物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用和前景展望

陳超

【摘 要】物聯(lián)網(wǎng)被視為互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用擴(kuò)展，應(yīng)用創(chuàng)新是物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展的核心，以用戶體驗(yàn)為核心的創(chuàng)新是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的靈魂。物聯(lián)網(wǎng)作為未來發(fā)展的趨勢，將給世界和社會(huì)帶來巨大變革，并改變?nèi)藗兊纳罘绞健?/p>

【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng)、RFI D、應(yīng)用

【中圖分類號】TN911【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【文章編號】1672-5158（2013）02-0442-01

1、物聯(lián)網(wǎng)簡介

物聯(lián)網(wǎng)（The Internet of Things）是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”?！拔锫?lián)網(wǎng)概念”是在“互聯(lián)網(wǎng)概念”的基礎(chǔ)上，將其用戶端延伸和擴(kuò)展到任何物品與物品之間，進(jìn)行信息交換和通信的一種網(wǎng)絡(luò)概念。其定義是：通過射頻識(shí)別（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)概念。

從技術(shù)上理解，物聯(lián)網(wǎng)是一種智能網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)中的所有物體信息通過智能感應(yīng)裝置，經(jīng)傳輸網(wǎng)絡(luò)，傳到指定的信息處理中心或?qū)⑿畔男畔⑻幚碇行膫魉徒o物體，最終實(shí)現(xiàn)物與物、人與物之間的自動(dòng)化信息交互與處理。從應(yīng)用上理解，物聯(lián)網(wǎng)是指把世界上所有的物體都聯(lián)接到一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，形成“物聯(lián)網(wǎng)”，然后“物聯(lián)網(wǎng)”又與現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)與物理系統(tǒng)的整合，達(dá)到以更加精細(xì)和動(dòng)態(tài)的方式管理生產(chǎn)和生活的目的。

2、物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用

從1999年MIT Auto-ID Center 提出物聯(lián)網(wǎng)概念到現(xiàn)在，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)有了長足的發(fā)展，主要標(biāo)準(zhǔn)和關(guān)鍵技術(shù)都已經(jīng)比較成熟，在很多領(lǐng)域都有了實(shí)際應(yīng)用。例如：（1）2002 年，英特爾公司率先在俄勒岡建立了世界上第一個(gè)無線葡萄園。傳感器節(jié)點(diǎn)被分布在葡萄園的每個(gè)角落，每隔一分鐘檢測一次土壤溫度、濕度或該區(qū)域有害物的數(shù)量，以確保葡萄可以健康生長。（2）由英特爾的研究小組和加州大學(xué)伯克利分校以及巴港大西洋大學(xué)的科學(xué)家把無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于監(jiān)視大鴨島海鳥的棲息情況。他們使用了包括光、濕度、氣壓計(jì)、紅外傳感器、攝像頭在內(nèi)的近10種傳感器類型數(shù)百個(gè)節(jié)點(diǎn)，系統(tǒng)通過自組織無線網(wǎng)絡(luò)，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)?00英尺外的基站計(jì)算機(jī)內(nèi)，再由此經(jīng)衛(wèi)星傳輸至加州的服務(wù)器。 （3）在國內(nèi)，物聯(lián)網(wǎng)傳感器產(chǎn)品已率先在上海浦東國際機(jī)場防入侵系統(tǒng)中得到應(yīng)用。系統(tǒng)鋪設(shè)了3萬多個(gè)傳感節(jié)點(diǎn)，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。（4）我國首家高鐵物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用中心2010年6月18日在蘇州科技城投用，該中心將為高鐵物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供科技支撐。據(jù)中心工作人員介紹，以往購票、檢票的單調(diào)方式，將在這里升級為人性化、多樣化的新體驗(yàn)。刷卡購票、手機(jī)購票、電話購票等新技術(shù)的集成使用，讓旅客可以擺脫擁擠的車站購票；與地鐵類似的檢票方式，則可實(shí)現(xiàn)持有不同票據(jù)旅客的快速通行。（5）2011年1月3日，國家電網(wǎng)首座220千伏智能變電站-無錫市惠山區(qū)西涇變電站日前投入運(yùn)行，并通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建立傳感測控網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的“無人值守和巡檢”。西涇變電站利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，建立傳感測控網(wǎng)絡(luò)，將傳統(tǒng)意義上的變電設(shè)備“活化”，實(shí)現(xiàn)自我感知、判別和決策，從而完成自動(dòng)控制。完全達(dá)到了智能變電站建設(shè)的前期預(yù)想，設(shè)計(jì)和建設(shè)水平全國領(lǐng)先。

