物联网技术导论

2024-05-08

物联网技术导论（精选10篇）

物联网技术导论第1篇

麻省理工学院的研究人员于1999年最先提出了物联网 (Internet of Things, IoT) 的概念, 当时认为物联网就是在物体上增加一些RFID (Radio Frequency Identification ) 和其他传感器使物体彼此连接形成网络。随着技术和应用的发展, 物联网的内涵变得更加丰富。2005年国际电信联盟发布的物联网报告指出:物联网是通过RFID和智能计算机等技术实现全世界设备互联的网络。物联网的出现打破了人们的传统观念, 将铁路、桥梁、建筑物等物理基础设施与服务器、通信网络、计算中心等IT基础设施整合为统一的基础设施, 使人类社会与物理世界更加自由地交互、融合。

美国权威咨询机构Forrester预测:到2020年, 世界上“物物互联”的业务, 跟“人与人通信”的业务比例将达到30:1。物联网将成为一个万亿元级的超级产业。它包含了传感器、半导体、计算机等多个专业技术领域, 在应用和推广中又将涉及大量的设备生产, 这必将带动多个产业的发展。目前, 美国、欧盟、中国、日本等都已投入巨资研究探索物联网, 各国都把物联网作为后金融危机时代经济增长的引擎。

1 概念解析

物联网的概念提出之后, 一直在不断地变化、发展着, 至今没有形成一个明确、统一的定义。

目前使用最为广泛的物联网定义是:通过信息传感设备, 按照约定的协议, 把任何物品与互联网连接起来, 进行信息交换和通讯, 以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

欧盟关于物联网的定义是:物联网是未来互联网的一部分, 能够被定义为基于标准和交互通信协议的具有自配置能力的动态全球网络设施, 在物联网内物理和虚拟的“物件”具有身份、物理属性、拟人化等特征, 它们能够被一个综合的信息网络所连接。

北京邮电大学的研究人员认为:狭义上的物联网指连接物品到物品的网络, 实现物品的智能化识别和管理;广义上的物联网则可以看作是信息空间与物理空间的融合, 将一切事物数字化、网络化。在物品之间、物品与人之间、人与现实环境之间实现高效信息交互方式, 并通过新的服务模式使各种信息技术融入社会行为, 是信息化应用于人类社会的更高境界。

物联网目前没有明确定义一方面说明了物联网的发展还处于探索阶段, 不同背景的研究人员、设备厂商、网络运营商都是从各自的角度去构想物联网的发展状况, 对物联网的未来缺乏统一而全面的规划;另一方面也说明了物联网不是一个简单的技术热点, 而是一个融合了感知技术、通信与网络技术、智能运算技术的复杂信息系统, 人们对它的认识还需要一个过程。

2 体系结构

虽然物联网目前尚无统一的定义, 但业内人士对物联网的技术体系架构却基本达成了共识。物联网的体系结构从下至上依次是:感知层、网络层和应用层, 如图1所示。

2.1 感知层

感知层是整个物联网系统的基础, 主要使用传感器、智能终端、RFID电子标签等设备进行信息的采集, 相当于人体的眼、耳、口、鼻、手等器官。感知层设备一方面运用智能传感、身份识别以及其他信息采集技术对物品进行基础的信息收集, 另一方面又接收来自上层的控制指令对设备运行进行调整。

2.2 网络层

网络层主要是通过各种有线/无线通信网络实现信息数据的快速、可靠、安全传输, 相当于人体的神经系统, 既自下而上地传输感知信息, 又自上而下地传输控制指令。

2.3 应用层

应用层是物联网系统的核心, 主要负责对海量的感知信息进行汇总、共享、分析, 并依据处理结果进行智能决策, 相当于人体的大脑。应用层分为应用支撑子层和应用服务子层两个部分, 应用支撑平台子层用于支撑跨行业、跨应用、跨系统之间的信息协同、共享和互通。应用服务子层负责为用户提供智能交通、智能家居、智能物流、智能电力、远程医疗、数字农业、数字林业等各种服务。

3 关键技术问题

从物联网的三层体系结构来看, 每一层都有许多的技术问题需要解决。从感知层的终端接入组网到应用层的海量数据处理, 从单个传感器节点的节能降耗到整个物联网系统的信息安全;待解决的问题涉及生物、物理、通信、微电子、计算机等众多学科领域。本文选取一些关键的技术问题进行讨论。

3.1 传感器节点问题

传感器节点是物联网系统的基础信息单元, 是实现对现实世界感知的基础, 是物联网服务和应用的基础。传感器节点目前主要存在问题有:①传感器节点部署通常具有数量大、分布广的特点, 传感器节点只能由自身所携电池提供能量, 而且在运行过程中电池无法被补充或替换, 因此如何降低传感器节点功耗, 延长使用寿命是一个亟待解决的技术问题;②传感器技术依附于敏感机理、敏感材料、工艺设备和计测技术, 对技术工艺要求极高。因此, 传感器节点目前还处于定制生产阶段, 单个节点的造价成本相对过高, 难以满足大规模部署的需求。

3.2 组网互联问题

RFID、智能卡、传感器等信息采集技术为客观世界中的物品和虚拟世界中的网络提供了沟通的桥梁。物联网的规模将远远超过现有的互联网, 无以量计的物品将随时在物联网上交换信息。接入终端的多元化、网络规模的迅速增长将给现有的网络体系带来严峻挑战:①IPv4地址空间有限, 无法满足物联网终端大规模应用的接入需求;②IPv6协议虽然解决了IP地址分配的问题, 但协议族过于庞大, 无法满足传感器节点对轻量级协议要求;③IP网络都是采用“尽力而为”的传输策略, 难以满足物联网应用的可信性、实时性需求。

由此可见, 现有的IP协议体系难以满足物联网数据传输的要求。建立一套满足多元化终端接入需求, 符合物联网应用特点的新型网络结构, 对于物联网的发展具有极其重要的意义。

3.3 数据处理问题

物联网中包含了数量庞大的传感器节点以及其他信息采集设备。在信息感知过程中, 如果每个节点都单独向上提交感知数据将会严重浪费节点的通信带宽和能量资源。由于传感器节点体积小, 其电源能量、通信能力和计算能力有限, 这样的浪费必然会降低信息收集效率, 影响数据采集的及时性。由此可见, 在物联网信息收集过程中, 如何利用数据融合技术有效去除冗余数据, 减少网络通信量, 提高资源利用率是一个值得深入研究的问题。

物联网规模的爆炸式增长给数据处理也带来了巨大的挑战, 一方面物联网中的信息种类、数量都成倍增加, 其需要分析的数据量呈几何级数增加;另一方面物联网应用通常具有较强实时性, 感知信息的处理时间更加有限。如何利用数据挖掘、并行计算等智能计算技术来提高海量数据处理效率成为了当前研究的热点问题之一。目前看来云计算是一个比较好的解决方案。

3.4 信息安全问题

随着互联网向物联网的逐步演进, 物联网不仅继承了现有信息安全体系的漏洞, 同时由于其自身的特点, 又引入了一些新的安全问题:①传感器节点等终端接入设备由于能量和计算能力的限制, 通常无法使用复杂的安全认证机制, 极易成为整个物联网安全体系的“短板”;②物联网的终端节点常常部署在无人监控的场景中, 攻击者可以轻易对这些设备进行改造或替换;③物联网中终端节点数量庞大, 种类繁杂, 所采集的海量数据具有明显的多源异构性, 难以提供统一的安全保护体系。

物物相连的物联网可以覆盖人们生活的方方面面, 正因为其应用的广泛性, 也对物联网的信息安全保证提出更高的要求, 仅仅依靠现有的信息安全体系是无法做到。因此, 建立适用于物联网的信息安全体系已经成为了保证物联网应用安全可靠, 推动其发展、普及的关键。

4 结束语

物联网是工业化和信息化相结合而产生的新生事物, 具有广阔的发展前景。然而, 和一切新生事物的发展一样, 物联网的应用和普及也不可能一蹴而就。一方面, 物联网在信息感知、组网互联、数据处理等方面还有大量的技术问题亟待解决;另一方面, 物联网的标准体系、商业模式以及相关的政策法规还很不完善。总的来说, 物联网的发展目前还处于方兴未艾的初始阶段, 物联网产业的真正繁荣还尚需时日。

摘要：物联网是近年来信息技术研究的热点领域之一。从介绍物联网的基本概念、体系结构出发, 概要分析了物联网发展所面临的关键技术问题, 展望了物联网未来的发展趋势。

关键词：物联网,体系结构,数据处理,信息安全

参考文献

[1]黄涛.物联网技术与应用发展的探讨[J].信息通信技术, 2010 (2) .

[2]邬贺铨.物联网的应用与挑战综述[J].重庆邮电大学学报 (自然科学版) , 2010 (5) .

[3]何懿, 曹邦功, 张庆合.浅析物联网在石油行业中的应用[J].石油与化工设备, 2010 (10) .

