物联网的三个基本特征:全面感知、可靠传输、智能处理。
全面感知:利用无线射频识别、传感器、定位器和二维码等手段随时随地对物体进行信息采集和获取。
可靠传递:通过各种电信网络和因特网融合,对接收到的感知信息进行实时远程传送,实现信息的交互和共享,并进行各种有效的处理。
智能处理:利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术,对随时接收到的跨地域、跨行业、跨部门的海量数据和信息进行分析处理。
扩展资料
物联网的技术原理
物联网是在计算机互联网基础之上的扩展。它利用全球定位、传感器、射频识别、无线数据通信等技术来创造一个覆盖世界上万事万物的巨型网络,就像一个蜘蛛网,可以连接到任意角落。
在物联网中,物体之间无须人工干预就可以随意进行“交流”。其实质就是利用射频自动识别技术,通过计算机互联网实现物体的自动识别及信息的互联与共享。
射频识别技术能够让物品“开口说话”。它通过无线数据通信网络,把存储在物体标签中的有互用性的信息,自动采集到中央信息系统,实现物体的识别,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。
物联网的问世打破了过去一直是将物理基础设施和IT基础设施分开的传统思维。在物联网时代,任意物品都可与芯片、宽带整合为统一的基础设施。在此意义上,基础设施更像是一块新的地球工地,世界的运转就在它上面进行。
RFID技术
核心关键技术主要有RFID技术、传感器技术、无线网络技术、人工智能技术、云计算技术等
拓展内容:
1、RFID技术
RFID技术是物联网中“让物品开口说话”的关键技术,物联网中RFID标签上存着规范而具有互通性的信息,通过无线数据通信网络把他们自动采集到中央信息系统中实现物品的识别。
2、传感器技术
传感器技术在物联网中传感器主要负责接收物品“讲话”的内容。传感器技术是从自然信源获取信息并对获取的信息进行处理、变换、识别的一门多学科交叉的现代科学与工程技术,它涉及传感器、信息处理和识别的规划设计、开发、制造、测试、应用及评价改进活动等内容。
3、无线网络技术
物联网中物品要与人无障碍地交流,必然离不开高速、可进行大批量数据传输的无线网络。无线网络既包括允许用户建立远距离无线连接的全球语音和数据网络,也包括近距离的蓝牙技术、红外技术和Zigbee技术。
4、人工智能技术
人工智能是研究是计算机来模拟人的某些思维过程和智能行为(如学习、推理、思考和规划等)的技术。在物联网中人工智能技术主要将物品“讲话”的内容进行分析,从而实现计算机自动处理。
5、云计算技术
物联网的发展理离不开云计算技术的支持。物联网中的终端的计算和存储能力有限,云计算平台可以作为物联网的大脑,以实现对海量数据的存储和计算。
1 物联网的标准体系2 急需的物联网总体标准
3 传感器标准
4 传感器标准
5 传感器标准进展情况
6 传感器标准体系框架
认知感知层
1.感知层的概念
物联网层次结构分为三层,分别为感知层、网络层、应用层。感知层位于最 底层,它是物联网的核心,其功能为“感知”,即通过传感网络获取环境信息。 感知层是物联网的核心,是信息采集的关键部分。
2.感知层的应用
感知层包括二维码标签及识读器、RFID 标签及读写器、摄像头、GPS 导航、 各种功能传感器、M2M 终端、传感器网关等,主要功能是识别物体、采集信息, 与人体结构中皮肤和五官的作用类似。
3.感知层的关键技术
(1) 传感器:传感器是物联网中获得信息的主要设备,它利用各种机制把被 测量转换为电信号,然后由相应信号处理装置进行处理,并产生响应动作。 (2)RFID:它的全称为 Radio Frequency Identification,即射频识别, 又称为电子标签。RFID 是一种非接触式的自动识别技术,可以通过无线电讯号 识别特定目标并读写相关数据。它主要用来为物联网中的各物品建立唯一的身份 标示。
(3)无线传感网络:它的英文名称为 Wireless Sensor Network,简称 WSN。 传感器网络是一种由传感器节点组成网络,其中每个传感器节点都具有传感器、 微处理器和通信单元。节点间通过通信网络组成传感器网络,共同协作来感知和 采集环境或物体的准确信息。它是目前发展迅速,应用最广的传感器网络。
认知网络层
1 网络层的概念
网络层位于物联网三层结构中的第二层,它功能是通过通信网络进行信息传 输。网络层作为纽带连接着感知层和应用层,它由各种私有网络、互联网、有线 和无线通信网等组成,相当于人的神经中枢系统,负责将感知层获取的信息,安 全可靠地传输到应用层,然后根据不同的应用需求进行信息处理。
