物联网应用传感器

物联网应用传感器（10篇）

1.物联网应用传感器 篇一

传感器：物联网成引擎 新技术催生新机遇

作为政府从战略层面进行推进的产业，物联网如何从愿景走向现实应用并得到快速发展已成为业界关注的话题。正所谓“万丈高楼平地起”，作为构成物联网的基础单元，传感器在物联网信息采集层面能否如愿以偿完成它的“使命”，成为物联网成败的关键。并且未来 MEMS、MOEMS(微光机电系统)将成为物联网的技术核心，使无线传感网、光网快速加入物联网的应用系统，为其提供更明确的应用方向和更丰富的市场机会，物联网也将成为传感器市场的新引擎。

传感器成基础

物联网的产业供应链包括传感器和芯片供应商、应用设备提供商、网络运营及服务提供商、软件与应用开发商和系统集成商。作为“金字塔”的塔座，传感器将会是整个链条需求总量最大和最基础的环节。“传感器是物联网技术的支撑、应用的支撑和未来泛在网的支撑，传感器感知了物体的信息，RFID赋予它电子编码，传感网到物联网的演变是信息技术发展的阶段表征。”中国电子科技集团第3研究所副所长范茂军对《中国电子报》记者表示，“物联网主要需要图像、化学、位置、温度、压力等几大类传感器。”

作为物联网最主要的技术基础之一，物联网对传感器提出了一些新的要求。京仪集团长城金点定位测控(北京)有限公司董事长胡旭成介绍，在产品方面，对传感器的要求是体积小、成本低、重量轻、功耗低；在技术方面，要求材料科学、机械设计与加工工艺、检测技术、光学技术、电子电路设计、可靠性工程等技术支撑；在传感器指标方面，对测量范围、精确度、分辨率、灵敏度等有严格的要求。

应用是带动物联网发展的“隐形的翅膀”。“传感器、RFID、GPS、视频识别、红外、激光、扫描等技术都可以成为物联网的信息采集技术。物流业是物联网很早就实实在在落地的行业之一，很多物流系统和网络采用了最新的传感器、RFID等高新技术。”中国物流技术学会副理事长王继祥表示，“目前在物流业应用较多的感知手段主要是RFID和GPS技术，今后随着物联网技术的发展，传感器、蓝牙、RFID等多种技术也将逐步集成应用于现代物流领域。”

据了解，全国已有上千家企业从事传感器的研制、生产和应用，其中从事MEMS研制生产的已有50多家。我国已建立了“传感技术国家重点实验室”、“微

米/纳米国家重点实验室”等研究开发基地，MEMS、MOEMS等研究项目列入了国家高新技术发展重点。胡旭成介绍，目前传感器行业正在执行“十一五”计划，MEMS等5项新型传感器已列入研究开发的重点。

标准期待完善

如今得标准者得天下。而物联网的标准体系非常复杂，涉及很多基础标准，如传感器网络技术标准、RFID标准、云计算标准、信息安全标准等以及一些应用标准。

在国际传感器及无线传感网络标准化方面，已出台了包括IEEE1451.5智能传感器接口标准、IEEE802.11无线局域网标准等在内的标准体系。我国在构建传感器标准体系方面也在加快推进，山东标准化研究所副院长钱恒说，在传感器标准方面我国已成立相关标准化组织全国信息技术标准化技术委员会传感器网络标准工作组，相关标准制定工作正稳步开展。目前已制定的传感器国家标准包括传感器图用图形符号、压力传感器性能试验方法、传感器通用术语、传感器命名法及代码等。钱恒介绍，我国已新立6项国家标准，包括总则、术语、通信和信息交互、接口、安全、标识；新立2项行业标准，包括机场传感器网络防入侵系统技术要求、面向大型建筑节能监控的传感器网络系统技术要求。“标准是从技术到产业应用的必由之路。”钱恒表示，“因为物联网就是建立在信息设备和信息数据标准技术之上的高度标准化网络，因而我们应强调基础标准和应用标准的双重标准化。”

新技术将成新动力

由信息采集层和网络层构成的信息感知体系是物联网应用推进的主要领域，而在其中起到关键推动作用的是无线传感器网络(WSN)。作为物联网现阶段发展核心的无线传感器网络，具有成本低、范围大、灵活等特点，市场蓬勃发展。市场调研机构HarborResearch预测，无线传感设备的出货量在2010年将达到2亿个。但同时，无线传感器网络也面临着延长节点工作时间、增加通信距离、小型化、标准化等技术挑战和寻找应用场景等市场挑战。

“无线传感网需要大量的新型传感器，不仅要求具有传统传感器的基本功能外，还必须具有低功耗和无线高传输等特点。”范茂军对《中国电子报》记者表示。

而MOEMS可使传感技术有着更快的转换和传输速率，使得光网可快速加入以光传输为主导的物联网，光网会在未来10年内普遍地加入到物联网中。范茂军强调，在加入的过程中还需要克服几个主要问题：一是光信息的处理技术，二是光信息的快速转换技术，三是微型光信息的快速和反复擦除技术及芯片技术。目前国内外在MOEMS研发方面取得了一些新的进展，表现在光通信中的各种开关实现了光信号的通路转换以及在多种传感器中实现了光作为检测和转换的多种应用。

“微纳米技术是未来微传感器的核心技术之一，而微传感器是物联网中应用最多的一种传感器。如果微纳米等新技术快速融合到传感器技术之中，这不仅将为传感器产品发展带来新材料、新工艺、新技术，还可给传感器在设计方面带来新的突破。”范茂军指出，”这也将成为物联网发展的新动力。”

目前，全球的传感器市场在不断变化的创新之中呈现出快速增长的趋势，新技术的发展将重新定义未来的传感器市场。我国传感器厂商在传统传感器市场已“城门失守”，在MEMS、MOEMS等新技术领域，还需加强修炼，以在新一轮的竞争中能够成功上位。

专家观点

中国电子科技集团第3研究所副所长范茂军

国内传感器厂商占据中低端市场

从发展态势看，国内传感器厂商有三种情况：一是国有企业发展处于平稳增长状态，总体上跟不上国外最新技术发展的步伐，除少数厂家外，总体差距有扩大的趋势。这是因为传感器技术发展快，工艺和制造设备更新快，许多新设备国内厂商无法制造等原因造成的。并且设备的单台价格少则几十万美元，多则数百万美元，绝大多数厂家靠自身积累很难购买新型设备，致使在许多新技术、新工艺方面无法跟上国外企业飞速发展的步伐。二是民营或合资企业的产品占据了中低端市场，传统技术和装备手段可以满足绝大多数产品的制造要求，市场发展状态良好。除个别厂家在个别品种方面将国外生产的芯片拿到国内封装出相关产品、占据市场较大份额外，其他高端产品均是国外厂商在垄断。三是外资企业的产品占据国内高端市场绝大多数的市场份额，并将会在今后很长一段时间内持续把持高端市场，这种势头在短期内不会得到根本转变。

我国传感器业取得的新进展主要表现在：一是在数量方面，通过多年的积累，随着装备的改进，产能在近几年得到了突飞猛进的发展，几乎以每年近一倍的速度在增长；二是在品种方面，除少数品种外，目前国内能够生产多数品种的产品；三是在质量方面，国内厂商开发的多数产品性能能够满足工程需要，产品质量开始接近国外产品水平；四是在新产品方面，由于创新能力不足以及工艺技术和加工手段的差距，我国企业自主开发的新产品少。

面临的问题在于：原创技术少、新型加工手段缺少、工艺装备落后、持续发展的体系没有建立。

京仪集团长城金点定位测控(北京)有限公司董事长胡旭成传感器业面临四大挑战

传感器是构成物联网的基础单元，是物联网的耳目，是物联网获取相关信息的来源。传感器早已渗透到诸如工业生产、环境保护、医学诊断、生物工程等极其之泛的领域。我国传感器市场也呈现出逆势增长的态势。最近几年，中国的传感器销售平均增长达到了39%。中国电子信息产业发展研究院有关部门预测，2010年我国传感器市场销售额将达到632亿元。

在技术方面，我国传感核心技术缺乏，成为行业发展、甚至物联网产业进步的阻碍力量。在企业方面，我国传感器企业规模普遍较小，很难和世界级大型公司竞争。在政策方面，我国行业专业激励政策不明确，企业不易得到辅助。在市场方面，我国传感器业面临中高端依赖进口、低端价格战和同质化竞争的局面。

回顾我国传感器行业50年发展历程

开发新一代的高、精、尖传感器

我国传感器行业已经历了50个春秋，20世纪80年代，改革开放的春风给传感器行业带来了生气与活力；90年代，在党和国家关于“大力加强传感器的开发和在国民经济中普遍应用”的决策指引下，传感器行业进入了新的发展时期。

中国传感器主要发展历程阶段

“八五”以来，在国家的支持下，我国的传感器技术及其产业取得了长足进步。在学术交

流方面，1989年10月由敏感元器件与传感器分会发起主办的“STC〞89首届全国敏感元件与传感器学术会议”已延续至今，每逢活动不但国内学者、企业家云集且有不少其它国家的人士参加。目前，其论值组织机构为：“全国敏感元件与传感器学术团体联合组织委员会”。在原电子工业部的努力及敏感元器件与传感器分会的积极组织下，实施的“双加工程”即：加快力度加快发展，的方针指导下，建立了我国敏感元器件与传感器生产基地。

