要实现物物联网,需要哪些技术?

要实现物物联网,需要哪些技术?,第1张

物联网基础技术

1、互联网技术,物联网是互联网的延伸和扩展,因此互联网技术是物联网发展的核心技术。

2、信息采集技术,物联网的发展需要信息采集、信息传递和信息处理这三个方面的完全融合,而信息采集是物联网发展的关键基础,物联网要获得发展,必须突破信息采集技术的瓶颈。

3、网络通信技术,剥去物联网的神秘外衣,其实物联网实质上就是在诸多行业和领域已有应用的无线传感网,无线传感网通过节点中内置的不同传感器检出被测环境中的温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分,移动物体的速度和方向等信息,并通过内置的数据处理及通信单元完成相关处理与通信任务。

4、物品编码技术,物品编码是物联网的基石,是物联网信息交换内容的核心和关键字,是物品、设备、地点、属性等的数字化名称。

5、数据库技术,在物联网时代,作为代表物品的标签数量是万亿数量级。如此大量的数据需要通过数据库管理。数据存储在当地数据库中,标签阅读器与当地数据库相连接。

扩展资料

物联网的基本特征从通信对象和过程来看,物与物、人与物之间的信息交互是物联网的核心。物联网的基本特征可概括为整体感知、可靠传输和智能处理。

整体感知即可以利用射频识别、二维码、智能传感器等感知设备感知获取物体的各类信息。可靠传输是通过对互联网、无线网络的融合,将物体的信息实时、准确地传送,以便信息交流、分享。

智能处理即使用各种智能技术,对感知和传送到的数据、信息进行分析处理,实现监测与控制的智能化。根据物联网的以上特征,结合信息科学的观点,围绕信息的流动过程,可以归纳出物联网处理信息的功能:

RFID(无线射频识别)是一种识别物体的技术,它通过无线电信号实现对物体的识别和跟踪。虽然RFID技术可以用于物联网中,但它不是物联网连接技术的代表。
物联网连接技术主要包括以下几种:
1 WiFi:通过WiFi连接将设备连接到互联网,实现设备之间的通信和控制。
2 ZigBee:一种无线网络协议,用于短距离低功耗通信,可用于家庭自动化和工业自动化等场景。
3 LoRaWAN:一种长距离低功耗无线通信技术,用于连接大量低功耗设备的物联网应用。
4 NB-IoT:一种低功耗广域网通信技术,用于连接大量低功耗设备的物联网应用。
相比之下,RFID技术更适用于物体识别和跟踪,例如库存管理、物流追踪等应用场景。因此,尽管RFID可以用于物联网中,但它不是物联网连接技术的主要代表。

物联网的关键技术有低功耗广域网(LPWAN)、蜂窝移动(3G/4G/5G)、Zigbee和其他网状协议等。

一、低功耗广域网(LPWAN)

低功耗广域网是物联网中的新现象。该系列技术通过使用小型的、廉价的电池提供长达数年的远程通信服务,旨在支持遍布工业、商业和校园的大规模物联网应用。

低功耗广域网几乎可以连接所有类型的物联网传感器,促进了从远程监控、智能计量和工人安全到建筑物控制和设施管理的众多应用。尽管如此,低功耗广域网只能以低速率发送小块数据,因此更适合于不需要高带宽且不具有时间敏感性的用例。

此外,同样,并非所有低功耗广域网都是一样的。如今,存在许可低功耗广域网技术(NB-IoT、LTE-M)和未经许可低功耗广域网技术(例如MIOTY、LoRa、Sigfox等)。这些技术在关键网络因素中的表现程度各不相同。

二、蜂窝移动(3G/4G/5G)

蜂窝移动网络在消费者市场中根深蒂固,提供了可靠的宽带通信,并支持各种语音呼叫和流视频应用。不利的一面是,它们会带来非常高的运营成本和电力需求。

虽然蜂窝移动网络不适用于大多数由电池供电的传感器物联网应用,但它们却非常适合特定的使用情形,例如交通和物流中的联网汽车或车队管理。此外,像车载信息娱乐系统、交通路线、高级驾驶辅助系统(ADAS)以及车队远程信息处理和跟踪服务都可以依靠无处不在的高带宽蜂窝移动网络。

