物联网的核心技术

物联网的核心技术,第1张

RFID技术

核心关键技术主要有RFID技术、传感器技术、无线网络技术、人工智能技术、云计算技术等

拓展内容:

1、RFID技术

RFID技术是物联网中“让物品开口说话”的关键技术,物联网中RFID标签上存着规范而具有互通性的信息,通过无线数据通信网络把他们自动采集到中央信息系统中实现物品的识别。

2、传感器技术

传感器技术在物联网中传感器主要负责接收物品“讲话”的内容。传感器技术是从自然信源获取信息并对获取的信息进行处理、变换、识别的一门多学科交叉的现代科学与工程技术,它涉及传感器、信息处理和识别的规划设计、开发、制造、测试、应用及评价改进活动等内容。

3、无线网络技术

物联网中物品要与人无障碍地交流,必然离不开高速、可进行大批量数据传输的无线网络。无线网络既包括允许用户建立远距离无线连接的全球语音和数据网络,也包括近距离的蓝牙技术、红外技术和Zigbee技术。

4、人工智能技术

人工智能是研究是计算机来模拟人的某些思维过程和智能行为(如学习、推理、思考和规划等)的技术。在物联网中人工智能技术主要将物品“讲话”的内容进行分析,从而实现计算机自动处理。

5、云计算技术

物联网的发展理离不开云计算技术的支持。物联网中的终端的计算和存储能力有限,云计算平台可以作为物联网的大脑,以实现对海量数据的存储和计算。

物联网是在现有互联网的基础上发展起来的,物联网除了融合网络、信息技术、RFID技术之外,还引入了无线传感器技术,使得物联网有了更深的发展,而且无线传感器技术还与嵌入式系统技术、现代网络以及无线通信技术进行结合,所以无线传感器本身也是一个炙手可热的研究领域。
传感器技术

    无线传感器网络结构介绍

    无线传感器网络系统通常包括汇聚节点(Sinknode)、传感器节点(Sensornode)与管理节点。

    大量传感器节点随机部署在监测区域附近或者内部,传感器节点检测的数据沿着其他的传感器节点逐条地进行传输,在传输的过程中检测数据可能会被多个节点进行处理,经过跳后路由到汇聚的节点,然后通过卫星或者互联网传输到达管理节点,而用户通过对节点的管理对传感器网络进行管理、发布监测数据和管理。

传感器整体部署

    无线传感器网络特点介绍

    规模大

    为了能够获取精确信息,在监测区域通常部署大量传感器节点,一般情况下会达到上万个甚至更多,传感器网络的大规模性主要包括了两个方面的含义:一方面是传感器节点的部署非常密集,在面积狭小的空间内密集的部署了大量的传感器节点。另一方面,是传感器节点分布在区域很大的范围内,比如在原始的大森林中采用传感器网络进行森林防火的安全环境监测,这种在区域宽广的范围内需要部署大量的传感器节点。

    可靠性

    无线传感器节点非常适合部署在自然环境恶劣或者人类不宜居住的区域,这些节点可能工作在环境较恶劣的地方,遭受风吹、雨淋、日晒,还甚至遭到人或者动物的破坏,而这些传感器节点往往采用随机进行部署,部署的方式是利用飞机散播,或炮d发射到指定的区域进行部署,所以这些节点要非常坚固,不容易被损坏,可靠性很强。

    自组织

    在传感器网络应用中,通常情况下传感器节点会被放置在没有基础结构的地方,其实传感器节点的相隔距离、精确位置不能预先确定。你可以想象,通过飞机散播或者炮d发射大量传感器节点到面积广阔的森林、山谷之中,这样就必须要求传感器节点本身具有自组织的能力,能够进行自我管理和配置,通过网络协议和拓扑控制机制自动形成转发监测数据的多跳无线网络系统。

    动态性

    传感器网络的拓扑结构有可能会因为下列因素而发生改变:①环境的变化可能会造成无线通信链路带宽产生变化,有时甚至会时断时通;②电力资源出现故障或耗尽导致的传感器节点故障或者失效;③传感器网络的感知对象、传感器与观察者这三要素都可能具有移动性;④有新节点加入,通常这种情况就必须要求传感器网络系统要能适应这种变化,具有动态系统可重构性。

