物联网研究范文第1篇

关键词：物联网；感知层；WSN；RFID

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：2095—1302（2012）10—0073—04

0 引 言

物联网（Internet of Things）的概念于1999年由麻省理工学院自动标识中心（MIT Auto—ID Center）首先提出；2005年国际电信联盟（ITU）名为“The Internet of Things”的年度报告，对物联网的概念和内涵进行了更深刻地定义；2009年1月，IBM公司提出“智慧地球”的构想，物联网成为其中关键的一部分；奥巴马就职后，“智慧地球”作为国家层级的发展战略被确定下来，从而使物联网技术引起全球的广泛关注。与国外相比，我国物联网技术的发展在2009年总理视察无锡微纳传感网工程技术研发中心并发表重要讲话后迅速升温，并在最近几年内取得了重大进展[1—2]。

经过近几年的讨论，现在学术界对物联网的定义多倾向于三层结构的网络[3—4]，从下至上依次为感知层、网络层和应用层。

感知层是物联网与现实世界的接口，它通过各种手段从现实世界中获取信息并将这些信息通过技术手段处理后提供给上层使用。现阶段的感知层技术研究多集中于无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）和RFID（Radio Frequency Identification）等方面。

网络层的作用是将感知层产生的相对原始的数据从网络中的数据源透明地传输到用户处。物联网中的网络层是广义的，它包含数据的存储、处理功能。现阶段网络层技术研究的热点是云计算、IPv6、高速和海量数据传输等。

应用层是物联网与使用者的接口，基于网络层提供的数据为用户提供服务。应用层的研究与物联网的具体应用的领域关联性较强，中间件技术是目前应用层研究的重点。

从字面上可以直观地看出，物联网与互联网的最大区别是，物联网中将一个可识别的个体背后的信息来源从人扩展到了人和物，这个小小的改变使得物联网与互联网相比有了质的不同，本文仅就感知层研究中所面临的问题进行分析。

物联网是物的网络，因此在物联网中，首先要解决的问题是如何将物的信息接入网络，这属于感知层的研究范围。目前，感知层研究的热点集中于无线传感器网络和RFID两种技术。

1 无线传感器网络

WSN是无线传感器所组成的网络，这是对传统有线的、孤立的传感器的改进。在WSN中，具有自主供电能力的传感器通过自带的无线通信系统进行自动组网，各传感器通过自组的网络与感知层以上的系统进行信息交换，从而完成信息的采集工作。为了实现这样的目标，通常需要对以下的问题进行研究。

1.1 能量的获取与控制

WSN中的节点是能量受限的，这限制了节点性能的提升。为了解决这个问题，可以从开源和节流两个方面进行考虑。

1.1.1 开源

所谓开源，即尽可能地增加节点的能量供应，这可以从两个方面来进行：

一是提高节点电池的容量，使其能够支持更大功率的应用，这方面的研究热点是超级电容。超级电容原理与普通电容类似，均是通过导体的表面来存储电荷，但它与普通电容的区别是其可通过技术手段扩大储能面积，庞大的表面积加上非常小的电荷分离距离使其储能容量远大于普通电容，其功率密度也远大于普通电池，可达300～5 000 W/kg。目前，对超级电容技术的研究热点集中于提高容量、降低价格、降低环境敏感程度等方面。

二是采用无线供电技术对节点进行远程供电。无线供电（Wireless Power）的概念并不新鲜，早在20世纪初，Nicola Tesla就进行过远距离无线输电的实验研究。根据电力传输媒介的不同，无线供电可分为微波供电、磁场谐振耦合供电和其他方式供电三种。

微波供电使用电磁波进行能量传输[5—7]。

电磁波技术有较深厚的理论研究基础，采用微波供电技术的能量转换效率可达80%以上，其传输距离可达千米以上，但由于电磁波固有的发散特性，致使很多能量不能被接收天线有效接收，因而会导致能量传送效率不高。

磁场谐振耦合（Strongly Coupled Magnetic Resonances）技术[8—10]由MIT的André Kurs、Aristeidis Karalis等人于2007年首先提出，这种技术使用磁场作为能量传递的媒介，其基本原理与变压器类似，图2所示为磁场谐振耦合原理图。

物联网研究范文第2篇

【关键词】物联网；技术体系；发展现状；研究方向

0 引言

物联网是目前各类技术的整合体，它囊括了电子技术、自动化技术、通信技术、生物技术、机械技术、材料技术、人工智能等以往完全无关联技术。物联网产业在自身发展的同时，带来庞大的产业集群效应。据保守估计，传感技术在智能交通、公共安全、重要区域防入侵、环保、电力安全、平安家居、健康监测等诸多领域的市场规模均超过百亿甚至千亿。权威机构预测，到2020年，物物互联业务与现有人人互联业务之比将达到30∶1，物联网产业将有可能成为下一个万亿级的产业。美国《福布斯》杂志评论未来的物联网将比现有的Internet大得多，市场前景将远远超过计算机、互联网、移动通信等市场。

1 物联网的起源与概念

物联网的起源可以追溯到1991年美国麻省理工学院首次提出物联网的概念。1995年比尔・盖茨在《未来之路》一书当中也提及物物互联。1999年麻省理工学院Auto-ID实验室提出“物联网”一词，此时的物联网是依托射频识别（RFID）技术的物流网络[1]。直至2005年，国际电信联盟（ITU）《ITU互联网报告2005：物联网》预示着“物联网”时代的来临[2，4]。

目前，关于物联网（Internet of things）还没有统一标准定义。物联网概念最早由美国Auto-ID于1999年提出，即通过RFID、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器、气体感应器等信息传感设备，依照规定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交互，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

2 物联网技术体系结构

根据感应、传输、服务三方面，按照功能垂直划分，物联网可分为应用层、网络层和感知层[3，5，6]，并从这三层可以细分为五层：

图1 物联网层次结构

应用层主要功能是处理和分析感知数据信息，为用户提供不同的服务，如PC上的各类应用软件，可以根据用户的需求定制开发功能不一的应用。

公共服务层为物联网应用提供公共服务，为应用层提供公共的数据处理和底层架构服务，如PC操作系统的职责，作为应用层的支撑，为应用层提供必要的接口共享公共数据，使应用层的开发变得更为简单可行。

