物联网行业应用及技术(精选10篇)
1.物联网行业应用及技术 篇一
物联网技术实际应用
其定义是:通过射频识别(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相连接,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概念。简单一句话就是:把所有物品通过信息传感设备与互联网连接起来,以实现智能化识别和管理。
物联网的应用其实不仅仅是一个概念而已,它已经在很多领域有运用。
应用领域:
智能家居:智能家居是利用先进的计算机技术,物联网技术,通讯技术,将与家具生活的各种子系统有机的结合起来,通过统筹管理,让家具生活更舒适,方便,有效,与安全。智能家居通过物联网技术将家中的各种设备(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、网络家电以及三表抄送等)连接到一起,提供家电控制、照明控制、窗帘控制、电话远程控制、室内外遥控、防盗报警、环境监测、暖通控制、红外转发以及可编程定时控制等多种功能和手段。与普通家居相比,智能家居不仅具有传统的居住功能,兼备建筑、网络通信、信息家电、设备自动化,集系统、结构、服务、管理为一体的高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境,提供全方位的信息交互功能。帮助家庭与外部保持信息交流畅通,优化人们的生活方式,帮助人们有效安排时间,增强家居生活的安全性,甚至为各种能源费用节约资金。
智能电网:智能电网是在传统电网的基础上构建起来的集传感、通信、计算、决策与控制为一体的综合数物复合系统,通过获取电网各层节点资源和设备的运行状态,进行分层次的控制管理和电力调配,实现能量流、信息流和业务流的高度一体化,提高电力系统运行稳定性,以达到最大限度地提高设备效利用率,提高安全可靠性,节能减排,提高用户供电质量,提高可再生能源的利用效率。智能电网由很多部分组成,可分为:智能变电站,智能配电网,智能电能表,智能交互终端,智能调度,智能家电,智能用电楼宇,智能城市用电网,智能发电系统,新型储能系统。
智能工业:智能工业是物理设备、电脑网络、人脑智慧相互融合、三位一体的新型工业体系。是将具有环境感知能力的各类终端、基于泛在技术的计算模式、移动通信等不断融入到工业生产的各个环节,大幅提高制造效率,改善产品质量,降低产品成本和资源消耗,将传统工业提升到智能化的新阶段。智能工业主要应用在:生产过程控制、生产环境监测、制造供应链跟踪、产品全生命周期监测,以促进安全生产和节能减排。
物联网的应用绝不局限在上面三个方面,随着物联网技术的发展,现在很多领域都引入了物联网技术,物联网是继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网是互联网的应用拓展,与其说物联网是网络,不如说物联网是业务和应用,它已经融入了我们的生活。
2.物联网行业应用及技术 篇二
1 物联网的体系结构
物联网的体系结构被国际电信联盟分为三层, 分别是感知层、网络层和应用层。感知层负责最底层数据的采集, 可以是传感器、条形码或者摄像头, 它是物联网的基础部分。网络层用来传输感知层采集的数据, 数据可以通过互联网、无线、光纤、蓝牙等技术进行传输。应用层为用户提供需求服务, 用于处理网络层传输来的数据, 它根据各行业的需求, 进行专门的处理。
2 物联网的关键技术
2.1 射频识别技术
射频识别技术是物联网核心技术之一, 是兴起于20世纪90年代的一种非接触式的自动识别技术, 它可利用射频信号自动识别目标并获取数据。射频识别系统由电子标签和阅读器组成。
电子标签一般被安装在物体上对目标对象进行识别, 每个电子标签都拥有独一无二的电子编码。它的芯片具有记忆的能力, 保存一定格式标识物体信息的电子数据。电子标签拥有依据应用环境和频率设计而成的天线。
阅读器也可称为电子标签读写器, 主要用来识别电子标签以及对电子标签进行读取和写入操作。它可以通过天线以无线的方式和电子标签进行信息交换。
射频识别技术通常被用于前端数据采集系统中, 后台控制系统采用计算机, 通过和阅读器连接获取电子标签的数据信息, 并进行处理和控制。
2.2 传感网技术
物联网的精髓是感知, 感知包括传感器的信号采集、协同处理、智能组网和信息服务。传感网络是由大量传感器节点以自组织和多跳的方式构成的网络, 它是一种信息获取平台, 可以实现感知、采集和处理覆盖网络中被感知对象的信息, 并将信息传递给管理节点, 以便对目标对象进行跟踪监测。传感网络由传感器节点、汇集节点和管理节点组成。
传感网络利用传感器节点对本地的信息进行采集和处理, 通过无线或多跳路由将采集的信息传递到汇集节点, 并由汇集节点将信息发送到管理节点, 从而实现了对覆盖网络内目标对象的监测。传感网络和传统网络不同, 它不只是单一地传送数据, 它的主要目的是采集设备信息, 中间节点要根据具体应用对这些信息进行采集、融合、存储后完成转发的任务。
2.3 网络通信技术
物联网的目的是实现大规模的物与物的互联, 这除了需要依靠底层的传感器技术、射频识别技术、智能设备等技术, 要实现大规模物与物的相连, 还需要网络通信技术实现物联网数据信息和控制信息的双向传输与控制。其中, 蜂窝移动通信增强技术和无线网络技术将起到关键作用。
物联网背景下连接的非智能物体存在速率低、计算能力差、通信半径小的问题, 低速的无线网络协议适合这类设备的通信。红外通信技术利用红外线传输数据, 通信距离一般为一米左右, 具有体积小、成本低、功耗低、不需要频率申请等优势。蓝牙技术是一种采用调频技术的短距离低功耗传输协议, 通信距离通常为几米左右。Zig Bee是一种适于近距离无线网络连接的新技术, 它具有低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的特点。
无线宽带技术覆盖范围大、传输速率高, 可为物联网提供高速可靠廉价且不受接入设备位置限制的网络互联技术。无线宽带技术主要分为无线局域网和无线城域网。无线局域网以微波、激光与红外线等无线电波作为传输介质, 不仅能满足移动和特殊应用领域的需求, 还能覆盖有线网络难以覆盖的地方。无线城域网为用户提供高速无线数据传输业务, 视线覆盖范围可达112.6千米, 非视线覆盖范围可达40千米, 带宽70Mbps。
移动通信网络为物联网节点进行远距离数据传输提供了灵活的方式。它的可移动性和灵活性方便了节点与服务器进行远距离数据传输, 可利用移动通信网络进行物联网中数据的接入和传输, 将物联网和移动通信网络融合在一起, 将会推进物联网的普及进程, 促进物联网应用。
3 物联网技术的应用
物联网技术引发了新的信息产业的变革, 受到世界众多国家的关注, 广泛应用于社会生产、管理和日常生活中。
3.1 智能交通
智能交通系统可控制车辆的行驶状态以确保安全, 建立车辆、道路及驾驶员之间的通信联系, 及时提供道路信息, 可提供交通信息的查询, 实现智能收费, 实现大范围内车辆行驶和载运状况的监管。
3.2 物流管理
物流是物联网的一个重要应用领域, 利用物联网技术对物流中的车辆和物品统一编码, 贴上电子标签, 以便进行实时监控, 及时发现问题, 还可通过阅读器将信息和物理位置通过卫星传至信息中心, 供用户查询。
3.3 智能家居
智能家居体现在对家电控制和家庭安防两个方面。家电控制包括对家电系统的集中控制, 实现家电设备的自动启动和停止控制, 以及家电设备间的协同工作。家庭安防系统可实现家中出现非法进入、火灾、煤气泄漏等异常状况时, 可进行报警、通知主人、向周围发出求救信号等。
3.4 农业生产
在农业生产中利用物联网技术可对农产品的整个生产过程进行监测, 对农产品生长过程中的温度、湿度等进行远程控制, 自动开启或关闭设备来调整温度和湿度。还可采集光照、土壤温度、土壤有机质及重金属等的含量等, 对科学施肥、浇灌等管理有很重要的意义。
3.5 其它应用
物联网已经涉及到了生活的方方面面, 如应用到发电、输电、配电、用电等环境的智能电网;利用物联网传感网络进行的生态环境、洪水、火灾、气象等的环境检测;在医疗领域进行药品安全监控、医疗设备管理、病患身体检测及监护;在矿山开采中检测作业环境, 感知设备及矿山的安全程度, 减少危害的发生;在城市管理中将各分散、独立的监控点联网, 实现实时的监控和管理等。可以说物联网正进入我们生活的各个角落, 它必将改变我们的生活方式。
4 结束语
物联网应用研究是世界进步和经济发展长期关注的技术领域之一, 目前正处于起步阶段, 它的发展空间非常巨大, 我国物联网技术与一些发达国家相比尚有一定差距, 但已具备了技术和应用的基础。但形成规模化的物联网产业, 全面进入物联网时代, 还需要一定时间的技术和应用积累。物联网技术的发展与成熟必将带来工作和生活方式的改变, 促进经济的又一次腾飞。
参考文献
[1]康东, 石喜勤, 李勇鹏, 等.RFID核心技术与典型应W幵发案例[M].人民邮电出版社.2008.
[2]朱仲英.传感网与物联网的进展与趋势[J].微型电脑应用.2010, 26 (1) .
