物联网是做什么的?什么专业可以做物联网?

物联网是做什么的?什么专业可以做物联网?,第1张

物联网(英文:Internet of Things,缩写:IoT)起源于传媒领域,是信息科技产业的第三次革命。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。
在物联网应用中有两项关键技术,分别是传感器技术和嵌入式技术。
目前,教育部审批设置的高等学校战略性新兴产业本科专业中有"物联网工程"、"传感网技术"和"智能电网信息工程"三个与物联网技术相关的专业。此三个专业从2011年才开始首次招生,首届毕业生于2015年毕业,但整体人数较少,所以,无法从往年的就业率来判断未来的就业情况,但可从行业的整体发展趋势和人才市场的需求等方面了解该专业未来的就业形势。
作为国家倡导的新兴战略性产业,物联网备受各界重视,并成为就业前景广阔的热门领域,使得物联网成为各家高校争相申请的一个新专业,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、信息安全等的设计、开发、管理与维护,也可在高校或科研机构从事科研和教学工作。
中科院院士、华东师大软件学院院长何积丰表示,未来的物联网技术要得到发展,需要在信息收集、改进、芯片推广、程序算法设计等方面有所突破,而做到这些的关键是如何培养人才。柏斯维也指出,从整体来看,物联网行业是非常需要人才。

要学的课程:
信息与通信工程、电子科学技术、计算机科学与技术。物联网导论、电路分析基础、信号与系统、模拟电子技术、数字电路与逻辑设计、微机原理与接口技术、工程电磁场、通信原理、计算机网络、现代通信网、传感器原理、嵌入式系统设计、无线通信原理、无线传感器网络、近距无线传输技术、二维条码技术、数据采集与处理、物联网安全技术、物联网组网技术等。
物联网这个词,国内外普遍公认的是 MITAuto-ID 中心Ashton 教授1999年在研究RFID时最早提出来的。在2005年国际电信联盟(ITU)发布的同名报告中,物联网的定义和范围已经发生了变化,覆盖范围有了较大的拓展,不再只是指基于RFID技术的物联网。
物联网还没有一个精确且公认的定义。这主要归因于:第一,物联网的理论体系没有完全建立,对其认识还不够深入,还不能透过现象看出本质;第二,由于物联网与互联网、移动通信网、传感网等都有密切关系,不同领域的研究者对物联网思考所基于的出发点各异,短期内还没达成共识。通过与传感网、互联网、泛在网等相关网络的比较分析,可以认为:物联网是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体,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3个重要特征。

物联网 ——指的是将无处不在的末端设备和设施,包括具备“内在智能”的传感器、移动终端、工业系统、楼控系统、家庭智能设施、视频监控系统等和“外在使能”,如携带无线终端的个人与车辆等“智能化物件或动物”,通过各种无线或有线的通讯网络实现互联互通、应用大集成,以及基于云计算的SaaS营运等模式,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、统计报表、决策支持等管理和服务功能,实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。
物联网是一门新兴的信息技术,社会各界政府部门都非常关注,未来发展前景应该不错!
