物联网的主要技术有哪些

物联网的主要技术有哪些,第1张

物联网的三项关键技术与领域包括,关键技术:传感器技术、RFID标签、嵌入式系统技术。领域:公共事务管理(节能环保、交通管理等)、公众社会服务(医疗健康、家居建筑、金融保险等)、经济发展建设(能源电力、物流零售等)。

“物联网”的概念是在 1999 年提出的,它的定义很简单:把所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来,实现智能化识别和管理。也就是说,物联网是指各类传感器和现有的互联网相互衔接的一个新技术。

2005 年国际电信联盟(ITU)发布《ITU互联网报告2005物联网》, 报告指出, 无所不在的“物联网”通信时代即将来临, 世界上所有的物体从轮胎到牙刷、从房屋到纸巾都可以通过因特网主动进行交换。射频识别技术(RFID)、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术将到更加广泛的应用。

2008年3月在苏黎世举行了全球首个国际物联网会议“物联网 2008”, 探讨了“物联网”的新理念和新技术与如何将“物联网”推进发展的下个阶段 。

物联网,是通过射频识别、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。物联网就是“物物相连的互联网”。
一、物联网的起源
物联网概念起源于比尔盖茨1995年《未来之路》一书,在《未来之路》中,比尔盖茨已经提及物联网概念,只是当时受限于无线网络、硬件及传感设备的发展,并未引起重视。随着技术不断进步,国际电信联盟于2005年正式提出物联网概念,而今年奥巴马就职演讲后对IBM提出的“智慧地球”积极响应后,物联网再次引起广泛关注。而我国官方近期对传感网(物联网的另一称谓)的多次提议表示我国物联网的发展也正是提上议事日程,同时也表明我国物联网的发展将加快。目前,我国传感网标准体系已形成初步框架,向国际标准化组织提交的多项标准提案被采纳。
从推动经济发展角度来讲,作为计算机、互联网、移动通信后的又一次信息化产业浪潮,从长远来看,物联网有望成为后金融危机时代经济增长的引擎。90年代克林顿政府的“信息高速公路”发展战略使美国经济走上了长达10年左右的繁荣。出于信息技术对经济的拉动作用,奥巴马政府的“智慧地球”构想旨在找出美国经济新的增长点,在此背景下,物联网概念应运而生。
二、物联网的营销环境发展
以物联网为代表的新一代信息技术的应用,不仅带来了技术的变革和创新,还不断催生出新的生产方式、交易方式、组织形态、竞争格局和发展模式。如今,物联网已不仅是一个概念和发展理念,我国已将物联网的发展列入“十二五”规划,成为国家重点发展的战略性新兴产业。今年我国又推出了支持物联网发展的专项资金,重点支持物联网领域的技术研发、产业化标准制订,围绕物联网发展的相关规划和政策也在紧锣密鼓地制订和完善当中。目前,我国物联网产业正呈现出电信运营商、高校、科研机构、传感器企业、系统集成、应用软件开发等相关环节迅速聚合联动之势。
智慧城市的未来。
物联网来了,会给人们的生活带来怎样的不同?答案是,会让城市变得更智能,使人们的生活变得更便捷。
在大唐电信总裁曹斌眼中,现在的物联网只在特定范围内应用,是垂直式的物联网。未来,物联网应用将扩展到智能家居、智能交通、智能医疗等领域。
目前,现有的物联网技术已经在食品安全监测、远程诊断等方面小有斩获。
在人们普遍关注的食品安全领域,生产、运输、销售的各个环节都可以通过传感技术进行追踪监测。对生产者来说,使用最广泛的是RFID(射频自动识别)技术。有些酒厂在产品标签中植入一个RFID芯片,记录这瓶酒是哪天在哪条生产线上生产出来的,酒精度是多少,甚至在数据库里还有这瓶酒生产的很多数据。
随着技术的不断成熟,物联网的种种应用正在走进人们的生活。
三、物联网--产业“新贵”
如果说过去的20年是互联网时代的话,现在我们正携手走入物联网的新时代。7月底刚刚发布的《中国物联网发展报告(2011)》中指出,作为我国经济发展的一个新的增长点,物联网产业链条的雏形目前已基本形成。报告认为,我国发展物联网所需的自动控制、信息传感、射频识别等上游技术和产业都已成熟或基本成熟,而下游的应用也已广泛存在。越来越多的人开始在这个日渐成熟的新兴市场中寻找商机。