中间件层负责数据存储管理、设备管理、服务管理、电源管理、QoS管理等。

网络层负责实现感知数据和控制信息的交互，网络层是物联网的枢纽，他可以建立在现有的通信网络之上为物联网上所有对象赋予唯一标示。

基础设备层包括物联网所涉及的各类物理设备，如传感器、RFID标签、RFID读写器、智能终端等。这些设备主要实现信息采集预处理、事件响应及用作用户终端或控制设备。

3 国内外发展现状

目前全球物联网还处于起步阶段，应用主要以RFID、传感器、M2M（Machine to Machine）等项目，大部分是试验性或小规模部署的处于探索和尝试阶段。但物联网应用规模正在逐步扩大，正在以点带面的趋势发展，据Visiongain最新所发行的联网汽车市场预测报告书显示，2013年，全球车联网市场规模预计将达到218.2亿美元，显然车联网已经成为物联网领域一个巨大金矿，正在带动各子物联网的蓬勃发展。

以传感器技术和RFID技术为代表的感知技术是目前发达国家重点发展的核心技术，RFID技术已步入成熟发展期。近距离无线通信技术目前面临多种技术并存的现状，其中IEEE 802.15.4技术影响最大，在低速低功耗无线技术方面正在研究适合智能电网和工业监控应用的增强技术。广域无线接入以蜂窝移动通信技术为代表，正在开展核心网和无线接入M2M增强技术的研究。

我国政府对物联网一直十分重视，从政策和宏观调控上大力支持物联网的发展，目前，我国已形成基本齐全的物联网产业体系，部分领域已形成一定市场规模，正在缩短与国外相关技术的差距，打破高端技术必须从国外引进的困境。“十二五”期间物联网重点投资智能电网、智能交通、智能物流等十大领域，预计到2015年将形成核心技术的产业规模2000亿元，近期国家发改委会同多部委印发了《物联网发展专项行动计划（2013-2015）》。计划包括了顶层设计、标准制定、技术研发、应用推广、产业支撑、商业模式、安全保障、政府扶持、法律法规、人才培养10个专项行动计划。国内三大电信运营商也在大力发挥自有优势，以其基础设施支撑服务用户，目前已初步实现一卡通服务、安防系统服务的支持。

4 物联网发展研究方向

物联网行业应用需求量大，潜在市场规模巨大，但现阶段物联网的发展存在诸多瓶颈[7]。

4.1 技术标准

目前，物联网在国际上还未有统一标准，物联网标准化是物联网建设中一项重要的工作，对物联网发展影响有非常重要。但当下物联网的发展都以国家或企业独立研发为主，各自的标准相差甚远，在利益的趋势下，技术的统一步履维艰，因为谁掌握了标准就意味着占据了市场的制高点。现有物联网标准不兼容问题严重，若这一技术标准形成，一些原本复杂的问题将不复存在。物联网的标准化主要射击以下几个方面：物理/数据接口、M2M接入标准、信息存储与传输标准化、通信协议标准化、服务标准化、测试与评价标准化、信息安全标准化[6，7]等。

4.2 安全与隐私保护

物联网的安全比互联网的安全问题更加艰巨与重要，往往是一个被广泛关注的话题，因为物联网的连接对象主要是机器或物，主要是它能控制物体，这样便使得安全隐患甚大，例如：RFID标签中的个人数据以及商业情报数据一旦被他人利用，损失将无可估量，同时，无论是智能家庭、多媒体娱乐、交通运输、灾害应急等领域，都被他人入侵而失控，我们将无法想象给人们带来多大的灾难。从这种种隐患我们可以得到研究方向主要包括：读取控制、隐私保护、用户认证、不可抵赖性、数据保密性、通讯安全、数据完整性、随时可用性。

4.3 软件、算法与方法

物联网的建成，网络上的终端数量将成几何倍数的增长，所要处理的数据量与运算量也将急剧增长，所以一种新型的网络协议和算法的支持以及高效节能的嵌入式操作系统的支持至关重要。物联网的数据传输也需要更加可靠的加密算法的支持，实现低耗能低存储的理念。在公共服务领域，更需优化QoS的资源优化调度算法，为大数据时代做好准备。

5 未来物联网的憧憬

物联网的不断完善必定给人们的生活带来质的飞跃，这些新的技术与服务给使用者带来进一步的效率、便利和安全。全球都有统一的物联网标准，安全机制完善得到充分完善，真正做到足不出户，知天下事做天下事，比如家庭办公、智能家庭、智慧城市等。可能只是一部手机或者一部可收发指令终端，便可操纵身边的所有事物，下班前，可以用终端对家里的厨房设定晚餐，而我们回到家中时只需享用美味的晚餐；例如谷歌的一款无人驾驶汽车，我们有希望日后将不需要人为驾驶汽车，全有统一控制中心协调统筹规划，遵照一定的规定和规则行事，根据不同路段及路况做出最优的决策，车祸的发生概率将极大的减小。如同看美国科技大片那般科技发达的未来正在袭来。

6 结束语

物联网一词虽然已被人熟知，但是物联网的概念一直在发展和变化，从最早的传感网到泛在网，让人们能够在任何时间、任何地点使用任何网络与任何人或物的信息交换，但目前，对物联网的应用还仅仅局限与部分行业与领域。物联网的构建也是以小范围区域形式的建设，全球物体之间的互动互联还有一段很长且艰苦道路要走。

一场信息产业革命正在席卷而来，将像互联网一样改变我们的交流方式与商业模式。物联网的发展也将是我国难得的一次发展机遇。抓住他才能让我国在新世纪拥有一席之地，使我国早日强大与富裕。

【参考文献】

[1]Luigi Atzoria， Antonio Ierab， Giacomo Morabitocthe. The Internet of Things：a survey[J]. Computer Networks， 2010， 54（15）： 2787-2805.

