物联网技术的应用举例 物联网技术发展与分析

摘 要:随着信息技术的不断发展,在互联网技术上又延伸和扩展出了物联网技术,物联网技术具有十分重要的经济和社会前景,引起了很多国家和政府的重视。本文就是在这个背景下首先讨论了物联网的概念和基本技术,然后描述了其应用领域,最后并对物联网发展的问题做了分析。
关键词:物联网 射频识别 M2M
中图分类号:TN91 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)05(b)-0023-01所谓物联网,就是利用射频自动识别技术,实现物体和物体之间能够识别的网络。EPC global的Auto-ID中心的提出的定义是:把所有物品通过射频识别等信息窗设备与互联网连接起来,实现智能化识别与管理。从本质上来说物联网是互联网技术的一种延伸,涵盖信息主要包含了射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等传感设备。设备之间按约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。其中主要包括了两种概念:第一,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;第二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通讯。
1 物联网涉及关键技术
11射频识别技术(RFID)
RFID射频识别技术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,识别工作无须人工干预,可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签, *** 作快捷方便。在物联网中重要起“使能”(Enable)作用。
射频识别技术应用非常广泛,目前产品:RFID读写器、RFID标签等已经广泛应用了,典型应用范围:门禁控制、航空包裹识别、文档追踪管理、包裹追踪识别、畜牧业、产品防伪、票证管理、汽车晶片防盗器、停车场管制、生产线自动化等。
12传感器技术
传感器是一种物理装置或生物器官,能够探测、感受外界的信号、物理条件(如光、热、湿度)或化学组成(如烟雾),并将探知的信息传递给其他装置或器官。因此可以说,传感器是人类五官的延长,又称之为电五官。在我们生活中声控灯、自动门、遥控器等都是传感器的典型应用。
传感器的特点包括:微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化,它不仅促进了传统产业的改造和更新换代,而且还可能建立新型工业,从而成为21世纪新的经济增长点。
13M2M
M2M是机器对机器(machine-to-machine)通信的简称。是多种不同类型的通信技术有机的结合在一起实现机器之间通信、机器控制通信、人机交互通信以及移动互联通信等。M2M让机器、设备、应用处理过程与后台信息系统共享信息,并与 *** 作者共享信息;它提供了设备实时的在系统之间、远程设备之间或和个人之间建立无线连接,实现数据传输。
14其他技术
物联网还包含了其他如纳米技术、智能潜入技术以及工业化和信息化的融合技术等等在此就不一一详述了。
2 物联网应用领域
21城市管理
通过物联网可以实现智能交通,物联网技术可以自动检测并报告公路、桥梁的“健康状况”,还可以避免过载的车辆经过桥梁。在交通控制方面,可以通过检测设备,在道路拥堵或特殊情况时,系统自动调配红绿灯,并可以向车主预告拥堵路段、推荐行驶最佳路线。
22公共安全
通过物联网与摄录技术综合起来,我们可以实现人脸自动识别技术、车牌自动识别技术、指纹识别技术等可以有效增加公安机关的办案效率,增强社会安全保障。
23家电行业
将家庭所有家电家具实现物联网连接,可以实现真正的智能化家庭。典型的例子是海尔曾经通过物联网网桥(WSNBridge),实现了用户通过手机、互联网、固话与家中灯光、窗帘、报警器、电视、空调、热水器等电器设备的沟通,将物联概念与用户的生活实际紧密联系起来,使之成为了一种像水、电、气一样的用户居家生活的基础应用服务;海尔的全球首款“物联网冰箱”具有网络可视电话功能、浏览资讯、播放视频等多项生活与娱乐功能,让原本属于生活电器的冰箱成为一个娱乐中心。
