如何做好农业物联网后期管理和维护

如何做好农业物联网后期管理和维护,第1张

我国农业发展面临着资源与环境等约束,迫切需要加强农业物联网的应用——物联网如何和农业更好结合
农业物联网作为一项新型信息化集成技术,正改变着我国传统农业的面貌。当前,蓬勃发展的农业物联网存在哪些瓶颈,如何推动其更好发展,记者进行了深入采访。
智慧农业啥样
在北京夏黎城设施农业专业合作社,物联网智能控制系统不间断监测室外温度、湿度、风速、风向等气象指标,实时采集温室内环境和生物信息参数。工作人员介绍,这里的网络型灌溉管理系统能节水69%,智能施药系统可节省农药15%至20%,整个系统可使得菊花分化到现蕾的时间缩短5至7天,商品化率提高15个百分点。
北京夏黎城设施农业专业合作社是北京市设施农业物联网示范工程的一个核心基地。该示范工程初步建设了5000亩核心示范区、2万亩直接带动区和5万亩辐射带动区。据测算,通过物联网技术,核心区蔬菜产量平均提高约10%,基地每年增收1600万元以上。北京市农委信息中心主任刘军萍告诉记者,由于前期示范的良好效果,今年又有6个农业企业和一些农户主动提出安装传感器,通过农业物联网节本增效。
“农业物联网主要有感知、传输和控制三大作用。”中国农科院信息所所长许世卫解释,农业物联网不仅能感知水、肥、热、气、光等外部环境变量,还能感知生物本体,比如,对水稻叶片中的各种营养元素的感知。“如果感知到水稻叶片中叶绿素含量降低,说明缺氮了,就要添加氮肥。如果等到肉眼看到叶片发黄再追肥,就晚了。”
我国农业发展面临着资源与环境等约束,迫切需要加强农业物联网的应用,提高农业精细化管理水平。农业部市场与经济信息司司长张合成说,通过物联网技术改造传统农业,提升农业各环节智能化程度,目标是实现“环境可测、生产可控、质量可溯”。
2011年,农业部发布了《全国农业农村信息化发展“十二五”规划》,并与发改委、财政部组织实施了北京市设施农业、江苏无锡养殖业等三大国家级物联网应用示范工程,我国农业物联网发展驶入快车道。今年,农业部启动了天津、上海、安徽等三个农业物联网区域试点,并认定了40家农业农村信息化示范基地。在示范区外,各地农业物联网发展也方兴未艾。
制约瓶颈在哪
“当前最大的问题是,没有把物联网技术在农业上的应用量化在经济指标上。不计成本的示范对农业物联网的推广并没有实际价值,要解决谁为应用买单的问题。”2013年中国物联网大会上,物联网产业协会副理事长柏斯维认为,试点示范并不代表真正实现产业化,大规模商业化应用还需要时间。农业是弱势产业,生产条件可控性差,这决定了物联网在我国农业领域的应用明显不同于在工业等领域,导致了其发展初期受资金制约严重。
资金投入是发展农业物联网的首要问题。记者采访发现,农业物联网基础设施建设具有一次性投入大、回报周期长的特点。在农业整体比较效益低、以小农户分散经营为主的情况下,很多物联网设备因价格偏高很难大面积推广。据了解,一套物联网设备,因其核心传感器的不同,价格从一万元到几十万元不等。如果不是从事规模经营或者高效种养殖业,普通种植大田的农民是无力承担的。
“农业专用传感器的缺乏是我国农业物联网发展的瓶颈。目前我国农用传感器种类不到世界的10%,国产化率低、缺乏市场规模效应。在覆盖面、适用性等方面还有很大提升空间。”农业部信息中心主任李昌健说,我国传感器主要集中在对温度、湿度的监测,对其他环境因子关注较少,尤其对生物本体的感知还很少。国产传感器性能不够稳定,使得监测数据不够准确,经常需要校正,而且器材寿命短。
同时,物联网设备还不够接“地气”,在满足农民使用需求方面还要继续探索。目前,我国农业物联网设备主要产自高校院所的实验室,概念性产品多,实际产业化率不高,且实验室理论研究与农业实际应用差异较大。
“物联网设备要力求方便实用和‘傻瓜化’。”中国农业大学宜兴农业物联网研究中心负责人李道亮教授告诉记者,宜兴水产养殖物联网从实验室概念型产品到最终成熟的应用系统,一共研发了3代产品,对电路、通信、模型三大模块总计改进了上百次,大部分都是为适应当地环境特点和农民 *** 作简便进行的改进。
发展途径何在
“农业物联网项目要以‘测得出、传得快、算得灵、用得好’为建设标准,重点在功能设计、核心技术、推进机制等方面寻求突破。”张合成对记者说。
据介绍,农业部正在积极谋划,争取在财政部的支持下启动“益(e)农计划”,系统推进全国农业生产经营信息化与信息服务体系建设。同时,正在研究建立农业信息补贴制度,加快推动将农业物联网相关产品和装备纳入农机购置补贴目录,以此鼓励电信运营商、IT涉农企业、科研院校等社会力量的积极性,逐步形成政府引导下的投资主体多元化、运行维护市场化,合力推进农业物联网发展。
“农业物联网是个复杂的工程,总体处于试验阶段,既要重视它,又不能盲目夸大其作用,要与现有信息化工作结合。”国家农业信息化工程技术研究中心主任赵春江表示,物联网发展应用应突出重点,要优先从基础好、规模化程度高的行业入手。他认为,应在水土资源开发利用、生产过程精细管理、农产品与食品安全监控系统等领域优先发展。
面对国内传感器的发展现状,有关专家表示,要坚持自主研发与引进吸收并重。提升农业物联网的自主创新能力,难度大的技术要加快引进吸收,短平快的技术要自主研发,把传感器转换成低成本、便携式的仪器设备,通过单项技术突破与集成应用并举,加快技术研发应用步伐。