物联网专业的风起云涌,从一个侧面投射出物联网这个“新贵”行业的潜在价值。在业内人士看来,物联网已成为国际新一轮信息技术竞争的关键点和制高点。《中国物联网发展报告(2011)》预测,未来10年,物联网重点应用领域投资可达4万亿元,产出将达8万亿元,物联网发展的春天正在到来。
中国电子商会物联网技术产品应用专业委员会副会长刘曙光认为,物联网产业作为我国战略性新兴产业的重要组成部分,是我国建设创新型国家的动力引擎,加快发展物联网产业对提升我国信息产业综合竞争力有着重要的意义。
四、亿万商机一触即发
“物联网”被称为继计算机、互联网之后,世界信息产业的第三次浪潮。当前,世界不少发达国家加大这方面投入,研究开发新技术,力图占据领先位置。我国也将这项技术发展列入国家中长期科技发展规划。
南京邮电大学物联网:专家王汝传教授预测10年内物联网就可能大规模普及。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、老人护理、个人健康等多个领域。专家预计,这一技术将会发展成为一个万亿元规模的高科技市场。
在国内市场,据易观国际预测,仅“产业排头兵”RFID市场领域,2009年中国市场规模将达到50亿元,年复合增长率为33%,其中电子标签超过38亿元、读写器接近7亿元、软件和服务达到5亿元的市场格局。而因此催生的电信、信息存储处理、IT服务整体解决方案市场等等,更是潜力惊人。因此,“物联网”被称为是下一个万亿级的信息技术产业。
也有专家指出,互联网与“物联网”的结合可提高管理效率与资源使用效率。据测算,如果给2万台配电变压器配上传感器,一年可降低电损12亿千瓦时。种种便利,都是将传感网技术与互联网紧密结合之后的必然成果,成为人类社会迈向更加高效、智能的信息社会的一大特征。
大物联网召唤新商业模式:从各自为阵到全盘互通,视野拓展、格局骤扩的同时,大物联网概念横空出世的背后也必然召唤着新商业模式及推动矩阵的构建。
国金证券分析师陈运红表示,物联网需要信息高速公路的建立,移动互联网的高速发展以及固话宽带的普及是物联网海量信息传输交互的基础。而目前3G在中国刚刚起步,普及尚需时日。
他认为物联网架构建立需要明确产业链的利益关系,建立新的商业模式,而在新的产业链推动矩阵中,核心则是明确电信运营商的龙头地位。
“信息通路的基石和脉络作用是最为核心的部分,”陈运红认为,借此运营商能将其影响力贯穿这个产业链。相比RFDI、传感器等单个的微观产业链,运营商在大物联网架构中的作为空间将大得多。

设备层、城市网络、计算存储共同组建而成。
可以概括为,智慧城市是运用物联网、云计算、大数据、地理空间信息等新一代信息技术,促进城市规划、建设、管理和服务智慧化的新理念和新模式,助力城市运行、行政管理、产业发展、公共服务等不同领域全面发展,是现代城市发展的高端形态。
基础层包括:设备层、城市网络、计算存储共同组建而成。设备层,指的是各类终端设备。将通过物联网的方式接入到城市体系中。城市网络,指的是城市中的基础网络建设。包括有互联网、政务网、物联网、边缘网、5G网络等。计算存储,指的是运用云计算技术,提供计算存储等基础服务,为大规模软件、硬件、数据的 *** 作和管理提供平台。
数据层包括:基础数据、主题数据。基础数据,指的是通用的最底层的数据,如人口数据、法人数据。主题数据,指的是经过数据治理和分析后的专题数据,如政务办件数据、运行监管数据。
平台层包括:应用支撑平台、大数据平台、公共支撑平台。数据台,就是将数据从采集、治理、计算等方面,综合将各业务部门之间的数据集成到一个平台中,并开放成为接口对外共享。数据交换,指的是数据通过权限开放的形式,支持上层业务调用底层的数据,实现真正意义上的“数据多跑路”。数据中枢,一般泛指“城市大脑中枢”,它是一个基础底座、一个连接器,负责将下层数据的接口集成到中枢中,它也不负责处理数据因为这是数据中台干的事情,同时为上层业务提供数据调用的能力。