“安徽基地”，主要是建立力、光敏规模经济。

“陕西基地”，主要是建立电压敏、热敏、汽车电子规模经济。

“黑龙江基地”主要建立气、湿敏规模经济。

多年来，三大基地在发展过程中虽然兴衰不一，它对我国敏感元件与传感器行业的建设起到了一定的推动作用。

“九五”其间，通过科技攻关，传感器技术领域水平得到较大的提高。主要以工业自动控制、机电一体化、科学测试仪器为服务领域,以市场需求为导向，以提高敏感元件及传感器的技术水平、可靠性水平和产业孵化为目标,安排工程化研究、新产品、共性要害技术攻关三个层次内容。传感器技术研究国家重点科技攻关项目取得了51个品种86个规格的新产品。初步建立了敏感元件与传感器产业。产品已进入到亿万人民的家庭生活中，并已在国民经济各部门和国防建设中得到一定应用。

在研发主力军的建设方面，主要表现在：建立了“传感技术国家重点实验室”、“微米/纳米国家重点实验室”、“国家传感技术工程中心”等研究开发基地。全国已有1688家企事业从事传感器的研制、生产和应用，其中从事MEMS研制生产的已有50多家。

“十五”其间，为了发展先进制造与振兴机械工业的要求和国内外发展趋势的分析，传感技术攻关的目标是：提高传统传感技术等级、可靠性和可应用性水平，增强竞争力；积极创新系统，开发新产品，缩小差距，支持和促进我国先进制造技术的发展，振兴制造业。传感

器技术国家指定的科技攻关范围较小，仅选择了少数项目，集中在几个单位内进行，MEMS等5项新型传感器已列入研究开发的重点；国家计委决定从2002年开始组织实施的新型电子元器件产业化专项中有5项新型敏感元件与传感器已经启动；一些省、市新建立的“传感器产业基地”、“MEMS科技股份有限公司”，呈现出良好的发展态势。我国开发新一代的高、精、尖传感器已具备条件，如光纤、红外、超声波、生物、智能及模糊控制传感器，采用MEMS技术制作微传感器等，这些新产品逐步实现了CAD设计、全部实现可靠性设计，质量分析及质量信息治理均采用计算机化。

“十一五”——2006年十届全国人大四次会议表决通过了关于国民经济和社会发展第十一个五年计划纲要。

自此拉开了“十一五”的大幕。“十一五”规划纲要中着重强调了推进工业结构优化升级，其中提升电子信息制造业，培育生物产业，推进航空航天产业，发展新材料产业等计划的提出，以及对传统制造业和新能源开发等项目的实施无疑为中国传感器的技术发展和市场空间的开拓提供了有力的支持。

前阶段工信部下发了《信息产业科技发展“十一五”规划和2020年中长期规划纲要》中明确的指出新型元器件技术开发将重点围绕敏感元件和传感器等。并且对于传感器产业化发展提供了规划和政策支持。从“十一五”规划纲要至今从中国传感器市场虽然经历了金融危机的冲击，但是总体保持着强势快速度发展格局，最新传感器技术大多首先在国外发展起来，但是真正的应用却往往首先在中国实现，这正是源于中国庞大而多样的传感器市场特点。相信通过“十一五”重要的发展期中国传感器技术将有进一步跃升，逐步缩短与世界先进传感器技术国家间的差距。

2.物联网应用传感器 篇二

随着光纤及光纤通信技术的飞速发展，光纤传感技术应运而生。自诞生以来，光纤传感器以其体积小、重量轻、灵敏度高、响应速度快、抗电磁干扰能力强和使用方便等优点迅速发展起来，并广泛应用于化学医药、材料工业、水利电力、船舶、煤矿和土木工程等各个领域。尤其是物联网飞速发展的今天，光纤传感技术的地位更不可忽视[1]。

1 光纤传感器基本原理及发展现状

1.1 光纤传感器基本原理及分类

光纤传感技术是20世纪70年代发展起来的一种新型的传感技术，当光在光纤中传播时，在外界温度、压力、位移、磁场、电场和转动等因素作用下，通过光的反射、折射和吸收效应，光学多普勒效应、声光、电光、磁光和弹光效应等，可使光波的振幅、相位、偏振态和波长等参量直接或间接地发生变化，因而可将光纤作为敏感元件来探测各种物理量[2]。

光纤传感器主要由光源、传输光纤、光电探测器和信号处理部分等组成。其基本原理是将来自光源的光经过光纤送入传感头(调制器)，使待测量参数与进入调制区的光相互作用后，导致光的光学性质(如光的强度、波长、频率、相位和偏振态等)发生变化，成为被调制的信号光，再经过光纤送入光电探测器，将光信号转化为电信号，最后经过信号处理后还原出被测物理量[3]。光纤传感器的种类较多，一般可以分为功能型(传感型)传感器和非功能型(传光型)传感器两大类。

功能型传感器是利用光纤对外界信息具有敏感能力和检测能力的特性，将光纤作为敏感元件，当被测量在光纤中传输时，光的强度、相位、频率或偏振态等特性将发生变化，从而实现了调制的功能。然后再通过对被调制过的信号进行解调，得出被测信号。在这种传感器中，光纤不仅起到了传光的作用，还起到了“感”的作用。

非功能型传感器是利用其他敏感元件来感受被测量的变化，光纤仅作为信息的传输介质，即光纤只起导光作用[3]。

与传统的电传感器相比，光纤传感器具有抗电磁干扰能力强、电绝缘性好和灵敏度高等优点，因而被广泛应用于各个领域，如环境、桥梁、大坝、油田、临床医学检测和食品安全检测等领域[4]。

1.2 光纤传感器的发展现状

自光纤传感器诞生以来，其优越性及应用广泛性受到了世界各国的密切关注及高度重视，并对其展开了积极的研究及开发。目前，已经实现了光纤传感器对位移、压力、温度、速度、振动、液位和角度等70多种物理量的测量。美国、英国、德国和日本等一些国家将重点研究放在光纤传感器系统、现代数字光纤控制系统、光纤陀螺、核辐射监控、飞机发动机监控和民用计划等6个方面，并取得了一定的成就[5]。

我国光纤传感器的研究工作开始于1983年，一些大学、科研院所和公司等对光纤传感器的研究使得光纤传感技术得到了飞速发展[5]。2010年5月7日，人民网报道了南京大学工程管理学院教授张旭苹发明的“基于布里渊效应的连续分布式光纤传感技术”通过了教育部组织的专家鉴定的消息。鉴定专家组一致认为，此项技术创新性强，拥有多项自主知识产权，技术上达到了国内领先、国际先进水平，具有良好的应用前景。这一技术的本质是运用了物联网概念，该技术填补了我国物联网空白。

2 物联网的基本原理

物联网的概念是1999年提出的，其英文名称为“The Internet of Things”，即“物物相连的网络”。物联网是在互联网的基础上利用RFID(无线射频识别)技术、红外感应器、全球定位系统以及激光扫描器等信息传感设备将物品与互联网进行连接，实现信息交换和通信，从而实现智能化定位、智能化识别、跟踪、监控和管理的网络[6]。物联网的技术架构包括3个层面：感知层、网络层和应用层[6]。

感知层主要是采集物品在物理世界中发生的各种数据信息，主要由温度感应器、声音感应器、振动感应器、压力感应器、传感器、终端、RFID标签和读写器、二维码标签和读写器、传感器网络等各种类型的采集和控制模块组成。

网络层分为接入层和承载网络两部分，该层能够实现大范围信息沟通，通过现在已经存在的移动网络、互联网等通信系统，将感知层得到的数据信息传到地球各个地方，实现地球范围内的远距离通信。

应用层由各种应用服务器组成，该层的主要任务是在感知层和网络层的工作完成之后汇总获得的所有关于物品的信息，然后对信息进行再加工，进一步提高信息的综合利用度[6,7]。该层是物联网与各种行业的桥梁，可以实现物联网技术应用到各个行业中，满足行业需求，实现行业的智能化。

3 基于物联网的光纤传感技术应用方案

由上述物联网的基本知识可知，在物联网中需要大量的传感器来感知各种各样的环境参数，为物联网提供最原始的数据信息，然后通过处理得到人们所需要的结果。因此传感器是物联网的核心，基于物联网的光纤传感技术应用方案如图1所示。

注：ADSL：非对称数字用户环路;3G：第三代移动通信技术;x PON：无源光网络;PLC：可编程逻辑控制器

3.1 在基础设施工程物联网中的应用

在公路、桥梁、隧道和建筑等重大工程建设及使用过程中，经常会出现隧道局部坍塌、渗漏以及火灾，桥梁局部裂缝、崩塌等现象，不仅严重威胁着人民的生命及财产安全，还影响了国民经济的快速稳定发展。将光纤传感器嵌于这些建筑物或者公共设施内部，可以感受桥梁的结构变形、结构动态特性及交通荷载等状况，同时利用张力传感器感受隧道容易发生塌方的局部的变形情况，这些信息可以与互联网相结合，形成一个“光纤物联网”，实现对这些基础设施的长期稳定的实时监测，减少事故的发生[8]。

3.2 在现代农业物联网中的应用[9]

中国是一个发展中的农业大国，全国约一半人口在农村，发展农业对中国经济的发展至关重要。物联网及传感技术的发展推动了农业现代化技术的进步。将传感技术应用在农作物的育苗、生长、收获及储藏等环节，并形成一个物联网系统，可以使农业的生产及管理达到高产、低耗的目的。

