关键词:物联网(IOT);射频识别(RFID);网络应用;关键技术
中图分类号:TP3934 文献标识码:A 文章编号:2095-1302(2012)08-0078-03
Features and application of Internet of Things
MA Yin
(Jiangsu College of Information Technology, Wuxi 214153, China)
Abstract: A comprehensive analysis of Internet of Things (IOT) is made The origin and basic concepts of IOT is presented firstly The current research on IOT at homeland and abroad and application of IOT are introduced secondly The key techniques of IOT such as the architecture, perception and terminal technology, security of IOT and intelligence are discussed in detail Combined with the development and current industry situation, the suggestions about IOT application and technical improvement are made finally
Keywords: Internet of Things (IOT); Radio Frequency Identification (RFID); Internet application; key technique
0 引 言
随着信息技术的发展,智能化管理与服务也得到快速发展,物联网正是在这样的条件下发展起来的新兴产业。物联网是以感知为核心的物物互联的综合信息系统,其发展将促进传统生产、生活方式向着现代智能化的方式转变,可大大提高生产力和社会运行效率,提升人们的生活质量。物联网是继计算机、互联网之后,世界信息产业的第3次革命。
早在1995年,比尔·盖茨在《未来之路》中就已经提及物物互联的概念,但受限于当时无线网络、硬件及传感设备的发展情况而未引起重视。1998年,美国麻省理工学院(MIT)创造性地提出了当时被称为EPC系统的物联网构想。1999年,在建立物品编码、RFID技术和物联网的基础上,美国Auto-ID中心首先提出“万物皆可通过网络互联”,从此阐明了物联网的基本含义[1]。
物联网的基本思想产生于上世纪末,但近年来,随着信息技术的发展,物联网才真正引起人们的关注。2005年,在信息社会世界峰会(WSIS)上,国际电信联盟(ITU)发布了《ITU互联网报告2005:物联网》[2]。《报告》指出,无所不在的“物联网”通信时代即将来临:通过一些关键技术,用互联网将世界上的物体都连接在一起,使世界万物都可以上网,世界上所有物体都可以通过互联网主动进行信息交换。射频识别技术(RFID)、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术和机器人技术等将得到更加广泛的应用。欧洲智能系统集成技术平台(EPOSS)于2008年在《物联网2020》[3]报告中分析预测了未来物联网的发展主要经历四个阶段:2010年之前广泛应用于物流、零售和制药等领域;2010—2015年实现物与物之间的互联;2015—2020年进入半智能化阶段;2020年之后实现全智能化。目前,物联网的产业发展和应用正在由第一阶段向第二阶段过渡期,物物互联的应用范围不断扩大。RFID 在欧美国家已具有成熟的产业链,这些国家主要将RFID 技术应用于交通、车辆管理、身份识别、生产线自动化控制、仓储管理及物资跟踪等领域。我国目前的物联网虽然只有小规模应用,但物联网的战略性新兴产业地位已经明确。
1 物联网关键技术及特点
物联网是一个基于互联网、传统电信网等信息载体,让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。它具有普通对象设备化、自治终端互联化和普适服务智能化的重要特征。物联网是一种复杂多样的综合网络系统,根据信息生成、传输、处理和应用过程,可以把物联网分为感知识别层、网络构建层、管理服务层和综合应用层。
11 感知识别层
感知识别层由大量具有感知和识别功能的设备组成,可以部署于世界任何地方、任何环境之中,被感知和识别的对象也不受限制。感知识别技术是物联网的核心技术,是联系物理世界和信息世界的纽带,主要作用是感知和识别物体,采集并捕获信息。关键技术不仅包括射频识别技术、无线传感器等信息自动生成设备,也包括各种智能电子产品用来人工信息生成,主要是感知和识别设备的功耗、物体标签信息的浓缩和写入、物体信息代码的分类匹配等。近年来,各类可联网的电子产品层出不穷,智能手机、个人数字助理(PDA)、多媒体播放器、上网本、笔记本、平板电脑等迅速普及,人们可以随时随地接入互联网,分享信息。信息生成方式的多样化是物联网区别于其他网络的重要特征。
12 网络构建层
网络构建层主要是将感知识别层数据接入互联网。互联网及下一代互联网(包含IPv6技术)是物联网的核心网络。
