试述物联网的主要技术特点及应用_物联网技术的特点与应用

摘 要：对物联网的技术信息进行了综合分析，介绍了物联网的起源、基本概念、国内外的研究现状和应用现状，讨论了物联网的体系结构、感知及终端技术、物联网的安全、智能化等关键技术，最后结合中国物联网的发展及产业现状，提出了物联网的应用与技术建议。
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)。

物联网的关键技术有哪些
物联网的产业链可细分为标识、感知、信息传送和数据处理这4个环节，其中的核心技术主要包括射频识别技术，传感技术，网络与通信技术和数据的挖掘与融合技术等。
物联网的核心技术有哪些
物联网技术由三个方面构成：

1、应用技术：数据存储、并行计算、数据挖掘、平台服务、信息呈现；

2、网络技术：低速低功耗近距离无线、IPV6、广域无线接入增强、网关技术、AD HOC
网络、区域宽带无线接入、广域核心网络增强、节点技术；

3、感知技术：传感器、执行器、RFID标签、二维条码；

物联网技术的核心：无线传感网络（WSN）和射频识别（RFID）；

计算机专业应主要学习物联网技术应用、构建、运营、维护、管理、服务等领域知识。
物联网主要技术有哪些
终端接入技术

物联网终端的种类非常多，包括物联网网关、通信模块以及大量的行业终端，其中尤以行业终端的种类最为丰富。从终端接入的角度来看，物联网网关、通信模块和智能终端是目前关注的重点。

物联网网关：它是连接传感网与通信网络的关键设备，其主要功能有数据汇聚、数据传输、协议适配、节点管理等。物联网环境下，物联网网关是一个标准的网元设备，它一方面汇聚各种采用不同技术的异构传感网，将传感网的数据通过通信网络远程传输;另一方面，物联网网关与远程运营平台对接，为用户提供可管理、有保障的服务。

通信模块：它是安装在终端内的独立组件，用来进行信息的远距离传输，是终端进行数据通信的独立功能块。通信模块是物联网应用终端的基础。物联网的行业终端种类繁多，体积、处理能力、对外接口等各不相同，通信模块将成为物联网智能服务通道的统一承载体，嵌入各种行业终端，为各行各业提供物联网的智能通道服务。

智能终端：它满足了物联网的各类智能化应用需求，具备一定数据处理能力的终端节点，除数据采集外，还具有一定运算、处理与执行能力。智能终端与应用需求紧密相关，比如在电梯监控领域应用的智能监控终端，除具备电梯运行参数采集功能外，还具备实时分析预警功能，智能监控终端能在电梯运行过程中对电梯状况进行实时分析，在电梯故障发生前将警报信息发送到远程管理员手中，起到远程智能管理的作用。

平台服务技术

一个理想的物联网应用体系架构，应当有一套共性能力平台，共同为各行各业提供通用的服务能力，如数据集中管理、通信管理、基本能力调用(如定位等)、业务流程定制、设备维护服务等。

M2M平台：它是提供对终端进行管理和监控，并为行业应用系统提供行业应用数据转发等功能的中间平台。平台将实现终端接入控制、终端监测控制、终端私有协议适配、行业应用系统接入、行业应用私有协议适配、行业应用数据转发、应用生成环境、应用运行环境、业务运营管理等功能。M2M平台是为机器对机器通信提供智能管道的运营平台，能够控制终端合理使用网络，监控终端流量和分布预警，提供辅助快速定位故障，提供方便的终端远程维护 *** 作工具。

云服务平台：以云计算技术为基础，搭建物联网云服务平台，为各种不同的物联网应用提供统一的服务交付平台，提供海量的计算和存储资源，提供统一的数据存储格式和数据处理及分析手段，大大简化应用的交付过程，降低交付成本。随着云计算与物联网的融合，将会使物联网呈现出多样化的数据采集端、无处不在的传输网络、智能的后台处理的特征。
物联网的技术体系包括哪些方面
目前公认的有三个：

1、感知层：感知层是物联网的皮肤和五官—识别物体，采集信息。感知层包括二维码标签和识读器、RFID标签和读写器、摄像头、GPS等。主要作用是识别物体，采集信息，与人体结构中皮肤和五官的作用相似。

