关于物联网技术的论文

关于物联网技术的论文,第1张

物联网就是物物相连的网络,是我国的新兴战略产业,是未来发展的趋势。下面是我精心推荐的关于物联网技术的论文,希望你能有所感触!

关于物联网技术的论文一:物联网技术浅谈

摘 要物联网就是物物相连的网络,人与人、人与物、物与物都互联成网。物联网技术是当今的前沿技术,是我国的新兴战略产业,是未来发展的趋势。物联网技术目前处于起步阶段,但各国都十分重视并作为战略产业来研究和发展。本文从物联网的由来、物联网的特征、物联网的类型、物联网的组成等四个方面来探讨物联网技术。

关键词物联网;特征;组成;关键技术

一、物联网的由来

物联网的概念最早于1995年出现在比尔盖茨的《未来之路》书中,在该书中比尔盖茨已经提及了Internet of Things的概念,只是当时并没有引起人们的重视。1998年,美国麻省理工学院创造性地提出了当时称为EPC系统的“物联网”的构想;1999年,美国麻省理工学院首先明确提出了“物联网”的概念,提出了物联网就是将所有物品通过射频识别(RFID)等信息传感设备与互联网相连,能实现智能化识别和管理的网络。2005年11月,国际电信联盟在突尼斯举行的信息社会峰会上发布了《ITU互联网报告2005:物联网》,正式提出了物联网的概念。

2009年11月,温家宝发表了《让科技引领中国可持续发展》的重要讲话,“我国要着力突破传感网、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’”,从而物联网作为我国的新兴战略产业。

物联网就是在计算机互联网的基础上,利用射频识别、传感设备和无线通信等技术,构造一个覆盖世界上万事万物的“Internet of Things”; 即英文名称为“Internet of Things”,简称IOT。在这个网络中,物品能够彼此进行“交流”,而无需人的干预。其实质是利用RFID等技术,通过计算机互联网实现物品的自动识别和信息的互联和共享。

二、物联网的特征

(1)网络化:网络化是物联网的基础。不论是有线、无线还是专网来传输信息,都必须依靠网络,而且必须与互联网相连,这样才能形成完全意义上的物联网。(2)互联化:物联网是一个包含多种网络、接入、应用技术的大集成,也是一个让人与人、人与物、物与物之间进行交流的平台;与互联网相比,物联网具备更强的开放性,应能够随时接纳新设备、提供新的服务与应用,即物联网具备自组织、自适应能力。(3)物联化:计算机和计算机连接成互联网,实现人与人之间交流。而物联网是实现人物相连、物物相连,通过在物体上安装传感器或微型感应芯片,借助计算机网络,让人和物体进行“对话”和“交流”。(4)感知化:物联网离不开传感设备。射频识别、红外感应器、激光扫描器等信息传感设备,正如视觉、听觉和嗅觉器官对于人的重要性一样,它们是物联网必不可少的关键设备。(5)自动化:物联网通过传感器设备自动采集数据;根据事先设定的处理规则,利用软件自动处理采集到的数据;自动地进行数据交换和通信;对物体实行自动监控和自动管理。一般无需人为的干预。(6)智能化:物联网融合了计算机网络技术、无线通信技术,微处理技术和传感器技术等,从它的“自动化”、“感知化”等特点,已能说明它能代表人、代替人“对客观事物进行合理分析、判断及有目的地行动和有效地处理周围环境事宜”,智能化是其综合能力的表现。

三、物联网的组成

物联网主要包括以下几个子系统,有些物联网可能只包括了这些子系统中的一部分。

(1)电信网络:物联网的信息传送与日常使用的文字、语音、、图像传输相比,有其独特的地方,物联网中的信息传输大多是小数据量和特大数据量的传输。小到每月只发送几bit,如电力抄表;大到持续发送大幅图像,如交通监控,而中等数据量的信息传送却不多见。这就对通信网络提出了新的要求,需要推出新的通信标准和新的接入技术,以适应物联网各种通信的需要,实现物联网的高效通信。现有的通信网络主要有电缆、光纤、无线电、微波、卫星、蓝牙、红外、WiFi、移动通信等。(2)传感器:传感器可以把一些物理量的变化变为电信号的变化,收集信息,做出响应。例如麦克风和喇叭就是一对语音传感器。传感器可以是声、光、电、重量、密度、硬度、湿度、温度、压力、震动、速度、图像、语音等。(3)电子标签:电子标签用来标识物联网中的各物体。现有的电子标签主要有RFID、条形码、二维码、IC卡、磁卡等。(4)数据处理:物联网通过传感设备所采集到的数据,必须经过计算机软件进行处理,才能满足用户不同的需求,实现各种目的。这些数据处理往往包括汇总求和、统计分析、阀值判断、数据挖掘和各种专业计算等。(5)报警系统:传感设备所采集到的数据信息可能需要直接报警或者经过计算机软件处理后报警,报警形式主要有声、光、电(电话、短信)等。(6)显示系统:传感设备所采集到的数据信息可能需要直接显示或是经过计算机软件处理后显示出来,常见的显示形式有文字、数字、图形、表格等。