物联网(The Internet of Things,简称IOT)是指通过 各种信息传感器、射频识别技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器等各种装置与技术,实时采集任何需要监控、 连接、互动的物体或过程,采集其声、光、热、电、力学、化 学、生物、位置等各种需要的信息,通过各类可能的网络接入,实现物与物、物与人的泛在连接,实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。物联网是一个基于互联网、传统电信网等的信息承载体,它让所有能够被独立寻址的普通物理对象形成互联互通的网络。

物联网是指通过信息传感设备,按约定的协议,将任何物体与网络相连接,物体通过信息传播媒介进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监管等功能。

物联网技术可以使用在

一、智慧物流

智慧物流指的是以物联网、大数据、人工智能等信息技术为支撑,在物流的运输、仓储、运输、配送等各个环节实现系统感知、全面分析及处理等功能。当前,应用于物联网领域主要体现在三个方面,仓储、运输监测以及快递终端等,通过物联网技术实现对货物的监测以及运输车辆的监测,包括货物车辆位置、状态以及货物温湿度,油耗及车速等,物联网技术的使用能提高运输效率,提升整个物流行业的智能化水平。

二、智能交通

智能交通是物联网的一种重要体现形式,利用信息技术将人、车和路紧密的结合起来,改善交通运输环境、保障交通安全以及提高资源利用率。运用物联网技术具体的应用领域,包括智能公交车、共享单车、车联网、充电桩监测、智能红绿灯以及智慧停车等领域。其中,车联网是近些年来各大厂商及互联网企业争相进入的领域。

三、智能安防

安防是物联网的一大应用市场,因为安全永远都是人们的一个基本需求。传统安防对人员的依赖性比较大,非常耗费人力,而智能安防能够通过设备实现智能判断。目前,智能安防最核心的部分在于智能安防系统,该系统是对拍摄的图像进行传输与存储,并对其分析与处理。一个完整的智能安防系统主要包括三大部分,门禁、报警和监控,行业中主要以视频监控为主。

四、智慧能源环保

智慧能源环保属于智慧城市的一个部分,其物联网应用主要集中在水能,电能,燃气、路灯等能源以及井盖、垃圾桶等环保装置。如智慧井盖监测水位以及其状态、智能水电表实现远程抄表、智能垃圾桶自动感应等。将物联网技术应用于传统的水、电、光能设备进行联网,通过监测,提升利用效率,减少能源损耗。

五、智能医疗

在智能医疗领域,新技术的应用必须以人为中心。而物联网技术是数据获取的主要途径,能有效地帮助医院实现对人的智能化管理和对物的智能化管理。对人的智能化管理指的是通过传感器对人的生理状态(如心跳频率、体力消耗、血压高低等)进行监测,主要指的是医疗可穿戴设备,将获取的数据记录到电子健康文件中,方便个人或医生查阅。除此之外,通过RFID技术还能对医疗设备、物品进行监控与管理,实现医疗设备、用品可视化,主要表现为数字化医院。

六、智慧建筑

建筑是城市的基石,技术的进步促进了建筑的智能化发展,以物联网等新技术为主的智慧建筑越来越受到人们的关注。当前的智慧建筑主要体现在节能方面,将设备进行感知、传输并实现远程监控,不仅能够节约能源同时也能减少楼宇人员的运维。亿欧智库根据调查,了解到目前智慧建筑主要体现在用电照明、消防监测、智慧电梯、楼宇监测以及运用于古建筑领域的白蚁监测。

