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物联网技术发展与智能化应用

木马童年 2019-7-5 10:20 10 0

  摘 要:本文结合物联网概述,主要针对物联网关键技术及智能化应用及发展进行了分析,以供参考。 中国论文网 https://www.xzbu.com/2/view-6727768.htm  关键词:物联网技术;发展;智能化应用 中图分类号:C35 ...

  摘 要:本文结合物联网概述,主要针对物联网关键技术及智能化应用及发展进行了分析,以供参考。 中国论文网 https://www.xzbu.com/2/view-6727768.htm  关键词:物联网技术;发展;智能化应用

中图分类号:C35 文献标识码: A

一、物联网概述

(一)概念

物联网是指通过信息传感设备、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,其核心是物与物以及人与物之间的信息交互。简而言之,物联网是传感技术、现代网络技术、人工智能和自动化技术等多种信息技术的融合与集成应用,使人与物、物与物之间可进行智慧对话, 从而创造一个智慧的世界。

(二)物联网的体系结构

物联网包括感知层、网络层、应用层三层结构:

首先,感知层。物联网要实现人与人、 人与物以及物与物之间的通信,因此,感知层对于物联网来说是必不可少的一部分。 感知层通常由二维码标签和识读器、RFID 标签和读写器、摄像头、GPS、终端、传感器及传感器网络构成, 它与人体结构中皮肤和五官的作用相似,主要用于实现物体的信息识别、捕获和采集。 由于感知层涉及 RFID、传感器、传感器网络、GPS、自组织网络、短距离无线通信等关键技术, 因此其必须解决低成本、 低功耗和小型化问题,并且向着感知能力更全面、灵敏度更高的方向发展。

其次,网络层。物联网网络层类似于人体结构中的神经中枢和大脑,主要完成接入和传输功能,包括接入网与传输网两种。 接入网包括光纤接入、无线接入、以太网接入、卫星接入等各类有线接入和无线接入方式,为物联网终端提供网络接入功能、移动性管理等。 传输网由公网与专网组成,是基于 IP 的统一、可扩展、高性能的网络,典型传输网络包括电信网(固网、移动网)、广电网、互联网、电力通信网、专用网(数字集群),支持异构接入以及终端的移动性。就互联网的整体而言,网络层可以看做透明的信息传输通道,实现应用层与感知层的数据传输, 这就需要研究异构感知信息之间的互联、互通与互操作的机制,构建物联网发展所需的开放、分层、可扩展的网络体系结构,以便于完成多种设备的接入和服务的融合,因此,物联网必须是异构泛在的。由于物体可能是移动的,物联网的网络层还必须支持移动性,从而实现无缝透明地接入。

最后,应用层。应用层包括应用基础设施、中间件和各种物联网应用,实现物联网数据的挖掘、信息的存储和应用的决策,最终在众多领域提供广泛的应用。 应用层涉及大规模数据的云计算、 软件和分布式计算、信息和隐私安全技术、标准体系、标识和解析等多种关键技术。目前, 物联网的绝大多数应用都是由各个行业自己来建设系统,这些系统和终端与特定的应用相关,不仅不利于开展和变更业务,而且还需要有专门的行业服务器。 由于没有统一的物联网标准以及接入、融合的管理平台,各个行业的差异导致物联网尚无法产生规模化效应。

二、物联网关键技术

物联网涉及的新技术很多, 其中关键技术主要有射频识别技术、智能嵌入式技术和无线网络通信技术。

(一)射频识别技术

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读取该对象的相关信息, 这些信息既反映了对象的自身特点,又描述了对象的静态特征。 RFID作为一种射频自动识别技术,识别过程无须人工干预,可工作于各种恶劣环境,它通过物品标签与阅读器之间的配合,可以基于计算机互联网实现物品的自动识别和信息的互联与共享。 RFID标签中存储着数据格式规范的信息, 通过 RFID 阅读器将物品的属性信息自动采集到系统中,实现对物品的自动识别,并按照一定的要求完成数据格式的转换, 通过无线数据通信网络把它们传递到数据处理中心,便于后续“透明”管理。 在“物联网”中,正是 RFID 技术让物品由“死”变“活”、“开口说话”,从而能够基于互联网自动进行信息交换, 其主要为物联网中物品的身份标识提供技术支持。

(二)智能嵌入式(Embedded Intelligence)

智能嵌入式技术是将计算机技术、自动控制技术、通讯技术等多项技术综合起来与传统制造业相结合的技术,是针对某一个行业或应用开发出的智能化机电产品, 该产品具有故障诊断、自动报警、本地或远程监控等功能,能够实现管理的网络化、数字化和信息化。 通过这一技术,“物联网”使物品具有了“信息生命”,将物理基础设施和信息基础设施有机地融为一个整体,使得囊括其中的每一件物品都“活”了起来,具有了“智慧”,能够主动或被动地与所属的网络进行信息交换。 也正是由于与智能嵌入式技术相结合,才能把传感器嵌入和装备到如公路、铁路、隧道、桥梁、电网、建筑、大坝、供水系统、油气管道等各种物体中,形成物与物之间能够进行信息交换的“物联网”,并与现有的互联网整合起来,从而实现人类社会与物理系统的整合,让所有的物品都能够远程感知和控制,形成一个更加智慧的生产生活体系。

