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物联网技术概念

物联网技术概念

物联网技术概念范文第1篇

[关键词]物联网技术RFID公安工作

中图分类号:TP391.44 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)05-0328-01

1物联网的概念

1.1起源

物联网(Internet of Things)的概念的起源最初是1991年美国麻省理工学院(MIT)的Kevin Ash-ton教授首次提出的。比尔盖茨在1995年出版的《未来之路》一书中提及物物互联的概念。1998年麻省理工学院提出了当时被称作EPC系统的物联网构想。1999年,在物品编码技术的基础上Auto-ID公司提出了物联网的概念。2005年11月17日,在突尼斯举行的信息社会世界峰会(WSIS)上,国际电信联盟了《ITU互联网报告2005:物联网》,其中指出“物联网”时代的来临。

1.2概念

物联网,顾名思义是在传统互联网、电信网等基础上,实现物与物的信息互联与交换,达到物与物之间的通信与互动。物联网是传统网络的延伸,通过感知技术将传统网络的终端扩展到物。这是一个将物质世界数字化的变革,每一个普通物理对象都可以作为物联网的一部分,可以被独立寻址通过网络互联互通。

1.3感知方式

将网络终端由传统意义上的机器延伸到物理对象的过程中,重要的一步是传感器技术,传感器技术可以将物理对象的信息转化为计算机能够处理的数字信号,是实现物与物通信的前提。目前常见的传感设备和技术有二维码识读设备、射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统和激光扫描器等。通过这些传感器技术,可以将任何需要互联的物体信息数字化,实现物联网由机器终端到普通物体终端转变。

2物联网的特征和传统的网络相比,物联网有其鲜明的特征。

2.1各种感知技术的广泛应用。

物联网上部署了海量的多种类型传感器,每个传感器都是一个信息源,不同类别的传感器所捕获的信息内容和信息格式不同。传感器获得的数据具有实时性,按一定的频率周期性的采集环境信息,不断更新数据。

2.2数据量极其庞大

物联网技术的重要基础和核心仍旧是互联网,通过各种有线和无线网络与互联网融合,将物体的信息实时准确地传递出去。在物联网上的传感器定时采集的信息需要通过网络传输,由于其数量极其庞大,形成了海量信息。

2.3地址需求庞大

物联网要求作为物联网终端的每一件物品有自己独立特有的物理地址,目前互联网使用的IPv4协议所提供的地址资源远远不能满足物联网的需求。其庞大的地址资源需求会在下一代互联网的IPv6协议中得以实现。

2.4智能技术的应用

物联网不仅仅提供了传感器的连接,其本身也具有智能处理的能力,能够对物体实施智能控制。物联网将传感器和智能处理相结合,利用云计算、模式识别等各种智能技术,扩充其应用领域。从传感器获得的海量信息中分析、加工和处理出有意义的数据,以适应不同用户的不同需求。

3物联网技术的典型应用

物联网早已不仅仅只是一个概念,从它的概念提出至今的十几年中,它已经在我们身边或大或小的领域中有运用。我国的第二代居民身份证就采用了内置RFID技术,采用国内自主嵌入式微晶片,是全球最大的RFID应用技术。

4物联网带来的安全风险

物联网的基础是互联网等传统网络,将传统网络的终端扩展至人与物,这样一来就会将传统网络所面临的安全风险与危害放大,互联网所面临的病毒攻击,黑客攻击等危害在物联网中也存在。

另外,物联网的感知层将成为一个新的安全隐患点,物联网的传感器采集的信息需要通过网络传输,由于其数量极其庞大,在传输过程中,为了保障数据的正确性和及时性,必须适应各种异构网络和协议,而在物联网发展的目前阶段,各种接口协议都还很混乱,对于物联网的监管与保障几乎没有,个人隐私、情报在采集和传输阶段面临很大的安全性问题,所以这将是公安工作中的一个新问题。

5物联网在公安领域的应用

目前阶段下,物联网技术应用到公安领域中,还存在很多困难和阻碍。将物联网技术应用于现有的资源平台,可以在应用实践中带动公安物联网发展。

5.1新一代警务通系统

新一代的警务通系统采用了结合的物联网技术,内置的第二代身份证读卡模块,采用了非接触式的读卡技术,公安民警可将二代身份证放置感应区,公民身份信息包括文字、数据、个人相片等信息显示或提示在彩色液晶屏上,并且还可通过云计算平台与公安专网进行互联核查。

配备GPS系统,与警用地理信息系统配合,实现对警力部署或重点车辆的可视查询、定时定位、自动跟踪、区域监控、路径优化、轨迹分析,提高了公安机关的警务工作效率和实战能力。

5.2车辆管理系统

基于无源射频识别技术的区域性车辆安全监管系统,通过在车辆内安装RFID电子标签和GPS使被标识车辆的静态身份信息与动态运行信息有机地结合在一起。以车辆自动识别与认证服务为基础,实现在开放性道路交通环境下对车辆运行信息和事件信息的自动采集,提供满足不同应用环境的全天候涉车监管服务。该系统还能实现交通需求预设,路网资源的分配管理,交通流量自动统计,车辆运行状态的实时回传等功能。目前上海,南京就采用类似的系统对特定车辆进行管理。

6物联网时代公安工作的展望

物联网时代即将到来,物联网技术对社会的改变是公安工作新的机遇和挑战,在可预见的将来,物联网在公安工作中将发挥极其重要的作用。

将物联网技术引入地理信息系统(GIS)和GPS、电信运营商的无线电信网络相结合,将是一个改变公安工作模式的改革。在突发事件和处理以及各种刑事、民事和交通案件处理时,实现对警力资源的及时高效合理地调度与充分使用,有效缩短出警反应时间,减少警务处理的盲目性,实现对警务现场的实时全方位多角度的监控及指挥调度。

