物联网技术的应用研究

物联网技术的应用研究（精选12篇）

物联网技术的应用研究 第1篇

几十年来互联网获得了极大的发展, 已经成为人类社会和人类生活不可或缺的信息网络系统, 物联网下一个发展方向, 除了扩大覆盖、提高速度、加大容量、增加无线接入等, 向物联网发展也是一个重要的动向, 我们可以通过物联网了解世界, 在物联网普及以后, 我们就可以感知世界上发生的事情。

物联网应该具备三个特征:一是可靠传递, 通过各种电信网络与互联网的融合, 将物体的信息实时准确地传递出去;二是全面感知, 即利用RFID、传感器、二维码等随时随地获得物体的信息;三是智能处理, 利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术, 对海量数据和信息进行分析和处理, 对物体实施智能化地控制。因此, 物联网大致被公认为有三个层次:底层是用来感知数据的感知层, 第二层是数据传输的网络层, 最上层则是应用层。感知层包括了传感器等数据采集设备, 包括数据接入到网关之前的传感器网络。物联网的网络层将建立在现有的移动通信网和互联网基础上。物联网通过各种接入设备与移动通信网和互联网相连。网络层也包括信息存储查询、网格管理等功能。网络层中的感知数据管理与处理技术是实现以数据为中心的物联网的核心技术, 其包括传感网数据的存储、查询、分析、挖掘、理解及基于感知数据决策和行为的理论和技术。

二、物联网的架构体系与关键技术

1、物联网的架构体系

学界通常将物联网系统划分为三个层次:感知层、网络层、应用层。感知层的主要功能是全面感知, 即利用RFID、传感器、二维码等随时随地地获取物体的信息。RFID技术、传感和控制技术, 其中包括芯片研发、通信协议研究、RFID材料、智能节电供电等细分领域。

网络层的主要功能是实现感知数据和控制信息的双向传递, 通过各种电信网络与互联网的融合, 将物体的信息实时准确地传递出去。物联网通过各种接入与移动通讯网和互联网相连, 如手机付费系统中由刷卡设备将内置于手机的RFID信息与采集上传到互联网, 网络层完成后台鉴权认证并从银行网络划账。网络层还具有信息存储查询、网络管理等功能。

应用层主要是利用经过分析处理的感知数据, 为用户提供丰富的特定服务。云计算平台作为海量感知数据的存储、分析平台, 既是物联网网络层的重要组成部分, 也是应用层众多应用的基础。应用层是物联网发展的目的, 软件开发、智能控制技术将会为用户提供丰富多彩的物联网应用。感知层是物联网发展与应用的是基础, 网络层是物联网发展与应用的可靠保证。未来的物联网发展将会更加关注应用层。

2、物联网的关键技术

物联网涉及的技术很多, 其中的关键技术主要有射频识别技术、传感器技术、网络通信技术和云计算等。

(1) 射频识别技术

无线射频识别技术是一种非接触的自动识别技术, 其基本原理是利用射频信号和空间耦合 (电感或电磁耦合) 传输特性, 实现对被识别物体的自动识别。它是实现物联网的基础与核心。

射频识别系统一般由两个部分组成, 即电子标签和阅读器。在RFID的实际应用中, 电子标签附着在被识别的物体上, 当带有电子标签的被识别物体通过其可识读范围时阅读器自动以无接触的方式将电子标签中的约定识别信息取出来, 从而实现自动识别物品或自动收集物品标志信息的功能。读头系统又包括读头和天线, 有的读头将天线和读头模块集成在一个设备单元中。

射频识别系统的基本工作原理是电子标签与阅读器之间通过耦合元件实现射频信号的空间耦合;在耦合通道内, 根据时序关系, 实现能量的传递和数据的交换。耦合类型有两种:电感耦合与电磁反向散射耦合。

(2) 传感器技术

所谓传感器, 是指那些对被测对象的某一确定的信息具有感受与检出功能。要产生真正有价值的信息, 仅有射频识别技术是不够的, 还需要传感技术。由于物联网通常处于自然环境中, 传感器要长期经受恶劣环境的考验, 因此, 物联网对传感器技术提出了更高的要求。

传感器主要有以下两个方面的发展和突破:一是感知信息方面, 二是传感器自身的智能化和网络化。未来传感器技术的发展趋势大致分为以下几个方面:向检测范围挑战;集成化, 多功能化;向未来开发的领域挑战-生物传感器;传感技术、智能传感器;发现和利用新材料。

(3) 网络通信技术

无论物联网的概念如何扩展和延伸, 其最基础的物物之间的感知和通信是不可替代的关键技术。网络通信技术包括各种有线和无线传输技术、交换技术、组网技术、网关技术等。

通信网络技术为物联网数据提供传送通道, 如何在现有网络上进行增强, 适应物联网业务的需求, 是该技术研究的重点。物联网的发展离不开通信网络, 更宽、更快、更优的下一代宽带网络将为物联网发展提供更有力的支撑, 也将为物联网应用带来更多的可能。

(4) 云计算

通过使计算分布在大量的分布式计算机上, 而非本地计算机或远程服务器中, 企业数据中心的运行将更与互联网相似。这使得企业能够将资源切换到需要的应用上, 根据需求访问计算机和存储系统, 这便是云计算。它是网格计算、分布式计算、并行计算、效用计算、网络存储、虚拟化、负载均衡等传统计算机技术和网络技术发展融合的产物。它旨在通过网络把多个成本相对较低的计算实体整合成一个具有强大计算能力的完美系统, 并借助MSP等先进的商业模式把这强大的计算能力分布到终端用户手中。

三、物联网在社会中的应用

1、物联网与物流管理

现代物流是物联网目前发展的重点领域。它明确了将物联网作为发展重点的目标。由于我国物流成本一直高于国外, 这对物流行业造成了很大的阻碍。尽管近年来成本有所降低, 但是, 问题仍然没有解决。物联网技术的出现, 成为解决这一问题的新的方式。今后的一个时期, 利用物联网技术来推动物流信息技术的应用和标准体系的建设, 实现物流系统现代化, 将是是物流产业今后的主要工作方向。