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“物联网概念”是在“互联网概念”的基础上,将其用户端延伸和扩展到任何物品与物品之间,进行信息交换和通信的一种网络概念。其定义是: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,把任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络概念。
最简洁明了的定义:物联网(Internet of Things)是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体,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3个重要特征。

isdn目录
概述
用户和产业预测
结构
参考点
物理特性
逻辑特性
发展历程
ISDN的特点
ISDN相对于传统电话的优点
ISDN相对于传统电话的优点
概述
综合业务数字网(Integrated Services Digital Network,ISDN)是一个数字电话网络国际标准,是一种典型的电路交换网络系统。它通过普通的铜缆以更高的速率和质量传输语音和数据。ISDN是欧洲普及的电话网络形式。GSM移动电话标准也可以基于ISDN传输数据。
因为ISDN是全部数字化的电路,所以它能够提供稳定的数据服务和连接速度,不像模拟线路那样对干扰比较明显。在数字线路上更容易开展更多的模拟线路无法或者比较困难保证质量的数字信息业务。例如除了基本的打电话功能之外,还能提供视频、图像与数据服务。ISDN需要一条全数字化的网络用来承载数字信号(只有0和1这两种状态),与普通模拟电话最大的区别就在这里。
另外, ISDN也特指使用这项技术建立保持和断开电路交换的协议组 或是 isosorbide dinitrate二硝酸异山梨酯的缩写。
[编辑本段]用户和产业预测
对于ISDN主要有2种观点。最普遍的观点是用户希望有一个从家庭连接到电话和数据网络的好于普通模拟调制解调器性能的数字连接。典型的最终用户的互联网连接就是基于这种观点的,而对各种调制解调器的比较以及运营商的产品以及价目(性能,价格)等等都是从这点出发的。大部分这方面的讨论都是基于这种观点,但是实际上作为数据连接服务,ISDN事实上已经被ADSL技术淘汰。
然而还有另外一种观点:对于电信产业,ISDN还没有完全被判死刑。一个电话网可以被看作一个不同交换系统之间的有线连接集合。 它也作为智能网技术通过端到端的电路交换数字服务为公共交换电话网 (PSTN)提供更多得新服务。
ISDN自始至终没有在美国的电话网络上得到广泛应用,现在已经是一种过时的技术。不过在录音工作室它还有一些用处,特别是配音演员和导演制片不在一个地方的时候,ISDN在这时就凸显了失时非over-the-Internet服务的优势,其逼真的语言质量堪比POTS服务。
[编辑本段]结构
ISDN有2种信道 B和D:
B信道 用于数据和语音信息
D信道 用于信号和控制 (也能用于数据)
B代表 承载, D代表Delta
ISDN有2种访问方式:
基本速率接口(BRI)由2个B信道,每个带宽64kbps和一个带宽16kbps的D信道组成。三个信道设计成2B+D。
主速率接口(PRI) - 由很多的B信道和一个带宽64Kbps的D信道组成,B信道的数量取决于不同的国家:
北美和日本: 23B+1D, 总位速率1544 Mbit/s (T1)
欧洲,澳大利亚:30B+D,总位速率2048 Mbit/s (E1)
语音呼叫通过数据通道(B)传送,控制信号通道(D)用来设置和管理连接。呼叫建立的时候,一个64K的同步信道被建立和占用,制导呼叫结束。每一个B通道都可以建立一个独立的语音连接。多个B通道可以通过复用合并成一个高带宽的单一数据信道。
D信道也可以用于发送和接受X25数据包,接入X25报文网络。(实际上,很少广泛使用)。