[3]王保云.物联网技术研究综述[J].电子测量与仪器学报.2009, 12, 23 (12) .
3.物联网行业应用及技术 篇三
美国:“智慧地球”战略
美国的“智慧地球”战略认为:IT产业下一阶段的任务是把新一代IT技术充分运用在各行各业之中。具体地说,就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中,并且被普遍连接,形成所谓“物联网”。然后将“物联网”与现有的互联网整合起来,实现人类社会与物理系统的整合,在这个整合的网络当中,存在能力超级强大的中心计算机群,能够对整合网络内的人员、机器、设备和基础设施实施实时的管理和控制,在此基础上,人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生活,达到“智慧”状态,提高资源利用率和生产力水平,改善人与自然间的关系。
该战略预言:“智慧的地球”战略能够带来长短兼顾的良好效益,尤其是在当前的局势下,对于美国经济甚至世界经济走出困境具有重大意义。在短期经济刺激方面,该战略要求政府投资于诸如智能铁路、智能高速公路、智能电网等基础设施,能够刺激短期经济增长,创造大量的就业岗位;其次,新一代的智能基础设施将为未来的科技创新开拓巨大的空间,有利于增强国家的长期竞争力;第三,能够提高对于有限的资源与环境的利用率,有助于资源和环境保护;第四,计划的实施将能建立必要的信息基础设施。
研究人员还列举了新技术在实际中的运用。例如,现有的城市交通管理基本是自发进行的,每个驾驶者根据自己的判断选择行车路线,交通信号标志仅仅起到静态的、有限的指导作用。这导致城市道路资源未能得到最高效率地运用,由此产生不必要的交通拥堵甚至瘫痪。而智能的城市交通基础设施可以将整个城市内的车辆和道路信息实时收集起来,并通过超级计算中心动态地计算出最优的交通指挥方案和车行路线;再比如,现有的电力输送网络缺少动态调度,从而导致电力输送效率低下。据美国能源部的统计,使用传统电网,大量上网电力被消耗在输送途中。而智慧电网通过先进信息系统与电网的整合,把过去静态的、低效的电力输送网络转变为动态可调整的智能网络,对能源系统进行实时监测,根据不同时段的用电需求,将电力按最优方案予以分配。
“智慧的地球”战略被不少美国人认为与当年的“信息高速公路”有许多相似之处,同样被他们认为是振兴经济、确立竞争优势的关键战略。该战略能否掀起如当年互联网革命一样的科技和经济浪潮,不仅为美国关注,更为世界所关注。
欧盟:新行动计划
2009年6月18日,欧盟委员会宣布了新的行动计划,确保欧洲在建构新型互联网的过程中起主导作用。这种新型的互联网能够把各种物品,如书籍、汽车、家用电器甚至食品连接到网络中,简称为“物联网”。欧盟认为,此项行动计划将会帮助欧洲在互联网的变革中获益,同时它也提出了将会面临的挑战,如隐私问题、安全问题以及个人的数据保护问题。
行动计划内容如下:1.管理:定义一系列“物联网”管理原则,并设计具有足够级别的无中心管理的架构。2.隐私及数据保护:严格执行对“物联网”的数据保护立法。3.“芯片沉默”的权利:开展是否允许个人在任何时候从网络分离的辩论。公民应该能够读取基本的RFID(射频识别设备)标签,并且可以销毁它们以保护他们的隐私。当RFID及其它无线通信技术使设备小到不易觉察时,这些权利将变得更加重要。4.潜在危险:采取有效措施使“物联网”能够应对信用、承诺及安全方面的问题。5.关键资源:为了保护关键的信息基础设施,把“物联网”发展成为欧洲的关键资源。6.标准化:在必要的情况下,发布专门的“物联网”标准化强制条例。7.研究:通过第七研究框架继续资助在“物联网”领域的研究合作项目。8.公私合作:在正在筹备的四个公私研发合作项目中整合物联网。9.创新:启动试点项目,以促进欧盟有效地部署市场化的、互操作性的、安全的、具有隐私意识的“物联网”应用。10.管理机制:定期向欧洲议会和理事会汇报“物联网”的进展。11.国际对话:加强国际合作,共享信息和成功经验,并在相关的联合行动中达成一致。12.环境问题:评估回收RFID标签的难度,以及这些标签对回收物品带来的好处。13.统计数据:欧盟统计局将在2009年12月开始发布RFID技术统计数据。14.进展监督:组建欧洲利益相关者的代表团,监督“物联网”的最新进展。
日本:“i-Japan战略2015”
2009年7月6日,日本政府以完善2006年1月份公布的“IT新改革战略”为基础,沿用其成果,正式推出了至2015年的中长期信息技术发展战略,该战略命名为“i-Japan战略2015”(以下简称为“i-Japan”)。
“i-Japan”战略描述了2015年将会实现的日本数字化社会蓝图,阐述了实现数字化社会的战略。日本旨在通过数字化社会的实现,提升国家的竞争力,参与解决全球性的重大问题,确保日本在全球的领先地位。
通过数字化技术与其他产业的融合,从根本上提升效率,产生新的附加值。所以,“i-Japan”当中的“i”有两层含义:1.数字化技术将如同空气和水一般融入日本社会的每一个角落,由此实现安全、稳定、公平、易用的信息使用环境,从而打造国民生活丰富多彩、人与人关系更加和谐的社会;2.数字化技术也将为日本经济社会体系带来变革,激发新的活力,能够使企业积极自主地创新,使企业向低成本高收益转型,创造一个经济可持续发展的、与国际社会协调合作的社会环境。
与以往强调数字化技术研发过多侧重于技术方面的日本信息化战略定位相比,“i-Japan”战略真正从“以人为本”出发,着眼于应用数字化技术打造普遍为国民所接受的数字化社会。“i-Japan”战略分为“3大核心领域(电子政府和电子自治体、医疗保健、教育与人才)”和“激发产业与区域活力、培育新兴产业”以及“完善数字基础设施建设”3个范畴。
物联网若要具备全面感知、可靠传送、智能处理的技术特征至少要包括如下几方面的技术和围绕这些技术所衍生出来的庞大产业群:1.以RFID为代表的物品识别技术;2.传感和传动技术;3.无线网络通信技术;4.数据存储和处理技术;5.以3C融合为代表的智能物体技术。其中RFID作为现实生活中物体的“身份证”是实现物联网的基础核心环节。
下面列举几个国家和地区对RFID在各个领域的应用:
巴黎:使用RFID技术管理道路标志
在关于实施道路垂直标志(指路牌)和水平标志(道路标记、人行道)工作的提案过程中,巴黎政府一直希望可以有这样一种方案,可以让她在2009年底前拥有关于道路标志的完整、不断更新的全景信息。她还希望政府可以受益于最后决定采用的方案,以预测和优化成本。
最终,这个城市选择了以不同设备技术为基础的管理解决方案——3G/GPRS、RFID技术、GPS、谷歌地图/地球和互联网。其关键在于,查询的实时性、设备及业务的可追踪性。
具体而言,在铺设或维护道路标志的工作中,现场操作员利用掌上电脑读取电子标签,从而识别道路标志。与此同时,这些操作员借助GPS与谷歌地图,描绘、验证它们的位置,然后拍摄标志的照片,再通过GPRS/3G连接实时发送这些信息。巴黎城市的用户,便可以通过网络访问至一个关于道路标志管理与应用的页面,其中包括一个全面的数据库、谷歌电子地图、搜索引擎;还有分析程序、设计文件,并且他们能够以EXCEL格式等Office工具导出数据。
日本:地铁RFID技术打造互动地图
今年4月,日本东京地铁开始测试一套RFID技术互动地图系统,为的是让乘客们获得更多的帮助。支持 FelicaRFID技术的手机用户也可以按下地图上一个按钮激活一个Felica感应器,并将手机靠近屏幕,将地点坐标下传到自己的手机上。回到地面上时,用户可采用手机制图技术画出目的地的路线。