对物流企业的运营产生影响的因素主要有外部因素和内部因素两种。

外部环境要素

时势造英雄,形势比人强。发展好的企业,大都是顺着时势走,善于把握时势所赋予的机遇。物流企业要把握时势,得洞察科技、社会的发展趋势,顺应行业的发展趋势,把握物流服务升级的趋势。

科技及社会的发展趋势。

从物流企业的角度来看,所需要洞察的科技及社会发展趋势有以下三个方面。

1)信息技术的发展趋势。

信息技术的发展趋势可以用这几个词来概括,物联网、移动互联网、云计算、大数据。随着信息技术的发展,信息的采集越来越容易,信息传递(通信)的速度越来越快,信息处理的能力越来越强,而且这些技术手段的成本越来越低。我们可以想象未来的世界,任何工作、生活的重要环节都可以采集到相关信息。

同时,信息技术的发展可以让物流过程的每个环节都实现信息的实时采集和交互。信息技术将会深入改造物流业态。

2)人们的生活、工作方式的变化。

人们的生活会因为科学技术的发展越来越安逸,越来越便捷。智能交通、智能家居、智能办公等是充满想象的空间。1980年以后出生的人逐渐成为经济活动的主体,主导商业活动。这些人成长在互联网时代,对信息的诉求强烈,对信息工具的应用熟练。

人们的生活、工作方式在发生变化,人们的思维也在发生变化。企业需要洞察这些变化对行业发展的影响。

3)商业组织形式的变化。

最近炒得火热的平台化、O2O、S2S、互联网思维等等,都是在对商业组织形式变化的描述。商业的组织形式发生改变,企业经营方式和管理方式也需要随着改变。物流企业需要洞察商业组织形式的变化,因为物流是直接服务于商业的。当商业的组织形式发生变化的时候,物流的组织形式也会随着变化。

物流行业发展的一般趋势

总体上而言,物流行业发展的一般趋势可以用“专业化、信息化、网络化、集约化”来概括。物流企业需要实现“专业化、信息化、网络化、集约化”转型,才能适应行业的发展要求,否则在市场竞争中会处于劣势。

物流的社会化分工出现了冷链物流、零担、快递、危险品物流等细分领域,每一个细分领域都体现了不同的专业性,这就是物流的专业化。

物流的专业化是以不同产业的专业化为基础的,例如农业生产专业化到农产品贸易专业化需要“菜篮子工程物流”。例如医药生产和分销的专业化,需要医药物流。物流专业化随着产业专业化的发展不断深化。

此外,每一个细分领域的物流都需要信息化手段来强化专业化的管理和运营。例如冷链物流需要对温度进行实时监控,电商快递需要对订单进行全程追踪等等,假如缺乏信息化的管理手段,物流的专业化运作是非常粗放的。

物流企业一般都比较重视网络化建设,物流网络的覆盖面越广代表企业的实力越强。如果网络化没有信息化的辅助,网络是一个支离破碎的网络,无法对网络进行优化。传统的物流网络通常是由投资关系、契约关系和纵向单一的业务关系在维持。而信息化的网络,可以根据各个网络节点的信息进行综合分析,对网络进行优化,加强网络之间的横向关系。