物联网技术使得具体物理对象成为公安工作的出发点,对于成为网络终端的人、车、物的管理与控制上升到了一个新的高度。配合现有的监控、管理和资源系统,将任何需要成为物联网终端的物理对象纳入公安工作的管理之中,将在维护社会稳定,社会治安管理和打击刑事犯罪方面起到非常重大的作用。

7总结

总体而言,物联网技术已经完成从技术到产业的转变,

物联网技术概念范文第2篇

关键词:测绘;地理信息;数字城市;智慧城市;物联网;云计算

中图分类号:P204 文献标识码:A

1.智慧城市的概念

智慧城市是近些年逐步兴起的一个新概念,关于其具体表述多种多样,各有侧重。国内知名大数据专家杨正洪教授在其著作中将智慧城市表述为:借助新一代物联网、云计算、大数据分析等信息技术,将城市运行的各个核心系统整合到一个大平台上,植入智慧的理念,从而更好地理解和控制城市运营,并优化城市的资源使用。对于测绘行业而言,测绘学界的泰斗,两院院士李德仁教授的表述更富有针对性。他认为,智慧城市是在数字城市的基础之上发展起来的,是在数字城市的框架之下,加上物联网、云计算,实现现实世界和数字世界的融合,从而达到对人和物的感知、控制和智能服务。

2.智慧城市的发展历史

2.1 智慧城市在国际上的发展

美国是最早发展智慧城市的国家,IBM于2008年就提出了“智慧地球”与“智慧城市”的概念。2009年,迪比克市与IBM合作,建立了美国第一个智慧城市。他们利用物联网技术,对全市公共资源集合起来进行统一的智能化管理,通过对数据进行科学地分析来优化资源配置,合理调度。

2.2 我国智慧城市的发展史

我国的智慧城市建设始于90年代的数字城市建设,随着智慧城市概念的提出,物联网、云计算、大数据等前沿技术迅速发展,得到了越来越广泛的应用,智能化的特征越来越突出。

3.测绘技术与数字城市

3.1 数字城市的概念

前文已经提过,在建设智慧城市的过程当中,首先要以数字城市为基础,数字城市是智慧城市的基本框架。所谓数字城市,是将城市的构成的诸要素进行数字化,并通过网络技术、虚拟现实技术展现出来,以实现为决策者提供数据支持和为公众提供信息服务的目的。

3.2 数字城市的发展历史

1992年,美国提出了构建信息高速公路的概念。1998年,美国时任副总统戈尔提出了“数字地球”的概念。随后,中国的学者认识到“数字地球”战略将是推动我国信息化建设和社会经济发展的重要武器,并随即召开了“数字地球”大会。之后,“数字中国”、“数字省”、“数字城市”等概念迅速普及。

3.3 测绘技术与数字城市

到了数字城市时代,测绘技术得到了较快的发展,测绘手段、信息处理方式更加先进,测绘成果更加多种多样。传统测绘更多的是采用小型测绘设备并依靠测绘工作者的手工劳动来完成,虽然技术成熟,但效率^低,难以适应大尺度、大数据量、宏观层面的测绘,更无法满足数据及时更新的需求。在此背景之下,航空摄影测量、遥感、三维激光扫描等先进测绘技术迅速普及,测绘成果也由纸质平面地图为主向电子地图、三维地图方向发展,服务的主要对象也由专业机构转向广大民众。

4.测绘技术与物联网

4.1 物联网的概念

物联网,顾名思义就是物和物之间的信息交换,是通过各类感应器,将诸多具体实物的位置、参数、状态、变化等情况接入互联网,进行统一地控制、调度和信息交流,从而实现智能化管理的一种专用网络。

4.2 物联网的发展历史

物联网概念的提出并不晚,早在2000年以前就有人提出了物联网的概念。自动售货机、视频会议、远程控制等更是早期物联网的雏形。而物联网的迅速发展则是归功于2008年“智慧地球”、“智慧城市”概念的提出。

4.3 测绘技术与物联网

测绘技术在数字城市建设中发挥的作用已显而易见。有些测绘工作者认为到了智慧城市时代,尤其是物联网的快速发展,更多的是依靠传感器,测绘功能将逐步被边缘化,其实则不然。李德仁院士认为,一旦装上传感器,获取的位置、时间信息,以及将众多传感器连在一起形成的有用信息,同时也是测绘的时空机制。智慧城市要求测绘把基准从二维、三维上升到四维,在处理卫星遥感、航空遥感、地面遥感、地下探测手段所采集的数据时,要求测绘人对数据加工的过程更加智能化、快速化。

5.云计算

5.1 云计算的概念

云计算,顾名思义就是在云端进行计算,云即代表互联网。利用互联网,可以由分散的一群计算机集合成一台虚拟的超级计算机,也就是通常所说的分布式计算。然而,云计算又不光是分布式计算这么简单,还可以扩展资源整合方法,用户可以按照自己的需求在任何地方都能订制个性化的相关网络服务。

5.2 云计算的发展史

2006年,谷歌首次提出云计算的概念,2007年谷歌与IBM开始在美国大学校园里推广云计算计划。我国的云计算发展始于2008年,无锡云计算中心的建立是云计算在我国发展的重要标志。李德毅院士在2012年的云计算大会上曾经讲到,云计算经过短短五六年的发展,就已经发生了翻天地的变化,之前云里雾里,现在已经真正落地。