各种无线网络可提供随时随地的网络接入服务。各种不同类型的无线网络合力提供便捷的网络接入,是实现物物互联的重要基础设施。无线个域网包括蓝牙技术(802151标准)、ZigBee技术(802154标准),无线局域网包括现在广为流行的Wi-Fi技术(80211标准),无线城域网包括现有的WiMAX技术(80216标准),无线广域网包括现有移动通信网络及其演进技术(3G、4G通信技术)。1从各种物联网军事应用中总结出的元件、组件、模块和功能的共性及区别;
2构建出的分层结构、接口、数据类型、连接关系等;
3在物联网军事应用领域中己经存在的以及需要重新统一的标准;
4物联网军事应用的共性要求和管理理念;
5不同军事应用的共同点;
6现在通用物联网军事应用架构和未来通用物联网军事应用架构;
7根据开发者的兴趣提供设计、分析和剪裁物联网设计的扩展。
通过分析物联网军事应用的特点,参考民用物联网系统相关技术理论,我们提出了由感知层、接入层、网络层、服务层、应用层组成的五层物联网军事应用的系统参考架构。 感知层
感知层主要组成包括二维码标签和识读器、RFID标签和读写器、摄像头、各种传感器(如温度传感器、声音传感器、振动传感器、压力传感器、磁敏传感器、阻力传感器、压电传感器等)。物联网感知层的主要功能是信息感知和原始数据采集,必要时辅助完成下行的末端物体控制。
感知层是物联网军事应用的基础,是物理世界和信息世界的衔接层,主要通过各类信息采集、执行和识别设备,采用射频识别技术、条形码技术、传感器技术、定位技术等,实现物理空间和信息空间的感知互动。根据用户具体需求,确定需要感知有限元培训公司的对象和采用的信息处理技术,同时实 接入层主要由基站节点或会聚节点和物联网接入网关等组成,完成末端各节点的组网控制和数据融合、会聚,或完成末梢节点下发信息的转发等功能。当末梢节点之间完成组网后,如果末梢节点需要上传数据,则将数据发送给基站节点,基站节点收到数据后,通过接入网关完成与承载网络的连接;当应用层和服务层需要下传数据时,接入网路由收到承载网络的数据后,由基站节点将数据发送给末梢节点,从而完成末梢节点与承接网络之间的信息转发与交互。
接入层接入层目前的接入手段主要有短距离无线接入、长距离卫星接入、有线接入等手段,其中无线入的功能主要由传感网(指由大量各类感器节点组成的自治网络)来承担。美军在通信骨干网的基础上,尤其强调对“最后一英里”接入网的建设,由此可见接入层的重要地位和作用。
网络层网络层是核心承载网络,承担物联网接入层与应用层之间的数据通信任务。网络层主要用于实现信息的传输和交换,提供广域范围内的应用和服务所需的基础承载传输网络,包括卫星通信网、移动通信网、骨干光纤通信网络及局部独立应用网络等。
不同网系、通信手段之间的随遇接入和无缝融合,形成端到端、对用户透明的传输与交换能力是网络层需要重点解决的问题。军事科普展亮相科技周 百姓走近五维战场
中国网 | 时间:2005 年05 月18 日 | 文章来源:解放军报
科普互动展、科技游园会、科技形势报告会、科学经典名篇演诵会、青少年动漫画大赛、科技列车井冈行、科技特派员巡讲和远程咨询活动,等等,从5月14日开幕的第五届全国科技活动周,可以称得上是亮点迭出。军事高技术首次亮相科技周,让寻常百姓走近军事高科技,了解军事科普知识,关心和热爱国防,成为最大的看点。
军事科普展进入科技周主会场
“科学技术突飞猛进,兵器发展咄咄逼人,刀q入库为时尚早,国家安全不可掉以轻心。让我们一起穿越时空隧道,去重温数千年的兵器沿革史,去了解激烈角逐的军事高技术,去领略在陆海空天电五维战场上,科学技术正在发挥着的越来越重要的作用。”这是2005全国科技活动周暨北京科技周军事科普展馆——“科技、和谐、发展”馆入口处的欢迎词,首次亮相的这一展馆成为本届科技周的一大亮点。
开幕式当天,记者与观众一起进入设在北京海淀展览馆的科技周主会场。观众中有有组织而来的中小学生,有闻讯赶来的大学生,有白领族及一些北京市民。
2000平方米的军事科普展厅内声、光、电炫目多彩,、模型、沙盘、影视,生动形象地展示着世界军事科技发展风貌。全厅9个展区,“兵戈春秋”部分介绍了从冷兵器时代的斧钺钩叉、火铳,到近代兵器时代,由欧洲产业革命带来的坦克、飞机、军舰等机械化武器装备现身战场,再到第二次世界大战原子裂变使战争进入核武器时代,直至随着高新技术的发展,电子、激光、生化、太空等现代化武器装备问世并引发当今世界新军事变革,概述了人类历史长河中,科学技术发展与军事技术发展的密切关系。
本展馆的总顾问、中国科普作家协会常务理事、国防科普委员会主任林仁华向记者介绍:“科技周给国防科技一席之地,这是中国科技活动周举办5届、北京科技周举办11届以来的首次,科技活动周组委会把这个展览交给国防科普委员会承办。我们确定的内容是‘科技发展与世界兵器’,就是要为全民提供一个普及国防科技知识、认识世界军事科技发展现状的平台。”
百姓走近陆海空天电五维战场
占据展厅绝大部分空间的是现代军事技术部分。按照现代战争陆、海、空、天、电五维战场,展览分为“陆战群雄”、“海中蛟龙”、“长空雄鹰”、“太空角逐”、“电子对抗”和包括微电子、新材料、侦察监视、精确制导、隐身、夜视、激光等新技术的“军事高技术入门”等几个部分。各展区都图文并茂地介绍了该领域的世界最新武器装备技术。5个液晶大屏幕上,循环放映5大领域世界先进军事科技成果,只要站7分钟就能看完一部精彩的小影片。置身展厅,眼界大开。
“陆战”展区是全场“热点”,3座迷彩方舱与一排电脑 *** 作台周围挤满了中小学生,这是由装甲兵工程学院研制的分体式坦克训练模拟器,3个座舱可以同时对驾驶员、炮长、车长进行训练。小观众们像坦克乘员一样,有的钻进液压运动平台支撑的综合方舱中“开坦克”,有的挤在炮长方舱中练射击,抢着体验驾驶坦克“参战”的感觉。一名小学生告诉记者:“我一炮就命中了,比玩电子游戏来劲,和真坦克一样!”
