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)。

1 无处不在的数据分析
越来越多的企业在利用从他们客户那里收集到的大数据更好地了解客户需求，并且优化产品使其能更好地服务客户。这就是无处不在的数据分析，它更看重数据的质量，而非数量。将数据最大化地转变为有价值的创新，利用数据洞悉市场，以此为基础做出明智的商业判断。
如果关注数据质量，将收集到的所有信息进行筛选就变得至关重要。例如人工智能，其需要迅速地完成一系列动作：数据收集、分析，并且瞬间作出判断采取行动。严格来讲，对数据质量的关注需要嵌入到数据采集的过程中。在这样的数据分析背后也要关注消费者信息的私密性。GfK2015年进行的针对全球20个地区的消费者研究结果表明，全世界消费者都在担心他们的数据是怎样被收集、售卖和利用的。
2 虚拟现实(VR)
2016年，从行业到消费者，从硬件到软件，关于虚拟现实，一切都处在被普及教育的阶段。随着三大巨头接连推出消费级产品，且“售罄”之讯频传，虚拟现实作为最受关注的新智能领域迅速席卷全球。全球VR头显市场规模预计在2020年会达到28亿美元，其中供游戏者使用的VR头显设备占据多数份额。中国市场2016年全年零售量会达到300万台左右，从GfK监测的VR头显在线市场来看，从2016年1月到4月，VR头显零售量几乎翻了20倍，虚拟现实硬件产品正在经历一场初期爆发式的增长。但目前依然是以VR盒子为主。整体来看，中国的VR市场现在还处于野蛮生长的阶段。相信在未来VR应用会逐步向直播、旅游培训、医疗、装修、房地产、教育等领域渗透。
3 人工智能(AI)
人工智能最终是重现一遍人类思考的过程。作为一个人工制造的机器，终极形态的AI将拥有与我们相同的智力水平：学习、推理、使用语言、构想原始创意。然而只拥有学习能力的AI已经快速地渗透到我们的生活中了。语音识别是目前人工智能中落地较早、目前投入及研发的核心领域之一。基于人工智能，各个厂商可发挥的空间很大，不一样的应用及方向才是真正有趣的地方。2016年，AI助理的发展或许会超越智能手机的发展。人工智能是一块有待探索与开发的市场，这块市场拥有多种可能性。
4 可穿戴产品
智能手表、健康监测手环、相机、GPS定位设备及心率监测设备进入主流市场还需多久尽管万众瞩目的Google Glass及Apple
Watch的发布已经俘获了消费者的想象力，但只有少数消费者接纳了这些设备。中国可穿戴市场2016年销量预计达3160万台，环比2015年上涨32%，但其中以价格较低的手环产品占据市场的大多数，整体市场销量持续上升的同时增速减缓，市场经过了2015年跳跃式发展后开始进入一个更趋理性的阶段。如果可穿戴产品想要吸引更多的消费者，有以下四点需要注意：一是与物联网的融合，把可穿戴设备和现有的个人科技生态相融合将会成为扩大市场的基础性举措。二是设计和材质，外形设计已经成为可穿戴产品跟上时代潮流的一大绊脚石。三是精准有效的信息收集，提高数据的准确性和解读能力是可穿戴厂商正在解决的另一大问题。四是引人注目的新案例，特色鲜明的产品会逐渐与消费者建立特有联系。
5 视频消费
视频消费的发展速度比之前任何人预期的还要快，并且线上已经成了人们观看视频的主要渠道。从社交媒体上的短片到视频网站的服务和套餐服务，甚至到最近大火的视频直播，消费者似乎可以在任何时间、任何平台看到想看的视频内容。事实上，有人预言到2019年，80%的互联网流量消费将来自于视频观看。而随着投入到这个领域的玩家越来越多，从内容的生产者和发布者到各大品牌、厂商，互相合作会成为一种需求，只有通过这样多方之间的信息互换才能够释放更大的能量。
6 无人机
据GfK中国估算，2014年中国航拍消费级无人机市场为近6亿元，到2018年将激增到60亿元。而民用无人机市场更是有望在未来10年形成千亿元级规模，未来发展空间广阔。