[4]张毅, 唐红.物联网综述.[J].数字通信, 2010 (4) .

[5]孙其博, 刘杰.物联网:概念、架构与关键技术研究综述[J].北京邮电大学学报, 2010 (3) .

[6]杨鹏, 张翔.物联网研究概述[J].数字通信, 2010 (5) .

[7]孔宁, 李晓东.物联网资源寻址模型[J].软件学报, 2010 (7) .

[8]刘化君.物联网关键技术研究[J].计算机时代, 2010 (7) .

[9]赵钧.构建基于云计算的物联网运营平台[J].电信科学, 2010 (6) .

物联网导论第2篇

11物联网 11315104 沙阳阳

摘要：本文从物联网工程的概念及其支撑技术，物联网的结构体系和物联网的前景等几个方便来对物联网进行分析，使物联网工程专业的学生能够对自己今后要学习的主要知识有个整体的认识和熟悉本专业的学习方法。同时对自己的专业学习方面进行规划。

关键词：物联网关键技术学习规划发展方向引言

物联网是一个新生事物和一个新兴产业，“物联网工程”专业是教育部为该战略型新兴产业发展而特别设立的新专业，写《物联网工程的支撑技术与学习计划》的目的是系统地介绍物联网工程的支撑技术，给学生以较为整体的专业认知，从而激发其学习的兴趣。同时制定有效的学习计划，使物联网工程专业的学生能够对自己今后要学习的主要知识有个整体的认识和熟悉本专业的学习方法。并且在以后的工作与生活中能够更好的运用物联网工程相关的知识与技术，改善人们的生活质量，提高人们的生活水平。

物联网工程的概念

物联网是新一代信息技术的重要组成部分。其英文名称是“The Internet of things”。顾名思义，“物联网就是物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。因此，物联网的定义是通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

在现阶段，物联网是借助各种信息传感技术和信息传输和处理技术，使管理的对象(人或物)的状态能被感知、能被识别，而形成的局部应用网络;在不远的将来，物联网是将这些局部应用网络通过互联网和通信网连接在一起,形成的人与物、物与物相联系的一个巨大网络，是感知中国、感知地球的基础设施。

物联网工程的支撑技术

(一)射频识别技术——以射频识别技术为基础，利用电子标签和阅读器组成最简单的物联网。

RFID(RadioFrequencyIdentification)是一种无线射频识别技术，它是自动识别技术的一种。从概念上来讲，RFID类似于条码扫描，对于条码技术而言，它是将已编码的条形码附着于目标物并使用专用的扫描读写器利用光信号将信息由条形磁传送到扫描读写器；而RFID则使用专用的RFID读写器及专门的可附着于目标物的RFID标签，利用频率信号将信息由RFID标签传送至RFID读写器。RFID是一种简单的无线系统，只有两个基本器件，该系统用于控制、检测和跟踪物体。系统由一个询问器（或阅读器）和很多应答器（或标签）组成。RFID的基本组成部分

应答器：由天线，耦合元件及芯片组成，一般来说现在都是用标签作为应答器，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象。

阅读器（Reader）：由天线，耦合元件，芯片组成，读取（有时还可以写入）标签信息的设备，可设计为手持式rfid读写器（如：C5000W）或固定式读写器；应用软件系统：是应用层软件，主要是把收集的数据进一步处理，并为人们所使用。RFID的特点

（一）射频识别系统最重要的优点是非接触识别，它能穿透雪、雾、冰、涂料、尘垢和条形码无法使用的恶劣环境阅读标签，并且阅读速度极快，大多数情况下不到100毫秒。有源式射频识别系统的速写能力也是重要的优点。可用于流程跟踪和维修跟踪等交互式业务。

（二）射频技术在物流管理中的适用性物流管理的本质是通过对物流全过程的管理，实现降低成本和提高服务水平两个目的。RFID技术的工作原理

RFID技术的基本工作原理并不复杂：标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息（Passive Tag，无源标签或被动标签），或者由标签主动发送某一频率的信号（Active Tag，有源标签或主动标签），解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。

一套完整的RFID系统，是由阅读器（Reader）与电子标签（TAG）也就是所谓的应答器（Transponder）及应用软件系统三个部份所组成，其工作原理是Reader发射一特定频率的无线电波能量给Transponder，用以驱动Transponder电路将内部的数据送出，此时 Reader便依序接收解读数据，送给应用程序做相应的处理。

(二)M2M技术——M2M就是物对物的信息交换，这就是物联网的思想。M2M有以下三个基本特征：1数据和节点(DEP)2通信网络 3数据融合点(DIP)。DEP和DIP可以用于任何子系统集成。一般而言，一个数据端点(DEP)指的是一个微型计算机系统，一个连接到程序或者是更高层次子系统的端点。另一个端点连接到通信网络。在大多数的MSM应用中，都有几个DEP。另一方面，一个典型的M2M应用只有一个数据结合点。虽说是这样，但是可以设想M2M应用有多个DIP。对于DIP没有硬性的规定。例如可以形成一个互联网服务器或特殊的软件应用在交通控制主机。M2M应用的信息流也未必是面向服务器的。相反，DIP和DIP之间的直接通信路线是被支持的，还有单个DEP之间直接和间接的联系，就像我们所熟知的P2P(Peer-to-Peer)联系一样如上所述，M2M应用的通信网络是DEP(数据终点)和DIP(数据集成电)之间的中央连接部分。就物理部分来说，这种网络的建立可以使用局域网、无线网络、电话网络/ISDN。

(三)传感网技术——无处不在的传感控制网是建设智慧城市、智能家居的基础技术。

传统的传感器正逐步实现微型化、智能化、信息化、网络化，正经历着一个从传统传感器(Dumb Sensor)→智能传感器(Smart Sensor)→嵌入式Web传感器(Embedded Web Sensor)的内涵不断丰富的发展过程。

随着微机电系统(Micro-Electro-Mechanism System, MEMS)、片上系统（SOC，System on Chip）、无线通信和低功耗嵌入式技术的飞速发展, 无线传感网络(Wireless Sensor Networks, WSN)技术应运而生，并以其低功耗、低成本、分布式和自组织的特点带来了信息感知的一场变革。这成为当前所有领域内的新热点。

无线传感器网络是一种跨学科技术，就是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个多跳自组织网络。基于 MEMS的微传感技术和无线。

(四)两化融合技术——以信息化促进工业化，以工业化带动信息化，这个才是最正经的用途。

两化融合是信息化和工业化的高层次的深度结合，是指以信息化带动工业化、以工业化促进信息化，走新型工业化道路；两化融合的核心就是信息化支撑，追求可持续发展模式。

信息化与工业化融合发展的特征是全方位、多层次、跨领域、一体化。信息化不只是与某个门类工业融合，而是与所有工业门类都融合。信息化不只是与工业企业的某个环节融合，而是与采购、设计、生产、销售、客服等多个环节融合。信息化与工业化融合不仅体现在技术、产品层面，还体现在管理、产业层面。此外，信息化与工业化融合把生产和管理紧密地结合起来，实现管控一体化。分类分析，信息化与工业化融合可以分为技术融合、产品融合、业务融合、产业衍生四个层次。

技术融合是指工业技术与信息技术的融合，产生新的技术，推动技术创新。例如，汽车制造技术和电子技术融合产生的汽车电子技术，工业生产和计算机控制技术融合产生的工业控制技术。产品融合是指信息技术或产品融合到工业产品中，增加产品的技术含量，提高产品的附加值。例如，普通机床增加数控系统之后就变成了数控机床，传统家电采用了电子信息技术之后就变成了信息家电，普通玩具增加电子遥控技术之后就成了遥控玩具，产品价格比原来有大幅提高。

业务融合是指信息技术应用到原材料采购、产品研发设计、生产制造、市场营销、财务管理、人力资源管理等各个环节，促进业务创新和管理创新。

物联网的结构体系

当前物联网结构体系为三层：感知层、网络层和应用层。

①感知层由各种传感器以及传感器网关构成，包括二氧化碳浓度传感器、温度传感器、湿度传感器、二维码标签、RFID 标签和读写器、摄像头、GPS等感知终端。感知层的作用相当于人的眼耳鼻喉和皮肤等神经末梢，它是物联网获识别物体，采集信息的来源，其主要功能是识别物体，采集信息，并且将信息传递出去。

②网络层由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网、网络管理系统和云计算平台等组成，相当于人的神经中枢和大脑，负责传递和处理感知层获取的信息。