5.3 测绘技术与云计算

云计算的产生和发展对测绘行业起到了巨大的推动作用,由于测绘地理信息产业的不断发展,产生了海量的空间数据,由GB级、TB级迅速扩大到PB级甚至EB级,传统的数据处理方式很难应对。而云计算的产生,提供了更大规模更广范围的数据处理能力,从而使服务的类型和质量都得到了质的提升。与测绘行业关系最为密切的云计算是遥感云和位置云。通过遥感云,用户无需搭建专用环境即可获取最终结果。而位置云则可以通过手机信号解算来实现室外、室内甚至地下的连续定位和导航。

6.智慧城市建设应用举例

智慧城市的建设可分为众多不同的领域,例如智慧养老、智慧医疗、智慧家居、智慧物流、智慧旅游、智慧能源等等。在这些应用当中,测绘的身影都是不可或缺的。举个例子,假如某地出现火情,有关部门可以迅速调用遥感卫星、地面监控设备,还可以派无人机进行探测,再通过定位,数据分析等手段迅速掌握一手资料,从而及时做好救灾部署。

结语

科技的进步是谁也阻止不了的,智慧城市是城市信息化发展到一定阶段的产物。测绘工作者要勇于成为智慧城市建设的主力军,主动参与学科交叉,不断探索新技术、适应新发展。只有这样,才能使测绘学科与时俱进,不被时代所淘汰。

参考文献

[1]杨正洪.智慧城市:大数据、物联网和云计算之应用[M].北京:清华大学出版社,2014:1-3.

物联网技术概念范文第3篇

伟哥不懂股市,但是对行业观察还是有的,多少会涉及到一些股市相关的内容。根据我的观察,2015年3月份前的股市看O2O形式的各热门领域,3月份以后得股市看“互联网+”,5月份以后看“中国制造2025”,6月份以后看“一带一路”,现在则是看什么都没用。这些概念股就吹起来的劣质气球,泄了气就再也硬不起来。关键时刻,还是实体经济给力,虽然该涨的时候没有大涨,至少在大跌的时候一直坚挺。

这就让人们开始怀疑互“互联网+”的能力了,事实上,主要还是因为广大网民不了解“互联网+”,因为互联网+不是实际能做的,而是行动计划,是政策类的存在,看不到摸不着,股票能大涨全得力于概念。另一方面,打着“互联网+”旗号的企业,并不见得就实现了“互联网+“,甚至于他们也不够真正了解“互联网+”。

先来看看那些“互联网+”概念股

总体而言,大数据、云计算、物联网等新技术确实正在跟更多的行业相结合,并改变了人们生产生活方式,在将来,“互联网+”对提升产业乃至国家综合竞争力会发挥其关键性作用。而通过“互联网+”行动计划,可以用新的思路和工具解决交通、医疗、教育等公共问题,助力大众创业、万众创新,促进中国经济保持中高速增长、迈向中高端水平。

在“互联网+”的大趋势下,互联网与任何产业的碰撞都会成为主题投资方向,在股市上自然也更为人们所关注与热炒。大多数言论都认为这些股票的相关企业可能会成为新的经济增长点。这些产业包括以下几个方向:互联网金融、互联网娱乐、互联网商务、互联网医疗、互联网汽车、互联网制造业等12个领域,下图列出了这些领域的主要企业。

其实从这12个领域来看,国内的“互联网+”概念股仍旧是非常原始的,因为互联网基础产业还没有发展到足够的好,也就是说没有足够好的互联网环境去保证的跟多的“互联网+”企业诞生。因此这个阶段的企业大谈特谈“互联网+”,大多只为吸引人们眼球而无实际作为。当然,那些正在从事互联网基础产业的企业还是有足够发展能量,并且能够打上“互联网+”标签的。

在这些概念股中,那些为大众所熟悉的实体结合“互联网+”概念的,自然是人们关注的焦点,如中国联通、中国电信、方正科技等会给人们比较互联网化的感觉,同时也都是实体企业,是能够“摸的着看的到”的。这里就有一个问题,互联网企业主打“互联网+”概念是不是已经水到渠成?其实也不尽然,主要还是看互联网企业的落地能力,要看这些企业能否与传统生产制造业相结合,否则就是“空忽悠玩概念”了。

反过来,吹嘘“互联网+”的传统企业也是这样,要看其是否真正实现了互联网化,否则也只是纸上谈兵的玩概念,这样的股票在股市不景气的情况下自然会下跌的厉害。甚至,有些股票在当前的表现,还不如没有主打“互联网+”概念之前表现的好。

要炒“互联网+”就炒BAT等有经验的互联网公司

伟哥认为,真正要炒“互联网+”的股,你应该去炒BAT的。对不起,我是说习惯了,可能广大不熟悉互联网的股民朋友还不知道BAT是百度、腾讯与阿里巴巴的缩写。为什么炒“互联网+”要看BAT呢?因为只有存在十年以上的“互联网+”企业才真正了解互联网,才真正懂得什么是“互联网+”,知道如何应用“互联网+”去改造传统行业。腾讯懂的如何用微信去改变大众生活,淘宝做的就是把线下的杂货市场搬到线上的事,百度做的事通过搜索就能搜到广大信息化企业的事,若是他们不懂“互联网+”就不对了。所以,各级政府各大企业都在与他们接洽,去做互联网+的事。