[编辑本段]参考点
一系列 参考点 在ISDN 国际标准中被定义用来在电话交换局和用户终端设备之间提供特定结点。
R接口 - 定义非ISDN设备和终端适配器 (TA) 之间的传输转换
S接口 - 定义ISDN设备和 网络终端类型2 (NT 2)设备之间的接口
T接口 - 定义NT-2 和NT-1设备1
U接口 - 定义NT-1和电话交换机之间的节点2
Image:Isdn-referenzpunktepng1大多数NT-1设备都包含NT-2设备的功能, 参考点S和T一般合并为S/T参考点
2在北美,NT-1设备属于用户自备设备,用户必须自己来维护,因此电话公司提供给用户U接口。在其他国家,NT-1设备由电信公司维护,他们提供给客户S/T接口。
[编辑本段]物理特性
正常供电
接通市电的NTBA
[紧急供电
为了保证在市电事故(停电)时也能拨通例如报警或者火警电话,ISDN电话还有一个独立的位于本地交换中心的供电系统(紧急电力供应)。在发生电力故障时能够提供最大400mW的功率。
[编辑本段]逻辑特性
脉冲
德国的ISDN起源于1TR6,从1991年开始形成了一个统一的欧洲公用标准(E-DSS-1) 在欧洲以外也存在着其他的实现方式。
美国的ISDN叫NI-1 (美国国家ISDN 阶段1) 和 NI-2 相对应于DSS1标准,该标准不存在自己的信号通道(D-通道),取而代之的是信号数据通过用户通道(B-通道)进行传输,相应的容量也下降为56kbit/s
日本和香港的ISDN系统名字是INS-Net 64,澳大利亚叫TPH 1962。
语音转换
语音数据被ISDN系统的8K赫兹数字化 (PCM)编码器调制, 利用对数特性曲线(ITU-T-标准 G711, µ-law/a-Law) 信号由12压缩为8,以考虑到人类特定的行为特征 占用的带宽是300到3400赫兹。
数据转换
B信道 用于控制和同步, 达到运用不同传输协议的目的为了达到传输率加倍的效果,连接基本接口的这两条B-通道也gebündelt 如果最终能够实现终端设备同步,那么该系统就可以称为成功。(例如视频会议系统)
利用特殊的路由器可以把全部30个可用信道合并成一个逻辑接口,这个接口可以提供2048 kb的带宽。这项技术主要应用于企业众多的计算机接入互联网。
ISDN寻址
ISDN-地址是由ITU-T-策略E164确定的。该ISDN地址由ISDN-呼号和子地址组成。例如,ISDN呼号是由一个参与者连接一个基础接口。子地址最大32个字符长度,提供例如到局域网中的主机地址(必须通过网关与ISDN网络连接)。该子地址对于ISDN网络而言是透明的,只有使用中的参与者能够识别。
[编辑本段]发展历程
世界
1970年代产生了电话网的数字技术取代机械交换。这项技术给用户提供了更好的功能和更佳的通话质量。 标准化组织国际电报电话咨询委员会 (CCITT, 今国际电信联盟 (ITU))1980年为数字电话网制定了以“ISDN”命名的技术规范。
欧洲
1988年欧洲电信标准组织(ETSI)EG-Kommission起草一个标准, 这个标准用于建立一个通用的数字电话网络。1989年4月6日来自20个欧洲国家的26个电信运营商接收了 Euro-ISDN标准,这一标准统一作为各国的国家ISDN系统,并对相关技术进行优化。199312月产生了Euro-ISDN摘要,这就是《欧洲ISDN Implementation谅解备忘录》基础 德国
德国邮政于1979决定将德国所有本地电话数字化。当时对这一技术的风险也有人提出警告。绿党的一些数据保护专家评论说,ISDN为完全捕获数据产生了“质的飞跃”,因为这一技术为捕获和保存所有连接数据提供了可能
到1994年5月份,所有必要的局端软件升级都已经完成,德国具备放线能力了。从1995年开始全部电话网完成数字化,ISDN线路遍布大街小巷。到1996年年仲,德国电信积极推广ISDN技术。新装的线路费用最多至300德国马克,另加电话的话大约到700德国马克。2003初有106万3千用户使用窄带ISDN(大约占总装机的1/3)另外还有12万2500线宽带ISDN用户。