[2]物联网白皮书（2011）[R]. 工业和信息化部电信研究院，2011，5.

[3]吕廷杰.物联网的由来与发展趋势[J].信息通信技术，2010（2）：4-8.

[4]杨刚，沈沛意，郑春红.物联网理论与技术[M].北京：科学出版社，2010.

[5]李振汕.对物联网核心技术发展问题的探讨[J].硅谷，2011（1）：17-18.

物联网研究范文第3篇

关键词：云计算平台；物联网；数据挖掘

物联网是当前智能化社会发展的一个重要显示，近几年随着科研事业的快速进展下，物联网以及从一个概念存在逐渐融入到现实生活中。物联网的出现实现了人们生活与工作的智能化，极大的改变的了生活与工作方式，提升了办事效率。而物联网的实现依靠中的技术的支持，其中数据挖掘技术便是其中一个重要支撑条件，数据挖掘实现了海量信息的获取与挖掘，而这种信息能够支撑物联网在实际操作中的智能化实现。文中在云计算平台的基础上分析物联网数据挖掘的相关研究，其中包括物联网数据挖掘所面临的挑战、在云计算平台中物联网数据挖掘的相关技术以及实际应用。

1云计算与物联网理论基础

1）云计算理论云计算是一种依赖于互联网技术，经由互联网服务为用户提供依据需求而明确服务的计算方式。而云计算命名的由来是由于整个服务资源的选自源互联网内的数据，且互联网多会应用云状图案对资源进行显示，因此被称之为与计算。云计算基于其应用技术的先进性具备了以下几大特征：第一，规模大。云计算中的云所显示的便是差大的规模，当前就谷歌云计算来看已经拥有了100多万台服务器，而其他较大型的搜索引擎也具备了数十万台服务器。第二，虚拟化。云计算能够支持用户在任意位置或任意终端进行服务器的登录，所有操作在云空间进行运行，由此也便形成了虚拟性特征。第三，可靠性。云计算应用数据多副本绒促以及计算节点同构可互换等措施来确保服务的可靠性。第四，通用性。云计算不会针对特定的应用，在云支持下能够创造出海量的应用。第五，可延伸性。云计算的超大规模能够支持其进行动态的伸缩，由此满足各类应用与用户规模的增长需求［1］。2）物联网理论物联网属于全新信息技术的主要构成部分，同时也是信息化时展的重要阶段。物联网实际上所指的是经由多种技术的应用实现物与物之间的连接，而这种连接形成了一个局域网络，实现远程与集中操控。物联网雏形的出现可追溯到1990年，后期随着各项理论与技术的不断研发下，在近几年已经能够实现在现实生活中，且被广泛的应用。其实际意义在于，经由各项技术将多种物品与互联网进行连接，实现信息交换与通信，由此实现了物品的智能化，用户可经由远程终端进行操控，便捷了人们的生活，同时也提升了各物品应用的安全性。与互联网对比物联网具备了以下几大特征：一方面表现在物联网应用到多种感知技术；第二方面表现在物联网属于建立在互联网基础上的泛在网络；第三方面表现在物联网的核心价值是提供不限定任何场合与时间的应用场景与用户的自由互换［2］。3）物联网的建设物联网在应用过程中需要多个行业的参与，且需要政府方面所提供的支持，物联网具备多种优势，可广泛地应用在社会各个领域中，但是在实际应用过程中技术建设始终是一大难题。就常规上来讲，物联网的建设需要经由以下几个步骤：第一，对需要建设物联网的物体属性进行识别，包括静态与动态的属性，其中静态属性可直接进行存储，而动态属性则需要应用传感器进行探测；第二，对识别完成后的物体属性进行读取，将读取信息转换为网络识别数据；第三，将物体的信息经由网络传输至信息处理中心，由处理中心实现物体与互联网之间的通信［3］。

2数据挖掘技术界定与特征分析

2．1数据挖掘技术概念

数据挖掘技术出现在二十世纪后期，虽然其出现时间不长，但是对社会中各领域的发展形成了巨大的影响，也引起自有优势得到了广泛的应用。数据挖掘从广泛意义上来讲所指的是从大量数据中经由可靠的算法搜索隐藏其中信息的整个过程。数据挖掘与计算机科学存在着紧密的联系，利用计算机技术经由统计、分析、情报检索、机器学习等多种手段实现其实际价值。当前数据挖掘在应用到不同领域后，也被赋予了不同的概念。但就其应用价值可从三个方面进行概述，第一个方面为提供海量可靠信息；第二个方面为经由数据挖掘所获取的信息对人们具有较高的应用价值；第三个方面为所获取的信息能够被人们理解与分析，并以此为根据做出决策［4］。

2．2数据挖掘技术特征

数据挖掘技术具备了分布广、规模大、节点资源有限、安全性复杂等特征。其中分布广主要是数据挖掘是物联网技术中的一个构成部分，而物联网本身就具备的分布广泛的特点，由此数据挖掘基于需要将数据存储在不同的地方，也便具备了分布广的特点；规模大方面主要是物联网中具有海量数据的传输与应用，而数据挖掘作为数据分析与处理环节自然具备了规模大特点；节点资源有限方面是给予物联网较为庞大的数据链，需要设置多个传感器节点，因此需要有能够快速解决处理数据的中央节点，而节点资源并非无限，中央节点通常不需要所有的数据，但需要数据参数，由此对需求数据进行输出［5］。

3物联网数据挖掘面临的挑战

基于物联网技术自身所具备的特征，在数据挖掘中也具备了一定的优势，但是新技术在数据挖掘中应用较多，物联网技术在数据挖掘中也面临着一定的挑战，具体表现为以下几个方面。第一，物联网数据具有一定的规则，但是由于其规则过多也相对较为繁杂，经由中央模式对分布式数据进行挖掘的方式效果并不理想。第二，物联网数据规模较大，需要及时给予可靠的处理，而当前处理模式对硬件要求较高，若硬件不能够符合要求则可能无法实现。第三，数据需求的节点不断增加，需求与供给之间存在着一定的矛盾。第四，给予物联网数据存在着诸多外在影响因素，包括数据传输安全性、数据传输的隐私性、法律约束等因素。将所有数据集中存储在相同的数据仓库中这一渠道显然不具备可靠性。基于上述几点问题充分显示出，对物联网进行数据挖掘过程中，当前所具备的以及应用的多种技术与手段存在着一定的弊端，针对此需要不断地进行更为深入的研究，以寻找到更为有效的解决方案。