说到这儿,大家应该明白了一些了吧。当前的概念越来越多,“互联网+”、“一带一路”、“中国制造2025”、“工业4.0”、020、共享经济等等,概念本身没有问题,都是政府或者从其他行业提炼出来的。主要在于很多企业都在借助这些火热的概念来包装自己,还有借壳上市的,资本运作的等等,这些加上类似概念的股票太容易迷惑刚进入股市盲目投资的朋友。所以,概念股存在没有问题,问题在于股民朋友能不能判断哪些是真的概念加具体实施,哪些只是概念加持下的换里不换表的股。因此,大家需要搞懂一个逻辑,即“互联网+”并非是生产力以及生产关系的提高与完善,而是促进传统企业与互联网企业融合的一个行动计划或者政策,没有产业、行业及企业的执行,是什么也实现了不了的。

若看不懂“互联网+”就是实体股为主吧

如果你实在分辨不清,那还是以实体经济为主吧,那些事看得到摸的着的。譬如我说海尔采用的是工业4.0标准,是中国制造的标准案例,排除海尔本身资本运作的情况下,如果海尔也打中国制造2025概念,基本是没问题的。概念股是虚的,老百姓更喜欢抓在手里的真金白银,买股票也是一样,如果你买了实体企业的股票,就相当于买了真金白银,不是严重到经济危机,一般都不会出问题。

怕的是大家在分不清概念与政策的情况下而盲目跟进,一些短期内因为国家法规与政策而受益上升趋势良好的股票有很多,这些大多在短期内可以获得很好的收益,适合短线操作股民玩家,但对于入行新手是绝对不适用的。“互联网+”是这样的,连工业4.0都有虚的表现,甚至,前段时间连主打人工智能语音技术的科大讯飞都的股势都下降了很多。在关键的时刻,唯有“看得见摸的着”的股票才是人们应该追逐的,所以能源、资源股比概念股表现的好,技术股比能源股表现的好,衣食住行等快消品实体股比技术股表现的好。

认清“互联网+“的本质

这里在说说“互联网+”与股票的表现。总理在政府工作报告中的原话是:“制定“互联网+”行动计划,推动移动互联网、云计算、大数据、物联网等与现代制造业结合,促进电子商务、工业互联网和互联网金融健康发展,引导互联网企业拓展国际市场。”因此,凡是称自己是“互联网+”的企业,都会网这些个领域靠近,每一个企业都称自己的股市企业,不管什么行业的都会运用上云计大数据及物联网的几个技术术语及概念。

事实上,这是将来企业升级转型之后的必然,所有的企业都会以这些个技术为基础。在将来,无论是先进的制造业还是互联网企业,大数据、云计算及物联网等技术将会成为企业标配。以此这也就算不上是“互联网+”企业的优势,而具备这些技术的“互联网+”概念股也就算不得什么优势股。

最后再谈一点,当前谈“互联网+”的企业还喜欢谈生态,不得不说,生态是传统企业实现互联网的一个途径,也是“互联网+”落地的一个途径,因此与“互联网+”结合的非常紧密。但是打了生态的概念就这能让企业运转约更牛逼吗?

物联网技术概念范文第4篇

关键词:物联网;传感器网络;RFID;EPC;物联网应用

中图分类号:TP393文献标识码:A文章编号:1009-3044(2011)08-1775-03

物联网被称为继电脑、互联网之后,世界信息产业的第三次浪潮。在十一届全国人大三次会议的政府工作报告中, 国务院总理指出要大力培育战略性新兴产业,积极推进三网融合取得实质性进展, 加快物联网的研发应用。至此,物联网建设正式上升到国家战略层面,我国将进入到物联网应用以及与之相关的产业高速发展的时期。

1 物联网的概念

任何新概念的产生都不是一蹴而就的,物联网也不例外。要理解物联网的概念,就必须要了解它产生的过程。

1991年,时任施乐首席科学家的 Mark Weiser在《Scientific American(科学美国人)》杂志上发表文章,预言了21世纪的计算将是泛在计算。他认为未来的计算技术就像人类发明的文字一样,为人所用,但不为人所知,并且是无处不在的,即“你使用它,但你意识不到你在使用它”。他从字典中找到了一个生僻的单词“Ubiquitous(普遍存在的)”来表达他的这种思想。用这种“普遍存在的”技术所构成的网络被称为“泛在网”,泛在网被认为是物联网概念的起源。1995年,比尔・盖茨在他的《未来之路》一书中首次提出了物联网的概念,他预测世界上的各个事物都将连接到互联网中,但受到当时技术条件的限制,人们对这一新出现的概念并没有产生多大的关注。到了1999年,在美国召开的移动计算和网络国际会议提出,“传感网是下一个世纪人类面临的又一个发展机遇”;2003年,美国《技术评论》提出传感网络技术将是未来改变人们生活的十大技术之首。传感器网络技术的出现使物联网成为了现实,而不再只是人们脑海中的美好愿望。传感器网络是由许多在空间上分布的自动装置组成的一种计算机网络,这些装置使用传感器协作地监控不同位置的物理或环境状况(比如温度、声音、振动、压力、运动或污染物),并将所采集的信息通过通信网络传输到远程计算机中。利用传感器网络,我们可以实现对各种物品的自动识别,也可以实现物与物、物与人之间的信息互联与共享,再利用数据挖掘等相关技术对这些信息进行处理,进而完成对监控对象的智能控制或是帮助我们进行决策和管理。物联网正是以这样的传感网为末梢的。

我国政府十分重视传感网这一新兴技术的研究,早在1999年,中科院就启动了传感网及其相关技术的研发工作,经过多年的努力已经取得了很大的成果。目前我国的传感器技术已经处于国际前列,并且在上海世博会、太湖水域环境监测、智能交通等很多领域发挥了非常重要的作用。

