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)。

物联网融合各种应用与服务
工信部电子科技委副主任、中国信息产业商会会长张琪认为：“物联网是一个由感知层、网络层和应用层共同构成的庞大的社会信息系统，是一个涉及国民经济各行各业、社会与生活各个领域的一个无所不包的庞大的产业链。物联网的结构复杂，主要包括感知、传输和应用这三个层面。而感知层，它又是多种技术，包括传感器网络、智能卡、RFID标签、识别码等等。在网络层是融了三网，无论是通讯网、计算机网还是广电网以及各种专网都可以作为物联网应用传输的载体。第三是应用的层面，把感知和传输来的信息进行分析和处理。作出正确的控制和决策，实现智能化的管理、应用和服务。它实现的是物与物、人与物之间的感知和发挥智能的作用。”
互联网连接的是人和计算机，而物联网联系的是所有的物体，也包括人。它会连接物品、设备和人，是一个无比庞大的数据库，采集和存储着海量信息。“通过分析处理决策，完成从信息到知识再到控制指挥的智能演化、实现处理和解决问题的能力。因此物联网我认为它绝非一个单纯的网络概念，它更像一个融合着各种应用与服务庞大的信息化系统。它是一个向更广领域、更纵深发展的新的阶段。这是物联网的基本架构。”张琪补充道。
改善民生是发展方向
随着信息技术、网络技术的快速发展和物联网的广泛应用，我们生存的世界发生着翻天覆地的变化。百姓已经切身体会到数字化技术应用和信息化建设对国家经济社会发展的推动，也体会到信息技术发展对于改善民生、方便百姓、提高老百姓生活质量和幸福感的巨大作用。
中关村物联网产业联盟秘书长张健宁举例说：“在奥运会和世博会期间RFID门票的应用，包括北京的水务系统里面的传感器的投入，事实上我们身边已经出现物联网实实在在的应用了。但这些还只是物联网冰山很小的一角。”
NEC中国IT服务事业本部制造装置解决方案事业部副总经理李华认为，今后物联网发展的方向更多是改善生活品质、改善生活质量，“比如说在生物、药品、疫苗、胰岛素等药品方面对温度的控制非常严格。我们利用温度传感器和RFID这些技术，可以为运输过程中不间断、实时地监控里面的产品的温度，随时出现问题可以随时地判断和处理，不像原来的亡羊补牢。”
我国的建筑能耗很高，仅次于工业属于第二大能耗。事实上，智能建筑的发展也应用了物联网技术。李华举例说：“比如说照明，我们现在研究院做的研究和应用示范是在一栋大楼里，我们会做到除了电源和插座，所有的照明都可以进行精确的、局部的控制和感知照明。没有人的时候过一段时间某个区域就灭灯了，或者说这么大一个会议厅，有些地方有人在，另一个地方没有人在，我们就可以把这个地区留下其他的关掉。这样整个大楼的照明可以形成无开关的照明，所有的公用照明不设开关，全部根据是否有人来控制照明系统。在智能楼宇和建筑节能这一块，我们希望达到的效果是每一栋楼可以达到节能减排30%，降低30%的能耗。然后通过这个来探讨出一种商业模式，通过这种商业模式来推广，使所有用户能耗降下来。”
说到改善民生，交通拥堵无疑是一大难题。然而，物联网的发展也正在努力求解这一难题。“比如在道路某些路口路面的结点上，检测到十字路口的车流量的信息，比如说南北方向的车流量比较大，通过物联网的自动控制，把南北的时间绿灯的时间调得长一点，这样南北会比较通畅，过一段时间南北的通向畅通了，可以再调回来，使得交通压力得到缓解。同时还面向个人提供服务，比如说根据车流量的情况规划一个新的路线，去目的地哪种方法是最快的。”李华对运用物联网技术解决交通拥堵充满信心。

物联网（英语：InternetofThings，缩写IoT）是互联网、传统电信网等信息承载体，让所有能行使独立功能的普通物体实现互联互通的网络。

物联网指嵌入式物理设备，如：汽车、家用电器等，具有计算机化系统，如软件、传感器等，通过智能感知、识别技术与计算等通信感知技术，广泛应用于网络的融合中，也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。

在这项技术中，每一个设备都能自动工作，根据环境变化自动响应，与其他或多个设备交换数据，不需要人为参与。整个系统由无线网络和互联网的完美结合而构建。物联网的主要目的是提高设备的效率和准确性，为人们节省金钱和时间。

物联网包括智能手机、耳机、汽车、灯泡、冰箱、咖啡机、安全系统、警报系统还有许多其他家庭和移动设备。

通过物联网可以用中心计算机对机器、设备、人员进行集中管理、控制，也可以对家庭设备、汽车进行遥控，以及搜索位置、防止物品被盗等，类似自动化 *** 控系统，同时透过收集这些小事的数据。

最后可以聚集成大数据，包含重新设计道路以减少车祸、都市更新、灾害预测与犯罪防治、流行病控制等等社会的重大改变，实现物和物相联。

扩展资料：

一、应用领域

智能家居、智慧交通、智能医疗、智能电网、智能物流、智能农业、智能电力、智能安防、智慧城市、智能汽车、智能建筑、智能水务、商业智能、智能工业、平安城市

二、应用案例

1、物联网传感器产品已率先在上海浦东国际机场防入侵系统中得到应用。机场防入侵系统铺设了3万多个传感器节点，覆盖了地面、栅栏和低空探测，可以防止人员的翻越、偷渡、恐怖袭击等攻击性入侵。而就在不久之前，上海世博会也与无锡传感网中心签下订单，购买防入侵微纳传感网1500万元产品。

2、ZigBee路灯控制系统点亮济南园博园。ZigBee无线路灯照明节能环保技术的应用是此次园博园中的一大亮点。园区所有的功能性照明都采用了ZigBee无线技术达成的无线路灯控制。

3、智能交通系统(ITS)是利用现代信息技术为核心，利用先进的通讯、计算机、自动控制、传感器技术，实现对交通的实时控制与指挥管理。

交通信息采集被认为是ITS的关键子系统，是发展ITS的基础，成为交通智能化的前提。无论是交通控制还是交通违章管理系统，都涉及交通动态信息的采集，交通动态信息采集也就成为交通智能化的首要任务。

参考资料来源：百度百科-物联网

参考资料来源：百度百科-物联网概念

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