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1.1 物聯網的概念
物聯網(Internet of things)是科技高速發展的產物,也是信息時展的象征。從字面意思來看,物聯網就是通過互聯網將相同的或者不同的物體連接起來。從中,可以了解到物聯網是建立在互聯網的基礎上發展的,它是互聯網功能的一次延伸,應用創新是其發展的關鍵因素。從深層次來說,物聯網就是通過局域網或者互聯網等通信技術,并運用一定的手段將傳感器以及控制器、各類設備、物資等以一種全新的方式聯系到一起,為人與物、物與物之間的聯系搭建平臺,實現信息智能化以及遠程控制的網絡,但需要注意的是物聯網上所包含的機器設備、資源以及通信等元素都具有個性化以及私有化的特征。
1.2 物聯網的基本屬性及特征
物聯網以其特殊的方式突破了時間、空間的限制,實現了人與人、人與物、物與物之間通過網絡或者其他的一些路徑的聯系。因此,物聯網的屬性有集中、內容、收集以及情景的連接。物聯網中的物體包含以下幾個特征:首先,物體既可以是實物,也可以是虛擬物品。物體能夠通過使用一些標識來識別。同時,物體通過互聯網能夠在現實的物理世界與虛擬的數字世界進行信息的交換;其次,物體能夠利用傳感器與周邊的環境進行交互。物體能夠在資源以及服務等方面與其他物體進行競爭;最后,物體具有社會、自控、自我復制的特征。
2 物聯網的體系結構
物聯網的體系結構可以分為感知、接入、網絡、服務管理、應用等幾個層次。
2.1 感知
通過使用不同類型的傳感器對物質的相關屬性、周邊環境、活動趨勢等靜態或者動態的信息進行收集與分析,并依據具體的目標任務,采用協同方式從不同角度對信息進行全面的控制,進而將所獲得的信息傳入網絡,實現資源的共享。
2.2 接入
利用現有的網絡設施,如無線網、局域網、衛星以及移動通信網等,將感知獲得的信息傳入網絡。
2.3 網絡
建立無線網絡平臺,并把傳入的信息進行科學合理的整合,構建超大規模的智能網,為大行業提供高效、可靠的網絡平臺。
2.4 服務管理
通過大型的計算機系統,對現有的網絡信息進行及時的管理控制,為上層應用提供優質服務。
2.5 應用
這是物聯網的基本設施,它根據不同行業的實際需求,為他們提供個性化應用,如自然災害的預測以及監測、智能電網、遠程醫療以及實時健康監測等。
3 物聯網的關鍵技術分析
3.1 射頻識別技術
射頻識別技術,又叫做電子標簽,是物聯網能夠順利運行的核心技術。它使用射頻信號并通過交變磁場或者電磁場,進行信息傳遞,同時利用所傳遞的信息來識別物體。該技術由標簽、閱讀器以及天線構成。其中,標簽是在放在物體之上的,起分辨物體的作用;閱讀器是用來讀取或者輸入標簽上所包含的信息;天線介于標簽與閱讀器之間,作為一種傳播介質,起傳遞信號的作用。該技術的應用思路為:通過利用現如今的科學信息技術,實現對不同物體(設備、信息、人員等資源)在移動或者動態等狀態下的識別管理。
射頻識別技術因其抗干擾性以及高適用性,能夠對各種物體進行追蹤管理,因此深受各行各業人員的喜愛。其應用的成功典范就是高速公路的自動收費系統。目前,該技術在碰撞、信息物品安全以及用戶隱私、射頻天線等方面還存在不足。
3.2 傳感器技術
因為物聯網需要與自然環境進行長時間的接觸,因此,傳感器有時會在極端惡劣的環境中工作,這對傳感器的技術設計以及應用提出了巨大的挑戰。傳感器的核心功能是采集信息。如果將計算機看做一個能夠收集、匯總、分析信息的人腦,把計算機網絡的通信系統看做人腦的神經系統,那么,傳感器就是我們對周圍環境進行感知的器官。總之,傳感器就是將感知到的信息利用一定的手段,并按照一定的規律轉變為能夠傳輸的信號的設備裝置。傳感器技術在現代社會中具有十分重要的地位,如果沒有傳感器技術,那么感知到的信息就不能夠準確的轉換,這就會導致物聯網信息的失真。
目前,傳感器技術主要從兩方面進行研究,即信息的感知、傳感器自己的智能化以及網絡化的管理。其未來的發展方向為功能多樣化、傳輸智能化、材料新型化,與前沿科技相結合(如生物科學技術)等。
3.3 網絡通信技術
盡管物聯網的功能多樣、概念外延較為廣泛,其仍是建立在網絡通信技術的基礎之上的。網絡通信技術并不是一個單一的技術,而是一個技術集合體,它包括有限傳輸以及無線傳輸、網關以及交換等技術。其中,M2M技術是物聯網網絡通信的核心技術,是機器與機器之間(machine to machine)、人與機器之間(man to machine)、機器與移動網絡之間(machine to mobile)以及人與人之間(man to man)的聯系。該技術應用范圍十分廣泛,它能夠實現遠距離的連接技術(如GSM或者GPRS、UMTS)以及近距離的連接技術(如wife、ZigBee、 以及藍牙等)的有效結合,同時,它能夠結合XML以及網絡位置服務等技術,進行安全隱私的保護、貨物位置的追蹤等。現如今,該技術的研究方面側重于機器與機器之間的無線連接,為物聯網提供一個安全可靠的信息傳輸通道。
4 物聯網的應用分析
物聯網被廣泛應用于各行各業,包括交通、環境保護、辦公環境、公共安全、家居生活、風險監測、健康實時管理以及老人、兒童護理等多個方面。它的出現,將線下的各種資源通過互聯網聯系在一起,促進了產業的轉型升級,便利了人們的生活,為社會的發展提供了新的推動力。其在現實生活中的成功應用主要在以下幾個方面:
4.1 物聯化身份控制器
目前,研究院以及高校實驗室都會配置一些貴重的精密儀器設備,但人工的管理對于這些儀器設備的使用以及保養等不能做到面面俱到。而物聯化身份控制器很好的解決了這一問題。
實驗室中的所有設備無論是否聯網,都能通過該控制器實現設備的使用權限控制、對使用者進行身份識別以及使用的時間、時長記錄等。
4.2 智能電網
智能電網利用一系列技術以及設備,如計算機網絡技術、通信技術、傳感器、處理器等,構建一個能夠自動判斷、自動調節以及自動監測的多能源統一接入電網,并進行分布式管理的智能網絡。該網絡能夠對電網運行狀態以及用戶實時用電信息進行收集以及匯總,通過全面分析,選擇最合適的配電方案,將電能安全送到最終的用戶家中。智能電網的運用能夠提高電能輸送的安全性以及可靠性,有助于實現電能的優化配置。
4.3 智能交通
智能交通就是充分利用網絡通信、傳感器技術以及自控技術、計算機系統等,對道路交通進行實時監控以及管理等,它能夠及時發現道路堵塞、交通事故發生等現象,并及時的進行交通疏導,有助于緩解道路交通壓力。同時,它能夠將道路前面發生的交通事故及時的告知車輛駕駛員,避免二次事故的發生。當然,在惡劣天氣中,它還能夠對道路情況進行監測,并反饋給駕駛員,提高其行車安全。
4.4 物流管理
物流管理是物聯網最初的應用領域,它將傳感器技術引入物流管理的每一個環節,包括商品的生產、出產、包裝、銷售、物流派送以及服務等環節,使管理者能夠對物流進行智能化、信息化管理,可以實現每一環節時間、資金的最優配置,從而使總成本得到節省,提高物流管理的效率。物聯網的關鍵技術,即標識追蹤、定位技術,能夠實現物流管理的智能調配,提高物流管理的科學性。
4.5 醫療管理
將物聯網引入醫療領域,能夠實現醫療數據的科學管理,如能夠實現病人身份掃碼驗證、病例錄入查詢、藥品采購以及使用信息查詢、病人身體特征實時監控等方面的管理。同時,還可將藥品的驗證信息傳到相關網站,便于醫生以及病人對所用藥品進行真偽查詢等。
5 物聯網未來發展建議
物聯網作為一個剛剛起步的行業,其有很大的發展潛力。我國的物聯網在眾多人員的共同努力下,擁有了長足的進步,但和西方發達國家相比,仍存在較大差距。因此,在未來,我國的物聯網產業應做到:首先,要加大科技以及資金的投入,積極研發該產業的核心技術,提高專利數量;其次,應制定或者完善關于物聯網的相關制度,規范其產業發展行為,同時,加強國際間的合作與交流,積極借鑒國外優秀制度;最后,國家應加強對物聯網的政策支持,發揮物聯網成功典范的帶動作用。
6 小結
物聯網是集多種技術于一身的新型技術,它的出現是時展的需要,也是科技發展的必然結果。我們應深入發展物聯網的幾個關鍵技術,擴大其應用領域。
參考文獻
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一、物聯網的基本內涵
物聯網的概念是在1999年提出的,物聯網的英文名: Internet of Things(IOT),也稱為Web of Things。被視為互聯網的應用擴展,應用創新是物聯網的發展的核心,以用戶體驗為核心的創新是物聯網發展的靈魂。2005年,在突尼斯舉行的信息社會世界峰會上,國際電信聯盟了《ITU互聯網報告2005:物聯網》,正式提出了“物聯網”的概念。博欣將物聯網定義為通過各種信息傳感設備,如傳感器、射頻識別(RFID)技術、全球定位系統、紅外線感應器、激光掃描器、氣體感應器等各種裝置與技術,實時采集任何需要監控、連接、互動的物體或過程,采集其聲、光、熱、電、力學、化學、生物、位置等各種需要的信息,與互聯網結合形成的一個巨大網絡。其目的是實現物與物、物與人,所有的物品與網絡的連接,方便識別、管理和控制。