4基于云计算平台的物联网数据挖掘技术分析

4．1物联网感知层

物联网感知层也就是实现感知作用，具体是依赖于目标区域范围内设置大量数据采集点予以实现。也就是说节点是经由传感器与摄像头以及其他相关设备实现数据的采集，所采集到的数据需要依赖于物联网感知层所具备的网络通信设备进行集中处理，将所需要的数据传递至各节点，再经由集中储存后再次通过传输层传递至云计算平台的数据处理中心，实现整个感知层的职能。

4．2物联网传输层

物联网传输层是所有数据传递的中间环节，其中涵盖着传感器、无限网络等设备与技术，经由多种网络设备的连接，形成高效率无缝数据的传输系统，能够更为有效地将物联网感知层所收集到的数据经由网络传输到数据处理中心，由此实现全方位的互通互联目标。就其实际工作内容来分析，所指向的是将多种属性的监测处理设备进行联网，实现传输功效，对各设备与节点之间的数据信息进行传播。

4．3数据层

数据层是物联网云计算平台中数据挖掘技术的核心环节，物联网自身具有一定的异构性与海量性特点，由此在数据层内将物联网设备所收集到的所有数据信息进项储存处理与分析的能力是基于云计算的物联网数据挖掘平台的重点。数据层内部涵盖了数据源转化与存储两个主要部分，其中数据源转化所指的是对物联网异构性的数据化进行转化，存储方面所指向的是应用Hadoop所构建的平台中HDFS系统进行分布式存储，由此将物联网中大量的数据能够可靠的存储在各个数据节点中。在物联网平台内部，针对不同的目标需要收集不同的数据类型对其进行显示，在特定环境下，同一种目标同样会选择不同的数据类型进行表现，基于此数据源转化的作用主要为表现保持数据的完整性，同时避免异构性的物联网数据在转化中基于其他不确定因素有所损坏，由此实现确保数据挖掘可靠性的目的。数据源转化在整个系统中的价值主要是作为数据层与感知层之间的连接线角色存在，经由数据包的解码与转换将不同属性的数据转换为所需要的数据类型，同时将其以分布式手段存储在数据处理中心。

4．4数据挖掘服务层

数据挖掘服务层内部涵盖数据准备模块、数据挖掘引擎模块、用户模块几个部分。其中数据准备模块中涵盖着对数据的情况、转变、数据规等环节；数据挖掘引擎模块中涵盖着数据挖掘算法集、模式评估等环节；用户模块中涵盖着数据挖掘知识的可视化展现技术。基于知识挖掘类型的差异性，数据挖掘引擎模块具备了区分、关联、聚类、趋势分析、偏差分析、类似性分析等特征。而提供以上所述的功能核心环节为数据挖掘模块中的算法集所具备的多种功能算法，在Hadoop平台中数据挖掘算法需要对传统所应用的数据挖掘算法进行一定程度的调整，也就是实现算法并行化的处理。用户模块是应用物联网数据挖掘平台用户的直接接触端，基于其担负着将系统显示转化为用户可识别显示的重要责任，需要具备一定的友好性，也就是一定的人性化，使用户能够便捷的应用用户界面进行操作，实现数据挖掘的目的，同时也能够获取到能够理解的知识。为提升数据挖掘平台的可移植性，在用户服务底层模块加入了一个开放接口模块，由此能够使得第三方调用物联网数据挖掘平台的功能，使物联网具备更为丰富的应用，同时提升其实际应用价值。

5结论

云计算与物联网均属于信息化社会的先进产物，是社会发展的一大表现，物联网引起自身的多种优势被广泛地应用在社会各个领域中。但是，当前物联网在我国发展进程较为缓慢，主要是由于物联网的建设需要应用到多种技术，而技术建设始终是一个难题，为此，在本文中对基于云计算平台的物联网数据挖掘技术应用与实现效果进行了全面分析，为进一步推动基于云计算基础物联网的建设提供理论参考。

作者:汤勇峰 单位:江苏省徐州医药高等职业学校

参考文献：

［1］张虎．基于云计算的物联网数据挖掘模式的构建［J］．无线互联科技，2016，2（20）：50－51．

［2］陈达峰．基于云计算的物联网数据挖掘关键技术研究［J］．中国新技术新产品，2014，5（23）：20．

［3］李立，张玉州，江克勤．一种改进的基于云平台的物联网数据挖掘算法［J］．安庆师范学院学报：自然科学版，2014，7（2）：37－40．

物联网研究范文第4篇

关键词：物联网；智能物流；物流业

中图分类号：F713.365.1 文献标识码：A

1 概 述

1.1 物联网定义

物联网近几年来受到国家及相关行业的高度重视，物联网将是新一代信息技术的重要组成部分之一。其英文名称是“The internet of things”，中文翻译是“物联网就是物物相连的互联网”，这有两层意思：

第一，物联网的基础与核心仍然是互联网，其是在互联网基础上的扩展和延伸的网络；

第二，其用户端扩展和延伸到了任何物品与物品之间，进行信息通信和交换。因此，物联网的定义是通过全球定位系统、红外感应器、激光扫描器、射频识别（RFID）等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息通信和交换，以实现对物品的定位、跟踪、智能化识别、监控和管理的一种网络。

1.2 物流业定义

物流业是指物品从供应地向接收地的物理性实体流动过程，物品将发生时间或空间的移动。物流业是将运输、储存、装卸、搬运、包装、流通加工、配送、信息处理等基本功能根据实际需要实施有机结合的活动的集合。物流业是物流资源产业化而形成的一种复合型或聚合型产业，物流资源有运输、仓储、装卸、搬运、包装、流通加工、配送、信息平台等，其中运输又包括铁路、公路、水运、航空、管道等。这些资源产业化就形成了运输业、仓储业、装卸业、包装业、加工配送业、物流信息业等。这些资源分散在多个领域，包括制造业、农业、流通业等。把产业化的物流资源加以整合，就形成了一种新的物流服务业。这是一种复合型产业，也可以叫聚合型产业，因为所有产业的物流资源不是简单的叠加，而是通过优化整合，可以起到1+1>2的功效。