在农作物的育苗、生长过程中，通过光纤温度传感器、光纤湿度传感器及光纤二氧化碳传感器等对农作物生长环境中的温度、相对湿度、光照强度、土壤中的养分、PH值及二氧化碳浓度等物理量进行检测，并实时反馈给管理中心，再经过自动控制装置调节相应的参数，可使农作物有一个最佳的生长环境，达到快速生长及高产的目的。此外，在农产品的加工及储存过程中，同样也可以利用光纤温度传感器及光纤湿度传感器来获取粮仓的环境信息并用来指导通风翻晒等作业。对水果、蔬菜等的储藏需要相应的光纤气体传感器来测量乙烯、氧、二氧化碳、氨、氟利昂等气体的浓度。这些信息可以通过物联网系统反馈到监测中心，进行实时监控，且可以实现远程控制。

3.3 在智能周界入侵防范系统中的应用

基于光纤传感技术的周界入侵防范系统，是近年来随着光纤传感技术的发展而在工业领域的一大应用亮点。目前，应用在周界入侵防范系统中的传感器种类繁多，因而系统的技术解决方案也大相径庭，但总体上来说，均是采用光纤周界入侵传感器来感受外界侵扰情况，并及时报警，该项技术可以广泛应用于机场、电站和军事基地等重要场所。

3.4 其他应用

光纤传感器由于具有抗电磁干扰等优点，因此可以应用于电传感器不易使用的场合，在国防上，光纤传感器可用于水声探潜(光纤水听器)、光纤制导、姿态控制、航天航空器的结构损伤探测以及战场环境(电磁环境、生化环境等)的探测等;在电力系统中，可用于测量大型电机的转子、定子和高压变压器内部的电流、电压和温度等;此外，光纤传感器还可以用于油气开采过程中井下的压力、温度等参数的监测、输油管的泄漏监测等，这些均可以与互联网相结合，形成强大的物联网络，实现安全生产和管理。

4 结束语

光纤传感器以其多方面的优点越来越受到人们的关注，且已广泛应用于国民生活的不同领域。传感器是物联网的核心，随着传感技术及物联网的快速发展，光纤传感技术与物联网的紧密结合将成为人们关注的焦点，且在人们的生产和生活中将发挥越来越大的作用。

参考文献

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[2]陈炳炎.光纤技术在物联网中的应用[J].网络电信,2010,(6):41-43.

[3]苏赐民.光纤传感器[J].科技资讯,2010,17:125-125.

[4]卢一鑫,杨璐娜.光纤传感器的应用现状及未来发展趋势[J].科技信息,2011,(3):113-114.

[5]周福星.光纤传感器的应用与发展[J].中小企业管理与科技,2010,(8):299-300.

[6]吴德本.物联网综述[J].有线电视技术,2011,(1):107-110.

[7]周赪.物联网概述[J].信息安全与通信保密,2011,(10):63-64.

[8]陈继宣,龚华平,张在宣.光纤传感器的工程应用及发展趋势[J].光通信技术,2009,(10):38-40.

3.面向物联网的无线传感器网络综述 篇三

关键词：物联网；无线传感器网络；发展

中图分类号：TP212.9

在这个网络技术飞速发展的时代里，无线网络已经得到了广泛的应用，无线网络为我国人民、社会的发展带来了巨大的便利。随着经济的发展，人们生活水平的提高，物联网的出现已成为必然。无线传感器网络作为物联网中的一种应用，其在我国当前社会发展过程中有着不可替代的作用，能为我国社会带来了极大的经济效益和社会效益。在这个快节奏的社会当中，人们对无线网络的性能要求不斷提高，为了满足当代社会发展的需求，就必须不断提高无线传感器网络性能。

1 物联网与无线传感器的概述

物联网作为新一代信息技术的重要组成部分，物联网就是物与物之间的互联网。首先，物联网是在互联网的基础上形成的，是以互联网为平台的，从某种意义上讲，物联网就是互联网的延伸和拓展。其次，物联网的用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。无线传感器作为当前网络中的一种应用，是现代网络技术发展的产物，无线传感器网络能够有效地保障网络安全，优化网络环境。在无线传感器网络中，利用传感器节点，对网络信息进行监测和采集，并对信息的发送过程进行全面跟踪，按照网络协议，实时的发送到接收端，保障整个网络安全。就我国当前网络运行环境而言，网络运行对传感器网络的性能需求较高，面对较为复杂的网络环境，对传感器的需求量就会增加，为了满足当代社会发展需求，在传感器网络中，必须配置以性能良好的系统软件平台，进而保障网络的实时跟踪、环境监测、状态监。在这个经济快速发展的社会当中，物联网的出现极大的方面了人们信息的交流、物与物的对接，而无线传感器作为一种网络应用，它能够在物联网中保障网络信息传输的安全，为物联网的发展提供技术保障。

2 基于物联网的无线传感器网络关键技术网络协议

2.1 网络协议

在现代网络运行中，网络通信的实现必须遵照一定的网络协议。网络协议是网络实现通信的基础和关键，如果网络缺乏网络协议，那么网络通信就会毫无规则可言，网络信息就难以完成传输。针对无线传感器网络的通信系统而言，以TCP/IP协议作为互联网的基础协议，是实现无线传感器网络通信的关键，在物联网的无线传感器网络中，一旦缺乏网络通信协议，网络就不可能实现通信，进而不利于现代网络技术的发展。任何和互联网有关的操作都离不开TCP/IP协议。在无线传感器网络中，其网络协议一般采用的是路由协议，而路由协议对无线传感器网络的节点消耗有着重大关联，按照路由协议，无线传感器网络中的每个节点都可以得到充分利用，进而保障整个网络性能[1]。同时，而网络作为当代信息处理的一种重要工具，无线传感器就是以处理数据为中心，为了满足网络用户的需求，在进行数据信息处理过程中，以统一的编址、统一的路径，将发送端的信息发送到接收端。

2.2 网络拓扑控制

网络拓扑是连接网络传输设备的物理布局，网络结构中的点与点之间的连接都是按照一定的顺序来进行的。在无线传感器网络中，传感器的网络拓扑就是在满足网络运行需求的前提下，利用传感器网络节点来消除网络中冗余的网络线路，进而为增加网络通信的通道，保障信息传输的效率[2]。拓扑控制的目的就是为了保障网络运行效率，实现无线传感器的网络通信。无线传感器网络中的节点具有多对一、一对多的特点，利用传感器节点可以实现节点控制，形成层次型拓扑结构，进而提高传感器节点的传输功率。随着网络运行环境的变化，网络拓扑结构变得越来越重要，自控性能好的网络拓扑结构能够有效地提高路由协议的效率，节省无线传感器网络节点能量消耗，进而保障网络性能，满足现代社会发展的需求。

2.3 网络安全

网络安全问题是现代网络技术发展的核心问题，在物联网中，人们利用物联网进行信息交流的行为不断发生，而网络的开放性使得人们在使用物联网的时候面临着较大的安全隐患，一旦人们重要的信息被恶意窃取、攻击旧货造成大量的损失，进而损害了网络用户的利益。而无线传感器网络利用网络加密技术，有效地保障了网络信息传输的安全[3]。另外，无线传感器网络要想完美的实现网络信息安全传输，其自身需要实现一些最基本的安全机制，通过加密处理、点到点的消息认证、水印技术等方法来确保信息的完整性，

2.3 定位技术

随着网络技术的发展，无线网络的应用也越来越广泛。目前，我国社会发展速度越来越快，人们对网络的依赖程度也越来越高，利用无线传感器网络人们可以实现地理位置的监测，从而为我国当代社会的科研工作提供可靠的数据参考。在物联网的无线传感器网络中，定位技术是无线传感器网络节点数据采集的核心[4]，利用无线传感器网络可以确定事件发生的位置或采集数据的节点位置，同时为了提供有效的位置信息，无线传感器网络结合了当代最新近的计算机技术，利用无线传感器节点来进行位置确认，同时传感器网络系统可以根据节点定位过程中是否实际测量节点间的距离或角度，准确的把握定位信息，从而为研究性问题提供可靠的数据。

2.4 数据的融合

在物联网中，针对不同的应用场合和控制对象，传感器网络节点的组成也是不同的，而在传感器网络数据传输过程中，数据要想实现完整的传输，对数据进行融合是一项重要的工作，只有符合无线传感器网络运行要求的数据信息才能更好地实现数据的传输，有效地节省能量[5]。在无线传感器网络中，传感器网络的各个节点在进行数据收集的时候，利用传感器节点的计算能力对收集到的数据进行融合，对冗余的信息进行剔除，进而保障数据传输通道，达到节约能量的目的。同时，数据融合也是需要按照一定的网络协议来，进而保障数据融合的准确度。数据融合技术可以与传感器网络的多个协议层次进行结合[6]。

3 结束语

物联网是继计算机、互联网之后世界信息技术的第三次革命，而无线传感器网络作为物联网中的一种应用技术，无线传感器网络技术的出现为现代物联网的发展提供了保障。随着现代网络技术的发展，人们对网络性能要求也在不断提高，无线传感器网络作为当代的网络应用技术，利用传感器网络中的节点可以实现网络数据采集、传输、融合及储存，保障数据传输安全，提高资源的利用效率，降低数据能量消耗。在当今科技不断发展的社会中，无线传感器网络技术日渐成熟，并将为我国现代社会创造更多的财富和价值。

参考文献：

[1]王义君.面向物联网的无线传感器网络时间同步与寻址策略研究[D].吉林大学，2012.