奥地利
奥地利电话系统由邮政和电报部主持于1978年开始数字化。 Ab 1986 wurde die OES-Technik flächendeckend umgesetzt 1992年2月维也纳本地网话务区"Dreihufeisengasse" 开始ISDN试用,到那年低已经安装200多线。到1999年奥地利完成数字化总共有24万七千247000线。2002年这一数字达到43万8千。
瑞士,日本和法国
1988年瑞士建立第一个以“瑞士网络1号”命名的数字ISDN网络。1996年总计超过25万用户,到2004年电话终端超过90万线。
在日本1999年到[[2001年]间存在很多用户,但是现在大部分已经在ADSL引入后,大量减少。NTT作为主要的日本电话公司,现在还提供名为INS64和INS1500的ISDN业务。
在法国, 法兰西电信的ISDN业务名称位Numeris(基本速率) 。被称为RNIS的ISDN业务在法国还有一定市场。ADSL业务抢占了ISDN的数据和互联网访问业务,但是在郊区和乡下还有一定量的用户存在。
美国
美国1992年开始部署名字为NI-1的ISDN系统, 这个系统与DSS1有很大不同。后来又部署了改进的版本NI-2 。AT&T现在还有称为5ESS的ISDN系统。但是因为市场推广不力,价格上也没有多少优势,ISDN在美国基本上已经称为鸡肋。
中国
中国电信产业发展很快,但是在ISDN大面积部署的时候,中国还没有引入此项技术。因此当在欧美国家ISDN很普遍的时候,中国才开始安装局端设备。而此时,ADSL技术已经成熟而且象市场推广了。
这样九十年代中期只有在北京,上海,广州等少数几个试点城市ISDN安装的比较多,其他城市只是小面积的使用。推就根本原因在于运营商需要投入巨额资金用于设备改造。当时中国电信提供的2B+D方案是窄带ISDN标准,只能提供128Kbps的速率。用户需要承担接近15倍普通电话的费用。而网上业务没有真正展开,用户需要的服务和内容都得不到支持。
ISDN不像ADSL那样语音与数据容易分离,因此用户必须使用全部数字化的设备,这就造成运营商和用户都要投资的状况。一方面运营商要不断满足飞速增长的网络连接需求,另一方面还有发展固定电话业务。ISDN不能灵活的适应中国需求多样化的市场,只能淡出市场角逐。而DSL高带宽,大容量和低廉的改造费用让运营商很快投入到DSL网络建设。
[编辑本段]ISDN的特点
(1)、多种业务的兼容性 利用一对用户线可以提供电话、传真、可视图文用数据通信等多种业务。若用户需要更高速率的信息,可以使用一次群用户接口,连接用户交换机、可视电话、会议电视或计算机局域网。此外ISDN用户在每一次呼叫时,都可以根据需要选择信息速率、交换方式等。
(2)、数字传输 ISDN能够提供端到端的数字连接,即终端到终端之间的通道已完全数字化,具有优良的传输性能,而且信息传送速度快。
(3)、标准化的接口 ISDN能够提供多种业务的关键在于使用标准化的用户接口。该接口有基本速率接口和一次群速率接口。基本速率接口有两条64kbit/s的信息通路和一条16kbit/s的信令通路,简称2B+D;一次群接口有30条64kbit/s的信息通路和一条64kbit/s的信令通路,简称30B+D。标准化的接口能够保证终端间的互通。1个ISDN的基本速率用户接口最多可以连接8个终端,而且使用标准化的插座,易于各种终端的接入。
(4)、使用方便 用户可以根据需要,在一对用户线上任意组合不同类型的终端,例如可以将电话机、传真机和PC机连接在一起,可以同时打电话,发传真或传送数据。
(5)、终端移动性 ISDN的终端可以在通信过程中暂停正在进行的通信,然后在需要时再恢复通信。这一性能给用户带来了很大的方便,用户可以在通信暂停后将终端将移至其它的房间,插入插座后再恢复通信。同时还可以设置恢复通信的身份密码。