1.3 物联网推动物流业变革

1.3.1 物联网让我们开拓思路，主动面对未来

将物联网技术应用于物流业将进一步开阔相关政府部门、物流企业及其从业人员的思路与视野，提高他们的认识，将能让物流业全面主动地提升物流业信息化、自动化与智能化水平，并借助于新的RFID等技术，全面开创物流业智能物流的新时代，让物流业可以通过信息化提高效率、降低成本和更好地参与国内与国际竞争。

1.3.2 物联网技术能更好地改善物流业的管理水平

物联网技术的良好使用，将促进物流业的信息化，提高物流配送的智能化，并将带来供应链节点的变革，使物流业可以实现实时化与透明化管理，实现重要物品的可跟踪与追溯管理。随着物联网技术被充分的利用，并在物流业中得到广泛的推广与应用，相信一个智能物流的美好时代将会很快实现和到来。

2 物联网在物流业中的应用与研究现状

2.1 物联网在物流业中的应用现状

物流业是最早利用物联网的行业之一，目前很多物流系统采用了RFID自动识别、卫星定位、认址、红外、自动识别、激光、无线、编码、传感等高新技术，已经具备了初步智能化、信息化、可视化、网络化、柔性化、集成化、敏捷化等先进技术特征。

以上这些具体的信息化技术就是目前我国物联网在物流业应用的主要表现。总的来说，在我国目前物流业应用物联网技术相对成熟的领域主要体现在以下四个方面：

2.1.1 通过智能可追溯网络系统对产品状况进行实时掌控

目前，在我国的一些行业，如物流、烟草、医药等行业，正在使用产品追溯体系来实时掌控产品的具体状况，可以实现对货物的实时追踪、查询、信息采集、识别与管理等，目前这些行业里有较多的成功实例。

2.1.2 可视化智能管理网络系统对物流活动过程进行管理

基于GPS技术、传感技术、RFID自动识别技术等各种技术来对物流过程管理，逐步实现可视化、智能化管理，将可以实现在物流过程中对车辆进行定位、线路规划、在线调度、运输物品监控保护与配送等的高效管理。目前这些具体的技术在物流业中已得到了充分使用。

2.1.3 企业物流配送中心智能化管理

通过应用物联网技术建立的自动化、信息化物流配送中心已经可以实现智能化管理，可以对物流、商流、资金流、信息流等进行全面协同管理。目前国内的一些物流配送中心结合物联网技术进行建设，已经基本实现了自动化、信息化管理，例如，这些物流中心可以通过利用计算机控制堆垛机自动完成出入库管理，实现无人搬运车搬运物料，并可以借助机器人码垛，开展自动分拣等业务，因此，企业物流配送中心智能化管理将可以逐步实现现场无人化作业。

2.1.4 通过应用物联网技术实现智慧供应链

在全球一体化的今天企业之间的竞争日益激烈，企业将面对着越来越多的个性化订单，如果没有良好的供应链整合管理，将会让企业的成本显著增加，会使企业处于竞争的不利境地，因此，供应链的合理整合与控制变得越来越重要。为了避免牛鞭效应的发生，需要对客户的需求做出正确预测，只有通过智慧供应链才能做得更好，这也推动着物联网成为企业智慧供应链的重要组成部分。

2.2 物联网在物流业中的研究现状

2.2.1 国内研究概况，主要集中在以下几个方面：

（1）关于如何运用物联网技术改善物流信息管理的研究

例如，西安工业大学荆心博士（2010）的《基于物联网的物流信息系统体系结构研究》，该文指出了目前以物联网技术为基础的物流信息系统存在着一些不足，然后具体分析并总结了以物联网技术为基础的物流系统的设计必须以智能为基础和核心。侧重研究和使用智能搜索、智能控制、完成海量数据存储、云计算等功能，使得物联网技术得到充分的利用，最终满足物流信息系统资源配置最大化的需求。

（2）物联网在各行业物流中的运用研究

例如，中国海洋大学经济学院徐亚鹏（2010）的《物联网在烟草商业物流的应用研究》，该文对物联网的快速发展将给中国烟草行业商业物流带来深远影响和深刻变化进行了研究，分析了物联网的一些关键技术和基本的工作原理，对物联网技术在烟草商业物流领域的具体应用进行了展望。

（3）物联网在具体物流环节的运用研究

例如，北京财贸职业学院武晓钊副教授（2011）的《物联网技术在仓储物流领域应用分析与展望》，该文对仓储这一物流环节目前应用物联网技术的一些具体内容进行了研究，主要有智能信息管理技术、智能机器人堆码垛技术、自动控制技术、数据挖掘技术、移动计算技术等。未来，随着物联网技术在物流仓储环节应用的不断深入，射频识别技术在仓储业的应用将得到快速发展，感知技术集成应用将成为仓储的潮流，无人搬运车与智能机器人将融入仓储物联网，无线网络与通信技术将得到应用，仓储环节的物联网应用将出现互通互联的大趋势。

2.2.2 国外研究概况，主要分成以下几类：

（1）从技术角度进行研究

研究如何让物流管理利用物联网的一些具体技术。例如，JITR、RFID自动识别技术及MES的基本方法与先进管理理念，通过车间生产物流信息的实时反馈进行物流数据分析和监控，加强车间物流控制，实现生产节拍、物流、信息流的同步，以提高企业生产效率和降低企业物流管理成本。