二、物聯網的技術架構
從技術架構上來看,物聯網可分為三層:感知層、網絡層和應用層。感知層由各種傳感器以及傳感器網關構成,包括二氧化碳濃度傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、二維碼標簽、RFID 標簽和讀寫器、攝像頭、GPS等感知終端。感知層的作用相當于人的眼耳鼻喉和皮膚等神經末梢,它是物聯網識別物體、采集信息的來源,其主要功能是識別物體,采集信息。
網絡層由各種私有網絡、互聯網、有線和無線通信網、網絡管理系統和云計算平臺等組成,相當于人的神經中樞和大腦,負責傳遞和處理感知層獲取的信息。應用層是物聯網和用戶(包括人、組織和其他系統)的接口,它與行業需求結合,實現物聯網的智能應用。物聯網的行業特性主要體現在其應用領域內,目前綠色農業、工業監控、公共安全、城市管理、遠程醫療、智能家居、智能交通和環境監測等各個行業均有物聯網應用的嘗試,某些行業已經積累一些成功的案例。
三、物聯網技術的應用案例
物聯網傳感器產品已率先在上海浦東國際機場防入侵系統中得到應用。
系統鋪設了3萬多個傳感節點,覆蓋了地面、柵欄和低空探測,可以防止人員的翻越、偷渡、恐怖襲擊等攻擊性入侵。上海世博會也與中科院無錫高新微納傳感網工程技術研發中心簽下訂單,購買防入侵微納傳感網1500萬元產品。
ZigBee路燈控制系統點亮濟南園博園。ZigBee無線路燈照明節能環保技術的應用是此次園博園中的一大亮點。園區所有的功能性照明都采用了ZigBee無線技術達成的無線路燈控制。
首家手機物聯網落戶廣州,將移動終端與電子商務相結合的模式,讓消費者可以與商家進行便捷的互動交流,隨時隨地體驗品牌品質,傳播分享信息,實現互聯網向物聯網的從容過度,締造出一種全新的零接觸、高透明、無風險的市場模式。手機物聯網購物其實就是閃購。廣州閃購通過手機掃描條形碼、二維碼等方式,可以進行購物、比價、鑒別產品等功能。
這種智能手機和電子商務的結合,是“手機物聯網”的其中一項重要功能。預計2013年手機物聯網占物聯網的比例將過半,至2015年手機物聯網市場規模達6847億元,手機物聯網應用正伴隨著電子商務大規模興起。
與門禁系統的結合,一個完整的門禁系統由讀卡器、控制器、電鎖、出門開關、門磁、電源、處理中心這八個模塊組成,無線物聯網門禁將門點的設備簡化到了極致:一把電池供電的鎖具。除了門上面要開孔裝鎖外,門的四周不需要設備任何輔佐設備。整個系統簡潔明了,大幅縮短施工工期,也能降低后期維護的本錢。無線物聯網門禁系統的安全與可靠首要體現在以下兩個方面:無線數據通訊的安全性包管和傳輸數據的安穩性[16]。
與云計算的結合,物聯網的智能處理依靠先進的信息處理技術,如云計算、模式識別等技術,云計算可以從兩個方面促進物聯網和智慧地球的實現:首先,云計算是實現物聯網的核心。 其次,云計算促進物聯網和互聯網的智能融合。
與TD結合,物聯網發展是確保TD成功的重大契機。TD-SCDMA是我國擁有自主知識產權的第三代移動通信系統,是寬帶無線通信網絡,TD的發展需要數據業務的拉動,物聯網應用是需求最迫切的增強型數據業務,具有廣闊的應用前景,能夠充分發揮TD網絡優勢,有助于促進TD產業鏈的成熟。
完善現有網絡,發揮TD優勢,積極推動無線傳感器網絡與TD網絡融合,構建適于物聯網應用的GPRS/TD/WSN(無線傳感器網絡)融合網絡,大力發展適于TD網絡承載的物聯網業務,提升TD的核心競爭力,給物聯網的發展以強有力的支撐,是中國移動的發展思路。
參考文獻:
1.蘭潔;淺談物聯網[J];電腦知識與技術;2011年04期
中圖分類號:TP212.9
1 物聯網的概念
物聯網字面上的意思是把事物通過網絡聯起來,而目前較為準確的定義是:采用紅外感應器、射頻識別器和全球定位系統等信息的傳感設備,采用規定好的協議,將事物和網絡連接起來,用來交換和通信信息,從而達到識別、跟蹤、定位、管理與監控的目的網絡形式。同時物聯網還有另外一個含義:能做到物與物、人與物、人與人的互聯,把人與人間的連接利用的傳感技術延伸到物的范疇。物聯網的關鍵是完成所有事物的互聯,來滿足所有事物間能進行主動信息的通信和交換。
本文認為物聯網并不是普通意義上的網絡,而是泛在網的運用形式。泛在網是一種無處不在的網絡,指的是通過目前的網絡技術來實現人與人、人與物以及物與物間所需要的信息傳遞、獲取、認知、使用和決策等服務的網絡體系結構。泛在網具有內容與環境的感知能力等等各種智能性,能提供無所不有、泛在的信息服務;泛在網比物聯網意義更深遠。
2 分析與研究物聯網的關鍵技術
2.1 物聯網體系結構
物聯網由網絡層、感知延伸層、業務和應用層組成。
2.1.1 網絡層。物聯網的網絡層主要是用來傳遞信息的,由接入網與核心網組成。由于物聯網中需要接入多種網絡功能的設備,因此要求物聯網必須能支持異構接入。還得考慮到物體可能會被移動,所以物聯網本身的網絡層還應具備可移動性,同時能進行無縫透明的設備接入。
2.1.2 感知延伸層。物聯網要能進行物和物、人合人的通信,必須具備感知延伸層。感知延伸層的功能是進行物體本身信息的捕獲、采集和識別。感知延伸層所運用到的核心技術有GPS、RFID、傳感器、傳感器網絡、自組織網絡和短距離無線通信等。感知延伸層必須具有成本低、功耗低和小型化的功能,還要具有更全面、更高的感知能力。
2.1.3 業務和應用層。業務和應用層采用存儲信息、挖掘數據、決策應用等功能。業務和應用層采用了分布式計算、海量信息智能處理、信息發現等技術。
2.2 物聯網的關鍵技術
2.2.1 異構融合網絡平臺。要想實現任意終端節點都能泛在相連,就必須采用異構網絡融入平臺來實現資源共享。網絡融合的主要方式是在基礎網絡平臺上,能實現不同異構網絡共性的融合和個性的協同。共性的融合是指將不同的異構網絡融合到公共通信平臺的各種骨干傳輸網絡和移動通信網中,結成一張大網。而個性協同是整合各個系統之間的獨特個性。而融合各類通信網絡的目的是為了更好地實現異構通信網絡間的協同。
2.2.2 感知節點及終端。利用感知節點后,不僅能夠收集事物本身的信息,而且能存儲、融合以及處理與事物有關的各種信息,讓物聯網能了解更多有關事物的信息以及它們間的連接性。在感知節點上也采用了相關的技術,例如:感知節點的低成本制造與設計、感知節點組合化技術、支持感知內容多媒體化的技術等等。
2.2.3 泛在傳感網。泛在傳感網技術一般被物聯網末梢所采用,它利用分布式的無線自組織網絡,來獲取事物周圍環境的變化信息,只適用于傳遞局部范圍或小型范圍內的物與物間的信息。目前在研究泛在傳感網已經取得了一定的突破,不僅架設了一些具有特殊意義的傳感器的節點平臺,同時還制定了很多傳感器網的通信協議,開展研究中間件技術,協同掌控等應用技術上也獲得了一定的成績。
2.2.4 業務支撐及智能處理。業務支撐最先要做的就是探索物聯網的業務需求和應用場景。在研究業務場景與業務需求前,首先要對業務的特點和性能進行分析,界定業務的通用功能,然后把物聯網的網絡資源抽象化處理,最后設計能支持各類業務的結構、開發業務分發平臺以及第三方開放業務的可擴展接口,從而制定與底層異構網絡沒有關系的業務分發機制。
2.2.5 綜合服務平臺。架構物聯網的綜合服務平臺最核心就是云計算技術。所謂“云”就是用來供應資源的平臺,而云計算則是一種商業的計算模型。云計算的中心思想是,結合所有的力量,供每位成員利用。
2.2.6 安全技術。物聯網擁有很多個終端設備,所以物聯網在具備解決傳統網絡安全問題的功能之外,還得具備有解決自身獨特的安全問題的功能。物聯網這樣的多樣性應用平臺必須要有個非常強大的安全管理平臺。因此需要給物聯網開發系統性的安全保護機制。
3 多域融合共享理念和泛在綜合服務思想
3.1 多域融合共享理念
多域融合共享的主要目的是融合多個領域間的資源,共享它們間的服務,它理念的實質是協同融合未來所有的網絡形式,無限的承載各類信息業務,從而實現更多業務的融合。多域融合將會成為現代化信息技術融合領域的發展方向。同時多域融合不僅能減少了低水平的重復性建設,而且是一個具有維護起來容易、適應性強、費用低的多媒體平臺。
3.2 泛在綜合服務思想
泛在綜合服務思想的基本意思是將世間所有的事物通過網絡連接到一起,讓它們都能上網。但是實質是通過網絡信息化的方式來表示各種事物,實現事物能通過各種傳感技術來進行智能的“交談”,以及自動識別、互聯、共享信息的功能。多域融合和服務融合的真正含義是實現在一個網絡平臺上提供各種業務。貫徹實行多域融合之后,能建立一個一致的網絡平臺,讓所有的業務都能在這一個平臺上得以實現,雖然它有各種不同的接入方式,但是卻能形成統一、融合的網絡。網絡融合后,大大方便了用戶的使用。
4 智能化綜合服務技術體系
在多域融合共享與泛在智能服務的技術思想的基礎上,對智能化綜合服務平臺體系機構進行了研究,制定出相關的實驗理論模型。在模型中,把物聯網的綜合服務平臺按照技術體系劃為7層:第1層表示事物,第2層表示事物的連接和感知的信息,第3層表示融合的網絡和共享的資源,第4層表示融合的數據和智能化處理,第5層表示融合的業務和各種智慧服務,第6層表示綜合平臺統一的門戶與身份認證,第7層表示用戶。