(6)、费用低廉 ISDN是通过电话网的数字化发展而成的,因此只需在已有的通信网中增添或更改部分设备即可以构成ISDN通信网,ISDN能够将各种业务综合在一个网内,以提高通信网的利用率,此外ISDN节省了用户线的投资,可以在经济上获得较大的利益。
[编辑本段]ISDN相对于传统电话的优点
1) 综合的通信业务:一条电话线可当两条用,可以使用两部电话,在上网的同时拨打、接听电话、收发传真;还可以使用两台计算机同时上网。通过配置适当的终端设备,也可以实现可视电话或会议电视功能。
2) 呼叫速度快:现在通过Modem上网传输速率低、质量差;ISDN呼叫连接速度快,用户线传输速率是64Kbps或128Kbps。用Modem上网需40秒左右,用ISDN仅需3-10秒。
3) 传输质量高:ISDN采用端到端数字传输,接收用户端声音失真很小,而数据传输比特误码性能比传统电话线路至少改善十倍。
4) 使用灵活方便:用户使用一个入网接口和普通电话号码就能从网络得到多种服务,用户可在这个接口上连接不同种类的终端。
5) 费用适宜:由于使用单一网络提供多种服务,提高了网络资源利用率,可用低廉的费用向用户提供服务。

物联网的英文名称为"The Internet of Things” 。由该名称可见,物联网就是“物物相连的互联网”。这有两层意思:第一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础之上的延伸和扩展的一种网络;第二,扩展到了任其用户端延伸和何物品与物品之间,进行信息交换和通信。因此,物联网的定义是通过射频识别(RFID)装置、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、监控和管理的一种网络。
物联网的整个结构可分为射频识别系统和信息网络系统两部分。射频识别系统主要由标签和读写器组成,两者通过RFID空中接口通信。读写器获取产品标识后,通过internet或其他通讯方式将产品标识上传至信息网络系统的中间件,然后通过ONS解析获取产品的对象名称,继而通过EPC信息服务的各种接口获得产品信息的各种相关服务。整个信息系统的运行都会借助internet的网络系统,利用在internet基础上的发展出的通信协议和描述语言。因此我们可以说物联网是架构在internet基础上的关于各种物理产品信息服务的总和。从应用角度来看,物联网中三个层次值得关注,也即是说,物联网由三部分组成:一是传感网络,即以二维码、RFID、传感器为主,实现对“物”的识别。二是传输网络,即通过现有的互联网、广电网络、通信网络等实现数据的传输与计算。三是应用网络,即输入输出控制终端。
EPC系统是一个非常先进的、综合性的和复杂的系统。其最终目标是为每一单品建立全球的、开放的标识标准。如图2.4所示,它主要由全球产品电子代码(EPC)体系、射频识别系统及信息网络系统三大部分组成[17]。

图24 EPC系统的构成图
(1)EPC编码标准
EPC编码是EPC系统的重要组成部分,它是对实体及实体的相关信息进行代码化,通过统一并规范化的编码建立全球通用的信息交换语言。
(2)EPC标签
EPC标签是装载了产品电子代码的射频标签,通常EPC标签是安装在被识别对象上,存储被识别对象相关信息。标签存储器中的信息可由读写器进行非接触读/写。
32 EPC系统特点
(1)开放的体系结构
EPC系统采用全球最大的公用的刀又TERNET网络系统。这就避免了系统的复杂性,同时也大大降低了系统的成本,并且还有利于系统的增值。梅特卡夫(Metcalfe)定律表明,一个网络大的价值是用户本系统是应该开放的结构体系远比复杂的多重结构更有价值。
(2)独立的平台和高度的互动性
EPC系统识别的对象是一个十分广泛的实体对象,因此,不可能有那一种技术适用所有的识别对象。同时,不同地区,不同国家的射频识别技术标准也不相同。所以开放的结构体系必须具有独立的平台和高度的交互 *** 作性。EPC系统网络建立在INTERNET网络系统上可以与INTERNET网络所有可能的组成部分协同工作
(3)灵活的可持续发展的体系