一群中学生在“空战”展区与空军专家聊当今战机的隐身技术、电子战技术。这里有“F-22猛禽”、“幻影-3”、“X-35”联合战斗机大比例仿真模型,还有大小几十幅世界新型战机、侦察机、预警机、勤务机和说明。他们对记者说:“现在知道了为什么‘杰达姆’炸d能够从同一架飞机投下,从不同角度攻击同一个目标的原理。”记者问,互联网上有很多军事网站,看展览和在网站浏览有什么不同?他们说:“看展览更立体直观,而且不明白的问题在现场还有专家解答。”
在“海战”展区,八一中学初一科技实验班的学生们,正观看放映的介绍俄罗斯“奥斯卡-2”级巡航导d核潜艇的资料片。赵焓同学是个“海军迷”,记者和他一聊,还真不敢小瞧,他能说出展板上各国航母的型号、作战能力,对航母与两栖攻击舰的异同、“宙斯盾”系统的知识也都清楚,还熟悉展板上的我海军“深圳”号导d驱逐舰。记者问他是否生长于军人家庭,他说不是,就是想当海军。问他为什么,他说:“看到中国海军越来越强大,武器装备先进了,特别向往。”他也很坦诚地说:“我们的武器装备还是不如军事发达国家,希望海军加快发展,让我们的国防更强大。”
“我是走过80年历史长路的人”,带孙子来参观的刘老先生说:“中国近代史给我们很多启示,正在纪念的世界反法西斯战争胜利60周年也给我们重要启示,我们必须要有强大的国防,为了民族自立于世界强国之林,也为了长久的世界和平。”
军事科普专家现场解疑释难
记者在现场遇到了国防大学的乔松楼教授,他是承办本届展览的十几位国防科普委员会的军队专家之一。多年来,他一直致力于军事科普事业,在军内外举办军事科普讲座近千场。本展“军事高技术入门”等部分就是乔教授心血的结晶。年轻观众们就展出内容提出问题,诸如“新材料与武器的记忆功能”、“武器隐身技术的原理”等,乔教授都深入浅出、简洁生动地给予回答。
乔教授对记者说:“当今世界范围内的新军事革命、科技革命方兴未艾,我们应该抓住机遇,推进中国特色军事变革。我们办好这个展览,希望激发青少年崇尚军事科技、投身国防建设的热情。”乔教授身后有几个巨大的立式留言板,其中一块上写着:“小小和平鸽,翩翩负重托,知兵非好战,演武为止戈,科技双刃剑,强军也兴国,您的观后感,敬请在此说。”这是乔教授思考了一个晚上写下的肺腑之言,他说,他们这些“老科普”就是想多听听观众们的反应,以此作为起点,把这个军事科普展览更好地办下去。
果然,开幕不到半天,留言板上已写满小观众们充满激情的心声:“科技强国,振我中华”、“军事科技,大有作为”、“我们要用科学为祖国贡献一份力量”、“我相信祖国明天的科学技术成果会更上一层楼!!!”……在留言板前,记者为小观众们与军事科普老专家留下合影。
全国科技活动周暨北京科技周主会场的军事科普展览丰富多彩,全国其他地方的军事科普宣传活动更是异彩纷呈。
在渤海之滨威海,国防科技知识展览的开幕,成为山东省科技活动周的启动仪式。该展览以建国55年来我国国防科技取得的巨大成就为主线,集中展示了核、航天、航空、舰船、兵器及军工电子领域的成果和科技知识。展览采取加实物模型的方式,传播国防科技知识,增强全民国防观念;
在西北边陲乌鲁木齐,以兵器仿真模型和航模表演为主的军事科普主题活动,吸引了人们的眼球,固定翼飞机、特种飞机、直升机模型,火箭、船艇、战车模型,再配以相关资料,使人们在参观琳琅满目的武器装备中,受到军事科技知识的熏陶;
在祖国南端海南岛,航天科技展,航天系列讲座,航天科技纪念邮票发行,中小学生航天科技知识大赛、航天科技展摄影大赛、中小学生航天科技征文大赛,使广大民众接受了一次航天科技的教育。在东北重镇沈阳市五中会堂,中国工程院院士刘大响所做的航空百年史科普知识讲座,深深地吸引了广大听众,不时爆发出阵阵掌声。
军事科技走进科技周,把军事科普知识宣传纳入科技周活动,为公民提供了一个亲密接触军事科技、接受国防教育的好机会。我们祝愿科技活动周越办越好,也希望更多的人来关心和支持国防事业。
相关链接
“科技活动周”是中国政府于2001年批准设立的群众性科学技术活动的节日。根据国务院批复,每年5月第三周为“科技活动周”。2005年科技活动周于5月14日至20日举办,以“科技以人为本,全面建设小康”为主题,在全国开展丰富多彩的大规模群众性科技活动。
本届科技活动周重点突出以下四个方面的内容:一是大力宣传科学发展观和构建和谐社会的科学内涵;二是把科技丰产富民活动作为依靠科技进步推进解决“三农”问题的重要方式;三是宣传当前科技事业发展的新形势和新任务;四是把科普工作作为开展未成年人思想道德建设和大学生思想政治教育工作的重要内容。
全国科技活动周备忘:
●首届全国科技活动周于2001年5月14日~20日举办,主题是“科技在我身边”;
●第二届全国科技活动周于2002年5月18日~24日举办,主题是“科技创造未来”;
