物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其應(yīng)用研究

李 證（濱州技術(shù)學(xué)院，山東 濱州 256603）

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其應(yīng)用研究

李 證
（濱州技術(shù)學(xué)院，山東 濱州 256603）

物聯(lián)網(wǎng)作為Internet應(yīng)用的拓展、延伸以及變革，代表了未來(lái)Internet的發(fā)展方向，將會(huì)對(duì)人類生產(chǎn)生活產(chǎn)生變革性的影響。本文對(duì)物理網(wǎng)的特征、相關(guān)技術(shù)及其應(yīng)用進(jìn)行了初步研究和探討。

物聯(lián)網(wǎng)；技術(shù)；應(yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.16.067

1　引言

物聯(lián)網(wǎng)即Internet of Things，它是互聯(lián)網(wǎng)未來(lái)的發(fā)展取向，具有很強(qiáng)的整合性，在相關(guān)協(xié)議的支持下，物體即Things之間互為連通且各自具有很強(qiáng)的主體性，借助各種信息傳感設(shè)備和技術(shù)，在Internet上實(shí)現(xiàn)物體之間的自動(dòng)識(shí)別、追蹤、定位、監(jiān)控以及信息的共享，可以在智能交通、公共安全、文化教育、環(huán)境保護(hù)等多個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，將會(huì)對(duì)人們的工作、生活和學(xué)習(xí)帶來(lái)很大的影響和改變。本文就物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)及其應(yīng)用進(jìn)行初步探討和研究。

2　物聯(lián)網(wǎng)的主要特征

物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)物體的連通和智能感知，是通過(guò)在物體上部署或設(shè)置一定的感知能力、計(jì)算能力和執(zhí)行能力的設(shè)備、芯片或軟件而實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)這些手段賦予物體以智能性，然后通過(guò)相關(guān)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議實(shí)現(xiàn)物體信息的傳遞、共享和協(xié)同處理。物聯(lián)網(wǎng)的主要特征體現(xiàn)在下面幾個(gè)方面：

（1）全面感知。使用傳感器、射頻識(shí)別技術(shù)、二維碼等技術(shù)對(duì)物體的信息進(jìn)行實(shí)時(shí)的采集和獲取，信息傳感設(shè)備使物聯(lián)網(wǎng)中十分重要的元器件，物聯(lián)網(wǎng)中使用的主要信息傳感設(shè)備包括紅外感應(yīng)器、激光掃描器、全球定位系統(tǒng)以及射頻識(shí)別技術(shù)（RFDI）等，這些傳感設(shè)備的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)物體數(shù)據(jù)信息的讀取、寫入、傳遞以及遠(yuǎn)程非接觸模式的自動(dòng)化感應(yīng)等，從而實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)物體之間的全面感知。

（2）可靠傳遞。物聯(lián)網(wǎng)具有較強(qiáng)的整合性，可以將傳統(tǒng)Internet與各種電信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行整合，從而具備了將互聯(lián)的物體信息實(shí)時(shí)發(fā)送和傳遞出去的能力，物聯(lián)網(wǎng)集成了多種網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備接入以及多種應(yīng)用技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)了物體與物體、人與自然界之間的信息交流和溝通，在相關(guān)通信協(xié)議的支持下，多種網(wǎng)絡(luò)之間協(xié)同工作。與傳統(tǒng)Internet比較，物聯(lián)網(wǎng)具有更強(qiáng)大的開放性，能夠隨時(shí)接納新的物體、器件和設(shè)備的接入并提供新的服務(wù)，其自我適應(yīng)和自我組織能力非常強(qiáng)大。

（3）智能處理。智能處理是物聯(lián)網(wǎng)的核心能力和核心內(nèi)容之一，使用模糊識(shí)別或云計(jì)算等一系列智能計(jì)算手段對(duì)大數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析處理以實(shí)現(xiàn)對(duì)互聯(lián)物體的智能化控制，融合了微處理技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感器技術(shù)、無(wú)線通信技術(shù)等于一體的物聯(lián)網(wǎng)具備了通過(guò)分析判斷并做出一些具有一定目的性行為且能夠合理處置周圍環(huán)境等的綜合能力，這種智能處理能力是物聯(lián)網(wǎng)智能化的重要體現(xiàn)。

3　物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)

（1）無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）。無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它可以幫助人們對(duì)處于不同狀態(tài)下的物品或設(shè)備的自動(dòng)識(shí)別和管理，特別是在惡劣環(huán)境下這種技術(shù)更顯示了它的優(yōu)勢(shì)，該技術(shù)的發(fā)展受到了上至制造商、下至零售商普遍的關(guān)注和支持，該技術(shù)被廣泛地應(yīng)用在供應(yīng)鏈管理中以及高速公路的自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)。RFID由標(biāo)簽、閱讀器、天線三部分組成，標(biāo)簽是為識(shí)別和存儲(chǔ)物體對(duì)象信息而固著在物體上的，閱讀器可以對(duì)標(biāo)簽的信息進(jìn)行讀取和寫入操作，天線可以在閱讀器與標(biāo)簽之間傳遞射頻識(shí)別信號(hào)。