（2）从产业方面进行研究

例如，TI、INTEL等美国集成电路厂商目前都在物联网领域加大研究力度，在RFID领域投入巨资进行芯片开发。Symbol等己经研发出同时可以阅读条形码和RFID的扫描器。IBM、Microsoft和HP等公司也在积极开发相应的软件及系统来支持RFID的应用。欧洲的Philips、STMicroelectronics在积极开发廉价RFID芯片；Cheekpoint在开发支持多系统的RFID识别系统；诺基亚在开发能够基于RFID的移动电话购物系统；SAP则在积极开发支持RFID的企业应用管理软件。

（3）将物联网与物流业的物流跟踪管理系统进行结合研究

例如，将物联网的技术：RFID自动识别技术、移动技术、中间件技术以及JIT、MES的先进管理理念与基本方法应用到物流业的物流跟踪管理系统中。

3 充分利用物联网对物流业发展的有利因素

3.1 利用物联网能提高物流的智能化和信息化水平

智能化和信息化是目前物流业发展的必然趋势。它已经不仅仅是对物流的基本环节与基本职能的管理问题，而且还可以将相关物品的信息等特定数据存储到数据库中，并且可以根据物品所面对的相关物流环节与环境的具体情况进行正确的分析，并做出智能化的分析、建议与决策。

3.2 物流业利用物联网将能提高物流活动的一体化程度

物联网能帮助进行物流功能的整合，可以有效提升流系统的整体效率，通过利用物联网技术实现物流服务一体化主要指物流活动过程的整体化和系统化管理，它是通过利用物联网来实现智能物流管理，将物流活动过程中的运输、存储、装卸搬运、流通加工、配送、信息管理等环节进行良好管理，使之集合成物流活动一体化系统，以便物流业高效率地向客户提供满意的物流服务。

3.3 利用物联网技术能降低物流成本和提高物流效率

为了更好地面对国内外物流业的剧烈竞争，为了赢得客户，赢得竞争优势，现代物流管理都希望可以在降低成本的同时保持或提高物流服务水平，而将物联网与物流业的良好结合与应用正好可以实现这一点，今天物流业应用物联网技术能使相关的信息采集变得更加快捷与高效，促使物流效率得到提高，并进一步降低物流服务成本。

例如，物流业可以采用RFID自动识别技术，在集装箱等集装单元器具上使用相同类型的电子标签，这样在对集装单元器具进行装卸搬运时就可以通过信息采集快速收集跟货物有关的信息，从而达到提高效率，节约物品的装卸搬运时间，并且可以实时掌握货物在流通过程中的具置变化，提高企业运营效率，减少相关物流环节成本，最终使得物流业的整体利润率得到提高。

3.4 利用物联网使得供应链各环节整合更加紧密

企业通过物联网技术实施智能化的现代信息管理系统，实现了企业内部各环节的信息资源整合，并且在此基础上进一步发展，实现了相关企业在原材料、物资供应、产品生产、货物流通、市场需求等环节上的协同，对原材料、在制品、产成品在供应链各环节的库存数量进行较为准确的控制，以缓解供需中的不确定性，从而可以避免需求被不断放大，有效地控制住了牛鞭效应的发生，使得企业的库存减少，流动资金得以增加。

物流业对物联网的良好运用使得供应链各环节整合更加紧密与高效，提高了物流企业的物流服务质量，让相关客户的满意度得到较大程度的提升，进而避免了客户的流失，保证了客户的稳定性与连续性。

4 物流业在利用物联网技术的过程中应该注意的问题

物流业利用物联网发展智能物流有许多优势，但是目前物联网技术在我国处还于发展的初期阶段，还没有形成较为统一的行业标准，因此，国内相关物流企业在利用物联网技术时还将存在一些困难与问题，需要根据自身实际情况来进行结合使用。

4.1 物流业采用物联网发展智能物流资金需求量较大

在物联网技术成为相关行业，特别是物流业的通用技术之前，在该技术的使用前期需要投入大量的资源，目前物流业的整体利润相对来说还比较低，因此，对资金的依赖成为了物联网技术在物流业中普及的重要障碍之一，不管是采用RFID技术，还是GPS技术等，这些都将会增加相关企业的资金等资源的投入，也将增加企业的初期成本压力，因此，中小型物流企业要是没有急切的技术升级要求，一般不会主动地投入大量的资金、人力与物力资源来发展物流业的物联网技术。

4.2 物联网技术的可靠性与安全性限制智能物流发展

首先，是数据在传输过程中的读取可靠性，因为今天相关的物联网识别技术还没有达到一个完全成熟的程度，企业在对相关数据的读取过程还可能受到相关环境等因素的限制。

其次，是数据本身还存在着信息安全的问题，因为物联网的识别技术在读取相关数据时需要经过网络，特别是互联网的传输，而互联网本身就存在着信息传输等安全，这也使得物流业在利用物联网发展智能物流时存在一定的网络风险。

虽然物流业在采用物联网技术发展智能物流过程中还存在着一些困难，但是随着相关技术的成熟，特别是国家政策的大力支持，物联网在我国物流业的发展前景将会是十分光明的，同时，相关行业及管理人员等在面对物联网热潮时，也要时刻保持冷静的头脑，不要不顾企业实际情况而去跟风，应该注意切忌浮躁心态，尽快制定统一标准等。

5 当前可以利用物联网发展物流业的重点领域

5.1 物流业智能运输管理子系统

将物联网技术综合运用于物流业运输管理环节，通过物联网技术建立起一个适合企业需求的智能运输管理子系统，该系统包括了企业车辆调度管理和车辆控制等方面。

5.2 基于RFID自动识别技术的智能仓储管理子系统

通过RFID自动识别技术将符合行业要求的标签附着在需要被识别货物的表面、外包装物或货物的内部，当被识别的货物进入到RFID自动识别可控制距离内时，RFID读写器将自动且无需接触地对货物进行读写。该子系统包含货物自动入库、货物自动盘库、货物自动出库和货物自动周转等环节。

5.3 物流业智能配送管理子系统

物流企业智能配送管理子系统以GPS与GIS等通信技术为基础，主要为物流业物流配送提供高效服务。该子系统包括车辆实时监控、动态调度、配送货物查询、物流企业与外包方的通讯、车辆配送路径优化等。