具有高速和超低延迟的下一代移动网络5G将成为自动驾驶汽车和增强现实(VR)的未来。预计5G还将实现用于公共安全的实时视频监控、用于互联健康的医疗数据集的实时移动传输,以及一些对时间敏感的工业自动化应用。

三、Zigbee和其他网状协议

Zigbee是一种短距离、低功耗无线技术(IEEE 802154),通常部署在网状拓扑中,以通过在多个传感器节点上中继传感器数据来扩展覆盖范围。与低功耗广域网相比,zigbee提供了更高的数据速率,但同时由于网格配置而降低了能耗效率。

由于它们的物理距离短(《100m),Zigbee和类似的网状协议(例如Z-Wave、Thread等)最适合节点分布均匀且非常接近的中程物联网应用。通常,Zigbee是WI-FI的完美补充,适用于智能照明、暖通空调控制、安全和能源管理等各种家庭自动化应用。

无论是智能住宅、联网汽车还是智能工厂,所有智能化技术的核心都是设备间的网络互联,而这正是我们耳熟能详的物联网(IoT)。
OFweek物联网讯 无论是智能住宅、联网汽车还是智能工厂,所有智能化技术的核心都是设备间的网络互联,而这正是我们耳熟能详的物联网(IoT)。
目前,IoT正处于关键的转型期。有人预计,到2020年,将有500亿个“事物”实现互相通信,或是通过互联网进行沟通。面对如此迅速的普及和发展,我们也面临着一些新的挑战:如何才能使IoT易于使用,并且具有较高的性价比和效率呢
通过与德州仪器(TI)众多IoT专家的深入交流,他们给出了解决这些挑战的关键,并特别强调了针对消费类、工业和汽车领域的IoT应用。
1低功耗是重中之重
IoT从一个利基市场(小众市场)不断发展成为了一个几乎将我们生活各个方面都连接在一起的庞大网络,面对如此广泛的应用,功耗是至关重要的。在IoT领域中,许多联网器件都是配备有采集数据节点的微控制器(MCU)、传感器、无线设备和制动器。通常情况下,这些节点将由电池供电运行,或者根本就没有电池,而是通过能量采集来获得电能。特别是在工业装置中,这些节点往往被放置在很难或者无法接近的区域。这意味着,它们必须能够在单个纽扣电池供电的情况下实现长达数年的运作和数据传输。
“电池的安装、养护和维修不仅难度很高,同时也会带来高昂的开销,而在某些车间或厂房内,这些 *** 作甚至具有危险性,”关注无线和低功耗充电的Harsha表示。“我们的目标就是让用户在器件的使用寿命内无需更换电池。”
Harsha和他的团队正在研究尽可能延长微型电池供电时间的方法:
太阳能——无论是室内或是户外光源,即使是只从光源中采集很少的能量,其影响也是巨大的。
温差——通过工厂中某一物件的内外环境温差,也能够实现能量的采集,例如温度高于外部空气的高温液体管道。
振动——在工业装置中,车间内机器所产生的振动也能被用于能量采集。
射频(RF)——例如通过住所内来自Wi-Fi的无线电波,为支持IoT节点的电池生成一个小电荷。
“其目的在于将电池的使用寿命延长10%或20%。虽然消费类电子元器件更新换代的速度似乎越来越快,但是工业应用中的IoT技术可以持续很长的时间。通过使用能量采集来延长电池使用寿命,一块电池可以持续供电20到30年,直到所有的节点需要更换。在某些情况下,由于能量采集的使用,这些节点甚至可以实现无电池运行,”Harsha说道。
2感测必不可少
如果没有感测,那么IoT也将不复存在。传感器、微型器件和节点是构成整个IoT系统的基石,它们能够测量一切产生数据同时发送给其它节点或云端的事物。无论是感测住宅的房门是否关闭还是汽车的机油是否需要更换,亦或是生产线上的某个设备会不会出现故障,传感器采集到的都是关键信息。