EPC系统是一个灵活的开放的可持续发展的体系,可在不替换原有体系的情况下就可以做到系统升级。整体的EPC网络 *** 作依赖于RFID系统和网络应用系统的介入,使产品信息有效的传播。安装在不同需求链环境的解读器可以读取标签中储存的产品数据。因此供应链数据可以通过网络及时地检查、更新或者交换信息。
33 EPC编码编码标准
EPC码是新一代与EAN/UPC码兼容的编码标准,在EPC系统中EPC编码与现行GTIN相结合,因而EPC并不是取代现行的条码标准,而是由现行的条码标准逐渐过渡到EPC标准或者是在未来的供应链中EPC和EAN.UCC系统共存。EPC中码段的分配是由EAN.UCC来管理的。在我国,EAN.UCC系统中GTIN编码是由中国物品编码中心负责分配和管理。同样,ANCC也即将启动EPC服务来满足国内企业使用EPC的需求。
EPC码是由一个版本号加上另外三段数据(依次为域名管理者、对象分类、序列号)组成的一组数字。其中版本号标识EPC的版本号,它使得EPC随后的码段可以有不同的长度;域名管理是描述与此EPC相关的生产厂商的信息。
第四章 物联网在家庭中应用
随着时代的发展,中国已经逐步进入了老龄化社会,以后我们社会面临的现状将是一对年轻的夫妻,在照看自己小孩的同时,还要照看2~6对老人,这就为全社会出了一个难题。每家都雇保姆,显然不现实;那么,只能通过科技的手段来解决这个问题了,靠提高家庭的生活品质、方便家庭与外界的信息交互、用传感节点感知家里发生的情况等,这就为家庭物联网的实现奠定了社会基础。
物联网的概念正大行其道,也使人们看到了社会未来的发展趋势,然而物联网大部分却停留在概念阶段,真正规模应用还有待时日。家庭区域相对狭小、需求比较明确,最有可能优先实现物联网的应用。它不只是现代家庭现实的需要(照看老人、孩童),更是人们日益增强的家庭安全
41家庭物联网应用领域
寒冷的冬季,供暖系统使北方城市家庭充满温暖,而当白天大部分人离家上班的时候,空空的房间仍温暖如春。我们需要一个智能化的供暖控制系统。在生产安全领域,在食品卫生领域,在工程控制领域,在城市管理领域,在人们日常生活的各个方面,甚至在人们的娱乐活动中,都需要建立随时能与物体沟通的智能系统。通过装置在各类物体上的电子标签(RFID),传感器、二维码等经过接口与无线网络相连,从而给物体赋予智能,可以实现人与物体的沟通和对话也可以实现物体与物体相互间的沟通和对话。在电度表上装上传感器,供电部门随时都可知道用户的用电情况,实现用电检查、电能质量监测、负荷管理、线损管理、需求侧管理等高效一体化管理,一年来降低电损。在电梯装上传感器,当电梯发生故障时,无需乘客报警、电梯管理部门会借助网络在第一时间得信息,以最快的速度去现场处理故障。
42发展历程
1999年,物联网的概念就已被提出,10年间,世界各国都在加紧研究。物联网的发展共分为四个阶段:第一个阶段是大型机、主机的联网,第二个阶段是台式机、笔记本与互联网相联,第三个阶段是手机等一些移动设备的互联,第四阶段是嵌入式互联网兴起阶段,更多与人们日常生活紧密相关的应用设备,包括洗衣机、冰箱、电视、微波炉等都将加入互联互通的行列,最终形成全球统一的“物联网”。
对于互联网来说,20世纪80年代是黄金时代,这段时间出了一个知名的人物——鲍勃•卡恩(BobKahn),他被人们称为互联网之父(被赋予同样称呼的人还有好几个)。在为互联网做出卓越贡献的同时,他也非常有远见的为另一个始于上世纪80年代的项目——分布式传感网(DistributedSensorNet,简称DSN)——做了奠基。在那个年代,传感器远比我手上的这个大得多,要用一辆卡车来拉。这么大的传感器作为一个个节点组织在一起,通过微波彼此相连,就组成了传感网。
庞大的传感器在体积方面跟不上人们对其功用上的期望,于是研究者们就开始思考能不能把它做得小一点、再小一点。于是,在上世纪90年代,“智能微尘”(SmartDust)这个很有意思的概念出现了,提出者是KrisPister,他是加州大学伯克利分校的教授。这一概念认为可以将计算和通讯集成在约1~2平方毫米的超微型传感器中,用以对周围环境的参数进行探测。其核心的成分是微电机系统(Micro-Electro-MechanicalSystem,简称MEMS;这个概念在当时引起非常大的轰动),该系统中可以集成很多和机械有关的传感器。