③应用层是物联网和用户（包括人、组织和其他系统）的接口，它与行业需求结合，实现物联网的智能应用。

物联网的前景

物联网的应用仍然存在成本、技术、政策、用户壁垒等瓶颈，从目前情况来看，环保、安防、智能交通、农业、医疗推广的可能性最大，而企业和个人的物联网应用的普及仍然需要较长时间。虽然未来物联网将拓展到智能家居、智能交通、智能医疗等各个领域，但现在还没到广泛应用的时候，估计在中国还得需要几年的时间。物联网产业的兴起，不能跟风无序地发展。当前，我国还处于发展初期阶段，各个产业链还缺少一定的行业标准，RFID应用产业市场密钥体系独自为政，国内也缺少统一的行业标准，每家企业生产的产品绝大多数是不通用的，包括刚刚兴起的手机一卡通，电信、移运、联通三家采用的是不同的技术标准，即使同一家运营商采购的标准也不尽完全相同;因此物联网产业的兴起，更多的需要政府部门引导整个产业链出台更多行业技术标准，以规范各个产业的生产、研发秩序。

物联网工程专业简介

本专业主要从事信息感知，异构网络互联、融合与数据传输，计算机智能控制，物联网软件设计，物联网应用技术等方面的研究，并学习和探讨这些领域的开发、应用的关键技术。本专业显著特点是多学科交叉、关联领域广、知识更新快、社会需求量大。本科毕业生应具有良好的科学素质，系统掌握本专业的基本理论、基本知识和基本技能；受到良好的科学思维和科学实验的基本训练；对物联网的相关技术具有应用能力和初步设计能力；对物联网及相关学科的新发展及应用前景有所了解；熟练应用各种感知与识别设备、物联网建网技术及数据处理技术；能熟练掌握一门外国语，能阅读本专业的外文资料；毕业生具有一定的研究、应用、开发、管理及分析、解决一般实际问题的能力。

本专业旨在培养德智体全面发展，具有良好的科学素养和文化修养，系统地掌握本专业的基础理论、基本方法和基本技能，受过科学研究与实际应用的初步训练、具有一定的创新能力，能够在物联网领域从事科学研究、工程设计、应用开发、运营管理等方面的高级复合型人才。

主要专业课程：物联网导论、C++程序设计、数据结构、计算机网络、无线通信、数据库原理、无线传感器原理与设计、RFID原理与设计、物联网软件设计、物载信息获取与识别、无线传感器网络、物联网体系结构、异构网络互联与融合、物联网中间件设计等。

物联网工程专业就业前景

物联网作为国家倡导的新兴战略性产业，物联网备受各界重视，并成为就业前景广阔的热门领域，使得物联网成为各家高校争相申请的一个新专业，而粤嵌已具备成熟的课程体系和专业技能，尤其注重学员们的项目实践能力，该专业主要就业于与物联网相关的企业、行业，从事物联网的通信架构、网络协议和标准、信息安全等的设计、开发、管理与维护，就业口径广，需求量十分大。从工信部以及各级政府所颁布的规划来看，物联网在未来十年之内必然会迎来其发展的高峰期。而物联网技术人才也势必将会“迎娶”属于它的一个美好时代。

物联网工程专业就业方向

1.面向国内外IT企业，政府及事业单位物联网应用软件的开发、测试和数据库系统维护、物联网系统集成、物联网设备维护、运营服务，从事无线传感网络技术的应用，计算机自动识别等相关产品的系统集成，智能识别、检测及过程控制等物联网领域技术人员。涉及行业：智能交通、智能家居、智能医疗、智能社区、智能校园、数字化油田、数字化城市等领域.2.面向物联网应用单位，从事物联网智能项目、物联网信息管理、信息系统分析、实施管理和评价、信息处理等技术性管理工作的工程人员。涉及行业：智能交通、智能家居、智能医疗、智能社区、智能校园、数字化油田、数字化城市等领域.物联网工程专业学习计划

物联网是继通信网之后的另一个万亿级市场，它拥有业界最完整的专业物联产品系列，覆盖从传感器、控制器到云计算的各种应用。产品服务智能家居、交通物流、环境保护、公共安全、智能消防、工业监测、个人健康等各种领域。构建了“质量好、技术优、专业性强，成本低，满足客户需求”的综合优势，持续为客户提供有竞争力的产品和服务。

看着物联网如此大的发展空间，它对我的诱惑力也越来越大，感觉它就像一个小宇宙，充满了新奇的事物，让我有一种不断地想要去探索的欲望！我希望能在自己求知欲的引导下学好它，领悟到它的内涵，能够在这方面有所建树！因此，我要努力地让自己德智体全面发展、知识结构合理、具备扎实的电子技术、现代传感器和无线网络技术、物联网相关高频和微波技术，有线和无线网络通信理论、信息处理、计算机技术、系统工程等基础理论，掌握物联网系统的传感层，传输层与应用层关键设计等专门知识和技能，并且具备在本专业领域跟踪新理论、新知识、新技术的能力以及较强的创新实践能力，能够在这片领域不断地摸索，形成自己的思维结构。

为了长远的目标，对专业的学习得从现在做起。我为自己定制的计划就是：先要通过多方途径了解，培养自己对专业的兴趣，提高自己的专业素养。同时，学会资料收集、文献检索，充分利用图书馆的资源，有效地获取、利用信息，为自己的学习奠定基础。再者，在知识层面稳扎稳打，提高创新精神、设计能力，希望自己能够适应物联网不断发展的需求。在计划的大方针引导下，我还要好好规划自己的时间，从平时做起，学习生活上好好安排，希望自己的大学生活不虚度、不荒废！

结束语

本文分析物联网相关技术，物联网改变了人与物之间的信息传递模式，全新的功能体验将给用户带来高效、便利和安全的生活方式．

我作为江苏理工学院第一届物联网工程专业的学生更应该做好表率作用，培养自己对专业的兴趣，提高自己的专业素养。认真学习专业知识。

参考文献：

《物联网工程导论》王志良、石志国西安电子科技大学出版社(2011-09出版)

物联网技术导论第3篇

关键词：车联网工程；导论课程；整体设计；综合素质

TN0-4；G642

随着物联网产业的兴起、移动互联网业务的拓展、云计算等计算模式的应用、泛在服务的推广，物联网被麦肯锡全球研究院（MGI）在2013年5月发布的预测报告中认为是12项颠覆性技术之一[1]。车联网是典型的物联网，涉及汽车业、通信业和信息业三大战略性新兴产业，因此车联网的发展，必然会带动全新的产业链的建立和快速成型。

湖北汽车工业学院（以下简称“我校”）位于湖北省十堰市，该市因车而建、因车而兴，不仅是东风汽车公司的发源地，而且拥有国家级汽车关键零部件产业基地和国家商用车零部件高新技术产业化基地，汽车工业在十堰市国民经济中处于主导地位[2]。因此，在我校专业建设规划中，学校依据自身的发展定位和人才培养目标，充分发挥大工程背景优势，紧密围绕“汽车产业链”，优化专业结构，拓宽专业面，按照“调整结构，突出特色，发挥优势，注重内涵，提高质量”的专业建设与发展路径，分层次、分类别的开展专业建设，并提出要围绕“汽车产业链”积极培育汽车产业发展和地方经济建设急需的新专业，如：新材料、新能源汽车、车联网等国家战略性新兴产业相关专业或专业方向。

因此，我校结合当前车联网发展的大趋势和在科研、教研中积累的科研和教学资源，设置了电子信息科学与技术专业（车联网工程方向）。在车联网专业方向的综合改革过程中，需要面对的一个重要课题是如何对新生进行专业教育，激发学生对本专业方向的兴趣，进而为后续学习奠定良好的基础。导论课程将承担这一任务[3]。《车联网导论》课程首次对2011级学生开课。在课程的教学过程中，借鉴了国外大学的教学方法，注重学生自主学习能力的培养，经过4年的教学过程，取得了较好的效果。

一、《车联网导论》课程整体设计

（一）内容和方法并重

《车联网导论》课程是本专业方向学生接触到的第一门具有专业内容的课程，教学内容的设计十分重要。不仅要能够全面概括本专业方向所涉及到的大学四年的教学内容，而且要能够清楚地说明大学四年的教学课程之间的关系，让学生对本专业方向的专业相关课程有一个有机整体的概念。

因此，设计本课程的目的和内容是“车联网是能够对车用信息进行采集、识别、传输、融合和利用的一种物联网，能够实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理，被认为是最容易形成系统标准、最具备产业潜力的物联网应用。本课程从车联网的感知层、传输层、支撑层和应用层这四层分别进行阐述，使电子信息科学与技术（车联网工程）专业学生对车联网的基本概念、技术框架、应用范围具有初步认识，为后续相关课程的学习打下基础。”

好的教学方法能够对教学起到锦上添花的作用。在本门课程中，对学生的考核方法是“课程报告（60%）+课堂汇报（40%）。”这个考核方法要求学生在课后发挥主观能动性，查阅资料，针对一个主题，以正式的科技文献的形式完成相应课程报告，同时，还要以PPT演示的方式对课程报告进行汇报。这对学生来说，不仅具有很大的挑战性，而且具有很强的趣味性。挑战性体现在，学生刚刚从高中被动式学习向大学的主动式学习转变，课程考核要求学生从查、思、写、讲等多个方面全面挑战自己以前的学习方法；趣味性体现在，学生以团队的形式完成考核，不仅能够在合作中找到乐趣，而且能够在PPT汇报过程中，体验评价他人和自我对比的乐趣。

