有關(guān)物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用分析

王憶

摘 要：眾所周知，在計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)徹底改變了人類生活的同時(shí)，又一個(gè)元素闖進(jìn)了我們的生活，掀起了新的浪潮，這就是物聯(lián)網(wǎng)。簡單來說，物聯(lián)網(wǎng)以多種多樣的信息傳感設(shè)備作為媒介，將世界中的信息傳播距離大大縮短，形成一個(gè)遍布全球的高效網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)如今，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的全球范圍的巨大推動力。本文就物聯(lián)網(wǎng)的基本概念出發(fā)，淺談物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)，看看物聯(lián)網(wǎng)為什么能帶動世界的腳步。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；關(guān)鍵技術(shù)；體系構(gòu)成；應(yīng)用分析

1 什么是物聯(lián)網(wǎng)

“物聯(lián)網(wǎng)”一詞起源于1999年的麻省理工學(xué)院。從最基本的意思出發(fā)，物聯(lián)網(wǎng)是一種是“物和物之間相互關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)”，也指一種物品和其所對應(yīng)的相關(guān)管理設(shè)備相互連接。但是令人詫異的是在不同的地區(qū)，對物聯(lián)網(wǎng)的定義卻并不一樣。比如在歐洲，物聯(lián)網(wǎng)并不是單獨(dú)的網(wǎng)絡(luò)，而是在互聯(lián)網(wǎng)的大旗下，屬于互聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)分區(qū)。物聯(lián)網(wǎng)是擁有自我處置和分配性能的世界范圍的動態(tài)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，并在標(biāo)準(zhǔn)和相互通信協(xié)議的基礎(chǔ)上建立。在物聯(lián)網(wǎng)范圍里，無論是有形的物還是無形的物都具有其獨(dú)有的“身份”和資料，并在大型而全面的網(wǎng)絡(luò)中相互連接。而在國際上，最通用的定義是將任何一種物品，在遵守協(xié)議的情況下，利用紅外感應(yīng)裝置、定位系統(tǒng)、RFID等信息傳感裝置，和地區(qū)內(nèi)的互聯(lián)網(wǎng)相互接觸，并進(jìn)行數(shù)據(jù)和信息的對換和交流，體現(xiàn)出帶有智能的識別、分析、定位管理等過程的網(wǎng)絡(luò)。我國對此的定義與國際上普遍認(rèn)同的定義相符。在更遠(yuǎn)的角度分析，物聯(lián)網(wǎng)也是一種將實(shí)際存在的物品和虛無的信息相互融合，將正式的世界和虛擬的世界交融，將有形的物體和無形的信息網(wǎng)絡(luò)結(jié)合，控制物品識別、跟蹤、管理的巨大網(wǎng)絡(luò)。

2 物聯(lián)網(wǎng)體系

物聯(lián)網(wǎng)的體系分為很多部分，分別為感知、接入、互聯(lián)網(wǎng)、服務(wù)管理和應(yīng)用。

感知，其主要作用是利用各種各樣的傳感裝置，對一種物體的信息進(jìn)行全方位的獲取。一般情況下是將角度廣、種類繁多的各種信息協(xié)同進(jìn)行處理來控制和歸納，同時(shí)通過特定的設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)的其他資源共享。接入，即以無線設(shè)備、衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)等基礎(chǔ)設(shè)備將上一層得到的信息傳遞給互聯(lián)網(wǎng)?；ヂ?lián)網(wǎng)，其功能是對獲取的信息進(jìn)行整理分配，構(gòu)造四通八達(dá)的智能網(wǎng)絡(luò)。服務(wù)管理，內(nèi)涵是對互聯(lián)網(wǎng)中的大量信息實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理，并為互聯(lián)網(wǎng)準(zhǔn)備接口。應(yīng)用，在系統(tǒng)最下層，將各類信息匯總創(chuàng)建多種多樣的實(shí)際應(yīng)用，如天氣預(yù)報(bào)、文化教育等。

3 物聯(lián)網(wǎng)中的關(guān)鍵技術(shù)

3.1 嵌入式可編程RFID 技術(shù)

即射頻識別技術(shù)，該技術(shù)能在不接觸的情況下，自動識別某種系統(tǒng)發(fā)出的射頻信號，用以獲取傳遞信息。射頻識別技術(shù)建立在計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上，能夠識別不以捕捉的物體，加以標(biāo)簽，十分方便快捷。射頻識別構(gòu)成有應(yīng)答設(shè)備和閱讀設(shè)備，功能是尋找并操控物體，并與網(wǎng)絡(luò)結(jié)合，可以在射界范圍內(nèi)跟蹤管理。其原理是當(dāng)物體在磁場中運(yùn)動時(shí)，識別所發(fā)出的射頻信號的同時(shí)利用產(chǎn)生的感應(yīng)電流將所獲得的信息儲存，然后進(jìn)行篩選、傳送，閱讀器接收信號后傳輸?shù)街醒胄畔⑻幚硐到y(tǒng)，在系統(tǒng)里被操作，來對物體高效率的控制管理。