24医护行业
医护领域的物联网应用主要在人体的监护和生理参数的测量等方面,利用传感器可以对人体的各种状况进行监控,将数据传送到各种通信终端上。在美国曾经实现了在鞋垫上设置传感器对有特殊病情老人通过物联网进行监控,最终获得有效数据实现最佳治疗效果。
25物流行业
物流行业是使用物联网技术比较早的行业,由RFID等技术和移动手持设备组成物联网后,基于感知的货物数据便可在全球范围内监控货物的流通状态,可以提供全面的货物信息以及物流跟踪信息,能够实时的获得货物以及航运信息,降低物流风险并提高风险的控制能力。
3 物联网技术存在问题
31物联网跟风较多,应用较小
物联网的价值不是一个可传感的网络,而是必须各个行业参与进来进行应用,不同行业,会有不同的应用,也会有各自不同的要求,这些必须根据行业的特点,进行深入的研究和有价值的开发。现阶段的物联网同样现处于跟风这一种现象,很多的企业盲目的炒作物联网,而没有形成具体的应用。物联网的体系基本形成需要一些应用形成示范,更多的传统行业感受到物联网的价值,这样才能有更多企业看清楚物联网的意义。
32物联网标准难以统一
互联网能够快速发展很大原因取决于互联网标准的成功,现阶段的物联网没有形成统一的标准,很难形成产业的规模的应用,对于推动物联网的普及起到很大的阻碍。因此,标准的建立至关重要。
33大规模应用普及需要较长时间
没有标准,整个行业的发展就要受到制约,同样,对于物联网的普及也需要经过很长的时间,而时间的成本,对于快速发展的企业来讲还是有非常大的影响。
34物联网大企业部署较快
从现状来看,提到物联网都是比较高端的人群或者是企业,对于物联网的部署,只有具有一定的实力的企业能做或者承接物联网项目,如中电信、中移动等,对于小企业来讲,物联网的应用还没有具体的涉及到,以至于出现可望可及的现象。
35技术环境不成熟
虽然互联网的发展为物联网迈进了重要的一步,物联网不仅仅需要互联网的支撑,还需要许多如通信、企业应用软硬件的支撑,对于如何实现这些网络的融合,从技术的角度来讲,需要涉及到大量跨行业、跨企业的协条,导致了物联网在技术方面还存在很大方面的缺
36全社会对物联网的内涵尚未取得共识
虽然物联网受到全社会的普遍关注,但目前物联网的概念和技术架构缺乏统一的清晰描述,全社会对物联网的内涵尚未取得共识。物联网从广义上认为是深度信息化,狭义上认为是此深度信息化的承载网络,这其中的“深度还需要业内人士共同探讨,不断发展完善。

所谓“物联网”（Internet of Things），指的是将各种信息传感设备，如射频识别（RFID）装置[1]、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等种种装置与互联网结 合起来而形成的一个巨大网络。其目的，是让所有的物品都与网络连接在一起，方便识别和管理。 物联网是利用无所不在的网络技术建立起来的其中非常重要的技术是RFID电子标签技术
以简单RFID系统为基础，结合已有的网络技术、数据库技术、中间件技术等，构筑一个由大量联网的阅读器和无数移动的标签组成的，比Internet更为庞大的物联网成为RFID技术发展的趋势。在这个网络中，系统可以自动的、实时的对物体进行识别、定位、追踪、监控并触发相应事件。
物联网又称“传感网”，以互联网为代表的计算机网络技术是二十世纪计算机科学的一项伟大成果，它给我们的生活带来了深刻的变化，然而在目前，网络功能再强大，网络世界再丰富，也终究是虚拟的，它与我们所生活的现实世界还是相隔的，在网络世界中，很难感知现实世界，很多事情还是不可能的，时代呼唤着新的网络技术。
无线传感网络正是在这样的背景下应运而生的全新网络技术，它综合了传感器、低功耗、通讯以及微机电等等技术，可以预见，在不久的将来，无线传感网络将给我们的生活方式带来革命性的变化。