[2]赵磊.基于物联网感知层的无线传感器网络融合的研究[D].辽宁大学，2013.

[3]朱伟凯.无线传感器网络故障管理系统的研究与实现[D].沈阳师范大学，2014.

[4]杨静，辛宇，谢志强.面向物联网传感器事件监测的双向反馈系统[J].计算机学报，2013（03）：506-520.

[5]赵会敏，于传卓.面向物联网的传感器网络密钥管理研究[J].警察技术，2013（05）：51-53.

[6]郭雨齐.面向物联网的短距离传输频率及数据碰撞的检测与修复方法[D].吉林大学，2014.

4.物联网应用论文 篇四

[关键词] 物联网;物流;物流管理

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 20xx. 21. 030

[中圖分类号] F259.2;F274 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194(20xx)21- 0066- 03

1 前 言

从物流行业来看，物联网属于技术方式之一，而将智能化物流变成现实，这才属于该行业致力于追求的目标。物流属于传统经济活动之一，其与商品生产相伴而生，并在商品生产不断发展的基础上获得进一步发展，物联网要想获得迅猛发展，必须要获得物流行业的强有力支持才行。

因为社会发展所需，物流行业势必要获得日新月异的发展。在经济层面，市场发挥着主导性作用，全球各个国家当中，推动经济发展、促进经济转型，这是一个十分重要的问题。而在今后经济发展方面，电商产业势必会成为一股主流。对物流行业来说，要想得到迅猛发展，物流管理工作势必离不开先进技术的支持，丰富与完善管理职能，进而实现智慧物流的目标。将物流管理与物联网技术二者有机结合起来，在推动智慧物流管理方面能够提供技术保障，这与现代物流管理实际是相适应的，能够对物流管理工作中出现的重点与难点问题予以有效解决。

2 物联网在物流中应用的主要技术

2.1 物联网感知技术

现阶段，从物流管理层面来看，一些物联网技术，如红外线、激光、传感器、蓝牙技术等，得到了广泛的推广与普及。

在诸多物联网技术中，现阶段应用范围最大、最基础的技术，当属 RFID技术。就RFID射频识别而言，其属于传感技术的范畴，而RFID技术属于一种综合性技术，既有嵌入式技术的特点，也具有无线射频技术的功能，其在物流管理各个方面的识别上得到了广泛应用。在运用该技术的基础上，能够把处于设备终端的模拟信号及数字信息进行转化处理，变成一种信息流，然后在物流网的各个操作流程中进行广泛传递。将该技术与中间件技术、互联网技术等相结合，形成一个包括许多移动标签Tag及处于联网状态下的阅读器Reader在内的，较互联网有过之而不及的极具规模的物联网，所以，在物流网迅猛发展过程中，RFID技术发挥着领头羊的作用;从供应链管理角度来看，通常情况下，能够运用该技术对货物状态予以识别，看其是不是在途，是不是在转运，及时了解与掌握物流终点信息，进而让处于供应链上下游的人能够尽可能同时获得相关的物流信息;从仓管角度来看，能够精准掌控货物入库、出库情况，动态对比与盘点，即运用该技术可以精准地、高效地开展出库、入库与盘点工作，推动信息化建设。

2.2 物流中的物联网通信技术

运用该技术能够在局域或广域条件下，让有着智能特性的物体有效地进行信息传递，从而让在各个地域当中的物体可以发挥协同作用。该技术大部分是以计算机的IT技术为基础，然后进行拓展，而物流行业广泛使用的网络技术主要包括无线移动通信技术、LAN技术、WLAN技术及GIS技术。现阶段，大部分物流公司将GPS与GIS技术有机结合起来，共同构建货物车联网，同时在运用卫星定位实时传输技术的基础上，确保山区等信号不是很强的区域也可以对车辆运输情况进行动态监控，进行有效预判前方交通情况，高效开展货物配送工作。此外，就物联网技术而言，在供应链层面来说，其可以动态追踪在途货物信息，并与全部参与者动态共享相关信息，避免出现信息失真的情况。高速进行信息传递，意味着参与公司可以精准地、动态地对需求改变情况进行预测，同时能够最大限度地减少库存数量。

2.3 物流中的物联网智能技术

从物流公司来看，因为其管理目标不一样，且使用范围存在差异性，所以使用的物联网技术也具有差异性。大量技术并非单纯在某些方面予以使用，一定要将若干技术有机结合起来。结合物流公司经营管理状况，使用较为广泛的物联网技术均可或多或少地在物流管理方面予以推广运用，如围绕物流而研发出来的综合系统、物流信息共享系统等方面运用的云技术、信息挖掘技术、公司厂商的生产物流物联网平台运用的自控技术，等等。

3 物联网与物流管理

和互联网将全球处于各个区域的密切相连一样相似，物联网则将全球当中的各类物品有机结合起来，同时人、物之间能够进行“交流”。由“感知中国”“智慧的地球”，到“智能物流”，物联网，由于其突飞猛进发展的技术能力与持续拓展的应用范围，逐步对各个领域产生深远的影响。就物联网而言，其可理解为基于互联网而把客户端进行延展，一直延展至物品间，然后做通信及信息交换的互联网概念。

从以往的物流运输来看，不管是货物品类与风险，或是物流不同环节及运输模式，或者是物流公司的服务等，均会对物流管理质量产生一定的影响。与此同时，物品不一样，其风险性亦具有极大差别，货物自身具有的易损、易盗等独特特点，从而让物流活动具有一定的限制性，导致物流运输成本进一步增加。此外，物流运输耗时、环节的多少，均会对物流成本及物流质量产生重要影响，环节愈少，耗时愈少，径路愈短，物流运输的质量愈高，速度愈快。在市场竞争不断趋于白热化的当下，从物流运输环节来看，其对物流服务提出了更加严格的要求。在进行物流管理时，亦要加大物流仓储力度，从仓库层面来看，在运用EPC 的基础上，达到自动进行存货、取货、盘点的目的，这是物联网技术最为核心的一项实践应用。以EPC为基础而进行的动态盘点与智能货架技术相结合，能够确保精准地进行发、退货，第一时间进行补货，仓库当中的商品能够不受约束地旋转，进而让仓管空间得以高效利用。精准无误的库存信息能够减少库存，进而高效、快速地进行作业，增加服务水平，降低仓储经费支出，节约劳力与仓储空间，并可降低物流运输时因为误置、盗用、存取货物出错等原因导致出现的亏损;从物流运输环节来看，在运输线当中，将RFID 接发设备安置于检查点上，能够掌握货物运输动态信息，以及读取车辆RFID 标签信息，让参考物流企业可以实时掌握货物运输状态，了解到达时间;从物流配送中心层面来看，将物联网与EPC技术有机结合起来，可以高效、精准地开展配送、货物拣发工作，同时可以节约劳力，减少配送成本支出。将 RFID 读写器安置于配送中心大门上方位置，由其对全部货箱当中的RFID标签信息进行读取，然后保存到数据库当中，接下来由管理信息系统将其和发货记录一一予以核对，同时对EPC标准进行更新处理，显示最新仓储区域与形态。管理人员可通过计算机掌握库存实际情况，在运用物联网的基础上对货物信息予以查询后，第一时间通知相关物流企业，如此一来，便可以对库存进行精确控制，同时能够掌握当前在途运输货箱数量、转运发到地、到达时间等相关信息。

在现代物流管理工作当中，物联网属于一种新工具，充分运用网络与射频技术，能够全方位地对物流运输各个环节进行动态监控，从而实现智能、阳光、高效的供应链管理的目的;此外，进行射频识别时，将筛子芯片当作其信息载体，能够更加方便地采集及记录相关物流运输信息，同时能够克服条码信息容量不大、记录受到限制等方面的困难;在运用物联网技术后，消费者取、看、买粘贴了射频标准的那些产品时，可以将有关信息动态传递到中央信息库内，从而实现智能物流管理的目的。加大物联网技术的实践运用，这是现代物流管理的大势所趋，也是物流领域不断升级发展与转型发展的核心之所在，物联网获得迅猛发展，能够进一步对供应链及物流管理进行整合与优化，伴随着物联网技术不断向前发展，物流行业的发展前景势必是一片光明。

主要参考文献

[1]贺强，赵鹤影. 物联网技术在物流行业的应用思考[J]. 全国商情：理论研究，20xx(2)：26-27.

[2]魏光兴，卢晓霞. 基于物联网的物流业发展对策研究[J]. 江苏商论，20xx(4)：75-77.

[3]石军.“感知中国”促进中国物联网加速发展[J].通信管理与技术，20xx(5)：1-3.

[4]刘小泾. 物联网现代物流与供应链管理的新工具[J]. 商业时代，20xx(25)：40-41.