七、智能制造

智能制造细分概念范围很广,涉及很多行业。制造领域的市场体量巨大,是物联网的一个重要应用领域,主要体现在数字化以及智能化的工厂改造上,包括工厂机械设备监控和工厂的环境监控。通过在设备上加装相应的传感器,使设备厂商可以远程随时随地对设备进行监控、升级和维护等 *** 作,更好的了解产品的使用状况,完成产品全生命周期的信息收集,指导产品设计和售后服务;而厂房的环境主要是采集温湿度、烟感等信息。

八、智能家居

智能家居指的是使用不同的方法和设备,来提高人们的生活能力,使家庭变得更舒适、安全和高效。物联网应用于智能家居领域,能够对家居类产品的位置、状态、变化进行监测,分析其变化特征,同时根据人的需要,在一定的程度上进行反馈。智能家居行业发展主要分为三个阶段,单品连接、物物联动和平台集成。其发展的方向是首先是连接智能家居单品,随后走向不同单品之间的联动,最后向智能家居系统平台发展。当前,各个智能家居类企业正在从单品向物物联动的过渡阶段。

九、智能零售

行业内将零售按照距离,分为了三种不同的形式:远场零售、中场零售、近场零售,三者分别以电商、商场/超市和便利店/自动售货机为代表。物联网技术可以用于近场和中场零售,且主要应用于近场零售,即无人便利店和自动(无人)售货机。智能零售通过将传统的售货机和便利店进行数字化升级、改造,打造无人零售模式。通过数据分析,并充分运用门店内的客流和活动,为用户提供更好的服务,给商家提供更高的经营效率。

十、智慧农业

智慧农业指的是利用物联网、人工智能、大数据等现代信息技术与农业进行深度融合,实现农业生产全过程的信息感知、精准管理和智能控制的一种全新的农业生产方式,可实现农业可视化诊断、远程控制以及灾害预警等功能。物联网应用于农业主要体现在两个方面:即农业种植和畜牧养殖。

农业种植通过传感器、摄像头和卫星等收集数据,实现农作物数字化和机械装备数字化(主要指的是农机车联网)发展。畜牧养殖指的是利用传统的耳标、可穿戴设备以及摄像头等收集畜禽产品的数据,通过对收集到的数据进行分析,运用算法判断畜禽产品健康状况、喂养情况、位置信息以及发情期预测等,对其进行精准管理。

物联网的核心是应用是正确的。

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。

“物联网技术”的核心是应用,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。

物联网也可以是基于云计算平台和智能网络,让终端用户可以得到强大计算能力的服务从而具有单机所不能比拟的强大计算能力。在我们的日常生活中,很多行业都离不开物联网的支持,就比如我们家里的开关空调,控制电视,调节灯光等等,都是利用了物联网技术,实现物与物、物与人的泛在连接和对过程的智能化感知、识别和管理。

物联网技术目前来看主要是应用领域:

1、智慧建筑:建筑是城市的基石,技术的进步促进了建筑的智能化发展,以物联网等新技术为主的智慧建筑越来越受到人们的关注。当前的智慧建筑系统主要是感知建筑内相关设备信息、将设备感知到的数据进行传输进而实现远程监控。

智慧建筑不仅能够节约能源同时也能减少楼宇人员的运维。 像智联蔚来科技的智慧施工,在施工中对于材料、巡场、技术交底、工地回访等多项产品管理、业务管理、项目管理等中都能快速准确统一管理,实现智能化、安全化施工。

2、智能家居:智能家居就是物联网在家庭中的基础应用,随着宽带业务的普及,智能家居产品涉及到方方面面。 家中无人,可利用手机等产品客户端远程 *** 作智能空调,调节室温,甚者还可以学习用户的使用习惯,从而实现全自动的温控 *** 作,使用户在炎炎夏季回家就能享受到冰爽带来的惬意。