无人机并不算是新产品。无人机在航拍、地形测绘、商业运输以及救援部署，甚至在自动机械化生产上，都可以起到作用，无人机技术在诸多领域所能发挥的用途正在被进一步挖掘出来并且会在降低商业成本、提高商业效率方面起到很好的催化作用。但是在实现这样的美好愿景之前依然有很长的路要走。目前无人机依然面对诸多阻碍，如缺乏“感知-避障”技术、载物重量上的限制、没有夜视功能以及电池续航时间有限等。
7 移动支付
全球移动支付市场比较复杂。目前传统的支付方式在许多成熟市场中都有着强大的根基，无法轻易撼动。相反，一些非洲市场和亚洲发展中国家市场则直接迈入了移动支付时代。在这样一个碎片化的环境中，对于品牌、制造商和零售商来说，理解移动支付当下的全球格局以及它的演变趋势至关重要。在中国，阿里巴巴、腾讯等第三方玩家已经率先鼓励联网用户通过手机在实体店或网店进行支付。小米、OPPO、魅族旗下具备支付功能的手机的使用也意味着在这一市场中，移动支付不仅存在，而且触手可及。而那些被认为将第一时间接受新兴技术的市场则呈现出与上述地区的截然不同的局面。当前，一些市场仍需提高消费者对于移动支付的认知度，而对于另一些市场而言，要做的则是减少移动支付的使用壁垒。
8 智能汽车
随着物联网技术的越发成熟，智能汽车也将应运而生。许多豪华轿车已经配备了大显示屏，并且车载大屏也会继续成为趋势，在2016年底或2017年初，为前排乘客设计的额外显示器也将出现在高档汽车中。为了让乘客更好地体验“增强现实(AR)”技术，一些OEMs甚至想要把显示屏幕延伸到整个挡风玻璃或者侧窗。屏显技术的进步为那些企图走到传统汽车供应商前头去的电子消费厂商和初创企业们打开了大门。过去，受到物联技术的限制，OEMs很难找到一个正确的商业模式，但是现在，机会来了。通过了解细分市场消费者的需求和喜好，量身开发车载APP和配套服务从而获取相应的报酬成为可能。
9 3D打印
3D打印机的销量目前还比较小。但是，随着更多的厂商加入到该领域以及消费者的认知度逐渐提高，这种情况在明年应该可以得到改变。拿德国为例，3D打印机的销量在去年增长了71%，而且需求还在进一步扩大。消费者认为3D打印技术极具吸引力，3D打印在最有可能影响他们生活的科技中排名第三。这比智能汽车、云计算、可穿戴设备还有物联网的排名都要靠前。这表明这项新技术的知识普及在全球已经非常高了。价格一直是新兴科技难以普及的主要障碍。但是随着成本的下降，价格也将不再是阻碍，3D打印技术的优势会变得越加明显和突出：更低的装配成本，减少浪费，极低的运输和配送费用和更快的新产品上市速度。
10 智能家居
一股智能家居的“淘金热”正在各领域中展开，传统厂家、互联网公司、国际技术提供商及零售商等各种组织都在寻求最大限度地参与到未来家居领域中来。根据GfK针对全球7国消费者所作的研究表明：绝大多数消费者(90%)知道智能家居，50%的消费者认为智能家居能改变他们的生活，78%的消费者同意这是一个具有吸引力的理念。目前智能家居想要获得成功的关键是让消费者能明白智能家居技术是如何提升他们的生活品质，并且提供参与度高且有效的用户体验。现在需要行业协作和消费者教育来驱动需求，并推动智能家居从厂商领导发展向消费者需求主导发展的创新转变。行业相关参与者需要合作并组建不同以往的合作关系。这会确保不同的设备和服务能在后台彼此连接来满足对便捷的需求。只有满足了这一点，智能家居的真正价值才能得以体现。根据GfK中国对家电智能化研究，中国家电产品智能化应用发展速度位于世界前列，但目前也处于厂商、零售商等供给方主导的阶段，还处于智能连接、手机远程控制等初级智能向更高级智能功能探索和尝试的阶段。中国庞大的用户基础和互联网业态演变将为智能家居的发展和创新提供良好的土壤，预计智能家居未来将会催生类似BAT级别的新企业。