“感测在需要做出决策的时候便会发挥其作用,这一过程不一定需要人工干预,”电流感测领域的Jason说道。“如果传送带正在传输某个物体,传感器能够帮助确定这个物体是什么、重量几何以及传送带是否过热等。例如,分析电机内的电流能够让人们了解电机的健康状况,是不是出现了什么故障。这些都是在进行工厂控制时需要了解的内容,而传感器使这一切变为可能。当提供实时数据时,这些重要数据的结合将影响到方方面面。”
由于传感器采集了如此大量的数据,特别是在工业物联网(IIoT)中更是如此,Jason认识到,传感器软件的创新与传感器硬件的创新同样重要。
“当获得了如此大量的信息时,如何确定信息是不是过多,或者掌握的数据根本就是无用的呢其中缺少的一环就是算法。一旦有了这些算法,并且在工厂内得以充分利用,它们将改变制造业。制造业的布局,即产品生产所占用的空间,将会缩小。工厂会变得越来越小,而效率越来越高。”Jason说道。
3连通性选择:由繁化简至关重要
一旦传感器数据被低功耗节点采集,这些数据必须被传送到某个地方。在大多数情况下,它会被传送至一个网关,这是IoT系统中互联网与云或其它节点之间的中点。
目前,根据独特的使用情况和不同的需求,可以选择多种有线或无线的方式来连接设备。14项不同连通性标准和技术中的每一项都有其特殊的价值和用途,不过将Wi-Fi、Bluetooth、Sub-1GHz和以太网中的所有这些标准都整合起来却是一项巨大的工程。
“由于产品的多样性,以及需要将连通性添加到很多不同且大多数此前不具备互联网连通性的产品中,这就需要采用复杂的技术,并使其变得更加简单。这也是我们目前工作中很大的一部分,”IoT战略市场总监Gil说。
4管理云端连通性是关键
一旦数据通过一个网关,它在大多数情况下会直接进入云端;在这里,数据被分析、检查,然后付诸实施。IoT的价值源自云端服务上运行的数据。正如连通性一样,也有很多云端服务的选择,这也是IoT领域内的另外一个复杂点。
“云端供应商的种类繁多,数量也不尽相同,并且没有针对云端设备连接和管理方式的标准,”Gil说。“为了满足那些使用多个云端服务的用户需求,我们已经开发出最大的IoT云端生态系统,这个系统拥有超过20家云端服务供应商,能够提供集成的TI技术解决方案。”
Gil相信,由于云端技术已经实现了良好的成本效益,IoT正以极快的步伐飞速发展。不过,为了实现IoT的进一步增长,在复杂度简化方面还有很多工作要做。
5安全性是广泛采用的关键
Gil认为,整个系统的安全性是IoT被广泛采用的最大障碍。随着越来越多的设备变得“智能化”,将会出现更多的潜在安全性漏洞。我们的团队正在研究构建最先进硬件安全机制的方法,与此同时,我们要将这些安全机制的大小、成本和功耗保持在较低的水平上。更为重要的是,我们在集成安全协议和安全性软件方面投入了大量的人力物力,以使安全性的实现对于用户来说尽可能的简单。
“我们正在努力减少把高级安全性功能添加到IoT产品中时所遇到的障碍,”Gil表示。
6为经验不足的开发人员提供更简易的IoT解决方案
首先,IoT技术曾经主要由技术公司使用。不过目前甚至在未来的一段时间里,IoT将在有着一定技术背景限制的行业中使用。
例如,以一个生产龙头的公司为例。直到目前,由于没有任何需求,电气工程师也许从未在龙头制造公司工作过。但是,如果这家公司打算生产接入互联网的花洒,那么这家公司在人力和时间方面的投入将是巨大的。因此,IoT技术必须能够轻松地添加到现有和未来的用户产品中,而无需网络和安全工程师参与其中。
“这些公司不需要像一家互联网技术公司那样,在技术学习方面做出投入,其原因在于,他们现在可以从诸如TI这样的公司那获得现成可用的技术,”Gil说。
由于我们生活中越来越多的事物正在与网络建立互联,并且随着IoT的扩增,还有大量的工作需要去完成。对于像Gil这样的TI员工来说,努力工作才是对所付出的时间和精力的最好回报。
“它是对我们未来方方面面高品质生活的巨大展望。这包括我们的住所、汽车和高效工厂内的用户便利性和生活方式,而这一切将最终使我们的世界变得更加美好,”他说。