2、网络层：网络层是物联网的神经中枢和大脑—信息传递和处理。网络层包括通信与互联网的融合网络、网络管理中心和信息处理中心等。网络层将感知层获取的信息进行传递和处理，类似于人体结构中的神经中枢和大脑。唯康教育，

3、应用层：应用层是物联网的“社会分工”—与行业需求结合，实现广泛智能化。应用层是物联网与行业专业技术的深度融合，与行业需求结合，实现行业智能化，这类似于人的社会分工，最终构成人类社会！
物联网产业是指哪些行业
物联网产业链很长，其体系构架大致矗分为感知层、网络层、应用层三个层面，每个层面又涉及到诸多细分领域。

感知层的功能主要是获取信息，负责采集物理世界中发生的物理事件和数据，实现外部世界信息的感知和识别。包括传统的无线传感器网络、全球定位系统、射频识别、条码识读器等。这一层主要涉及两大类关键技术：传感技术和标识技术。传感器网络的感知主要通过各种类型的传感器对物体的物质属性(如温度、溼度、压力等)、环境状态、行为态势等信息进行大规模、分布式的信息获取与状态识别，它可用于环境监测、远程医疗、智能家居等领域。标识技术通过给每件物体分配一个唯一的识别编码，实现物联网中任何物体的互联。

网络层主要是完成感知信息高可靠性、高安全性的传送和处理。从具体实现的角度，本层由下而上又分为三层：接入网、核心网和业务网。①接入网：主要完威各类设备的网络接入，强调各类接入方式，比如现有蜂窝移动通信网、无线局域/城域网、卫星通信网、各类有线网络等。②核心网：主要是完成信息的远距离传输，目前依靠现有的互联网、电信网或电视网。随着三网融合的推进，核心网将朝全IP网络发展。③业务网：是实现物联网业务能力和运营支撑能力的核心组成部分。

应用层主要是利用经过分析处理的感知数据，将物联网技术与个人、家庭和行业信息化需求相结台，可向用户提供丰富的服务内容，大大提高生产和生活的智能化程度，应用前景十分广阔。其应用可分为监控型(物流监控、污染监控、灾害监控)、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、远程医疗、绿色农业)、扫描型(手机钱包、ETC)等。
物联网的核心技术有哪些
在物联网应用中有三项关键技术

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。

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。
物联网的关键技术有哪些
“物联网技术”的核心和基础仍然是“互联网技术”，是在互联网技术基础上的延伸和扩展的一种网络技术；其用户端延伸和扩展到了任何物品和物品之间，进行信息交换和通讯。因此，物联网技术的定义是：通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，将任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理的一种网络技术叫做物联网技术。

定义

物联网(Internet of Things)指的是将无处不在（Ubiquitous）的末端设备（Devices）和设施（Facilities），包括具备“内在智能”的传感器、移动终端、工业系统、数控系统、家庭智能设施、视频监控系统等、和“外在使能”(Enabled)的，如贴上RFID的各种资产（Assets）、携带无线终端的个人与车辆等等“智能化物件或动物”或“智能尘埃”（Mote），通过各种无线和/或有线的长距离和/或短距离通讯网络实现互联互通（M2M)、应用大集成（Grand Integration)、以及基于云计算的SaaS营运等模式，在内网（Intranet）、专网（Extranet）、和/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、远程控制、安全防范、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面（集中展示的Cockpit Dashboard)等管理和服务功能，实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。[1]
物联网技术主要应用有哪些方面
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。

目前来看消费级物联网还有很长的路要走，但工业物联网方面已有非常成熟的方案！

城市轨道交通建设管理优化的技术支持如下：
1、轨道交通规划与设计技术：利用先进的城市交通规划工具和现代化的项目设计技术，对城市轨道交通线路、站点、车辆等进行规划、设计和评估。
2、轨道交通建设施工技术：运用先进的施工方式、建模技术、BIM技术、智能化机械设备和物联网等技术手段，提高施工效率和质量。
3、轨道交通运营管理技术：利用信息化和智能化技术手段，实现轨道交通运营的数据采集、分析和控制，提高整个运营系统的效率和安全性。