比如,在Ginza地区分布着无数家餐厅、咖啡馆、酒吧和小商店,特别是Ginza地铁站共有32个出口,共有3条地铁线在此相交。因此,对这个地区不熟悉的旅客们往往很难找到目的地。这种地区就非常需要采用这种高科技地图系统。
现在,Ginza站共采用了两台47英寸大小的LCD平板屏幕,展示该区地图。屏幕带有按钮,乘客可通过按键高亮度显示一些常去的地点,如银行、ATM、便利店和邮局。当某个按钮被按下时,地图上显示这个按钮对应场所的所有地点,并标有图标,用户触摸其中一个图标,地图便可以画出从该地到目的地的最短路线。
对于其他地点,乘客只需输入地址便可查询。由于这套地图系统只覆盖当地地区,用户只需输入代表特定地区和建筑的两三个数字,系统就可以显示出路线。
新加坡:使用RFID标签增强对老年人的护理
新加坡启动生活中心(The Centre for Enabled Living Ltd,主要职责为:为老年人和残障人士、以及他们的看护者提供信息和相关服务,管理残疾人计划,为老弱病残的看护人提供支持,推行公共教育活动等)最近正在考虑“触爱社会服务”(Touch Community Services,新加坡的志愿福利团体)的建议,希望借助科技手段增强提供护理的质量和效率。
该提案的核心为一种采用RFID技术的跟踪系统。根据这项计划,将使用RFID标签对每个接受“触爱社会服务”的家庭进行标记。
这将使系统可以捕捉到职员或义工探望老年人的时间,有利于确保职员和志愿者的最优配置,而这,恰是目前人工系统无法达到的。
事件标签将由RFID阅读器读取,它可以捕捉到如摔倒或要求医疗保健之类的信息。
在每天结束时,一旦RFID读写器收集完毕,信息将被自动发送到触爱志愿服务的总部。
RFID系统不仅可以满足客户被妥善照管看护的需要,而且还将有效地节省时间。该项目只是在试验阶段,就有可能使至少400位帮助老弱病残的家庭义工或家庭护理人员获益。
新加坡启动生活中心在2009年9月已将100万美元的基金拨发给那些旨在改善老年人和残疾人生活但却资金短缺的组织。其希望可以通过此行为,提高那些失去独立生活能力、需要被照顾的人士,以及他们的看护者的生活质量。
西班牙:奔驰采用RFID系统监控车辆维修
西班牙Valencia奔驰经销商成功部署了AeroScout的车辆跟踪和管理解决方案,来实时监测整条经销商服务点进出的汽车。
该解决方案包括AeroScout的Wi- Fi标签、AeroScout Exciters、思科3350移动服务引擎(MSE)带有内容感知移动解决方案和AeroScout MobileView软件。
每一部进来维修和服务的车辆都粘附了AeroScout标签,标签的自动识别号码可自从与车辆对应,并通过阅读器读取。一旦车辆被贴标,服务部门可在任何地方实时监控经销汽车的位置。
这套系统大大减少了工作人员寻找经常围绕设备移动的车辆所花费的时间。比如,经销商的员工可以迅速查看某辆汽车是否移出了车身工厂到喷漆店,而无需人工去寻找这辆车。
4.窄带物联网技术及市场趋势论文 篇四
【摘要】窄带一般是指的将网络接入速度为64Kbps的网络接入方式,其最大的下载速度为8KB每秒。这种宽带连接方式的最大缺点就是接入数据的速度非常慢,相对于宽带而言有明显的劣势。但是,随着物联网的飞速发展,窄带却因为其范围小、功耗低、覆盖面更加广泛的优势,获得了前所未有的发展。这是因为未来的万物连接的物联网发展,需要能够巩固符号的扩频能力和重复技术信号覆盖能力,为了能够巩固运营商对于信号覆盖、部署和配置,特撰写此文以分析评估窄带物联网技术的技术能力和未来发展前景。
【关键词】物联网技术毕业论文
一、窄带物联网发展背景
窄带物联网的发展前景,其实试下各种信息传感需求的背景之下发展起来的,对于接入互联网的人与物之间的智能互联,实际上从左右,人们就已经开始了对于其技术飞跃的不懈追求。我国工信部发布的《关于全面推进移动物联网(NB-IoT)建设发展的通知》,是我国目前对于窄带物联网连接技术的准备基础。NB-IoT的具体应用场景包括:公共事业应用场景、工业领域、农业领域、消费领域等。这种低耗能、广泛连接领域的物联网连接技术,是在目前全国广域范围内的物联网要求能够实现覆盖能力、节能性、安全性、标准性、服务质量、建网方便程度、生态系统和应用范围等方面超越其他技术的前提下发展起来的,NB-IoT势必成为未来广域物联网的主流通信技术。
二、窄带物联网基本原理和关键技术
在外物互联的大趋势之下,物联网和窄带连接技术已经开始了逐渐的普及,其工作和连接原理也逐渐为人们所熟知,目前,物联网技术拥有非常显著的商业价值,因此也得到了很多企业的高度重视。窄带物联网技术的突破性进展进展,是建立在面向长距离、低速率、低功耗和多终端业务的技术基础之上开发研究的,其基础原理是基于窄带技术标准的快速处理协议的接入基础之上进行的。窄带物联网其实是一个基于物联通讯技术的技术,利用高速率的视频监控技术,将中速率的智能数据传输和连接终端,实现至少约物联网连接占三分之二的连接需求。窄带物联网的关键技术,主要是在未来网络的组网中进行彻底的融合,将蕾丝于物体潜入窄带的数据卡,实现集合的通讯模块的功能。比较有难度的就是其协议需要实现速率的合理选择,在基站的建设上需要支持电话和微信的高带宽需求,同时也要支持物联的频谱资源应用。从技术层面看,解决物联网的覆盖深度,也是需要能够借助基站,使用单电池的.多年应用,甚至可以达到5-的应用,是能够有效解决窄带物联网成本的终端需求。目前我们能够看到的量产规模是有限的,能够解决模组价格的技术成本,可以考虑监控通信终端的设置,并且结合纳入升级和试点的标准。
三、市场趋势
今后做窄带物联网已经可以不再需要复杂的组网过程,可以通过在融合整体的移动通信技术的过程中,建设更加能够适应多元化连接的网络。也就是说,组合一个更加具有广域特点的局域网,就可以有使用基站的覆盖房难喝角度,解决更多的功能性问题。选择巨大基数的来按揭终端喝数量级别,建立使用于多个窄屏的接入终端。在窄带物联网的扇区设置中,我们可以安排十万个物联终端进行连接,最需要解决的就是确实需要并且能够接入数量的问题,这个精确的技术属性确定,是未来物联网技术所需要做到的实际工作内容之一。在进行窄带物联网开发的过程中,最有市场前景的就是产业链的两头,对于设备制造和模块的通信增长,可以带来潜在的经济利润。另外,在平台运营的运营商而言,构建完善的支撑系统来帮助用户进行智能化管理,在对于物联中戴安的爆发式增长的时候,选择合理的计费和统计方式,就可以对网络发展带来更好的商机。
四、结束语
窄带物联网的发展已经开始逐渐接入到了人们的生活之中,这种具有更低成本的网络连接技术,已经潜移默化的增加了流量利用的空间,不仅为客户提供了更多的连接可能,而且还可以为物联网的运营商带来更多的计费模式,窄带物联网是可以未来万物互联时代给人们带来个性化连接服务的基础,而且可以为客户节省不必要的连接成本,从而必然具有更加广阔的市场发展前景。研究窄带物联网的技术基础,实际上就是希望能够结合更多盈利模式,为市场发展和不同客户提供服务、并促进运营商获利的双赢过程。
参考文献
[1]许剑剑,梅杰,ZulfiqarHussainPathan,曾剑秋.物联网发展驱动因素分析与前景初探[J].北京邮电大学学报(社会科学版),,(06):52-57.
[2]廖睿祺.思科物联网业务营销策略研究[D].大连理工大学,2016.
[3]苏美文.物联网产业发展的理论分析与对策研究[D].吉林大学,.