●第三届全国科技活动周于2003年5月17日~23日举办,主题是“依靠科技,战胜非典”;
●第四届全国科技活动周于2004年5月15日~21日举办,主题是“科技以人为本,全面建设小康”。
(本报记者 文/江宛柳 张锋 摄影/江宛柳)物联网具有广阔的行业应用需求,交通、安防、物流、零售、电力、金融、环保、医疗等行业都将成为物联网行业应用的重点领域。由于不同行业在物联网政策倾斜、技术与市场成熟度以及市场需求等方面的差别较大,所以物联网行业应用与市场投资机会会不尽相同。
1、工业是物联网应用的重要领域,具有环境感知能力的各类终端
2、物联网在农业领域的应用是通过温室采集温度、湿度信号以及光照、土壤温度、二氧化碳浓度、叶面湿度、露点温度等环境参数,自动开启或者关闭指定设备。
3、智能电网与物联网作为具有重要战略意义的高新技术和新兴产业,也已经引起世界各国的高度重视。
4、智能家居
5、智能医疗
6、城市安保
7、环境监测
8、智能交通
9、智能司法
10、物流领域
11、智能校园
12、智能文博
13、M2M品台领域
6月26日,OPPO在MWC上召开发布会,展示了全球首款屏下摄像头手机,引起了关注,随后他们又在发布会上官宣了全新的“无网络通信技术”。我一脸懵逼——除了吼,这个世界上居然还有不依靠网络的通信技术吗?
(图自:OPPO官方)
据OPPO称,他们的无网络通讯技术能够在3000米内不依赖蜂窝网络、Wi-Fi、蓝牙等传统通信方式的条件下,实现OPPO设备间点对点的文字、语音传输和语音通话。同时还支持多设备组成小范围局域网,并通过手机中继拓展通信范围,只要处于信号搜索范围,即可实现局域网通信。
哦,原来是自组网技术。
这令我不由得想起了此前 华为 手机的无网络互传技术HuaWei Share。如果说华为的技术是近距离高速同步数据的创新,那么OPPO这个无网络通信技术则瞄准应急通信、高干扰高负载极端通信条件下的数据交换,在一些信号比较差或者LTE负载过大的地区,比如大型体育赛事、演唱会、展会等场景比较好用。
在现场演示时,一台经过改装的OPPO R15手机在切断所有信号的情况下,还可以像对讲机那样通话和传输信息。这一切都是通过设备自发组建网络完成,不依赖LTE、Wi-Fi、蓝牙或Zigbee等已知通信方式。
(图自:新浪科技)
据悉,该技术采用了OPPO定制的芯片与通讯协议,可以实现低电量下可以维持72个小时的文字通讯续航,以及支持持续信道监听,在被其他设备发现后可以发送关机前记录的最后GPS位置,让用户在野外手机关机、失联等极端环境下,依然能够被搜寻。
(图自:新浪科技)
无线自组网技术其实由来已久,最早的应用区分主要是 物联网 和非物联网领域。
据环球专网通信报道,在物联网领域,主流的Zigbee、蓝牙等技术都集成了无线自组网功能,用于近场、海量终端之间的小数据量传输。在这个领域,无线自组网具有统一的标准,产业链成熟。
而在非物联网领域,无线自组网技术最早起源于军事应用,即美军的先进战术通信系统,称为Ad Hoc,目前已经成为军用电台的必备功能。2000年左右,Ad hoc技术开始转为民用,称为Mesh技术。2003年,IEEE标准组织开始制定Mesh标准,2006年提出了80211S,即Wi-Fi体制的Mesh标准。
在Wi-Fi Mesh之后,基于COFDM技术体制的Mesh产品逐渐成为主流。COFDM自组网产品的工作频段、发射功率和无线传输技术都可以根据需求定制,摆脱了Wi-Fi Mesh对公共频段和商用套片的依赖,室外移动环境下的覆盖能力得到了显著提升,应用场景也得到了较大的扩展,比较成功的应用如公安原有的无线图传系统等。
但是,COFDM技术与主流3GPP技术体制有较大的差别,各厂家的标准也不统一,相应的产业链比较薄弱,应用比较零散,无法形成规模化的市场,未来的发展空间非常有限。
环球专网通信认为,尽管自组网技术一直都是业界研究的热点,但是该技术直到4G规模商用也没有进入主流3GPP标准规范之中,主要原因还是运营商市场对自组网应用的需求并不是太多。
相比运营商网络,无线专网要求更广的覆盖范围、更灵活的组网方式和更强的上传容量,需要支持脱网直通、多跳桥接以及无中心节点自组网等功能,而宽带自组网技术是满足上述需求的关键,因此3GPP标准在R12及后续版本中都对自组网技术进行了重点研究,并形成了相关的标准。
3GPP标准在R12版本中增加了邻近服务功能(Proximity Service, ProSe),定义了相应的空口,即PC5接口,以及空口技术规范,即Sidelink规范。在LTE帧结构的基础上,Sidelink规范增加了discovery信道,用于终端之间的相互发现,通过同步信号实现终端之间的同步,而对于控制信道和业务信道则延用了LTE标准。Sidelink空口规范支持蜂窝小区内和小区外的终端之间直接通信,终端之间可以自组成网,因此,Sidelink实际上就是3GPP体制下的宽带自组网技术的空口规范,是未来各种3GPP体制自组网产品的技术基础。