物流的集约化是指物流企业以规模化为基础的高效物流运作。专业化、信息化和网络化是集约化的基础,是企业能够驾驭大规模货物流动的前提。当一个企业每天处理的单据是100单的时候可以用人工方式处理,但业务量增加到1万、10万、100万单的时候,若没有信息系统工具的辅助,没有物流组织网络的支撑,没有专业化的管理手段,是无法实现企业的正常运营的。物流是一个符合规模经济效益的行业,规模化、集约化运作是物流企业发展的出路。

物流服务升级的趋势

把握物流服务升级的趋势,是物流企业获得可持续发展的关键。物流服务升级的趋势代表市场的发展方向,是企业获得生存空间的方向。借鉴本章第2节所介绍的狩野模式,物流服务可以分为基本特性、相关特性和悦人特性,如图4-6所示。把握这些特性的趋势对物流企业的可持续发展十分重要。

1)物流服务的基本特性。

物流最根本的作用是实现物品的时间效用和地点效用。物品的时间效用,是指物品在被需要时才发挥其使用价值,人们才能拥有或者享用这些价值;但在物品发挥其价值之前必须经过一系列的物流过程,没有这一系列的物流过程就不会有物品实现其效用的机会。

一个物品从被生产出来到其被使用,会经历一段时间,而使用它时才能实现其效用。例如粮仓里的谷物,冰箱里的水果,在储藏过程中是一种物流形态,是为了将来时能够使用以实现其效用。

而地点效用是指物品在它被需要的地点才能发挥其使用价值,人们才能拥有或享用它所发挥的价值。物品的生产地点与使用地点不同,使物品从生产地点到达使用地点,才能实现物品的效用。例如,南方生产的香蕉,运到北方并卖到消费者手中,才实现其效果。物流所实现的物流时间效用和地点效用是统一的整体,是事物的两个方面。

物流服务的基本特性,就是实现物品的时间效用和地点效用。因此,物流活动的基本形式也就是运输和仓储。物流服务,就是使需要的人在需要的时间和需要的地点能获得所需要物品。

2)物流服务的相关特性。

物品在物流过程中可能会存在耗损、变质以及会交货延误等风险。可以把这些风险看作物流服务的相关特性,把风险降到最低。例如蔬菜和速冻食品,采用冷藏运输和冷库储藏,以最大限度地降低物品的耗损和变质风险。又比如,对易碎品进行防护包装,以减少物流过程中被损坏的风险。在降低延误风险方面,通过严格控制整个流程关键节点的时间,以防延误。例如网购,订单系统与快递系统进行对接,严控各环节的时效,以能按时将商品送到消费者手中。

此外,门到门、仓到仓的服务也属于物流服务的相关特性。门到门、仓到仓使得货主及消费者更加便捷地获得其所需要的物品。

3)物流服务的悦人特性。

物流服务的悦人特性,是指基于物流服务给货主和消费者增加其它增值服务。例如,货到付款服务、货损保险服务。此外,对货主的迁就也是物流服务的悦人特性。例如,货主可能临时改变收货时间和收货地点,可能更换签收人,等等。根据物流服务的悦人特性,来开发相关的物流增值服务,是物流差异化竞争的趋势。

4)狩野模式应用于物流服务的补充说明。

首先,狩野模式是对物流服务品质的定性分析,物流企业应当根据实际情况使物流服务定量化、标准化。其次,相关特性会逐渐转变为基本特性,例如货到付款可能逐渐转变为物流服务的基本内容。再次,悦人特性会随着社会的发展,出现不同内容。例如,随着移动通信技术的发展,代签收的远程确认可以实现,会成为物流服务悦人特性的内容。

企业系统要素

物流企业系统的结构及运行状况,是影响物流企业可持续发展的内因。外部环境和市场条件再好,若企业系统不具备适应市场的能力,那么只有被淘汰。物流企业能否可持续发展,一方面要看其系统自身的稳健程度,另一方面是企业系统的信息化水平。

企业系统的稳健性

企业系统的稳健性,包括组织架构的稳健性、业务流程的稳健性、系统更新与改善的稳健性。

组织架构的稳健,是指企业系统中的每个职能部门都运作良好,能够为业务经营提供应有的支撑;各部门之间的协调良好,使业务运作顺畅。组织架构的稳健性,不同企业的情况不一。组织架构稳健性差的表现,如部门涣散,部门之间沟通不畅,流程责任分割情,员工之间及部门之间相互指责和推诿责任。

业务流程的稳健性,是指业务流程能够产出让客户满意的服务,并且能够控制流程运作的成本。业务流程稳健性,与流程设计有关,也与业务运作的执行有关。业务流程不稳健,业务运作的效率低,服务品质也低。