3、智慧医疗:在智能医疗领域,新技术的应用必须以人为中心。技术的应用可以根据感应器对患者进行智能化的管理,关键是指医疗智能穿戴设备可以检测记录患者的心率、血压等,方便本人或者医生查看。

物联网平台是物联网体系结构的基石,也是让物联网承接大数据、人工智能等技术的重要容器。物联网平台是整个物联网走向智能化的基础。

从物联网的扩展性和功能性来看,物联网平台能够为物联网技术体系带来三大方面的好处:

物联网平台能够为物联网体系的功能扩展提供基础

物联网平台能够为物联网拓展应用边界

物联网平台能够为智能化应用提供场景支撑

所以,物联网平台是物联网能够多方位落地应用的重要基础。爱陆通物联网工业设备支持市场上主流的物联网平台。如图所示

物联网开发平台

所有智能化技术的核心都是设备间的网络互联,而这正是我们耳熟能详的物联网(IoT)。据预测,到2020年,将有500亿个“事物”实现互相通信或是通过互联网进行沟通。面对如此迅速的普及和发展,一些新的挑战也随之而来:如何才能使物联网易于使用并且具有较高的性价比和效率呢?对此,德州仪器(TI)众多物联网专家经过深入交流,指出了物联网发展所面临的六大主要挑战,并给出了解决这些挑战的关键,尤其强调了针对消费类、工业和汽车领域的物联网应用。
挑战一:低功耗是重中之重
物联网从一个利基市场(小众市场)不断发展成为一个几乎将我们生活各个方面都连接在一起的庞大网络,面对如此广泛的应用,功耗是至关重要的。在物联网领域中,许多联网器件都是配备有采集数据节点的微控制器(MCU)、传感器、无线设备和制动器。在通常情况下,这些节点将由电池供电运行,或者根本就没有电池,而是通过能量采集来获得电能。特别是在工业装置中,这些节点往往被放置在很难接近或者无法接近的区域。这意味着它们必须在单个纽扣电池供电的情况下实现长达数年的运作和数据传输。
“电池的安装、养护和维修不仅难度很高,同时也会带来高昂的开销。而在某些车间或厂房内,这些 *** 作甚至非常危险。”关注无线和低功耗充电领域的Harsha表示,“我们的目标就是让用户在器件的使用寿命内无需更换电池。”基于此,Harsha和他的团队正在研究尽可能延长微型电池供电时间的方法。例如,借助太阳能来供电,无论是室内或是户外光源,即使是只从光源中采集很少的能量,其影响也是巨大的。同时,通过工厂中某一物件的内外环境温差,也能够实现能量的采集,例如温度高于外部空气的高温液体管道。此外,在工业装置中,车间内机器所产生的振动也能被用于能量采集。通过住所内来自WiFi的无线电波,也可以为支持物联网节点的电池生成一个小电荷。
以上种种方法的目标是将电池的使用寿命延长10%或20%。虽然消费类电子元器件更新换代的速度越来越快,但是工业应用中的物联网技术可以持续很长的时间。通过使用能量采集来延长电池的使用寿命,一块电池可以持续供电20年到30年,直到所有的节点需要更换。在某些情况下,由于能量采集的使用,这些节点甚至可以实现无电池运行。
挑战二:感测必不可少
如果没有感测,那么物联网也将不复存在。传感器、微型器件和节点是构成整个物联网系统的基石,它们能够测量、生成数据并将数据发送给其他节点或云端设备。无论是感测住宅的房门是否关闭,还是汽车的机油是否需要更换,抑或是生产线上的某个设备会不会出现故障,传感器采集到的数据都是关键信息。
“感测在需要作出决策的时候便会发挥作用,这一过程不一定需要人工干预。”专注电流感测领域的Jason表示,“如果传送带正在传输某个物体,传感器能够帮助确定这个物体是什么、重量为多少以及传送带是否过热等。例如,分析电机内的电流能够让人们了解电机的健康状况、是不是出现了故障。这些都是在进行工厂控制时需要了解的内容,而传感器使这一切变为可能。当提供实时数据时,这些重要数据的结合将影响到方方面面。”