例如, 在对包裹的编码的过程中, 利用物联网的技术进行统一编码, 然后嵌入EPC标签。这样对于及时发现物流过程中存在的问题, 具有重要意义。

2、物联网与城市管理

城市的飞速发展一方面使得社会不断地进步, 却也在另一方面使得公共管理层面不断出现新的问题。环境污染, 公共安全, 电力不足等各种问题越来越受到人们的关注。有效地利用信息技术, 在优化城市管理上具有重要意义。物联网在城市管理中发挥着越来越重要的作用。

北京目前致力于打造“城市智能管理物联网”, 设法更加深入的提升城市管理的精细化程度。而当前, 所属“物联网”的“城市生命线实时监测物联网应用示范工程”项目已于今年6月启动建设。以后, 一系列的例如说供排水, 电力燃气等涉及城市“生命”的系统将会被统一的归入物联网的管理中。突发事件, 例如说管道破裂等都可以有效地被监测到并及时解决。另外, 下一步, 物联网管理将会涉及“健康物联网工程”, 包括对空巢老人以及一些慢性病病人的护理。通过装在他们床单、衣服上的传感器, 可以将他们的身体状况发送给相关人员, 方便相关人士及时有效的掌握病人情况。

3、物联网与智能交通

随着物联网技术的蓬勃发展, 智能交通研究的不断深入, 人们已经逐渐意识到:过多种类技术引入到智能交通领域中, 大大提高了智能交通的技术水平, 但是同时也带来了技术支持目标单一或过少技术支持智能交通, 重复投资, 难以大面积推广等问题。在新技术, 新观念下普适关键技术被逐渐提出, 归结如下:车辆管理服务基础关键技术、智能交通系统关键技术、管理服务关键技术。这3方面相互关联, 前面的可以给后面提供足够的物理支持和生成足够的信息源泉。

(1) 基于RFID技术的车辆身份标识与信息载体关键技术

基于RFID技术的车辆身份标识与信息载体关键技术是构建智能交通的基础关键技术, 是“电子车牌”的基石。该基石考虑得是否周全直接涉及到能否支持大部分智能交通分支、智能交通体系能否在各种天候条件下提供丰富的管理和服务、能否得到政府支持并大面积推广、能否获得商业运营支持并获得可持续发展。在研究该技术之前, 先要澄清一下几点: (1) 目前大多数讨论车辆管理RFID技术并没有真正从执法与管理、数据安全、用户商业服务等车辆管理与服务本身普遍需求出发, 而仅仅削足适履或很狭隘地选择18000-6B、18000-6C、802.15或ETC等技术。 (2) 智能交通中的车辆身份标识与信息载体技术必将是一个对现有技术不断优胜劣汰、向下兼容的过程, 是一个逐步走向智能交通本身客观所需过程; (3) 在新的技术没有完全付诸实践之前, 现在有效的车辆管理技术可以推广是使用, 新的技术研究必须兼容或保留部分应用广泛的、比较使用的现有相关RFID技术, 然后逐步过渡到车辆专用RFID技术。

(2) 车辆专用RFID技术研究

车辆专用RFID技术的研究需要从以下几个方面考虑: (1) 频段:在不局限于有源或无源等简单概念之争情况840M~845M、920M~925 M、是比较适合的。 (2) 容量:车辆管理服务对容量的需求, 作为以电子车牌为目标的智能交通车辆身份标识与信息载体关键技术, 其容量应该兼顾绝大部分车辆身份识别的管理服务需求。 (3) 防冲突:保留向下兼容的部分现有RFID空口中的防冲突协议, 可以采用分时兼容或状态切换兼容。 (4) 安全性:车辆专用RFID技术的安全性应该可以支持。 (5) 通讯距离:其通讯距离及相关的物理特性应该可以支持绝大部分智能交通需要、支持远距离机动执法、避免一车多个终端或多个标签, 因此车辆专用RFID技术。 (6) 应急通讯与防伪:车辆专用RFID技术可以满足应急通讯与电子防伪的需求。

(3) 多传感深度融合的系统集成关键技术

基于RFID技术、计算机视觉技术、电感传感技术等的多传感深度融合系统集成关键技术是智能交通普适关键技术之一。众所周知RFID技术在智能交通领域的应用几乎无外乎两种情况:封闭区域使用或开放道路环境下使用。其中, 封闭区域使用可以保证所有车辆装有RFID终端或标签, 开放道路环境下难以要求所有车辆装有RFID终端或标签。对于第一种情况, 单一RFID技术可以勉强对车辆实现管理, 但难以实现优质的管理和服务;对于第二种情况, 若不结合其他传感技术, 则RFID技术有如“无源之水”。因此RFID技术与其他传感技术结合的深度融合应用是智能交通的必然发展趋势之一。

多传感深度融合智能交通中间件的输入为计算机视觉软硬件接口、RFID技术常见产品接口与电感传感接口;输出接口为向上传输融合接口的标准网络与自定义传输协议, 协议中包括融合前信息与现场融合后信息以及现场的时空信息和产品自检信息。

四、结束语

物联网技术在军事领域的应用 第2篇

摘要

无线传感器网络可以协助实现有效的战场态势感知，满足作战力量“知己知彼”的要求。典型设想是用飞行器将大量微传感器结点散布在战场的广阔地域。关键词：物联网 军事

前言：信息技术正推动着一场新的军事变革。信息化战争要求作战系统“看得明、反应快、打得准”，谁在信息的获取、传输、处理上占据优势(取得制信息权)，谁就能掌握战争的主动权。无线传感器网络以其独特的优势，能在多种场合满足军事信息获取的实时性、准确性、全面性等需求。

无线传感器网络可以协助实现有效的战场态势感知，满足作战力量“知己知彼”的要求。典型设想是用飞行器将大量微传感器结点散布在战场的广阔地域，这些结点自组成网，将战场信息边收集、边传输、边融合，为各参战单位提供“各取所需”的情报服务。

根据白宫的信息技术专家介绍，计算机、通信及小型化技术进步正引导美军进入一个新时代，在防御技术上产生“革命性”效果。隶属于总统办公厅的国家信息技术研究与发展综合办公室主任大卫?纳尔逊说，无线传感器网络技术，预示着为战场上带来新的电子眼和电子耳，“能够在未来几十年内变革战场环境”。

由于无线传感器网络具有密集型、随机分布的特点，使其非常适合应用于恶劣的战场环境中，使其非常适合应用于恶劣的战场环境中，包括侦察敌情、监控兵力、装备和物资，判断生物化学攻击等多方面用途。友军兵力、装备、弹药调配监视;战区监控;敌方军力的侦察;目标追踪;战争损伤评估;核、生物和化学攻击的探测与侦察等。