从物联网的层次划分，列举物联网的技术：\r\n感知层：包括传感器技术、RFID、近距离通信技术、视频分析与识别、智能终端，等等；\r\n网络层：包括有线与无线通信技术、通信工程、计算机通信、TCP/IP等等；\r\n应用层：主要是数据处理、各行各业的专属技术

主要学物联网概论、物联网硬件基础、无线传感网应用技术、RFID 应用技术、M2M 应用技术、物联网应用软件开发、Android 移动开发等。物联网应用技术培养具有从事WSN、RFID系统、局域网、安防监控系统等工程设计、施工、安装、调试、维护等工作能力的高端技能型人才。

物联网技术专业前景

教育装备网 物联网是继计算机、互联网和移动通信之后的又一次信息产业的革命性发展，目前被正式列为国家重点发展的战略性新兴产业之一。

物联网产业具有产业链长、涉及多个产业群的特点，其应用范围几乎覆盖了各行各业。 物联网专业是教育部允许高校增设新专业后，高校申请最多的学校，这也说明了国家对物联网经济的重视和人才培养的迫切性。据测算，物联网的产业规模比互联网产业大20倍以上，而物联网技术领域需要的人才每年也将在百万人的量级。

物联网技术专业就业方向

主要就业于与物联网相关的企业、行业，从事物联网的通信架构、网络协议和标准、无线传感器、信息安全等方面的设计、开发、管理与维护工作，也可在高等院校或科研机构从事科研、教学等工作。

技校是专业培养学生的院校，有各种各样的专业可供选择。对于想要进入技术行业的学生来说，技校是一个不错的选择。专业课程丰富，师资力量强大，可以帮助学生掌握专业技能，提升就业竞争力。