2005年11月,在突尼斯举行的第二阶段信息社会世界峰会(WSIS)上,国际电信联盟(ITU)了《ITU互联网报告2005:物联网》,正式提出了“物联网”( the Internet of Things , IOT )的概念。报告中描绘了一个无所不在的物联网世界,从衣服到汽车,从房屋到手表,几乎所有的物品都可以通过“物联网”进行信息的共享与传输。

物联网自出现以来还没有一个学术界和产业界公认的定义,目前比较流行的定义是:物联网是指通过各种信息传感设备,如传感器、射频识别(RFID)技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器等各种装置与技术,实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程,采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息,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。

关于物联网的概念,笔者认为还要注意以下三点:1) 传统的思维中,物理基础设施和信息基础设施是互不相关的,唯一的联系或许就是在建筑施工时的综合布线。而即使是综合布线,也仅仅是将信息设备铺设物理设施里,物理设施并没有参与到信息交换的过程中;但是在物联网时代,物理基础设施将和信息基础设施整合为一个整体,物理设施不仅起到承载信息设施的作用,还能在信息采集、环境感知等环节发挥功能,能够参与到信息交换的过程中来,人类就在这样一个崭新的地球上生活。2) 物联网使得信息与通信技术 (ICT)增加了新的维度:从原来的任何人可以在任何时间、任何地点的通信,变成了任何人和任何物在任何时间、任何地点的通信。这样,通信量将会倍增,并出现了一个新的、动态的网络: 物品连接起来的因特网。3) 物联网应该是一个覆盖世界万事万物的巨大信息网络,两个或几个物品的连接确实也是“物联网”(the internet of things),但不是我们所说的能够影响和改变未来人们生活的物联网(the Internet of Things),就如同互联网(internet)与因特网(Internet)的区别一样。

2 物联网的关键技术

根据国际电信联盟的建议,物联网的体系结构自底向上可以分为以下几个层次:

感知层:其功能是通过各种类型的传感器对物质的各种属性(如大小、重量等),传感器周围的环境状态(如温度、湿度等),以及物体的行为态势(如速度、方向等)等的信息进行获取与辨识。感知层就相当于物联网的末梢神经,它是物联网采集信息,识别物体的最重要手段。

接入层:该层的主要功能是将从感知层获取的信息通过现有的通信网络(如无线通信网CDMA、WiMAX、WiFi)等,传送到互联网中。

互联网层:该层的主要功能将网络内的信息资源整合成一个可以互联互通的大型智能网络,为上层服务管理和大规模行业应用建立起一个高效、可靠、可信的基础设施平台。

服务管理层:该层的主要功能是通过具有超级计算能力的中心计算机群,对网络内的海量信息进行实时的管理和控制,并为上层应用提供一个良好的用户接口。

应用层:该层的主要功能是集成系统底层的功能,构建起面向各类行业的实际应用, 如生态环境与自然灾害监测、智能交通、文物保护与文化传播、远程医疗与健康监护等。

每一个层次都有相应的技术完成该层的功能,还有一些技术是涉及到各个层面的,譬如安全技术、质量服务QoS技术、网络管理与控制技术等。这里,笔者只介绍以下几种关键性技术。

2.1 无线射频识别 (RFID) 技术

无线射频识别是一种非接触式的自动识别技术,通过射频信号自动识别目标并获取相关信息。基本的工作原理如下:在工作时,装有天线的RFID阅读器会持续的发出一定频率的射频信号,当装有电子标签的物体接近射频信号所覆盖的区域时,会根据查询信号中的命令要求,将存储在标签中的数据信息反射回阅读器。阅读器接收到电子标签反射回的信号后,经解码处理即可将电子标签中的识别代码等信息分离出来。这些信息被传送到后台中央信息系统,后台系统根据运算,针对不同的设定做出相应的处理和控制。整个识别工作无需人的干预,可工作于各种恶劣环境。

目前广泛使用的RFID系统主要由三部分构成,分别是标签物(贴在目标对象上)、阅读器和天线。其中标签可分为借助外来能量工作的被动标签(无源标签)和配有电池的主动标签(有源标签),标签芯片就相当于一个具有无线收发功能和存储功能的单片系统。阅读器是用来读取或写入标签信息的设备,有手持式和固定式两种。当前阅读器成本较高,且大多只能在单一频点工作,今后阅读器将朝着小型化、便携式、嵌入式、模块化方向发展,成本将更加低廉,并且支持多个频率点,能自动识别不同频率的标签信息。天线的作用则是用来在标签和阅读器间传输射频信号,天线的尺寸必须与所传信号的波长一致,其位置与形状也会影响信号的发送与接收。

2.2 传感技术

传感技术同计算机技术与通信技术一起被称为信息技术的三大支柱。传感技术的核心即传感器,它是负责实现物联网中物与物、物与人信息交互的必要组成部分。传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将检测感受到的信息按一定规则变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示和控制等要求,是实现自动检测和自动控制的首要环节。形象的来说,传感器就像人的五官一样,可以用来感知环境的变化,获取信息。目前,传感器已广泛应用于航天、航空、国防、科技和工农业生产以及人民生活等各个领域中,例如我们常看见的自动门、烟雾报警器、数码相机、电子秤、水位报警器等等,都是采用了传感器来感知周围环境的变化,从而实现相应的控制。