定义：随机分布的集成有传感器、数据处理单元和通信单元的微小节点，通过自组织的方式构成的无线网络。
英文名：Wireless Sensor Networks；缩写：WSN
功能：借助于节点中内置的传感器测量周边环境中的热、红外、声纳、雷达和地震波信号,从而探测包括温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体的大小、速度和方向等物质现象。
目前较为成型的分布式网络集成框架是EPCglobal提出的EPC网络。EPC网络主要是针对物流领域，其目的是增加供应链的可视性（visibility）和可控性（control），使整个物流领域能够借助RFID技术获得更大的经济效益。
未来世界：传感器编织的物联网。生活方式将从“感觉”跨入“感知”。在互联网时代，网络即人与人之间的信息传播，而将来，网络将是物与物之间的信息交流。物联网也叫传感网，它的运用可大到军事反恐、城建交通，小到家庭、个人。“如果在家庭中布置传感器，在外地就能知晓家中各角落的情况，如果在人体上布置传感器，医院就能随时了解其健康状况。”研究院院长刘海涛先生透露，当物联网与互联网和移动通讯网相连，就可随时随地全方位“感知”对方，人们的生活方式将从“感觉”跨入“感知”的阶段。
EPC网络的关键技术包括：
EPC编码：长度为64位、96位和256位的ID编码，出于成本的考虑现在主要采用64位和96位两种编码。EPC编码分为四个字段，分别为：①头部，标识编码的版本号，这样就可使电子产品编码采用不同的长度和类型；②产品管理者，如产品的生产商；③产品所属的商品类别；④单品的唯一编号。
Savant，介于阅读器与企业应用之间的中间件，为企业应用提供一系列计算功能。它首要任务是减少从阅读器传往企业应用的数据量,对阅读器读取的标签数据进行过滤、汇集、计算等 *** 作，同时Savant还提供与ONS、PML服务器、其他Savant互 *** 作功能。
对象名字服务，类似于域名服务器DNS，ONS提供将EPC编码解析为一个或一组URLs的服务，通过URLs可获得与EPC相关产品的进一步信息。
信息服务，以PML格式存储产品相关信息，可供其他的应用进行检索，并以PML的格式返回。存储的信息可分为两大类，一类是与时间相关的历史事件记录，如原始的RFID阅读事件（记录标签在什么时间，被哪个阅读器阅读），高层次的活动记录如交易事件（记录交易涉及的标签）等；另一类是产品固有属性信息，如产品生产时间、过期时间、体积、颜色等。
物理标示语言，PML是在XML的基础上扩展而来，被视为描述所有自然物体、过程和环境的统一标准。在EPC网络中，所有有关商品的信息都以物理标示语言PML来描述，是EPC网络信息存储和交换的标准格式。

物联网就是通过信息传感设备，按照约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，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。
通俗地讲，物联网就是“物物相连的互联网”，它包含两层含义：
第一，物联网是互联网的延伸和扩展，其核心和基础仍然是互联网；
第二，物联网的用户端不仅包括人，还包括物品，物联网实现了人与物品及物品之间信息的交换和通信。
物联网作为新一代信息技术的高度集成和综合运用，具有渗透性强、带动作用大、综合效益好的特点，是继计算机、互联网、移动通信网之后信息产业发展的又一推动者。

物联网应用涉及国民经济和人类社会生活的方方面面，因此，“物联网”被称为是继计算机和互联网之 后的第三次信息技术革命。信息时代，物联网无处不在。由于物联网具有实时性和交互性的特点，因此 ，物联网的应用领域主要有如下。\x0d\ \x0d\1、城市管理\x0d\ \x0d\（1）智能交通（公路、桥梁、公交、停车场等）物联网技术可以自动检测并报告公路、桥梁的“健康状 况”，还可以避免过载的车辆经过桥梁，也能够根据光线强度对路灯进行自动开关控制。\x0d\ \x0d\ 在交通控制方面，可以通过检测设备，在道路拥堵或特殊情况时，系统自动调配红绿灯，并可以向车主 预告拥堵路段、推荐行驶最佳路线。