鉴于无线传感器网络在军事应用的巨大作用，引起了世界许多国家的军事部门、工业界和学术界的极大关注.美国自然科学基金委员会2003年制定了传感器网络研究计划,投资34 000 000美元,支持相关基础理论的研究.美国国防部和各军事部门都对传感器网络给予了高度重视,在C4ISR的基础上提出了C4KISR计划,强调战场情报的感知能力、信息的综合

能力和信息的利用能力,把传感器网络作为一个重要研究领域,设立了一系列的军事传感器网络研究项目.美国英特尔公司、美国微软公司等信息工业界巨头也开始了传感器网络方面的工作,纷纷设立或启动相应的行动计划.日本、英国、意大利、巴西等国家也对传感器网络表现出了极大的兴趣,纷纷展开了该领域的研究工作。

无线传感器网络的典型应用模式可分为两类，一类是传感器结点监测环境状态的变化或事件的发生，将发生的事件或变化的状态报告给管理中心;一类是由管理中心发布命令给某一区域的传感器结点，传感器结点执行命令并返回相应的监测数据。与之对应的，传感器网络中的通信模式也主要有两种，一是传感器将采集到的数据传输到管理中心，称为多到一通信模式;一是管理中心向区域内的传感器结点发布命令，称为一到多通信模式。前一种通信模式的数据量大，后一种则相对较小。

在这里收集了一些目前西方国家(主要是美国)在无线传感器网络军事应用方面的主要研究：

1)智能微尘(smart dust)智能微尘(smart dust)是一个具有电脑功能的超微型传感器，它由微处理器、无线电收发装置和使它们能够组成一个无线网络的软件共同组成。将一些微尘散放在一定范围内，它们就能够相互定位，收集数据并向基站传递信息。近几年，由于硅片技术和生产工艺的突飞猛进，集成有传感器、计算电路、双向无线通信模块和供电模块的微尘器件的体积已经缩小到了沙粒般大小，但它却包含了从信息收集、信息处理到信息发送所必需的全部部件。未来的智能微尘甚至可以悬浮在空中几个小时，搜集、处理、发射信息，它能够仅依靠微型电池工作多年。智能微尘的远程传感器芯片能够跟踪敌人的军事行动，可以把大量智能微尘装在宣传品、子弹或炮弹中，在目标地点撒落下去，形成严密的监视网络，敌国的军事力量和人员、物资的流动自然一清二楚。

2)目标定位网络嵌入式系统技术

目标定位网络嵌入式系 统技术(Network Embed System Technology)是战场应用实验是美国国防高级研究计划局主导的一个项目，它将实现系统和信息处理融合。项目的定量目

标是建立包括10 ~100万个计算节点的可靠、实时、分布式应用网络。这些节点包括连接传感器和作动器的物理和信息系统部件。基础嵌入式系统技术节点采用现场可编程门阵列(FPGA)模式。该项目应用了大量的微型传感器、微电子、先进传感器融合算法、自定位技术和信息技术方面的成果。项目的长期目标是实现传感器信息的网络中心分布和融合，显著提高作战态势感知能力。2003年该项目成功验证了能够准确定位敌方狙击手的传感器网络技术，它采用多个廉价音频传感协同定位敌方射手并标识在所有参战人员的个人计算机中，三维空间的定位精度可达到1.5米，定位延迟达到2秒，甚至能显示出敌方射手采用跪姿和站姿射击的差异。

防核生化袭击 美国Cyrano Sciences公司已将化学剂检测和数据解释组合到一种专有的芯片技术中，称为Cyrano NoseChip。基于这一技术可创建一个低成本的化学传感器系统，捕获和解释数据，并提供实时告警，以应付恐怖分子使用化学武器进行的攻击。该系统在前端使用一个C320手持传感器负责收集有关化学剂的数据，该传感建有与后方笔记本电脑的无线连接，电脑上运行着远程监控和服务器程序。该系统使用IBM公司的无线通信设备WebSphere MQ Everyplace传输数据，这个手持设备还可以小型化为微小结点，部署到监测环境中去，形成自主工作的无线传感器网络。

3)灵巧传感器网络

“灵 巧传感器网络”(SSW:Smart Sensor Web)是美国陆军提出的针对网络中心战的需求所开发的新型传感器网络。其基本思想是在战场上布设大量的传感器以收集和中继信息，并对相关原始数据进行过滤，然后再把那些重要的信息传送到各数据融合中心，从而将大量的信息集成为一幅战场全景图，当参战人员需要时可分发给他们，使其对战场态势的感知能力大大提高。SSW系统作为一个军事战术工具可向战场指挥员提供一个从大型传感器矩阵中得来的动态更新数据库，并及时向相关作战人员提供实时或近实时的战场信息，包括通过有人和无人驾驶的地面车辆、无人驾驶飞机、空中、海上及卫星中得到的高分辨率数字地图、三维地形特征、多重频谱图形等信息。系统软件将采用预先制定的标准来解读传感器的内容，将它们与诸如公路、建筑、天气、单元位置等前后相关信息，以及由其他传感器输入的信息相互关联，从而为交战网络提供诸如开火、装甲车的行动以及爆炸等触发传感器的真实事件的实时信息。SSW系统是关于传感器基于网络平台的集成，这种集成是通过主体交互作用来实现的。例如，一个被触发的传感器主体可能会要求在其范围内激活其他传感器，达到对前后相关信息的澄清和确认，该要求信息同来自气候或武器层的SSW中的信息相结合，就生成一幅有关作战环境的全景图。

4)无人值守地面传感器群

美国陆军近期确立了“无人值守地面传感器群”项目,其主要目标是使基层部队指挥员具有在他们所希望部署传感器的任何地方灵活地部署传感器的能力.该项目是支持陆军“更广阔视野”的3个项目之一。

5)战场环境侦察与监视系统

美国陆军最近确立了“战场环境侦察与监视系统”项目.该系统是一个智能化传感器网络,可以更为详尽、准确地探测到精确信息,如一些特殊地形地域的特种信息(登陆作战中敌方岸滩的翔实地理特征信息,丛林地带的地面坚硬度、干湿度)等,为更准确地制定战斗行动方案提供情报依据.它通过“数字化路标”作为传输工具,为各作战平台与单位提供“各取所需”的情报服务,使情报侦察与获取能力产生质的飞跃.该系统组由撒布型微传感器网络系统、机载和车载型侦察与探测设备等构成。