物联网有哪些关键技术?相关内容如下:

1、传感器技术,这也是计算机应用中的关键技术。大绝大部分计算机处理的都是数字信号。自从有计算机以来就需要传感器把模拟信号转换成数字信号计算机才能处理。

2、RFID标签也是一种传感器技术,RFID技术是融合了无线射频技术和嵌入式技术为一体的综合技术,RFID在自动识别、物品物流管理有着广阔的应用前景。

3、嵌入式系统技术:是综合了计算机软硬件、传感器技术、集成电路技术、电子应用技术为一体的复杂技术。经过几十年的演变,以嵌入式系统为特征的智能终端产品随处可见;小到人们身边的MP3,大到航天航空的卫星系统。

嵌入式系统正在改变着人们的生活,推动着工业生产以及国防工业的发展。如果把物联网用人体做一个简单比喻,传感器相当于人的眼睛、鼻子、皮肤等感官,网络就是神经系统用来传递信息,嵌入式系统则是人的大脑,在接收到信息后要进行分类处理。这个例子很形象的描述了传感器、嵌入式系统在物联网中的位置与作用 。

4、智能技术:是为了有效地达到某种预期的目的,利用知识所采用的各种方法和手段。通过在物体中植入智能系统,可以使得物体具备一定的智能性,能够主动或被动的实现与用户的沟通,也是物联网的关键技术之一 [2]  。

5、纳米技术:是研究结构尺寸在01~100 nm范围内材料的性质和应用,主要包括: 纳米体系物理学、纳米化学、纳米材料学、纳米生物学、纳米电子学、纳米加工学、纳米力学等。这 7 个相对独立又相互渗透的学科和纳米材料、纳米器件、纳米尺度的检测与表征这3个研究领域。

纳米材料的制备和研究是整个纳米科技的基础,其中,纳米物理学和纳米化学是纳米技术的理论基础,而纳米电子学是纳米技术最重要的内容。使用传感器技术就能探测到物体物理状态,物体中的嵌入式智能能够通过在网络边界转移信息处理能力而增强网络的威力, 而纳米技术的优势意味着物联网当中体积越来越小的物体能够进行交互和连接。

电子技术的趋势要求器件和系统更小、更快、更冷,更小,是指响应速度要快。更冷是指单个器件的功耗要小。但是更小并非没有限度。纳米技术是建设者的最后疆界,它的影响将是巨大的。纳米电子学,包括基于量子效应的纳米电子器件、纳米结构的光/电性质、纳米电子材料的表征,以及原子 *** 纵和原子组装等。

物联网是新一代信息技术的重要组成部分,也是“信息化”时代的重要发展阶段。

物联网是以计算机科学为基础,包括网络、电子、射频、感应、无线、人工智能、条码、云计算、自动化、嵌入式等技术为一体的综合性技术及应用,它要让孤立的物品(冰箱、汽车、设备、家具、货品等)接入网络世界,让它们之间能相互交流,让我们可以通过软件系统 *** 纵himer、让himer鲜活起来。

物联网是指通过各种信息传感设备,实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程等各种需要的信息,与互联网结合形成的一个巨大网络。其目的是实现物与物、物与人,所有的物品与网络的连接,方便识别、管理和控制。

科技创新改变生活,物联网以及延伸的人工智能必将为未来带来自便利的美好生活。人类总是在追求自便利的美好生活,物联网很有前瞻性,下一波的IT浪潮就是云计算、物联网、人工智能、生物技术。

物联网就是通过信息传感设备,按照约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,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。
通俗地讲,物联网就是“物物相连的互联网”,它包含两层含义:
第一,物联网是互联网的延伸和扩展,其核心和基础仍然是互联网;
第二,物联网的用户端不仅包括人,还包括物品,物联网实现了人与物品及物品之间信息的交换和通信。
物联网作为新一代信息技术的高度集成和综合运用,具有渗透性强、带动作用大、综合效益好的特点,是继计算机、互联网、移动通信网之后信息产业发展的又一推动者。


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