2 网络层的组成
物联网网络层包含接入网和传输网,分别实现接入功能和传输功能。传输网 由公网与专网组成,典型传输网络包括电信网、广电网、互联网。接入网包括光 纤接入、无线接入、以太网接入、卫星接入等各类接入方式,实现底层的传感器 网络、RFID 网络最后一公里的接入。
3 网络层的主要技术
物联网用到的通信技术主要包括 3G/4G 通信、IPv6、WI-FI 和 WIMAX、蓝牙、 ZigBee 自组网技术等。正在向更快的传输速率,更宽的传输宽带、更高的频谱 利用率、更智能化的接入和网络管理发展。
认知应用层
1 应用层的概念
应用层位于物联网三层结构中的最顶层,它的功能是通过云计算等计算平台 进行信息处理。应用层与最低端的感知层一起,是物联网的显著特征和核心所在, 应用层可以对感知层采集数据进行计算、处理和知识挖掘,从而实现对物理世界 的实时控制、精确管理和科学决策。
2 应用层的技术
(1)物联网应用:它是用户直接使用的各种应用,通常用应用软件的形式 表现。如智能 *** 控、安防、电力抄表、远程医疗、智能农业等。
(2)物联网中间件:物联网中间件是一种独立的系统软件或服务程序,将 各种可以公用的能力进行统一封装,提供给物联网应用使用。
(3)云计算:它对物联网海量数据的存储和分析。根据服务类型不同将云 计算分为:基础架构即服务(IaaS)、平台即服务(PaaS)、服务和软件即服务(SaaS)。
3 应用层与其他两层的关系 感知层将采集到的数据通过网络层传递给应用层,应用层将接收到的数据进 行分析管理,再将这些数据根据各行各业的应用做出反应处理。例如,在智能电 网中的远程电力抄表应用:安置于用户家中的读表器上显示感知层中的传感器采 集到的数据,通过网络层将数据发送并汇总到发电厂的处理器上,该处理器及其 对应工作就属于应用层,它将完成对用户用电信息的分析,并自动采取相关措施。
物联网的基本特征:
1、全面感知
全面感知即使用RFID、传感器、二维码等随时随地获取物体的信息。数据收集方法很多,完成数据收集多点化、多维化、网络化。并且从感知层面来讲,不只体现在对单一的现象或方针进行多方面的调查取得归纳的感知数据,也体现在对实际国际各种物理现象的遍及感知。
2、可靠传输
经过各种承载网络,包含互联网、电信网等公共网络,还包含电网和交通网等专用网络,建立起物联网内实体间的广泛互联,具体体现在各种物体经由多种接入形式完成异构互联,扑朔迷离,构成“网中网”的形状,将物体的信息实时精确地彼此传递。
3、智能处理与决策
使用云核算、含糊辨认和数据交融等各种智能核算技术,对海量数据和信息做处理、剖析和对物体施行智能化的 *** 控。首要体现在物联网中从感知到传输到决议计划使用的信息流,并终究为 *** 控供给支撑,也广泛体现出物联网中很多的物体和物体之间的相关和互动。
物联网概念最早源于RFID网络
1998年,美国麻省理工学院(MIT)Auto-ID中心创造性地提出了当时被称作EPC系统的“物联网”的构想,1999年该中心首先提出“物联网”的概念,提出将RFID与互联网结合,在物品编码、RFID技术和互联网的基础上实现在任何地点、任何时间、对任何物品进行标识和管理。
物联网的发展能够带给我们更多的便利,并且也能够让越来越多的人实现自己的目标,因为物联网的确是越来越发达的,而且物联网也能够提供更多优势。物联网能够成为越来越多企业运用的载体,而且也能够为企业带来更多实惠。
有很多人都比较看好物联网的发展前景,而且也能够对物联网进行更多的分析和研究。中科院院士谈物联网发展趋势,物联网的发展前景如何?我认为物联网的发展前景特别好,之所以好的原因有三个:
一、物联网的应用领域越来越广。
在这个万物互联的时代,物联网的发展前景的确会越来越好,因为物联网能够有越来越广的应用领域,而且也能够覆盖更广的范围,有越来越多的企业和居民能够使用到物联网。物联网能够带给我们更多的利益,并且也能够让更多人的生活变得越来越简单。
二、物联网的覆盖人群越来越多。
物联网的发展前景之所以这么好,就是因为物联网的确能够覆盖越来越多的人群,能够实现全民使用互联网的目标。物联网受到了越来越多人的重视,而且也能够越来越发达,能够成为更多人的首选。当物联网的覆盖人群越来越多时,就会促进物联网的发展。
三、物联网的价值越来越大。