\x0d\ \x0d\ 在公交方面，物联网技术构建的智能公交系统通过综合运用网络通信、GIS地理信息、GPs定位及电子控 制等手段，集智能运营调度、电子站牌发布、IC卡收费、ERP（快速公交系统）管理等于一体。通过该系 统可以详细掌握每辆公交车每天的运行状况。另外，在公交候车站台上通过定位系统可以准确显示下一 趟公交车需要等候的时间；还可以通过公交查询系统，查询最佳的公交换乘方案。\x0d\ \x0d\ 停车难的问题在现代城市中已经引发社会各界的热烈关注。通过应用物联网技术可以帮助人们更好地找 到车位。智能化的停车场通过采用超声波传感器、摄像感应、地感性传感器、太阳能供电等技术，第一 时间感应到车辆停入，然后立即反馈到公共停车智能管理平台，显示当前的停车位数量。同时将周边地 段的停车场信息整合在一起，作为市民的停车向导，这样能够大大缩短找车位的时间。\x0d\ \x0d\（2）智能建筑（绿色照明、安全检测等）\x0d\ \x0d\ 通过感应技术，建筑物内照明灯能自动调节光亮度，实现节能环保，建筑物的运作状况也能通过物联网 及时发送给管理者。同时，建筑物与GPs系统实时相连接，在电子地图上准确、及时反映出建筑物空间地 理位置、安全状况、人流量等信息。\x0d\ \x0d\（3）文物保护和数字博物馆\x0d\ \x0d\ 数字博物馆采用物联网技术，通过对文物保存环境的温度、湿度、光照、降尘和有害气体等进行长期监 测和控制，建立长期的藏品环境参数数据库，研究文物藏品与环境影响因素之间的关系，创造最佳的文 物保存环境，实现对文物蜕变损坏的有效控制。\x0d\ \x0d\（4）古迹、古树实时监测\x0d\ \x0d\ 通过物联网采集古迹、古树的年龄、气候、损毁等状态信息。及时作出数据分析和保护措施。\x0d\ \x0d\ 在古迹保护上实时监测能有选择地将有代表性的景点图像传递到互联网上，让景区对全世界做现场直播 ，达到扩大知名度和广泛吸引游客的目的。另外，还可以实时建立景区内部的电子导游系统。\x0d\ \x0d\（5）数字图书馆和数字档案馆\x0d\ \x0d\ 使用RFID设备的图书馆／档案馆，从文献的采访、分编、加工到流通、典藏和读者证卡，RFD标签和阅读 器已经完全取代了原有的条码、磁条等传统设备。将RFID技术与图书馆数字化系统相结合，实现架位标 识、文献定位导航、智能分拣等。\x0d\ \x0d\ 应用物联网技术的自助图书馆，借书和还书都是自助的。借书时只要把身份z或借书卡插进渎卡器 里，再把要借的书在扫描器上放一下就可以了。还书过程更简单，只要把书投进还书口，传送设备就自 动把书送到书库。同样通过扫描装置，工作人员也能迅速知遭书的类别和位置以进行分拣。\x0d\ \x0d\2、数字家庭\x0d\ \x0d\ 如果简单地将家庭里的消费电子产品连接起来，那么只是—个多功能遥控器控制所有终端，仅仅实现了 电视与电脑、手机的连接，这不是发展数字家庭产业的初衷。只有在连接家庭设备的同时，通过物联网 与外部的服务连接起来，才能真正实现服务与设备互动。有了物联网，就可以在办公室指挥家庭电器的 *** 作运行，在下班回家的途中，家里的饭菜已经煮熟，洗澡的热水已经烧好，个性化电视节目将会准点 播放；家庭设施能够自动报修；冰箱里的食物能够自动补货。\x0d\ \x0d\3、定位导航\x0d\ \x0d\ 物联网与卫星定位技术、GSM／GPRS／CDMA移动通讯技术、GIS地理信息系统相结合，能够在互联网和移 动通信网络覆盖范围内使用GPs技术，使用和维护成本大大降低，并能实现端到端的多向互动。\x0d\ \x0d\4、现代物流管理\x0d\ \x0d\ 通过在物流商品中植入传感芯片（节点），供应链上的购买、生产制造、包装／装卸、堆栈、运输、配 送／分销、出售、服务每—个环节都能无误地被感知和掌握。这些感知信息与后台的GIS／GPS数据库无 缝结合，成为强大的物流信息嘲络。\x0d\ \x0d\5、食品安全控制\x0d\ \x0d\ 食品安全是国计民生的重中之重。