有了實驗理論模型作為后盾,再分析物聯網未來的市場應用、商業模式、服務需求和產業結構,我們還應建立商務應用模型來體現物聯網泛在綜合服務。而這個模型的核心任務是搭建共享的融合平臺,來共同經營用戶所需的各種業務,提供智能化的服務,這里我們把它叫做“智能服務商店”,簡稱“3S商店”。在3S商店中,需要架構4個虛擬融合平臺,一個作為資源融合平臺,一個作為業務融合平臺,一個作為信息融合平臺,另外一個作為終端融合平臺。模型里任何終端用戶都能使用相同的身份認證進入服務商店,去使用商店里所有的信息資源,享受商店里所有提供的服務。在商務應用模型里,服務提供者能隨意的提供計算資源和信息,服務的管理者也能任意的運營和組織服務,而服務的使用者則可以準確、安全、快速地獲得他們所需要的智能化服務。
5 結語
物聯網不但是一場技術革命,而且關系著新興領域里各行各業的發展,需要得到很多力量的支持。物聯網想要推動新興行業的經濟發展,就得有政府的政策作為支持,而且政府派專門的機構和人員來進行協調和研究,才能發揮物聯網在新興行業發展上的真正意義。
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隨著計算機水平的不嚳⒄梗人們的生活水平得到了進一步的提高,與此同時,改造物質世界的能力得到了進一步提升,在這種情況下,物聯網的概念誕生了。所謂物聯網主要是指網絡技術和通信技術以及傳感技術的有機疊加,并在此基礎上融合了更多人性化的設計。近年來,物聯網技術逐步應用到建筑消防和軍事等領域,給各行各業的人們帶來了巨大的方便。
一、物聯網技術的應用
在社會高度發展的今天,物聯網技術在我們日常生產生活中的應用,可以有效滿足廣大人民群眾對生產過程以及家居生活的監控,甚至還可以實現遠程數據采集和測量,并在此基礎上進行指揮調動,一方面節省了人力和物力,另一方面也進一步提高了工作效率。然而隨著物聯網技術水平的進一步提升,物聯網在這些領域的應用范圍,也得到了進一步深化和拓展。
1.物聯網技術在建筑消防領域的應用。眾所周知,消防安全系統主要組成部分包括感知層、網絡層以及應用層。感知層為最底層,它能夠對各種物質進行感知,具有一定的感知能力,在建筑消防領域中,它可以識別物體,將那些與火災場景產生的相關信息采集和補貨到,并接受人們的各項執行命令。網絡層是連接感知層和應用層的橋梁和紐帶,在具體應用過程中,通過有線和無線網絡將感知層搜集到的險情通過網絡、無線網絡傳達到應用層,這是一種險情的傳遞。除此之外,它還會將應用層的消防指令傳達給感知層,實現消防指令的傳遞。應用層則包含消防部門和防火重點部門,這里是消防決策產生的地點。
2.物聯網技術在軍事領域的應用。近些年來,美國的軍事領域正在進行一項研究計劃,該計劃就是將無線傳感器網絡應用到未來的戰爭,筆者認為,這將進一步提高物聯網技術使用方的軍事作戰能力,避免人員傷亡,具有非常重要的積極意義。美國國防部高級研究計劃局甚至還建立了相應的項目,通過在戰場上應用不同類型傳感器來實現傳感器網絡的建立,幫助士兵迅速了解戰場的實際情況,輔助相關人員做好決策。在具體的應用中,相關人員必須在物聯網技術的基礎上采用協同感知的方法,融合不同傳感器數據分析應用場景和不同位置的分析結果,來進一步提高結論的科學性。
3.互聯網技術在電網中的應用。將物聯網技術同電網有機結合在一起,可以實現電網的智能化。這種方式可以及時迅速地掌握整個電網的信息。電網信息的掌握必須建立在良好通行線路的基礎上,實現終端信息的采集應用,使數據實現安全穩定的傳輸,進一步提高智能電網的可靠性,將全面和及時以及準確的信息傳達給工作人員。筆者通過長期的研究與實踐發現,智能電網將會實現更多設備的有機聯系,這其中就包括智能傳感器、控制元件以及地理設備設施等。
4.物聯網技術在農業領域中的應用。隨著社會的發展,我們的自然環境也暴露出了一些問題,例如水土資源流失嚴重,生態環境惡化等,這些問題與可持續發展理念相違背,也會對我們人類的生命健康帶來威脅。在這種情況下有必要實現對水土資源的有效監督,對環境的有效監測,并實現農業的精細化管理,而物聯網技術在這些領域的應用,極大地提高了這些領域的應用效果。以農業領域為例,在進行種植和養殖業的同時,也會遇到一些問題,其中就包括各種病蟲害等。物聯網技術在現代農業領域的應用,就可以及時監控災情的發展,并監視農作物灌溉情況,土壤氣候變更情況等,還可以收集溫度和風力等因素的發展變化情況,從而對農業進行科學合理的預測,切實幫助廣大農民群眾預防災害,維護廣大人民群眾的利益。
二、物聯網技術應用過程中存在的問題
雖然物聯網技術的廣泛應用給我們帶來了極大的方便,但隨之,也帶來了一些社會問題,這些社會問題隨著互聯網應用范圍的拓展也會更加嚴重。首先,物聯網技術可以運用無線數據通信技術,實現對商品所有信息的及時獲取,方便了我們的同時也給信息竊取人帶來了方便,使他們能夠隱蔽的獲取信息。這樣就會使相關人員的信息在不知不覺中泄露出去,給當事人帶來巨大的安全隱患。其次,物聯網技術的應用主要目的在于實現全球商品供應鏈的整合,使經濟主體的經濟關系更加密切,因此,一旦經濟出現問題,所造成的經濟損失更為巨大,更難以想象。最后,由于物聯網技術涵蓋范圍非常廣泛,這也使得其信息竊取手段更為方便快捷,給國家安全威脅帶來巨大的隱患。
三、建議和展望
雖然物聯網技術在我們日常生活生產中的應用為我們帶來了方便和快捷,給我們構建了一個美好的藍圖,我國無論是在政府層面,還是相關企業研究層面,對物聯網的研究和發展都取得了巨大的成果,但值得注意的是,物聯網技術的實現還面臨著很多問題。例如資金和成本的問題,這是物聯網技術發展最直接的決定性因素,它制約著物聯網技術水平的進一步提高。又如通信的距離和外部環境指標對物聯網技術發展的阻礙,這些問題都是亟待解決的問題。如果不能夠解決,物聯網技術的發展很有可能會停滯不前。在解決上述問題之后,物聯網技術還應當著重考慮物聯網使用者的隱私保護問題,使廣大人民群眾在使用物聯網時能夠更加安全,更加放心。
四、結語
總而言之,物聯網技術的應用范圍正在不斷拓展,在這種情況下,相關研究者應當采取有效措施,切實解決物聯網技術在應用過程中存在的問題,實現物聯網技術水平的進一步提高。當然這一過程也非一蹴而就的,他是一個系統的過程,需要廣大人民群眾共同努力才能夠實現。
參考文獻:
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中圖分類號:TP391
計算機技術和互聯網技術的發展迅速,已經深入到人們的工作、學習和生活之中。近年來,互聯網的發展尤為突出。在互聯網技術的基礎上,結合電子技術,產生了一種新型網絡,即物聯網。物聯網的概念出現,隨著技術的不斷成熟,得到各個國家和大型企業和重視,在各個領域大力發展物聯網。
1 物聯網的概念綜述
1.1 物聯網的發展。物聯網的雛形可以最早追溯到上世紀90年代初,當時施樂公司生產的網絡可樂販售機,已經有了物聯網的概念。接著,在1991年,美國的麻省理工學院的Kevin Ash-ton教授首次提出了有關物聯網的概念。到90年代末,美國麻省理工學院建立了“自動識別中心(Auto-ID)”,專家們提出了“萬物皆可通過網絡互聯”的概念,描述了物聯網的一些基本含義。在物聯網的啟蒙時代,物聯網是依托射頻識別(RFID)技術的物流網絡。隨著計算機技術、網絡技術和電子技術的發展,現在的物聯網的內涵和應用已經遠遠超出當初的設想。
1.2 物聯網的概念。所謂物聯網,并沒有一個統一、確定的定義,但有大致差不多的概念,即通過RFID技術(射頻識別)、紅外感應技術、全球定位系統技術、無線傳輸技術等信息傳感設備,根據相關協議,能夠將物體與互聯網連接起來,進行通信和信息交換,以實現智能化識別、定位、監控及管理的網絡。其實,物聯網也可以說,就是“物物相連的互聯網”。
1.3 我國物聯網的發展現狀。我國的計算機網絡建設滯后于世界,但通過這幾十年的迅速發展,我國的互聯網技術已經趕上世界的水平。作為物聯網的基礎,有了互聯網的發展,我國的物聯網發展和世界是處于同一起跑線,甚至還可以說我們的研發水平處于世界的前列。物聯網核心技術之一是傳感技術,我國早在上世紀末就已經開始了研發;同時,我國還是傳感網領域的標準制定國之一,擁有大量專利。通過十多年的研究發展,特別是高校和企業的聯合研究。例如,我國物聯網的高校研究中心,北京郵電大學和南京郵電大學,和政府及一些企業簽署合作協議,專門研發物聯網涉及的自動控制、無線傳輸、網絡通信等關鍵技術,我國已經實現了物聯網的完整產業鏈。