5.物联网发展与应用 篇五

摘要：物联网，是继计算机、互联网的应用与普及之后，蓬勃兴起的世界信息技术革命的第三次浪潮，是二十世纪人类社会以信息技术应用为核心的技术革命的延展与归结。当今社会，物联网已越来越受到人们的重视，也有了较快的发展，日趋成熟，在许多领域都取得了较大的成果，本文主要介绍物联网的一些基本知识，以及它在一些领域的应用，还有个人的一些创新想法。

关键词：物联网

概述

应用

创新 一 物联网的概述 1.物联网的定义

物联网的概念是在1999年提出的,它的定义很简单: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,按照约定的协议,进行信息交换和通讯,最终实现智能化识别和管理。从物联网的定义上我们不难看出物联网指的是将各式各样的信息传感设备(例如射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等)与互联网结合起来而形成的一个巨大网络。从目前物联网的发展来看,RFID电子标签技术是其中非常重要的技术指标。RFID,正是能够让物品“开口说话”的一种技术。在“物联网”的构想中,RFID标签中存储着规范而具有互用性的信息,通过无线数据通信网络把它们自动采集到中央信息系统,实现物品的识别,进而通过开放性的计算机网络实现信息交换和共享,实现对物品的“透明”管理。

2.物联网的原理

物联网首先必须建立在计算机互联网的基础上,利用RFID、无线数据通信等技术,构造一个覆盖世界上任何事物网络。这个网络中,物品(商品)能够彼此进行“交流”,而无需人的干预。其实质是利用射频自动识别(RFID)技术,通过计算机互联网实现物品(商品)的自动识别和信息的互联与共享。

“物联网”概念提出,打破了传统旧思路,展开了一个新的技术领域。传统的思路一直是将物理基础设施和IT基础设施分开:一方面是基础的建设,例如机场,建筑物等,而另一方面是数据中心,例如个人电脑、宽带等,这两方面是相对独立存在的。而在“物联网”时代,钢筋混凝土、电缆将与芯片、宽带整合为统一的基础设施。新一代的IT技术在各行各业中得到了充分的应用。我们可将感应器和装备嵌入到各种基础设施中,大到国家基础设施电网,铁路,桥梁等,小到家庭生活中的必须用品,空调,冰箱,热水器等,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,这样我们就能够达到真正的智能化,提高资源利用率和生产力水平,改善人与自然间的关系。3.物联网的特征

和传统的互联网相比，物联网有其鲜明的特征。

首先，它是各种感知技术的广泛应用。物联网上部署了海量的多种类型传感器，每个传感器都是一个信息源，不同类别的传感器所捕获的信息内容和信息格式不同。传感器获得的数据具有实时性，按一定的频率周期性的采集环境信息，不断更新数据。其次，它是一种建立在互联网上的泛在网络。物联网技术的重要基础和核心仍旧是互联网，通过各种有线和无线网络与互联网融合，将物体的信息实时准确地传递出去。在物联网上的传感器定时采集的信息需要通过网络传输，由于其数量极其庞大，形成了海量信息，在传输过程中，为了保障数据的正确性和及时性，必须适应各种异构网络和协议。还有，物联网不仅仅提供了传感器的连接，其本身也具有智能处理的能力，能够对物体实施智能控制。物联网将传感器和智能处理相结合，利用云计算、模式识别等各种智能技术，扩充其应用领域。从传感器获得的海量信息中分析、加工和处理出有意义的数据，以适应不同用户的不同需求，发现新的应用领域和应用模式 4.存在的问题

在物联网中所有“事物”都连接到全球网络，彼此间相互通信，这也带来了新的安全和隐私问题，例如可信度，认证，以及事物所感知或交换到的数据的融合。人和事物的隐私应该得到有效保障，以防止未授权的识别和攻击。安全与隐私这个问题，是人类社会的问题，不论是物联网还是其他技术，都是面临这两个问题。因此，不仅要从物联网内部的技术上做出一定的控制，而且要从外部的法规环境上作出一定的司法解释和制度完善。二 物联网的应用

1.物联网在农业方面的应用

在传统农业中,人们获取农田信息的方式都十分有限,主要是通过人工测量。这需要消耗大量的人力,而通过使用无线传感器网络可以有效降低人力消耗和对农田环境的影响,获取精确的作物环境和作物信息。

在温室环境里,每个温室为无线传感器网络一个测量控制区。采用不同的传感器节点和具有简单执行机构的节点构成无线网络,来测量土壤湿度、土壤成分pH值、降水量、温度、空气湿度和气压、光照强度、CO2浓度,由此获得作物生长的最佳条件。将生物信息获取方法应用于无线传感器节点,可为温室精准调控提供科学依据。

用户通过布置无线传感器网络检测系统,可以对牲畜家禽、水产养殖的生活习性、环境、生理状况及种群复杂度进行观测研究,也可用于对森林环境监测和火灾报警。传感器节点随机密布在森林之中,平常状态下定期报告环境数据,当发生火灾时,节点通过协同合作会在很短的时间内将火源的具体地址、火势大小等信息传送给相关部门。此外,无线传感器网络也可以应用在精准农业中,来监测农作物中的害虫、土壤的酸碱度和施肥状况等。

在作物的生长过程中,形状传感器、颜色传感器、重量传感器等可用来监测物的外形、颜色、大小等,由此确定作物的成熟程度,以便适时采摘和收获。用户可以利用二氧化碳传感器进行植物生长的人工环境的监控,以促进光合作用的进行。例如,塑料大棚蔬菜种植环境可以利用超声波传感器、音频传感器等进行灭鼠、灭虫;还能用流量传感器及计算机系统自动控制农田水利灌溉。从而达到提高作物产量、改善品质、调节生长周期、提高经济效益的目的。2.物联网在交通方面的应用

解决交通拥堵的传统方式是增加容量。但在当今交通容量有限的城市环境中,我们需要其他解决办法。将物联网技术运用到道路和汽车中是一个高效的解决途径。例如,增设路边传感器、射频标记和全球定位系统。实时城市管理设立一个城市监控报告中心,将城市划分为多个网格,这样系统能够快速收集每个网格中所有类型的信息。这样我们可以重新思考如何通过使用新技术和新策略使交通更加方便快捷。这需要改变人们固有的思维和习惯,还可以丰富驾驶者的经验,而不再仅仅关心出行时间及路线选择。同时,它还可以改进汽车、道路以及公共交通,使之更具便利性。人可以通过手机查看下一班的市郊火车或地铁上有多少空座位。集成服务和信息对未来的公共交通至关重要。例如,为均衡供求,未来的交通系统将可以定位乘客位置,并为他们提供所需的智慧的交通工具。

智慧的道路是减少交通拥堵的关键,但我们仍不了解行人、车辆、货物和商品在市内的具体移动状况。因此,获取数据是重要的第一步。通过安置的RFID技术以及利用激光、照相机和系统技术等的先进自由车流路边系统来无缝地检测、标识车辆,我们可以实时获取路况信息,帮助监控和控制交通流量,并据此调整路线,从而避免拥堵。以后我们将能建成自动化的高速公路,实现车辆与网络相连,从而指引车辆更改路线或优化行程。智慧的交通系统可以缩短人们的空间距离,也可有效地保护环境。

3.物联网在生物识别方面的应用

生物识别技术在我国的普及速度十分惊人。从这项技术在国内出现到现在，不到十年时间，就已经处处可见。在大城市的写字楼中，很多公司使用的指纹打卡机就是生物识别技术的简单应用，还有笔记本电脑应用的人脸识别登录系统和指纹识别系统等等。这些技术看似与传统锁具相去甚远，但其实也属于锁具及安防产品的一部分。

相比指纹识别技术，人脸识别和视网膜（虹膜）识别技术似乎还不那么普及，但是在大城市郊外的别墅区，应用人脸识别和视网膜（虹膜）识别技术的锁具与安防系统比比皆是。生物识别技术是锁具及安防产业的未来发展方式，但是目前我国能够生产指纹锁的企业并不是太多，而能生产人脸识别锁具和视网膜识别锁具的企业更是凤毛麟角。这与我国锁具及安防行业的发展现状有关。

2010中国国际锁具、安防产品展（CIL&S）专家表示“中国国际锁具、安防产品展（CIL&S）依托于全球第二大五金展——中国国际五金展（CIHS）的强大平台，致力于为广大锁具与安防企业的技术革新与产业发展做出贡献。参与展会的将有300余家锁具与安防行业国内外领军企业参展，他们将带来最先进的锁具及安防产品参展。”该专家表示，“展会还将在现场设立„新品展示专区‟，为锁具及安防企业的新产品、新技术提供免费的展示机会，助力锁具及安防企业把握未来行业发展的技术动向，进而促使自己的产品实现技术上的飞跃。” 三 可能的创新应用

6.区块链+物联网的应用探析 篇六

年初开始，技术圈就在传扬2018年是区块链爆发年。其实，区块链技术作为一项技术创新，只能在原有的应用基础上才能发挥它最大的效用，因为它毕竟还是基于不变的计算机语言和代码，只是整合了互联网非常用的加密技术等产生的一个创新型“解决方案”。

目前，社会信息化方面应用最广泛的还是物联网技术，物联网技术的实用性需要新技术来升级，因此，未来物联网将是与区块链擦出最多火花的领域。下面从技术和应用结合的角度来探析区块链与物联网的结合。

首先来看物联网行业面临的问题

到目前为止，物联网面临的最紧迫的挑战是安全性（确保数据的隐私性、数据存储的安全性）以及完整性（数据连续性和各种数据交互的兼容性）的问题。

物联网在我们生活的各个方面的渗透式应用，大家有目共睹。随着智慧城市建设在全球的普及，信息互联互通的需求急剧增加，物联网是真实的应用。但是，作为物联网的构成是否能够应对社会不断发展的需求？网络设备、数据传递网络、应用系统都是关键。

硬件方面：由于物联网应用场景的不同，传感器的种类众多，作用各不相同，在很多细分场景，存在着成本与规模的问题；传感器本身需要一些半导体材料、生物技术、芯片技术、封装工艺等的支撑，其技术更新换代会受到限制。