（二）前后知识贯穿

《车联网导论》课程的一个重要内容是要清楚地说明本专业方向的专业相关课程之间的关系[3]。为了能够组织教学课程关系，本课程在感知层、传输层、支撑层和应用层等四层的车联网分层基础上，通过把专业相关课程和车联网体系结构各层进行分学期的对应，使学生能够清楚地了解未来所学专业相关课程在车联网中处于什么位置。专业相关课程与某层的分学期对应关系如下图所示，其中，左图分类课程中红色字体的课程表示该课程与车联网直接相关。

另外，本门课程在大一上学期开设，同期，学生正在学习《计算机操作基础》课程，其中包括Word和PowerPoint等内容。本门课程要求学生用Word软件完成课程汇报，用PowerPoint软件完成课堂汇报的演示文稿。这不仅锻炼了学生对所学知识的应用能力，而且让学生体会到学有所用的成就感。

二、培养综合素质

在《车联网导论》课程的教学过程中，还对学生的综合素质进行了培养。这种培养主要表现在三个方面。

一是对学生文献检索和科技写作能力的培养。由于课程考核要求学生以正式的科技文献的形式完成相应课程报告，因此，不仅需要学生在课外查阅大量资料，而且需要学生对科技写作进行实践。文献检索能力的培养过程以中国知网CNKI中的文献检索为例，给学生演示了如何从学校主页找到图书馆主页，进而一步步找到所需要的数据库并进行关键字检索。尽管演示很简单，但是学生了解了文献检索的基本过程，为学生后续的文献检索工作打下了基础。在科技写作能力的培养过程中，以“湖北汽车工业学院学报”为例，给学生演示了如何查找期刊主页，进而一步步找到所需要的投稿模版和论文撰写要求。这里面涉及到的内容包括论文格式、论文组织方式、参考文献，以及摘要、引言、结论等各个部分的撰写要求等。同样地，尽管演示很简单，但是学生了解了科技写作的基本要求，为学生未来的毕业论文以及科技资料撰写打下了基础。特别令人欣喜的是，通过任务式的教导方法，学生对文献检索和科技写作的目的有了深刻的认识，不仅能够找到所需要的参考文献，而且撰写了在形式和内容上都颇为专业的课程报告。

二是对学生表达能力的培养。由于本门课程还要求学生以10分钟PPT演示的方式对课程报告进行汇报，因此，学生还要准备正式的课堂汇报。这不仅要求学生能够清楚地表达课程报告内容，而且在汇报内容组织、课堂过程、仪态等方面都要做精心的设计。虽然部分学生是第一次以这样的形式完成课程考核，但是都认真对待，顺利完成了课堂汇报。每一届学生的都能够带来惊喜，例如，有的学生充分利用图文并茂、视频穿插的设计，使得汇报内容丰富多彩；有的学生进行课堂互动，活跃课堂气氛；有的学生语言幽默，结合当前时事和网络语言，提升学习兴趣。教师对每一组同学的课堂汇报都要即时点评，包括PPT的内容和形式、学生的表达能力和课堂组织等；这里需要特别注意的是，点评要突出优点，使得学生增强自信，但同时也不能回避缺点，但是要注意语言表达，不能挫伤学生的积极性。另外，还有一个附加效果是在最初设计课程教学时所没有想到的，即学生对站在三尺讲台的教师课堂教学有了直接和深刻的感受，即这并不是一件随意可以完成的事情，只有在课前做好充分的准备才能够真正上好一堂课。

三是对学生团队精神的培养。本门课程要求学生分组完成课堂汇报和课程报告，学生可以自由组合。在任务分配过程中，学生也需要自己选择主事人，分配各个任务。只有大家分工合作才能够出色地完成课程考核要求。在学生提交课程报告时，需要注明本组成员的分工，在考核成绩上，会根据分工给予考虑。从对2011级学生开设本门课程开始，学生基本都属于90后，大部分都是独生子女。通过本门课程的小组任务，学生们理解了团队精神的重要性。

三、课程教学效果

尽管《车联网导论》只有16个学时的授课时间，但是课程信息量大，同时尽可能地对学生的综合素质进行培养，取得了较好的效果，如图2所示。

四、结束语

《车联网导论》课程是我校电子信息科学与技术专业（车联网工程方向）新生进行初步专业教育的重要课程。本文对该课程的课程教学进行了研究和实践，主要包括课程内容和考核方法的设计，如何通過本门课程把前后知识贯穿起来，并阐述了在课程教学中对学生综合素质的培养，特别强调了学生课堂汇报的有益效果。通过上述方法，课程教学取得了较好的效果；未来还需要在学生自我评价方面进行改进和探索。

参考文献：

[1]卢锡城；颠覆性创新与信息技术——兼谈高水平计算机人才培养[J].中国大学教学， 2015（8）：4-8.

[2]杨风.全力推进“国际商用车之都”建设——记十堰市汽车产业基地[J].专用汽车， 2015（10）：72-75.

[3]朱福兴，李惠娟，李莉.高校增设“学科与专业导论”课程的探索与展望[J].常熟理工学院学报， 2011（12）：33-36.

物联网技术浅析第4篇

关键词：物联网,RFID

一、概念

物联网(Internet of Things)这个概念最早由麻省理工的Auto-ID中心在1999年提出,其基本想法是将RFID和其他传感器相互连接,形成RFID架构的分布式网络。

欧洲委员会提出“物联网是未来因特网的综合部分之一,可以被定义为一个动态的全球网络基础。基于标准的和互操作的通信协议,无论物理的还是虚拟的“物”均有身份、物理属性和虚拟特质,具备自配置能力且使用智能接口,可以无缝地集成到信息网络中去。”

本文认为,物联网实质上是将真实世界映射到虚拟世界的过程:真实世界中的事物,通过传感器采集一定的数据,在虚拟世界中形成与之对应的事物。“相关物体可能在虚拟电子空间中被创造出来,源于物理物体空间,且与物理空间的物体有关联。”传感器采集到数据的详细程度,将影响到该事物在虚拟世界中的抽象程度。在虚拟世界中,对该事物最简单也最重要的描述是物体提供了一个ID用于识别(如使用RFID标签),最详细的描述则是真实世界中该事物的所有属性和状态均可在虚拟世界中被观察到。进一步的,在虚拟世界中对该物体做出控制,则可通过物联网改变真实世界中该物体的状态。对于一个真实的事物,其所需的各种应用与操作,只需在虚拟世界中对与之对应的虚拟事物进行应用和操作,即达到目的。

这样将会对世界带来巨大的改变:实地实时监测和控制一个事物的成本是高昂的,通过物联网,所有事物都将在虚拟世界中被找到,以较低的成本被监测和控制,从而实现4A(anytime,any place,anyone,anything)连接。虚拟世界提供了对所有事物的实时追踪的可能,所有的信息都不是孤立的,这将为各种海量运算和分析提供了最基础和最重要的信息源。真实世界存在于某一时刻,而当物联网发展到能将真实世界中的所有事物都映射到虚拟世界中时,无数个某一时刻的世界汇集起来,在虚拟世界中将形成一个可以追溯的历史,如同过去以纸质保存历史事件的发生,将来将以电子数据对所有事物进行全息描述的形式存储世界的历史。

二、体系架构

目前,物联网还没有一个广泛认同的体系结构,最具代表性的物联网架构是欧美支持的EPCglobal和日本的UID物联网系统。EPC系统由EPC编码体系、射频识别系统和信息网络系统3部分组成。UID技术体系架构由泛在识别码(u Code)、泛在通信器、信息系统服务器、和ucode解析服务器等4部分构成。EPCglobal和UID上只是RFID标准化的团体,离全面的“物联网”体系架构相去甚远。

美国的IBM公司在2008年提出“智慧的地球”这一与物联网概念相近的概念,并提出通过I N S T R U M E N T E D,I N-T E R C O N N E C T E D和I N T E L L I G E N T这三个层面来实现智慧地球。在文献基础上,本文提出了物联网体系架构。

1、智能物体层:

通过传感器捕获和测量物体相关数据,实现对物理世界的感知。同时具备局部的互动性,需要一定的存储和计算能力。

2、数据传输层:

以有线或无线的方式实现无缝、透明、安全的接入,提供并实施编码、认知、鉴权、计费等管理。

3、信息关联层:

通过云计算实施对海量数据的存储和管理、数据处理与融合,屏蔽其异质性与复杂性,形成一个与真实世界对应的虚拟世界。

4、应用服务层:

从虚拟世界中提取信息,提供丰富的面向服务的应用。如智能交通、智能电网、智能医疗等等。

需要指出的是,数据由底部的传感器通过网络到达应用服务层面,而实际上,在服务应用层面,各个中心、用户可以反向的通过网络由执行器对物体进行控制。

在该体系结构中,感知层面的各种传感器、执行器都是具体的,随着技术的发展会不断升级,新设备不断引入物联网。而服务应用层的各种需求也是不断提出的,并不是一层不变的。若是每个具体的服务应用和传感设备都形成一个独立的网络,最后可能形成许多套特殊的网络,这不利于推广和不便于维护。因此这需要物联网的网络层有一定前瞻性,物体设备层可以变化,服务应用层可以变化,但它们都是通过一个普适的网络进行连接,这个网络可以在一定的时间内保持稳定。