5.物联网技术发展现状及问题研究 篇五
摘要:我国正处在经济飞速发展的新的历史阶段,物联网被列为新兴战略性产业重点发展,物联网及相关产业发展的时机日趋成熟,推动物联网发展的良好态势正在形成。该文介绍了我国物联网标准制定情况,并对国内标准制定的进展情况进行了综述。
关键词:物联网;技术;现状;对策
中图分类号:TP393文献标识码:A文章编号:1009-3044(2011)18-4473-02
Development Status and Problems of Internet of Things Technology
ZHANG Jing
(Shenyang University of Chemical Technology, Shenyang 110142, China)
Abstract: China is undergoing a rapid development of economy, the new historical stage things networking is listed as emerging strategic industry key development, content networking and related industry development opportunity matures, promote the development of thing networking is forming a good situation.This paper introduces that in China, and networking standards for domestic standards progress were summarized.Key words: content networking;technology;status;countermeasures
1999年,美国麻省理工学院首先提出“物联网”的概念。他们认为,物联网就是将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的网络。2005年,国际电信联盟(ITU)发布了《ITU互联网报告2005:物联网》,对“物联网”的涵义进行了扩展[1]。报告认为,无所不在的“物联网”通信时代即将来临,世界上所有的物体都可以通过因特网主动进行信息交换,射频识别技术、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术将得到更加广泛的应用。
物联网(The Internet of Things)是指通过射频识别(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相连接,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。物联网与互联网相对,但不同于互联网,物联网是物物相连的互联网,用于实现智能化识别和管理。首先,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;其次,物联网的用户端基于任何物品与物品之间,进行信息交换和通讯(李一等,2010)。物联网是继互联网之后信息通信技术的又一次重大创新,物联网为全球经济社会发展带来的变化和影响将远远超越互联网[2]。物联网将成千上万的物体通过网络基础设施进行连接,这些物体通过感知周围环境的变化,积极参与信息获取、处理和交换过程。物联网孕育着巨大的商机。现如今,物联网已经成为国内外最受关注的技术领域之一。我国物联网产业链发展现状
目前,我国正处在于济飞速发展的新的历史阶段,中国的工业化之路面临着新的选择。要成为经济强国,我国必须大力发展新的产业,物联网被列为新兴战略性重点发展产业。2010 年十一届全国人大三次会议上首次将物联网产业发展写入政府工作报告,明确加快物联网的研发应用,加大投入和政策支持。胡锦涛、温家宝等多次强调要以国际视野和战略思维来选择和发展新兴战略性产业,无线传感器网络和物联网方兴未艾[3]。要着力突破传感网、物联网关键技术,及早部署后IP 时代相关技术研发,使信息网络产业成为推动产业升级、迈向信息社会的发动机。
欧盟委员会为了主导未来物联网的发展,近些年来一直致力于鼓励和促进欧盟内部物联网产业的发展,并将发展物联网作为欧盟数字经济的重要组成部分。为此,欧盟专门在网络企业和射频识别司内任命一位物联网总监,以具体负责物联网的工作。据悉,欧盟已经将物联网作为实施今年5月提出的《欧洲数字计划》的重要平台之一[1]。据了解,该计划提出的100项主要行动中有许多都要靠物联网来落实。早在去年6月,欧盟委员会就正式提出了《欧盟物联网行动计划》。有关专家认为,欧盟制定有关物联网的行动计划,标志着欧盟已将物联网建设提到议事日程上来。欧盟希望通过构建新型物联网管理框架来引领世界物联网的发展。该行动计划提出了促进物联网发展的一些具体措施:严格执行对物联网的数据保护立法,建立政策框架使物联网能应对信用、承诺及安全方面的问题;公民能读取基本的射频识别(RFID)标签,并可以销毁它们以保护隐私;为保护关键的信息基础设施,把物联网发展成为欧洲的关键资源;在必要的情况下,发布专门的物联网标准化强制条例;启动试点项目,以促进欧盟有效地部署市场化的、相互操作性的、安全的、具有隐私意识的物联网应用;加强国际合作,共享信息和成功经验,并在相关的联合行动中达成一致;组建欧洲利益相关者的代表团,以监督物联网的最新进展,定期向欧洲议会和理事会汇报物联网的发展情况[4]。
我国物联网研究起始于1999 年,基本上和国际同步。《国家中长期科学与技术发展规划(2006-2020 年)》和“新一代宽带移动无线通信网”重大专项中均将传感网列入重点研究领域。我国在无线智能传感器网络通信技术、微型传感器、传感器终端机、移动基站等方面取得重大进展,技术研发水平目前处于世界前列,并拥有多项专利[5]。我国传感网标准体系已形成初步框架,多项标准提案被国际标准化组织采纳。目前我国物联网发展和国际上的其他国家相比具有同发优势,在传感领域目前走在世界前列,与德国、美国、英国等一起,成为国际标准制定的主导国之一。
物联网技术产业链可以细分为标识、感知、信息传输和信息处理四个环节,每个环节的关键技术分别为RFID、传感器、无线传输网络和智能芯片(见下图1)。标识和感知环节组成了无线传感网,对应了物联网的感知层,信息传输和信息处理对应了物联网的网络层。物联网的应用层主要由运营平台、内容提供商等构成,属于信息咨询和服务行业。作为物联网的排头兵,RFID成为市场最为关注的信息采集技术,包括二维码、电子标签、阅读器、软件及其他基础设施等。纵观全球RFID产业,我国在低高频应用领域已经具备较强实力,形成了从芯片设计、制造、封装和读写器具设计、制造到应用的成熟产业链[4]。物联网的发展也将给传感器厂商带来巨大的契机,大规模的物联网建设会使传感器的需求量成倍增加。虽然我国传感器市场已经具有一定规模,并得到了快速发展,但国内传感器生产厂家95%以上都属于中小型企业,综合实力较强的骨干企业较少,技术和生产能力上与发达国家的传感器巨头企业相比差距还是较大。加快物联网发展的对策研究
面对物联网时代的到来,我国应尽快建立和物联网有关的研究队伍,一方面要加强相关技术开发,另一方面要积极地参与国际标准的建立,并逐渐地建立中国相应的法规等措施。
2.1 完善政府政策导向,加大政策扶持力度
本文认为应该由政府的相关部门联合成立领导小组协同推进物联网产业发展。从宏观战略层面提出物联网产业发展方向,组织专家制定物联网产业发展规划和相关扶持政策;完善各项政策措施,搭建各类物联网企业技术中心、相关研究机构和一些工程研究中心的技术创新、共享和交流平台,进一步降低研发成本、优化创新资源;积极利用政府和社会资源,建立专门的以物联网产业化应用培育和推广为主要职能的服务机构,推进物联网技术产业化应用[5]。
2.2 加快信息新产业的发展速度
调动和发挥我国信息产业、电信运营商、服务商和金融机构的积极性,加快物联网产业发展;产业的繁荣需要产业链的共同发展,需要多方联合,通过终端的平台化、中间件的标准化,解决方案的集成化、行业应用的规模化,推广渠道的多元化来打造物联网的成熟生态圈。
2.3 注重园区建设,推进产业集群化发展加大专项投入
积极推进物联网创新产业园区建设;抓紧编制物联网创新产业园发展规划,推动园区健康、快速发展;出台各种物联网专项优惠政策措施,以吸引国内外物联网核心企业向产业园区集聚;以产业战略联盟为载体,通过市场化的合作方式,引导龙头企业和中小企业之间开展协作分工,形成产业链协作体系,进一步推动科技孵化器建设。
2.4 要坚持自主创新与开放兼容相结合
支持物联网标准体系建设和相关标准制定,加快核心技术和产品的研发及产业化;目前国内RFID产业仍然以高频为主,在高端的芯片这一核心领域还掌握不了技术,从而也难以降低芯片成本,实现产业化和规模化。如果物联网广泛应用,将会带动传感器市场需求,但是目前我国传感器产业化水平低,高端产品几乎给国外垄断了,因此,我们需要技术研究部门联合起来,加快核心技术研究。
2.5 高度重视共性技术标准的制定
物联网涉及行业众多,跨度较大,因此期望做出完全统一、自成体系的标准是不现实的,也不具可操作性。更多的是应在涉及互联互通等共性问题方面尽早制定相应的标准,如统一编码规则、基础应用平台的中间件接口标准等。同时,物联网的标准体系也要采取开放的架构,积极吸纳已经具有广泛国际市场基础的相关应用技术标准,实现中国物联网产业与世界物联网产业发展的对接,实现合作共赢。
2.6 调动资源,实现技术创新的新突破
要充分调动和发挥社会各界力量,整合资源,形成合力,营造有利于物联网产业发展的良好社会氛围和政策环境;物联网技术已被列入国家级重大科技专项,物联网产业也被列入国家重点发展的战略性新兴产业。因此,政府要引导企业打破地域封锁格局,整合资源,促进企业跨地区的竞争与合作。
2.7 培养和引进核心人才,强化智力支撑
积极引进优秀人才,加强企业工程技术人员的再培训,进一步完善人才引进和培养平台建设;进一步拓宽政策扶持范围、加大扶持力度,鼓励各研究机构、企业和科研院所积极引进和培养优秀研发人才、高级管理人才;积极探索人才引进机制,拓宽人才引进渠道,充分发挥市场在人才资源配置中的基础性作用。结束语
物联网被列为我国的新兴战略性产业重点发展,目前我国物联网发展和国际上的其他国家相比具有同发优势。目前,物联网具有产业规模小、应用领域杂、开发模式孤立、应用场景差异性大等问题,物联网发展过程中将涉及人才培养、产业规划、管理、协调,以及个人隐私保护等方面的问题,也还需要政府制定一系列配套政策和规范。