1.4 物聯網的認識誤區。物聯網的發展方興未艾,是如今網絡技術的大熱門。但是,人們對于物聯網的理解也存在一些誤區。其一,把傳感網或RFID網等同于物聯網。傳感技術或RFID技術只是物聯網整個技術集群中的個體,僅僅是處于物聯網前端的信息采集技術之一。同樣,視頻識別、紅外線、激光、掃描等技術,都能夠實現信息采集技術。所以說,傳感網或者RFID網只是物聯網的一種應用。其二,有人認為物聯網就是下一代互聯網,是互聯網的無限延伸。其實,物聯網號稱物物相聯,但并不是任何物品都能相聯,沒必要,也不可能做到所有的物物相聯。同時,互聯網是一個很廣泛的概念,是一個全球共享平臺。而物聯網中有很多應用都是局限于局域網,例如智能小區;或是一些專業網,例如智能電網等。其三,有人認為物物相連不可能,技術實現難度太大,物聯網只是一個概念上的炒作。物聯網的概念雖然提出的時間并不久,但是物聯網確實中真實存在的,物聯網涉及的技術很多,有些技術難度確實也大,但隨著網絡技術的發展和科技的發展,物聯網的實現早已成為可能,并且已經在運用當中,例如智能家居等物聯網的經典運用案例。
2 物聯網的技術分析
物聯網涉及的技術因素很多,囊括了廣泛的內容,例如傳感技術、紅外技術、RFID技術、網絡技術、無線傳輸技術等等,下面分析一下幾個關鍵技術。
2.1 傳感器技術。這是物聯網中最為關鍵的技術之一。因為,物物相連,很多物品這間傳遞的是模擬信號,而計算機處理的是數字信號,因此,要想能夠處理模擬信號,就要用到傳感技術進行信號的收集和轉換。傳感器技術也是位于實現物聯網中通信的前置條件。
2.2 RFID(射頻識別)技術。RFID技術融合了無線傳輸、射頻技術、嵌入式技術等為一體。在物聯網發展的早期階段,曾經是物聯網的主要技術,曾有人就將RFID網等同于物聯網。隨著物聯網的發展,物聯網的內涵和應用越來越廣泛,RFID技術成為物聯網實現的基礎條件之一。
2.3 IPv6地址。網絡知識告訴我們,處于任何網絡中的節點可終端若要可標識,就要擁有自己獨立的地址,這個地址就是IP地址。要實現物物相連的功能,那么物聯網中的物品數目眾多,用以前的IPv4地址方式是不法進行完整表示的。所以,物聯網的地址表示方式采用IPv6方式。IPv6方式理論上擁有的IP地址能夠滿足物聯網中物品的標識。
2.4 嵌入式系統技術。嵌入式系統技術是一種比較復雜的技術應用,它是傳感技術、計算機技術、電子技術等多種技術的綜合應用。嵌入式系統技術的應用產品隨處有見,例如MP4,平板電腦、天氣預報系統等。
3 物聯網的應用趨勢
物聯網從概念提出到技術實現僅僅十多年的時間,但是物聯網已經在很多領域應用。
3.1 物聯網的應用模式。在物聯網的應用中,大致可以歸納為對象的智能標簽、環境監控和對象跟蹤、對象的智能控制三種模式。
對象的智能標簽是指運用特殊的技術(例如二維碼、RFID等)來標識特定的對象。例如,已經在我們的生活中出現的智能卡、二維碼掃描、手機電子掃描等技術。環境監控和對象跟蹤指的是利用傳感器和監控器實現的對特定的信息采集和監控,其中典型案例就是GPS的應用、交通智能監控等。對象的智能控制指的是根據傳感器的信息數據的獲取,經過網絡傳輸和計算機的分析,達到對特定的控制,例如現在我們在公路上經常看到交通管理部門用來測算交通流量的交通智能監控等。
3.2 物聯網應用的個案分析。物聯網并不是看不見摸不著的,而是已在我們的現實生活中真實存在的技術。在生活中的一些領域,物聯網給我們帶來了新的生活方式。例如智能門禁系統和智能家居。
智能門禁系統改變了我們的對門禁的傳統認識,解決了以往門禁帶給人們的一些困擾。門禁系統由門磁、讀卡器、控制器、電鎖、電源、無線傳輸部件、網絡處理部件等模塊構組成。智能門禁系統能夠實現網絡上查看鎖門情況,網上開鎖、網上智能鎖門等功能,解決了老人和兒童對門禁的困難。
智能家居系統包括智能窗簾、智能燈光控制、智能防盜、智能火警報警、智能電視、智能冰箱等應用。這些智能物體都能實現無線連接,在網絡監控和管理操作。我們可以在任何能夠上網的地方對智能家居做出控制。智能家居在我國的發展勢頭良好,部分家庭和企業已經進行了嘗試,體會了物聯網科技給生活帶來的便利。
3.3 物聯網的應用趨勢。隨著網絡技術進一步的發展,特別是云計算機技術的發展和實現,物聯網的發展也會趨于完善。在智能家居、智能消防、智能交通監控、工業監測、智能小區管理、智能安防、智能食品監測等方面大力發展。
4 結束語
我們國家在物聯網方面發展處于世界前沿,得益于政府、企業和高校的聯合研究和應用研究開發,產品研發涉及了傳感器、無線傳輸、計算機網絡、云計算機的各個應用領域。物聯網的發展起點高,在綜合利用計算機技術、網絡技術、電子技術的基礎上,結合新一代互聯網技術,應用手機、平板等設備終端,應用數據中心,物聯網必然會發展成和我們生活、工作息息相關的專業網絡。
參考文獻:
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中圖分類號:TN391 文獻標識碼:A 文章編號:2095-1302(2012)09-0062-04
Application of IOT technology in military field
WANG Sheng-kai1,2, KONG Ning1,2, TIAN Ye1,2
(puter Network Information Center, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China; 2.China Internet Network Information Center, Beijing 100190, China)
Abstract: Sensors, RFID and other Internet of Things technologies have been increasingly applied in human life and manufacturing field and at the same time are changing the way that people work and live. A considerable part of IOT technologies is derived from military field and with the development and application, they have a great impact on the military field. From the perspectives of reconnaissance, early warning, situational awareness, communication and command, equipment management, logistics support and nuclear biochemical threat monitoring, the paper illustrates the possible application of Internet of Things technology in the military field and discusses the main problems of Internet of Things technology promotion and application in the military field.
Keywords: Internet of Things; military field; network-centric warfare; reconnaissance and early warning
0 引 言
物聯網(Internet of Things)是基于互聯網、電信網等載體,通過傳感器、射頻識別(RFID)、紅外感應器、激光掃描器、GPS、無線數字通信、智能嵌入等信息感知設備與技術,實時采集物體的聲、光、熱、電、力學、化學、生物或位置等信息,按約定協議,進行信息交換,以實現物與物、物與網連接并實現對物體的智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。
物聯網技術是繼計算機技術、移動通信技術和互聯網技術之后的又一次信息技術革命,是現代電子信息技術發展到現階段后出現的一種聚合性應用與技術提升,是傳感器與感知、計算機與通信網絡、自動化與人工智能等技術的“大融合”,技術集成與應用創新是物聯網發展的核心。未來無處不在的物聯網將更好地實現人與物、物與物之間的溝通和相連,將給人類的生產和生活帶來巨大影響,推動實現數字地球、智慧地球的宏大目標。
軍事領域是新技術應用最革命、最活躍的領域,許許多多新技術就是率先在軍事領域得到應用并變得成熟后再走向民用領域和市場的。在當前積極開展物聯網技術研究與推廣應用的過程中,也應適當關注西方發達國家和軍事強國在此方面的發展狀況,考慮物聯網技術在未來軍事領域的應用問題。
實際上,從技術架構的角度來看,物聯網與前幾年美軍提出的網絡中心戰可以說一脈相承,具有諸多相似之處。它們均可分為三層,相互對應,表1所列是物聯網與網絡中心戰技術架構對照表。
網絡中心戰及其體系結構是當時技術條件下戰場無線通信網絡和指揮控制系統的歷史產物,可以設想,隨著物聯網、互聯網、傳感器、移動通信、寬帶網絡等技術的發展,更為先進的物聯網技術將在未來軍事領域得到推廣應用,為提高部隊的戰斗力而服務。