5.4 物流业智能包装管理子系统

智能包装管理子系统是以RFID自动识别技术、人工智能技术和现代材料科学等技术为基础，通过增加物品的实时信息以便各方对物流过程的追踪管理，提高货物的包装效率，特别是运输包装的效率。

5.5 基于RFID自动识别技术的物流安全管理子系统

通过利用RFID自动识别等无线数据通信技术，并结合互联网技术，实现对企业相关货物的实时跟踪与识别，掌控货物状况，从而保证对原材料采购、产品生产、库存管理、货物正确与快速运输和产品销售等全过程的时效、可靠与安全管理。

5.6 企业智能质押品监管

例如当融资企业把相关质押商品存储到第三方物流企业的仓库中后，并以此向银行申请授信，物联网技术可以使银行等金融企业随时对融资企业的相关质押品进行信息实时监管，从而降低银行等金融业可能需要承受的风险。

5.7 企业智能保兑管理子系统

通过物联网技术实现企业智能保兑，将可以随时掌握从银行承兑到仓单质押等各个环节的反常问题与情况，并且可以预警上游生产商回购质押货物。

6 物联网在物流业应用的发展趋势

物联网发展推动着中国物流业的快速变革。随着物联网理念的不断引入，相关技术的不断提升和相关政策的出台与扶持，相信在不久的未来物联网将给中国物流业带来历史性与革命性的变革，中国智能物流将迎来快速发展的全新时代。

我国未来通过物联网为物流业提供的应用将主要出现以下四大发展趋势：

6.1 主要从智能供应链与智能生产融合

随着RFID自动识别技术与传感器网络的逐渐普及，物与物之间的互联互通，将给企业的生产子系统、采购子系统、物流系统与销售子系统等的智能融合打下基础，而网络的融合必将产生智能供应链与智能生产的融合，企业物流完全智能地融入企业经营之中，打造智能企业，打破传统流程、工序等的界限。

6.2 智能物流网络开放共享，融入社会物联网

物联网是聚合型的系统创新，必将带来跨行业的应用。如产品的可追溯智能网络就可以方便地融入社会物联网，开放追溯信息，让人们方便地实时查询、追溯产品信息。今后其他的物流系统也将根据需要融入社会物联网络或与专业智能网络互通，智能物流也将成为人们智慧生活的一部分。

6.3 多种物联网技术集成应用于智能物流

目前在物流业应用较多的感知手段主要是RFID和GPS技术，今后随着物联网技术发展，传感技术、蓝牙技术、视频识别技术、M2M技术等多种技术也将逐步集成应用于现代物流领域，用于现代物流作业中的各种感知与操作。如，温度的感知用于冷链；侵入系统的感知用于物流安全防盗；视频的感知用于各种控制环节与物流作业引导，等等。

6.4 物流领域物联网创新应用模式将不断涌现

物联网带来的智能物流革命远不是我们能够想到的以上几种模式。群众是真正的英雄，随着物联网的发展，更多的创新模式会不断涌现，这才是未来智慧物流大发展的基础。

目前，就有很多公司在探索物联网在物流领域应用的新模式。如，某公司在探索给邮筒安上感知标签，组建网络，实现智慧管理，并把邮筒智慧网络用于快递领域；当当网在无锡新建的物流中心就探索物流中心与电子商务网络融合，开发智慧物流与电子商务相结合的模式；无锡新建的粮食物流中心探索将各种感知技术与粮食仓储配送相结合，实时了解粮食的温度、湿度、库存、配送等信息，打造粮食配送与质量检测管理的智慧物流体系，等等。

7 结束语

目前，我国的物联网应用于物流业仍处于孕育和准备阶段，离大规模的应用和普及还有较大距离。但是，物流业作为物联网技术最早涉及的领域之一，已经具备初级应用雏形，我们应该抓住机遇，提升物流业信息化水平，提高物流业的整体运行效率。在国家政策的支持以及技术不断革新的大环境下，物流业必将迎来发展的又一个春天，将迈上更新、更高的台阶。

参考文献：

[1] 吴晓钊，王继祥. 物联网技术在物流业的应用现状与发展前景[J]. 物流技术与应用，2011（2）：52-59.

[2] 赵昱. 物联网对物流活动影响之展望[J]. 企业导报，2010（6）：107-108.

物联网研究范文第5篇

【关键词】智能电网；物联网；电力物联网；RFID；数据采集

1引言

针对目前电力运行环境的日趋复杂、电网基础架构与不断增长的电力需求之间的矛盾日渐尖锐、电能质量差、用户与电网公司交互作用少等诸多问题，国内外对“智能电网”的研究牵起一股热潮[1,2,3]。智能电网是以物理电网为基础，将现代先进的传感测量技术、通讯技术、信息技术、计算机机技术和控制技术与物理电网高度集成而形成的新型电网。而近年来提出的“物联网”是通过传感设备，按照约定的协议，把任何物品与互联网连接，进行信息交换和通信，以实现智能识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络[4]。鉴于此，物联网作为“智能信息感知末梢”，可成为推动智能电网发展的重要技术手段。未来智能电网的建设将融合物联网技术，物联网应用于智能电网最有可能实现原创性突破、占据世界制高点的领域。本文分析智能电网、物联网发展现状和关键技术，同时提出面向智能电网的物联网技术的解决方案和技术架构。

2智能电网及其关键技术

国内外许多研究机构和企业正在积极推动智能电网建设，如知识电网（IntelliGrid）、现代电网（Modern Grid）、网络智能（Grid Wise）、数字电网（Digital Grid）与智能电网（Smart Grid ）等，而本质内容基本相似，那就是以先进的计算机、电子设备和高级元器件等为基础，通过引入通讯、自动控制和其他信息技术，从而实现对电力网络的改造，达到电力网络更加经济、可靠、安全、环保的目标。

