物联网技术涉及的学科领域有哪些?

物联网技术涉及的学科领域有哪些?,第1张

物联网所涉及领域以及专业有城市管理、数字家庭、定位导航、现代物流管理、食品安全控制、零售、数字医疗以及防入侵系统。物联网所涉及到人们生活的方方面面,在这个信息时代,物联网可以说是无处不在。

物联网在城市管理领域发挥了非常重要的作用。比如说智能交通物联网技术可以方便对交通进行控制和检测,它能够自动对公路进行检测,也可以自动对桥梁的安全性进行检测,还可以通过感应光线的强度,从而控制路灯自动开关,这些作用给现代道路带来了不少的便利。物联网在数字家庭中也发挥了重大的作用。家庭中使用电子智能产品,仅仅只需要一个遥控器就可以将所有的终端都控制起来。这其实就是在连接家庭设备的同时,实现外部服务连接与物联网相连接。

如今的物流业务越来越发达,在现代物流管理中物联网的作用也是很强大的。在物流的商品中将传感芯片植入,从而让每个环节都可以准确迅速的识别出来,和后台的数据库进行紧密连接,提供了强大的物流信息网。

防入侵系统是通过传感节点来防止入侵者的侵入。传感节点被安置在成千上万个迪安、低空探测还有栏杆处,可以有效的、及时的检测到入侵者的信息,快速做出防备动作,有效防止入侵者偷渡、恐怖袭击等等的入侵或者是攻击。                                                                                                           

数据交换标准主要落地在物联网DCM三层体系的应用层和感知层,配合传输层通道,目前国外已提出很多标准,如EPCGlobal的ONS/PML标准体系,还有Telematics行业推出的NGTP标准协议及其软件体系架构,以及EDDL, M2MXML, BITXML, oBIX等,传感层的数据格式和模型也有TransducerML, SensorML, IRIG, CBRN, EXDL, TEDS等等,目前的挑战是把这些现有标准融合,实现一个统一的HTML式物联网数据交换大集成应用标准,如果国家能够整合资源, 这个标准的建立具备一定的可行性。不过由于其涉及面广,整体协调难度大,只有受到监管层和高层领导的高度重视,委托国家级的综合性物联网标准委员会 (目前的一些标准组织多半还是更多的关注于传输层标准,或行业应用标准, 如RFID和WSN无线通讯标准等,统筹能力不够,视野不够宽)具体实施才有可能实现这个目标

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。

行业主要企业:大富科技(300134)、梦网集团(002123)、共进股份(603118)、胜宏科技(300476)、润和软件(300339)、立昂技术(300603)

本文核心数据:全球物联网市场规模、全球物联网连接数量、全球物联网下游行业分布

处于市场验证期

物联网是通过射频识别(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,把任何物体与因特网连接起来,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。物联网发 展历史悠久,可分为三个阶段:

物联网连接数超120亿个

根据全球移动通信系统协会(GSMA)统计数据显示,2010-2020年全球物联网设备数量高速增长,复合增长率达19%;2020年,全球物联网设备连接数量高达126亿个。“万物物联”成为全球网络未来发展的重要方向,据GSMA预测,2025年全球物联网设备(包括蜂窝及非蜂窝)联网数量将达到约246亿个。万物互联成为全球网络未来发展的重要方向。

下游制造业/工业占比最大

从下游领域来看,根据IoT
Analytics的数据,2020年全球物联网行业下游占比中,制造业/工业占比22%排在首位,其次是交通/车联网,占比15%。智慧能源、智慧零售、智慧城市、智慧医疗和智能物流分别占比14%、12%、12%、9%和7%,排在第3至7位。

2020年物联网链接内容90%属低功耗、广域网领域

2020年整个物联网90%连接属于低功耗、广域网领域。万物互联趋势下,传统移动蜂窝网络的高使用成本和高功耗催生了专为物联网连接设计的低功耗广域连接技术,对应中低速率应用场景,拥有广覆盖、扩展性强等特征,更符合室外、大规模接入的物联网应用。

2026年市场规模接近155万亿美元

根据知名国际信息技术数据公司lDC的测算,2019年全球loT市场规模为6860亿美元,到2022年,这一数字将突破万亿美元;与此同时,2019年全球通过万物互联传输的数据规模已达到14ZB,2025年传输规模则将达到80ZB。在loT行业本身的从全球来看,目前全球物联网相关的技术、标准、产业、应用、服务处于高速发展阶段。整体上物联网核心技术持续发展,标准体系正在构建,产业体系处于建立和完善过程中。移动互联网连接和工业互联网连接是未来发展的主要趋势,根据lDC的测算数据,2020年全球物联网市场规模为7490亿美元,年平均增长率为1220%;预计2026年,全球物联网市场规模将会接近155万亿美元。

以上数据参考前瞻产业研究院《中国物联网行业细分市场需求与投资机会分析报告》。

物联网的应用,从时间维度看,RFID和传感器厂商将在物联网产业运用的过程中率先受益,系统集成商、物联网运营商也会从中受益。从空间维度看,增长空间最大的是物联网运营商,其次是系统集成商,第三是RFID和传感器供应商。随着平安城市建设、城市智能交通体系建设和“新医改”医疗信息化建设的加快,安防、交通和医疗三大领域有望在物联网发展中率先受益,成为物联网产业市场容量最大、增长最为显著的领域。
从运营商方面来看,中国移动表示要全面发展物联网。据中国移动物联网基地副总经理谢志远介绍,中国移动将从3个方面推动物联网的发展:一是搭建运营体系,主要包括专网专号建设,物联网运营管理平台搭建,以及开放平台的建设。二是发展重点行业。由于物联网涉及的行业太多、太分散,中国移动将从几个大行业切入,如家居、交通、医疗等领域。三是拓展行业应用。除了产品以外中国移动会牵头做一些行业应用解决方案,形成白皮书发给各个省份。据悉,中国移动即将在4个领域推出4个全网产品:物联通、智能家居、手机二维码及移动产品。
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物联网的中国标准组织如下:
1、物联网产业技术创新战略联盟。
2、中国物联网标准联合工作组。
3、传感器网络标准工作组。
4、中国物联网标准联合工作组。
5、电子标签标准工作组。


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