物联网技术的应用举例 物联网技术发展与分析

摘 要:随着信息技术的不断发展,在互联网技术上又延伸和扩展出了物联网技术,物联网技术具有十分重要的经济和社会前景,引起了很多国家和政府的重视。本文就是在这个背景下首先讨论了物联网的概念和基本技术,然后描述了其应用领域,最后并对物联网发展的问题做了分析。
关键词:物联网 射频识别 M2M
中图分类号:TN91 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)05(b)-0023-01所谓物联网,就是利用射频自动识别技术,实现物体和物体之间能够识别的网络。EPC global的Auto-ID中心的提出的定义是:把所有物品通过射频识别等信息窗设备与互联网连接起来,实现智能化识别与管理。从本质上来说物联网是互联网技术的一种延伸,涵盖信息主要包含了射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等传感设备。设备之间按约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。其中主要包括了两种概念:第一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;第二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通讯。
1 物联网涉及关键技术
11射频识别技术(RFID)
RFID射频识别技术是一种非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别工作无须人工干预,可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签, *** 作快捷方便。在物联网中重要起“使能”(Enable)作用。
射频识别技术应用非常广泛,目前产品:RFID读写器、RFID标签等已经广泛应用了,典型应用范围:门禁控制、航空包裹识别、文档追踪管理、包裹追踪识别、畜牧业、产品防伪、票证管理、汽车晶片防盗器、停车场管制、生产线自动化等。
12传感器技术
传感器是一种物理装置或生物器官,能够探测、感受外界的信号、物理条件(如光、热、湿度)或化学组成(如烟雾),并将探知的信息传递给其他装置或器官。因此可以说,传感器是人类五官的延长,又称之为电五官。在我们生活中声控灯、自动门、遥控器等都是传感器的典型应用。
传感器的特点包括:微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化,它不仅促进了传统产业的改造和更新换代,而且还可能建立新型工业,从而成为21世纪新的经济增长点。
13M2M
M2M是机器对机器(machine-to-machine)通信的简称。是多种不同类型的通信技术有机的结合在一起实现机器之间通信、机器控制通信、人机交互通信以及移动互联通信等。M2M让机器、设备、应用处理过程与后台信息系统共享信息,并与 *** 作者共享信息;它提供了设备实时的在系统之间、远程设备之间或和个人之间建立无线连接,实现数据传输。
14其他技术
物联网还包含了其他如纳米技术、智能潜入技术以及工业化和信息化的融合技术等等在此就不一一详述了。
2 物联网应用领域
21城市管理
通过物联网可以实现智能交通,物联网技术可以自动检测并报告公路、桥梁的“健康状况”,还可以避免过载的车辆经过桥梁。在交通控制方面,可以通过检测设备,在道路拥堵或特殊情况时,系统自动调配红绿灯,并可以向车主预告拥堵路段、推荐行驶最佳路线。
22公共安全
通过物联网与摄录技术综合起来,我们可以实现人脸自动识别技术、车牌自动识别技术、指纹识别技术等可以有效增加公安机关的办案效率,增强社会安全保障。
23家电行业
将家庭所有家电家具实现物联网连接,可以实现真正的智能化家庭。典型的例子是海尔曾经通过物联网网桥(WSNBridge),实现了用户通过手机、互联网、固话与家中灯光、窗帘、报警器、电视、空调、热水器等电器设备的沟通,将物联概念与用户的生活实际紧密联系起来,使之成为了一种像水、电、气一样的用户居家生活的基础应用服务;海尔的全球首款“物联网冰箱”具有网络可视电话功能、浏览资讯、播放视频等多项生活与娱乐功能,让原本属于生活电器的冰箱成为一个娱乐中心。
24医护行业
医护领域的物联网应用主要在人体的监护和生理参数的测量等方面,利用传感器可以对人体的各种状况进行监控,将数据传送到各种通信终端上。在美国曾经实现了在鞋垫上设置传感器对有特殊病情老人通过物联网进行监控,最终获得有效数据实现最佳治疗效果。
25物流行业