物联网的确能够更具发展前景的,因为物联网能够发挥越来越大的作用和价值,当越来越多的人都能够认识到物联网的价值时,就能够进一步促进物联网的发展,而且物联网的确能够成为越来越发达而且重要的网络体系。物联网的确能够拥有更高的支持度,而且也能够在无形之中增加更多的使用人数。
总之,物联网的发展前景特别好。
物联网随着技术的进步和应用场景的扩大逐渐为人们所喜爱和关注,对于普通人物联网也许是人们心中的“风口”但是对于业内人士来说只是技术发展的产物,物联网不是一个新名词,它在几十年前就已经存在了,在我2012年读这个专业时知道物联网术语的人数还不超87%,如今的物联网已经融入到了各行各业,从医疗到交通,从教育到电商物联网设备遍布各地。物联网涉及技术众多,传感器收集数据是第一个阶段。现如今,在个人随身携带的电子设备、在城市交通、在制造企业,甚至可以说在社会生活的很多角落,都有传感器分布其中。它们保持着工作的状态,源源不断地产生海量的即时数据。
接下来是传输网络。超高速、低延时和可靠的基础设施网络,这是在“每毫秒都很重要”的应用场景中十分必要的数据传输工具。
以及边缘计算的应用。边缘计算有三个特点:高效、实时、更安全。从概念上讲,边缘计算使数据处理尽可能接近源的地方,在设备或网络本身进行计算,而不是外部服务器或者中央数据中心。如此一来,边缘计算减少了潜在的带宽瓶颈,保证了数据反馈的实时性,目前也成为了与云计算不相上下的一项热门技术。
然后融入到场景应用。当数据传输到位,大数据、云计算、人工智能等技术开始接入,最后的结果,是创造出各种各样符合需求的工具和功能,帮助各行各业的企业依据数据做出更快更好的决策。
甚至还有人工智能。“万物互联”是第一步,而后终将迎来“万物智联”。除了数据处理与分析以外,我们期待通过“人工智能”让设备本身实现更有意义的相互交流,推动低时延应用更快、更精确、更可靠的成熟落地。可以想象,物联网带来的海量数据就随着这样一条复杂的产业链而不断往上攀登,推动着社会生活向好的方向发展变化。
物联网技术的发展还是为了人们能够更好的生活,对于现在的物联网来说它有众多使用场景,比如:
在园区仓储物流管理的应用
园区内仓储物流有三个环节:行驶在园区内的载货卡车、中转仓库、生产车间的物流存储。为了能保证仓库及生产车间的存货保证在一个合理水平,供应链管理需要实时了解这三个地方的物料情况。在传统人工场景下,需要人工检测并补给物料,由于没有完善的定位系统,需要依赖人工去查找物料位置,因此经常出现物料补给紧张导致产线暂停的情况,大大降低了效率。但通过IoT技术,在物料箱上安装终端电子标签,可实时上报物料种类、及位置信息,这样可对园区仓储物流进行高效管理。
在智能装配的应用
通过IoT链路给生产线设备嵌入电子标签,可实时上传设备状态及定位信息,全面掌控设备健康信息,为企业预测性维护计划提供依据,提高了生产管理能力和效率,实现可视化生产;另外通过实时上传能耗数据,可动态掌握功耗情况,节能降耗。
在能源行业应用
通过IoT网关可将钻井平台的油压、油温等参数实时传递到中控室,确保钻井平台的实时监控,保证生产作业安全;露天矿通常处于偏远区域,矿坑深,面积大,通过对车辆的运营状态进行监控、对车辆进行定位及控制,同时上报矿坑斜坡参数,进行远程安全生产。
在智能社区应用
通过在小区水表、电表、气表安装终端模组,可实时读取信息并检测小区环境参数。模组通过接收基站信号,可将终端数据无线上传,做到智能抄表。另外,还可用于家电等智能控制、以及停车位的检测。
物联网技术给我们带来安全和便利也改变着我们的生活方式。
物联网架构按层级来划分可分为3个层级: 感知层、传输层、应用层。
首先底层是用来感知数据的感知层,感知层包括传感器等数据采集设备,包括数据接入到网关之前的传感器网络。感知层是物联网发展和应用的基础,RFID技术、传感和控制技术、短距离无线通信技术是感知层涉及的主要技术,其中又包括芯片研发、通信协议研究、RFID材料、智能节电供电等细分技术。
第二层是数据传输的传输层,网络层中的感知数据管理与处理技术是实现以数据为中心的物联网的核心技术,其包括传感网数据的存储、查询、分析、挖掘、理解及基于感知数据决策和行为的理论和技术。云计算平台作为海量感知数据的存储、分析平台,将是物联网网络层的重要组成部分。
最上层是应用层,物联网的应用层利用经过分析处理的感知数据为用户提供丰富的特定服务,可分为监控型(物流监控、污染监控)、查询型(智能检索、远程抄表)、控制型(智能交通、智能家居、路灯控制)、扫描型(手机钱包、高速公路不停车收费)等。应用层是物联网发展的目的,软件开发、智能控制技术将会为用户提供丰富多彩的物联网应用。