标准兼容方面：物联网终端设备的千差万别，通信协议的差异，不同的应用场景需求，导致物联网领域的各类标准不一致：硬件协议、数据模型标准、网络协议、传感器标准、设备连接标准、平台兼容性、第三方应用接口、服务接口等。各类标准不一致会导致网络传输问题以及资源浪费。

数据存储问题：目前物联网的数据存储基本都采用云技术，但随着数据量的几何级增加，数据的存储成本、存取效率、性能稳定性等方面，会有巨大的考验。即使克服了空前的经济和工程方面的挑战，云服务器仍然是一个瓶颈和故障点，这会颠覆整个网络。

数据分析问题：物联网设备采集的数据，大部分后期都是简单的处理，缺乏对数据的深度挖掘，更不要说运用在企业提升生成效率、收益等方面凸显任何价值了。这方面人工智能和大数据技术的专项发展方面会有一定深度应用，但不普及。

数据安全问题：物联网领域在智慧城市、交通、能源、金融、家居、医疗等方面都有具体的应用场景，在这些场景中，各种不同类型的物联网数据采集设备互联互通，其执行环境各不相同，网络安全防御面临着巨大挑战。主要表现在2个方面：一个是机器被攻击或篡改后对系统安全、个人生命安全的影响；另一个是数据泄露问题。

物联网领域一旦产生安全问题，危害将极大。

其次用区块链技术寻找解决方案

物联网行业本身是一个上下游衔接很连贯的行业，而区块链技术本身是个相对独立的“解决方案”，它解决了数据安全、信息共享安全、终端信用等物联网常见问题。区块链可以作为一项“解决方案”融入物联网应用。是运用区块链技术去解决或完善物联网产业中的某些环节或问题。

基于这个认识，我认为区块链技术在物联网方面主要运用的方向在于两个方面：第一个是数据安全隐私保护方面。第二个是新商业模式探索（数据交易结算）方面。

数据安全隐私保护

目前的物联网应用基本上都是采用中心化的结构，所有的数据汇总到云资源中心进行统一控制管理。物联网平台或系统一旦遇到安全攻击或是系统漏洞被利用，信息可能存在泄漏和被盗取风险。

另一方面，政府安全部门可以通过未经授权的方式对存储在中央服务器中的数据内容进行审查，运营商或平台也很有可能出于商业利益的考虑将用户的隐私数据出售给广告公司进行大数据分析，以实现针对用户行为和喜好的个性化推荐等。这些都会产生一系列的数据安全及危害个人隐私问题。

采用区块链技术可对物联网数据完成如下改变：（1）在数据发送前对其进行加密；（2）在数据传输和授权的过程中，加入身份验证环节；（3）涉及到个人数据的任何操作，都需要经过身份认证进行解密和确权；（4）操作记录等信息记录到链上，同步到区块网络上。进而在一定程度上保护物联网数据的安全及隐私问题。

新商业模式探索

目前的物联网仅仅是将设备连接在一起，完成数据采集和设备控制功能，而未来的物联网将在连接各终端联网设备基础上具有一定的智能，依照预先设定的规则逻辑进行自主协作，完成各种具备商业价值的应用。如数据间的交易、价值转移等。在这个过程中，必须保证数据的授权可信、可验证，以及数据交易的整个过程完整记录并无法篡改。

要实现这些功能，在中心化架构下，不同利益主体间很难完成机器数据间的自主协作和交易。

因此，目前的物联网设备的协作和交易只能够在同一信任域下进行，也就是说协作和交易的设备必须是同一个物联网运营服务商提供或者进行授权验证，这就大大降低了物联网应用的真正商业价值。

采用区块链技术最大的优势在于，能够提供去信任中介的直接交易，通过智能合约的方式制定执行条款，当条件达到时，自动交易并执行。这种方式可以产生很多应用场景，比如通过智能合约控制家中的电冰箱在饮料不够的时候直接向附近超市下单进行采购，超市送货时，根据货物条码自动扫描确认订单和完成支付等操作。

商业应用方面要考虑的就是如何降低成本提高安全度：

随着物联网技术的进一步应用，物联网连接设备数量呈几何级增长，中心化服务需要付出的计算、存储和带宽成本会加大企业成本压力。区块链的点对点分布式存储和计算，在其他领域，面对数据类型差不多，或是数据量不是很大的情况下，是可以实现并提高效率和成本的，但在物联网行业很难真正执行。

区块链的数据防篡改属性，需要在数据本身安全有效的情况下，可以实现，但当物联网数据采集的各类终端设备不安全，或是网络不安全时，传递的数据信息本身就是错误的情况下，将其记录在区块链上，是无法从根本上确保数据安全的。

由此，区块链技术在物联网应用领域里，依然是一项“解决方案”而非颠覆性创新，技术的完美应用离不开现实制度的保障。

市场角度来看区块链与物联网应用

根据Forrester wave的物联网报告显示：IBM、PTC、GE、思科和微软已成为占据物联网平台市场的主导企业。IBM、微软、亚马逊和SAP都在各自的物联网云平台上提供区块链技术相关服务，为未来海量的物联网设备接入提供弹性资源池，做了超前布局。

IBM是最早宣布他们对区块链的开发计划的公司之一，它在多个不同层面已经建立了多个合作伙伴关系，并展现了他们对区块链技术的钟爱。它已经发表了一份报告，指出区块链可以成为物联网的最佳的解决方案。

早在2015年1月，IBM就启动了ADEPT项目，一个使用了P2P的区块链技术的研究项目。IBM还与三星专为下一代的物联网系统建立了一个概念证明型系统，该系统基于IBM的ADEPT（自治分散对等网络遥测），ADEPT平台由三个要素组成：以太坊、Telehash 和 BitTorrent。使用该平台，两家公司都希望带来一个能自动检测问题，自动更新，不需要任何人为操作的设备，这些设备也将能够与其它附近的设备通信，以便于为电池供电和节约能量。

此外，能源物联网领域传统公司和区块链初创公司正双向发力，不断促进区块链在行业里的广泛普及和加速融合。根据咨询公司Indigo的报告，电力行业的“区块链+物联网”应用方面，已经从终端支付（加密数字货币）、能源交易市场、技术支撑+行业组织、智能家居点对点交易、打造智慧城市等方面形成了良好生态格局。

科技圈最常见的新闻就是金融业物联网与区块链的结合应用，多家公司已经率先将区块链整合到其生产和供应链中。

总结

7.面向物联网的无线传感器网络探讨 篇七

一、物联网与无线传感器网络

利用识别技术、感知技术和通信技术等多种技术, 物联网可以借助互联网实现信息资源共享, 所以能够在一定程度上促进信息产业的发展。而无线传感器网络是一种感知网络, 可以利用传感器对外界环境进行感知, 然后利用无线网络实现信息传输。在无线传感器网络中, 需要进行高性能的系统平台的配备, 以便使网络安全能够得到保障[1]。所以, 物联网的出现虽然能够为人们的信息交流提供方便, 但是借助无线传感器网络才能够使人们安全进行信息交流。

二、面向物联网的无线传感器网络

2.1网络通信协议

在网络运行的过程中, 需要遵循网络协议的规定, 才能够确保网络通信的正常进行。在缺乏统一的网络通信协议的情况下, 就会导致网络信息传输受阻。所以, 面向物联网的无线传感器网络首先需要对网络通信协议进行有效规定, 以便确保网络通信的正常进行。为此, 需要以TCP和IP协议为网络基础协议, 从而为无线传感器网络的信息传输提供便利。在网络传输的过程中, 还要利用路由进行协议的传输。考虑到协议传输将产生节点消耗的问题, 还要使用路由协议进行每个节点的有效利用, 从而使网络性能得到提高。此外, 在物联网中, 信息处理是重要的网络工具。同时, 数据处理也是无线传感器网络的核心, 所以还需要同时满足两个网络的数据处理需求[2]。因此, 在处理数控信息时, 需要对网络协议和路由协议进行有效规定。

2.2网络拓扑控制

在连接网络传输设备时, 需要进行网络的物理布局, 以便使网络结构中的点与点按照一定顺序连接。针对无线传感器网络, 还要确保网络拓扑能过满足网络运行需求, 并且可以利用节点消除冗余网络线路, 继而使网络信息传输效率得到保证。所以, 还需对网络拓扑进行控制, 以便实现无线传感器网络的通信。而由于该网络的节点具有一对一和一对多的特点, 所以可以利用传感器节点进行节点控制。而采取这种控制方式, 能够形成层次型拓扑结构, 继而使网络传输功率得到提高。

2.3网络安全技术

就目前来看, 网络安全问题是人们利用物联网进行信息交流时主要需要考虑的问题。一旦重要的信息被恶意窃取, 就容易给人们造成巨大的损失。而无线传感器网络使用了网络加密技术, 可以使网络信息传输安全得到保障。此外, 在无线传感器进行网络信息传输时, 其本身需要实现最基本的安全机制。而通过应用信息加密处理、水印技术和消息认证技术等多种安全技术, 则能够使信息的完整性得到保证。

2.4网络定位技术

利用网络信息的交互性, 能够对用户某一目标的位置进行通知请求, 从而使用户的需求得到满足。而使用GPS技术, 可以实现目标位置的精准定位。但就目前来看, 只有拥有专门客户端的少数用户才能使用该技术。而不同于传统定位技术, 无线传感器网络的成本较低, 并且具有较高的定位精度。在该网络中, 可以利用测距定位算法和非测距定位算法进行目标位置定位, 从而帮助用户找到想要的目标物。其中, 测距定位算法精度较高, 但是成本相对较大。而非测距定位算法成本较低, 但精确度也较低。

2.5数据融合技术

作为功能性较强的网络, 无线传感器网络不仅需要完成数据传输, 同时也需要进行数据的融合、压缩和控制。而通过节点配置, 可以使网络能量和宽带等资源得到有效分配, 从而为数据融合提供更多的保障。在物联网中, 利用无线传感器网络可以对不同应用场景和控制对象的不同节点的传输数据进行融合, 以以便使数据满足网络运行要求。而利用节点对数据进行融合, 并且将多余信息删除, 则能够使数据传输的通畅性得到提高。

结论:总而言之, 在物联网中进行无线传感器网络的应用, 可以为物联网的运行和发展提供更多的保障。因此, 相信随着无线传感器网络技术的不断发展, 该技术将能在物联网中得到广泛的应用, 从而在确保物联网数据传输安全的同时, 提高物联网资源的利用效率。

参考文献

[1]杨海澜.基于物联网的无线传感器网络WSNs安全可靠性分析[J].物流技术, 2015, 03:294-296.

