各地的服務器聯合起來的計算方式。這三個方面雖然不是物聯網全部的關鍵技術,但也是物聯網重點需要解決的技術,它們是物理網發展和實現的關鍵。

四、物聯網的體系結構

物聯網是一個新穎的概念,但對物聯網的體系結構卻有統一的規定,從上至下分別為:應用層、網絡層和感知層。

(一)應用層

應用層是最上層,它在感知層和網絡層之后工作,將所獲得的所有信息進行匯總,相當于是整個物聯網的“大腦”,經過對信息的加工,從而進一步提高信息的利用度,其功能包括對采集數據的分析、轉換、匯集,以及用戶層事件的觸發等。應用層中又分出兩個子層,分別是應用服務子層和應用支撐平臺子層。首先是應用服務子層,它主要是把一些正常的服務智能化,就像智能家具、智能交通信號平臺和畜牧業數字化等等領域。而應用支撐平臺子層多用于跨行業、跨系統之間的信息互通和共享。

(二)網絡層

網絡層相當于人的神經中樞和大腦,能夠實現大范圍信息通信,由各種私有網絡、有線和無線網絡、Internet互聯網和云計算平臺等組成,將感知層得到的數據傳到各個地方,實現大范圍內的遠距離通信。

(三)感知層

感知層是物理網的最外層主要是對物理世界中各類事物信息的采集與識別,就像人的眼睛和耳朵一樣用來感知和識別事物,它主要使用RFID和傳感器等信號接收技術。

五、物聯網的信息安全

物聯網技術本質上是互聯網技術的升級,是把真實的事物進行信息化處理,因此就會出現網絡漏洞。隨著互聯網向物聯網不斷轉化,物聯網不僅繼承了原有網絡的信息安全問題,同時又出現了一些物聯網自身的安全問題,無論物聯網應用背景本身是否是安全敏感的,在構建這個物聯網應用系統時一定要注意信息安全的防護,所構建的物聯網系統一旦遭到網絡攻擊,就會導致整個系統的崩潰或癱瘓,造成不可彌補的損失。

六、物聯網的應用發展

中國的物聯網產業發展程度雖然和美國這樣的發達國家比還有很大差距,但在物聯網應用上已經取得長足的進展。目前物聯網已經廣泛應用于各個行業當中,其中就包括傳統的農業、金融業等,在現代化工業制造中也得到了廣泛的應用。物聯網的發展將為國家的發展、公共安全的維護、各類災害與風險的防范提供了良好的平臺,實現更加透明清晰的感知、更加全面的網絡互通和更加智能化的管理。

七、結束語

盡管物聯網在中國才剛剛起步,但它帶來的便利條件還是顯而易見的。雖然現階段物聯網的發展還面臨著許多的問題,但隨著國力的強盛科技的發展,早晚有一天物聯網會成為我們生活中不可或缺的伙伴。

參考文獻:

第8篇

關鍵詞:物聯網技術;應用實踐;信息通信技術

0引言

作為互聯網技術、移動通信網絡二者共同的產物,物聯網將較多先進技術引入其中,且因其自身能夠實現全球定位,有利于將網絡信息、物理理論等進行融合。然而從國內物聯網技術的應用現狀看,其在部分領域中尚未真正發揮其應有的功能,究其原因在于較多信息通信技術未被充分利用。因此,本文對物聯網技術的應用實踐以及信息通信技術在其中的體現進行研究,具有十分重要的意義。

1物聯網應用實踐研究

1.1物聯網應用在農業畜牧中的體現

農業畜牧業中物聯網的應用主要表現在農業物聯網上,其在內容上將森林防火監控、溫室監控、農業生產等方面融入其中。以各方面監控與監測為例,多適用于畜牧業中,較多肉畜飼養的記錄、肉畜銷售相關數據的記錄都需依托RFID技術實現,該技術應用下,產品流通的全過程都可得到有效監管。再以農業生產為例,物聯網技術的應用主要體現在引入相關的干擾技術、能量管理技術以及智能傳感器等,使關于農業環境的信息得以獲取,在此基礎上通過GPRS網絡、M2M平臺傳輸收集的信息,其中異構傳感器中的數據主要在WAP或WEB手段下進行傳輸,在農牧業安全中心處理完所有數據后,便可利用其對資源監測、糧食生產等進行指導。以近年來關于小麥苗情況引入的“診斷管理技術”以及“數字化遠程監控”為典型代表,充分說明農業領域中物聯網應用效果極為明顯。