(三)无线传感网络

无线传感器网络是物联网的核心, 主要用于解决物联网中的信息感知问题。 如果说 RFID(射频识别)技术描述了对象的静态特征,那么传感网络技术则描述了物体的动态特征,它记录了物体在环境中的物理状态变化, 缩小了物理和虚拟世界之间的差距。 这种网络通过把成千上万的传感器节点散布在特定区域,按照自组织方式构建一个具有信息收集、 传输和处理功能的复杂网络, 协同感知并采集网络覆盖区域内被查询对象或事件的信息,以便于进一步进行跟踪、监控和决策支持等。 传感器网络作为物联网的一部分,通常具有低功耗、自组织、高灵活、高保真、微型化等突出特点。 特别注意,传感网只是物联网感知、获取信息的一种重要的技术手段,而不是物联网所涉及技术的全部,因此,不能因为传感网在物联网中的核心地位,或者从局部利益或个人目的角度出发将物联网等同于传感器网络。   三、物联网的应用和发展前景

(一) 智能物流

智能物流是采用物联网技术, 使物流体系具有感知、学习、推理判别和自行解决物流中某些疑问的才能。 传统物流运送中,运送的品种和风险、 物流过程中的运送环节和动作方法以及物流企业的效劳, 都影响到物流运送的本钱和质量。 智能物流在现实中的采用是为每辆配送车辆上装置 GPS 定位体系,并且在每件货品的包装中嵌入 RFID 芯片,经过芯片, 物流公司和客户都能从网络了解货品所处的位置和环境。 一起在运送过程中物流公司可根据客户的需求, 对货品进行及时的调整和调配,实时全程监控货品,避免物流丢失、误送等,优化物流运送道路,缩短中间环节,减少运送时间。

(二)智能热网

随着热网环境日益复杂, 热力需求不断增加,为了坚持热网的高可靠性,减少供热中止事端次数,需求进行详尽的监测和办理,智能热网应运而生。 智能热网具有领先的传感触发器和高度安全的网络基础设施贯穿于热源环节、供热环节直到每个家庭和大楼。 这种基础设施由十分多具有感知和调理功用的智能商品构成, 用于提供智能热网的健康状况和用户需求的实时信息, 以便优化智能热网的运转。 采用获知的数据,智能热网可以经过实时的调整来完成精确的热网办理, 然后减少热网的事端,提高热网的可靠性。 无人值守换热站监控、智能热力丈量和家庭能源办理都是智能热网的典型采用。

(三)智能交通

随着对交通需求的提升, 交通拥堵已经成为大城市的一个主要问题, 智能交通系统将是非常不错的解决方案。 智能交通系统是将先进的信息技术、通讯技术、传感技术、控制技术以及计算机技术有效集成应用与交通运输体系,而建立起的一个大范围内、全方位发挥作用的,实时、准确、高效的运输管理系统,能有效地提高交通运输效率,缓解交通阻塞,减少交通事故。 目前高速公路全程监控、自动收费、路况气象监测等应用广泛。

(四) 智能医疗

在智能医疗统筹范围之内, 物联网可应用于医疗物资的监督办理、 医疗信息的数字化和长途医疗三个方面。 运用物资办理的可视化技能,能够完成药品的出产、配送、防伪、追溯,完成药品从科研、出产、流动到运用进程的全方位实时监控。 医疗信息的数字化首要应用于患者的身份辨认、化验品辨认、病况辨认和体征辨认等。 通过构建长途会诊和监护效劳体系,可完成长途数据获取、数据剖析、专家长途会诊、移动医疗等,进步基层医疗效劳质量。 智能医疗有利于患者取得最好的医疗作用、最低的医疗费用、最短的医疗时刻。 智能医疗监理、医疗用品智能办理和长途医疗已广泛应用。

(六) 智能家居

智能家居是以住宅为平台, 采用综合布线技术、网络通讯技术、自动控制技术、音视频技术将家居日子有关的设备集成, 构建高效的住所设备与家庭日程业务的办理体系,提高家居安全性、便利性、舒适性、艺术性,并完成环保节能的寓居环境。 智能家居涵盖信息设备、通讯设备、文娱设备、家用电器、照明设备、监控设备、水电气热表、家庭求助报警等设备的信息互联,完成了能源办理、家庭远程办理、白叟日子辅佐等功能,增强了家居日子的舒适性和便利性。 当前智能家居范畴的采用主要有智能家电、智能照明、家庭安防等方面。

结束语:

综上所述,目前总体上来说, 全球物联网还是停留在概念和研发的起步阶段,有关物联网定义还存在一些混乱,较为公认的物联网的定义是:“通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,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。 并认为物联网应该具备三个特征:一是全面感知,即利用各种可用的感知手段,实现随时采集物体动态;二是可靠传递,通过各种信息网络与互联网的融合,将感知的信息实时准确可靠地传递出去;三是智能处理,利用云计算等智能计算技术对海量的数据和信息进行分析和处理, 对物体实施智能化控制。

参考文献:

[1]赵勋. 物联网技术发展与商业模式研究[J]. 计算机光盘软件与应用,2012,01:44+51.

[2]徐利谋,茹倍倍,陈利剑. 物联网技术发展与应用[J]. 计算机光盘软件与应用,2012,02:7-8.

[3]刘艳来. 物联网技术发展现状及策略分析[J]. 中国集体经济,2013,09:154-156.

[4]唐珂. 国外农业物联网技术发展及对我国的启示[J]. 中国科学院院刊,2013,06:700-707.

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