3.2 EPC編碼

EPC編碼可以將單獨(dú)的物體進(jìn)行標(biāo)注，也可以對物品、貨盤、貨箱、地點(diǎn)等對象進(jìn)行獨(dú)特的標(biāo)記。該技術(shù)以世界統(tǒng)一表示系統(tǒng)的條形編碼為基礎(chǔ)，并在基礎(chǔ)之上又有所發(fā)展。

3.3 傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

傳感裝置是無生命物質(zhì)對世界進(jìn)行連接和判斷的裝置，類似生物體的眼睛等器官，對自然環(huán)境中的各種信息如溫度、濕度、光線強(qiáng)度等方面的信息進(jìn)行獲取，給物聯(lián)網(wǎng)提供做寄出的信息數(shù)據(jù)。該裝置有多單元構(gòu)成，具體如下：

（1）傳感單元，傳感裝置、數(shù)模相互轉(zhuǎn)換功能模塊

（2）處理單元，中央處理器、存儲裝置、操作系統(tǒng)

（3）通信單元，無線通信設(shè)備

（4）電源

（5）其他功能單元如定位、移動、發(fā)電等系統(tǒng)

傳感裝置構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)是通過飛行工具散布或人工布施布置在物體周圍，通過一種特殊的多跳網(wǎng)絡(luò)輸送數(shù)據(jù)給接收發(fā)送設(shè)備，接收發(fā)送設(shè)備也可以將數(shù)據(jù)反向相同方法輸送回節(jié)點(diǎn)。接收發(fā)送設(shè)備與因特網(wǎng)和通信衛(wèi)星直接連接，經(jīng)由二者實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)和傳感設(shè)備之間的通訊。該網(wǎng)絡(luò)科技含量十分豐富，應(yīng)用了嵌入科技、傳感科技、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、無線通訊科技等。該網(wǎng)絡(luò)先以傳感裝置獲取基本數(shù)據(jù)，再用嵌入系統(tǒng)馬上進(jìn)行處理，通過網(wǎng)絡(luò)和無線通訊將數(shù)據(jù)散播，在上層服務(wù)器中進(jìn)行分布性處理。

3.4 智能技術(shù)

這里的智能技術(shù)指大量數(shù)據(jù)的分析和管理的智能化。而大量數(shù)據(jù)的分析和管理又是指以軟件工程技術(shù)做基礎(chǔ)，對物聯(lián)網(wǎng)傳播的數(shù)據(jù)進(jìn)行快速的儲存和計(jì)算，將計(jì)算結(jié)果又將反饋給物聯(lián)網(wǎng)的控制裝置。這種技術(shù)可以把智能系統(tǒng)植入物體，使物體具有一定的智慧和自我分析能力，使人和物體的相互交流成為可能。技術(shù)中包括智能分析與控制系統(tǒng)、人工智能理論、人機(jī)交互技術(shù)等，通過植入智能系統(tǒng)給予物體同人類交流、溝通甚至直接對話的能力，方便效率的提升。

3.5 納米技術(shù)

顧名思義，納米技術(shù)是以納米為基本單位的材料相關(guān)技術(shù)。該技術(shù)使物體在功能不減少的情況下實(shí)現(xiàn)物體的微型化，使物體便于攜帶和使用，同時(shí)能在有限的空間內(nèi)跟多的應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)，是物聯(lián)網(wǎng)的的各部分系統(tǒng)更快更小消耗減少，數(shù)據(jù)的傳輸速度加快。

3.6 云計(jì)算技術(shù)和海計(jì)算技術(shù)

該技術(shù)出現(xiàn)時(shí)間較晚，指的是計(jì)算機(jī)將一部分計(jì)算部署到前臺，減少數(shù)據(jù)處理的延遲。物聯(lián)網(wǎng)由于范圍廣，數(shù)據(jù)量大，需要一個(gè)極大的數(shù)據(jù)處理平臺來處理信息，云計(jì)算就能有效地在平臺之中連接信息孤島，使用戶能方便的使用各類信息，同時(shí)極大的降低信息處理的延遲。

