物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用發(fā)展研究

郭媛媛 張悅

摘 要 物聯(lián)網(wǎng)被稱為是繼計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)之后的第三次信息技術(shù)革命，目前物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用也是無(wú)處不在，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)層次結(jié)構(gòu)和核心技術(shù)進(jìn)行闡述，物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用發(fā)展前景非常可觀。

關(guān)鍵詞 物聯(lián)網(wǎng) 核心技術(shù) 展望

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分，是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。其有兩層意思：第一，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)；第二，其用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物體與物體之間，進(jìn)行信息交換和通信。因此，物聯(lián)網(wǎng)的定義是：通過(guò)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，按約定體的協(xié)議，把任何物體與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)對(duì)物的智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。

2物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)主要由：計(jì)算機(jī)技術(shù)、軟件技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通訊技術(shù)、傳感技術(shù)、識(shí)別技術(shù)、智能嵌入式技術(shù)和納米技術(shù)等部分組成。

2.1 傳感器網(wǎng)絡(luò)

傳感器網(wǎng)絡(luò)主要解決物聯(lián)網(wǎng)中的信息感知問(wèn)題，這一階段又分為兩個(gè)部分：數(shù)據(jù)信息的采集和處理、短距離的無(wú)限通信。在數(shù)據(jù)的采集和處理階段，主要是綜合可傳感器技術(shù)、嵌入式可編程技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)及無(wú)線通信技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)等，對(duì)物品進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，之后接收上層傳遞來(lái)的控制信號(hào)，產(chǎn)生響應(yīng)，進(jìn)而完成相應(yīng)動(dòng)作，對(duì)信息進(jìn)行處理。

2.2射頻識(shí)別技術(shù)

射頻識(shí)別技術(shù)，也稱它為電子標(biāo)簽。射頻識(shí)別技術(shù)系統(tǒng)是由3個(gè)部分組成的，第一部分是電子標(biāo)簽的讀寫器和它的信息處理系統(tǒng)。其中電子標(biāo)簽芯片是用來(lái)存放數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)區(qū)，用來(lái)存儲(chǔ)等待識(shí)別物體的相關(guān)信息。讀寫器就利用預(yù)先設(shè)置好的格式，對(duì)等待識(shí)別的物體相關(guān)信息進(jìn)行寫入，寫入到電子標(biāo)簽的存儲(chǔ)區(qū)中，或是讀寫器的閱讀范圍內(nèi)，用非接觸的方式將電子標(biāo)簽內(nèi)保存的信息讀取出來(lái)。在電子標(biāo)簽或者讀寫器中內(nèi)置天線，它的主要用途是發(fā)射和接收射頻信號(hào)。

2.3網(wǎng)絡(luò)的通訊技術(shù)——zigbee網(wǎng)絡(luò)

zigbee網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是一種近距離、低功耗、低速率、低復(fù)雜度、低成本的雙向無(wú)線通訊技術(shù)。主要用于距離短、功耗低且傳輸速率不高的各種電子設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸以及典型的有周期性數(shù)據(jù)、間歇性數(shù)據(jù)和低反應(yīng)時(shí)間數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用。移動(dòng)通信網(wǎng)主要是為語(yǔ)音通信建立的，每個(gè)基站其價(jià)值一般在百萬(wàn)元人民幣以上，而每個(gè)zigbee基站卻不到一千元人民幣?；镜拿總€(gè)zigbee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，不僅本身可以作為監(jiān)控對(duì)象，同他所連接的傳感器也可直接進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和監(jiān)控，同時(shí)可以自動(dòng)的中轉(zhuǎn)其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)傳過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)資料。每個(gè)zigbee網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)可以在自己信號(hào)覆蓋的范圍內(nèi)，同多個(gè)不承擔(dān)網(wǎng)絡(luò)信息中轉(zhuǎn)任務(wù)的孤立的子節(jié)點(diǎn)進(jìn)行無(wú)線連接通訊。除此之外，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、藍(lán)牙技術(shù)和無(wú)源射頻識(shí)別技術(shù)也可以在網(wǎng)絡(luò)通訊中用作監(jiān)視和控制的功能作用。

2.4網(wǎng)絡(luò)的通訊技術(shù)——納米技術(shù)與MEMS

納米技術(shù)與MEMS是建立在納米技術(shù)基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)納米材料進(jìn)行設(shè)計(jì)、加工、制造、測(cè)量和控制的技術(shù)。MEMS主要包括微型機(jī)構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器和相應(yīng)的處理電路等幾部分，它是在融合多種微細(xì)加工技術(shù)，并應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)的最新成果的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的高科技前沿學(xué)科。MEMS傳感器集信息獲取、處理和執(zhí)行于一體，能組成多功能微型系統(tǒng)，從而大幅度提高系統(tǒng)的自動(dòng)化、智能化和可靠性水平。它還便于制造商將產(chǎn)品的所有功能集成到單個(gè)芯片上，以此來(lái)降低成本，此技術(shù)適用于大規(guī)模生產(chǎn)。

2.5網(wǎng)絡(luò)的通訊技術(shù)——信息安全技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)的主要目標(biāo)就是方便人與物或者物與物之間的信息交換。該技術(shù)在簡(jiǎn)化和方便人們生活的同時(shí)，信息的安全性問(wèn)題也隨之出現(xiàn)。無(wú)論物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用本身是否安全，在構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)的同時(shí)，一定要有信息安全方面的設(shè)計(jì)。

3物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)展望

3.1傳感器產(chǎn)業(yè)

傳感器是物聯(lián)網(wǎng)的核心器件，2010年的市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到630億元。我國(guó)傳感器制造企業(yè)眾多，但外資企業(yè)比重達(dá)到67%。國(guó)內(nèi)傳感器芯片研發(fā)生產(chǎn)薄弱，集中在低端的溫度、濕度等物理量傳感器研發(fā)，中高端依賴進(jìn)口。

3.2RFID產(chǎn)業(yè)

RFID在國(guó)內(nèi)已有比較廣泛的應(yīng)用，其中最大的應(yīng)用領(lǐng)域是電子票證，如電子門票、手機(jī)支付、車證及垃圾處理等應(yīng)用；其次在高速公路不停車收費(fèi)、港口集裝箱管理、食品安全溯源等領(lǐng)域也有較多應(yīng)用。目前我國(guó)企業(yè)在低頻和高頻RFID方面技術(shù)相對(duì)成熟，但超高頻、有源RFID未形成整體產(chǎn)業(yè)能力。

3.3基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)業(yè)

云計(jì)算是互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)業(yè)中的重要組成部分，在物聯(lián)網(wǎng)中也是對(duì)終端感知到的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的重要技術(shù)手段。目前我國(guó)云計(jì)算應(yīng)用相對(duì)滯后，云計(jì)算市場(chǎng)沒(méi)有形成規(guī)模化服務(wù)，但多個(gè)省市都在打造云計(jì)算中心，產(chǎn)業(yè)機(jī)會(huì)巨大。

4結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)如今物聯(lián)網(wǎng)雖然已經(jīng)起步并取得了一定的發(fā)展，但未來(lái)必將接受嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。但是物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來(lái)是大勢(shì)所趨，未來(lái)將出現(xiàn)一系列物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品和服務(wù)，如果用一句話概括未來(lái)的物聯(lián)網(wǎng)生活，那就是“身在外，家就在身邊；回到家，世界就在眼前”。

參考文獻(xiàn)

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