    无线传感器网络有哪些安全问题

    安全路由

    一般在无线传感器网络中,大量的传感器节点都密集分布在一个区域内,信息传输可能要经过很多节点才能到达目的地,而且传感器网络具有多跳结构和动态性,因此,需要去每个节点都应具备路由功能,

    由于每个节点都是潜在的路由节点,因此更易受到攻击,这样就可能使网络不怎么安全,安全的路由算法会直接影响无线传感器的可用性和安全性,安全路由协议一般是采用认证和链路层加密,身份认证、多路径路由、双向连接认证和认证广播等机制,非常有效的提高了网络抵御外部攻击的能力,从而增强路由的安全性。

传感器广泛应用于社会发展及人类生活的各个领域,如工业自动化、农业现代比、航天技术、军事工程、机器人技术、资源开发、海洋探测、环境监测、安全保卫、医疗诊断、交通运输、家用电器等。
据前瞻产业研究院发布的《2013-2017年中国传感器制造行业发展前景与投资预测分析报告》显示,近年来,国内传感器应用主要分布在机械设备制造、家用电器、科学仪器仪表、医疗卫生、通信电子以及汽车等领域。
《“十二五”机械工业发展总体规划》提出,“十二五”期间,我国机械工业要“由大到强”。工业总产值、工业增加值、主营业务收入年均增长速度保持在12%左右,出口创汇年均增长15%左右。经济效益逐步提高,利润增长争取略高于产销增速,总资产贡献率达到15%左右、主营业务收入利润率达到75%左右,工业增加值率达到28%左右。
未来,机械行业将会广泛全面地应用信息技术,加快产品更新换代,提高产品技术含量,缩短与国际先进水平的差距,在机械产品中融入传感器、单片机、微处理器、PLC、NC、数字通信接口以及激光等现代信息技术和高新技术,提高产品的机电一体化、数字化、智能化和网络化的程度,使产品的技术含量、知识含量、附加值得以提高。可见,传感器在机械行业将会有广阔的应用前景。
二、传感器在家用电器领域市场前景
《中国家电工业“十二五”规划》提出,产业规模在“十二五”时期保持适度增长,“十二五”期末家电工业总产值达到15万亿元;年均增长率92%。“十二五”期末出口额600亿美元,年均增长84%,在全球出口市场的比重达到35%。
近年来,物联网技术发展提上议程,给传统的家电行业带来新机遇,家电物联网将是家电行业未来的一个发展趋势。传感器是家用电器获得信息的主要来源,对家电产品的智能化水平有着至关重要的作用。利用传感器提高产品性能是智能家电技术近年来的发展重点,传感器技术作为物联网的核心技术,家电物联网的发展必定会带动相关传感器技术的大规模应用,传感器在家电领域发展前景广阔。
三、传感器在医疗卫生领域市场前景
《我国医疗工业“十二五”规划》提出,“十二五”期间,产业规模平稳较快增长。工业总产值年均增长20%,工业增加值年均增长16%。技术创新能力增强。建立健全以企业为主体的技术创新体系,重点骨干企业研发投入达到销售收入的5%以上,创新能力明显提高。获得新药证书的原创药物达到30个以上,开发30个以上通用名药物新品种,完成200个以上医药大品种的改造升级,开发50个以上掌握核心技术的医疗器械品种。
在医疗领域方面,新兴微机电系统传感器(MEMS)发展速度较快,表现抢眼。目前,医疗及生物医疗领域已经成为MEMS传感器最大的潜在市场。目前,MEMS在全球医疗领域的市场份额以每年超过11%的速度增长,预计2015年将超过28亿美元,2012-2015年间的年均复合增长率为12%。
四、传感器在通信电子领域市场前景
2010年中国智能手机出货量达到035亿台,2011年达到0541亿台。预计到2013年,智能手机的出货量将与普通手机的出货量持平,达到24亿台,到2015年,中国智能手机的出货量将达到48亿台,占据主流出货市场。
手机产量的大幅增长及手机新功能的不断增加给传感器市场带来机遇与挑战,智能手机市场份额不断上升增加了传感器在该领域的应用比例。此外,应用于集团电话和无绳电话的超声传感器、用于磁存储介质的磁场传感器等都将出现强势增长。


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