通过标签识别和物联网技术，可以随时随地对食品生产过程进行实时 监控，对食品质量进行联动跟踪，对食品安全事故进行有效预防，极大地提高食品安全的管理水平。\x0d\ \x0d\6、零售\x0d\ \x0d\ RFID取代零售业的传统条码系统（Barcode），使物品识别的穿透性（主要指穿透金属和液体）、远距离 以及商品的防盗和跟踪有了极大改进。\x0d\ \x0d\7、数字医疗\x0d\ \x0d\ 以RFID为代表的自动识别技术可以帮助医院实现对病人不问断地监控、会诊和共享医疗记录，以及对医 疗器械的追踪等。而物联网将这种服务扩展至全世界范围。RFID技术与医院信息系统（HIS）及药品物流系统的融合，是医疗信息化的必然趋势。\x0d\ \x0d\8、防入侵系统\x0d\ \x0d\ 通过成千上万个覆盖地面、栅栏和低空探测的传感节点，防止入侵者的翻越、偷渡、恐怖袭击等攻击性 入侵。上海机场和上海世界博览会已成功采用了该技术。\x0d\ \x0d\ 据预测，到2035年前后。中国的物联网终端将达到数千亿个。随着物联网的应用普及，形成我国的物联 网标准规范和核心技术，成为业界发展的重要举措。解决好信息安全技术，是物联网发展面临的迫切问题。\x0d\根据我的预测未来物联网的市场潜力非常巨大，现在各大公司巨头也已经开始布局物联网市场了，所以掌握物联网核心技术是非常有益的！！

物联网是一个非常先进的、综合性的和复杂的系统。其最终目标是为单个产品建立全球的、开放的标识标准，并实现基于全球网络连接的信息共享。物联网（Internet of Things）理念指的是将无处不在（Ubiquitous）的末端设备（Devices）和设施（Facilities），包括具有“内在智能”的设备如传感器、移动终端、工业系统、楼控系统、家庭智能设施、视频监控系统等，以及具有“外在使能”（Enabled）的物品如贴上RFID的各种资产（Assets）、携带无线终端的个人或车辆等“智能化物件或动物”、通过各种无线和/或有线的长距离和/或短距离通信网络实现互联互通（M2M）、应用大集成（Grand Integration）。
物联网功能在于，能基于云计算的SPI等营运模式，在内网（Intranet）、专网（Extranet/***）或互联网（Internet）环境下，采用适当的信息安全保障机制，提供安全可控（隐私保护）乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、进程控制、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面（Dashboard）等管理和服务功能，实现对“万物”（Things）的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化服务。
具体的来说，物联网的基本功能特征是提供“无处不在的连接和在线服务”（Ubiquitous Connectivity）， 具备十大基本功能。
在线监测：这是物联网最基本的功能，物联网业务一般以集中监测为主、控制为辅。
定位追溯：一般基于GPS（或其他卫星定位，如北斗）和无线通信技术，或只依赖于无线通信技术的定位，如基于移动基站的定位、RTLS等。
报警联动：主要提供事件报警和提示，有时还会提供基于工作流或规则引擎（Rule“s Engine）的联动功能。
指挥调度：基于时间排程和事件响应规则的指挥、调度和派遣功能。
预案管理：基于预先设定的规章或法规对事物产生的事件进行处置。（证据采集）
安全隐私：由于物联网所有权属性和隐私保护的重要性，物联网系统必须提供相应的安全保障机制。
远程维保： 这是物联网技术能够提供或提升的服务，主要适用于企业产品售后联网服务。
在线升级：这是保证物联网系统本身能够正常运行的手段，也是企业产品售后自动服务的手段之一。
领导桌面： 主要指Dashboard或BI个性化门户，经过多层过滤提炼的实时资讯，可供主管负责人实现对全局的”一目了然“。
统计决策： 指的是基于对联网信息的数据挖掘和统计分析，提供决策支持和统计报表功能。

---