物流行业是使用物联网技术比较早的行业,由RFID等技术和移动手持设备组成物联网后,基于感知的货物数据便可在全球范围内监控货物的流通状态,可以提供全面的货物信息以及物流跟踪信息,能够实时的获得货物以及航运信息,降低物流风险并提高风险的控制能力。
3 物联网技术存在问题
31物联网跟风较多,应用较小
物联网的价值不是一个可传感的网络,而是必须各个行业参与进来进行应用,不同行业,会有不同的应用,也会有各自不同的要求,这些必须根据行业的特点,进行深入的研究和有价值的开发。现阶段的物联网同样现处于跟风这一种现象,很多的企业盲目的炒作物联网,而没有形成具体的应用。物联网的体系基本形成需要一些应用形成示范,更多的传统行业感受到物联网的价值,这样才能有更多企业看清楚物联网的意义。
32物联网标准难以统一
互联网能够快速发展很大原因取决于互联网标准的成功,现阶段的物联网没有形成统一的标准,很难形成产业的规模的应用,对于推动物联网的普及起到很大的阻碍。因此,标准的建立至关重要。
33大规模应用普及需要较长时间
没有标准,整个行业的发展就要受到制约,同样,对于物联网的普及也需要经过很长的时间,而时间的成本,对于快速发展的企业来讲还是有非常大的影响。
34物联网大企业部署较快
从现状来看,提到物联网都是比较高端的人群或者是企业,对于物联网的部署,只有具有一定的实力的企业能做或者承接物联网项目,如中电信、中移动等,对于小企业来讲,物联网的应用还没有具体的涉及到,以至于出现可望可及的现象。
35技术环境不成熟
虽然互联网的发展为物联网迈进了重要的一步,物联网不仅仅需要互联网的支撑,还需要许多如通信、企业应用软硬件的支撑,对于如何实现这些网络的融合,从技术的角度来讲,需要涉及到大量跨行业、跨企业的协条,导致了物联网在技术方面还存在很大方面的缺
36全社会对物联网的内涵尚未取得共识
虽然物联网受到全社会的普遍关注,但目前物联网的概念和技术架构缺乏统一的清晰描述,全社会对物联网的内涵尚未取得共识。物联网从广义上认为是深度信息化,狭义上认为是此深度信息化的承载网络,这其中的“深度还需要业内人士共同探讨,不断发展完善。

121 前瞻可行性研究步骤
122 物联网项目可行性研究基本内容
（1）项目名称
（2）项目建设背景
（3）项目承办单位
（4）项目建设用地
（5）项目建设期限
（6）项目建设内容与规模
（7）项目开发建设模式
（8）物联网可行性研究报告编制依据
123 前瞻对物联网项目可行性研究结论
（1）前瞻项目政策可行性研究结论
（2）前瞻产品方案可行性研究结论
（3）前瞻建设场址可行性研究结论
（4）前瞻工艺技术可行性研究结论
（5）前瞻设备方案可行性研究结论
（6）前瞻工程方案可行性研究结论
（7）前瞻经济效益可行性研究结论
（8）前瞻社会效益可行性研究结论
（9）前瞻环境影响可行性研究结论
第2章：物联网行业市场分析与前瞻预测
21 物联网项目涉及产品或服务范围
22 物联网行业前瞻市场分析
221 政策、经济、技术和社会环境分析
222 物联网市场规模分析
223 物联网盈利情况分析
224 物联网市场竞争分析
225 物联网进入壁垒分析
23 物联网行业市场前瞻预测
第3章：物联网项目建设场址分析
31 物联网项目建设场址所在位置现状
311 项目建设地地理位置
312 项目建设地土地权类别
313 项目建设地土地利用现状
32 物联网项目场址建设条件
321 项目建设场址地形、地貌、地震情况
322 项目建设场址工程地质与水文地质
323 项目建设场址经济条件
324 项目建设场址交通条件
325 项目建设场址公用设施条件
326 项目建设场址防洪、防潮、排涝设施条件
327 项目建设场址法律支持条件
328 项目建设场址气候条件
329 项目建设场址自然资源条件
3210 项目建设场址人口条件
33 物联网项目建设地条件对比
331 项目建设条件对比
332 项目建设投资对比
333 项目运营费用对比
334 项目推荐场址方案
335 项目场址位置图
第4章：物联网项目技术方案、设备方案和工程方案
41 物联网项目技术方案
411 项目生产方法
412 项目工艺流程
413 项目技术来源
414 推荐方案工艺流程图
42 物联网项目设备方案
421 项目主要设备选型
422 项目主要设备来源
423 推荐方案的主要设备
43 物联网项目工程方案
431 项目工程建设内容
432 项目特殊基础工程方案
433 项目工程建设规模
434 项目建筑安装工程量估算
435 项目主要建设工程一览表
第5章：物联网项目节能方案分析
51 节能政策与规范分析
511 节能政策分析
512 节能规范分析
52 物联网项目能耗状况分析
521 物联网项目所在地能源供应状况
522 物联网项目能源消耗状况分析