6)传感器组网系统

美国海军最近也确立了“传感器组网系统”研究项目.传感器组网系统的核心是一套实时数据库管理系统.该系统可以利用现有的通信机制对从战术级到战略级的传感器信息进行管理,而管理工作只需通过一台专用的商用便携机即可,不需要其他专用设备.该系统以现有的带宽进行通信,并可协调来自地面和空中监视传感器以及太空监视设备的信息.该系统可以部署到各级指挥单位。

7)防生化网络

2002年5 月,美国Sandia国家实验室与美国能源部合作,共同研究能够尽早发现以地铁、车站等场所为目标的生化武器袭击,并及时采取防范对策的系统.该研究属于美国能源部恐怖对策项目的重要一环.该系统融检测有毒气体的化学传感器和网络技术于一体.安装在车站的传感器一旦检测到某种有害物质,就会自动向管理中心通报,自动进行引导旅客避难的广播,并封锁有关入口等.该系统除了能够在专用管理中心进行监视之外,还可以通过 Hail)、“一次性系索浮标”和“先进声通信系统”。

对现役装备来说，“海洋网”是一种可自由部署的水下网络系统。它可以提供水下指挥、控制、通信和导航，采用“远程声呐调制解调器”，能够利用固定或移动的水下节点通过声传播来实现通信。

物联网技术进展与应用研究 第3篇

关键词：物联网技术；关键技术；应用状况

中图分类号：TP391.44

在互联网技术不断发展基础上形成的新一代物联网技术，对人们的生产活动和日常生活带来很大的影响。物联网技术的发展和应用为计算机信息技术领域带来了新的动力，创造了新的发展机遇，具有极高的研究和应用价值。近年来，各国相继加大了对物联网技术的研究力度，制订了相关的物联网发展计划，将物联网技术的研发列为国家重点产业之一，起到拉动经济增长的关键作用。

1 物联网概述

物联网技术的初步形成始于1999年“自动识别中心”概念的提出，将物联网技术定义为所有的事物都能通过网络的形式发生互联，通過信息传感设备，按约定的协议实现人与人、人与物、物与物全面互联的网络，其主要特征是通过射频识别、传感器等方式获取物理世界的各种信息，结合互联网、移动通信网等网络进行信息的传送与交互，采用智能计算技术对信息进行分析处理，从而提高对物质世界的感知能力，实现智能化的决策和控制。此后，众多学者展开了大量的研究，先进科学技术的不断发展，物联网的内涵定义也在不断变化，逐渐获得补充和完善。

日本于2004年建立并实施的以泛在网络社会为目标的u-Japan计划，为人与人、物体等事物的相互连接网络的研究奠定了基础。物联网概念的正式确立是在2005年举办的世界信息峰会上，在互联网报告中对物联网关键应用技术进行分析和概述，使得物联网技术得到普遍的推广，使世界网络技术的应用进入一个新的发展阶段[1]。2008与欧洲展开的“物联网2008”大大扩展了物联网技术的应用范围，对其中设计的理念和技术进行更新，并在2009年将物联网技术作为新一代的信息技术，从而促进科学技术的进一步发展。目前，物联网技术应用成为战略性的新兴产业，在物流、交通和电力等多个领域的市场规模逐渐扩大，具有极好的市场效益。

2 物联网技术进展

关于物联网关键应用技术，在国际电信联盟中已经明确定义，主要包括无线传感技术、无线射频识别技术、纳米技术和智能技术四种关键技术。

2.1 无线传感技术

在物联网应用范围逐渐扩大的过程中，无线传感技术也逐渐受到人们的关注，该技术能够形成无线传感器网络（WSN），并在此基础上将数字世界及物理世界进行高效的连接。监测区域内分布着众多的传感器节点，这些传感器节点共同构成了无线传感器网络，在这个环境下能够对区域内的信息进行采集、感知和一系列的处理工作。

无线传感技术是一种关键的物联网应用技术，当前研究的重点即为传感器节点的定位。根据当前主要的发展和应用状况，可以将无线传感器网络的定位技术划分为基于达到时间差、基于达到时间、基于达到角度和基于接收信号强度指示四种类型[2]。

2.2 无线射频识别技术

无线射频识别技术（RFID）指的是一种借助无线射频识别技术，能够对目标对象进行自动化识别，并得到有关信息。天线、阅读器和标签是构成无线射频识别技术的三个重要部分，该技术的应用环境非常广泛，适应性较强。识别速度快、标签多样化、可以同互联网技术进行有机整合是无线射频识别技术最显著的特点，该技术具有显著的优势，将全球信息共享变为现实。

针对无线射频识别技术的应用，已经积累了众多的研究经验，取得了显著的成果，有关学者构建了网络模型，利用无线射频识别技术，在无需人工操作的情况下对物品进行跟踪，端口安全性有效改善。此外，还有一些学者设置了物联网资源寻址的应用结构模型及层次模型，利用相关实验整证实了模型的可行性、有效性，为进一步的研究提供了充足、可靠的理论依据[3]。

2.3 纳米技术和智能技术

纳米技术包括纳米材料体系物理学、纳米电子学、纳米力学、纳米材料学及纳米化学等众多学科，主要的研究内容就是结构尺寸为0.1纳米到100纳米的材料性质及应用状况，使得体积较小的物体能够在物联网环境中连接、交互。而作为物联网技术的关键技术，智能技术主要利用物体智能系统植入方式，将智能性赋予相关的物体，并同使用者进行被动/主动的交流互动，从而实现最终的目的。这两种技术在物联网中的应用，采取嵌入式的途径，加强更小的物体之间的互联，提升了物联网的性能，优化网络边界信息处理能力。

3 物联网技术应用研究

目前，物联网技术已经得到广泛的应用，但尚未形成一个统一的定义，对物联网的概念定义方面仍存在很多不同的观点。就物联网技术在我国的发展状况来看，物联网的应用主要基于互联网基础形成的网络，遵循一定的协议，借助相关信息传感技术实现互联网及不同事物的连接，将事物、人之间的通信、信息交换变为现实，具备监控、定位、智能化识别及管理等多种功能的网络技术。