1 物聯網技術在軍事領域的應用展望
未來物聯網新技術在軍事領域的應用將重點圍繞戰場態勢感知、智能分析判斷和行動過程控制等方面展開,它將有機融合作戰和保障體系,全面提升基于信息網絡系統的作戰能力和保障能力。
物聯網技術作為現代信息技術的一個組成部分,也是信息化發展的下一個重要階段。其英文名稱是:“Internetofthings(IoT)”。物聯網實現了物與物的快速、精準連接。下面,我們從兩個角度來解釋和認識物聯網技術。首先,物聯網作為新一代信息技術,仍然是以網絡作為核心環節,通過網絡進行用戶信息的延伸和擴展。其二,物聯網通過網絡實現物品之間信息的傳遞、通信和交換。物聯網通過感知技術、識別設備與普通計算機網絡技術相結合,廣泛應用于各個領域,沖擊著傳統的操作模式。以傳統農業為例,通過人工進行種植、管理和收獲,而物聯網技術采用傳感器、互聯網和應用層,實現用戶智能化、信息化管理和應用。
1.2結構框架
物聯網由感知層、網絡層和應用層三層結構組成。感知層由溫度傳感器、pH感應器、條形碼標簽、攝像頭、識讀器、GPS、M2M終端、傳感器網關等識別信息和物理信號的終端。感知層是物聯網發展的一個重要的組成部分,是對外界物理信息進行識別、采集的重要載體和途徑,因此將感知層稱為物聯網的眼睛,是對外部信息感知的主要環節;網絡層是負責將感知層獲取的信息通過網絡傳輸到應用層,包括互聯網、無線網等各種網絡,是物聯網技術的核心部分,類似于高等動物的大腦和中樞系統,負責信息的分析和處理,并將信息傳輸到應用層;然后由應用層做出反應,應用層是物聯網與用戶控制終端相連,負責信息調控和管理。
1.3物聯網技術分類
物聯網技術一般分為射頻識別技術、傳感器與傳感網、無線通信網、嵌入式系統等幾類。射頻識別(RadioFrequen⁃cyIdentification)技術是通過無線電信號進行對象識別并讀寫數據的一種通信技術。這種特別的通信技術不必建立機械或者光學接觸就可以進行系統和目標對象的識別。其中,常用的技術主要有低頻、高頻、超高頻,微波等。射頻識別讀寫器一般還分為移動式的和固定式兩種。目前射頻識別技術已經在各單位機構得以應用,如:圖書館的進出,門禁系統,食品安全溯源等等。相比而言,傳感器則是一種檢測系統,它可以滿足傳輸、存儲、處理、顯示、記錄和控制等需求,它通過檢測信息對象,并將此對象按照一定的電信號或其他信息信號輸出。無線通信主要包括微波通信和衛星通信。微波是一種無線電波信號,它的傳送距離約有幾十千米,但是它有很寬的頻帶和較大的通信容量。由于微波的傳輸距離較短,所以一般每隔幾十千米就要建一個微波信號中繼站。衛星通信則是以通信衛星為中繼站在地球上的多個移動體之間建立微波通信。嵌入式系統是物聯網實現物與物相連的智能化終端系統。它是一個存儲在存儲器中的嵌入式處理器控制板。
2物聯網技術在無土栽培中的發展現狀
2.1無土栽培概況
目前,無土栽培技術采用營養液或者固體基質作為植物根際環境,代替傳統土壤,實現精量化育苗和種植。主要種植方式由水培、霧培和基質栽培三種。水培是將苗木的根系直接浸入營養液中的一種種植技術;霧培又稱氣培,是將提前配好的營養液噴霧到植物的根表現,供給其所需的營養;固體基質栽培技術主要采用珍珠巖、泥沙、蛭石、草炭、泥炭等材料,進行栽培植物。
2.2國內外無土栽培的現狀
研究發現無土栽培作為設施農業最重要的一部分,正改變著傳統農業的種植方式,成為信息化農業的新典范,為農業技術的現代化發展指明了道路。在20世紀30年代,西方發達國家首先開始無土栽培技術,并獲得成功。到了20世紀70年代,營養液膜技術以其較低投入的特點得到快速的發展和推廣。目前,美國、荷蘭、法國、加拿大和日本等國家在無土栽培商業化種植方面,發展迅速,應用面積廣,在設施農業種植中占有非常大的一塊比例。無土栽培技術優勢非常明顯,能夠節省種植空間,同時為人們提供無污染的產品,避免土壤連作帶來的問題,在生產名貴花卉、反季節農產品等方面被快速應用。為此,發達國家將采用現代化信息技術與無土栽培技術相結合,達到自動控制和測定相關指標,使無土栽培方式可以快速產出、且無污染、產品綠色化。因此,采用物聯網技術來感知和調控栽培基質或營養液溫度、營養配比、pH、水分含量、植物長勢等相關指標,實現無土栽培的工廠化生產、產品的周期性生產以及效益的最大化。近些年,無土種植在我國有了長足的發展。早在20世紀中后期,我國開始無土種植研究,成果顯著。隨著改革開放,人們生活品質的改善,無土栽培技術在全國各地快速興起,為人們提供了綠色無污染的農產品。但是無土栽培在我國起步較晚,還存在很多問題,比如技術的缺乏,設備的不完善,資金不到位,人才培養制度不明確,尤其缺乏與現代信息技術的聯系。因此,導致無土栽培技術很難在我國大面積推廣,同時,阻礙了現代農業技術的發展。
2.3物聯網技術在無土栽培中的應用
2.3.1無土栽培環境條件的感知
物聯網的感知層由各種信息和數據采集層以及傳感器設備組成,其中信息采集層通過溫濕度傳感器、pH感應器、營養濃度感應器、攝像頭、紅外線等傳感器來感知、采集無土栽培設備中的環境溫度、濕度、pH值以及營養濃度,并將采集到數據、視頻或者物理量轉化為物理世界的信息。自組織傳感器網絡采用數字鏈路的編碼、調制和解調技術來實現局域網內傳感器及傳感器節點間的數據傳輸,基于網絡、流量管理、路由等技術,實現各節點間的自組織與協調互通。通過安裝的各類傳感器對無土栽培設施中相關指標的變化進行感知、采集,經過3G、4G網絡技術、無線網、藍牙等進行信息的傳輸。
2.3.2無土栽培環境信息的處理
由感知層采集到的相關指標信息,通過自組織傳感網絡傳輸到網絡層。網絡層是傳遞感知層發出或接收的數據,通過獲得物理量自身攜帶的電子信息,進行識別和信息格式的轉換,然后經網絡中間層將感知層采集到信息傳入過應用層,實現整個物聯網三個結構層次的連接。
2.3.3無土栽培環境的調控
根據無土栽培設施植物對環境條件的要求,提前設定栽培環境指標,如無土栽培設施中溫度、濕度、pH值、二氧化碳濃度、養分濃度、光照,以及栽培室外氣候條件等相關指標進行監測、記錄。通過感知層多種傳感器和信息采集終端及時獲取指標參數,然后經過網絡層傳遞和處理,輸出到相應的操作接口,實現對無土栽培環境中相關指標的實時監控和調節。另外,用戶根據栽培植物對生長過程中,在不同時期對環境指標的要求,設定相應的警告閾值,網聯網系統可以根據植物對相關指標的不同需要進行智能化調節。
引言
物聯網是現代科技發展過程中的新型產物,計算機技術的科學應用能夠使其得到更高程度的發展,對現代科技的進一步發展具有不可或缺的重要價值,相關行業工作人員必須對其加強重視,確保物聯網技術的科學應用,能夠推進各行各業的進一步發展,為現代科技的有效提升創造良好的條件。在此過程中,計算機技術是物聯網發展的主要推動力,本文的研究,進一步明確計算機技術推動物聯網的發展。
1物聯網技術
在現代科技高速發展過程中,物聯網基于計算機技術為現代人生活帶來了很大程度的變革,能夠為人類提供更為便攜的服務。就字面意思而言,物聯網具體是指物體聯通的過程,并不僅僅是信息聯通,可以用數據和虛擬信號完全概括。物聯網設計處理,傳輸感知等多個方面,通過利用識別和感知技術,通信技術,計算機技術,基于互聯網的迅速反饋和傳輸的特性,在網絡和現實生活中廣泛應用。相對于互聯網而言,物聯網最大的特點在于其網絡連接技術[1-3]和完全開放的算法[4,5]。互聯網結構從具體包括應用層,網絡層和感知層,感知層是接收信息的主要源頭,在互聯網實現產業化發展過程中具有一定程度的關鍵性價值,能夠感知和收集相關數據,同時對其相關信息全方位進行精確感知,與此同時,還可以使其低成本問題和低功耗問題得到有效解決。在此過程中,嵌入式技術、RFID技術和傳感器技術是其不可或缺的核心技術,以此為基礎,能夠對模擬信號進行科學轉變,使其形成數字信號,在計算機程序內,數字信號只能以二進制形式被處理。無線射頻識別RFID技術在不接觸物體的情況下,可以進行自動和智能的識別,而嵌入式技術可以稱之為固件。網絡層則是應用計算機技術的重要條件,通過進行通信網絡的科學設置改造和轉化物聯網,以此為基礎,使其能夠傳遞感知層信息,進而確保信息傳遞的網絡化,系統化和規范化。應用層是具體應用物聯網的層次,涉及交通網絡信息,智能家居物流監控,遠程醫療等方面。對于物聯網而言,服務對象并不僅僅是個人,同時還包括企業和家庭。
2計算機技術在物聯網的應用