系统更新与改善的稳健,是指组织架构与业务流程具有错误识别和自我修缮的能力,以及在面对市场需求变化时能够迅速地做出反应,进行适应性调整、更新和优化。系统更新与改善的稳健性是企业实现可持续发展的基础能力。

企业系统的信息化水平

物流企业系统的信息化水平难以用高或者低、先进或者落后来衡量。但物流企业的可持续发展,与其企业系统的信息化水平息息相关。物流业的基本趋势是专业化、信息化、网络化和集约化。若没有信息化,则专业化、网络化和集约化是难以实现的。

企业系统的信息化,涉及业务流程控制的信息化,各个岗位和部门日常工作的信息化,以及跨企业协作的信息化。物流企业的信息化建设是物流企业实现可持续发展的重要基础,物流企业需要规划符合自身发展所需要的信息化建设。

组织能力要素

企业能否实现可持续发展,最终都归结到人的因素,即组织能力要素。组织能力要素包括经营决策层、中间管理层以及基层员工的相关能力。

经营决策层的眼光及规划能力

一个企业能够有多大的发展,一般是由经营决策层的眼光和战略规划能力所决定。眼光是指对事物的洞察和对趋势准确判断的能力。经营决策层的眼光受企业领导团队所有成员的经历、知识结构及思维方式的影响。任何人的经历都是有限的,但知识结构可以通过不断的学习来完善,思维方式也可以通过不断的学习和训练来提高。企业经营决策层的学习能力是企业可持续发展的重要基础。

此外,经营决策层的战略规划能力也非常重要。但就眼光而言,很多人都看到趋势,可以比较准确地判断未来,但是将新观点、新想法变成企业的实际战略的规划并不是那么简单,这受制于经营决策层的战略规划能力。从“想到”到“做到”的征途上,战略规划是非常关键的一环。

中层干部的管理水平及执行力

中层干部是整个企业系统的骨架和支柱,中层干部的管理水平和执行力决定整个企业系统的运作效率。打造管理水平高、执行力强的中层干部队伍是企业实现可持续发展必须要有的企业管理战略。决定企业中层管理干部队伍综合素质的因素有选人、用人、培养人及企业的文化氛围。

选人,就是能否识别人才并获得人才;用人就是激励、鞭笞人才;培养人就是给与学习、创新的机会,给予人才成长空间。企业的文化氛围对留住人才有着重大的影响,企业应当创造良好的企业文化氛围来培养中层管理干部的忠诚和敬业心,以提高干部队伍的凝聚力和战斗力。

基层员工的综合素质

物流企业基层员工的综合素质对物流企业的可持续发展十分重要。基层员工直接面向客户,直接为客户提供服务,基层员工的素质直接影响物流服务品质和业务效率。一般而言,企业的中层干部多数是从基层员工当中择优筛选出来的,基层员工的综合素质高的企业,一定是一个生机勃勃,充满希望的企业。

实现企业的可持续发展没有什么灵丹妙药,唯一的路径就是培养出一批批忠诚于企业的优秀人才来推动企业向前发展。不管科技如何发展,环境怎么变化,企业之间的竞争终究到底是人才的竞争,企业发展终究要靠人才来推动。

尽管IPv4中常见的攻击方式将在IPv6网络中失效,使来自网络层的一些安全攻击得以抑制,但采用IPv6并不意味着关紧了安全的大门,来自应用层的威胁将以新的方式出现。 总有人误认为“网络改成IPv6,安全问题就全面解决了”。诚然,IPv4中常见的一些攻击方式将在IPv6网络中失效,例如网络侦察、报头攻击、碎片攻击、假冒地址及蠕虫病毒等,但IPv6不仅不可能彻底解决所有安全问题,反而还会产生新的安全问题。
虽然与IPv4相比,IPv6在网络保密性、完整性方面做了更好的改进,在可控性和抗否认性方面有了新的保证,但目前多数网络攻击和威胁来自应用层而非网络层。因此,保护网络安全与信息安全,只靠一两项技术并不能实现,还需配合多种手段,诸如认证体系、加密体系、密钥分发体系、可信计算体系等。