1.2物聯網應用在工業控制中的體現

在工業領域中,物聯網的應用也較為常見,如“企業安防”系統的推出,其在發揮存儲告警信息的同時,能夠對安防設備運行情況進行有效監控。同時,該系統也直接對布防區間進行細化,能夠滿足客戶管理公司的需求,在處理數據方面可起到突出的作用。另外,工業領域中較為常見的物聯網系統也體現在“數字油田”方面,其由中國電信提出,將關于油井生產的相關控制系統、分析管理以及采集傳輸系統等集于一體。實際生產中涉及到的螺旋泵井、電泵井等具體電參量、溫度、壓力參數,這些都可為ZigBee模塊所采集,并由分析管理系統完成處理與利用工作,有利于油井的穩定可靠運行[2]。

1.3物聯網應用在醫療衛生中的體現

醫療衛生領域中,物聯網技術的運用主要集中在食品安全、醫藥衛生等內容上。以藥品流通管理、藥品生產、患者監護、患者登記以及其他如藥品、血袋入庫等為例,這些都可通過RFID技術的應用進行管理,傳統患者就醫等待時間過長問題、物資庫存信息模糊以及出入庫管理不合理問題都可得到解決。同時,從食品安全方面看,RFID技術應用中,其強調進行流程管理,自食品源頭開始便需應用RFID食品安全方案,可提高食品的整體質量并根據食品信息控制其保質期。同時,消費者在購買食品過程中,能夠直接觀察到商品的價格與屬性,且在結賬時也較為方便[3]。

1.4物聯網應用在智能樓宇中的體現

智能樓宇系統是當前物聯網技術在建筑行業中的典型應用。以其中的“電梯衛士”為例,其主要將傳感器設置于電梯,這樣電梯的異常信息如停電、沖頂以及維保信息都被傳感器所接收,而收集到的數據會在無線傳輸模塊幫助下向衛士平臺進行輸送,平臺會自動執行相應的故障管理、監控等功能。此外,現代智能樓宇中,也有其他如“家庭安防”等系統的應用,其以物聯網技術為依托,能夠將相關的信息、圖像與報警信息向用戶發送,可做到看護病人、看管寵物等。

1.5物聯網應用在物流供應中的體現

物流供應中物聯網的應用極為常見。實際應用中,物流讀寫器可直接將射頻信號發出,在探測區域中電子標簽可直接生成感應電流,使RFID被激活且將編碼信息反饋于讀寫器中。同時,對于讀寫器發出的射頻信號,電子標簽載波可對其解調、解碼,并由計算機系統處理解碼后的信息。另外,整個系統中的控制邏輯,其將對接收到的解調數據采取相應的操作,完成數據發送、存儲等操作。從整個系統運行的原理看,物品無論在生產或流通等各環節都可在系統中實現,而且人員調配、車輛調配等都可得到優化。事實上,現代物流領域中物聯網的應用逐漸趨于成熟,如物流e通、智能交通的應用方案,都為物流供應帶來極大的便利[4]。

2信息通信技術在物聯網應用實踐中的體現

2.1RFID技術的應用

物聯網的應用主要得益于其涵蓋的較多信息通信技術。以RFID技術為例,其在原理上主要表現為對目標對象相關數據利用射頻信號進行獲取,無需將人工操作過程引入其中,便可自動完成重復擦寫或數據管理等過程。現行以能量源為依據對RFID標簽進行劃分,主要體現在被動式、主動式兩種標簽類型上,其中被動式標簽在構成上主要以線圈、天線以及芯片等為主,能夠與讀寫器保持通信,而主動式標簽主要指內置電池,對于較多特殊環境包括液體或金屬等較為適用。若以工作頻率為依據,RFID在劃分過程中主要以高頻HF、低頻LF、微波以及超高頻UHF等為主,其中RFID若以高頻為主,能夠保持較強的天線方向性且標簽內的數據量較大,但其涉及的成本也較高。而低頻RFID不具備天線方向性優勢,難以對遠距離事物進行感知。該技術實際應用中,其各部分構件都具有不同的功能,如應用軟件方面,其可使RFID原始事件進行轉化,確保用戶能夠對轉化后的事件理解[5]。