對于物聯網而言,網絡從事起最為核心的結構層,具有更高的成熟度,計算機技術可以這么合理應用移動通信網,廣電網和互聯網等基礎設施,相對于應用層和感知層而言,具有較為突出的靈活性和方便性。在物聯網具體發展過程中,將其看作一個網絡,不如將其視為同時存在多種商品的市場。相對于一般市場而言,該市場是以計算機為媒介,通過利用網絡設備為商品建立一定的關系。雖然商品是具體的實物,但是市場卻存在一定程度的虛擬性。消費者通過利用物聯網足不出戶便可以購買相關商品。物聯網的進一步發展與合理應用使現代人生活發生了很大程度的改變,在此過程中,計算機技術需要有效結合互聯網和各種實物,為物聯網技術的進一步發展奠定良好的基礎,進而推進物聯網的有效發展,使其實現更快更好的發展。現代社會經濟的高速發展,使人們生活水平得到了很大程度的提升,對于生活質量提出了更高的要求,在應用互聯網技術過程中也開始追求新的發展。人們如果想要確保實體能夠和網絡實現接軌,需要科學應用計算機技術。在現代經濟建設過程中,物聯網已經逐步滲透至人們生活的各個方面,計算機技術的科學應用能夠在很大程度內推進現代物聯網技術的有效發展,通過科學構建物聯網平臺,可以從多個角度向消費者展示商品,在此過程中,消費者具有更為廣泛的選擇權。同時,部分商品的知名度也會得到很大程度的提升。在前沿科技應用過程中,計算機不僅能夠確保在現實生活中更為廣泛的應用物聯網,同時還可以在網絡世界發揮較為廣泛的作用。在互聯網具體發展過程中,不能脫離計算機技術,與互聯網相比較而言,物聯網能夠使互聯網和實物之間進行更為有效的連接,進而使其作用得到共同發揮,基于此,在物聯網技術發展過程中,計算機科學具有極其重要的推動意義。在現代社會建設過程中,計算機技術已經逐步成熟,相對而言,互聯網作為一項新型技術,在具體發展過程中,必須由計算機技術對其進行合理支撐。在具體運營物聯網過程中,計算機技術利用先進理念和先進技術有效解決物聯網發展過程中存在的具體問題,例如如何通過物聯網更為充分的體現實物,物聯網運作等。基于此,科學應用計算機技術能夠確保物聯網內部具有更高的條理性。在近幾年發展過程中,醫療,食品,交通,家居都逐步實現更高程度的智能化水平,物聯網技術在智能化領域發展過程中,也得到了有效滲透,現代人生產生活都發生了很大程度的改變。在物聯網發展過程中,計算機技術具有不可或缺的重要價值,能夠確保物聯網與現代人生活時更為有效的融合,使其現在現代人社會發展過程中發揮更大的價值。計算機技術能夠幫助物聯網更好地實現其功能。在具體應用物聯網過程中,通過一些平臺能夠收集和發現問題。隨后利用計算機最新進行科學改正,使其更好地適應人們日常生活。物聯網發展速度非常快,同時具有極為廣泛的應用,科學應用物聯網,人們能夠通過電子標簽和真實物體之間建立聯系。同時利用物聯網識別其具置。同時,在具體應用物聯網過程中,相關人員還可以通過中心計算機對各類機器設備進行集中式管理,同時還可以遙感控制汽車和家庭設備,搜索其具置,避免發生物品被盜的不良現象,與自動化操控系統功能相似。數據的有效收集,還可以使其逐步向大數據匯聚,進而確保能夠為控制流行疾病,防治犯罪行為,預防自然災害,設計道路提供必要的幫助。在我國,物聯網已經得到了極為廣泛的應用,基于計算機技術,現代科技會在很大程度內影響人們日常生活。基于此,在計算機技術影響下,物聯網將會具有更為完善的系統。互聯網具有較為復雜的運營模式,物聯網是由互聯網衍生發展形成的網絡,但是這不僅是一種網絡,更像是應用型市場。在發展初期,互聯網形勢極為簡單,而發展至今天,物聯網已經在各個方面得到了廣泛的應用,例如政府工作,公共安全,環境保護,水系檢測,防盜系統,通過科學應用現代計算技術,互聯網具有蓬勃的生機。
3物聯網的發展前景
關鍵詞:
物聯網技術;監測;輸變電設備
1物聯網技術的簡介及構建
基于物聯網的物聯網技術是為載體實現虛擬空間信息共享的技術。通過網絡協議相關的虛擬空間實現運營的。隨著互聯網技術的發展,移動互聯網的出現為高端技術的產生和發展提供了平臺,包括跟蹤GRS的函數技術,紅外定位技術和定位功能等等。物聯網系統包括感知層、網絡層和應用層三層結構。感知層的功能是接受范圍內的網絡信息,網絡結構的連接,通信設備是使用短距離無線通信網絡連接,使感知層可以有效地接受各種網絡信息系統操作和控制的傳播信息,并將信息傳輸到指定的設備。在物聯網系統中,網絡層主要是為各種各樣的信息開發網絡數據傳輸的功能。物聯網系統應用程序層包括電腦、智能手機和平板電腦等,使計算機在應用程序層和用戶名之間交換。
2物聯網體系的設計及輸變電設備狀態監測的現狀
在物聯網系統中,包括協調員,路由器和終端設備。其中,協調員是物聯網的核心,包括建設網絡和連接到設備維護、無線數據傳輸等內容,對硬件部分的功能具有指示作用。路由器的作用有網絡設計和電路設計為主,通過網絡連接,將主控制芯片連接到網關接口,路由器被連接到網絡終端設備。物聯網系統設計也關注節點的設計,提高路由器的兼容性,確保終端節點是協調員相同的數據信號傳輸,輸出信號通過MAX232邏輯電平轉換后轉移到網絡平臺和終端設備,通信信息開始傳輸數據。當前電力傳輸和轉換設備狀態監測系統,通常是一個單一的電力傳輸和轉換設備狀態參數集,將信息收集和應用程序產生的損害隔離,系統需要建立自己的獨立信息數據庫,將沒有形成網絡覆蓋的區域聯合起來,大大提高收集信息系統操作和維護的能力,為以后分析和預測診斷提供便利。當前每個系統制造商不同,導致同一個裝置難以統一標準,通信協議很少將操作、維護和校準系統與其他系統統一,數據傳輸也更容易受到強電磁干擾。基于無線傳感器網絡技術的物聯網技術,RFID無線射頻識別技術的識別,智能監控對象,如無線傳感器網絡(WSN)技術可以有效地解決電纜通信故障。RFID射頻識別技術是基于網絡的數據的通信技術,射頻通信結合無線遠程傳輸通過GPRS無線通信網絡模型,稱為實時同步的電力傳輸和轉換設備管理,提供了一種新的智能電力傳輸和轉換設備狀態監測。在互聯網感知層、傳輸設備的桿塔部署的傳感器傳輸線變電站設備。利益智能傳感器網絡,實時采集電力傳輸和轉換設備狀態信息,明確小型化方向。無線傳感器,以實現感知層范圍內的電力傳輸和轉換設備監控為目標。在物聯網網絡層之間根據數據收集,分析,應加強可視化和SCADA系統及其他應用程序的信息綜合能力,實現綜合的全面數據分析。物聯網技術要根據輸變電設備運行需要充分了解互聯網技術和大數據的集成,以促進物聯網網絡信息傳播的有效運行。操作的物聯網技術在電力傳輸和轉換設備的利用上充分發揮作用,還將物聯網技術的相關研究引領至科技的前沿,以確保能夠準確進行電力傳輸和轉換設備的狀態檢查。
3輸變電設備狀態監測中物聯網技術的應用
電力傳輸和轉換設備狀態監測及物聯網技術的引入,所有的電力傳輸和轉換設備生命周期管理,為了提高電力傳輸和轉換設備的操作性能。在物聯網技術的應用中,電力傳輸和轉換設備狀態監測、物聯網系統的建立,需要電力傳輸和轉換設備,采用分層分布式體系結構,包括智能感知、智能網絡和智能應用程序等。
3.1智能感知層
電力傳輸和轉換設備系統的物聯網智能感知層是基于物聯網為載體,傳感裝置的應用包括智能傳感器、GPS全球定位系統(GPS)、紅外傳感器、EPC標簽等等。電力傳輸和轉換設備運行狀態數據生成的智能感知,并收集資產信息。感知層收集到的信息,包括電力傳輸和轉換的傳感器網絡設備狀態,信息采集、信息操作及信息網格操作,為輸電線路和設備安裝的信息收集提供包括氣象信息、自然災害預警等信息。
3.2智能網絡層
在智能網絡層,通過數據傳輸通道,將在異構網絡的一層進行介入。因此,電力傳輸和轉換設備的無縫訪問操作是電力傳輸和轉換設備之間的操作。智能終端的公共接口根據需要將輸電線路和通訊網絡之間建立連接,包括電力數據通信網絡、通信電纜、電力無線個人網絡將信息傳播到變電站智能監控系統中,如傳輸線的兼容性和可擴展性。傳輸的信息,也可以直接轉移到移動變電站設備和網絡信息管理平臺上。供電局變電站網絡致力于將待傳輸的信息進行信息的收集,并將信息傳輸出去。在供電局需要建立光學網絡,網絡層連接變電站設備,以實現信息交換。電力傳輸和轉換設備是物聯網的集成,以得到各種各樣的信息。這些信息數據操作將為生產管理系統提供數據和設備操作,利用數據集成信息參考數據生命周期管理。
4結束語
文章總結溫習了在特定的應用程序下,完全理解物聯網技術,注意根據監測需求把握電力傳輸和轉換設備及使用物聯網技術,以改善電網的運行質量。分析通過網絡協議相關的虛擬空間是如何實現運營的。隨著互聯網技術的發展,移動互聯網的出現為高端技術的產生和發展提供了平臺,包括跟蹤GRS的函數技術,紅外定位技術和定位功能等等。當前電力傳輸和轉換設備狀態監測系統,通常是一個單一的電力傳輸和轉換設備狀態參數集,將信息收集和應用程序產生的損害隔離,系統需要建立自己的獨立信息數據庫,將沒有形成網絡覆蓋的區域聯合起來,大大提高收集信息系統操作和維護的能力,為以后分析和預測診斷提供便利。智能終端的公共接口根據需要將輸電線路和通訊網絡之間建立連接,包括電力數據通信網絡、通信電纜、電力無線個人網絡將信息傳播到變電站智能監控系統中,如傳輸線的兼容性和可擴展性。文章在社會主義經濟快速發展的背景下,我國電網快速發展為背景對物聯網在電網檢測中的應用現狀及應用過程進行了簡要的分析,在日后的生產建設過程中,物聯網建設將在電網運行中發揮更多更大的作用,期待相關學者專家能夠以物聯網和電網目前的高速發展為契機,做出更精細嚴謹的科學研究。
參考文獻:
[1]劉聽,徐格,陳文龍.融合物聯網的下一代互聯網體系結構研究[J].電信科學,2013(11).