2.3 EPC产品电子代码

EPC是一个以RFID为载体的综合性复杂系统,它的目的是为每一件产品建立全球的、开放的标识标准,实现全球范围内对单件产品的跟踪与追溯,从而有效提高供应链管理水平、降低物流成本。1999年美国麻省理工学院的AUTO-ID中心提出了EPC的概念构想,其后在国际条码组织(EAN.UCC)以及宝洁、吉列、可口可乐、联邦快递、沃尔玛、IBM等跨国公司的支持下开始了EPC国际编码方案的实施。EPC作为新一代的产品编码体系,与原来的产品条码相比具有以下优势:1) 传统条码仅是对产品分类的编码,即只能识别一类产品而无法识别单品,而EPC码是对每个单品都赋予一个全球唯一编码;2) 传统条码在使用时必须将扫描仪近距离对准才可读取,而EPC只要在阅读器的信号覆盖范围内就可以被识别读取,甚至可以穿过外包装进行识别,这样大大提高了识别效率;3) 传统纸型条码很容易破损和受到污染,而条码一旦破损或污染就无法被读取,需要手工输入,从而降低了工作效率,并且也很容易出错,而EPC使用的是电子芯片,不容易受到破损,因此可以应用于粉尘、油污等高污染环境和放射性环境;4) 传统条码信息是固化在标签纸上的,一旦需要更改就必须重新更换标签纸,而EPC中的信息存储在芯片中,通过相应的设备可以很方便的对芯片中的信息进行编辑,便于更新;5) 传统条码的编码结构是固定的,而EPC存储的是电子数据,在需要的时候可以改变其中的编码结构,便于升级;6) 传统条码无法设置密码,任何人通过扫描仪都能读取数据,而EPC可以设置密码,保证了用户的隐私权与数据的机密性。

2.4 纳米技术与嵌入技术

嵌入式技术是指将具有计算机功能的原件嵌入到专用设备中,它对可靠性、成本、体积、功耗都有严格的要求。纳米技术通俗地讲就是用单个原子、分子来制造物质和器件。如果我们利用纳米技术把传感器做到像一粒尘埃那么小,并把它嵌入到任何物品中,就建成了一个看不见的传感网络,使得人们感知不到网络的存在,并且不会影响我们对物品的使用。目前利用纳米技术可以将传感器做到5立方毫米左右,下一步的目标是如何将5立方毫米级缩小到1立方毫米。纳米技术的应用前景十分美好,但现在存在一些技术难题,若要广泛应用还需要假以时日。

3 物联网应用典型案例

3.1 我国二代身份证

我国的第二代身份证最显著的进步不是说在卡表面的照片换为彩色的了,而是在卡的内部嵌入了RFID芯片。芯片中可以存储个人的基本信息,需要时在读写器上一扫,即可显示出你身份的基本信息,从而提高工作效率。而且可以做到有效防伪,因为芯片的信息编写格式与内容等只有特定厂家提供,伪造起来技术门槛比较高。

3.2 ETC不停车收费系统

在很多高速公路收费站,现在都留有一个不停车收费系统,无人值守。车辆只要减速行驶不用停车即可完成信息认证、计费。国内较早在首都机场高速做了试点,目前在全国各地已经有了很多地方做了尝试。但由于不仅需要对收费系统进行升级改造,还需对可能通过的车辆上安装识别芯片。因为很难对所有的车辆都进行安装,所以通常很多地方同时保留了ETC和人工收费。因为人工收费车辆要提前减速,并停止下来,在交通高峰阶段容易造成拥堵。因此,条件具备的地方还是要推行ETC,不仅加快通行速度,还可以节约管理成本。

3.3 无锡太湖水域治理

无锡在太湖治理上已经用上了时下最先进的物联网技术,并且这项新技术正在发挥日益重要的作用。在太湖鼋头渚水域能够看到太湖上的一个个在线水质监测点。别看它个子不大,却运用上了最新的传感网新技术,将太湖水的各项数据传回环保局的数据中心,科研人员就可以及时了解太湖水质的各项变化。

3.4 上海世博会

2010年上海世博会的成功举办与园区内物联网的广泛应用密不可分,下面简单列举一些相关应用:

1) 世博会门票。世博会纸质门票中植入了RFID芯片,参观者手持门票,轻松一刷便可快速检票通关。并且持票人的身份信息能够立刻传输到安全部门,从而实现安全监控。

2) 智能汽车。运用了LTE技术(3G与4G之间的过渡技术)的物联网概念车,是LTE技术在“科技世博”应用的最大亮点。安装了车载智能系统的概念车可实现车况运程诊断、车辆远程控制、GPRS导航、信息服务等多种功能。使乘客在车内访问互联网、移动电视,车由此变为移动E家。

3) 老人儿童定位。在人们身上配戴这种定位的芯片装置,可实时查询用户所在方位,终端可定时上报用户位置信息,可设定安全区,在人流拥挤的地方,当老人、小孩与家人走散时,可实时感知用户信息,精准度高,精度可达到5-50米。

4) 楼宇节能。在世博园中放置有连接传感器的灯,能随时控制,感知外界的环境变化,传感器节点感知到周围的光线变暗,连接控制的灯就会自动打开。这种智能照明系统运用在楼宇中,大大节省了能源,这种传感器系统还可用于空调等其他电器,在实现智能楼宇、智能家居的同时,极大满足低碳、节能、环保的需求。

4) 客流分析。全球眼是物联网最大的应用之一,应用于世博高峰期客流量的信息采集分析;采用高清视频采集和智能处理,可以随时采集游人行为分析、图像分析、人数统计等视频,如果参观者人数过多,还会自动发出数据指示,能及时发现世博会现场的人员情况,确保现场参观人员的安全。

随着技术的不断成熟,作为覆盖世界万事万物的信息网络,物联网的应用在未来将会更加的广泛,图1引用一张物联网未来丰富多彩的应用,供大家参考。

4 结束语

以上简要介绍了物联网的起源、发展,物联网的概念与关键技术以及物联网的应用。由于物联网还处于起步阶段,很多的技术还不成熟,有一些瓶颈需要解决,相关的国际标准没有完全建立,在管理上也缺乏经验。但必须要看到,物联网的前景是非常乐观的,未来的市场潜力也十分巨大。我们一定要把握历史机遇,在关键技术和核心技术上形成具有自主知识产权的成果,抓紧相关技术国际标准的研究、制订与推广,牢牢抓住物联网的国际话语权,为我国在信息技术领域迎头赶上甚至占领产业价值链的高端奠定基础。

参考文献:

[1] 杨震.物联网及其技术发展[J].南京邮电大学学报,2010,30(4).