安全新问题如影随形

IPv6是新的协议,在其发展过程中必定会产生一些新的安全问题,主要包括:
● 针对IPv6的网管设备和网管软件都不太成熟。
IPv6的管理可借鉴IPv4。但对于一些网管技术,如SNMP(简单网络管理)等,不管是移植还是重建,其安全性都必须从本质上有所提高。由于目前针对IPv6的网管都不太成熟,因此缺乏对IPv6网络进行监测和管理的手段,对大范围的网络故障定位和性能分析的能力还有待提高。
● IPv6中同样需要防火墙、、IDS(入侵检测系统)、漏洞扫描、网络过滤、防病毒网关等网络安全设备。
事实上,IPv6环境下的病毒已经出现。例如,有研究人员在IPv6中发现了一处安全漏洞,可能导致用户遭受拒绝服务攻击。据悉,该漏洞存在于IPv6的type 0路由头(RH0)特征中。某些系统在处理IPv6 type 0路由头时存在拒绝服务漏洞。
● IPv6协议仍需在实践中完善。
IPv6组播功能仅仅规定了简单的认证功能,所以还难以实现严格的用户限制功能。移动IPv6(Mobile IPv6)也存在很多新的安全挑战,目前移动IPv6可能遭受的攻击主要包括拒绝服务攻击、重放攻击以及信息窃取攻击。另外,DHCP( Dynamic Host Configuration Protocol,动态主机配置协议)必须经过升级才可以支持IPv6地址,DHCPv6仍然处于研究、制订之中。
●向IPv6迁移过程中可能出现漏洞。
目前安全人员已经发现从IPv4向 IPv6转移时出现的一些安全漏洞,例如黑客可以非法访问采用了IPv4和IPv6两种协议的LAN网络资源,攻击者可以通过安装了双栈的IPv6主机建立由IPv6到IPv4的隧道,从而绕过防火墙对IPv4进行攻击。
IPv6协议在网络安全上的改进
● IP安全协议(IPSec)技术
IP安全协议(IPSec)是IPv4的一个可选扩展协议,而在IPv6中则是一个必备的组成部分。IPSec协议可以“无缝”地为IP提供安全特性,如提供访问控制、数据源的身份验证、数据完整性检查、机密性保证,以及抗重播(Replay)攻击等。
IPSec通过三种不同的形式来保护通过公有或私有IP网络来传送的私有数据。
(1)验证:通过认证可以确定所接受的数据与所发送的数据是否一致,同时可以确定申请发送者在实际上是真实发送者,而不是伪装的。
(2)数据完整验证:通过验证保证数据从原发地到目的地的传送过程中没有任何不可检测的数据丢失与改变。
(3)保密:使相应的接收者能获取发送的真正内容,而无关的接收者无法获知数据的真正内容。
需要指出的是,虽然IPSec能够防止多种攻击,但无法抵御Sniffer、DoS攻击、洪水(Flood)攻击和应用层攻击。IPSec作为一个网络层协议,只能负责其下层的网络安全,不能对其上层如Web、E-mail及FTP等应用的安全负责。
●灵活的扩展报头
一个完整的IPv6数据包包括多种扩展报头,例如逐个路程段选项报头、目的选项报头、路由报头、分段报头、身份认证报头、有效载荷安全封装报头、最终目的报头等。这些扩展报头不仅为IPv6扩展应用领域奠定了基础,同时也为安全性提供了保障。
比较IPv4和Ipv6的报头可以发现,IPv6报头采用基本报头+扩展报头链组成的形式,这种设计可以更方便地增添选项,以达到改善网络性能、增强安全性或添加新功能的目的。
IPv6基本报头被固定为40bit,使路由器可以加快对数据包的处理速度,网络转发效率得以提高,从而改善网络的整体吞吐量,使信息传输更加快速。
IPv6基本报头中去掉了IPv4报头中的部分字段,其中段偏移选项和填充字段被放到IPv6扩展报头中进行处理。
去掉报头校验(Header Checksum,中间路由器不再进行数据包校验)的原因有三: 一是因为大部分链路层已经对数据包进行了校验和纠错控制,链路层的可靠保证使得网络层不必再进行报头校验; 二是端到端的传输层协议也有校验功能以发现错包; 三是报头校验需随着TTL值的变化在每一跳重新进行计算,增加包传送的时延。
●地址分配与源地址检查
地址分配与源地址检查在IPv6的地址概念中,有了本地子网(Link-local)地址和本地网络(Site-local)地址的概念。从安全角度来说,这样的地址分配为网络管理员强化网络安全管理提供了方便。若某主机仅需要和一个子网内的其他主机建立联系,网络管理员可以只给该主机分配一个本地子网地址;若某服务器只为内部网用户提供访问服务,那么就可以只给这台服务器分配一个本地网络地址,而企业网外部的任何人都无法访问这些主机。
由于IPv6地址构造是可会聚的(aggregate-able)、层次化的地址结构,因此,IPv6接入路由器对用户进入时进行源地址检查,使得ISP可以验证其客户地址的合法性。
源路由检查出于安全性和多业务的考虑,允许核心路由器根据需要,开启反向路由检测功能,防止源路由篡改和攻击。
IPv6固有的对身份验证的支持,以及对数据完整性和数据机密性的支持和改进,使得IPv6增强了防止未授权访问的能力,更加适合于那些对敏感信息和资源有特别处理要求的应用。
通过端到端的安全保证,网络可以满足用户对安全性和移动性的要求。IPv6限制使用NAT(Network Address Translation,网络地址转换),允许所有的网络节点使用全球惟一的地址进行通信。每当建立一个IPv6的连接,系统都会在两端主机上对数据包进行 IPSec封装,中间路由器对有IPSec扩展头的IPv6数据包进行透明传输。通过对通信端的验证和对数据的加密保护,使得敏感数据可以在IPv6 网络上安全地传递,因此,无需针对特别的网络应用部署ALG(应用层网关),就可保证端到端的网络透明性,有利于提高网络服务速度。
●域名系统DNS
基于IPv6的DNS系统作为公共密钥基础设施(PKI)系统的基础,有助于抵御网上的身份伪装与偷窃。当采用可以提供认证和完整性安全特性的DNS安全扩展 (DNS Security Extensions)协议时,能进一步增强对DNS新的攻击方式的防护,例如网络钓鱼(Phishing)攻击、DNS中毒(DNS poisoning)攻击等,这些攻击会控制DNS服务器,将合法网站的IP地址篡改为假冒、恶意网站的IP地址。