3.1 食品农业领域中物联网的应用

食品安全问题是社会关注的焦点，对广大人民的身体健康有很大的影响，将物联网应用于食品农业领域成为社会发展的必然需求，是强化食品农业生产、流通监控力度的重要途径，为食品安全提供技术保障[4]。物联网不仅可以检测出食品生产中存在的有害物质，通过安全监理模型，更好的综合评估食品安全性，在安全监督机制的管理下，还可以完成对食品的整个流通过程的管理，降低了风险。

3.2 物流领域中物联网的应用

物流是物联网最先应用的一个领域，对促进第三方利润这一行业的发展起到关键性的作用。不同学者在物流领域中物联网的应用进行综述，一些学者针对无线射频识别技术在物流领域中的安全应用问题展开论述，指出该技术能够有效提升应用安全性，有利于物流行业的进步；还有一些学者从第三方综合物流、快运业务模式及物流信息系统角度入手，探究了无线射频识别技术在不同方面的应用模型，深入分析了该技术在仓促管理系统发挥的作用和工作流程[5]。此外，还研究了获取产品信息、产品识别这两大物流入库管理问题，将物联网同无线射频识别技术结合起来，构建了在物联网环境下的入库管理体系，提高了产品入库的管理工作的效率。

3.3 公安装备领域中物联网的应用

我国警用装备种类多、数量大、价值高，装备储备库通常分布在全国各地，统一管理难度较大。在一系列重大事件中，都暴露出我国警用装备管理存在诸多问题。目前，以公安应急装备物资为切入点，运用物联网技术开发建设了警用装备智能管理物联网系统，以实现对警用装备的全过程可视化动态智能管理，增强我国警用装备统筹管理能力和资源共享程度，切实提高一线应对复杂治安形势、维护社会稳定的能力。

4 结束语

目前物联网技术的发展及应用备受人们的关注，是网络技术的热点研究课题之一，不断研制出新的应用技术，使得物联网技术的应用范围逐渐扩大，在不同领域中均占据着极高的地位，发展前景十分广阔。但在良好的发展机遇下，物联网的发展也存在一定的挑战，存在物联网具体定义不够准确和统一、无线射频识别技术标签成本投入较大、物联网国际标准没有明确的确立及物联网应用安全性不高等问题，这些都影响着及物联网功能的充分发挥。因此，在未来的发展过程中，还需进行深层次的研究，发挥政府的引导和支持力量，加大专项研究力度，更好的推动物联网的发展，为社会的进步做贡献。

参考文献：

[1]沈苏彬，范曲立，宗平，毛燕琴，黄维.物联网的体系结构与相关技术研究[J].南京邮电大学学报（自然科学版），2009（06）.

[2]孔文.让物联网务实的技术与应用[J].集成电路应用，2011（10）.

[3]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（01）.

[4]朱洪波，杨龙祥，于全.物联网的技术思想与应用策略研究[J].通信学报，2010（11）.

[5]刘楷华，李雄.物联网应用现状及发展机遇[J].电脑知识与技术，2011（05）.

物联网技术的发展及其应用研究 第4篇

“物联网技术”的核心和基础仍然是“互联网技术”, 人们把物联网技术定义为:通过红外感应器、射频识别、激光扫描器、全球定位系统等设备, 将任意物品与互联网进行连接、信息交换以及通讯, 以实现定位、监控、追踪和管理的一种网络技术。在物联网技术下, 所有物品都可以变得“有思想, 有感觉”, 能够相互“交流”, 并且无需人的干预。故物联网技术的实质是将传感器等装置嵌入物体并与互联网进行连接, 使物体变得“智慧”, 从而增强人类感知和控制世界的能力。而物联网则指通过各种无线或有线的长短距离通讯网络实现对所有物体的高效管理及控制。

2 物联网中应用到的关键技术

简而言之, 物联网可以实现人与物以及物与物之间的信息传递、控制。在物联网中应用到了3项关键的技术: (1) 射频识别RFID。射频识别技术把无线射频和嵌入式融为一体, 在自动识别以及物流管理中有广阔的应用前景。 (2) 嵌入式系统。嵌入式技术综合传感器技术、计算机硬软件、电子应用技术、集成电路技术为一体, 经过近几十年的演变, 运用嵌入式系统技术的智能产品随处可见。 (3) 传感器技术。传感器也是计算机应用中的关键所在。到目前为止, 计算机处理的绝大部分信号都是数字型信号, 为了方便计算机识别, 人们需要用传感器把模拟型信号量转化成数字型信号量。

3 物联网技术的广泛应用

3.1 物联网技术在环境监测中的应用

3.1.1 大气污染监测

现如今, 我国城市空气质量堪忧, 尤其是一些大中型城市, 一些由重型工业发展而来以及人口持续增多的城市大气污染都相对严重。而物联网技术能够有效地应用到大气污染的监测过程中, 监测空气中可吸入颗粒物的含量, 空气中有毒有害物质的含量, 通过实时传输把监测器上的相关数据传输到气象控制中心, 再传输给电视台新闻中心等告知民众。我国在城市空气质量监测的物联网应用上确实已经有一个完善的体系。

3.1.2 水污染监测

在水库水质监测、污水处理质量监测中都有物联网技术的应用。通过传感器监测水质中含有的各种污染物含量、气体含量、有毒有害物质含量;而后将监测结果传送到中央控制系统中, 计算机自动进行比对分析判断水质情况和水质安全情况, 所有的数据都会自动进行储存备案, 一旦发现问题自动报警, 而且人也能够对系统进行干预, 人为进行实时的监测观察。

3.1.3 海洋污染监测

我国的海洋污染物联网系统建设还处于初期阶段, 但是很多国家都很早就对海洋污染监测的物联网系统建设进行研究。海洋污染物联网系统建设能够监测一个国家海洋的水质情况、污染物情况, 能够在发生一些人为灾害或者自然灾害时及时发现, 及时处理。所以海洋环境监测也有着极高的必要性。

3.1.4 生态环境监测

生态环境的物联网监测系统其实是一个较为宽泛的系统概念, 但也已经逐步被应用, 一般来说, 这样的一个检测系统不仅仅包括以上提及的几个已经投入使用的环境监测系统, 还包括视频监控系统、生态环境的中的生物和动物生存情况的监测等一系列的监控, 最终汇集到中央控制系统中。生态环境的物联网监测应用主要是在一些自然保护区, 沙漠绿植研究、生态恶化监测中逐步被应用。