物联网技术应用领域非常广泛，其中RFID超高频是应物流领域开发的 可以使用在物流领域的每一个环节：
1、物流进出管理,利用超高频读写器YXU2861做仓储进出管理,可以快速识别货物的进出情况
2、叉车利用超高频读写器YXU1861能够快速准确识别是否需要出货的物资,在匆忙或新的 *** 作人员不熟练的情况下保证提取物资的正确性
3、物流车辆调配,用物联网管理物流车辆集中调度,最大效率发挥运输效果
4、利用RFID读写器做智能物流分拣系统,可以大规模提高效率并保证准确性

基于RFID的物联网技术，通过各行业物联网管理中心的管理，可以给供应链的各环节带来如下变化；
(1)制造环节：产品注入智能信息，降低伪造风险；保证工厂人员能够正确处理货物，加强对订约人的管理。
(2)分销环节：自动接货和派货处理，增加存放准确性，增加仓库物流准确性；加强仓库管理，减少偷盗；支持最后一分钟订 货和改善送货容器的利用率。
(3)运输环节：增加装载准确性，实现自动送货处理，减少产品转移；增加核查点效率，增加运输安全性和改善运输资产利用率。
(4)零售环节：提高货架利用率，加快仓库存储速度；减少偷盗；自动更新仓库文件，客户自我查询，提高产品管理安全(包括日期、温度、质量)。讯维

以下回答仅供参考：
1 物联网与物流的碰撞与火花就是智慧物流，实现货物的可视化与可追溯化也是未来物流业的方向，所以从大方向而言，实现这一目标是非常可能的。
2 如何实现货物可视化与可追溯化呢？
1） 构建智慧物流体系，从货物揽收、运输、入库、派送等进行全流程监控，做到每一步都有记录，每一步都可查询。
2） 借助大数据，构建整个物流数据云，接入城市云系统，做到信息技术支撑。
3） 货物可视化与可追溯化，可以通过GPS全球定位系统跟踪货物运输车辆的运行线路、停留时间等等，借助RFID标签对货物进行灵活识别，客户只需要在终端进行查询就可获得货物信息。

您好，这个问题，我可以结合在RFID行业的实例，对您进行回答。
看物联网技术怎样“武装”物流配送
苏宁电器南京物流配送中心，是一个眼下物联网应用的典型案例，在行业内知名度颇高。记者日前探访发现，物联网技术在其中的应用，使这里有了不同于传统物流配送中心的崭新运转方式。
系统“指挥”人，人成了“机器”
两年前开始全程参与苏宁物流配送中心建设的董宣根，是苏宁电器的一位部门主管。通过对配送中心整套运作流程的解读，他为记者解密了物联网技术在这个中心的实际应用情况。
“简单说，整个配送中心就是在物联网核心技术RFID（射频识别电子标签技术）基础上，构建起来的一个物物相联、物网相联的信息化系统。”董宣根说，中心4万多平方米的仓储运作，完全听从系统“指挥”，人只是拿着手持RFID终端，照着显示屏上系统发出的指令，进行入库、移库、出库 *** 作的“机器”。系统让你去哪儿你就去哪儿，所有作业 *** 作不能和系统指令有一点不符，否则整个配送中心就可能出大乱子。
据介绍，在这个日配送量达11—12万台、可支撑宁、镇、扬、泰地区每年130—140亿元销售的配送中心，所有的工作人员加起来还不到300人。
每件入库商品都“有名有姓”