主要功能:

一广泛的访问才能

现在,短程通讯的技能规范许多,只有LonWorks、ZigBee、6LoWPAN、rubee等常用的无线传感器网络技能,各种技能主要是针对某一应用开发的,缺少兼容性和体系规划。现在,国内外现已开展了物联网网关的规范化作业,如3GPP、传感器作业组等,以完成各种通讯技能规范的互联互通。

云网关

二可办理性

强壮的办理才能关于任何大型网络都是必不行少的。首先,需要对网关进行办理,如注册办理、权限办理、国家监管等。网关完成了子网中节点的办理,例如获取节点的标识、状况、特点、能量等,以及因为子网的技能规范和协议复杂性的不同,唤醒、 *** 控、确诊、升级和保护等的长途完成,网关具有不同的办理功能。根据物联网的模块化网关来办理不同感知网络、不同应用,保证使用一致的办理接口技能来办理终端网络节点。

三协议转化才能

不同感知网络到接入网络的协议转化,低规范格局的数据一致封装,保证不同感知网络的协议能够成为一致的数据和信令;将上层宣布的数据包分析成可由感知层协议识别的信令和 *** 控指令。

总结这些基本网关才能没有问题,但关于物联网网关来说,要害点之一是网关本身是完成感知层和通讯层的仅有入口和出口通道。外部只需要处理网关,而网关用于调度和 *** 控下面访问和注册的各种类型的传感设备。

因而,网关具有相似于API网关的要害才能,即对传感层中各种传感设备供给的不同类型的协议进行接入和适配,一起在协议接入后能够转化为规范接口协议和通讯层交互。关于实时接口,它能够选用相似的>

物联网的关键技术主要包括:无线传感器网络、ZigBee、M2M技术、RFID技术、NFC技术、低能耗蓝牙技术。

1、无线传感器网络:无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSN)是一种分布式传感网络,它的末梢是可以感知和检查外部世界的传感器。

WSN中的传感器通过无线方式通信,因此网络设置灵活,设备位置可以随时更改,还可以跟互联网进行有线或无线方式的连接。通过无线通信方式形成的一个多跳自组织网络。

2、ZigBee:ZigBee,也称紫蜂,是一种低速短距离传输的无线网上协议,底层是采用IEEE 802154标准规范的媒体访问层与物理层。主要特色有低速、低耗电、低成本、支持大量网上节点、支持多种网上拓扑、低复杂度、快速、可靠、安全。

3、M2M技术:M2M全称Machine to Machine,是指数据从一台终端传送到另一台终端,也就是机器与机器的对话。

M2M应用系统构成有智能化机器、M2M硬件、通信网络、中间件。M2M应用领域有、家庭应用领域、工业应用领域、零售和支付领域、物流运输行业、医疗行业。

4、RFID技术:无线射频识别即射频识别技术(Radio Frequency Identification,RFID),是自动识别技术的一种,通过无线射频方式进行非接触双向数据通信。