3、物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用前景

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，未來將在各行各業(yè)中扮演重要角色，并會(huì)改變?nèi)藗兊墓ぷ骱蜕罘绞健?/p>

3.1 未來超市：一次性掃描（你可以推著購物車迅速通過RFID閱讀器），結(jié)賬同時(shí)完成（超市和銀行聯(lián)網(wǎng)），超市終端沒有收銀員，你可以推著車直接從閱讀器走出去，所有的商品就同時(shí)完成了結(jié)賬。并且消費(fèi)者可以知道每件物品的歷史。

3.2 未來醫(yī)院：物聯(lián)網(wǎng)在醫(yī)療機(jī)構(gòu)中有很多應(yīng)用，帶有射頻識(shí)別（RFID）-傳感功能的手機(jī)可以作為監(jiān)控醫(yī)療參數(shù)和給藥的平臺(tái)。物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)首先表現(xiàn)在可以預(yù)防和易于監(jiān)控上，人身上可以安裝不同的傳感器，對人的健康參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，并且實(shí)時(shí)傳送到相關(guān)的醫(yī)療保健中心，如果有異常，保健中心通過手機(jī)，提醒您去醫(yī)院檢查身體。其次表現(xiàn)在發(fā)生意外事故時(shí)進(jìn)行專案診斷。傳感器、射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）、近場通信（NFC）、藍(lán)牙、全新無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信技術(shù)（ZigBee）、6LoWPAN、無線閥位監(jiān)控器（WirelessHART）、ISA100 、WiFi的結(jié)合使一些重要指標(biāo)（溫度、血壓、心率、膽固醇、血糖等）的測量和監(jiān)控方法得到了顯著改善。

3.3 安全保障：無線識(shí)別設(shè)備在很多領(lǐng)域被廣泛用于增強(qiáng)安全性，以下是部分應(yīng)用領(lǐng)域：

環(huán)境監(jiān)測：地震、森林火災(zāi)、洪水、污染（水和空氣）。

建設(shè)監(jiān)測：漏水、漏氣、振動(dòng)、著火、非法進(jìn)入、人為破壞。

個(gè)人：搶劫報(bào)警、設(shè)備監(jiān)控、支付系統(tǒng)、身份安全。

3.4 實(shí)時(shí)城市管理、交通管理

實(shí)時(shí)城市管理：設(shè)立一個(gè)城市監(jiān)控報(bào)告中心，將城市劃分為多個(gè)網(wǎng)格，這樣系統(tǒng)能夠快速收集每個(gè)網(wǎng)格中所有類型的信息。利用部署在大街小巷的全球眼監(jiān)控探頭，實(shí)現(xiàn)圖像敏感性智能分析并與110、119、112等交互，實(shí)現(xiàn)探頭與探頭之間、探頭與人、探頭與報(bào)警系統(tǒng)之間的聯(lián)動(dòng)，城市監(jiān)控中心依據(jù)事件的緊急程度上報(bào)或指派相關(guān)職能部門（如火警，警察局，醫(yī)院）采取適當(dāng)?shù)男袆?dòng)，這樣政府就可實(shí)時(shí)監(jiān)督并及時(shí)響應(yīng)城市事件，從而構(gòu)建和諧安全的城市生活環(huán)境。