三、面临的挑战

1、统一标准。

物联网其实就是利用物体上的传感器和嵌入式芯片,将物质的信息传递出去或接收进来,通过传感网络实现本地处理,并联入到互联网中去。由于涉及到不同的传感网络之间的信息解读,所以必需有一套统一的技术协议与标准,而且主要是集中在互联上,而不是传感器本身的技术协议。现在很多所谓的物联网标准,实际上还是将物联网作为一种独立的工业网络来看待的具体技术标准,而应对互联需要的技术协议,才是真正实现物联网的关键。

2、安全、隐私。

在物联网中所有“事物”都连接到全球网络,彼此间相互通信,这也带来了新的安全和隐私问题,例如可信度,认证,以及事物所感知或交换到的数据的融合。人和事物的隐私应该得到有效保障,以防止未授权的识别和攻击。安全与隐私这个问题,是人类社会的问题,不论是物联网还是其他技术,都是面临这两个问题。因此,不仅要从物联网内部的技术上做出一定的控制,而且要从外部的法规环境上作出一定的司法解释和制度完善。

参考文献

[1]、Commission,I.D.E.,Internet of things Strategic Research Roadmap.2009.

[2]、CASAGRAS Final Report:RFID and the inclusive model for the Internet of things..2010.

物联网技术导论第5篇

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物联网在汽车行业的的应用

在我初上大学的时候，好多人问我，物联网是什么。其实他们这么问不无道理，因为虽然物联网已经深入了我们的生活，却没有被我们更多的大众所广泛的认知。

所谓物联网，就是字面上的解释，万物互联，物-联网，也符合现在广泛发展的互联网+的概念，互联网的最后一公里。

物联网的起源：资料来自于百度百科

1990年物联网的实践最早可以追溯到1990年施乐公司的网络可乐贩售机——Networked Coke Machine。

1995年比尔盖茨在《未来之路》一书中也曾提及物联网，但未引起广泛重视。1999年美国麻省理工学院（MIT）的Kevin Ash-ton教授首次提出物联网的概念。[2]

1999年美国麻省理工学院建立了“自动识别中心（Auto-ID）”，提出“万物皆可通过网络互联”，阐明了物联网的基本含义。早期的物联网是依托射频识别（RFID）技术的物流网络，随着技术和应用的发展，物联网的内涵已经发生了较大变化。

2003年美国《技术评论》提出传感网络技术将是未来改变人们生活的十大技术之首。2004年日本总务省（MIC）提出u-Japan计划，该战略力求实现人与人、物与物、人与物之间的连接，希望将日本建设成一个随时、随地、任何物体、任何人均可连接的泛在网络社会。

2005年11月17日，在突尼斯举行的信息社会世界峰会（WSIS）上，国际电信联盟（ITU）发布《ITU互联网报告2005：物联网》，引用了“物联网”的概念。物联网的定义和范围已经发生了变化，覆盖范围有了较大的拓展，不再只是指基于RFID技术的物联网。2006年韩国确立了u-Korea计划，该计划旨在建立无所不在的社会（ubiquitous society），在民众的生活环境里建设智能型网络（如IPv6、BcN、USN）和各种新型应用（如DMB、Telematics、RFID），让民众可以随时随地享有科技智慧服务。2009年韩国通信委员会出台了《物联网基础设施构建基本规划》，将物联网确定为新增长动力，提出到2012年实现“通过构建世界最先进的物联网基础实施，打造未来广播通信融合领域超一流信息通信技术强国”的目标。

2008年后，为了促进科技发展，寻找经济新的增长点，各国政府开始重视下一代的技术规划，将目光放在了物联网上。在中国，同年11月在北京大学举行的第二届中国移动政务研讨会“知识社会与创新2.0”提出移动技术、物联网技术的发展代表着新一代信息技术的形成，并带动了经济社会形态、创新形态的变革，推动了面向知识社会的以用户体验为核心的下一代创新（创新2.0）形态的形成，创新与发展更加关注用户、注重以人为本。而创新2.0形态的形成又进一步推动新一代信息技术的健康发展。

2009年欧盟执委会发表了欧洲物联网行动计划，描绘了物联网技术的应用前景，提出欧盟政府要加强对物联网的管理，促进物联网的发展。

2009年1月28日，奥巴马就任美国总统后，与美国工商业领袖举行了一次“圆桌会议”，作为仅有的两名代表之一，IBM首席执行官彭明盛首次提出“智慧地球”这一概念，建议新政府投资新一代的智慧型基础设施。当年，美国将新能源和物联网列为振兴经济的两大重点。2009年2月24日，2009IBM论坛上，IBM大中华区首席执行官钱大群.公布了名为“智慧的地球”的最新策略。此概念一经提出，即得到美国各界的高度关注，甚至有分析认为IBM公司的这一构想极有可能上升至美国的国家战略，并在世界范围内引起轰动。

2009年8月，温家宝“感知中国”的讲话把我国物联网领域的研究和应用开发推向了高潮，无锡市率先建立了“感知中国”研究中心，中国科学院、运营商、多所大学在无锡建立了物联网研究院，无锡市江南大学还建立了全国首家实体物联网工厂学院。自温总理提出“感知中国”以来,物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一，写入“政府工作报告”，物联网在中国受到了全社会极大的关注，其受关注程度是在美国、欧盟、以及其他各国不可比拟。[3]

物联网的概念已经是一个“中国制造”的概念，它的覆盖范围与时俱进，已经超越了1999年Ashton教授和2005年ITU报告所指的范围，物联网已被贴上“中国式”标签。截至2010年，发改委、工信部等部委正在会同有关部门，在新一代信息技术方面开展研究，以形成支持新一代信息技术的一些新政策措施，从而推动我国经济的发展。物联网的实现可以分为多种，大到国内的监控覆盖，实时路况信息采集，小到nfc芯片，那种基于进场通讯的RFID，对于车辆而言首先现在被广泛采用的二维码技术，可以帮助工厂在生产零部件的时候判断其所使配的型号信息，产品批次，产品类型等，也易于自动化部署。

对于车内的媒体中心而言，可以与行车电脑，导航信息，甚至于UHD技术结合，为用户提供一流的驾车体验。

行车电脑可以根据实时路况信息调整车体状况，包括但不限于车轮悬挂系统，制动系统，动力系统，甚至于光照系统。试想一下，某天突然天降暴雨，车辆悬挂系统降低车高，以提高车辆稳定性，制动系统进入监听状态，高灵敏度。动力系统调整至运动模式，光照系统自动打开雾灯，以及提高刹车灯亮度，雨挂器自动根据雨量进行玻璃的清理。这些是一些老司机都容易忽视的小细节。

甚至于在未来的发展中，车辆配备了近程通讯系统，车车互联，引入了自动驾驶的概念，在与前车接近时进行动态调整，在大雾天气中，人眼可见度不足百米的情况下，电子眼却不知道看出了多少千米进行高速运算。

得益于物联网的开发，自动驾驶也更能发展一步，120车辆接近，前面的一排车辆开启了自动避让系统，为抢救提供了更加有效地时间，试想一下，在高速公路上疾驰，司机和乘客谈笑风生，吃着华莱士，比某些手动开车的人不知道高到哪去了，车辆通过rfid或者更高端的技术检测着身边的可识别资源，例如限速牌，险路，道路变窄等有效信息，要比实时需要联网的技术不知道高到哪去了，一旦网络拥堵，依靠自己一身的传感器对周围的物体以及任何有机体无机体进行感知，有效提高安全性与稳定性。

说到这里我要插一嘴，对于自动驾驶等涉及人身安全的物品而言，没有百分之百的保障，那么这个东西的利用率就是0。

在汽车的发展中，首先是机械改变了汽车的工作方式，甚至改变了汽车的工作核心主义，电的引入又改变了汽车的使用方式或者说提高了乘车人的生活方式。

电为一辆汽车带来了灯，带来了音乐，带来了空调，而物联网，也许改变的就是车的使用方式，我们的汽车在发展中不断地改变，创新，只有一个原因——人。

以人为本，万物互联，我们的自行车需要人力来促使它运动，所以我们被瓦特的蒸汽机带入了机械工业时代，从最开始的车发展到现在的多缸多4冲程车辆，核心的原理不变，但是变得更加的方便，更加的省力，更加的方便，快捷。

然后人们觉得不够完美，碰巧又赶上第二次工业革命，为我们带来了电力，有了电力的我们的汽车就如脱缰的野马，车灯，空调，多媒体，坐车的感觉犹如在家一样，但是确是可移动的，既方便，又快捷，还舒适，真的是集各大优点于一身。