8.物联网应用传感器 篇八

关键词：物联网；网关；传感器；数据库

中图分类号：TP391.44；TN929.5

物联网（Internet of Things）是近几年来兴起的一种大规模虚拟网络技术，它通过各种接入技术实现电子设备与互联网的互联，进而完成信息汇聚与交互[1]。本文关注基于物联网网关的传感器接入方案：文章第二部分简单介绍物联网的架构与特征；第三部分提出了基于物联网网关的功能设计要求；第四部分在LDAP开发环境下实现了上述方案。

1 物联网技术背景概述

“物联网”的思想起源于1999年，其概念是由国际电信联盟（International Telecommunication Union，ITU）正式提出的，即物与物之间连接而形成的互联网。

物联网的体系结构可自底向上分为三层：感知层、网络层和应用层。

（1）感知层又称为智能感知层，主要功能是通过各类感应器识别物体并采集信息。（2）网络层又称为接入与传输层，是物联网的中枢层，负责传递并处理感知层信息。（3）应用层又称为处理与决策层，是物联网与用户之间的接口，为用户提供各类物联网服务。

物联网的基本特征可概括为三个方面：全面感知、可靠传送和智能处理。

（1）全面感知：利用各类感应器及感应技术随时随地对物体进行全面的信息采集和获取。（2）可靠传送：依托物联网的通信网络，将感知到的物体信息进行可靠的交互和共享。（3）智能处理：利用各种智能技术，对海量的感知信息进行智能化分析、处理、决策和控制。

2 物联网网关的功能要求与设计

网关是建立在网络层之上的协议转换器，是连接无线传感器网络与互联网或其他智能设备的桥梁[2]。简单来说，物联网网关是连接传感器网络与互联网网络的接入与控制设备，传感器收集的数据通过网关与互联网互连，并进一步实现数据的转换及转发。网关侧系统功能主要包括资源描述框架和资源发现机制。其中，资源描述框架主要提供资源标识体系和通用的资源描述框架；资源发现机制包括Bootstrap、资源发现、资源搜索和即插即用等功能。

网关侧的功能如图1所示，感知层的终端设备信息经通信模块接入网关侧，通过API進行全局唯一资源标识。通用资源描述框架具备灵活性、可扩展性，能够体现资源之间关系，便于资源搜索。Bootstrap服务器模块发现接入设备后，定义调度规则，并根据此规则通知资源注册模块。资源注册模块对资源的注册、更新、删除消息进行解析，完成对数据库的相应操作。数据库和资源搜索模块设计数据库格式，实现资源搜索算法。资源标识分配机制定义资源标识分配、资源描述和地址的映射。外部接口R1定义资源描述信息的注册格式；R2根据Bootstrap规则定义请求和返回消息格式；R6是资源数据上传接口，在Bootstrap或注册时解决资源的数据库寻址问题；内部接口R3允许资源存储模块和认证授权模块查询数据库信息；R4允许资源注册模块对数据库进行读写操作；R5针对搜索请求返回资源地址。

3 基于LDAP的传感器接入方案实现

LDAP（Lightweight Directory Access Protocol）是一种跨平台的、Internet标准的轻量目录访问协议[3]，本文将基于选择LDAP协议介绍网关侧的传感器接入方案。

3.1 开发环境介绍

LDAP是一个用来发布目录信息到许多不同资源的协议，OpenLDAP是LDAP的自由和开源的实现，在其OpenLDAP许可证下发行，并已经被包含在众多流行的Linux发行版中。

3.2 传感器接入信息数据数据库的设计

传感器接入网关后首先需要完成注册过程，将其信息按照一定格式进行上报并存入数据库中，方便进行存储和搜索。传感器中的信息包括必须的和非必须的两类，设计的数据库应该为所有的数据预留空间。通过对OpenLDAP数据库格式的研究，现有的规范基本能覆盖必须的信息数据需求，而对一些非必须的数据，则需要自己定义规范和属性，该过程需要同时满足RFC和OpenLDAP的格式需求，较为复杂。本文以图2为例介绍数据库的常见结构。

（1）平台层：位于数据库目录结构的最顶层，该层必需的描述信息只有其名称标识。（2）网关层：位于数据库目录结构的第二层，直接接入平台层，其描述信息包括网关名、用户名、域名等信息。图2定义ou=No._environment格式作为不同网关的名称标识。（3）传感器层：位于数据库目录结构的第三层，直接接入到网关层，同一个网关可以接入很多传感器，其描述信息包括可传感器名称、序号、用户名等信息。我们在图2中的网关01_environment下添加了三个传感器，并以ou=No._sensor作为不同传感器的名称标识。（4）传感器资源层：位于数据库目录结构的最底层，用于描述实际需要的传感器信息，如传感器的URL、用户名等。我们在图2中的传感器01_sensor下添加了四个资源，并以uid=No.格式作为其名称标识。

完成传感器接入方案和数据库结构设计后，我们可通过LDAP Browser软件模拟用户对数据库的操作，数据库可完成信息搜索、节点增加和节点删除等基本功能。另外，该方式易于扩展，支持海量数据的存储，方便用户对数据进行操作，方便数据库的升级。

4 结束语

物联网网关的作用是实现感知网络与通信网络之间的协议转换，同时具备设备管理功能。本文提出了基于物联网网关的传感器接入方案，并基于LDAP开发环境实现了传感器接入的信息存储方案，能够为实际开发中物联网网关的传感器接入提供支持与借鉴。

参考文献：

[1]王保云.物联网技术研究综述[J].电子测量与仪器学报，200923（12）.

[2]邢铭生.基于物联网网关的研究及实现[D].郑州大学，2010.

[3]任军.基于LDAP的目录服务综述[J].计算机应用研究，2005（05）：8-10.

作者简介：刘德强（1972-），男，山东青州人，院长，副教授，硕士，研究方向：计算机技术。

9.物联网在农业中的应用 篇九

2011年12月7日下午2:30，信息科学技术学院在湖南农业大学八教学海厅组织了以“国内外物联网在农业中的应用”为主题的讲座，邀请了知名专家赵春江老师为主讲嘉宾，信息科学技术学院院长沈岳为主持人，另有信息科学技术学院各专业老师及09级、10级学生参与了本次讲座。

首先由沈院长对主讲嘉宾赵春江做了简短的介绍，然后由赵春江老师就物联网的发展及应用做了简明而深刻的阐述。以下是赵老师就物联网及农业谈论的几点重要观点。

一、物联网在国内外正以极快的速度发展，信息科学技术的发展远远超

过了”大家”的预言，如托马斯.沃泰曾说“5台计算机就能满足世界的发展”；从Information到Informatics,从IT到ICT再到IET，这一系列的发展已经证明信息技术已得到了广泛的应用。

二、物联网以更加精细和动态的方式认知、管理世界，提高人们认识复

杂事物的能力。赵老师重点强调“物联网不是互联网的下一代，而是互联网应用的拓展”。

三、农业物联网已得到了国家的高度关注，十二五期间对农业物联网已

提出规划，使物联网能识别、定位、跟踪、监控的功能。目前这些技术已得到了基本应用，如智能交通、健康护理、电子标签（RFID）在集装箱运输中的应用、阿尔卑斯山环境监测以及多种形式的无线传感器网络。利用物联网能实现农产品在运输过程中质量安全的实时监测、农机精准优化作业、设备的高效调度、及基于农机物连传感器的生产决策。

四、我国发展智能农业致力使原始创新与集成创新相结合，使产业培育

与示范应用相结合，并朝三大技术方向发展，即农业传感器物联网、精准作业与智能设备方向、农业信息云计算与云服务方向。

最后，赵春江老师给大家放映了几段视频并耐心解答了同学及老师提出的疑问。

10.物联网在公安系统中的应用 篇十

——长安分局政工科刘青剑

摘要：本文在物联网呼之欲出的大背景下，结合公安工作的实际情况，从物联技术在公安内部管理和安全保卫方面的应用、物联技术在博物馆等重点场所管理方面应用、物联技术在野外救援和公安特殊任务中的应用等三个方面浅析了物联网在公安系统中的应用。

物联网（Internet of Things），是指将各种信息传感设备，如射频识别（RFID）装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等多种装置与互联网结合起来而形成的一个巨大网络，将从任何时间、任何地点、任何人之间的沟通连接扩展到人与物（Human to Thing）和物与物（Thing to Thing）之间的沟通连接。