参考文献:
6.物联网行业应用及技术 篇六
一说到传感技术,可能大家就会往小的方面想,根据杭州(国际)物联网传感技术高峰论坛提供资料,一个泛在的物联网系统,随着参照物的不同,传感技术可以是一个“大”的“智能物件”,它可以是一个机器人、一台机床、一列火车,甚至是一个卫星或太空探测器。这也是为什么在DCM划分中用“Device”(设备或装置)来描述物联网底层的原因,笔者认为,这样描述更符合物联网目前的战略地位。
传统的、狭义的传感技术种类已有很多,而且有多种分类方法,例如,可分为有源和无源两大类。有源传感技术将非电量转换为电能量,无源程序传感技术不起能量转换作用,只是将被测非电量转换为电参数的量。每一类传感技术又可做进一步细分,如图1所示的生物传感技术、纳米传感技术的细分。物联网关注传感技术的实际应用,下面是我们按应用方式进行的分类。
形形色色的传感技术
生物传感技术:
对生物物质敏感并将其浓度转换为电信号进行检测,涉及的是生物物质,主要用于临床诊断检查、治疗时实施监控、发酵工业、食品工业、环境和机器人等。
汽车传感技术:
它把汽车运行中各种工况信息,如车速、各种介质的温度、发动机运转工况等,转化成电信号输给计算机,测量温度、压力、流量、位置、气体浓度、速度、光亮度、干湿度、距离等。
液位传感技术:
利用流体静力学原理测量液位,是压力传感技术的一项重要应用,适用于石油化工、冶金、电力、制药、供排水、环保等系统和行业的各种介质的液位测量。
速度传感技术:
是一种将非电量(如速度、压力)的变化转变为电量变化的传感技术,适应于速度监测。
加速度传感技术:
是一种能够测量加速力的电子设备,可应用在控制、手柄振动和摇晃、仪器仪表、汽车制动启动检测、地震检测、报警系统、玩具、结构物、环境监视、工程测振、地质勘探、铁路、桥梁、大坝的振动测试与分析,以及鼠标,高层建筑结构动态特性和安全保卫振动侦察上。
核辐射传感技术:
利用放射性同位素来进行测量的传感技术,适用于核辐射监测。
振动传感技术:
是一种目前广泛应用的报警检测传感技术,它内部用压电陶瓷片加弹簧重锤结构检测振动信号,用于机动车、保险柜、库房门窗等场合的防盗装置中。
湿度传感技术:
分为电阻式和电容式两种,产品的基本形式都为在基片涂覆感湿材料形成感湿膜。空气中的水蒸汽吸附于感湿材料后,元件的阻抗、介质常数发生很大的变化,从而制成湿敏元件,适用于湿度监测。
磁敏传感技术:
利用磁场作为媒介可以检测很多物理量的传感技术,测量位移、振动、力、转速、加速度、流量、电流、电功率等。
气敏传感技术:
是一种检测特定气体的传感技术,适用于一氧化碳气体、瓦斯气体、煤气、氟利昂(R11、R12)、呼气中乙醇、人体口腔口臭的检测等。
力敏传感技术:
是用来检测气体、固体、液体等物质间相互作用力的传感技术,适用于力度监测。
位置传感技术:
用来测量机器人自身位置的传感技术,适用于机器人控制系统。
光敏传感技术:
是利用光敏元件将光信号转换为电信号的传感技术,适用于对光的探测;还可以作为探测元件组成其他传感技术,对许多非电量进行检测。
光纤传感技术:
是将来自光源的光经过光纤送入调制器,使待测参数与进入调制区的光相互作用后,导致光的光学性质发生变化,称为被调制的信号光,再经过光纤送入光探测器,经解调后,获得被测参数,适用于对磁、声、压力、温度、加速度、陀螺、位移、液面、转矩、光声、电流和应变等物理量的测量。
纳米传感技术:
运用纳米技术制造的传感技术,应用领域为生物、化学、机械、航空、军事等。
压力传感技术:
是工业实践中最为常用的一种传感技术,广泛应用于各种工业自控环境,涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。
位移传感技术:
又称为线性传感技术,它分为电感式位移传感技术、电容式位移传感技术、光电式位移传感技术、超声波式位移传感技术、霍尔式位移传感技术,主要应用在自动化装备生产线对模拟量的智能控制。
激光传感技术:
利用激光技术进行测量的传感技术,广泛应用于国防、生产、医学和非电测量等。
MEMS传感技术:
包含硅压阻式压力传感技术和硅电容式压力传感技术,两者都是在硅片上生成的微机械电子传感技术,广泛应用于国防、生产、医学和非电测量等。
半导体传感技术:
利用半导体材料的各种物理、化学和生物学特性制成的传感技术,适用于工业自动化、遥测、工业机器人、家用电器、环境污染监测、医疗保健、医药工程和生物工程。
气压传感技术:
用于测量气体的绝对压强,适用于与气体压强相关的物理实验,也可以在生物和化学实验中测量干燥、无腐蚀性的气体压强。
红外线传感技术:
利用红外线的物理性质来进行测量的传感技术,常用于无接触温度测量、气体成分分析和无损探伤,应用在医学、军事、空间技术和环境工程等。
超声波传感技术:
是利用超声波的特性研制而成的传感技术,广泛应用在工业、国防、生物医学等。
遥感传感技术:
是测量和记录被探测物体的电磁波特性的工具,用在地表物质探测、遥感飞机上或是人造卫星上。
高度传感技术:
其原理是测得滑臂与基准线夹角的大小来换算出相应的熨平板高度,用于高度测量。
地磅传感技术:
是一种将质量信号转变为可测量的电信号输出的装置,用于称重。
图像传感技术:
是利用光电器件的光电转换功能,将其感光面上的光像转换为与光像成相应比例关系的电信号“图像”的一种功能器件,广泛用于自动控制和自动测量,尤其是适用于图像识别技术。
厚度传感技术:
测量材料及其表面镀层厚度的传感技术,用于厚度测量。
微波传感技术:
是利用微波特性来检测一些物理量的器件,广泛用于工业,交通及民用装置中。
视觉传感技术:
能从一整幅图像捕获光线数以千计的像素,工业应用包括检验、计量、测量、定向、瑕疵检测和分捡。
空气流量传感技术:
是测定吸入发动机的空气流量的传感技术,适用于汽车发动机。
化学传感技术:
7.物联网行业应用及技术 篇七
1、射频识别技术。
就物联网的整个技术领域来看, 射频识别技术是十分关键的技术, 其同样被称为是电子标签, 射频识别技术体现了物联网发展的基础和核心, 其主要用于信息的传输, 且通过不同信息的获取来识别工作, 其主要包含标签、阅读器和天线[1]。该技术主要针对不同状态的物体进行识别, 大型超市较多使用, 显著提升了供应链管理效率。
2、云计算技术。
云计算技术能够将计算分在不同的计算机上, 不属于本地计算机的范围, 有关使用者可以对资源进行切换, 根据自己需求访问其他的计算系统, 通过网络对于计算机资源进行综合, 提升系统的计算能力和系统作用。
3、网络通信技术。
物联网的发展目的在于实现物体和物体之间的相互通信, 由此可见, 网络通信技术是物联网技术中重要组成, 就网络通信技术来看, 其中包含了有线技术和无线技术等, 其中M2M技术的应用较多, 能够实现近距离的传输, 例如, wifi、rfid、蓝牙等, 其重点是实现无线通信, 发展势头良好[2]。
二、计算机物联网的具体应用
1、应用于家庭生活。
就家庭生活来看, 物联网能够将家庭住宅作为具体的应用平台, 例如, XX高档小区内部在布置样板间的时候充分利用了物联网技术, 为其内部增加了很多的系统, 例如, 住宅的安保系统、布线系统、温度调控系统等, 由此一来, 住户可以利用网络技术和物联网技术对住宅区域内部的系统完成具体的操控和应用, 提升家庭空间的使用效率和便捷性, 良好管理住宅内部的不同系统。
2、物流领域的应用。
随着我国社会经济的进步, 物流行业的整个发展规模也在不断的扩大, 物流领域的发展速度很快, 就整个物流领域来看, 物联网技术的出现能够发挥其最重要的功能, 由此实现物流领域发展的合理性。在物流发展的领域应用计算机物联网的过程中, 主要通过计算机物联网的内部集成作用和内部智能性作为主要的特点, 以上两点特征能够显著提升整个物流系统的智能性和便捷性, 帮助其模仿人类的智能, 学会思考并作出判断。计算机物联网技术在整个物流领域的应用主要作用在于良好掌握物流领域发展中不同类型的信息, 针对物流运输的整个环节中包含的运输车辆整体性能和运输路线等实施定时监控, 还能够良好的掌握和分析物流过程中货物的整体状态和性能情况, 可见计算机物联网技术应用在物流领域能够方便工作人员掌控好运输过程的所有环节, 做好物流信息的采集工作。
3、农业方面的应用。
计算机物联网技术除了应用在家庭领域和物流领域, 还被用于农业生产中, 分析其具体应用来看, 物联网的应用主要做到了对农业生产过程中的控制系统、安全系统和智能系统, 利用云计算技术的帮助来实现以上内容和资源的整合, 提升农业生产的智能化、信息化和数字化特征, 应用了物联网技术之后, 农业生产中的环境因素、人工因素等都会被上传到传感器上, 由此工作人员能够一目了然的分析农业生产环节和生产因素, 做好整个农业生产环节的掌控, 提升生产质量, 完成农业生产的监控。计算机物联网技术应用于农业生产之后, 能够显著提升农业生产效率, 促进农业生产朝向绿色农业、低碳农业的方向前进, 促进农业经济发展[3]。
4、交通系统的应用。
交通系统的未来发展必将是朝向智能交通的方向, 物联网技术的应用是实现交通系统智能化的主要工具, 原因在于物联网技术实现了电子传感技术、通讯传输技术、数据控制技术和信息技术等的综合, 综合运用在智能交通系统的建设中。计算机物联网技术具有实时且高效的特征, 十分适用于应用在智能交通系统的建设, 其能够实现当前交通设施的有效利用, 降低交通系统超负荷的状态, 减少交通压力和交通带来的环境污染问题, 提升城市的交通运输效率和环保性。
5、电网应用。
除了以上四个领域的应用, 计算机物联网技术的应用范围还涉及到电力行业和交通行业, 物联网技术的应用价值较高, 应用前景良好。就计算机物联网技术应用在电网系统来看, 能够实现电网系统的智能化, 提升电网的先进性和可靠性, 提升电网系统的工作效率和经济效益, 由于计算机物联网技术的涉及, 电网系统的数据运行和信息都被定时记录, 能够第一时间发现系统的异常, 及时解决问题和故障, 提升了电网系统运行的有效性和安全性, 降低经济损失。物联网技术和电网系统结合的形式, 能够满足多数人对于电能质量的需求, 完善整个电力系统。
参考文献
[1]孙国勇.物联网的关键技术及计算机物联网的应用[J].电子技术与软件工程, 2016, 09:42-43.
[2]孙少军.浅谈物联网关键技术与我国物联网的发展前景[J].通讯世界, 2016, 17:92-93.