当时KrisPister这批人有一个幻想——在蒲公英上面悬挂一个传感芯片,蒲公英飞到哪里就探测哪里的信号,再把信号传递回来。虽然只是一个假想,但当时真有科学家信心百倍地投入其中,并且还把所需的数据算出来了。比如有空气动力学专家计算出了芯片应有的重量等等。在2001年,加州大学伯克利分校的实验室真做出了这种理想中的芯片雏形,比米粒还小,可谓“细如发丝,薄如蝉翼”。他们送给了我一个,当时我还精心包装了一下。可惜最近找不到了,特别遗憾。倘若芯片里面还有电留存的话,说不定我就能通过网络定位到它的“安身之所”了。
在这一时期,有三所高校和研究机构在传感器领域处于领军地位,一是加州大学伯克利分校(以KrisPister为代表,他们提出了“智能微尘”理论),另外两个是加州大学洛杉矶分校(他们提出了“微无线技术”)和施乐帕克研究中心(XeroxPARC)。施乐帕克研究中心的团队主要由我带领,我们做的是传感信息处理和“智能物质”(SmartMatter),希望能把计算、微电机系统放到物理世界中,与“智能微尘”也有非常紧密的联系。
自本世纪初以来,对于传感的研究越来越受到人们的重视,有很多学校和大公司的研发机构开始进行了类似的研究,并有许多新兴公司借此东风异军突起。将传感器连接成“网”或“系统”,就成了传感网。除了传感网以外,类似的概念也相继提出,比如“CyberPhysicalSystem”和“InternetofThings”(简称IOT)。相较而言,IOT的概念在提出的初期更接近于日常生活,比如常见的RFID(RadioFrequencyIdentification,射频识别)技术就是它的一部分。
关于传感网和物联网的历史,若从大的传感器开始算起,传感网诞生至今应有30年了;而若从微传感网(MicroWirelessSensorNetwork)来说,应该仅有15至20年:微传感网始于上世纪90年代,那个时期的人们刚刚提出“微电机系统”的概念,试图把传感器和计算机处理和通讯全部都集成在一个芯片上,即“智慧微尘”。
其实传感器的历史,归结起来就八个字——从大到小,以点到面。这八个字看似简单,但做起来却是困难重重——要想让传感器真正“飞入寻常世界中”,它必需在体积、造价、能耗等方面进行“瘦身”,这样它才真正能够进入到物理世界。
然而,造型的缩小并不是传感进入生活的唯一条件,还需要互联网技术的配合以实现从点到面的网际联系。就IP地址而言,物联网应采用IPv6(IPv4必然不够),它有128位两进制的IP网址数,这相当于给世界上的每个沙粒都赋予了一个 IP地址。唯有当所有的物体都有一个属于自己的IP的时候,物联网才能真正实现。总而言之,物联网的实现需要这两方面的相辅相成:一是利用微处理技术(micro-fabrication),提高集成度;其二是运用IP技术,以提供足够丰富的网址。
43面临的问题
国内智能家居市场存在很多问题。1、进入门槛较高,一般一次性投入要1、2万元,这就大大限制了中等收入以下人群的购买需求。2、功能华而不实,很多都是遥控个灯光、音响,需求跟投入不成比例。3、生搬硬套,将原来很多工业上使用的东西直接照搬到家庭里,缺少人性化,不能完全适合家居生活需要。4、很多智能家居企业缺少核心技术,东拼西凑,组成个系统就推广,导致成本增高、企业竞争力下降。
RFID超高频技术在我国的应用尚处于起步阶段,一些项目的应用只是试点,还没有得到广泛应用,也没有在供链上应用。比如,只在某一个仓库里应用,或只在生产线上应用。应该说,这些试点项目全
都属于闭环状态的应用,在供应链上串起来应用的案例国内还没有出现。
物联网发展潜力无限,但物联网的实现并不仅仅是技术方面的问题,建设物联网过程将涉及到许多规划、管理、协调、合作等方面的问题,还涉及标准和安全保护等方面的问题,这就需要有一系列相应的配套政策和规范的制订和完善。