2.2GPRS技術的應用

GPRS技術在現代社會中的應用較為普遍,其吸納了GSM網絡的較多優勢,并將SGSN增設其中,而且GPRS能夠采用一定的接口協議使其與PSPDN進行互聯,也可直接聯通IP網絡。從GPRS技術應用優勢看,其主要表現在可使資源利用率得以提高,無需將轉換設備引入便可與網絡保持連接。加上GPRS完全以流量計費形式進行計費,能夠保證物聯網計費系統可靠運行。

2.3WiMAX技術的應用

WiMAX技術作為城域網技術的一種,其在優勢上主要表現為安全性、可擴展性較高,相比Wi-fi技術,對多媒體通信服務更為適用。實際應用過程中,WiMAX能夠利用其自身的智能天線技術,使無線信號的傳輸能夠達到50KM的距離,而且相比3G發射塔,該技術應用下網絡覆蓋面積將超出其10倍左右,僅需進行部分基站建設,便可達到全城覆蓋的目標。現行該技術在接入速度上也可達到70M,與原有3G下的寬帶速度相比,將超出30倍[6]。

3結語

物聯網的應用為各行業領域的發展提供堅實的技術保障。在未來發展中,物聯網除將GPRS、WiMAX以及RFID等信息通信技術融入外,其他云計算機技術、NGN技術等也將不斷擴展應用,使物聯網得到進一步發展。需注意的是,現代較多企業在物聯網運用中仍存在較多如終端問題等,需不斷將更多復合技術引入,這樣才可使物聯網技術更為完善。

參考文獻:

[1]王洋,樊銳蘭.物聯網應用實踐及信息通信技術[J].數據通信,2011(1):12-15

[2]張彥鵬.物聯網應用實踐及信息通信技術[J].信息通信,2015(6):157

第9篇

【關鍵詞】校企合作;專業特色;物聯網;實踐基地

引 言

物聯網已正式列入國家重點發展的五大戰略性新興產業之一。學習與掌握物聯網的技術理論、發展方向及其行業應用是目前高等教育的核心目標。目前,許多院校開設物聯網相關專業,其專業人才培養的建設方案也在不斷完善,物聯網實驗實訓基地的建設是物聯網人才培養方案的重要組成部分,是關系到專業人才培養、適應物聯網技術發展及相關人才市場需求的迫切問題。

一、物聯網人才培養背景

(一)分析物聯網教育背景及特點

2010年10月18日,國務院《國務院關于加快培育 和發展戰略性新興產業的決定》;《決定》明確現階段節能 環保、信息、生物、高端裝備制造、新能源、新材料、新能源汽車為七大戰略性新興產業,確定了七大產業的突破方向;信息技術產業突破方向為:新一代信息網絡、“三網”融 合、物聯網、云計算。 決定提出:要發揮研究型大學的支撐和引領作用,加強戰略性新興產業相關專業學科建設,增加急需的專業學位類別。改革人才培養模式,制定鼓勵企業參與人才培養的政策,建立企校聯合培養人才的新機制,促進創新型、應用型、復合型和技能型人才的培養。

(二)物聯網專業的特點及人才需求分析

物聯網是典型的交叉學科,涉及電子、通信、計算機、測控等多領域相關專業知識。多專業的融合與提升,需要多專業課程的匯聚,取其共性,建立基礎教學。物聯網專業培養的人才,不僅要掌握傳感器、微處理器、嵌入式技術和相應的軟件技術,還要掌握無線通訊、高頻設計、低功耗、無線傳感網絡以及 3G 核心網/無線網絡原理等最新技術。它不同于其它專業單一的知識體系,而是現有信息技術綜合集成化的產物,它呈現形式是“一個實際落地的應用系統”,重在應用。