實(shí)時(shí)交通信息：智慧的道路是減少交通擁堵的關(guān)鍵，但我們?nèi)圆涣私庑腥?、車輛、貨物和商品在市內(nèi)的具體移動(dòng)狀況。通過隨處都安置的傳感器，我們可以實(shí)時(shí)獲取路況信息，幫助監(jiān)控和控制交通流量。人們可以獲取實(shí)時(shí)的交通信息，并據(jù)此調(diào)整路線，從而避免擁堵。

3.5 零售、物流、供應(yīng)鏈管理 ：物聯(lián)網(wǎng)在零售/供應(yīng)鏈管理上有很多優(yōu)勢：通過使用RFID技術(shù)裝備和對貨物情況進(jìn)行實(shí)時(shí)追蹤，可以優(yōu)化零售商的管理。例如：（1） 給放養(yǎng)的每一只牲畜都貼上一個(gè)二維碼，這個(gè)二維碼會(huì)一直保持到超市出售的肉品上，消費(fèi)者可通過手機(jī)閱讀二維碼，知道牲畜的成長歷史，確保食品安全。我國已有10億存欄動(dòng)物貼上了這種二維碼。（2）此外，零售店的相關(guān)資料可以用來優(yōu)化整個(gè)供應(yīng)鏈的物流，如果制造商知道零售商的庫存和銷售數(shù)據(jù)，那么他們就可以生產(chǎn)適量的產(chǎn)品，避免過量生產(chǎn)和生產(chǎn)不足。

3.6 智能建筑（能源自動(dòng)計(jì)量/家庭自動(dòng)化/無線控制）

帶有現(xiàn)代家庭娛樂系統(tǒng)（家庭娛樂系統(tǒng)是建立在通用計(jì)算平臺(tái)上的）的智能住宅能夠很容易地與建筑物中其他的傳感器相連，從而形成一個(gè)完全互聯(lián)的智能環(huán)境。溫度、濕度傳感器能提供必要的數(shù)據(jù)使溫度、濕度自動(dòng)地調(diào)節(jié)到舒適的水平，優(yōu)化采暖或制冷的能源使用。

帶有物理傳感器（融合了傳感器微型化、無線通信和微系統(tǒng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)）的自動(dòng)化無線網(wǎng)絡(luò)識(shí)別裝置形成了無處不在的傳感網(wǎng)，這種傳感網(wǎng)可以對建筑物和私人住宅中的環(huán)境數(shù)據(jù)（溫度、濕度、光照等）進(jìn)行精確的測量。

使用家庭無線自動(dòng)裝置通信技術(shù)（如ZigBee、LoWPAN等），建筑中的所有"物"都能夠進(jìn)行雙向溝通。例如，冰箱中的觸屏顯示器可以更改自動(dòng)調(diào)溫度的設(shè)置情況。洗衣機(jī)可以在保修期內(nèi)自主訂購替換零件。個(gè)人移動(dòng)裝置在家庭網(wǎng)路范圍內(nèi)能夠自行進(jìn)行各項(xiàng)檢查和匯總。

除上述應(yīng)用以外，未來物聯(lián)網(wǎng)還將在環(huán)境監(jiān)測、食品藥品安全、商品追蹤、文物保護(hù)、農(nóng)業(yè)育種、保險(xiǎn)、航空航天、工業(yè)生產(chǎn)、電子垃圾回收等領(lǐng)域發(fā)揮關(guān)鍵作用。

4、結(jié)束語

物聯(lián)網(wǎng)是計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的又一次全新的應(yīng)用。當(dāng)前，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展風(fēng)起云涌，被譽(yù)為“下一個(gè)IT時(shí)代的產(chǎn)業(yè)革命”。不難預(yù)見：物聯(lián)網(wǎng)將來必將改變世界。

參考資料

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