4 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用分析

4.1 城市社區(qū)的智能化

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能參與城市社區(qū)的智能化建設(shè)，它和智能控制技術(shù)等其他相關(guān)技術(shù)協(xié)同作用，提高建筑的功能和服務(wù)效率，讓建筑更貼近人的日常生活，具有智能化，讓居民體會到現(xiàn)代化社會的方便舒適。更重要的是，應(yīng)用了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能社區(qū)促進(jìn)了環(huán)境的低成本改善，實(shí)現(xiàn)人們需求的高質(zhì)量滿足，同時(shí)能促進(jìn)人類參與社會的各項(xiàng)活動，拉近社會間的距離，對城市社區(qū)的理想居住環(huán)境構(gòu)建有正面的促進(jìn)作用。

4.2 精細(xì)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)

在農(nóng)業(yè)方面，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能利用傳感裝置實(shí)時(shí)監(jiān)控農(nóng)作物的生長狀況，產(chǎn)量，蟲害等信息，從而對農(nóng)業(yè)產(chǎn)量如何提高給出細(xì)化的研究方向，同時(shí)能有效快速的對各種情況進(jìn)行處理。而就國內(nèi)來說，我國農(nóng)業(yè)處于傳統(tǒng)型農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代型農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)型重要階段，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能加速轉(zhuǎn)型，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)想更精細(xì)、更高效的方向發(fā)展，更快的普及自動化。

4.3 交通管理智能化

建設(shè)智能的交通運(yùn)輸管理系統(tǒng)，以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)、無線通信技術(shù)、信息發(fā)布技術(shù)等為基礎(chǔ)，創(chuàng)建效率高、精確性強(qiáng)、切實(shí)可靠的交通管理體系。詳細(xì)來說，在每一輛汽車上裝配傳感裝置、監(jiān)視系統(tǒng)等裝置，實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)交通狀況，車輛信息，確保城市交通的流暢與安全。

4.4 家居智能

讓人們居住環(huán)境富有智能，就是家居智能。它將住宅細(xì)化為一個(gè)平臺，利用各種有線或無線通訊系統(tǒng)，將空調(diào)、電視、廚房用具、家庭影院、燈具窗簾、音響廣播等進(jìn)行控制集成，創(chuàng)建高效方便的日常住宅設(shè)施與日常安排管理系統(tǒng)，是家居變得更安全、方便、舒適、節(jié)能，極大提高人們的生活質(zhì)量。

4.5 電網(wǎng)智能

顧名思義，將城市的電網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能化，使電網(wǎng)更安全、環(huán)保、高效、經(jīng)濟(jì)、有可靠性。能合理和利用物聯(lián)網(wǎng)分配供電，能讓用戶方便安全的使用電能，允許各種不同形式的供電，提升電力市場和資產(chǎn)優(yōu)化的運(yùn)行效率。

4.6 智能物流

智能物流利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，使物流網(wǎng)絡(luò)具有人類的智能，能自動判斷、學(xué)習(xí)、總結(jié)并分配，自動解決物流系統(tǒng)出現(xiàn)的問題。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是核心，它能使物流過程中的信息能自動獲取，車輛貨物被自動跟從監(jiān)控，主動分析判斷，讓貨物始終處于被監(jiān)管的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)信息先與貨物流通，使物流網(wǎng)絡(luò)有極強(qiáng)的及時(shí)性和精確性。智能物流也是物流發(fā)展的一種必然，它利用云計(jì)算、海計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、傳感技術(shù)等將物流智能化、信息化，實(shí)現(xiàn)資源的合理配置和高效傳輸。

4.7 環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)

指在平常傳統(tǒng)的環(huán)保行業(yè)中，加入智能化、信息化、自動化的元素，實(shí)現(xiàn)環(huán)境的科學(xué)化保護(hù)治理。環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)可由幾部分組成，首先是環(huán)境中實(shí)時(shí)的污染監(jiān)控傳感裝置，包括傳感系統(tǒng)、分析系統(tǒng)等，然后是數(shù)據(jù)的傳輸即通信，將上一層的信息傳入數(shù)據(jù)應(yīng)用層，分有線和無線兩種裝置。最后是數(shù)據(jù)應(yīng)用層，這一層是中心處理層，它既能將傳輸過來的信息進(jìn)行處理分析得出結(jié)論，也能遠(yuǎn)程控制相關(guān)設(shè)備實(shí)時(shí)優(yōu)化環(huán)保治理建設(shè)。

4.8 智能校園

學(xué)生是社會人員組成的一大部分。智能校園就是利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對校園中各類各樣的信息數(shù)據(jù)集中分析處理，實(shí)現(xiàn)教育資源和其他資源的合理分配利用，對教育和校務(wù)管理體系進(jìn)行優(yōu)化提升效率，實(shí)現(xiàn)校園的數(shù)字化教學(xué)管理。

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