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浅析物联网应用技术

木马童年 2019-6-9 21:55 37 0

  【摘 要】近几年来物联网技术受到了人们的广泛关注。本文介绍了物联网技术的研究背景,传感网的原理、应用、技术,无锡是首个国家传感网信息中心。以最具代表性的基于RFID的物联网应用架构、基于传感网络的物联 ...

  【摘 要】近几年来物联网技术受到了人们的广泛关注。本文介绍了物联网技术的研究背景,传感网的原理、应用、技术,无锡是首个国家传感网信息中心。以最具代表性的基于RFID的物联网应用架构、基于传感网络的物联网应用架构、基于M2M的物联网应用架构为例,对物联网的网络体系与服务体系进行了阐述;分析了物联网研究中的关键技术,包括RFID技术、传感器网络与检测技术、智能技术和纳米技术;最后,展望了无锡物联网技术作为国家首个传感网信息中心对人类生活、工业发展、科技进步的促进作用。 中国论文网 https://www.xzbu.com/8/view-4487068.htm  【关键词】物联网;技术;应用

尽管物联网技术在国外以成熟,但国内物联网才刚刚起步,问题显然很明显。那就是物联网安全,物联网是一种虚拟网络与现实世界实时交互的新型系统,其无处不在的数据感知以无线为主的信息传输、智能化的信息处理,一方面固然有利于提高社会效率,另一方面也会引起大众对信息安全和隐私保护问题的关注。从技术上讲物联网存在很多网络安全隐患。由于物联网在很多场合都需要无线传输,这种暴露在公开场所之中的信号很容易被窃取,也更容易被干扰,这将直接影响到物联网体系的安全。物联网规模很大,与人类社会的联系十分紧密,一旦受到病毒攻击,很可能出现世界范围内的工厂停产、商店停业、交通瘫痪,让人类社会陷入一片混乱。

1.物联网的定义

作为一个新兴产业,物联网从诞生到广泛应用需要经历四个阶段。第一阶段为设想阶段,是产业发展的最初时期;第二阶段是技术研发阶段;第三阶段为实验阶段。在技术研发的水平达到一定程度时,就可以进行小范围的试用和检测,这是从理论走向实践的一步。国内的研究也在同步前行,如中国移动、电信和联通三大电信运营商业开始尝试物联网业务。中国移动的手机钱包和手机购电业务,该业务也可以应用于超市、餐厅等小额支付场合;中国联通的无线环保检测平台通过3G网络,可实现对水表、灌溉、水文等动态数据进行检测,又可对空气质量、碳排放和噪音进行检测;第四阶段为全国推广阶段,也是投入资金最大的时期。同时,一旦大规模商用,大量基础设施的建设和终端产品的全面推广必将推动电信、信息存储处理、IT服务整体解决方案等众多市场的发展。

2.物联网的发展趋势

业内专家认为,物联网一方面可以提高经济效益,大大节约成本;另一方面可以为全球经济的复苏提供技术动力。物联网的发展是以移动技术为代表的普适计算和泛在网络发展的结果,带动的不仅仅是技术进步,而是通过应用创新进一步带动经济社会形态、创新形态的变革,塑造了知识社会的流体特性,推动面向知识社会的下一代创新。开放创新、共同创新、大众创新、用户创新成为知识社会环境下的创新新特征,技术更加展现其以人为本的一面,以人为本的创新随着物联网技术的发展成为现实。要真正建立一个有效的物联网,有两个重要因素。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话。

3.物联网应用技术的隐私问题

在物联网中,射频识别技术是一个很重要的技术。在射频识别系统中,标签有可能预先被嵌入任何物品中,比如人们的日常生活物品中,但由于该物品(比如衣物)的拥有者,不一定能够觉察该物品预先已嵌入有电子标签以及自身可能不受控制地被扫描、定位和追踪,这势必会使个人的隐私问题受到侵犯。因此,如何确保标签物的拥有者个人隐私不受侵犯便成为射频识别技术以至物联网推广的关键问题。而且,这不仅仅是一个技术问题,还涉及到政治和法律问题。这个问题必须引起高度重视并从技术上和法律上予以解决。造成侵犯个人隐私问题的关键在于射频识别标签的基本功能:任意一个标签的标识(ID)或识别码都能在远程被任意的扫描,且标签自动地,不加区别地回应阅读器的指令并将其所存储的信息传输给阅读器。这一特性可用来追踪和定位某个特定用户或物品,从而获得相关的隐私信息。这就带来了如何确保嵌入有标签的物品的持有者个人隐私不受侵犯的问题。

4.物联网应用的关键领域

4.1 RFID

射频识别即RFID(Radio Frequency Identification)技术,又称电子标签、无线射频识别,是一种通信技术,可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据,而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。RFID射频识别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,识别工作无需人工干预,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,操作快捷方便。RFID是一种简单的无线系统,只有基本器件,该系统用于控制、检测和跟踪物体。系统由一个询问器(或阅读器)和很多应答器(或标签)组成。

4.2传感网

传感网是随机分布的集成有传感器、数据处理单元和通信单元的微小节点,通过自组织的方式构成的无线网络。借助于节点中内置的传感器测量周边环境中的热、红外、声纳、雷达和地震波信号,从而探测包括温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体的大 小、速度和方向等物质现象。

4.3 M2M技术

M2M是Machine-to-Machine/Man的简称,是一种以机器终端智能交互为核心的、网络化的应用与服务。M2M根据其应用服务对象可以分为个人、家庭、行业三大类。通信网络技术的出现和发展,给社会生活面貌带来了极大的变化。人与人之间可以更加快捷地沟通,信息的交流更顺畅。但是目前仅仅是计算机和其他一些IT类设备具备这种通信和网络能力。众多的普通机器设备几乎不具备联网和通信能力,如家电、车辆、自动售货机、工厂设备等。M2M技术的目标就是使所有机器设备都具备连网和通信能力,其核心理念就是网络一切(Network Everything)。M2M技术具有非常重要的意义,有着广阔的市场和应用,推动着社会生产和生活方式新一轮的变革。M2M是一种理念,也是所有增强机器设备通信和网络能力的技术的总称。人与人之间的沟通很多也是通过机器实现的,例如通过手机、电话、电脑、传真机等机器设备之间的通信来实现人与人之间的沟通。另外一类技术是专为机器和机器建立通信而设计的。如许多智能化仪器仪表都带有RS-232接口和GPIB通信接口,增强了仪器与仪器之间,仪器与电脑之间的通信能力。目前,绝大多数的机器和传感器不具备本地或者远程的通信和连网能力。

4.4两化融合

两化融合是信息化和工业化的高层次的深度结合,是指以信息化带动工业化、以工业化促进信息化,走新型工业化道路;两化融合的核心就是信息化支撑,追求可持续发展模式。 在中国共产党第十六次全国代表大会上,江泽民主席率先提出了“以信息化带动工业化,以工业化促进信息化”的新型工业化道路的指导思想;经过5年的发展和完善,在中国共产党第十七次全国代表大会上胡锦涛主席继续完善了“发展现代产业体系,大力推进信息化与工业化融合”的新科学发展的观念,两化融合的概念就此形成。

5.结语

根据物联网的内涵可知,要真正实现物联网需要感知、传输、控制及智能等多项技术。物联网的研究将带动整个产业链或者说推动产业链的共同发展。信息感知技术、网络通信技术、数据融合与智能技术、云计算等技术的研究与应用,将直接影响物联网的发展与应用,只有综合研究解决了这些关键技术问题,物联网才能得到快速推广,造福于人类社会,实现智慧地球的美好愿望。

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