從物聯網產業鏈的角度來分析,物聯網產業主要有感知控制、數據傳輸和數據處理三個環節。感知控制主要通過感知設備來對物獲取感知信息,涉及到物聯網中的硬件系統,這個環節需要電子設備技術人員以及芯片設計和制造人員;如果物的信息被感知到,就可以通過數據傳輸到數據處理環節對數據進行分析、控制,從而進行應用,這個環節主要是通過網絡進行傳輸,涉及到計算機網絡和通信技術,因此需要通信和計算機網絡人員;數據處理環節主要對傳輸過來的數據進行處理,涉及到系統分析,因此需要系統設計、系統應用和系統管理人員。

綜上所述,物聯網人才需求可以概況為三類:

(1)電子設備技術和芯片設計技術人才,工作崗位主要有芯片設計、硬件集成等。

(2)計算機網絡和通信人才,工作崗位主要有IT網絡管理和應用等。

(3)系統集成和應用人才,工作崗位主要有系統集成與開發、物聯網管理與應用等。

二、建立物聯網特色實踐教學體系

(一)物聯網應用技術實訓室建設要點.

(1)專業素質課程主要以課程講授為主,這種教學模式下,同學缺乏實際操作經驗保障,缺少團隊合作素質培養,不僅難以增強對相關理論的深刻理解和融會貫通,更難以激發主動創新的精神,物聯網技術是一門全新的應用性很強的綜合學科,需要在實踐中體會。所以高校有自己的實踐教學環境是很有必要的,這將使學生畢業時更適應企業的工作環境。

(2)人才培養需要有一個框架指導,企業和院校合作建設物聯網教學體系,以國家物聯網人才培養的高度和專業角度出發,滿足學生的就業技能需求。

(3)物聯網技術是一門實踐技術,需要通過大量的實踐環節來學習,和我們的單片機課程一樣需要一個實驗開發的平臺,隨著技術的進步,物聯網實驗開發平臺已經很大程度上替代了原來的單片機實驗實訓課程。

(4)物聯網應用技術的核心技能之一是代碼編寫,而代碼編寫人員是高等職業教育信息技術的主要培養對象。職業知識的要求決定了學制的長短,隨著物聯網技術的快速發展,物聯網應用項目的爆發性增長,規模越來越大。團隊協作能力和項目架構協調能力更加重要,物聯網應用技術實訓室能增強學生的團隊意識和協調能力。

(二) 雙師培訓提升教學質量

教師在掌握理論知識的基礎上,下企業深入了解企業生產,動手實踐體驗物聯網技術的開發與應用,校方和企業工程師共同開發教學資源,提升專業教學技能,提高教學質量。

三、物聯網實踐基地建設方案構建

根據我們所提出的調研及討論,物聯網應用技術實訓室的建立主要考慮如下幾個方面:

(1)充分利用已有的資源,立足于自主開發建設,以降低建設成本。充分利用學院已有教學資源,這里主要是由軟件和計算機網絡教研室老師直接參與實訓室建設。本專業教師已經在數據庫、可視化程序設計、軟件項目管理、嵌入式軟件開發、傳感器應用等方面有較強的能力,通過專業教師的直接參與可以增強教師的實踐水平,還可以增強教師對實踐教學環節的掌控能力。

(2)物聯網應用技術實訓室不僅有先進的設備,還要提供現代技術氛圍和最先進的管理軟件。在建設過程中,企業將全程參與溝通,選擇使用率高、起點高、能體現物聯網應用前景的項目建立實訓環境,建立符合市場需求的物聯網應用技術實訓室,使學生在學習過程中不知不覺中地積累到最先進的物聯網應用技術工程和開發經驗。

(3)物聯網應用技術實驗室采用校企合作的模式,邀請技術公司一線工程師課堂授課,支持骨干教師參與企業項目合作開發,做到教學信息和市場同步,鑒于物聯網是一門全新的綜合學科,企業和校方合作成立物聯網知識庫實行資源共享。

(4)物聯網應用技術實訓室即可以為學生提供綜合實訓,也可以開展對外技術培訓和未來的職業技能鑒定工作。

物聯網應用技術實訓室可開展的職業技能鑒定有:物聯網應用工程師等級使學生在學校學習的同時可以獲得相關的職業技能證書,為學生的就業提供幫助。

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