1.物聯網概念
物聯網是通過運用物品把它和互聯網相結合,從而實施智能化的管理、定位、識別與監控的網絡,同時通過激光掃描器、全球定位系統與紅外感應器等信息傳感設備實現通訊與交換。它的核心是互聯網,但是結果卻已經擴散到商品之間的互換。
2.物聯網的發展歷程
在1999年,物聯網這個概念第一次被提出。物聯網是依靠互聯網技術運用無線設備與射頻設別技術,從而形成一個能夠讓全世界的商品在互聯網上能夠達到實時共享的網路。在2003年,美國的權威雜志《技術評論》表示在未來的生活中物聯網將會是改變我們生活習慣的十大技術的第一位。在2005年國際電信聯盟就發表了物聯網的相關報告,在報告中表示出物聯網大時代的到來,在全世界各地的商品都能夠通過網上交易平臺實現交換。通過依靠互聯網技術,物聯網也將會成為未來商品交易的主要方式之一。在中國也出現了許多成功運用物聯網技術實現人工智能化的典型,例如上海的浦東機場與上海的世博會。
二、物聯網關鍵技術
首先物聯網需要運用特定的識別系統對物品的相關屬性進行鑒定,其次應該把相關物品的數據信息通過互聯網上傳的網上,最有通過中央信息處理系統把傳輸進去的網絡信息進行處理與公布,從而實現信息的共享。在當前物聯網使用的主要技術包括:智能嵌入、云計算、IPv6、傳感技術等。
1.IPv6
因為互聯網的不斷成熟,互聯網的IPv4地址已經達到了頂峰,IPv6必定會在未來取代IPv4。當期IPv4只有32位的地址遠遠不能夠到達當前會聯網用戶的需求,而孕育而生的IPv6具有128位地址,這樣就能夠促使世界上的任何一樣物品都能夠擁有自己的IP。在當前想要快速發展物聯網就需要讓每一件商品都具有自己的IP地址,因此IPv6的運用必將成為物聯網實現迅猛增長的基礎。
2.RFID
運用射頻識別RFID能夠通過無線射頻識別出相應的物品信息。射頻識別可以識別出很小的物品的相應信息,同時通過對實體的分辨,可以迅速的在沒有觸摸商品的情況下了解到商品的相關信息。RFID能夠大面積的識自動識別商品的相關屬性,但是RFID運用的技術也有相應的不同,比如適用領域、技術特點與工作原理都制定出了不同的標準。
3.云計算
云計算被一些專業人士叫做計算資源池,它能夠對海量的信息實現快速的處理,它是發展物聯網的關鍵。由于物聯網需要隨時隨地及時的對相關采集的數據進行更新與添加,這樣就需要一個能夠大量存儲信息的平臺實現,通過云計算就能夠實現海量數據的管理。
4.傳感技術
計算機技術、通信技術、傳感技術是信息技術的三大核心。傳感技術通過傳感器、信息的識別與處理對相關物品實現檢測與數據錄入。同時運用其相關的傳感器對一些感官達到信息錄入與處理的要求。
5.智能嵌入
把信息處理器嵌于應用系統,運用Internet讓整個系統固化。這樣就能夠節約許多的時間,但能夠快速的讓信息實現共享。這樣就能夠讓計算機技術與網絡技術實現實時同步的進行信息的高速傳遞。
三、物聯網技術在鐵路運輸中的應用
在鐵路運輸中實現物聯網的全覆蓋能夠對鐵路運輸與維護起到高效的作用。它能夠在鐵路行車調度管理、機車和輪對檢修信息管理系統、鐵路貨運物流信息化系統與智能化檢票系統中實現
1.智能化售檢票系統
智能化售票系統在中國已經實現了大規模的使用。乘客可以使用自動售票機進行鐵路購票。在乘客進站時檢票員運用小型識讀器識別讀取RFID電子標簽,以此來識別乘客購買的車票是否與購票信息相符,這樣不但能夠大大提高鐵路人員的工作效率,還能夠節省旅客進出車站的時間,從而使車站可以快速運轉。
2.鐵路機車車輛智能化識別系統
地面獨立識別設備、車身或者底部的識別標簽、復示設備與數據集中管理這五個部分構成了鐵路機車車輛智能化識別系統。地面獨立識別設備是由四個部分組成,其設置需要通過各個站點的一系列的處理來實現信息的管理。在貨物運輸車上安裝電子標簽就能夠迅速的對車輛的相關信息進行識別。這樣在物聯網時代就能夠讓貨物的信息實現實時的了解與共享。
3.鐵路行車調度管理
物聯網在鐵路行車調度管理中只要是通過對車廂的管理來實現。它能夠對鐵路的速度檢測與信號的升級起到關鍵的作用。在每一個車廂上安裝一個RFID芯片,運用RFID芯片的讀寫器,不但能夠了解到當前鐵路運輸的速度,還能夠檢測到當前鐵路運輸中所出現的安全隱患,從而使相關人員能夠及時的排除安全隱患從而使鐵路可以安全的到達相應的目的地,防止一些干擾。
4.鐵路客運系統
運用物聯網,把旅客購票的信息植入到每一張的車票中,同時把讀寫器安裝的客運車廂、候車室、檢票口與車站口等地方。當旅客在自動售票機上購買到車票以后進入到進站口就能夠自動識別車票信息是否與本人相符,進入到候車大廳以后,收到讀寫器的識別能夠快速分辨出旅客候車地是否正確,以免旅客耽誤候車時間。同時還能夠及時的對旅客候車的人數進行統計。旅客在登上火車后,也可以通過讀寫器對某些旅客走錯車廂得以及時的糾正,并且對旅客的下一站所達到的信息進行實時傳遞,一面旅客坐過站的現象出現。在旅客下車以后,系統還可以對相關信息進行處理。
5.機車和輪對檢修信息管理系統
運用RFID技術,能夠對火車的到達時間與步驟進行精確的統計與計算,進而存儲。不但如此,還可以對火車進出車站的次數與相應數據進行快速的采集與錄入,這樣就可以大大提高列車數據的查詢與統計效率,縮減檢測工作人員的工作量提高其工作質量與效率。
6.鐵路貨運物流信息化系統發展
鐵路物流,就一定要把集裝箱運輸實現信息系統化。通過對集裝箱信息的采集與統計,對箱號圖像識別,這樣可以方便攝像頭對集裝箱對信息的快速讀取,從而減少由于天氣或集裝箱破損的原因導致識別系統出問題的現象的出現。把RFID技術運用到鐵路的集裝箱上面,不但能夠實時了解貨物運輸情況,還可以減少商品被盜或者破損的情況。同時提高集裝箱運輸運用的效率得以提高。
四、物聯網技術在鐵路行業其他業務中的應用及展望
1.物聯網在視頻監控中的運用
想要達到高質量的要就必須要使用傳感器與物聯網。比如,能在探頭前面連接各種各樣的傳感器,將激光測距傳感器、傾角傳感器與云臺攝像機連接,利用云臺攝像機捕捉畫面信息,利用激光測距傳感器進行測距。
2.山體滑坡的監控以及提前警報系統
山體滑坡作為一種破壞力極強的地質災害,它不但可以摧毀大量的鐵路基礎設施,還可能對鐵路運輸時對火車上的人員造成極大的傷害,由此看它是一個特別嚴重的災害對鐵路運輸安全是一個極大地隱患。在當前鐵路部門可以運用物聯網技術,在山體滑坡現象嚴重的區域安裝傾角傳感器、液位傳感器和前端設備,這樣不但能夠實時監控這一地區山體情況,還能夠對當前的山體的數據進行傳輸與儲存以便于相關人員的分析。同時在發現山體變化的同時及時的發出警告預警,以便于車站人員能夠及時的對相應的地質災害做出反應,進而極大地挽回人員與財產的損失。
中圖法分類號:TP393 文獻標識碼:A 文章編號:2095-1302(2014)04-0054-03
0 引 言
物聯網融合了新一代的互聯網技術和移動通訊技術,通過把各種傳感器組成的終端嵌入到各種實體中,把實物組建成網絡的形式,與目前的互聯網整合起來,利用傳感器收集信息和互聯網快速傳遞數據信息的功能,以及利用計算機強大的數據處理信息能力,能夠高效快速地管理實物,并充分實現資源信息的共享,最終達到提高資源的利用率、提高生產水平的目的。
1 物聯網技術
在物聯網中,物體可以實時地被識別、定位和進行數據交互,這是形成物聯網的基本要求,物聯網的功能決定了其大體上分為3個層狀的網絡結構,圖1所示是物聯網的技術結構。
圖1 物聯網技術結構
物聯網中的感知層由各種傳感器網絡和無線射頻識別系統組成,用于完成數據信息的采集和協同處理信息,主要涉及傳感器、RFID、多媒體信息采集和實時定位等技術[1];
傳輸層也叫網絡層,是由互聯網、無線網絡、移動通訊等組成的網絡結構,用來實現從信息采集到信息傳輸的功能[2];
應用層則通過上位機(PC機)、手機、智能控制系統等對收集到的數據信息進行整合、分析、計算和管理,形成與業務需求相適應,并可實時更新的動態數據資源庫,為各類業務提供統一的信息資源服務,從而實現物聯網各個行業領域應用,主要體現的是對信息的智能處理能力[3]。
2 無線組網技術
2.1 無線組網的模型
無線通訊模塊的實現不同于有線通訊,不能使用成熟的有線網絡拓撲結構,不過無線通訊由于擺脫了場地的限制,所以組成網絡也有自身的特點,無線網絡總的來說一般分為3種情況:點對點、星狀網絡和網狀網絡,圖2所示是3種常見的組網結構。
圖2 三種常見的組網結構
圖2中從左到右依次為點對點結構、星型結構和網絡結構,深色的節點為協調器或者實現路由功能的節點,淺色節點為普通終端節點。
點對點通訊:適合連接物體不多的設備且需要相互之間傳遞數據信息的情況,這種情況屬于一種很特殊的網絡,只不過網絡節點是簡單的包含終端和數據中心兩個方面;
星狀網絡:控制簡單,任何的節點只需要和中心節點通訊,致使協議也行對簡單,易于網絡的監控和管理;