利用无线射频方式对记录媒体(电子标签或射频卡)进行读写,从而达到识别目标和数据交换的目的,其被认为是21世纪最具发展潜力的信息技术之一。

5、NFC技术:NFC英文全称Near Field Communication,近距离无线通信。与RFID一样,NFC信息也是通过频谱中无线频率部分的电磁感应耦合方式传递,但两者之间还是存在很大的区别。

首先,NFC是一种提供轻松、安全、迅速的通信的无线连接技术,其传输范围比RFID小,RFID的传输范围可以达到几米、甚至几十米,但由于NFC采取了独特的信号衰减技术,相对于RFID来说NFC具有距离近、带宽高、能耗低等特点。

其次,NFC与现有非接触智能卡技术兼容,已经成为得到越来越多主要厂商支持的正式标准。

6、低能耗蓝牙技术:蓝牙低能耗(Bluetooth Low Energy,或称Bluetooth LE、BLE,旧商标Bluetooth Smart)也称低功耗蓝牙,是蓝牙技术联盟设计和销售的一种个人局域网技术,旨在用于医疗保健、运动健身、信标、安防、家庭娱乐等领域的新兴应用。

相较经典蓝牙,低功耗蓝牙旨在保持同等通信范围的同时显著降低功耗和成本。

5G时代的商机和个体创业机会都基于一个新字,5G时代就是一个大创新的时代,也是一个大改变大发展的崭新时代,5G时代:未来,已来!5G的未来是多彩的,5G的能力也是不断积累的。业务需求和技术驱动是5G发展的两个“风火轮”,缺一不可。与前几代无线通信技术不同,5G带来的变化是全社会的,例如大视频,未来还有虚拟现实;例如自动驾驶,从辅助驾驶未来进一步走向无人驾驶,行驶主导权从人到汽车。从阶段发展的角度看,5G面临五大挑战:
1、目标的差异化。
全球5G发展不平衡,诉求也不一致。例如美国做5G固定宽带接入,相当于抛开3GPP自定义一种5G标准,产业链依托特殊场景形成;欧洲 4G 发展没有中国、亚太蓬勃,5G时代更多关注URLLC场景;中国则是定义为国家战略,5G三大场景齐头并进。日本和韩国则有大型赛事的驱动,开始阶段EMBB是主要诉求。这将带来对技术、频谱不同的诉求。
2、网络的复杂化
5G并不是单独的网络存在,而是和前面2G、3G、4G网络共存,本身还有EMBB、URLLC、mMTC三大场景业务,网络复杂程度是指数级的增加,对产业链所有厂商来说都是巨大挑战。
3、技术的妥协化


5G面临如此复杂的场景,考虑前后项的兼容,在标准制定时存在一些妥协,同时也是产业伙伴共同协作的结果。


4、场景的演进化
应用场景在2020年后,随着技术的革命,不一定局限于当前的思维,甚至会带来技术和标准演进的不确定性。


5、应用的滞后化
网络依赖业务应用的驱动,但这些业务蓝图属于未来业务,目前还没有真正实现,初期相辅相成,会存在一定结合滞后性和全面推广的时延性。


面临五大挑战,我们要步步为营,博学笃用,运势谋篇,明道优术,合众践行,一周一微步,一月一小步,一年一大步,循序渐进,日积月累,通过创新发展去有效应对:、技术创新、架构创新、应用创新、模式创新、产业创新。很期待5G时代,很期待融入5G生活!