如果以人的神经网络做类比,那么人的感觉器官就是物联网的感知层,如眼睛能采集视觉信息,鼻子采集气味信息,嘴巴采集味道信息,而耳朵采集声音信息。这些信息通过神经元传递到大脑中枢,那么这些神经元形成的神经传输通道就相当于物联网中的传输层,它的作用是把信息传送到处理中心。那么人的大脑就相当于应用层了,当它接受到来自眼睛,鼻子、嘴巴、耳朵等信息后,它可以综合去得出一些有用的结论,例如判断现在是否有危险,能够读书看等,这就相当于它应用了来自感知层的信息并产生了价值。
像工业网关在物联网中就是负责传输数据的,爱陆通的工业物联网网关是基于5G/4G、WIFI、虚拟专网等技术开发的。以嵌入式 *** 作系统为软件支撑平台,同时支持1个千兆以太网WAN、4个千兆以太网LAN、1个RS232/RS485(可选)接口和24G/58G WIFI接口,可同时连接串口设备、以太网设备和 WIFI 设备。
政策推动我国物联网高速发展
自2013年《物联网发展专项行动计划》印发以来,国家鼓励应用物联网技术来促进生产生活和社会管理方式向智能化、精细化、网络化方向转变,对于提高国民经济和社会生活信息化水平,提升社会管理和公共服务水平,带动相关学科发展和技术创新能力增强,推动产业结构调整和发展方式转变具有重要意义。
以数字化、网络化、智能化为本质特征的第四次工业革命正在兴起。物联网作为新一代信息技术与制造业深度融合的产物,通过对人、机、物的全面互联,构建起全要素、全产业链、全价值链全面连接的新型生产制造和服务体系,是数字化转型的实现途径,是实现新旧动能转换的关键力量。
我国物联网行业呈高速增长状态 未来将有更广阔的空间
自2013年以来我国物联网行业规模保持高速增长,增速一直维持在15%以上,江苏、浙江、广东省行业规模均超千亿元。中国通信工业协会的数据表明,随着物联网信息处理和应用服务等产业的发展,中国物联网行业规模已经从2013年的4896亿元增长至2019年的15万亿元。
虽然我国物联网发展显著,但我国物联网行业仍处于成长期的早中期阶段。目前中国物联网及相关企业超过3万家,其中中小企业占比超过85%,创新活力突出,对产业发展推动作用巨大。
物联网作为中国新一代信息技术自主创新突破的重点方向,蕴含着巨大的创新空间,在芯片、传感器、近距离传输、海量数据处理以及综合集成、应用等领域,创新活动日趋活跃,创新要素不断积聚。
物联网在各行各业的应用不断深化,将催生大量的新技术、新产品、新应用、新模式。未来巨大的市场需求将为物联网带来难得的发展机遇和广阔的发展空间。
在政策、经济、社会、技术等因素的驱动下,2020年GSMA移动经济发展报告预测,2019-2025年复合增长率为9%左右,2020年中国物联网行业规模目标16亿元,按照目前物联网行业的发展态势,十三五规划的目标有望超预期完成;预计到2025年,中国物联网行业规模将超过27万亿元。
未来物联网行业将向着多元方向发展
标准化是物联网发展面临的最大挑战之一,它是希望在早期主导市场的行业领导者之间的一场斗争。目前我国物联网行业百家争鸣,还未有一个统一的标准出现。因此在未来可能通过不断竞争将会出现限数量的供应商主导市场,类似于现在使用的Windows、Mac和Linux *** 作系统。
合规化同样是当下物联网面临的问题之一,特别是数据隐私问题。目前数据隐私已成为网络社会的一个关键词,各种用户数据泄露或被滥用的事件频发,特别是Facebook的丑闻引发了全球担忧。
因此在未来,我国各种立法和监管机构将提出更加严格的用户数据保护规定,,用户的敏感数据可能会随着时间的推移而受到更严格的监管。
安全化是指预防物联网软件遭受网络黑客攻击,在未来,以安全为重点的物联网设施将受到更多的关注,特别是某些特定的基础行业,如医疗健康、安全安防、金融等领域。
多重技术推动物联网技术创新
从技术创新趋势来看,物联网行业发展的内生动力正在不断增强。连接技术不断突破,NB-Iot、eMTC、Lora等低功耗广域网全球商用化进程不断加速;物联网平台迅速增长,服务支撑能力迅速提升;
区块链、边缘计算、人工智能等新技术题材不断注入物联网,为物联网带来新的创新活力。受技术和产业成熟度的综合驱动,物联网呈现“边缘的智能化、连接的泛在化、服务的平台化、数据的延伸化”等特点。
上数据来源于前瞻产业研究院《中国物联网行业应用领域市场需求与投资预测分析报告》。
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