網狀網絡:處于網絡中,每兩個節點之間可以直接或者間接的通訊,而且有時候通訊路徑也不唯一,這樣的網絡結構組成各種形狀,網絡內的各個節點之間對資源的共享比較容易,能選擇最佳路徑,傳輸延時小但是建設網絡的費用高[4]。
2.2 無線組網通訊技術優勢
無線組網通訊技術有以下的優點:
實時查詢:在網絡中的每一個節點都能實時的傳輸信息,返回終端節點的狀態;
數據交流:能夠和信息處理中心進行雙向的數據信息傳遞和信息交換;
數據處理:終端節點一般有簡單提取和處理信息的能力,讓信息以相應的格式傳送到信息處理中心;
組成網:雖然具體到每個節點都有不同的任務分工,但是每個節點都有相同的功能就是和上下節點之間建立連接,宏觀上面就是系統組成了一個無線的局域網絡;
低能耗:每個節點不管是終端設備、路由器還是協調器都是由微控制器控制的低功耗芯片,一般的終端節點都使用紐扣電池或者太陽能電池供電就足夠了,所以整個網絡的功耗低。
2.3 幾種常見的無線組網技術
2.3.1 藍牙組網
藍牙技術是一種支持設備短距離通信(一般10 m內)的無線電技術。能在包括移動電話、PDA、無線耳機、筆記本電腦、相關外設等眾多設備之間進行無線信息交換。利用“藍牙”技術,能夠有效地簡化移動通信終端設備之間的通信,也能夠成功地簡化設備與因特網之間的通信。
藍牙系統采用一種靈活的無基站的組網方式,使得一個藍牙設備可同時與7個其他的藍牙設備相連接,藍牙系統的網絡結構的拓撲結構有兩種形式:微微網(piconet)和分布式網絡(Scatternet)。
微微網是通過藍牙技術以特定方式連接起來的一種微型網絡,一個微微網可以只是兩臺相連的設備,比如一臺便攜式電腦和一部移動電話,也可以是8臺連在一起的設備。在一個微微網中,所有設備的級別是相同的,具有相同的權限。藍牙采用自組式組網方式(Ad-hoc),微微網由主設備(Master)單元(發起鏈接的設備)和從設備(Slave)單元構成,有一個主設備單元和最多7個從設備單元。主設備單元負責提供時鐘同步信號和跳頻序列,從設備單元一般是受控同步的設備單元,接受主設備單元的控制;
分布式網絡是由多個獨立的非同步的微微網組成的,以特定的方式連接在一起。一個微微網中的主設備單元同時也可以作為另一個微微網中的從設備單元,這種設備單元又稱為復合設備單元。藍牙獨特的組網方式賦予了它無線接入的強大生命力,同時可以有7個移動藍牙用戶通過一個網絡節點與因特網相連。它靠跳頻順序識別每個微微網。同一微微網所有用戶都與這個跳頻順序同步[5]。
2.3.2 ZigBee協議組網
ZigBee是最近十年內出現的一項技術,經常應用于工業等相關領域,一般會結合傳感器技術和網絡信息技術,ZigBee技術已經在全世界的范圍內推廣開來,也逐漸向農業、醫學等相關領域發展[6]。
在ZigBee網絡中,分為幾種功能不同的類型。如:每一個網絡中只能有一個協調器,協調器主要是負責整個網絡的構建,同時它也可作為與其他類型網絡的通訊節點(網關),但是網絡中可以出現很多個路由器,終端的節點可以擁有的更多,但也有數量限制,一般一個ZigBee網絡最多可存在65000個終端節點。
ZigBee組網協議的特點:
(1)ZigBee網絡的功耗都比較低,主要是因為該協議一般不支持高速的數據傳輸,而且有相應的低功耗模式,在有限電量下可以工作很久的時間;
(2)該協議的容量比較大,在一個網絡中可以最多的存在65 000個節點,可以在星型網絡中容納不同的設備;
(3)組網形式靈活多變,連接的網絡節點之間可以相互感知,數據流通途徑可以有多種方式;
(4)ZigBee協議體積小,一般在幾KB到幾十KB之間,也是屬于面專利費的協議,這樣使用該協議的成本也會比較低;
(5)可靠性和安全性比較高,在協議的MAC層中使用了確認信息的數據傳輸模式,發送的每一個數據都必須得到接收成功后,才能進行下一步傳輸動作,而且還提供了循環冗余校驗的功能,還提供了完善的加密算法,確保了信息的安全傳輸。
2.3.3 SimpicitiTI協議組網
SimpliciTI協議是德州儀器針對其生產芯片開發的,主要支持兩種通信結構,簡單的點對點通信和星狀的網絡通信結構,在星狀的網絡結構中AP負責大部分的任務,包括網絡的構建以及維護,對各個節點低功耗的支持等,還提供從正常模式到休眠模式的轉變,并且擁有很快的喚醒體制,該協議組成的網絡比較穩定,數據的傳輸可靠性高,SimpliciTI協議對硬件資源需求不高,在滿足了基本的寄存器和較少的存儲條件就可以運行[7],圖3所示是SimpliciTI組網協議的構成圖。
圖3 SimpliciTI協議的組成結構
可以看出,SimpliciTI組網協議主要分為3個部分:
(1)應用層(Application Layer)
就是主應用程序,在程序中定義并實現了整個系統的各個功能,具體的包括整個系統的初始化,網絡的初始化以及網絡維護,整個系統的數據流程等;
(2)網絡層(Network Layer)
在網絡層中主要負責信息的收發隊列,由很多的網絡層應用函數組成,這些函數都是以端口號的形式作為自身的標志,協議中出現的端口其實和TCP/IP中的端口相似,并且網絡應用層也支持用戶自己定義,在SimpliciTI協議的網絡層中,通過相互的API函數調用最終實現整個網絡層的功能;
(3)硬件邏輯層(Lite Hardware Abstraction Layer)
又可細分為射頻層Radio和應用板支持層BSP,負責實現網絡的API接口函數,主要包括涉及到射頻模塊的硬件結構的函數定義。
SimpliciTI組網協議的一般工作流程如下:
整個系統首先進行硬件底層的初始化,然后是上層網絡的初始化,所有的終端節點開始發送入網請求,這個時候AP節點檢測是否有節點加入請求,發現有入網的請求就開始響應終端節點,最終構建好整個網絡框架。在網絡建立好了之后,可以調用協議中的API函數進行網絡的控制,以及整個系統數據接收發送的流程的控制。
最后,設備之間通過調用協議接口函數建立好網絡后,就可以進行端到端的數據收發了,這樣就實現了整個網絡系統的數據傳遞功能。
2.3.4 其他常見的無線組網技術
Wi-Fi也是市場上很熱門的通訊技術,正式的名稱是IEEE802.11b,傳輸的速度也很快,,在通訊的覆蓋范圍上Wi-Fi要比其他的短距離無線通訊方式優秀很多,可以輕松地覆蓋整個家庭、辦公室,甚至是整裝辦公大樓。覆蓋在網絡中的通訊終端都可以連接在一起,相互之間構成互聯網通訊網絡。
3 無線組網技術在物聯網中的應用
伴隨著物聯網技術的快速發展,無線組網技術已經應用到了社會的各個領域,結合傳感器技術和計算機技術對每個應用領域都起到了很大的影響。
3.1 智能家庭
可以應用于家庭的照明、溫度、安全、控制等,通過無線網絡終端設備可以收集家庭各種信息,傳送到中央控制設備,或是通過遙控達到遠程控制的目的,提供家居生活自動化、網絡化與智能化[9]。
3.2 工業應用
通過無線網絡自動收集各種信息,并將信息回饋到系統進行數據處理與分析,以利工廠整體信息之掌握,例如:火警的感測和通知、照明系統的感測、生產機臺的流程控制等,都可由組建的無線網絡提供相關信息,以達到工業與環境方面的控制管理。
3.3 物流應用
目前物流產業正在蓬勃發展,特別是在各種網上購物方面物流是其支撐的很重要的一個方面,而在物流管理方面經常會出現貨物的丟失等管理不當的行為,這時候在每一個或者一批貨物上面加載定位標簽,使貨物組建成為一個很大的物流網絡,不但能夠提高貨物的管理能力,也能大大提高生產運輸效率。
3.4 無線貨架標簽
電子貨架標簽系統是在計算機技術、移動通信技術和互聯網技術快速發展的基礎上實現的,使用無線組網的方式統一管理商品信息,不但擁有便捷的管理方式和快速的數據信息處理能力,還減少了資源的浪費,節省了大量人力[10]。
3.5 農業應用
在農業逐步邁進現代化的時代,也對農業方面的管理提出了更高的要求,比如對農業的自動化監管和控制管理等,這就需要使用物聯網的組網技術結合傳感器技術,實時地傳遞農作物的空氣、濕度、溫度等相關信息,最終達到對農業的智能控制。
4 結 語
物聯網技術目前正處于壯大發展的的階段,在不遠的未來肯定有其廣闊的發展前景,物聯網和無線網絡通信就像不可分割的一個整體相互促進,在未來,無線網絡通訊技術將會是一個一體化的整合網絡,各種無線通訊技術如Wi-Fi、藍牙、ZigBee和移動通訊(2G、3G或者更高的技術)等都將會融合到互聯網中去,組成一個穩定高速的信息數據網絡,各種無線通訊技術相互補充完善,促使物聯網技術的日臻完善,屆時將會給人們提供一種更便利高效的物聯網服務。
參 考 文 獻
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