53 物联网项目节能目标和措施分析
531 项目节能目标
532 节约热能措施
533 节电措施
534 节水措施
54 物联网项目节能效果分析
541 装备节能效果
542 建筑节能效果
第6章：物联网项目环境保护分析
61 物联网项目建设场址环境条件
62 物联网项目主要污染源和污染物
621 项目主要污染源分析
622 项目主要污染物分析
63 物联网项目环境保护措施
631 大气污染防治措施
632 噪声污染防治措施
633 水污染防治措施
634 固体废弃物污染防治措施
635 绿化措施
64 环境保护投资预算
65 环境影响评价分析
66 地质灾害及特殊环境影响
661 物联网项目建设地址地质灾害情况
662 物联网项目引发发地质灾害风险
663 地质灾害防御的措施
664 特殊环境影响及保护措施
第7章：物联网项目劳动安全与消防
71 编制依据和执行标准
711 项目编制依据
712 项目执行标准
72 危险因素和危害程度
721 安全隐患主要存在部位与危害程度
722 有害物质种类与危害程度
73 前瞻安全措施方案
731 工艺和设备安全选择措施
732 对危险作业的保护措施
733 对危险场所的防护措施
74 前瞻消防措施方案
741 火灾隐患分析
742 前瞻消防设施方案
第8章：物联网项目组织架构与人力资源配置
81 物联网项目组织架构
811 项目法人组建方案
812 项目管理机构组织架构
82 物联网项目人力资源配置
821 项目员工数量
822 员工来源及招聘方案
823 员工培训方案
824 工资与福利
第9章：物联网项目实施进度分析
91 物联网项目实施进度规划
911 项目管理机构设立
912 项目资金筹集安排
913 项目技术获取转让
914 项目勘察设计
915 项目设备订货
916 项目施工前期准备
917 项目完整竣工验收
92 物联网项目实施进度表
……………………
来源：前瞻产业研究院《物联网项目可行性研究报告》

物联网“概念”如火如荼，作为提供产业有生力量的大学自然不甘寂寞，于是乎，各个学校都在筹建、设立物联网专业，可从各方面渠道的信息看，似乎所想传授的知识五花八门，有侧重传感的，有侧重通讯的，有侧重某项应用领域的，如智能电网、智能交通等，似乎不像以往的专业设置，有相对统一的方向。 出现这个局面，首先就说明一点：物联网不应是一个传统形式本科专业，至少不适合作为一个本科专业而存在！ 现实中很多领域都有这个特征，它有广泛的需求，且孕育着极大的机会，但由于其所涉及的知识属于跨学科的，需要多方面的基础及专业知识作为铺垫，故作为本科专业有些勉为其难。 我很早就听过的一个说法：海洋学院不应该面向高中生招生，应该是从学过相关专业的本科毕业生中选拔，因为海洋研究要用到各方面的专业知识，它属于二级学科，需要一些基础性的专业知识背景，如生物、化学、流体力学等，而这些知识是高中生所不具备的，如果要他们在海洋学院的四年中学会这些，估计和海洋相关的知识几乎没有时间传授了，这样毕业的学生和普通院校有何差别？ 对比今天的物联网，似乎也有“海洋学院”的影子。 如果把物联网提升到目前所宣传的那个高度，要培养一个能应对如此“宽泛”领域的人才，似乎也应该是作为一个二级学科而存在。 首先这些人应该在普通本科中学会一些基础性的专业知识，如测量、传感、通讯、大规模计算和统计等，然后再进入物联网专业，结合自己所具备的专业知识背景，侧重研究物联网的某一分支，如侧重于基于联网需求设计测量部分，或基于测量特征设计通讯链路和协议，或基于收集来的巨量信息研究如何用“云”来储存和分析，从而使其成为有效信息而非“字典”。 这些都不是一个高中生所能直接面对的，而把所需的专业知识作为物联网专业的基础知识来传授，时间不够，本来这些就是四年的本科课程，学完这些，留给物联网的相关知识传授时间有限了，只能培养出一个无特色的学生，这和设置此专业的初衷不是相悖吗？ 所以，如果要培养一个真正意义上的物联网人才，靠本科四年的学习难以胜任！ 所谓真正意义上的“物联网人才”，按我的理解应该是：能将目前的现实需求纳入物联网，从而产生有别于传统解决方案的革命性变化。 听起来有些“玄”，但目前的宣传就是如此，甚至有过之而无不及，腾“云”驾“物”是在媒体上看到的最经典的描述！何时能落地，似乎还欠火候。 那针对目前的物联网热，学校应该如何应对呢？ 依本人愚见：暂时不去想培养那些“真正的物联网人才”，那些未来的****并非本科教育所能造就，作为大量输送技术骨干进入社会的工科院校，着眼点应该是如何培养一个能在未来的工作中应对物联网需求的技术人员。 要做到这点，首先应该分析物联网到底衍生出那些新的东西？ “物联网”三个字实际上表达了其含义： 第一：“物”，乃所关注的对象 第二：“联”，乃所采取的手段 第三：“网”，乃解决问题的工具 这三个部分中，“物”早已存在，最为悠久，人们对“物”可以说是“关怀备至”了，至今仍在不断深入，并非物联网所带来的新生事物。 而“网”虽较“年轻”，但由于技术手段的进步，人们也已将其功能发挥的“淋漓尽致”，“网”已经给人们生活带来了巨大变化。 唯一属于物联网带来的新生事物就是“联”，即将“物”连接到“网”上！ 联网的设备已很多，为何此时将“物”连到网上就成了新东西？ 先分析一下以往的联网设备有什么特征。目前联网的设备主要是计算机、手机、电视等，还有一些幕后设备，如交换机、路由器等，究其特征，无一例外是和人交互，或者是服务于与人交互。所以，以往的互联网也可以称之为“人联网”！ 而如今“物联网”所指的“物”，多为面向自然界的物，关注的是其生物、理化等特征，是一些不具备智能的物，即便是和人相关，此时所关注的也是人的生物特征而非智能，所以完全区别于现存的“互联网”所承载的内容。目前互联网的绝大多数信息是服务于智能的，属于“上层建筑”，而物联网要关注的则是“经济基础”。 因为这些“物”相对“低能”，以往联网的方式就要做相应改变，以适应其特征，这才是物联网的精髓所在。 “物”有千百种，均有相应的专业在探究，而“网”也有相应的分支在完善，至于数据分析、云计算、分布式运算、并行计算等早已是深入研究的课题。后两者近年来已不断融合、完善，有了长足的进步。只是前者和后两者似乎有些像平行线，暂无交点。 物联网则是要在这两条平行线间架起一座桥，使前者的信息能借助于后者得到升华！ 但由于“物”的“低能”和“多样性”特征，使得原有的联网手段不再适合，正是这种缺位才催生了物联网教学的需求！ 因此，探究各种“物”所适合的联网手段，应该是培养一个可以应对物联网需求的工程技术人员的重点。 虽说联网应该是通讯的范畴，但以往通讯的关注点是媒介、链路和协议，而作为物联网应用需求，应该是关注各种通讯方式的特征，结合所需联网的“物”之个性，选择合适的通讯方案，侧重点是“选择”。 要做出合适的选择，就要对各类通讯方式的特点予以准确的把握，扬长避短，并合理的加以组合，从而达到最可靠、经济的方案。 不要一提到物联网就是 ZigBee、Wifi，实际上每种通讯方式都有其利弊和适用的环境。智能电网上的检测用 ZigBee 就不一定比“载波”合适；智能家居的很多节点或许用简单的“485总线”集中后再由WiFi 或 ZigBee转接入网更加经济、可靠。 所以，准确地把握对象特征和应用场景，同时熟知各类通讯技术的优势、缺陷，是一个合格的物联网应用技术人员的核心素质。 至于物联网的高层次应用，即那些汇集了巨量数据的“云”该如何处置？如何产生效益？那是少数精英的事，需要大量技术人员的是这个金字塔的塔基。 具体而言，针对物联网应用需求，学习应该关注： 1、 理解最基本的通讯原理，尤其是串行通讯，因为只要距离略远，并行通讯基本无使用可能，而现实中的各类通讯，不论是有线的RS232、485、USB、以太网，还是红外、蓝牙、Wifi，其实质都是串行通讯，区别只在于介质和协议。 2、 通过最简单的UART通讯，理解握手、冲突、争抢、仲裁等通讯中常见的问题，以及丢帧、误码的可靠性问题，理解通讯协议的作用和含义。 3、 通过简单的实际应用，理解各种场景的需求，何时要速度？何时要可靠？何时要响应快？何时要低功耗？ 4、 结合所面临的需求，尝试各类通讯，只要会用即可，因为随着MCU的无所不在，各类通讯模块使用越来越简单，看似神秘的3G通讯，也能用和古老的Modem一样的AT命令让其工作。对于多数人而言，只能做到会用即可，设计、生产这类模块的事情交给地球上少数人去 *** 心吧。就像 PC，全世界都在用，但只有Intel和AMD为此劳神，似乎也并未耽误PC的普及和使用啊！ 5、 选择一个分支，系统地贯穿一下各个层面，从“物”开始，到“网”结束，无所谓实用，只要涵盖的物联网的要素即可，重要是通过实际的体验，感受将“物”连到“网”上后所遇到的问题。 总之，我觉得，如果是培养一个应用类的技术人员，不需要特别的传授什么“物联网”的专业知识，而是用已有的专业知识，围绕上述重点实践即可，重要的是体验和阅读理解，因为未来的应用是多种多样的，无法预知，所以培养把握对象特征的能力是非常重要的。 最后，推荐一本关于各类通讯的书： 《嵌入式网络通信开发应用》 怯肇乾著北京航空航天大学出版，ISBN978-7-5124-0179-2 面对如此众多的通讯方式，想要全面了解并非易事，很多书都是只描述一部分，此书却全面收集了各种现存的通讯方式，为选择合适的通讯提供了极大的便利。 详细目录见“好书交流”栏目。

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