（2）傳感技術(shù)與嵌入技術(shù)。傳感器可以感知或響應(yīng)被檢測(cè)對(duì)象的明確信息，并且能夠?qū)⑵滢D(zhuǎn)換為相應(yīng)的輸出信號(hào)，這對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)物體之間的智能準(zhǔn)確測(cè)試、感知和控制意義重大，傳感技術(shù)所要解決的重點(diǎn)問(wèn)題是對(duì)物聯(lián)網(wǎng)中物體的變化信息進(jìn)行量化并生成數(shù)據(jù)，再利用網(wǎng)絡(luò)傳輸手段將信息輸送到指定的地址。隨著納米技術(shù)的發(fā)展，傳感器技術(shù)向小型化、微型化方面發(fā)展，并提出了泛在與傳感并重的思想，借助納米嵌入技術(shù)實(shí)現(xiàn)傳感技術(shù)的泛在化，納米技術(shù)從分子級(jí)、原子級(jí)的粒度對(duì)物體構(gòu)建傳感網(wǎng)絡(luò)。

（3）智能計(jì)算技術(shù)。智能計(jì)算技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的作用和功能是對(duì)傳感器感知的信息進(jìn)行語(yǔ)義上的理解、識(shí)別和決策。物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中面臨的一大挑戰(zhàn)就是對(duì)海量的信息進(jìn)行計(jì)算和處理，需要解決如何有效的融合感知的海量信息、如何高效的存儲(chǔ)信息、如何進(jìn)行語(yǔ)義集成以及相關(guān)的并行處理技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)和知識(shí)發(fā)現(xiàn)技術(shù)等，使用云計(jì)算技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)信息存儲(chǔ)資源和計(jì)算能力的分布式共享。

4　物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用

從國(guó)內(nèi)外物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用情況來(lái)看，其對(duì)整個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和信息化水平都有重要的提升作用，其在電網(wǎng)智能化、交通智能化、物流管理智能化等領(lǐng)域的應(yīng)用具有典型性。

（1）電網(wǎng)智能化。電網(wǎng)智能化就是使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行進(jìn)行智能化改造和升級(jí)，通過(guò)綜合運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)組建具有自適應(yīng)能力和智能判斷能力的集合多種能源能夠進(jìn)行分布式管理的電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)地對(duì)用戶用電信息和電網(wǎng)運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控，并且采取最為經(jīng)濟(jì)安全的輸配電方式將電能送到用戶終端，實(shí)現(xiàn)電能的最優(yōu)配置和利用，提高能源利用效率和電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性。

（2）城市交通智能化。城市交通智能化是指綜合使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)城市交通進(jìn)行有效的管理和智能化控制，實(shí)現(xiàn)安全行車、交通暢通以及提升交通效率，城市交通智能化可以有效的降低堵塞率、減少交通安全事故的發(fā)生、降低汽車尾氣的排放量以及加強(qiáng)交通監(jiān)管，目前我國(guó)已經(jīng)有20多個(gè)省市區(qū)使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了公路監(jiān)控的聯(lián)網(wǎng)，同時(shí)城市交通智能化中公交系統(tǒng)的交通智能化也占有重要分量，使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以促進(jìn)公交站臺(tái)的智能化、車管專家、無(wú)線視頻監(jiān)控、電子票務(wù)以及手機(jī)公交等智能化服務(wù)。

（3）物流管理智能化。物流管理智能化是指綜合使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)物流供應(yīng)鏈及其運(yùn)行進(jìn)行智能化管理，物流管理成為了物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的重點(diǎn)規(guī)劃領(lǐng)域，由于我國(guó)物流成本與發(fā)達(dá)國(guó)家相比居高不下，使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)首要的重要價(jià)值就是可以大幅度地降低物流成本，可以促進(jìn)物流信息技術(shù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化體系建設(shè)，從而建立依托在集成化物聯(lián)網(wǎng)信息平臺(tái)基礎(chǔ)之上的現(xiàn)代物流系統(tǒng)。

［1］王佳寧，劉巍.大數(shù)據(jù)時(shí)代下的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展［J］.通訊世界，2016（05）.

［2］葛磊，皇甫大恩.物聯(lián)網(wǎng)在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的應(yīng)用研究［J］.福建電腦，2016（04）.

［3］李濱，劉瑩.應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)云計(jì)算推動(dòng)農(nóng)業(yè)信息化［J］.福建電腦，2016（04）.

李證（1981-），男，山東兗州人，本科，初級(jí)職稱，研究方向：自動(dòng)化化。