8.物联网技术的特点与应用 篇八
关键词:物联网技术;特点;应用
中图分类号:TP391.44
物联网起源于20世纪末期,它主要是使物品与物品间建立联系,然后对物品的信息进行浏览、收集、存储、计算、处理,进而实现对物品的操作和控制。物联网技术是将计算机技术、电子技术、互联网技术、信息技术相结合起来的综合系统,它可以使人们轻松的对信息、物品进行管理操作,也使人们的生产和生活方式有了很大的改善。物联网技术的应用领域非常广泛,因为它不会受时间、地域的限制。
1 物联网的技术架构
要想了解物联网技术的特点就必须要先了解物联网的技术架构,物联网的技术架构中隐含着物联网技术的特点,物联网的技术架构由四部分组成,分别为感知识别层、网络构建层、管理层、应用层。
1.1 感知识别层
感知识别层由不同型号、不同功能的传感器组成,这些传感器不会受时间、地域的限制,可以随意的安装在任何需要安装的地方,感知识别层是物联网技术的核心,主要用来对物品的信息进行收集,为后期的信息处理和对物品进行控制打下良好的基础。其关键技术包括射频识别技术、无线传感器等。近年来,随着科学技术的发展,人们还可以通过智能手机、笔记本电脑、平板电脑等随时随地的对信息进行浏览,还可以作为终端设配收集信息,这也间接的体现了物联网技术收集信息方式的多样性。
1.2 网络构建层
网络构建层就是将感知识别层收集到的信息传入到互联网中,网络构建层的主要核心部分是互联网,由许多不同类型的网络组成,通信网络、广电网络有时会起辅助作用。感知识别层的各传感器可以及时把收集到的信息传送到不同类型的网络中,并通过云计算平台对收集到的信息进行计算,从而作出相应的判断或操作。因为互联网中有许多异构的网络,在物联网技术接入的过程中,就要考虑这些异构网络间的融合和协同。存在的异构大体分为五种,分别为网络组成方式的异构、无线接入的异构性、终端异构、频谱资源异构、运营管理异构。只有将这些网络异构合理的接入,物联网技术才会发挥其作用。
1.3 管理层
物联网技术的管理层是将信息有效的、安全的组织起来,但这一前提是必须要有强大的计算技术和存储平台的支持。管理层的主要特点就是“智能化”。因为它具有大量的、可靠的数据,通过运筹学理论、数据挖掘技术、机器学习基础、专家系统等智能化的技术建立的智能的应用平台。但管理层存在的问题就是信息的安全性,这一点是物联网技术在推广过程中需要注意和解决的问题。
1.4 应用层
物联网技术的应用层就是将物联网技术与各领域技术相结合,使物联网技术的作用得以发挥,通过物联网技术改变各领域的生产、生活方式,应用层还包含了物联网的各种终端设备,人们可以通过这些设备随时随地的浏览物联网中的信息。在应用层中其关键的技术就是要根据具体需求、现实环境选择相应的感知技术、信息处理技术、组网技术等。
2 物联网技术的特点
2.1 物联网技术具有识别与通信的特点
物联网虽然是在互联网的基础上建立起来的,但与互联网还是存在着很大的差异,物联网的对象是物品,物联网的组成包含不同类型的传感器,不同类型的传感器所收集到信息的格式和内容也会有所差异,而且收集到的信息都是实时的,这就要求要及时的对所收集到的信息进行更新。
2.2 物联网技术具有智能化的特点
物联网实施的最终目的是可以通过智能化平台对相关设备进行自动化控制,物联网是将传感器与智能化的信息处理技术相结合,通过对收集到的信息进行计算,再利用各种关键技术,对相关管理和操作进行控制,进而满足不同用户的不同需求,这些控制是不受时间和地域的限制的,这样就达到了用户智能化操作的目的。
2.3 物联网技术具有互联网的特点
互联网的使用就是通过网络间的各种协议来实现的。传感器收集到的信息就是通过互联网进行传输的,为保证信息传输的质量,就需要对互联网各种协议很好的进行支持。
3 物联网技术的应用
物联网技术的应用领域非常广泛,涉及到政府办公、医疗、粮食、军事、交通、农业、林业、智能电网和物流等各个方面,并在这些方面都发挥了举足轻重的作用。
3.1 物联网技术在交通中的应用
物联网在交通中的应用主要表现就是用来缓解交通压力,对交通灯控制系统进行智能化控制。首先在道路上的交通灯设施安装传感器,在道路的两端也安装传感器,道路两端的传感器主要是用来收集车辆的信息,计算车辆的数量、车辆的速度和车辆的流速等。当等待车辆的数量达到最大限定值时,传感器就会将信息通过无线网络传送给交通灯控制系统,系统接到信息后,对信息进行计算和判断,判断是否需要延时或减少红绿灯的时间,如需要,就会将信息通过互联网发送给交通灯控制系统,交通灯控制系统会根据反馈的信息自动延长或减少红绿灯的时间,所延长的时间都是预先设定好的,这样就缓解了交通灯压力,减小了交通堵塞的现象,这就是物联网技术的一种表现,通过传感器收集信息,并将信息通过无线网络输入和输入,然后根据判断做出相应的操作,进而提高了工作效率。
3.2 物联网技术在物流运输、管理、配送中的应用
物联网技术在物流的运输、物流的存储、物流配送的过程中都将发挥很好的作用。在物流运输的过程中,物联网技术结合了全球定位技术、地理信息技术、传感网络技术、移动通讯技术等,首先在运输车辆中安装全球定位系统、地理信息系统的传感器、移动通讯设备。这样营销商和用户就可以准确的了解车辆的位置。还要在运输物品的车厢内安装传感器,利用传感网络技术,营销商可以准确的了解物品温度、湿度等。还可以对物品的质量进行监测。这样就保证了所运输货物的质量,例如,当运输车中的温度、湿度降低或升高,传感器就会将信息通过无线信息技术及时的传送给营销商,营销商得到信息后就会对车内的温度、湿度进行控制。在对物品的存储过程中可以通过物联网技术、射频技术和条形码技术对具有集装性的物品进行存储。在物品中贴入条形码,并在物品托盘中加入电子标签,托盘上放入同一品种同一数量的物品,当整盘物品出入库时,阅读器对多个托盘进行读取,这样就加快了商品进出库的速度。当不满一托盘时,就要用条码技术对物品进行扫描。在物品运输的过程中,会借助交通诱导系统了解交通信息,交通诱导系统是交通控制系统、物联网技术、信息技术结合的产物,使车辆与交通系统建立联系,通过无线网络和客户终端互通信息,司机可以及时的了解道路信息,交通系统为用户制定最佳的行车路线,这样就可以使物品及时的送到客户手中。
4 结束语
综上所述,了解了物联网技术是时代的必然产物,它的应用推动了经济的发展,它使各行业间不再独立,而是将它们紧密的联系在了一起,相互协调、相互发展。其智能化的特点改善了人们的生活,但也存在许多不足,物联网在未来的发展中还有待完善,相信在不久的将来,物联网技术会成为引领时代的技术。
参考文献:
[1]孙其博,刘杰,黎羴,范春晓,孙娟娟.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(03):103-105.
[2]杨晓宗.无线传感器网络中基于地理信息的能量有效路由算法研究[D].湖南:湖南大学,2006(03):106-108.
[3]任秀丽,于海斌.基于ZigBee 技术的无线传感网的安全分析[J].计算机科学,2006(10):111-113.