所以就这样人们就满足了么，当然不会的，我们人类的聪明总是取之不尽用之不竭的，我们引入了物联网的概念，各类的传感器被引入了汽车。倒车雷达，倒车影像使我们仿佛在身后长了一个脑袋，导航仪与行车多媒体的整合为我们的出行带来了私人秘书一样的体验，轮胎里面的传感器时刻监控着胎压，防止爆胎等事情的发生。

物联网技术导论第6篇

2005年11月17日, 国际电信联盟 (ITU) 在突尼斯举.行的信息社会世界峰会 (WSIS) 上, 发布了《ITU互联网报告2005:物联网》, 正式提出了“物联网”的概念。报告中提出, “物联网”通信时代即将来临, 生活中所有的物体都将通过互联网进行主动的信息交换。主要的物联网技术, 例如, 射频识别技术 (RFID) 、无线传感器网络技术 (WSN) 、纳米技术、智能嵌入技术等都将得到更加广泛的传播和应用。

物联网就是利用各种传感技术及网络, 例如条形二维码技术、射频识别技术、全球定位系统、传感网络等, 通过各种接入网与互联网进行连接, 形成一个巨大的网络, 实现物的智能管理。计算机互联网技术将人与人联系在了一起, 而物联网是将人与物联系起来了, 实现了人与物的沟通与智能管理。

2 物联网的体系结构

2.1 基本属性及其特征

物联网将成为新一代智能网络, 实现了任何物体、任何人在.任何时间、任何地点, 使用任何网络或路径的连接。其主要属性包括集中、内容、收集、计算、通信及场景的连通性。

物联网主要包含五方面的特征:基本功能特征、物体通用特征、社会特征、自治特征、自我复制和控制特征。物体不仅包括真实世界的实体, 也可以是虚拟物体, 物体是有标识的、可识别的, 使用“服务”作为与其他物体或互联网联系的接口。物体能够相互协作创造网络、进行通信, 还能够自动完成部分任务, 智能解析自身所处环境状况并理解和适应环境, 除此之外, 物联网还能够选择性的进行创建、管理和毁灭物体。

2.2 体系结构

学术界通常将物联网的系统划分为感知层、网络层和应用层三个层次。

感知层是物联网技术和应用的基础。感知层的功能是全面感知, 利用传感器、射频识别技术或二维码等全面感知物体信息。因此, 射频识别技术、短距离无线通信技术、传感和控制技术等是感知层涉及的主要技术。

网络层是物联网技术得以实施和发展的可靠保证。网络层处于感知层和应用层中间, 因此, 主要负责获取的物体信息与控制信息的双向传递, 通过各种接入网络与互联网进行连接从而将感知的数据及时传递出去。目前, 网络层主要是通过各种的接入设备和移动通讯网络, 与互联网进行连接。例如, 新型智能手机内置的手机支付系统, 就是在手机内放置了RFID信息采集装置, 通过此装置进行信息采集, 然后上传到网络, 之后在网络层完成身份认证并从银行网络划账, 完成操作。

应用层是在感知层获取了相应数据, 经过网络层的传输和处理后, 为用户提供各种特定服务的部分。其中, 云计算平台作为海量数据的存储和处理平台, 既是网络层的重要组成部分, 又是很多应用层应用的重要基础。应用层的应用主要可分为监控型、查询型、控制型、扫描型等。

3 物联网的关键技术

物联网现在还处于发展阶段, 但其所涉及的技术却十分广阔, 关键技术主要包括感知技术、网络通信技术、云计算等。

3.1 感知技术

感知技术是物联网实现的基础, 主要包括电子标签和传感器等技术。 (1) 电子标签。电子标签被广泛的应用于采集信息的标准化识别中, 数据采集和控制的主要实现方式包括射频识别读写器、二维码读写器等实现。射频识别技术 (RFID) 是一种非接触式自动识别技术, 通过射频信号进行空间耦合实现信息传递并达到识别的目的, 属于近距离通信的一种。RFID技术包括三个组成部分:首先是附着在物体上的标签, 用以标识目标对象;其次是阅读器, 读取标签信息;最后是天线, 用于标签和阅读器之间射频信号的传递。当然, 实际应用中还需要一些软硬件的支持。 (2) 传感器。传感器可以作为感知现实世界的“感觉器官”, 用于感知物质的声、光、点、热河位置信息等, 由于长期处于自然环境中, 对于传感器的技术和质量等也提出了更高的要求。随着技术的发展, 传感器也在向着微型化、智能化、网络化和信息化的方向发展。

3.2 网络通信技术

网络通信技术主要包括各种有线及无线传输技术、交换.技术、组网和网关技术等。其中比较关键的技术是机器对机器 (Machine to Machine) 通信, 简称M2M。M2M是实现人与机器与系统之间建立通信连接的技术手段, 应用广泛, 既可以和GSM、GPRS等远距离通信技术相结合, 也可以和WIFI、Bluetooth、RFID等近距离传输技术相结合。M2M是偏重于应用的技术, 强调机器和机器之间的通信, 将来的应用将涉及军事、金融、气象、交通、水利、医疗、电力、公共事业等各行各业。

3.3 云计算

随着终端数据量的大量增加, 云计算应运而生。云计算是利用大量的分布式计算机进行数据的处理, 通过网络将成本相对低廉的分布式计算机组合成一个具有强大计算能力的网络, 从而使企业等资源中心能够集中到需要的应用上。云计算的关键就在于提高“云”处理能力, 从而减少终端用户的负担。云计算可以为物联网应用提供高效、大容量的数据存储和处理能力, 著名的Google搜索引擎就是云计算成功的案例。

4 物联网的应用

智能电网是物联网的一个重要运用, 利用传感器、数字通信和IT技术等, 构建具备智能判断与.自适应调节能力的多种.能源统一入网和分布式管理的智能化网络, 用于电网和客户用电信息的采集与实时监控。

智能交通是利用先进的通讯、自动控制、计算机和传感技术相结合, 对交通系统进行实时的监控和指挥管理。是解决道路交通拥挤和安全问题, 提高运行效率的重要手段。实现了对交通的有效监控和智能管理。

目前我国的物联网的发展相对于发达国家而言, 在一些硬件设备和关键技术方面的研究尚且匮乏, 因此, 加强物联网关键技术的研究及其应用发展的研究, 十分重要。

摘要：物联网是目前继计算机和互联网.之后的世界信息产业的又一次重大变革, 简单来说, 就是物与物相连的互联网, 被视为是物联网的新的应用拓展。其无限的潜力及广阔的应用前景引起了世界各国的广泛关注和深入研究。在世界科学技术日新月异的发展中, 物联网的发展也引起了我国的重视, 目前已经被确定成为我国今后的七大战略性新兴产业之一。

关键词：物联网,关键技术,应用

参考文献

[1]李航, 陈后金.物联网的关键技术及其应用前景[J].中国科技论坛, 2011, 1:81-85.

物联网技术导论第7篇

关键词：物联网,Agent,传感网

1 概述

虽然不同的学者对Agent有多重定义和不同的论述,但是其都有稳定的技术特点。主要表现以下几个方面。

1.1 技术的代理性特征

Agent的技术代理性特征主要包含两个层面,第一个层面是说明Agent在工作效果方面能够代表使用者的工作效果 ;另外一个层面是说明Agent可以完成代理软件的角色,其可以和其他软件用户进行信息的沟通和传递。

1.2 技术的自主性特征

作为一种技术主体,Agent本身是一个技术独立主体,其能够独立完成自己的计算任务。可以从两个层面来理解 :第一个层面是表明Agent完全能够独立地去寻找和利用内外部环境所暗含的信息和资源 ;另外一个层面表明Agent在解决问题的过程中是可以独立完成的,也就是说一旦Agent进入程序的初始化,那么程序就能按照自己的独立性来执行任务。

1.3 技术的主动性

Agent的技术主动性表明它可以根据环境的变化来主动调整自己执行过程,并且紧密地根据用户的需求来主动地完成任务的完成和投递。

1.4 技术的智能性

技术的智能性是Agent存在和发展的基础,也是其最大优势所在。Agent可以智能地感知周围环境的变化,通过对信息的收集并进行信息的智能分析。它可以在对用户的需求的重复分析中积累丰富的经验,以此来提高自己的智能分析问题的能力,这也反应出Agent具有极高的智能学习的能力。

2 Agent 技术对物联网传感层的重要作用

2.1 Agent 技术对物联网传感层的重要作用

2.1.1 模块化的重要作用

模块化可以说是当代产品技术开发的一个显著趋势。人们都希望通过构建系统化和功能化的组件,并实现这些组件的系统化互动,从而达到突出模块化优势的目的,其主要表现为两方面 :

(1)自由开发效率得到了有效提高根据开发的需求,大系统可以被分割成功能和结构相对独立的小模块,这样就可以减少开发者的交流成本。所以,在这样独立的空间里,开发者可以专注于自己的技术优势对某种特定功能的版块进行独立开发,从而不需要花费很多的时间成本去和其他模块进行沟通。