相比COFDM封闭技术体制的自组网技术,3GPP体制的自组网技术能够充分利用4G以及5G的开放的先进技术,相关的产品也能够充分利用3GPP成熟的产业资源,从而大幅提升产品的性能指标,扩展应用场景,增强实战效果。其中,一些关键的技术和功能包括:
1、信道编解码
业务信道采用Turbo码,其编码增益比COFDM自组网常用的卷积码具有显著的提升;
2、高阶调制
最高可以支持256QAM,进一步提升频谱效率。利用成熟的AMC机制,可以根据信道条件动态调整调制阶数,保持空口流量的平稳;
3、多天线技术
在R14版本中,Sidelink规范增加了发射分集功能,,为后续进一步引入空分复用奠定了基础。利用LTE成熟的MIMO技术,3GPP自组网技术能够显著提升频谱效率,在两天线配置下,频谱效率能够达到6 8bps/Hz,比COFDM自组网的频谱效率提升了4 5倍,这对于频谱资源有限的专网用户非常重要;
4、HARQ技术
融合重传和前向纠错功能,显著提升空口传输性能,特别是空口的稳健性,有助于传输时延的减小;软合并功能能够进一步提升纠错能力;
5、QoS机制
非3GPP体制的自组网产品大都没有完整的端到端QoS机制,只是一个IP管道而已。但是在ProSe功能中,定义了数据包优先级(ProSe Per-Packet Priority:PPPP),针对语音、视频、数据等不同的业务进行分级保障,也可以针对不同的用户组进行分级保障。QoS分级保障是无线专网的必要需求;
6、新波形
利用F-OFDM、UFMC等5G中讨论的新波形技术,3GPP自组网技术能够更加灵活、高效地利用专网有限的频谱资源;
上述这些功能对于传统自组网大多还是新技术,而这些功能在规模部署的4G网络中已经证明能够显著提升无线性能,因此也将显著提升无线自组网的无线性能。当然,随着更多应用场景的引入,Sidelink规范自身也在不断完善。在R12的基础上,Sidelink规范在R13中增加了跨载波终端发现、数据包优先级、UE-to-Network中继等功能,在R14中增强了中继的功能,能够支持更多的跳数,结合桥接功能,单个蜂窝小区的覆盖范围有了更为明显的提升。Sidelink规范在R14中也被运用到V2X标准中,用于车与车、车与路边单元之间的直接通信,基于车联网的应用要求,在当前的R15版本讨论中,载波聚合、64QAM、发射分集、更短子帧等关键技术和功能极有可能增加到规范之中,而在R16版本的早期讨论中,包括 V2X切片、E2E QoS、多播、定位等新功能也列上了讨论的议题。
目前普通的对讲机手台对手台的通讯距离一般在3-5千米左右,换言之,OPPO的无网络通讯技术已经超出了Wi-Fi与蓝牙的覆盖范围,达到了普通对讲机的要求。推测OPPO应该使用了无线电技术来实现超远距离通讯。
其实在荷兰科技媒体LetsGoDigital本月早些时候的报道中,OPPO已经在欧洲市场获批了“Reno F”和“Reno Z”两款型号,Reno Z新机所采用的全新MeshTalk技术估计就是上面提到的“无网络通信技术”。
目前OPPO已经向EUIPO提交了Mesh Talk和Mesh Talkie两个商标
如果OPPO的无网络通讯技术切实可行的话,那么以后OPPO手机就可以胜任自驾游、短长途出行的车队通讯需求,自带一部分“越野”属性,只不过大家都要使用同一品牌的手机咯。
引用:
>物联网用途广泛遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、环境监测、老人护理、个人健康、花卉栽培、水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等多个领域。 国际电信联盟于2005年的报告曾描绘“物联网”时代的图景当司机出现 *** 作失误时汽车会自动报警公文包会提醒主人忘带了什么东西衣服会“告诉”洗衣机对颜色和水温的要求等等。物联网在物流领域内的应用则比如一家物流公司应用了物联网系统的货车当装载超重时汽车会自动告诉你超载了并且超载多少但空间还有剩余告诉你轻重货怎样搭配当搬运人员卸货时一只货物包装可能会大叫“你扔疼我了”或者说“亲爱的请你不要太野蛮可以吗”当司机在和别人扯闲话货车会装作老板的声音怒吼“笨蛋该发车了” 物联网把新一代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。 毫无疑问如果“物联网”时代来临人们的日常生活将发生翻天覆地的变化。