四、物联网的关键技术

(1)感知与标识技术

感知和标识技术,负责采集现实中发生的事件和数据,实现外部信息的感知和识别,是物联网的基础,如传感器、无线定位、射频识别(高频、超高频)、二维码等。

(2)网络与通信技术

网络是物联网数据传递和服务支撑的最重要基础设施,通过人物互联、物物互联,实现感知信息高可靠性、高速度、高安全地传送。物联网的实现涉及到近通信技术和远程通信技术。近距离通信技术主要涉及RFID,蓝牙等,远程通信技术主要涉及互联网的组网、网关等技术。包括短距离无线通讯(zigbee、蓝牙、WiFi等), 低功耗无线网络技术,远程网络、多网络融合等。

(3)计算与服务技术

海量感知信息的计算与处理是物联网的最重要支撑,服务和应用则是物联网的最终价值体现。

海量感知信息的计算与处理技术是物联网应用大规模发展后,面临的重大问题之一。需要攻克海量感知信息的数据挖掘、、数据融合、高效存储、并行处理、知识发现等关键技术,研究物联网“云计算”中的虚拟化、智能化、分布式计算和网格计算等技术。其核心是采用云计算技术实现信息存储和计算能力的分布式处理和共享,为海量信息的高效利用提供技术支撑和保障。

服务计算。物联网的发展必须以应用为导向,在“物联网”中,服务的内涵得到了革命性的扩展,不断涌现出大量的新型应用将导致物联网的服务模式与应用开发受到巨大挑战,面临着许多机遇,如果仍然沿用传统的技术路线势必制约物联网应用的创新。为了适应未来应用环境的变化和服务模式的变化,必须研究针对不同应用需求的标准化、开放式的应用支撑环境和服务体系结构以及面向服务的计算技术等。

(4)管理与支撑技术

随着物联网应用以及网络规模的扩大、支撑业务的多化化复杂化和服务质量的高要求,影响物联网正常稳定高效运行因素的越来越多,管理与支撑技术是保证物联网“安全高效可控”的关键,包括测量分析、网络管理、物联网标准和安全保障等方面。必须研究新的高效的物联网管理模型与关键技术,用来保证网络系统正常高效稳定的运行。

参考文献:

[1]物联网导论(第二版),刘云浩主编,2013年8月,科学出版社

[2]物联网基础及应用,王汝林主编,2011年10月,清华大学出版社

[3]物联网技术导论,张飞舟主编,2010年6月,电子工业出版社

[4]物联网的由来与发展趋势, 吕廷杰, 2010年4月,信息通信技术

点击下页还有更多>>>关于物联网技术的论文二:物联网技术及其应用

斌哥与你一道,盘点2021物联网十大热词,共创2022新未来

物联网的2021年,极不容易的一年。年初,做IoT平台toB业务的涂鸦巨亏上市;年末,做IoT共享出行toC业务的滴滴美国退市。大半年,ofo押金没退多少,还花样作死;一整年,围绕芯片,停产、断供、涨价、囤货、断货,多少做IoT集成的亟待续命。

物联网的2021年,极不平凡的一年。疫情常态化的背后,是5G远程医疗/云监工、非接触式防控/时空伴随者报备、无人驾驶/配送/零售等物联网技术与场景支撑。中美贸易战的核心,是5G/6G等国际标准话语权、数字经济运作规则制定权、数字产业全球占地圈地、新型类OS平台与杀手级应用生态扶植等云大物智链孪下的新 科技 +新应用+新模式之争。