作者简介:王雪茹(1982-),女,讲师,硕士研究生,主要研究方向:人工智能。
9.物联网行业应用及技术 篇九
物联网已成为我国政府重点规划的战略方向之一。李克强总理在2016年政府工作报告中强调要大力发展以物联网等为主的战略新兴产业,在2017年政府工作报告中又进一步要求“深入实施‘中国制造2025’,加快大数据、云计算、物联网应用的发展”;国家“十三五”规划纲要提出“积极推进物联网发展,推进物联网感知设施规划布局,发展物联网开环应用”。
2017年1月,工信部发布《物联网发展规划(2016-2020年)》,提出到2020年,物联网总体产业规模突破1.5万亿元,公众网络M2M(机器到机器通信)连接数突破17亿个。随着物联网应用示范项目的大力开展,“中国制造2025”、“互联网+”等国家战略的推进,以及云计算、大数据等技术和市场的驱动,我国物联网市场的需求将会进一步被激发,我国物联网生态环境将进一步发展成熟,成为继移动互联网之后的下一个“风口”,成为我国新的经济增长点之一。
一、物联网通信技术概况及主要应用领域
按照信号的传输距离,物联网通信技术可以分为两大类:一类是短距离通信技术,代表性技术有Zigbee、Wi-Fi、Bluetooth、Z-wave等,在家庭和办公室等场景下具有广泛的应用,典型应用如智能家居等;另一类是近年国际上出现的一种革命性的广域物联网通信技术,总称为LPWAN(低功耗广域网),适用于每隔几分钟发送和接收少量数据的应用情况,如水运定位、路灯监测、停车位监测等等。
一般来说,短距离物联网技术的终端产品低成本、低功耗,反之,长距离技术则是另一个极端,但是LPWAN技术具有远距离传输、低功耗、低运维成本等特点,与WiFi蓝牙、ZigBee等现有技术相比,LPWAN可真正实现大区域物联网低成本全覆盖。LPWAN网络可以覆盖一个城市、甚至一个国家,很容易将收集的数据集成到一个公共数据平台,如智慧交通、智慧城市、智慧工厂等,有利于大幅提高城市管理和社会公共管理的效率。在物联网发展多年之后,LPWAN是最具体的万物联网实现方式。因此特别受到产业链的追捧,正在兴起一波产业投入热潮。
IDC在2016年发布的研究数据显示:2015年中国LPWAN市场的整体规模约为5.474亿元;预计到2019年,在各类物联网技术中,LPWAN的连接数将跃居首位。此 1 外,全球移动通信协会在2015年4月发布的研究报告《物联网的发展》中预测,2013-2020年,中国LPWAN物联网连接总数将会呈现指数级的增长态势,如图1所示。
图1 中国LPWAN物联网连接总数预测(单位:亿)
如图2所示,Cisco公司在发布的报告IoT Global Market Valuation 2020中预测,2020年全球电信运营商的物联网收入将达到14.4万亿美元。
图2 Cisco公司对2020年全球电信运营商物联网(包括固定物联网)市场体量的预测
全球移动通信协会还定义了6种LPWAN应用分类:
公共事业。天然气及用水计量,配水网络监控,微型发电。
工业。设备状态,工厂控制、处理以及安全监控。
物流。工业资产,集装箱跟踪(位置及状态更新)。
智能楼宇。报警系统,制动器,空调系统,接入控制。
消费品及医疗。可穿戴设备,家用电器,VIP(小孩或家养宠物)跟踪,智能自行车,辅助生活,临床远程监控。
农业及环境。农业应用(养殖及土地监测、禽畜跟踪),环境监测(污染、噪声、雨、云、河水流速、健康危害、水井等的数据采集和实时监控)。
二、低功耗广域物联网技术(LPWAN)发展现状及对比分析
目前较受关注的六种LPWAN技术中,根据该技术所使用的无线电频段的性质可以分成两大类:第一类是授权频段(Licensed Band)技术,为3GPP主导的NB-IoT(窄带物联网)技术,基于现有4G移动通信网络,由通信监管部门指配专用频段开展物联网业务,又被称为“移动物联网”或“蜂窝物联网”技术,主要投入方为电信运营商与相关设备厂商。我国工信部计划于2017年出台NB-IoT的专有频率规划;第二类是非授权频段(Unlicensed Band)技术,包括SigFox、LoRaWAN、Weightless、RPMA、HaLow等等,由于可以使用与其他业务可共用的非专有频段,因此无需得到通信监管部门的许可,大部分不属于电信领域的ICT厂商都投入了这些技术,而其中最受关注、产业链最为成熟与完备的是LoRa技术。
1、NB-IoT发展现状
近几年来,全球通信企业普遍面临市场饱和、增长乏力等问题,国内外电信运营商纷纷加快向万物互联和数字化经营的转型。在此背景下,移动通信业界从2015年8月开始加快NB-IoT的标准化进程。2016年6月,NB-IoT的第一个国际标准获得3GPP通过,结束了现有物联网行业在终端、网络、芯片、操作系统、平台等各方路径不一的“碎片化”现象。
部署NB-IoT不需要重新建设网络(LPWAN网络需要架设网关(Gateway)或称为“基站”,但是电信运营商可以利用现有3G/4G基站资源),产业链也与现有电信网络产业的厂商一致,包括设备供应与网络服务都是现有的,利用现有的4G基站资源进行融合组网,可以最大化的提升现网资产利用率,提高边际收益。因此,NB-IoT被芯片商、模组商、设备商、移动通信运营商、部分垂直行业等产业链各方一致看好,有望在2018年开始大规模商用。除此以外,NB-IoT还具备以下4大优势:
(1)广覆盖
3GPP在2016年发布的TR45.820标准中,基于仿真数据对NB-IoT的覆盖性能进行了测算,结果显示:在独立模式部署方式下,NB-IoT最大空间路径损耗可达164dB。这意味着在同样的频段下,NB-IoT比现有LTE网络的覆盖能力高100倍左右。
(2)低功耗
NB-IoT通过多种节能技术的应用,包括空口信令简化(通过避免发送过多不必要的信令而达到节能目的)、PSM(节能模式)等,使得NB-IoT终端采用AA电池即能达到超过10年的工作寿命。
(3)低成本
NB-IoT采取了多种关键技术,包括可降低基带复杂度的180kHz窄带系统、可降低射频成本的单天线和半双工模式、可降低闪存/随机存储器要求的采样速率、单芯片里内置效率高的功率放大器等等来降低成本,随着市场发展带来的规模效应的逐步释放,NB-IoT终端模块成本有望进一步降低。
(4)大容量
NB-IoT基站的每个扇区能够支持10万个无线物联网连接,比现有LTE网络要高50倍。
国际运营商积极推进NB-IoT的商用。全球范围内,基于NB-IoT的多种优势,并且有3GPP的主导与全球电信营运商背书,而且采用电信级网络与服务,不需要另外建网,产业链也与现有电信网络产业的厂商一致,被视为具有低功耗物联网时代霸主的潜力。目前在亚洲、欧洲、美洲等区域已开通实验网,预计到2018年全球至少超过30家运营商会投入营运。除移动通信行业应用外,电子制造行业如白色家电厂家也开始采用NB-IoT芯片进行智能家电类产品开发。
国内运营商计划于2017-2018年实现全网NB-IoT覆盖。2017年1月18日,工信部发布《信息通信行业发展规划(2016-2020年)物联网分册》,明确提出要加快发展NB-IoT。国内的三大通信企业均于2016年发布了其最新版的物联网业务发展规划:中国电信在2016年提出的“转型战略3.0”把发展重点聚焦于智慧家庭、物联网等新兴业务领域,计划在2017年实现全网的NB-IoT覆盖。中国移动在2016年对其2020发展愿景进行了扩展,提出“大连接”战略,明确要做大连接规模,由十亿级的移动互联扩展到百亿级的万物互联,计划在2018年实现全网的NB-IoT覆盖。中国联通在2016年提出打造增长新引擎,聚焦平台类业务及产业互联网,其中包括物联网,计划在2017年实现全网的NB-IoT覆盖。2016年11 月,福建联通已经先行启动了中国首个NB-IoT商用网络建设。
2、LoRa发展现状
LoRa技术最初是由Semtech公司研发的,后来,Semtech公司和多家业界领先型企业,如Cisco、IBM及Microchip发起建立了LoRa联盟(截至目前的联盟成员数量已400余家),致力于推广其联盟标准LoRaWAN技术,以满足各种需要广域覆盖和低功耗的M2M设备应用要求,目前产业链最为完整和成熟。2016年12月2日,鹏博士、Semtech、中兴通讯、诺基亚上海贝尔、中科智城、唯传、云帝斯、信长城技术研究院等又发起成立了中国LoRa应用联盟。
LoRa目前的芯片成本约为1美元,模块成本约为5美元,终端模组约为30元,基本满足了业界对低功耗广覆盖物联网技术的要求。截至目前,已经有17个国家公开宣布LoRa建网计划(大多是非电信运营商),超过120个城市已有运行网络,国内也从2016年开始有了小规模的LoRa商用。值得一提的是,鹏博士对LoRa持积极态度,将在国内200多个城市的10000个基站上部署LoRa网络,还提出构建LoRa家庭物联网生态,基于鹏博士云网、骨干网、物联网接入网能力打造家庭全连接网络,实现产业闭环。
不过,LoRa在目前400多个联盟会员中,芯片厂商算是相对弱势的一环,LoRa虽然也积极与芯片商合作,但其核心技术掌握在发起厂商之一的Semtech身上,芯片厂商要合作通常只能以MCU(微控制单元)搭配Semtech的通讯芯片,或者推出模块的方式。
从国内的应用现状看来,LoRa的运营还存在以下三大问题:
一是国内产业链比较松散。虽然在国外,LoRa技术是目前物联网LPWAN技术中产业链最为成熟的技术,但是国内的应用仍有待规范。目前,国内已有众多厂商的LoRa设备可支持窨井盖监控、停车位监控、气表/电表数据上报等应用,但这些设备普遍未使用LoRaWAN协议,而是厂商自定义的MAC层协议,长此以往,将不利于LoRa产业的 4 发展扩大。因此还是需要进一步推广LoRaWAN标准,推动国内的LoRaWAN一致性测试,建立符合LoRaWAN认证的产品授权机制。