3.2 物联网技术在公共安全中的应用

建立完善的公共安全监测物联网将为我国现在面临的桥梁隧道坍塌、危险物泄漏等安全问题提供切实、有效的预防机制。安全监测与人们的日常生活联系最为密切, 同时也是国家和公民最关注的问题, 应当得到整个社会的重视并且优先发展。公共安全监测物联网可以为大家消除公共安全隐患并且预防突发事件, 使大众更加认可物联网的价值。

3.3 物联网技术在医疗健康中的应用

物联网技术使得群众关注自身健康的需求得到满足, 同时也推动了医疗信息化产业。物联网技术在医疗健康中有着巨大的应用潜力, 它可以实现对人类的智能化医疗、对物品的智能化管理等工作。

物联网作为一项新兴技术, 在国内外目前还没有被大规模应用, 因此在我国的医疗应用也必然会面临诸多困难。但是随着科学研究的不断加深、应用技术的逐步成熟, 我们相信物联网在实际应用中所面临的问题都会被一一解决。物联网在医疗管理方面的应用, 必将给医药领域带来一场新革命。

3.4 物联网技术在智能交通中的广泛应用

近年来, 随着汽车数量的大幅度增加, 交通环境不良、交通拥塞严重等问题破坏了城市的内部稳定。特别是在某些大城市内, 交通拥挤现象十分普遍。同时, 因交通问题而导致的环境污染也日益加剧, 对国民经济的进一步发展造成了严重的阻碍。因此城市交通问题已成为了人民群众广泛关注的问题。

智慧交通是基于智能交通系统 (ITS) 的一种智能化交通模式, 它将先进的信息技术、传感技术、通讯传输技术、导航与定位技术有效结合, 并运用于整个交通运输管理体系, 是一种大范围、全方位的综合运输管理系统。

物联网时代的智慧交通, 则是通过对车辆信息和路况的实时感知, 在GPS, GIS, RFID等技术被有机联合的平台下, 实现车辆从物理空间到信息空间的交互式映射, “可视化”管控车辆及路况。智能交通物联网运用于整个交通运输管理体系, 从而建立起实时、准确、高效的交通管理和控制系统。由此可见, 智能交通行业中物联网技术的应用无处不在, 随时需要依靠物联网技术网络及设备来实现智能化交通。

智能交通系统是继计算机、互联网、通信之后的一大新兴产业, 智慧交通与物联网的结合是必须且必然的, 智能交通行业被公认为物联网产业化发展落实到实际应用的优先行业, 它必将创造出巨大的应用空间和市场价值。

4 物联网技术的发展前景

物联网的发展方向即社会信息化的发展方向。物联网是继计算机、互联网之后的又一次革命性发展, 已被正式列为我国重点发展的新兴产业之一, 同时将是下一个推动世界发展的“重要生产力”, 是继通信网之后的另一个万亿级市场。

物联网的创新是前所未有的创新, 从整个物联网的发展状况来看, 物联网仍处在一个成长的阶段, 要实现完全规模化的发展, 仍然面临着一系列的瓶颈, 依然存在着一系列需要解决的问题。概括总结起来就是:横向欠缺整合, 纵向亟待深入。未来物联网将会向更多行业纵深化发展, 这需要由创新模式来带动, 科学之路任重而道远。

参考文献

[1]梅方权.智慧地球与感知中国——物联网的发展分析[J].农业网络信息, 2009 (12) :5-7, 21.

[2]吴功宜.智慧的物联网——感知中国和世界的技术[M].北京:机械工业出版社, 2010.

[3]孔晓波.物联网概念和演进路径[J].电信工程技术与标准化, 2009 (12) :12-14.

[4]刘志硕, 魏凤, 柴跃廷, 等.关于我国物联网发展的思考[J].经济物流, 2010 (2) :37-40.

物联网技术的应用研究 第5篇

摘要：当代物联网技术发展迅速，尤其在工业中的应用越发值得研究和关注。本文将简析物联网历史和关键技术，分析其在工业中的应用以及由此带来的机遇与挑战，为我们为了发展物联网事业，迎接物联网时代指明方向。

关键词：物联网技术（IOT），工业应用，信息，网络，无线网（WSNs）。

Abstract: the Internet of things technology developed rapidly,and in its application in industry is especially worthy of our attention and research.In this paper,the history of the Internet of things, its key technology , its application in industry which results in many opportunities and challenges to us,will be analyzed , so that we can greatly meet the development of the Internet of things industry and pick up the direction of the era of the Internet of things.Keywords:technology of IOT, industrial applications, information,Internet,Wireless Sensor Networks.物联网内涵的诠释以及其历史

物联网是继计算机与互联网技术之后，掀起世界信息产业风暴的关键技术。

物联网是在互联网基础上，将用户端扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信，它的出现最早可追溯到1990年第一次出现的最初实践原型——施乐网络可乐贩售机（Networked Coke Machine）。1999 年，在美国召开的移动计算和网络国际会议上，物联网被定义为：物与物进行互联通信的网络，其英文名称是“Internet of Things, IoT”。

在如今全球经济的快速发展的促进下，世界各国为谋求更多的经济利益，而近些年电子标签、嵌入式系统和中间件系统以及云计算等技术的日益发展完善，物联网的发展壮大将是不可估量的。

2物联网的体系架构

物联网是互联网向物理世界的延伸和拓展，互联网可以作为传输物联网信息的重要途径之一，而传感器网络基于自组织网络方式，属于物联网中一类重要的感知技术。从技术架构上分析，物联网可分为感知层、网络层和内容应用层。

感知层的石油温度传感器、湿度传感器、二氧化碳浓度传感器、二维码标签等传感器或和传感器网构成的感知终端，其基本作用是感知，是物联网收集信息的执行者，也是物联网识别物体、采集信息的来源。