(2)系统的后期维护得到了有效升级好的系统必须具有灵活的维护性,于是人们在通过利用模块化技术的时候,就可以完成对系统中的某项功能进行升级优化,在这个过程中,新老版本的功能模块就实现交替。

2.1.2 Agent 模块构建的分析

Agent可以被构建成一个独立进行功能运营的模块,可以通过多Agent技术来完成Agent之间的信息交流。可以从硬件和软件两个角度来进行Agent模块的构建分析。

(1)Agent硬件的构建可以通过一张芯片把Agent固化在其上,传感器也被设置于这张芯片上。通过传感器,外界环境和Agent可以被感知到。此外,Agent硬件的构建还包括一个程序芯片,它主要负责处理程序的存储问题 [][1]。因此,传感器、效应器及程序芯片是构成Agent的硬件系统的三大基本组成要素。

(2)Agent软件的构建Agent感应库和Agent的程序构成Agent的软件部分的两大构成部分,它承担了信息处理的核心工作。存放知觉——反应信息是Agent的感应库存在和发展的首要目的,所以如果需要实现Agent的功能,只要更新Agent的感应库就可以实现。实现Agent功能的重要组成部分是Agent程序。其可以被分成为四个主要程序。自觉地反应调度程序是这部分的主程序设计的第一目标,其把感应器感应到的感知信息作为输入条件,然后通过对知觉——反应库内信息的查找,找到与该输入条件相对应的响应动作。

2.2 Agent 技术在物联网传输层中的主要作用

2.2.1 移动 Agent 对物联网传输层的重要作用

(1)Client Agent与Server Agent Client Agent与Server Agent通信方式需要先建立一个合适的Agent服务器来适应在物联网中的生存。它相当于“物”与“物”之间在物联网中所进行交流的总控制站。所以,当有一个嵌入了Agent的“物”根据客户需求,需要向另一嵌入Agent的“物”发出请求时,它必须第一要根据环境的变化能够生存一个可以申请服务并且可以实现移动的Client Agent,后者达到Server Agent后并把自己的诉求告知Server Agent。于是,Server Agent根据Client Agent的请求在数据库中智能地寻找相对应的可以接受请求的“物”的地址以及能够接受的语言等信息资源。

(2)Client Agent与Client Agent点对点通信方式是Client Agent与Client Agent通信方式的典型特点。因为二者处于平等的位置,它们需要完成一定的工作任务,必须得到移动Agent系统的有力支撑,否则工作难以完成。

(3)匿名通信顾名思义,匿名通信是和前两种信息通信方式是不一样的,它不需要事先了解对方,可以在不知情的情况下,信息传递双方都可以通过匿名通信的方式来完成信息传递。为了更好地实现匿名通信,就必须在一定的区域内对嵌入Agent的“物”进行分组,从而使得同组之间的“物”可以自由的通过Agent实现信息交流。

2.2.2 多 Agent 技术对物联网传输层的重要作用

作为一个比物联网更为复杂的系统,物联网用嵌入Agent的通信方法来构建物联网中的通信机制,同时也要协调好多Agent的协作问题,从而使得多个Agent可以更好地了解对方,能够形成一致性的工作路径,这是物联网系统构建的关键。

在物联网的大系统中,每一个物体的存在都是关键性并且不是独立性存在的。也可以说,正是Agent根据一定的环境规制构成了多Agent的物联网,所以具有自主控制的能力是嵌有Agent的“物”的主要特征之一,能够接受控制和控制对方的能力也是其主要特征。这些能力就要求“物”中的Agent形成一个工作团体,并且形成互相了解的信息沟通机制,从而达到相互优化进步的目的。如果做到这些,一个具有多Agent物联网系统的建立就不难了。

3 多 Agent 技术对物联网信息安全问题的保障

物联网的信息安全是个大问题,我们可以通过对Agent模块进行分级管理来保障Agent模块中“物”与“物”之间的信息传递的安全水平。对嵌有Agent的“物”采用树型结构,通过一个完整的安全体系Agent的安全性可以得到保障。

我们可以把一个全球性的物联网构建成多个域,每个域中建立一个域认证机构,这样就在全球形成一个Agent认证链。当我们可以把需要互联的“物”的Agent在该认证域机构中进行注册,并获取认证证书,并在Agent模块的后台库中写入能够和他进行合法交互的Agent模块的要求,在对方想要和他建立通信的时候,他只需要到库中查一下,该对象是不是合法的就可以实现他们之间的安全交流了。这样就可以较好地保障物联网的信息安全及隐私问题。

4 结语

物联网技术导论第8篇

1 物联网的关键技术

1.1 射频识别技术

在物联网的关键技术中, 射频识别技术是相对最为重要的一种关键技术, 也可以被称作是电子标签, 射频识别技术是物联网发展中的基础部分与核心部分。射频识别技术主要应用的就是射频信号, 物联网可以利用射频信号来实现相应的信息传输, 并且通过这些信息来进行相应的识别工作。在射频识别技术中, 主要包括了标签、阅读器、天线3个主要部分。

射频识别技术在具体应用中主要是利用比较先进的技术手段, 来对不同状态下的物体进行相应的识别管理。射频识别技术抗干扰能力较强, 无需耗费较多人力, 且适用于大多数环境, 所以应用较为广泛。

某大型连锁超市在日常管理中就应用了物联网中的射频识别技术, 该超市的管理者将这项技术用于供应链管理中。这样一来, 在具体管理中, 不仅不需要过多的工作人员, 还保证了管理的效率与整体质量, 该超市在应用射频识别技术之后, 供应链管理工作得到了明显加强。

1.2 云计算

云计算技术, 主要是将计算分布在相应不同的计算机中, 这里的计算机不能是本地计算机。这样一来, 相关的使用者就可以将资源进行切换, 根据具体的需求去访问相应的计算系统。物联网中的云计算技术, 主要是利用网络, 对计算实体进行整合, 使其成为计算能力较强的整体系统。

1.3 网络通信技术

物联网在发展过程中, 物与物之间的互相通信是较为重要的, 因此, 网络通信技术是物联网关键技术中不可替代的重要部分。在网络通信技术中, 包括了有线技术、无线技术、网关技术等。在网络通信技术中, M2M技术应用比较广泛, 可以与近距离传输技术进行较好结合, 如Wi Fi、RFID、Blue Tooth等。M2M技术的重点之处就在于无线通信, 未来将会有广阔的发展空间, 给物联网的信息传递提供坚实的技术保证。

2 计算机物联网的应用

目前, 计算机物联网在我国已经得到了比较广泛的应用, 其具体的应用可以表现在以下几个方面。

2.1 家庭生活

在家庭生活中, 物联网可以将家庭住宅作为具体的应用平台, 利用家庭住宅的网络技术来实现具体应用。某高级住宅小区在样板间的布置工作中就对物联网进行了具体应用, 利用物联网在住宅的内部设置了较多的系统。这些系统主要包括了住宅安防系统、布线系统、温度调节系统、灯光控制系统等。这样一来, 住户就可以利用网络和物联网技术实现对住宅内部所有系统的操控与应用, 使居住环境变得更加高效与舒适, 也使住宅内部的各个系统得到了较好的管理。该小区的样板间在应用了计算机物联网之后, 将所有的家居设施进行了高效集成, 给住户带来了更多的便利, 也保证了住宅环境的整体舒适度。

2.2 物流领域

随着我国经济的不断发展, 物流行业的发展规模也在不断扩大, 物流领域的发展速度也相对较快。在物流领域中, 物联网可以发挥自身的重要作用, 来实现物流领域的合理发展。在物流领域内部应用计算机物联网, 主要是利用计算机物联网内部的集成性和智能性的主要特征, 这两点特征可以使物流系统具备较强的智能性, 使其在发展过程中模仿人类智能, 像人类一样去进行思考与判断。

计算机物联网在物流领域中的应用, 主要是用来掌控物流领域在发展过程中的不同信息, 对物流运输环节中的所有运输车辆的性能及路线进行实时监控, 还可以掌握物流运输中货物的自身状态与性能。也就是说, 计算机物联网在物流领域中的应用, 主要是方便工作人员掌控物流运输中的各个环节, 对主要的物流信息进行相应采集。

2.3 农业应用

除了上述应用领域之外, 计算机物联网还可以被用于农业领域中。计算机物联网在农业中的应用, 主要是将农业生产的控制系统、安全系统与智能系统, 利用云计算技术进行高效整合, 从而实现农业生产的智能化、数字化与信息化。农业生产应用计算机物联网, 可以将农业生产中的各项因素, 如环境因素、人工因素等通过计算机物联网内部的传感器进行上传。这样一来, 工作人员就可以对农业生产中的各项因素进行整合分析, 把握农业生产各个环节的整体质量, 对农业生产实行远程监控与操作。计算机物联网在农业生产中的应用, 可以提高农业生产的整体效率, 使农业生产向绿色农业、低碳农业、高效农业的方向进行合理转变, 带动我国农业经济的发展。可以说, 计算机物联网在农业生产中的应用, 不仅可以提高农业生产的具体效率, 还能优化农业生产体系, 具有重要的价值和现实意义。