然而不谈什么隐私权和辐射问题单把所有物品都植入识别芯片这一点现在看来还不太现实。人们正走向“物联网”时代但这个过程可能需要很长的时间。 应用案例 一物联网传感器产品已率先在上海浦东国际机场防入侵系统中得到应用。 系统铺设了3万多个传感节点覆盖了地面、栅栏和低空探测可以防止人员的翻越、偷渡、恐怖袭击等攻击性入侵。而就在不久之前上海世博会也与中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心签下订单购买防入侵微纳传感网1500万元产品。 二ZigBee路灯控制系统点亮济南园博园。ZigBee无线路灯照明节能环保技术的应用是此次园博园中的一大亮点。园区所有的功能性照明都采用了ZigBee无线技术达成的无线路灯控制 三智能交通系统(ITS) 是利用现代信息技术为核心利用先进的通讯、计算机、自动控制、传感器技术实现对交通的实时控制与指挥管理。交通信息采集被认为是ITS的关键子系统是发展ITS的基础成为交通智能化的前提。无论是交通控制还是交通违章管理系统都涉及交通动态信息的采集交通动态信息采集也就成为交通智能化的首要任务。 四首家高铁物联网技术应用中心在苏州投用 我国首家高铁物联网技术应用中心2010年6月18日在苏州科技城投用该中心将为高铁物联网产业发展提供科技支撑。 高铁物联网作为物联网产业中投资规模最大、市场前景最好的产业之一正在改变人类的生产和生活方式。据中心工作人员介绍以往购票、检票的单调方式将在这里升级为人性化、多样化的新体验。刷卡购票、手机购票、电话购票等新技术的集成使用让旅客可以摆脱拥挤的车站购票与地铁类似的检票方式则可实现持有不同票据旅客的快速通行 清华易程公司工作人员表示为应对中国巨大的铁路客运量该中心研发了目前世界上最大的票务系统每年可处理30亿人次而目前全球在用系统的最大极限是5亿人次。 五国家电网首座220千伏智能变电站 2011年1月3日国家电网首座220千伏智能变电站――无锡市惠山区西泾变电站日前投入运行并通过物联网技术建立传感测控网络实现了真正意义上的“无人值守和巡检”。西泾变电站利用物联网技术建立传感测控网络将传统意义上的变电设备“活化”实现自我感知、判别和决策从而完成自动控制。完全达到了智能变电站建设的前期预想设计和建设水平全国领先。 六、首家手机物联网落户广州 将移动终端与电子商务相结合的模式让消费者可以与商家进行便捷的互动交流随时随地体验品牌品质传播分享信息实现互联网向物联网的从容过度缔造出一种全新的零接触、高透明、无风险的市场模式。手机物联网购物其实就是闪购。广州闪购通过手机扫描条形码、二维码等方式可以进行购物、比价、鉴别产品等功能。 专家称这种智能手机和电子商务的结合是“手机物联网”的其中一项重要功能。有分析表示预计2013年手机物联网占物联网的比例将过半
物联网技术在可循环经济中的应用分析
循环经济在中国发展迅速,并被确定为国家发展战略的重要组成部分。将资源进行有效运用是循环经济的主要内容,“再利用”以及“可控化”是其中的两个原则。下面是我为您整理的物联网技术在可循环经济中的应用分析论文,希望能对您有所帮助。
摘要: 随着全球经济的发展以及科技技术的进步,传统的可循环经济已经跟不上如今社会发展的速度,这就需要与当今的科技进行有效的结合。将物联网技术应用到可循环经济领域,是当前社会发展的必然趋势,而如何将物联网技术科学、合理、高效地应用到可循环经济中是值得深思的问题。本文对循环经济以及物联网技术进行了详细的叙述,并从汽车废弃回收利用的现状出发,以汽车的可循环经济网络为例,具体地论述了在可循环经济下的物联网技术的应用,并对其中物联网技术中的关键技术进行详细概括。
关键词: 可循环经济;物联网技术;应用
随着传感器、信息技术、网络、射频识别RFID、移动计算等技术的飞速发展,物联网技术(TheInternetofThings,IOT)应运而生。物联网概念由美国麻省理工大学KevinAshton教授在1991年首次提出[1]。物联网技术是当前社会的主流应用技术,是对互联网技术的扩展以及革新。继计算机和互联网之后,物联网被认为世界信息技术产业的第三次浪潮。将物联网技术应用到可循环经济领域,使网络技术与社会经济结合是未来社会经济发展的主流趋势。本文以循环经济为主要视角,从物联网技术的应用出发,以汽车行业为例,论述物联网技术在产品的生产、消费、回收的循环过程中的具体应用。
1可循环经济下的物联网技术应用概述
循环经济最早在Boulding的“宇宙飞船经济”中被提及,其具体定义最早由Pearce提出。20世纪末,循环经济的理念被系统地引入中国学术界。循环经济在中国发展迅速,并被确定为国家发展战略的重要组成部分[2]。将资源进行有效运用是循环经济的主要内容,“再利用”以及“可控化”是其中的两个原则。相比较传统的经济模式,可循环经济更加符合我国国情。传统的经济模式让我国的物产资源以及环境承受能力都日渐衰落,而可循环经济模式的兴起给我国经济发展带来了新的曙光。可循环经济不仅是已贯彻落实的基本国策,更是我国建立资源节约型、环境友好型社会的`重要措施。