斌哥这就带大家梳理一下,十大热词下的物联网2021年。
一、非接触式防疫

年初到年末,疫情常态化,大伙儿时刻备战、时刻战役。在防疫过程,甚于物联网的非接触式技术,功劳不小。

非接触式通道,把 健康 码、红外测温、身份核验、自助消杀等集成,3-5秒结束全流程。

非接触式物流,可通过无人货车、AGV+机械臂自助卸货,通过机械臂自助消杀,实现货物无人运货、配货的全流程。

这些非接触式场景,均需要物联网的端(温湿度/机械臂/AGV/货车定位等采集)、管(4G/5G/Wifi等)、云(各类应用)能力。
二、5G远程医疗/云监工

从去年起,移动成功落地“5G远程医疗”在武汉火神山医院及多家医院,采集现场视频、环境与患者状态数据,助力一线医务人员将本地医疗数据共享远程专家,实现专家远程诊断。

医生远程问诊,而线上的伙伴们远程观看火神山、雷神山医院直播,为此云监工一词也成了去年年底的网络热词。
三、自动驾驶+网联车

2021的自动驾驶又在坎坷中,前进了一步。

特斯拉的纠纷不断,数据采集风险曝光。蔚小理们、传统车企与BATH等造车大厂缺芯得厉害,交付压力颇大,但他们都在努力创新中。阿里丰富了小蛮驴的无人配送场景,小鹏出了无人马玩具、无人飞行器,华为在不断积极调整车联网战略。
四、Cat1/NB-IoT+5G标准

7月9日,国际电信联盟ITU会议将我国的NB-IoT写入5G技术标准,为此NB-IoT正式纳入5G标准,这是我国在国际领先的标准制定组织的又一话语权的体现。

同样是ITU标准,Cat1作为4G通信LTE网络用户终端的标准,充分发挥其低成本、低功耗、较低时延、较广范围、较高速率优势,已在近两年得到爆发性的增长。
五、无源物联网

无源就是无电源/能量来源的物联网。物联网碎片得很,场景很碎片,所需要采集的传感器种类、功耗需求、区域位置均很多样、分散,为此,可自己获取能源的传感器、物联网装置就非常重要。当然,太阳能、动力转换都可以作为无源的来源。今年快速进步的新型无源,则是通过电磁/辐射转换来实现。比现有的RFID功耗更低,应用场景更广,当然市场价值更大。
六、卫星物联网

目前,物联网仅在陆地覆盖20%,海洋5%,天/太空基本为0,卫星物联网就是通过卫星,把卫星变成基站,要与未来的6G、量子通信等,补足剩余的网络覆盖,与传输速度与带宽的持续提升。
七、双碳+碳追踪

实现国家的双碳战略,碳追踪是关键环节。碳追踪是啥,就是监测碳排放,搞明白碳从哪儿排放的,怎么排放的,排放多少。有碳追踪才能有更好的对碳排放、回收、交易管理。而监测碳排放,用的是物联网的各种传感、传输、云与数据分析能力。
八、数字虚拟人+数字孪生+元宇宙

这几个一并来。物联网的动作捕捉、表情采集,将实体人(虚拟人替身)与数字虚拟人联结;物联网的端管云,将数字孪生的设备、产线、车间、工厂、园区、街道、城市等物体、场景实体与数字体联结;而数字虚拟人+数字孪生就是融合人+物的CPS世界,将人与物与元宇宙的雏形联结。

年初数字孪生(数孪)当道;年中元宇宙火爆(斌哥翻了下朋友圈,在8月初受邀写《元宇宙》一书的荐语,随后元宇宙大爆发);年末数字虚拟人喷发,表面看得热闹,而物联网便是其技术的里子。
九、物联网安全

年中的滴滴退市事件,可谓物联网安全/网络安全的里程碑式事件。滴滴通过物联网技术,数采近10亿用户,多年的、全国绝大多数的位置、语音信息。这些海量的数据如果没有牢牢掌握在国人手中,国家数据谈何安全。 同样的,越是物联网平台类公司,越是要在保障其平台与生态的物联网数据安全上,慎之又慎、如履薄冰。
十、芯片荒

最后讲芯片荒,因为部分芯片现在还荒着呢。车联网的雷达、动态控制、影像芯片,物联网/5G场景通用的USB、网卡、模拟芯片,价格暴涨10倍、50倍,甚至100倍。天灾、人祸,已道不清。