二是标准松散带来的规模化不足。目前,国内的LoRa应用普遍为单个垂直行业的应用,而且网络规模较小甚至很小,一般是由1个公司提供端到端的LoRa设备,各个厂商的设备尚不具备一致性,且网络服务器的功能和性能要求也较低。但是,规模化的LoRa网络运营需要通过LoRa网络服务器接入各个不同厂商的设备。
三是国内工作频段可能受限。LoRa是非授权频段技术,在欧洲的频段为433MHz频段和868MHz频段,在美国的常用频段为915MHz频段。而国内目前中国LoRa应用联盟(CLAA)推荐的是470~510MHz,LoRa产业链支持的频率情况如表1所示。《中华人民共和国无线电频率划分规定》明确“多种业务共用同一频带,相同标识的业务使用频率具有同等地位;遇有干扰时,一般应本着后用让先用、无规划的让有规划的原则处理;当发现主要业务频率遭受到次要业务频率的有害干扰时,次要业务的有关主管或使用部门应积极采取有效措施,尽快消除干扰。”因此,在国内使用LoRa建设物联网的前提就是不能对当地已在表1所示频段中运行的其他业务:如无线广播电视、水上移动业务、航空无线电导航业务产生干扰,保证该频段足够干净,且必须满足最大发射功率的限制。
表1 国内LoRa的射频参数
3、LoRa与NB-IoT的对比
NB-IoT(窄带物联网)基于电信运营商的移动蜂窝技术,使用电信级网络,对于网络质量、讯息安全都有高度的保障,因此需要进行收费运营,什么样的服务消费者会愿意付费,目前仍在探索合适的商业模式。虽然一般预测2018年以后才会是NB-IoT技术大显身手、领导LPWAN市场的时间,但是一旦具备成熟的商机,产业链将立即准备妥当,产业爆发指日可待。LoRa则是利用非授权频段,使用户可以甩开运营商,自主建网,可以让企业搭建属于自己的网络实现业务运营,也拥有最多的厂商支持。
从技术上看,NB-IoT和LoRa两者之间差异不大,各具特点,例如:
标准化程度。NB-IoT和LoRa均得到了标准组织支持,标准化程度较高。
设备功耗。NB-IoT和LoRa终端设备在理想状态下均可实现10年左右的电池使用寿命,LoRa在发射功率方面更低,NB-IoT则具有更好的节能管理和深度睡眠功能,支持eDRX(非连续接收延长)和PSM(节电模式)。
建设成本。LoRa相比NB-IoT起步较早,目前的终端模组成本为30元,低于NB-IoT约35元的终端模组成本(不含sim卡座)。但是在后期维护成本方面,由于LoRa需要独立建网,运维成本较高;NB-IoT则是与现有LTE移动蜂窝网融合运维,可摊薄运维成本。
安全性。NB-IoT在数据传输和设备认证方面均可以提供电信级的安全,LoRa则是通过多层加密的方式提供数据安全支持。目前两种技术体制都具有较高的安全性。
可靠性。NB-IoT基于授权频谱,并保证丢包重传,通信体验稳定,而LoRa则基于非授权频谱,易产生信号干扰问题,导致丢包。
网络覆盖能力。NB-IoT相比LoRa具有更高的链路预算和更大的发射功率,部分解决了高频覆盖能力的不足,与LoRa均能实现长距离的广覆盖。但考虑到工作于非授权频段的LoRa需限制发射功率,NB-IoT具有更好的实际覆盖能力。
表2给出了更为详尽的对比,如下:
表2 LoRa与NB-IoT的对比
三、我国广电企业开展物联网业务的相关建议
1、提前部署,积极开展物联网业务试验或试点。
广电企业拥有较为优质的频段资源,可以此提供可靠、安全的物联网业务,同时也具备丰富的基础网络运维经验,应抓住万物互联发展新机遇,借“十三五”的东风,积极关注并研究跟进NB-IoT以及LoRa的国内最新进展,争取提前进场,占领先机。在部署下一代广播电视无线网NGB-W时,统筹规划、建设无线物联网络,探索跨行业协作和应用创新模式,打造新型商业模式,创造服务价值。当前,建议具备条件的广电企业可以考虑基于NGB-W的低频段开展NB-IoT试验或试点,不具备NGB-W网络资源条件的广电企业可以考虑基于LoRa技术,利用表1所述的频段开展LoRa试验或试点,但注意要尽量选择比较干净的频段,并适当限制发射功率,规避与本地其他无线电业务产生相互干扰。
2、有针对性地选择开展物联网业务的切入点。
在发展初期,广电企业可聚焦于两类垂直行业进行切入:一是目前已拥有一定市场关系资源的垂直行业或有高收入价值的垂直行业,比如视频监控。这类物联网业务,可以由广电企业自行独立开展;二是不具备市场优势或类似购买模式经验的垂直行业,比如水、电、气、热,广电企业应与第三方服务和应用提供商合作,必要时可聘请相关垂直行业的专家,以全面、深入了解行业需求,研发定制化的解决方案。
3、根据重点业务需求综合权衡选取物联网通信技术。
在技术能力方面,LoRa与NB-IoT均具有满足低功耗、广覆盖类型物联网业务需求的能力,其中,对于移动性要求高、工业系统监控等时效性要求高以及网络可靠性要求高的需求场景,需要专用频段来保障的物联网应用,宜选取NB-IoT技术;对于移动性、时延性、网络可靠性要求不高的物联网应用,以及数据量较小、有深度覆盖要求且对终 端电池有一定要求的物联网应用,可选取LoRa技术,并综合考虑市场环境、产业链情况及未来发展预期等各方面因素。
4、高度重视物联网的网络信息安全问题。
10.物联网行业应用及技术 篇十
(2011年6月9日至11日广州琶洲保利世贸博览馆会议中心)
第一天(6月9日星期四)
时间 演讲内容
7:30-9:00
代表注册
演讲嘉宾
大 会 开 幕9:00-9:10 9:10-9:20 9:20-9:30 9:30-9:40 9:40-9:50 10:00-10:1
510:15-10:45 国家交通信息化“十二五”规划 10:45-11:15 物联网技术发展前景 11:15-11:45 物联网技术在交通领域的应用 12:00-13:30
开幕致词 开幕致词 开幕致词 开幕致词 开幕致词
主办方领导
中国交通运输协会信息专业委员会 广州市政府领导 广东省经信委领导 广东省交通厅领导 广东省交警总队领导 华南理工大学领导 茶歇
国家发改委(科技部)领导 工信部领导
交通运输部科学研究院 午餐
9:50-10:00 开幕致词
主 旨 演 讲
专题论坛(I)公安交通管理信息化3+1论坛主题演讲一:公安交通信息化在城市大活动、大灾难、大事件中的应用技术13:30-13:5
5如何建立公安交通信息化的物联网应急联动
体系
13:55-14:20 广州“亚运会”应急联动系统的特点与经验 广东省公安交警总队主题演讲二
论城市道路交通“特殊事件”拥堵的解决对策 结合国外先进经验谈假日、收费、施工引起
14:20-14:4
5的拥堵问题与相关对策
14:45-15:00 监控技术在交通执法中的应用与发展15:00-15:15 茶歇
15:15-15:40 道路交通管理协调控制
东莞公安交警谈指挥中心的内勤管理系统技
15:40-16:05
术应用经验 主题演讲三 城市动态交通信息服务及优先信号控制 16:05-16:30 广州市交通信息平台建设
16:30-17:55 BRT公交信号优先控制系统实施技术特点
华南理工大学徐建闽教授 东莞公安交警支队
广州市交通委员会 广州市交警支队
16:55-17:20 网络化动态交通信息服务系统 清华大学交通研究所
利用车辆行驶监控技术,筑建交通事故预防
17:20-17:55
物联网系统
18:30-20:00 招待晚宴
第二天(6月10日星期五)
时间 演讲内容
演讲嘉宾
一个专题讲座 物联网技术在智能交通中的应用 9:00-9:25 物联网时代的智能交通系统 9:30-9:55 9:55-10:20
中交协信息专业委员会副主任史其信
专题论坛(2)智能交通与物联网技术应用论坛
物联网蕴藏的创新空间中国工程院院士潘云鹤 三网融合技术与发展 中交协信息专业委员会副主任蔡庆华
茶 歇
广州市交通委员会科技处谢振东
10:20-10:35
10:35-11:00 基于物联网技术的智能交通示范项目
11:00-11:25 海口市车联网示范项目 海口市车联网项目组廖正刚 12:00-13:00午餐 13:30-13:55 动态感知、智慧广州
13:55-14:20 深圳世界大学生运动会智能交通系统 14:20-14:55 RFID技术在智能交通中的应用 14:55-15:10
15:10-15:35 物联网系统应用平台 15:35-16:00 云计算与物联网
广州市交通信息化建设投资运营有限公司刘兵
深圳市交通委员会关志超茶 歇
16:00-16:25 基于Zigbee技术的无线传感网络解决方案 16:25-17:15 互动 讨论 17:15-17:30论坛闭幕式 16:00-18:00论坛闭幕晚宴
第三天(6月11日星期六)
时间 活动
参观一 9:00-11:00
参观二 9:00-11:00
广州市交通信息中心
集合地点
广州亚运会海心沙广场、电视塔“小蛮腰”
香港一日游
香港
8:00-20:00
上日程仅供参考,主办方将及时公布最新信息。
台湾:
打造绿色城市交通解决方案
主講人則暫訂為: 台灣車載資通訊產業協會「智慧巴士工作小組」召集人陳贊鴻(研華公司技術長)
上海复旦大学RFID实验室,闵昊教授智能化物联网技术在传统产业服务升级中的应用
香港物联网应用发展情况简介香港物流科技园
中港物联网技术应用发展案例香港物流及供应链管理应用技术研发中心
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