[2] 刘强,崔莉,陈海明.物联网关键技术与应用[J].计算机科学,2010,37(6).

物联网技术概念范文第5篇

【关键词】物联网;传感网;高校

一、引言

2009年8月总理提出“感知中国”以来,物联网受到了全社会极大的关注。根据总理考察的指示,无锡迅速建立中国的“感知中国”中心。江苏无锡成为“感知中国”的中心,成立了中科院无锡传感网工程中心,由此奠定了江苏省在物联网研究、开发与应用实践方面的中心地位,由此徐州市面对物联网发展的热潮,也具有了一定的优势。2010年3月14日,徐州市人民政府、中国矿业大学合作共建徐州物联网产业发展研究中心。该中心的建立不仅为市校合作搭建了新平台、创立了新机制,也标志着徐州物联网产业发展进入了新阶段。结合徐州市“感知徐州”、“感知煤炭”行动,“感知教育”。高校作为科学研究的前沿阵地,在高等学校的教学、科研与社会需求、国家建设需要相对接的过程中,物联网在高等学校中的应用具有重要的“绿岛”意义。高等学校通过这一战略性产业技术的运用,不仅能够提高教学质量和管理水平,更能在社会层面上为物联网在企业、政府和家庭中的广泛应用提供示范作用,为物联网在经济和社会生活中的普及提供突破口,因此,具有重要的社会价值。

二、物联网的内涵及发展过程

物联网的概念最早于1999年提出,2005年在突尼斯举行的信息社会世界峰会上,国际电信联盟了《ITU互联网报告2005:物联网》,正式提出了“物联网(the Internet of Things)”的概念。物联网是通过射频识别(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相连接,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概念。“物联网概念”是在“互联网概念”基础上,将其用户端延伸和扩展到任何物品与物品之间,进行信息交换和通信的一种网络概念。2009年,随着IBM提出“智慧地球”的概念,中国诞生了“感知中国”的物联网发展理念。与此同时,中国物联网研究发展中心与CCSA“泛在网”工作组TC10的成立推动了物联网在中国的发展。值得一提的是,业内人士认为,物联网将掀起全球的第三次信息产业革命。物联网发展标志性事件如图1所示。简单地说,物联网就是用物与物的信息传递,替代人与人,人与物的信息传递,它带来的直接好处就是可以有效减少能耗,提升效率,保障安全。这样的技术将在校园中能发挥着巨大的作用,给教育带来极大的变革。

三、物联网的体系结构

物联网可分为三层:感知层、传输层和应用层,如图2所示。感知层的主要功能是识别物体,采集信息,主要由各种传感器及传感智能设备构成,完成信息的收集与简单处理,并且将信息传递出去。感知层的主要研究内容是如何在节能的同时达到节点小型化和智能化,以及如何利用可再生能源等。感知层技术还不够成熟,限制了物联网的应用和推广,是目前物联网技术研究的重点。感知层要求加快各类传感器件的研制及新传输技术、新能源技术的应用。

传输层是体系结构的中间层,主要负责处理感知层传递的信息及信息的远距离传输,是物联网的神经中枢和大脑,它主要包括互联网、校园网、移动通信网等,是连接感知层与应用层的中间层。物联网的应用以能够实现互联互通的互联网络为前提,因此互联网仍是物联网的核心与基础。

应用层是物联网和用户的接口,主要是服务及应用,包括服务数据库、用户信息数据库等。将海量数据分类、整理、计算、挖掘分析,然后应用在智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、环境监测、老人护理、个人健康、花卉栽培、水系监测、食品溯源等领域。

四、智慧校园

随着物联网技术的发展,2009年,IBM公司提出“智慧地球”的概念,“智慧地球”成为美国国家战略的一部分,同年8月,国务院总理在无锡视察时,指示要迅速在无锡建立中国的“感知中国”中心。物联网在高校的应用—建设智慧校园已成为学校建设和人才培养的重要组成部分。实施智慧校园建设可实现教学、科研、管理及服务手段方面的现代化,更重要的是人才培养观念和教育理念的变革。智慧校园的建设,是高校信息化发展的必然趋势,是高校现代化管理的标志。智慧校园是利用物联网技术改变师生和校园资源相互交互方式,以提高交互的明确性、灵活性和响应速度,从而实现智慧化服务和管理的校园模式。智慧校园是把感应器嵌入和装备到教室、实验室、图书馆、、食堂、供水系统等各种物体中,并且被普遍连接,形成“物联网”,然后将“物联网”与现有的互联网整合起来,实现教学、校园资源与生活的整合。