2.4 交通应用

智能交通建设将会是未来交通系统发展的必然趋势, 而计算机物联网是有效实现这一趋势的重要工具, 这是由于计算机物联网可以将电子传感技术、先进信息技术、通讯传输技术、控制数据技术以及计算机技术等有效结合, 并运用于整个智能交通系统的管理中, 进而可以在大范围内进行全方位的计算机技术的应用。计算机物联网技术具有实时、高效、准确等特点生适用于智能交通系统的建设。计算机物联网技术在智能交通建设中的广泛应用可以将现有交通设施有效的利用起来, 最大程度地减少交通的超负荷量, 与此同时, 计算机物联网的应用可以减轻交通压力对环境的污染, 进而提高整个城市交通的运输效率, 所以, 计算机物联网技术在交通运输方面的应用是非常有必要的。

2.5 电网应用

除了以上几种应用领域之外, 计算机物联网还可以被用于电力行业及交通行业中, 具有较好的应用价值与应用前景。将计算机物联网技术应用到电网中, 可以达到电网智能化的效果, 也就是可以使整个电网系统更加先进、可靠、安全, 同时可以提升整个电网的工作效率和经济效益。由于计算机物联网的运用, 整个电网系统的运行数据和信息都是被时刻记录的, 一旦出现任何异常都可以第一时间被发现, 相关工作人员可以针对此问题及时做出应急方案, 这样才可以确保电网系统的有效运行和安全性能, 减少电网企业不必要的经济损失。这样将计算机物联网技术和电网系统相结合的方式, 一定可以满足大部分用户的对电能质量的需求, 使未来的电力系统更加完善。

计算机物联网技术的具体体系如表1所示, 由表1可知物联网的体系可分为感知层、处理层、传输层以及应用层。近几年, 计算机物联网技术在我国快速发展, 极大地改变了人们目前的生活方式, 在这个充满智慧化的网络世界中, 人类不需要对商品的干预和交流, 正如日本操作系统之父所说的:物联网在未来十年将会得到普及并无处不在。经过近几年的不断实践和发展, 物联网也在推陈出新, 目前我国计算机物联网技术已经具有一定的实力基础。从相关部门的数据调查来看, 同计算机物联网相关的社会市场价值已经从年的亿美元增长到了亿美元。由此看来, 计算机物联网技术的发展前景还具有一定的市场潜力和发展价值, 想要挖掘出计算机物联网的市场潜力, 需要相关的科研人员的努力以及政府部门的大力支持。而且, 相关专家预测, 物联网不仅需要技术的创新, 更关系到新兴领域的产业发展, 需要不同力量的整合。计算机物联网技术的变革一定会为信息产业结构带来巨变, 在各个领域被广泛应用。

3 结语

在物联网的整体结构和应用中, 其内在的关键技术对于物联网的具体应用和发展有重要的影响, 在物联网的内在技术中, 射频识别技术与云计算等技术是比较关键的技术, 相关人员只有对物联网的关键技术进行合理把握, 才能实现物联网的真正应用。在把握物联网关键技术的同时, 还要注意计算机物联网的具体应用, 保证计算机物联网的应用效果, 让其带动相关行业的合理发展。

摘要：随着社会的不断发展及相关技术的深化革新, 物联网在我国得到了较好的发展与应用。从宏观层面上看, 物联网是在计算机网络及移动通信技术之后的第3次信息革新, 具有较强的应用前景。在物联网中, 关键技术包括了射频识别技术、云计算等, 与此同时, 计算机物联网在我国的各领域中也得到了广泛的应用。文章简要分析物联网的关键技术及计算机物联网的应用。

关键词：物联网,关键技术,计算机物联网,应用

参考文献

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[2]朱洪波, 杨龙祥, 朱琦.物联网技术进展与应用[J].南京邮电大学学报:自然科学版, 2011 (1) :45-46.

[3]姜艳芬.计算机物联网的应用研究[J].煤炭技术, 2013 (2) :78-79.

[4]王忆.关于计算机物联网的应用分析[J].科技与企业, 2013 (19) :158-160.

《物联网技术》杂志简介第9篇

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浅谈物联网技术第10篇

1 物联网的结构

物联网的结构可分为射频识别系统和信息网络系统两部分。射频识别系统主要由标签和读写器组成, 两者通过RFID空中接口通信。读写器获取产品标识后, 通过internet或其他通讯方式将产品标识上传至信息网络系统的中间件, 然后通过ONS解析获取产品的对象名称, 继而通过EPC信息服务的各种接口获得产品信息的各种相关服务。整个信息系统的运行都会借助Internet的网络系统, 利用在Internet基础上的发展出的通信协议和描述语言。因此我们可以说物联网是架构在Internet基础上的关于各种物理产品信息服务的总和。

2 物联网的核心技术

2.1 RFID技术

RFID技术是一种非接触式的自动识别技术, 通过射频信号自动识别目标对象, 并获取相关数据, 识别无须人工干预, 可工作于任何恶劣环境。RFID系统由阅读器、应答器 (标签) 和应用系统三部分组成, 通过电波在响应媒介和询问媒介间传递信息。阅读器, 一般是一台内含天线和芯片解码器的阅读 (有时还可以写入) 设备, 可设计为手持式或固定式;阅读器可无接触地读取并识别电子标签中所保存的电子数据, 从而达到自动识别体的目的。通常阅读器与电脑相连, 所读取的标签信息被传送到电脑上进行下一步处理。每个标签具有唯一的产品电子码EPC, EPC码可存入硅芯片做成的电子标签内, 并附在被标识产品上, 以被高层的信息处理软件识别、传递和查询, 进而在互联网的基础上形成专为供应链企业服务的各种信息服务。应用系统, 一般是由计算机支撑的有线或无线管理系统, 视不同应用要求, 对于实时型的智能型控制器, 不一定必须要有后台应用系统。

2.2 传感技术

传感技术同计算机技术与通信技术一起被称为信息技术的三大支柱。传感技术主要研究关于从自然信源获取信息, 并对之进行处理 (变换) 和识别的一门多学科交叉的现代科学与工程技术。传感技术的核心即传感器, 它是负责实现物联网中物与物、物与人信息交互的必要组成部分。目前无线传感器网络的大部分应用集中在简单、低复杂度的信息获取上, 只能获取和处理物理世界的标量信息, 然而这些标量信息无法刻画丰富多彩的物理世界, 难以实现真正意义上的人与物理世界的沟通。为了克服这一缺陷, 既能获取标量信息, 又能获取视频、音频和图像等矢量信息的无线多媒体传感器网络应运而生。作为一种全新的信息获取和处理技术, 无线多媒体传感器网络更多地关注于信息的采集和处理, 利用压缩、识别、融合和重建等多种方法来处理信息, 以满足无线多媒体传感器网络多样化应用的需求。

2.3 无线网络

物联网中物品与人的无障碍交流显然离不开高速、大批量数据传输的无线网络。无线网络既包括允许用户建立远距离无线连接的全球语音和数据网络, 也包括为近距离无线连接进行优化的红外线技术及射频技术。

2.4 人工智能

人工智能是研究使计算机模拟人的某些思维过程和智能行为 (如学习、推理、思考、规划等) 的学科, 主要包括计算机实现智能的原理、制造类似于人脑智能的计算机, 使计算机能实现更高层次的应用。在物联网中人工智能技术主要负责将物品“讲话”的内容进行分析, 从而实现计算机自动处理。

3 物联网的应用

目前国内外物联网的一些应用领域主要包含如下方面。

(1) 生态环境的监测和保护。具体的内容有:生物环境适应性跟踪;河流沿线分区域水位监测及相关水资源被污染的信息监控;山区泥石流、滑坡等自然灾害容易发生地方的提前预警;重点保护林区监控内部火险情况和火势大小等。

(2) 安全检测与监控。在一些危险的工业环境如井矿、核电厂等, 工作人员可以通过传感网络实施安全监测。此外, 在桥梁、高速铁路等重要基础设施中引入传感网络感知振动频率、湿度等信息可以提前对不安全因素进行预警。

(3) 物流管理和配送。随着现代社会的发展, 物流和配送业的重要性被提高到了一个新的水平。通过在物流商品中引入传感节点, 可以从采购、生产制造、包装/装卸、仓库、运输、配送/分销、销售到服务的供应链上的每一个环节做到精确地了解和掌握。

4 建设物联网所面临的挑战

虽然物联网应用前景不错, 但要想全面投入物联网社会的建设, 还必须解决以下几个方面的问题。

(1) 标准问题。世界各国存在不同的标准, 互不兼容。统一技术标准才能够使物联网在行业内、行业间实现从点到面的, 从分散到集中的互联互通。