首先是技术标准问题。标准是一种交流规则,关系着物联网物品间的沟通。各国存在不同的标准,因此需要加强国家之间的合作,以寻求一个能被普遍接受的标准。
其次是安全的问题。物联网中的物品间联系更紧密,物品和人也连接起来,使得信息采集和交换设备大量使用,数据泄密也成为了越来越严重的问题。如何实现大量的数据及用户隐私的保护,成为待解决的问题。
第三,协议问题。物联网是互联网的延伸,在物联网核心层面是基于TCP/IP,但在接入层面,协议类别五花八门,CPRS、短信、传感器、TD-SCDMA、有线等多种通道,物联网需要一个统一的协议基础。
第四,终端问题。物联网终端除具有本身功能外还拥有传感器和网络接入等功能,且不同行业需求各异议,如何满足终端产品的多样化需求,对运营商来说的一大挑战。
第五,地址问题。每个物品都需要在物联网中被寻址,就需要一个地址。物联网需要更多的IP地址,IPv4资源即将耗尽,那就需要IPv6来支撑。IPv4 向IPv6过渡是一个漫长的过程,因此物联网一旦使用IPv6地址,就必然会存在与IPv4兼容性问题。
第六,费用问题。目前物联网所需的芯片等组件的费用较高,若把所有物品都植入识别芯片花费自然不少,如何有效解决这一问题仍需考虑。
第七,规模化问题。规模化是运营商业绩的重要指标,终端的价格、产品多样性、行业应用的深度和广度都会地用户规模产生影响,如何实现规模化是具有待商讨的问题。
第八,商业模式问题。物联网在商业应用方面的业务模式还不是很明朗,商业模式问题值得更进一步探讨。
第九,产业链问题。物联网所需要的自动控制、信息传感、射频识别等上游技术和产业已成熟或基本成熟,而下游的应用也单体形式存在。物联网的发展需要产业链的共同努力,实现上下游产业的联动,跨专业的联动,从而带动整个产业链,共同推动物联网发展。
要建立一个有效的物联网,有两大难点必须解决:一是规模性,只有具备了规模,才能使物品的智能发挥作用;二是流动性,物品通常都不是静止的,而是处于运动的状态,必须保持物品在运动状态,甚至高速运动状态下都能随时实现对物品的监控和追踪。
实现物联网,首先必须在所有物品中嵌入电子标签等存储体,并需安装众多读取设备和庞大的信息处理系统,这必然导致大量的资金投入。因此,在成本尚未降至能普及的前提下,物联网的发展将受到限制。已有的事实均证明,在现阶段,物联网的技术效率并没有转化为规模的经济效率,目前的所谓物联网应用也没有一个在商业上获得了较大成功。例如,智能抄表系统能将电表的读数通过商用无线系统(如GSM短消息)传递到电力系统的数据中心,但电力系统仍没有规模使用这类技术,原因在于这类技术没有经济效率。
物联网的关键在于RFID、传感器、嵌入式软件及传输数据计算等领域,包括“云计算”、无线网络的扩容和优化等均是物联网普及需解决的问题。只有通过“云计算”技术的运用,才能使数以亿计的种类物品的实时动态管理变得可能。从目前国内产业发展水平而言,传感器产业人水平较低,高端产品为国外厂商垄断。

iot是物联网。

物联网是一个基于互联网,让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通,从而提供智能服务的网络。典型的智能服务包括识别、定位、跟踪、监控、管理等。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。

物联网的应用

物联网技术在道路交通方面的应用比较成熟。随着社会车辆越来越普及,交通拥堵甚至瘫痪已成为城市的一大问题。对道路交通状况实时监控并将信息及时传递给驾驶人,让驾驶人及时作出出行调整,有效缓解了交通压力。

高速路口设置道路自动收费系统,免去进出口取卡、还卡的时间,提升车辆的通行效率;公交车上安装定位系统,能及时了解公交车行驶路线及到站时间,乘客可以根据搭乘路线确定出行,免去不必要的时间浪费。

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