摘要:物联网作为一种新的网络形式,相关理论研究和实践应用正在探索过程中。本文介绍了物联网的概念,给出了基于智能物体层、数据传输层、信息关联层、应用服务层的物联网四层体系架构,最后探讨了物联网在实现过程中所面临的问题和挑战。
关键词:物联网,RFID
一、概念
物联网(Internet of Things)这个概念最早由麻省理工的Auto-ID中心在1999年提出,其基本想法是将RFID和其他传感器相互连接,形成RFID架构的分布式网络。
欧洲委员会[1]提出“物联网是未来因特网的综合部分之一,可以被定义为一个动态的全球网络基础。基于标准的和互 *** 作的通信协议,无论物理的还是虚拟的“物”均有身份、物理属性和虚拟特质,具备自配置能力且使用智能接口,可以无缝地集成到信息网络中去。”
本文认为,物联网实质上是将真实世界映射到虚拟世界的过程:真实世界中的事物,通过传感器采集一定的数据,在虚拟世界中形成与之对应的事物。“相关物体可能在虚拟电子空间中被创造出来,源于物理物体空间,且与物理空间的物体有关联。”[2]传感器采集到数据的详细程度,将影响到该事物在虚拟世界中的抽象程度。在虚拟世界中,对该事物最简单也最重要的描述是物体提供了一个ID用于识别(如使用RFID标签),最详细的描述则是真实世界中该事物的所有属性和状态均可在虚拟世界中被观察到。进一步的,在虚拟世界中对该物体做出控制,则可通过物联网改变真实世界中该物体的状态。对于一个真实的事物,其所需的各种应用与 *** 作,只需在虚拟世界中对与之对应的虚拟事物进行应用和 *** 作,即达到目的。
这样将会对世界带来巨大的改变:实地实时监测和控制一个事物的成本是高昂的,通过物联网,所有事物都将在虚拟世界中被找到,以较低的成本被监测和控制,从而实现4A(anytime, any place, anyone, anything)[3]连接。虚拟世界提供了对所有事物的实时追踪的可能,所有的信息都不是孤立的,这将为各种海量运算和分析提供了最基础和最重要的信息源。真实世界存在于某一时刻,而当物联网发展到能将真实世界中的所有事物都映射到虚拟世界中时,无数个某一时刻的世界汇集起来,在虚拟世界中将形成一个可以追溯的历史,如同过去以纸质保存历史事件的发生,将来将以电子数据对所有事物进行全息描述的形式存储世界的历史。
二、体系架构
目前, 物联网还没有一个广泛认同的体系结构,最具代表性的物联网架构是欧美支持的EPCglobal和日本的UID物联网系统。EPC系统由EPC 编码体系、射频识别系统和信息网络系统3 部分组成。UID 技术体系架构由泛在识别码(uCode)、泛在通信器、信息系统服务器、和ucode 解析服务器等4部分构成。EPCglobal 和UID上只是RFID 标准化的团体,离全面的“物联网”体系架构相去甚远。
美国的IBM公司在2008年提出“智慧的地球”这一与物联网概念相近的概念,并提出通过INSTRUMENTED,INTERCONNECTED和INTELLIGENT这三个层面来实现智慧地球。在文献基础上,本文提出了物联网体系架构。
1、智能物体层:通过传感器捕获和测量物体相关数据,实现对物理世界的感知。同时具备局部的互动性,需要一定的存储和计算能力。
2、数据传输层:以有线或无线的方式实现无缝、透明、安全的接入,提供并实施编码、认知、鉴权、计费等管理。
3、信息关联层:通过云计算实施对海量数据的存储和管理、数据处理与融合,屏蔽其异质性与复杂性,形成一个与真实世界对应的虚拟世界。
4、应用服务层:从虚拟世界中提取信息,提供丰富的面向服务的应用。如智能交通、智能电网、智能医疗等等。
需要指出的是,数据由底部的传感器通过网络到达应用服务层面,而实际上,在服务应用层面,各个中心、用户可以反向的通过网络由执行器对物体进行控制。
在该体系结构中,感知层面的各种传感器、执行器都是具体的,随着技术的发展会不断升级,新设备不断引入物联网。而服务应用层的各种需求也是不断提出的,并不是一层不变的。若是每个具体的服务应用和传感设备都形成一个独立的网络,最后可能形成许多套特殊的网络,这不利于推广和不便于维护。因此这需要物联网的网络层有一定前瞻性,物体设备层可以变化,服务应用层可以变化,但它们都是通过一个普适的网络进行连接,这个网络可以在一定的时间内保持稳定。
三、面临的挑战
1、统一标准
物联网其实就是利用物体上的传感器和嵌入式芯片,将物质的信息传递出去或接收进来,通过传感网络实现本地处理,并联入到互联网中去。由于涉及到不同的传感网络之间的信息解读,所以必需有一套统一的技术协议与标准,而且主要是集中在互联上,而不是传感器本身的技术协议。现在很多所谓的物联网标准,实际上还是将物联网作为一种独立的工业网络来看待的具体技术标准,而应对互联需要的技术协议,才是真正实现物联网的关键。
2、安全、隐私
在物联网中所有“事物”都连接到全球网络,彼此间相互通信,这也带来了新的安全和隐私问题,例如可信度,认证,以及事物所感知或交换到的数据的融合。人和事物的隐私应该得到有效保障,以防止未授权的识别和攻击。安全与隐私这个问题,是人类社会的问题,不论是物联网还是其他技术,都是面临这两个问题。因此,不仅要从物联网内部的技术上做出一定的控制,而且要从外部的法规环境上作出一定的司法解释和制度完善。
参考文献
1 Commission, IDE, Internet of things Strategic Research Roadmap 2009
2 CASAGRAS Final Report: RFID and the inclusive model for the Internet of things 2010
3 ITU Internet Reports 2005: The Internet of Things 2005, ITU


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原文地址: https://outofmemory.cn/dianzi/12796632.html

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