芯片这事,不被掐脖子的话,还得国产当自强,国人当团结。
2022年的物联网,斌哥期望有三:

一、杀手级应用不再搁又搁。物联网杀手级应用一直在说,却一直耽搁。斌哥希望,2022年产业互联网杀手级应用真正涌现,特别是在与垂直产业结合的5G、工业互联网、车联网三个方向。

二、新技术概念不再割又割。年初起,不知多少吃瓜群众,在股市K线上、投资圈内、传销窝里,被区块链、量子技术、数字孪生、数字货币、NFT、虚拟数字人、元宇宙……割韭菜。斌哥希望,来年物联网与VR/AR、区块链进一步融合,进一步夯实数字孪生底座,支撑元宇宙框架搭建,促进电商30(虚拟直播)、数字虚拟人、产业数孪的真正落地。

三、半导体芯片不再鸽又鸽。最后,由衷希望2022年,现在还囤着芯片的,有一定利润,就抓紧出吧,见好就收。切记:吃相=死相。
罗胖在今年的跨年《时间的朋友》为百度5G云代驾(通过5G远程 *** 控无人车,实现代驾)代言,期待5G云代驾能成为新一年的杀手级应用。
来自专栏

可以这样讲,物联网是一个全新的技术领域,而不是一个全新的技术。随着物联网国家战略级地位的日渐明朗,业界对它的讨论更是一步步升温。在中国,由于非对称性管制对通信产业有着巨大影响,业内各方就更加关注国家政策变化。易观国际分析师指出,在国家政策引导下,未来两年将是物联网发展的爆发期,对于物联网的政策性投资也会在未来两年内得以集中投放。 尽管如此,业内对物联网的质疑声还是接连不断。它究竟只是一个空洞的概念还是一个真实的产业,市场出现了很大分歧。有观点指出,物联网市场的发展必须以行业用户需求为根本推动力。仅靠政府的支持并不足以支撑市场的健康发展,更不能持续推动整个产业。就现阶段而言,物联网的市场需求还不明朗,其涉及的各个环节都处于各自为政的状态,并且物联网还没有一个统一的技术标准和相对成熟的商业模式,因此物联网难以在短期内有效推动产业快速发展。 这样的分析的确很有道理,但笔者觉得,虽然近期物联网还只是一个概念,看似虚无飘渺,但从长远来看,它一定是一个充满生机的产业。根据物联网的定义推断,它的用途应相当广泛,涉及交通、环保、物流、通信、政府、金融、电力、消防、工业监测等诸多领域。它的发展有赖于各个环节的协同工作,没有统一的规划和部署,物联网很难健康持续发展。在相对开放的市场环境中,投资者往往更关注短期收益,而物联网的发展是一个长期项目,因此国家的管制和引导就尤为重要。在全球各国争相进军物联网之时,中国政府的高调跟进实为明智之举。中国的市场环境比其它任何国家都要复杂,所以中国政府从来都没有放弃宏观调控,包括前面提到的非对称管理、包括电信重组……这些都是着眼于长期的发展战略。 抛开政策管制,技术的成熟也是不容忽视的关键因素。笔者认为,物联网的前途还依赖于七大技术基础。 1、实时无线传输物联网是一个物物相连的网络,它超越了空间的限制。有线传输显然不适合物联网的发展,任何有效信息的交互最终都要由无线技术来传输。而物联网大多数应用,对实时性要求较高。所以,没有实时无线传输技术的物联网是缺乏智慧的物联网。 2、高精度传感 从物联网的系统构成来看,主要包括信息采集层、终端处理层及传输网络三大部分。信息采集是物联网结构体系中至关重要的一环,甚至有人把物联网直接叫作传感网。而传感技术是物联网信息采集的最主要手段,它直接制约着物联网的发展。没有高精度传感的物联网就是失去灵魂的物联网。 3、标准化M2M在M2M行业应用中,工业级的技术标准要求非常高,到现在为止还没有一个统一的标准。然而物联网要求任何物品之前都能进行有效信息的交换,所以标准化的M2M就成为物联网体系的一个关键环节。标准化的M2M旨在为不同体系间物品信息交互提供一个统一的平台。 4、IPv6 随着电信网与互联网融合的不断加深,All IP已不是什么秘密。我们知道,网络中的任何一个独立设备要想与其它设备交互信息,都要有一个唯一合法的IP地址进行标识。随着网络接入设备的增加,IPv4地址危机愈演愈烈。物联网的到来,使IP地址需求呈爆炸式增长,IPv4地址将极度匮乏,IPv6地址规划迫在眉睫。 5、纳米级高智能嵌入物联网是一个极其复杂的网络,交互的信息量也将成指数性增长。这一点也不难理解,你的手机既要与你的电脑通信,还要与你的电视机甚至是你的手表进行通信。在此过程中,高智能识别技术尤为重要。另外,随着人们要求的不断提高,物联网中设备嵌入的芯片一定会越来越小,甚至达到纳米级或者更小。 6、高可靠RFID物联网源于RFID又超越RFID。新物联网对RFID的可靠性要求将更高。除了高精度传感技术之外,RFID也是物联网信息采集的一个重要手段。物联网应用的很多领域对可靠性要求都非常高。RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别工作无需人工干预,可工作于各种恶劣环境。 7、卫星通信 卫星通信以其覆盖广、通信容量大、通信距离远、不受地理环境限制、质量优、经济效益高等优点成为未来全球信息高速公路的重要组成部分,作为其它网络的补充,它也必将与物联网紧密结合起来。从目前来看,它们的结合还存在诸多困难,不仅仅表现在技术层面,国家、国际政策也是很重要因素。