北流市现代财经职业技术学校专业有哪些：序号专业名称所属类别1新能源汽车运用与维修汽修2物联网技术应用其他中职3城市轨道交通运营服务高铁/铁路4计算机应用计算机/电脑5电子商务电子商务6金融事务会计7会计事务会计8中餐烹饪厨师/烹饪9老年人服务与管理管理/营销10幼儿保育幼师北流市现代财经职业技术学校电子商务介绍电子商务专业是当今社会发展最为迅速的专业之一，也是最具有前景的专业之一。作为一名学生，如果想要进入这个行业，就必须要掌握相关的知识和技能。
电子商务专业的主要内容包括网络营销、电子商务技术、电子商务法律、电子商务经济等。这些内容都是电子商务行业的基础知识，学生必须掌握才能进入这个行业。
北流市现代财经职业技术学校电子商务
对应职业：电子商务师、计算机 *** 作员、计算机网络管理员、物流员、计算机网络技术人员☆
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职业能力要求：1、严格执行商品经营有关法律法规,具有诚实守信、顾客至上的职业意识;2、能使用常用办公设备及软件,会撰写商务文书,具有良好的商务沟通能力;3、了解市场营销、财会金融、电子商务法律法规等基础知识;4、掌握电子商务、计算机及网站建设、网络技术的基础知识和基本技能;5、掌握网上单证处理及电子支付的 *** 作技能;6、熟悉网络常用软件,具备初步的网页制作能力;7、具备网络信息搜集、原创、编辑、发布等信息处理能力;8、具有基本的商品推销与广告策划能力。
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北流市现代财经职业技术学校物联网技术应用介绍物联网技术应用专业是以物联网技术为基础，以信息系统、计算机科学、电子工程、通信工程、自动化等专业基础知识为支撑，以培养物联网技术应用人才为目标的专业。
物联网技术应用专业的学生除了掌握物联网技术的基本知识和应用技能外，还应具备良好的分析、设计、编程、实验能力，能
北流市现代财经职业技术学校物联网技术应用
培养目标：本专业培养德、智、体、美全面发展，具有良好的职业道德和创新精神，熟悉物联网基础知识，掌握物联网设备安装调试、物联网产品生产销售、物联网工程建设维护等技能，面向物联网产品生产、物联网工程建设、物联网系统应用等企事业单位，在生产、服务及管理第一线能从事物联网设备集成、运行维护、市场营销和售后服务等工作的有可持续发展能力的高技能人才。
初始就业岗位：物联网终端设备技术支持工程师、物联网产品制作技术员、物联网应用支持助理工程师；物联网开发助理工程师、实施工程师助理；物联网产品销售助理工程师。
专业特色：物联网是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮。物联网产业重点领域包括智能交通、智能物流、智能安防、智能工业、智能渔业、智能农业、智能家居、环境监控与灾害预警等，人才需求量大。物联网人才的缺乏是当前人才需求的主要现象，社会对物联网专业化教育有迫切需求，在我国对于物联网初中级应用型人才需求数量尤为庞大，主要以物联网技术应用、移动平台应用程序开发、物联网项目实施等为主，高职学生是这类工作岗位的中坚力量。
就业前景：毕业生可在各类物联网企业和IT企业从事物联网方案设计、物联网方案系统集成、物联网系统售前技术支持、物联网系统售后技术服务、物联网技术应用实施等岗位工作
北流市现代财经职业技术学校城市轨道交通运营服务介绍城市轨道交通运营服务专业主要培养学生具备城市轨道交通运营管理、运营服务、安全管理等方面的专业知识和能力。学生毕业后能够从事城市轨道交通运营管理、运营服务、安全管理等方面的工作。
北流市现代财经职业技术学校城市轨道交通运营服务
专业教学主要内容：机械常识与钳工、电工电子技术与技能、城市轨道交通车站设备、城市轨道交通行车规章、城 市轨道交通运输设备、轨道交通运营管理、轨道交通行车组织、轨道交通客运组织、城市轨道交通 企业管理。在校内进行车站实训、运营管理实训、自动售检票系统认识实训、运营调度实训等。专业能力综合实训;在城市轨道交通运输部门进行岗位综合实习和顶岗实习。
专业方向：城市轨道交通客运服务、车站管理
就业面向：本专业毕业生主要面向城市轨道交通的运输部门,从事城市轨道交通运输车站的运输 *** 作、 组织管理和服务,以及城市轨道交通行车组织、调度组织、客运组织等工作。
继续学习专业举例：高职: 城市轨道交通运营管理本科: 交通运输
北流市现代财经职业技术学校计算机应用介绍计算机应用专业是培养具有计算机应用能力的高级应用人才的专业，主要面向企事业单位和其他社会各界人士的培养。该专业的学生掌握了计算机应用的基本理论和方法，具备了计算机应用的专业知识和技能，能够在企事业单位和其他社会各界从事计算机应用的工作。
北流市现代财经职业技术学校计算机应用
培养目标：本专业培养从事计算机及相关设备的调试、使用、维护、管理、销售的工作人员。
职业能力要求：1、具有信息安全、知识产权保护和质量规范意识;2、了解必要的计算机软件与硬件基础知识,并能应用于计算机的 *** 作、安装、调试、维护或营销等工作;3、掌握使用计算机进行数据收集、加工、输出等信息处理的相关知识和必要的 *** 作技能;4、具有计算机主流 *** 作系统、网络、常用办公及工具软件的基本应用能力;5、能使用计算机处理图形、图像、影像、声音等数字媒体信息;6、能根据所选的专业方向,掌握计算机在相关职业领域中的应用技能。
基本学制：3~4年
职业资格证书举例：计算机 *** 作员、电子计算机装配调试员、计算机检验员
北流市现代财经职业技术学校中餐烹饪介绍中餐烹饪专业，是专门培养学生从事中餐烹饪行业的专业。学习中餐烹饪专业的学生，除了掌握中餐烹饪的基本知识和技能外，还要掌握服务规范、礼仪、卫生知识等。
中餐烹饪专业，是培养学生从事中餐烹饪行业的专业。
北流市现代财经职业技术学校中餐烹饪
基本学制：3年
专业教学主要内容：烹饪概论、烹饪原料知识、烹饪原料加工技术、中餐烹调技术、冷菜制作与食品雕刻、面点制 作技术、家常菜制作、食品营养与卫生、餐饮成本核算、餐饮管理、菜单与宴会设计、饮食心理、中国烹饪文化等。在校内进行刀工、常用烹调方法、常见面团、冷菜拼摆、食品雕刻等基本技能训练,宴席设计 及成本核算训练;在餐饮企业进行岗位见习和顶岗实习。
专业方向：中餐烹调、中式面点制作
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