因为传感器采集了海量的数据,特别是在工业物联网(IIoT)中更是如此,所以传感器软件的创新与传感器硬件的创新同样重要。当获得了海量的信息时,如何确定信息是不是过多?如何判定所掌握的数据是不是有用?其中极为重要的一环就是算法。一旦有了合适的算法并且得以充分利用,它们将改变制造业。工厂会变得越来越小,效率却越来越高。
挑战三:连通性选择由繁化简至关重要
一旦传感器数据被低功耗节点采集,这些数据必须被传送到某个地方。在大多数情况下,它会被传送至一个网关,这是物联网系统中互联网与云或其他节点之间的中间点。目前,根据独特的使用情况和不同的需求,我们可以选择多种有线或无线的方式来连接设备。各项不同连通性标准和技术都有其特殊的价值与用途,不过将WiFi、Bluetooth、Sub-1 GHz和以太网中的所有这些标准都整合起来却是一项巨大的工程。鉴于产品的多样性以及需要将连通性添加到很多标准与技术并不相同且大多数此前并不具备互联网连通性的产品中,这就需要采用复杂的技术,并使其变得更加简单。
挑战四:管理云端连通性是关键
一旦数据通过一个网关,它在大多数情况下会直接进入云端。在这里,数据被分析、检查,然后付诸实施。物联网的价值源自云端服务上运行的数据。正如连通性一样,云端服务的选择也有很多,这也是物联网发展中另一个复杂点。
“目前,云端供应商的种类繁多,数量也不尽相同,并且没有针对云端设备连接和管理方式的标准。”专注物联网市场发展领域的Gil表示。为了满足那些使用多个云端服务的用户的需求,必须开发物联网云端生态系统,提供集成的TI技术解决方案。可喜的是,由于云端技术已经实现了良好的成本效益,物联网目前正以极快的步伐飞速发展。不过,为了实现物联网的进一步增长,在复杂度简化方面还有很多工作要做。
挑战五:安全性是广泛采用的关键
整个系统的安全性是制约物联网被广泛采用的最大障碍之一。随着越来越多的设备变得“智能化”,越来越多的潜在安全性漏洞将出现。这需要业界研究构建先进的硬件安全机制,同时将安全机制成本和功耗保持在较低的水平上。这需要相关厂商在集成安全协议和安全性软件方面投入大量的人力物力,努力减少把高级安全性功能添加到物联网产品中所遇到的障碍,以确保在保障安全性方面降低门槛。
挑战六:为经验不足的开发人员提供简易物联网解决方案
虽然物联网技术曾经主要由技术公司使用,但是从目前来看甚至在未来一段时间里,物联网技术将在有着一定技术背景限制的行业中被广泛应用。以一个生产龙头公司为例。直到目前,由于没有任何需求,电气工程师也许从未在龙头制造公司工作过。但是如果这家公司打算生产接入互联网的花洒,那么其在人力和时间方面的投入将是巨大的。因此,物联网技术必须能够轻松地添加到其现有和未来的产品中,而无须网络和安全工程师参与其中。这些公司不需要像一家互联网技术公司那样,在技术学习方面投入,他们现在可以从相关企业获得现成可用的技术。对于相关技术公司来说,如何为这些经验不足的开发人员提供简易且立即见效的物联网解决方案,既是挑战更是机遇。
由于我们生活中越来越多的事物正在与网络建立互联,并且随着物联网应用的不断普及与拓展,还有大量的工作需要去完成。以物联网为代表的信息化应用是对我们未来方方面面高品质生活的巨大展望,包括我们的住所、汽车和高效工厂内的用户便利性与生活方式等,而这一切将最终使我们的世界变得更加美好。


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