网络层顾名思义就是物联网的网络部分，负责传递和处理感知层获取的信息，将信息上传或者传递，是由互联网、各种私有网络、云计算平台和网络管理系统等组成的。

应用层是物联网同用户（包括人、组织和其他系统）的接口，它与行业需求结合，处理各种用户需求，实现物联网的智能应用。

3物联网的关键技术

物联网是一种网络,就应该具有网络的一些特性。由网络理论中分层的概念分析概括,现阶段的物联网大致可以分成以下几个部分。

可见物联网是一个相当庞大的集合，囊括了因特网、EPC/RFID、传感器、嵌入式系统、无线组网等各行业的成熟技术。

ITU在2005年的物联网报告中重点描述了物联网的4个关键性应用技术——标签事物的RFID技术、感知事物的传感器技术、思考事物的智能技术、微缩事物的纳米技术各项技术,它们虽然发展不统一，其中相辅相成，其中射频标签、条码与二维码等技术已经非常成熟，传感器网络相关技术尚有很大发展空间。

3.1 感知和标识技术

感知和标识技术是物联网的基础，主要应用与物联网感知层，其主要作用是采集物理世界中发生的物理事件和数据，实现外部世界信息的感知和识别，主要包括多种发展成熟度差异性很大的技术，如传感器、RFID、二维码等。传感技术利用传感器和多跳自组织传感器网络，协作感知、采集网络覆盖区域中被感知对象的信息。识别技术涵盖物体识别、位置识别和地理识别，对物理世界的识别是实现全面感知的基础。物联网标识技术是以二维码、RFID标识为基础的，对象标识体系是物联网的一个重要技术点。

3.2 网络技术

物联网是网络的一种，因此网络是物联网信息传递和服务支撑的基础设施，通过泛在的互联功能，实现感知信息高可靠性、高安全性传送。网络技术的关键技术包括接入与组网、通信与频管。物联网的网络技术涵盖泛在接入和骨干传输等多个层面的内容。以互联网协议版本6(IPv6)为核心的下一代网络，为物联网的发展创造了良好的基础网条件。以传感器网络为代表的末梢网络在规模化应用后，面临与骨干网络的接人问题。

物联网需要综合各种有线及无线通信技术，其中近距离无线通信技术将是物联网的研究重点。为提升频谱资源的利用率，让更多物联网业务能实现空间并存，需切实提高物联网规模化应用的频谱保障能力，保证异种物联网的共存，并实现其互联互通互操作。

3.3计算与服务技术

计算与服务技术是物联网应用层的关键，海量感知信息的计算与处理是物联网的核心支撑。服务和应用则是物联网的最终价值体现，在这项技术中信息计算和服务计算是最重要的技术。

海量感知信息计算与处理技术是物联网应用大规模发展后，面临的重大挑战之一。需要研究海量感知信息的数据融合、高效存储、语义集成、并行处理、知识发现和数据挖掘等关键技术，而采用云计算技术实现信息存储资源和计算能力的分布式共享，能为海量信息的高效利用提供支撑。物联网不断涌现的新型应用将使物联网的服务模式与应用开发受到巨大挑战，从适应未来应用环境变化和服务模式变化的角度出发，需要研究针对不同应用需求的规范化、通用化服务体系结构以及应用支撑环境、面向服务的计算技术等。

3.4 管理与支撑技术

管理与支撑技术贯穿了物联网所有层次，而随着物联网网络规模的扩大、承载业务的多元化和服务质量要求的提高以及影响网络正常运行因素的增多，管理与支撑技术是保证物联网实现“可运行，可管理，可控制”的关键，包括测量分析、网络管理和安全保障等方面。测量分析是解决网络可知性问题的基本方法，可测性是网络研究中的基本问题。

随着网络复杂性的提高与新型业务的不断涌现，需研究高效的物联网测量分析关键技术，建立面向服务感知的物联网测量机制与方法。安全是基于网络的各种系统运行的重要基础之一，物联网的开放性、包容性和匿名性也决定了不可避免地存在信息安全隐患。需要研究物联网安全关键技术，满足机密性、真实性、完整性、抗抵赖性的四大要求，同时还需解决好物联网中的用户隐私保护与信任管理问题。

3.4 无线传感器网络的发展

无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSNs)是由部署在监测区域内大量传感器节点相互通信形成的多跳自组织网络系统，是物联网底层网络的重要技术形式。随着无线通信、传感器技术、嵌入式应用和微电子技术的日趋成熟，WSNs可以在任何时间、任何地点、任何环境条件下获取人们所需信息，为物联网的发展奠定基础。

WSNs作为当今信息科学与计算机网络领域的研究热点，其关键技术具有跨学科交叉、多技术融合等特点，每项关键技术都需要亟待突破。WSNs的关键技术主要体现在3个方面，即信息采集系统设计、网络服务支持和网络通信协议设计。

ABI Research公司分析预测，作为WSNs完成数据无线传输的主要短距离无线通信形式，IEEE 802.15.4 集成电路市场出货量在未来将进一步加大。现阶段，面向物联网的WSNs还处于研究的探索阶段，在信息采集系统设计、网络服务支持和网络通信协议设计等方面都面临一系列的挑战。

未来的WSNs的发展方向，将是适应人们的各种需求，充分利用物联网的技术优势，建立统一的满足多种需求的网络通信协议和网络服务支持策略，从而屏蔽应用相关带来的WSNs设计差异复杂性，在节能环保方面，WSNs将最大限度降得WSNs的功耗，并且最大限度利用基于IP的上下文网络，使基于IEEE 802.15.4通信协议的WSNs与基于IPv6协议的互联网的实现统一寻址，保证物联网时代网络层向传输层提供灵活简单、无连接、满足QoS需求的数据报服务，继续研究开发基于多宿主的网络传输，增强基于WSNs的物联网络可靠性和鲁棒性、实现负载均衡、减少传输延迟、降低用户开销的实际意义。

4.物联网在工业应用中的机遇与挑战

4.1物联网在工业应用遇到的应用机遇：

随着世界经济的一体化和世界经济的快速发展尤其是世界经济工业化的发展，物联网在工业方面的应用越发广泛，因此物联网越发需要快速发展并且尽可能适应客户需求，从全球经济和信息产业发展趋势来看，物联网时代即将来临。而由于物联网的发展，使物品和服务功能都发生了质的飞跃，这些新的功能将给使用者带来进一步的高效、便利和安全，由此形成基于这些功能的新兴产业。物联网将依托物品识别、传感和传动、网络通信、数据存储和处理、智能物体等技术形成庞大的产业群。