五、物联网在智慧校园的应用

1.在教学方面

(1)在建立教学管理运行体系方面,利用现有物联网的核心技术:RFID技术的支持,有利于完善教学管理的组织系统、评价和考核系统,从而对教学的质量建立保障和监控体系。通过RFID标签和校园智能卡系统的结合,教师可利用物联网系统,对学生的学习情况进行自动的统计。例如:在分组实验教学中,可以对学生的出席和对应的实验器材建立联系,通过RFID系统建立实验室教学管理系统。院校各级教学管理部门也可利用RFID技术,对学生学习情况、到课情况进行分析,从而有利于学生工作部门有针对性地开展思想政治工作。物联网在教学管理中还可以用于人员考勤、图书管理、设备管理等方面。例如带有RFID标签的学生证可以监控学生进出各个教学设施的情况,以及行动路线。又如将RFID用于图书管理,可通过RFID标签可方便地找到图书,并且可以在借阅图书的时候方便地获取图书信息而不用把书一本一本拿出来扫描。将物联网技术用于实验设备管理可以方便地跟踪设备的位置和使用状态,方便管理。

(2)智慧图书馆通过物联网来实现智慧化的服务和管理。它的理想模式就是无需人工服务。目前物联网在图书馆中的应用,主要是RFID电子标签的应用,以智能书车为例来说明。

智能书车是一种移动式RFID文献归架管理设备,具有查询、定位、书架智能导航等功能,可实现文献架位信息收藏、文献分拣、新文献上架等功能。具体流程:书籍拣到书车上,通过阅读器识别书籍的RFID中存储的信息,记录并显示文献在书车上的位置,同时根据获取的书籍存储架位信息,将需要进行上架工作的位置和书车上对应的书的存放档位对应起来,并在书车的显示屏幕上按照书库的位置将该车书的具体上架位置显示和指引出来,方便工作人员进行高效率归架。

(3)物联网应用到实验室中主要包括设备管理、实验过程管理和智能插座等。

设备管理:RFID存储实验设备的基本属性等信息,利用阅读器方便地获取相关信息,然后再利用网络进行统一管理。

实验过程管理:首先,RFID可以帮助学生方便地获取实验步骤、操作要点、使用帮助等信息。其次,在实验过程中,使用不当时能自动警告并中断实验过程,避免不必要的损失。另外,实验数据可以被实时采集并以适当的方式提供给实验者,实现实验教学的数字化、网络化与智能化。

智能插座除了拥有传统电源插座功能外,它能够将各个实验设备的耗电量信息实时反馈给实验室管理员,管理员能随时开关插座,实现插座与人的对话,起到高效节能的作用。

2.在生活方面

(1)食堂管理

食堂管理是智慧校园重要组成部分,基于RFID技术的食堂管理系统主要分成三部分:

①含RFID电子标签的饭卡:师生每人拥有一张这样的饭卡,卡里面包含了用户信息。

②RFID阅读器:在每个食堂售饭窗口安置一个RFID阅读器,将读到的信息传至后台数据库查询,读取卡上金额,并扣除消费金额。

③后台数据库管理系统:将用户的注册信息存储在数据库中,可以方便管理员对食堂消费业务的查询。

(2)浴室水控管理

基于RFID技术的浴室水控管理,可以实现用水自动化管理,主要功能以信息数据实时显示。当RFID卡位于阅读器感应区时,阅读器就显示卡上余额,然后可立即进入用水计费状态。

(3)考勤管理

学生考勤是学校日常教学过程中必不可少的一个组成部分。常规考勤工作主要都由教师承担,花费教师额外的时间与精力。

基于RFID技术的考勤管理工作流程:每次上课前,学生用含RFID标签的校园卡(或手机卡)刷卡进教室,教室内的设备在接收到读卡器发送来的学生刷卡记录数据后,将数据发送到远程服务器;远程服务器接收到数据后,将数据存储到数据库中;然后,教务人员或者教师通过浏览器登录到考勤查询网站,可以实时地远程查询某一节课或某一位学生或某个教室在某一段时间内的考勤情况;学期结束时,每门课程学生的出勤情况或者某个学生在一个学期的出勤情况可以自动统计出来。

六、结语

高校,是新思想、新理念、新思维孕育的摇篮,同时也是新技术、新产品、新方式实践的基地,在社会变革和发展的历程中,校园和学生往往充当着引领者的角色。目前部分高校已将物联网技术运用于校园管理,不仅体现出高校善于创新,敢于探索的学术精神,更为物联网技术的广泛运用大胆的迈出了探索的脚步。

物联网会带来相当大的便利,同时也面临着许多挑战。首先,物联网的技术标准尚不完整。关于设备和传感器的通信接口标准等是影响物联网发展的挑战之一。其次,由于物联网可跟踪和记录用户的活动、行为、习惯和偏好,对个人隐私和信息安全的保护显得非常重要,普及物联网要加快信息安全立法进度,完善信息安全法律体系是保障信息安全的根本。第三,物联网的基础设施和管理机制尚不完备。传感器如何布置,如何维护,如何管理,如何形成网络,如何使用都是很大的问题。最后,物联网目前还处于早期阶段,前景模糊,还需要可持续的商业模式,以吸引更多的产业进入该领域,促进进一步发展。从长远来看,物联网应用前景相当广阔。作为新兴战略性产业的代表,物联网的出现将会促进教育信息化的进一步发展,带来更多的创新应用和服务,带来教学模式和管理模式的变革,最终将提升教育信息化水平,有利于教育质量的提高。

参考文献:

[1]赵志军,沈强等.物联网架构和智能信息处理理论与关键技术[J].计算机科学,2011,38(8):1-8.

[2]严大虎,陈明选.物联网在智慧校园中的应用[J].现代教育技术,2011,21(6):123-125.

[3]张应福.物联网技术与应用[J].通信与信息技术,2010(1).

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