物联网是一个潜在的内循环系统。从经济学角度来说,循环经济系统是一项系统工程[3]。物联网主要借助射频识别技术(RFID)以及全球定位系统等相关的信息传感设备,借助现代通信技术,将需要进行鉴别的物体同互联网进行连接,从真正意义上对物体进行鉴别、跟踪以及管理等,并且将这些信息传感设备与互联网结合起来,形成巨大的网络[4]。这
样的结合实现了物品与网络的链接,更方便基础设施与互联网交换信息,将智能化更好地带入生活的每个角落,其追踪、识别、定位等都是其具体的体现。物联网技术的基本原理是借助射频识别(RFID)技术,在计算机互联网庞大的平台上实现物品信息的自动采集并达到信息的共享。
在产品的生产完成阶段,产品会贴上储存有EPC编码的电子标签,这个电子标签将会一直跟随该产品整个运行的生命周期,而其标签就如产品标志,可以通过物联网对其进行跟踪查询。在物联网技术运用之前,物理的基础设施是和网络基础设施分别开来的,其物件、建筑物等实体与数据库、计算机并无关联,而物联网技术的运用让这二者有机地结合起来,并且扩展出了一个新的高科技领域。
目前,物联网技术已经充分地运用到了信息产业,包括信息服务、信息软件等方面。此外,物联网技术在工业、农业等领域也有重要的应用。可循环模式下的经济涵盖了生产、售后服务等不同环节,其中除生产环节之外的后续环节为物联网技术应用到可循环经济中提供了可能性。随着我国经济的快速发展,人们对汽车的需求量越来越大。据不完全统计,自2000年起,我们每年几乎以100万辆汽车的速度在增长。
随着时间的推移,我国将迎来回收汽车数量的高峰期,汽车报废后的钢铁、有机金属以及在制造汽车的过程中所使用的新型材料、各种金属合金、橡胶、玻璃和聚合物等化学原料都需要得到合理利用。可见,在汽车失去了商品价值后,自身的报废材料亦有巨大的价值。废旧的汽车作为资源的载体,与自身产品很难剥离出来。因此,我们需要一种新型运作模式让资源与产品自身分割开来,这种新型运作模式就是将物联网技术运用到可循环经济中,建立出完整的智能化互联网系统。
2面向可循环经济的物联网技术的应用
21汽车的可循环经济网络
汽车的可循环经济网络是将汽车整体作为一个网络节点,将汽车所属的所有零件安装智能节点,并且将物联网技术作为主要的技术支撑,建立与汽车相关的制造商、服务商、车主、网络运营商等相关单位共存的系统。其具体的应用主要有生产环节、销售环节、回收环节。
211生产环节
在汽车生产制造环节应用物联网技术,营造智能生产系统,即在非人力的情况下通过自动化生产线进行制造运作。在物联网技术的支持下,实现所有的原材料以及生产的半成品或者成品可以在整个生产线上进行追踪识别,这样不仅可以减少人为 *** 作的误差率,而且在一定程度上提高制造的速率,提高生产效益。在智能的生产系统下,为每一个原材料配备一个独立的EPC编码,这个EPC编码所储存的原材料信息以及后续对材料信息的添加、更改都会一直伴随原材料的整个使用生命周期。
为了实现物品之间的读写交互,在原材料入库、出库或者加工以及回收等阶段都要相匹配地安装读卡器、设置传感器。原材料上所携带的自身EPC编码可以将原材料的信息通过代码的形式用读写器进行读取,然后利用发射器以及无线网络的传送将其代码发射到RFID信息服务系统的服务部,用这样的方法就可以将原材料的具体详细信息储存在本地的信息服务器中,并且可以通过对象名解析服务对原材料的代码进行统一资源标识。
通过网络在RFID信息服务器中获得其代码所记载的原材料的具体信息以及自身属性,相关工程人员在制作环节就可以通过网络对原材料的生产过程进行监控。在生产环节采用EPC技术不仅可以在数量众多的零件中找到所需要的零件,还有助于工程管理人员掌握生产线流程信息,及时解决补货、缺货等问题,确保整个生产流水线工作稳定、高效地进行。
212销售环节
当前车载智能系统被广泛运用,而车载智能系统的核心技术就是物联网技术。车载智能系统作为汽车的灵魂系统,一方面要对信息进行记录以及处理,另一方面担负着Intel网、移动经营网络、汽车服务商等网络信息实时交互的工作。
车载智能系统包含不同的功能模块:首先是智能控制模块。智能控制模块可以对车况实时监控并且记录车体的实时信息以及车主的驾驶系统,以提高行车的安全性。另外,该系统还可以对汽车的零件数据实时记录,为回收环节提供精确的数据。其次是车主服务模块,这一模块是车载智能系统中一个重要的应用。