因为他们的技术匹配,而且融合以后,会出现更多的新兴产业,5G和北斗卫星导航系统具有自然融合,中国卫星导航系统管理办公室董事、北斗卫星导航系统发言人冉承其表示,随着5G的到来,从互联网到物联网时代,北斗和 5G,人工智能,新兴技术的融合必将带来新的产业和产业,带来新的经济增长点。北斗卫星导航系统首席设计师表示,北斗 + 5G将充分发挥北斗系统集网络,技术,服务,终端和应用于一体的自然特性。


实现北斗系统在信息领域的深度应用。5G网络具有带宽大,延迟低,网络协作复杂等特点,同时,5G延迟为毫秒,需要精确的时钟源定时,5G的各种应用场景,如自动驾驶,智能制造,智能城市,交通,地理监控,虚拟现实等,都需要精确的定位服务。冉承其T GR 表示,随着 5G的到来,对时间和地点将提出更高的要求,在可识别的未来。

只有卫星导航系统才能提供更准确的位置和时间信息,北斗 3 应用了新一代的钌原子钟和世界领先的星间连接模式,可以达到 1 纳秒或优于 1 纳秒的时间精度,北斗 3 号通过基础增强和天基增强,可以实时精确到 1厘米,在事件发生后的特定领域精确到 1毫米。据了解,北斗将很快在空中建造一个低轨道加固系统。

建成后,预计高精度网络将于 2025年建成,全世界将享受北斗厘米级的定位服务。5G网络覆盖范围弥补了北斗导航卫星无法覆盖室内和其他场景的问题,将大量 5G基站转化为固定的虚拟导航卫星,利用移动通信技术传播卫星系统的导航信号已成为北斗导航系统的一部分。

物联网主要技术。在物联网应用中有三项关键技术为物联网开辟出极为广阔的应用前景:

1、传感器技术:这也是计算机应用中的关键技术。大家都知道,到目前为止绝大部分计算机处理的都是数字信号。自从有计算机以来就需要传感器把模拟信号转换成数字信号计算机才能处理。

2、RFID标签:也是一种传感器技术,RFID技术是融合了无线射频技术和嵌入式技术为一体的综合技术,RFID在自动识别、物品物流管理有着广阔的应用前景,这也是为什么“物流”这个词总是与“物联网”同时出现。

3、嵌入式系统技术:是综合了计算机软硬件、传感器技术、集成电路技术、电子应用技术为一体的复杂技术。经过几十年的演变,以嵌入式系统为特征的智能终端产品随处可见;小到人们身边的MP3,大到航天航空的卫星系统。嵌入式系统正在改变着人们的生活,推动着工业生产以及国防工业的发展。如果把物联网用人体做一个简单比喻,传感器相当于人的眼睛、鼻子、皮肤等感官,网络就是神经系统用来传递信息,嵌入式系统则是人的大脑,在接收到信息后要进行分类处理。这个例子很形象的描述了传感器、嵌入式系统在物联网中的位置与作用。

物联网应用领域。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、路灯照明管控、景观照明管控、楼宇照明管控、广场照明管控、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。


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