智能电网主要包括发电、输电、变电、配电、调度、用电等环节，实现“电力流、信息流、业务流”的高度一体化融合，是坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动的现代化电网。其中发电涉及风电、光伏接入、分布式电源建设等技术领域，输电涉及互济、超导、特高压、网架等，配电涉及微网、虚拟电厂、先进电表网络设施、需求侧响应等，用电涉及智能用电、用电自动控制、电动汽车、储能技术等。智能电网涉及面广，为了理解智能电网，可以将智能电网分成基础电网设施层、信息采集层、数据传输层、数据集成层、应用管理层的五层架构，如图1。

图1

智能电网具备可靠、自愈、经济、兼容、集成和安全等特点[1]。其主要支撑技术是通信技术、信息技术、规划控制技术，包括电能质量、功率因数、相位、故障时间、变压器和线路负荷等数据在内的参考量测技术及相关传感器技术，实现收集、储存、分析、处理、显示海量信息数据的可靠信息技术，高速、双向、实时、集成的通信技术，具备资源优化配置、科学决策、电网运行高效管理、科学决策、电网运行高效管理、电网异常及事故快速响应的智能调度技术，电能量消费与预测技术，中压或低压配电网上的分布式能量介入技术等[5]。

3物联网技术

物联网的概念是在1999年提出的。物联网的英文名称为“The Internet of Things”。由该名称可见，物联网就是“物物相连的互联网”，指的是将各种信息传感设备，如射频识别（RFID）装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等等，赋予物体智能，并通过接口与互联网相连而成为一个物品与物品相连的巨大的分布式协同网络。

“物联网”是利用无所不在的网络技术(有线的、无线的)建立起来的，其中非常重要的技术是RFID电子标签技术。它是以简单RFID系统为基础，结合已有的网络技术、数据库技术、中间件技术等，构筑的一个由大量联网的阅读器和无数移动的标签组成的，比Internet更为庞大的网络。物联网成为RFID技术发展的趋势。在这个网络中，系统可以自动地、实时地对物体进行识别、定位、追踪、监控并触发相应事件。

物联网本质上是一个信号采集和处理的网络。物联网利用各种传感器或人为设置的各种身份识别码，把物质世界中的各种信息变为电信号，电信号通过信息传输网络传送到计算机处理系统和显示系统，经过计算机处理后的数据存储备查，在必要时计算机将发出报警信号或者是控制信号，报警信号或者是控制信号由通信网络送到指定的地方报警或是由指定预设装置执行控制。物联网包含了传感器（信息采集系统）、电子标签、网络传输系统、数据处理系统、显示系统、报警系统以及控制执行系统。物联网技术体系如图2所示。

物联网技术体系可以分为三个层次，一是感知\延伸层，即以传感器、二维码、RFID、多媒体信息为主，实现数据采集。为了连接物联网的“智能信息感知末梢”设备以及解决前端预处理问题，需要用到无线/有线传输、组网技术、信息处理技术和中间件技术。二是网络层，即通过现有的互联网、移动通信网、M2M无线连接或者下一代承载网，实现数据的传输和计算。物联网前端设备采集的数据量超大，而且需要处理数据异构问题和网络层与感知层/延伸层互通，因而应用了异构网融合技术、资源和存储管理、云计算、电信网增强和远程控制等技术。三是应用层，包括应用支撑（信息处理）子层和信息应用层，最终通过对收集的数据进行处理，应用强大的计算机系统和智能软件的识别判断，把结果输出到显示系统，或者进行相应的报警，最终反馈到控制执行系统中。在整个物联网技术体系架构中应用到的公共技术包括，网络管理、QOS管理、安全技术、标识解析、网络架构和业务需求。

图2

4面向智能电网的物联网应用

智能电网与物联网的相互渗透和深度融合是信息通信技术发展到一定阶段的必然结果，能有效整合通信基础设施资源和电力基础设施资源，提高电力信息化水平，改善现有电力基础设施利用效率。一方面，作为“智能信息感知末梢”，物联网以其独特的优势，能在多种场合满足智能电网信息获取的实时性、准确性、全面性等需求，有助于实现对电力设备资产、生产过程的全方位采集和监控，有助于降低线损、提高电能传输效率和使用效率，有助于提升电网企业与用户的互动能力。另一方面，电网智能化是物联网的重要应用领域。在文[6,7]中提出“电力物联网（Internet of Things in Power Systems, IOTIPS）”的概念，指的是电力系统各种电气设备之间以及设备与人员之间通过各种信息传感设备或分布式识读器，如RFID装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描等种种装置，结合已有的网络技术、数据库技术、中间件技术等，形成一个巨大的智能网络。结合智能电网系统架构和物联网技术体系结构，可提出面向智能电网的物联网解决方案，如图3所示。

图 3

上图可以看到智能电网与物联网的有效结合应用。物联网在智能电网中的应用有：用电信息采集系统；智能电表；智能插座；智能互动终端；智能家电及智能家居；分布式能源接入及控制系统；智能用户服务系统；智能输电线路巡检系统、智能输电线路视频监控系统；智能型全方位电力户外设施防盗综合预警系统；变电站全方位多媒体远程监控。

传感器作为智能电网终端设备的一个基本的环节，在电力系统中具有广阔的应用空间，将在电网建设、电网安全生产管理、运行维护、信息采集、安全监控、计量及用户交互等方面发挥巨大作用，可以全方位提高智能电网各个环节的信息感知深度、广度以及密度，为实现电力系统的智能化以及电力流、信息流、业务流的高度融合提供基础数据支持。物联网的相应技术和产品将可以广泛应用于电力系统的发、输、变、配、用环节，并产生巨大的经济效益和社会效益。

5 结论

随着智能电网和物联网技术的进一步发展，物联网技术必将进一步渗透到智能电网的发展和建设中，并成为推动智能电网发展的重要技术手段，有助于解决电网各环节重要运行参数的在线监测和实时信息掌控。本文分析智能电网、物联网发展现状和关键技术，同时提出面向智能电网的物联网解决方案和应用前景，具有重要的研究意义。

参考文献

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[4] 刘兆元.物联网业务关键技术与模式探讨[J].广东通信技术,2009,(12):2-7.

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[6] 李勋，龚庆武，乔卉. 物联网在电力系统的应用展望[J].电力系统保护与控制,2010,38(22):232-236.

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