物联网是新一代信息技术的重要组成部分。物联网的英文名称叫“The Internet of things”。顾名思义，物联网就是“物物相连的互联网”。
1、引言
以物联网为核心的信息技术发展被誉为第三次信息技术革命，2010年以来中国政府对物联网的发展极为重视，一系列物联网发展的产业政策及规划相继出台，物联网已经上升为国家战略。
我们认为，物联网的发展并不是一个突变的过场，而是一个从信息自动提取、信息整合、物品局域联网、局部系统的智能服务与管控等向全网融合逐步深化的过程。物联网的理念最初是基于RFID/EPC的技术而提出的，后来物联网的理念又是随着各种感知技术与网络技术的突破而提升和完善。
当1999年世界上首先提出基于RFID/EPC的物联网技术的时候，物流行业被寄予厚望，仓储业由于其在物流行业核心的地位，也最早开展了物联网技术应用的探索。从2003年底开始中国仓储业开始探索基于RFID/EPC的物联网技术应用，在2004年-2006年也曾经历过一波物联网应用的炒作。目前RFID等物联网技术在仓储业已有很多成功案例，但大都局限于智能仓储管理与自动化作业层面。
2、目前仓储业应用的主要物联网技术
物联网是“物物相连的互联网”，是通过各类传感装置、RFID技术、视频识别技术、红外感应、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，根据需要实现物品互联互通的网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的智能网络系统。
物联网主要有三层架构：即：感知层、网络层和应用层，根据这一物联网架构，物联网主要有三大技术体系，一是感知技术体系；二是通信与网络技术体系；三是智能技术体系。
在仓储行业目前最常用的物联网感知技术主要有：RFID技术、GPS技术、传感器技术、视频识别与监控技术、激光技术、红外技术、蓝牙技术等；在以仓储为核心的物联网网络技术，常采用企业内部局域网直接相连的网络技术，并留有与互联网、无线网扩展的接口；在不方便布线的地方，常采用无线局域网技术；
现代仓储系统内部不仅物品复杂、形态各异和性能各异，而且作业流程复杂：既有存储、又有移动；既有分拣；也有组合。因此仓储为核心的智能物流中心，常采用的智能技术有：自动控制技术、智能机器人堆码跺技术、智能信息管理系统技术、移动计算技术、数据挖掘技术等等；
3、物联网技术在仓储业应用状况分析
感知技术应用情况：
根据华夏物联网研究中心调查了解，目前在中国仓储业应用最普遍的物联网感知技术就是RFID技术，在一些先进的仓储配送中心，RFID标签及智能手持RF终端产品有比较广泛的应用。这是因为RFID技术与托盘系统结合，在仓储配送中心闭环应用，可以有效降低成本；此外，基于RFID技术的只能手持拣选终端，可以提升拣选效率和速度。2010年随着物联网技术的发展，RFID技术在仓储业应用也获得了快速发展，增长速度预计在18%以上。
在普通的仓储系统中，除了基于条码自动识别等技术具有最广泛应用外，“电子标签辅助拣选系统”也有普遍的应用。这里所谓的电子标签指的不是RFID标签，而是指采用电子指示标签进行拣选作业的系统。利用这一系统，将出入库订单经计算机系统分解，传输到货架个货位，用电子手段显示拣选的数量的辅助拣选系统。这一系统简洁实用，应用较广。近两年出现了采用无线网络技术传输拣选数据，不用现场布线搭建系统，大大方便了技术的应用。
在先进的仓储配送系统中，全自动输送分拣系统也常用激光、红外等技术进行物品感知、定位与计数，进行全自动的快速分拣。此外为了使仓储作业做到可视化，对仓库实行视频监控，部分仓储系统采用了视频感知监控系统，取得了良好的效果。
2010年，一种基于辅助语音拣选的系统也开始在国内得到应用。这一系统由仓储信息系统将出入库的订单进行分解处理，形成语音提示信息，借助无线网络和戴在拣货员头上的耳机，向拣货员发出拣货指令，完成拣选作业。
此外，随着物联网技术的发展，2010年在无锡粮食物流中心、济宁物联网大蒜冷库基地，均采用了温度、湿度等传感器感知技术，将传感器技术与其他感知技术集成，实时感知物品的温度、湿度等物理信息，使感知技术得到更深入应用。
智能仓储的网络与传输技术应用情况
现代物流的最大趋势就是网络化与智能化。在制造业企业内部，现代仓储配送中心往往是与企业生产系统相融合，仓储系统作为生产系统的一部分，在企业生产管理中起着非常重要的作用。企业内部系统系统的网络架构，往往都是以企业内部局域网为主体建设的独立的网络系统。
物流公司面对大范围的物流网络，各地仓储网络化的信息管理往往是借助于互联网系统与企业局域网相结合。物流中心与门店和配送点的
信息传输也往往借助于互联网技术。2010年以来，基于无线局域网的技术在仓储业物联网系统也得到了较多应用。
智能仓储作业与管控技术
根据对相关资料的统计分析，目前仓储业智能终端技术有机器人技术、RF手持终端、语音提示终端、视频监控终端、无人搬运车等技术。借助这些技术，实现了物品的自动搬运、机器人自动堆码跺、物品自动识别、智能辅助人工拣选等作业。在智能仓储管控系统中，物联网技术与WMS技术相结合，实现了仓储也智能化与自动化。能够实现对物流过程智能控制与管理的还不多，物联网及物流信息化还仅仅停留在对物品自动识别、自动感知、自动定位、过程追溯、在线追踪、在线调度等一般的应用。专家系统、数据挖掘、网络融合与信息共享优化、智能调度与线路自动化调整管理等智能管理技术应用还有很大差距。
目前只是在企业物流系统中，部分物流系统还可以做到与企业生产管理系统无缝结合，智能运作；在部分全智能化和自动化的物流中心的物流信息系统，可以做到全自动化与智能化物流作业。

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