车主服务模块为车主在驾车中提供更加人性化的服务,让车主更加体验到人性化驾驶的乐趣。该模块设置了自动导航、自动泊车、车站信息查询等功能。最后是智能应急模块,车辆在行驶过程中会遇到很多突发情况,预知并及时处理突发状况是非常有必要的。车载智能系统中的智能应急模块对突发情况可以采取相对应的应急措施,也可以设置多重应急模块,例如防盗追踪、安全保障、远程控制等。
213回收环节
车载智能系统的回收环节主要依靠EPC所记录的数据。在智能回收环节中可以随时查录任何重要零部件的信息,比如使用寿命、质地、产地等。回收系统通过查录到的EPC信息,可以将汽车的零件进行精确的分类,并且掌握是否可回收、可利用或者可报废等情况。智能化系统具有将车体的数据信息同汽车智能回收系统中的相关数据信息进行相互分享以及沟通的功能,可以有效地协助汽车拆卸行业从人力进行零件分类转化成工业自动化运行的模式,既可以使分类精确又可以提高工作效率。
本地的Savant系统对当地的废旧、废弃车辆零部件的相关信息进行实时更新,并将这些及时更新的数据传输到汽车产业物联网中的EPC信息服务器以及对象名解析服务器中,这样相关联的企业以及汽车用户就可以通过Internet了解到汽车重要零部件的各项信息,进而可以增强对这些汽车部件的利用,亦能在一定程度上保证重要零部件的安全性。
由此可见,智能车载系统可以利用物联网技术来获取更为精准、及时的报废汽车的车辆信息,并且根据报废汽车上的零件信息对其进行二次加工。当然, *** 作人员也可以根据零部件的信息来确定该零件的功能及其实用信息。
在物联网技术的运用下,车载智能系统不仅可以将汽车回收业进行高度整合,也可以对废旧资源进行合理的循环应用,在避免资源浪费的同时保护了生态环境。
22面向可循环经济的物联网技术的关键技术
面向可循环经济的物联网技术有五大关键性的技术。
(1)射频识别技术。
其实质是一种非接触式的自动识别技术,能够以射频信号智能地识别目标对象,同时取得有关的数据信息,而且全程自动化,不需要人工的干预,尤其不受环境的限制。RFID技术不仅可以对静止物体进行识别,还可以对一些高速运行的目标对象进行准确识别, *** 作也极为快捷方便。物联网理想的状态是对全球范围内的目标对象实现信息的监控、共享。
(2)智能传感器网络技术。
传感器的作用相当于人的皮肤、眼睛、鼻子、耳朵等感受外界变化的器官,接收的是外界温度、光、电、湿度等变化的信号,将变化信号信息应用于网络系统中,为数据的分析、采集、传输提供具体、可靠的数据支持。从传统传感器到智能传感器,再到嵌入式Web传感器的研发,传感器逐渐开始朝着微型化以及信息化等方向发展和进步[5]。
其中,传感单元(由传感器和模数转换功能模块组成)、处理单元(包括CPU、存储器、嵌入式 *** 作系统等)、通信单元(由无线通信模块组成)以及电源是组成传感器网络的智能节点的几个基本单元。
在一个健全的传感器网络中,智能节点基本上出现在目标对象上及周边,同时智能节点相互之间能够进行互相协作。利用互联网络可以把搜集的区域信息传送到远程控制管理中心,比如车载智能软件系统;反之,远程管理中心亦可以对网络节点进行远程控制检测。
(3)GPS定位系统。
在车载智能系统中,车载GPS接收机通过接受卫星发来的数据以及坐标经纬度,将车辆的无线MODEM以GSM短信方式由GSM公司实时传到监控中心,并最终在电子地图中显示出来,由此可对车位的目标有更为精确的定位,以便对车辆进行实时监控。在车辆遇到突发情况时,车载报警模块会发出报警信息,智能系统直接将现场的具体报警信息及时传送到总控制台。
(4)智能技术。
通过在目标对象中植入相关智能系统,使目标对象能够与用户之间进行主动或者被动的交流。
(5)纳米技术。
物联网技术的迅猛发展,使电子元器件更加智能化、微型化。将纳米技术应用到物联网中,可以使更加微型化的物体进行数据的交互与连接。
3结语
如今物联网技术的发展已成为科技发展的主流,大到科技航天,小到车载导航,与我们的生活息息相关。我国人口多、资源相对不足,对可再生资源缺乏合理利用。可循环经济模式符合我国国情,将物联网技术应用到可循环经济中是应对当前发展的必由之路。
参考文献:
[1]高杨,李健基于物联网技术的再制造闭环供应链信息服务系统研究[J]科技进步与对策,2014(3):19-25
[2]陆学,陈兴鹏循环经济理论研究综述[J]中国人口资源与环境,2014(S2):204-208
[3]钱志鸿,王义君物联网技术与应用研究[J]电子学报,2012(5):1023-1029
[4]燕妮浅论物联网技术的应用研究[J]IT论坛,2013(19):81
[5]杨忠敏物联网时代:传感器将迎来黄金十年[J]中国公安安全,2014(6):160-168
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