通过在物品上嵌入电子标签、条形码等能够存储物体信息的标识，通过无线网络的方式将其即时信息发送到后台信息处理系统，而各大信息系统可互联形成一个庞大的网络。从而可达到对物品进行实时跟踪、监控等智能化管理的目的。通俗来讲，物联网可实现人与物之间的信息沟通。温家宝总理在《让科技引领中国可持续发展》的讲话中，特别指出要着力突破传感网，物联网关键技术，及早部署后IP时

代的相关技术研发，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，将物联网的发展提升到国家战略高度。

目前，物联技术开始应用于家居生活、数字化城市、安防、物流等多个领域。在公安业务方面，采用物联技术的系统已经率先应用于交通管控、证件防伪、旅馆人口管理等多个警务领域，如何更好的依托物联网和传感技术提升现代化警务的战斗能力和服务水平是我们应该研究的重要课题。

公安物联网是将物联技术和传统警务进行融合、应用的平台，是物联网技术中最具发展潜力的项目。近年来物联技术的发展，不仅实现了动态、批量的对信息进行采集，更为重要的是可以对物品进行单项管理，全程跟踪和信息溯源。大幅提升了传统的管理模式，给现代化警务的多个方面提供了更为先进的管理模式。今天我们主要来谈谈物联时代到来时，物联设备在公安系统中的应用。

本文将从以下几个方面浅析物联技术在公安业务领域的应用：

一、物联技术在公安内部管理及安全保卫方面的应用

（一）物联技术在公安停车场自动识别系统的应用

在这里我们要先引出一个概念，无线射频识别（RFID）是一种高级的非接触性识别技术。

其特点是1.）无需可视读取，实现远距离自动识别。2.）可识别静止物体也可识别移动物体。3.）可实现多个同时识别，识别率较高。4.）存储容量大，可存储相对较多的信息。其工作原理是：RFID标签在通过识读器发出的射频区域时，识读器发出询问信号，并读取芯片中的信息到服务器，服务器也可同时通过识读器写入信息到RFID标签内部。可做到双向反馈。其标签内部的（EPC代码）为每一件物品建立全球唯一的开放性代码，可实现追踪、溯源，是物品全球唯一的身份识别ID。

公安停车场自动识别系统就是基于RFID技术的一种物联网管理模式，通过RFID传感技术将车辆信息（包括车辆的牌号、车架号、发动机号）存储于标签中，当车辆到达停车场识别区域，RFID电子身份证通过识别器向后台服务器发送车辆信息，服务器通过系统比对确

认车辆是否有通过权力，并确定是否放行。对放行车辆自动安排泊车位置，完成整个泊车过程。（如图所示）

本系统还可结合全球地理信息系统对车辆进行交通引导管理和定位服务。交通引导服务可解决在处警过程中的交通拥堵，提高处警的时间。例如：上下班高峰期某小区发生了一起杀人案件，接到报警后，到达小区的路线有四条，但不能确定那条路不堵车，本系统可引导警车走最容易到达的路线，并随时指挥车辆进行改道，从而达到优化处警线路的引导服务；定位服务可加强对警车的管理，可随时掌控巡逻车辆的巡逻路线，解决公车私用等警务车辆管理问题。

（二）物联技术在公安办公场所自动识别系统的应用

本系统包括公安办公场所管理，公安人员内部管理，公安内部保卫管理，公安枪支、案件物证管理。

以一座大型的办公楼为例，其内部包括日常办公区域、餐厅、健身区、枪械库、物证室等区域。本解决方案是将RFID射频技术和银行卡相关联，实现一卡多用的目的。

举例说明：

1.当一个警员开始一天的工作，早上上班到大楼门口识别区域后，识别器将电子身份证内信息发送给服务器，服务器根据授权决定放行与否。并确定进入时间进行考勤。对于没有电子身份证的人员需要进入办公大楼的，可在门卫处办理临时电子身份证，取得临时电子身份证后可进入大楼，如无电子身份中而暴力闯入的话，系统会反馈给后台服务器进行报警，报警后保卫人员可根据报警进行相应的处理。这样即优化了传统的上下班考勤制度又解放了门卫人员，并能够有效的防止闲杂人等进入办公大楼。2008年上海闸北分局如果能够使用本系统也不会发生警察局内警察被杀事件。

2.进入办公区，不同的办公室人员有不同的授权，根据授权不同可进入不同的办公室，各级领导会有相应的授权，在授权范围内对工作进行督导、检查。

这样就会有效的防止在工作时间，无正常交涉 的情况下，不同岗位的民警相互串门、聊天。

3.在用餐时间警员可用银行卡到餐厅刷卡进行消费，每月的餐补可定时打入银行账号。可优化财务人员的工作流程，又可使用餐简便化。

4.在健身区，警员在固定时段可进入健身区进行健身。由于健身器材有限，健身区不宜容纳过多的健身人员，所以多健身时段和人员出入进行授权。如：刑侦大队每周四下午4:00——6:00之间，缉毒大队每周五晚上6:00——8：00之间。规定时间内授权人员可进入健身区，其他人员则不能进入，这样即合理的安排了健身房人员调配，又可充分发挥健身房的作用，更好的维护健身设备。

5.在枪支保管方面，当执行任务需要携带枪时，在枪械库领取枪支时，每个枪支将会有唯一的电子射频标签（即枪支的编码），警员有自己的电子身份证。枪支出库时，服务器通过识读器将枪支的电子射频标签和警员的数字身份证进行绑定，绑定后服务器可跟踪记录枪支和警员的行踪，确保一人一枪，当枪支和使用人分离时，系统会在后台进行报警提示。任务执行完毕，枪支归还枪械库，解除绑定，即完成一次枪支的使用。本系统的优点：能够随时掌握警员使用枪支的过程，做到枪不离人，并优化了枪支的出入库过程。达到自动化管理。

6.在物证管理方面，制作专用的物证保管袋，对每个案件的物证进行分类保管，对每一案件的物证建立RFID电子标签，标签内存储案件的发案时间、地点、性质、内容简介及案件的物证名称。当警务人员要借案件的物证时，物证管理人员将警员电子身份证和物证电子标签读入后台服务器，服务器进行关联完成借出管理，使用完成后警员归还物证到物证室，服务器解除两者的关联并做相应记录，完成一次借出、归还。

以上是物联技术在公安日常办公场所的几点应用，希望能够起到抛砖引玉的作用。

二、物联技术在博物馆等重点场所管理方面应用。

众所周知，博物馆等重点场所因特殊性决定了其对安全的要求级别较高，传统的安全保卫措施已经不能很好的适应当前时代发展的需求，多年前在电影《纵横四海》中看到的盗窃名画的片段中应用的红外安保技术已经不是什么高科技技术了，物联网的发展给重点场所安保提供了新的技术支持。

这里我们探讨，如果将物联技术应用于博物馆等重点场所的安全保卫工作，博物馆安保管理系统从架构上来说，前段设备分为三个方面，第一是给每一件

文物建立一个RFID射频标签，标签内包括（文物名称、馆藏、简介等信息）；第二是在馆内区域安装红外摄像头，摄像头要求不留死角；第三是建立红外光栅对射报警设备。三种前段设备与后台服务器相连接，当有不明物体入侵博物馆时，红外光栅会立即报警，当入侵者破坏红外报警系统后进入馆内，红外摄像头会记录入侵者的入侵轨迹，监控设备也会在监视端显示并做处理。假设监控设备也被事先破坏，RFID射频标签将发挥终极作用，当入侵者将贴有RFID标签的物体移动时，后端服务器会给报警设备发出报警指令。如果馆内文物被盗走，警务人员也会根据RFID电子标签进行追踪，在最短的时间内将丢失文物追回，这样，三重保险将绝对保证馆内文物的安全。

三、物联技术在野外救援和公安特殊任务中的应用

随着社会经济的发展，人们生活水平的不断提高，近几年参加户外探险运动的人群越来越多，在野外走失的人群也随机增加。这样公安部门的深山搜救成了一门新的课题。如何能确保搜救的同时保障搜救人员的安全呢？深山地形的复杂性和多变性决定了搜救的随机性和危险性，很多搜救队员在搜救未果的情况下自己却遇到了困难，由于大多数搜救团体在深山内没有更好的沟通方式，队员往往因延误救治时间而产生更大的伤亡。而物联技术能够很好的解决这一问题。我们可以为每一个队员建立一个RFID电子身份证，确保可以随时监控每一位队员的所在位置，当遇到极端天气或者一些不可预见的状况时，可以在第一时间发现队员的所在位置并对其进行营救。

另外由于犯罪的复杂性和多样性，很多案件都有卧底存在，打入敌人内部往往是最危险的事情。如果能够将电子射频技术和卧底相结合起来，我们就能随时掌握卧底人员的动态，保证其安全性。在这一点上我们值得研究和探讨。

所以物联时代将是下一个后互联网时代，如果说互联网改变了当代人们的生活，那么物联时代将改变当代人的思维方式。当然物联时代的到来也要求更高 的网络安全。没有坚固的网络安全，所有的物联技术将会面临随时瘫痪的风险，人类生下来就有自私的欲望，很所不法分子都在窥探网络设计的后门，都幻想能够入侵到别人的系统中，从而达到自己不可告人的目的。所以我辈应该在这一领域进行认真探索。这里就不做过多的赘述。