这些都刺激了工业的发展，而在汽车、家电、工程机械、船舶等行业通过应用物联网技术，提高了产品的智能化水平，实现产品的信息化。物联网技术应用于生产线过程检测、实时参数采集、生产设备与产品监控管理、材料消耗监测等，可以大幅度提高生产智能化水平。在企业管理方面，物联网技术主要应用于供应链管理、生产管理等领域。在供应链管理方面，物联网技术主要应用于运输、仓储等物流管理领域。而物在纺织、食品饮料、生产车间、化工等流程型行业的生产设备管理领域，物联网技术得到应用。

而利用物联网技术建立污染源自动监控系统，可以对工业生产过程中排放的污染物COD等关键指标进行实时监控，为优化工艺流程提供依据。通过建立基于物联网技术的矿山井下人、机、环监控及调度指挥综合信息系统，对采掘、提升、运输、通风等关键生产设备进行状态监测和故障诊断，监测温度、湿度、瓦斯浓度等为煤炭、钢铁、有色等行业保障安全生产。

在物联网技术逐步发展，应用越发广泛的今日，世界各国政府更加重视，相继制定了一系列的政策支持物联网的发展。而今全球环境恶劣能源危机、金融危机等要求经济增长，物联网能够改变目前的生产方式，减少环境污染与资源浪费，是经济增长的一个重要方面。

4.2 物联网在工业应用遇到的挑战

如今，物联网还面临着许多的挑战：

1)目前物联网的发展依然处于不完善的阶段，各项技术标准并不统一，终端厂商、应用厂商、集成商无法有效分工协作，产业分工不能细化，影响整个产业规模化的发展。2)各种终端的信息采集涉及大量的个人隐私以及商业机密，必须保证数据的安全性，信息安全与隐私问题一直是物联网的难点，许多安全隐私细节需要不断的细化，以保证信息不被泄露。

3)物联网应用层面的信息需要互联和融合，需要打破不同行业领域之间的行业壁垒，各行业之间相互合作，才能最好地发展物联网。

4)物联网将使IP 地址的需求呈指数级增长，许多地址资源无法支撑。

4.3 抓住机遇，迎接挑战

如今世界各国都在竞争国际标准制定的主导和控制，这将无疑促进物联网技术的发展。为解决物联网的研究和应用中遇到的问题，世界各国需要进一步制定相应政策适应物联网的发展，迎接物联网时代。当前物联网相关产业发展，有利于未来经济的可持续发展；物联网有些关键技术需要投入大量的人力、财力以及物力，以保证物联网的正常发展。物联网的发展应该注重于发挥内部优势、减少内部劣势、抓住外部机遇、减轻外部威胁。

当前我们唯有于抓住机遇，物联网产业环境分析与发展预测

物联网产业环境复杂多样，可采用PEST分析法，总结当前世界物联网的产业环境。可知当今世界各国对物联网产业的重视程度加深，而物联网刺激经济法发展，反之也为发展的经济刺激其发展要求，从而为进一步发展奠定基础，而如今的信息和隐私安全是物联网发展中需要攻克的难题，最终物联网因为其本身涉及技术领域的广泛注定其一定的产业环境适应其研究开发要求。

物联网产业的预测有利于国家更好的把握物联网产业发展节奏，对各地区物联网发展的规划有借鉴意义。

分析部分资料可以做出结论，如今的物联网已过了探索性，而正处于快速发展期，在这段时期，物联网标准形成，各种产业融合发展，未来的五年将会呈稳定增长的状态，各种产业深度融合，大约五年后物联网技术和产业成熟，并对传统产业的改造和提升，将物联网技术和理念融入到各行各业中，并成为其发展的推动力量。我国团队在工业物联网方面的技术和产品以及产业化

我国是世界是最早研究物联网的国家之一，物联网的研究时间长，因此物联网事业处于世界领先位置。

2006 年，我国制定了2006 年-2020 年的信息化的发展战略，其中介绍了全球信息化和我国信息化的发展趋势，我国的战略思想以及战略目标我国具有代表性的研究机构都已经并将继续实施对物联网各个方面的研究。目前大多数的高校将物联网作为一个重要的研究方向。

物联网产业涉及的技术相对比较多，主要包括RFID 技术、传感器技术、云计算技术、网络与通信技术、中间件技术等。我国关于RFID 技术的企业大多数都集中在低频与高频领域，具体超过100 多家，超高频和微波RFID技术的企业比较少，缺乏一些关键技术。2010 年3 月25 日，“传感网络信息处理服务和接口规范”国际标准的提案通过，标志着我国具有了本土化的国际协议，在传感网领域成为了国际标准主导国之一。而在其他方面的技术上，我国也相对发呆，在世界领先水平中占据一席之地。结论

物联网技术飞速，未来是物联网的时代,是个高度感知和信息控制的时代, 是个虚拟和现实逐渐融合的时代, 技术和市场相互依存。我们应抓住战略机遇，紧紧围绕转变经济发展方式，综合使用各种资源，调动各方面力量，在物联网应用上加大研究，尽最大努力夺取物联网国际标准制定的主导和控制，才能在物联网领域立于不败之地。

参考文献：

《物联网:概念、架构与关键技术研究综述》——孙其博，刘杰，黎羴，范春晓，孙娟娟； 《物联网的研究现状及其产业化》——李昆仑，缪泽峰，章剑雄； 《物联网技术浅析》——赵富安，赵宇；

《面向物联网的无线传感器网络综述》——钱志红，王义军； 《物联网产业机遇与挑战》——王金宝；

《中国发展物联网面临的机遇与挑战》——谢新梅； 《物联网在工业中的应用》——陶冶，殷振华； 《物联网技术的发展及其工业应用的方向》——彭宇；

《基于神经网络组合模型的物联网产业发展预测研究》——张亚斌，侯思华； 《物联网关键技术与应用》——刘强，崔莉，陈海明； 《物联网感知技术探讨》——马海晶；

移动通信技术在物联网中的应用研究 第6篇

【关键词】移动通信技术；物联网；应用研究

【中图分类号】 F49【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）02-0142-01

近年来，在党和国家领导人大力倡导下，物联网技术发展强劲中央在“十二五”规划建议中明确提出来要推行物联网的研发和应用。2010年3月，温家宝同志在《政府工作报告》中，将“加快物联网的研发应用”明确纳入重点产业振兴，代表着我国的物联网“感知中国”已经成为国家信息产业发展战略。随着物联网的广泛应用，人们的日常工作生活正在悄然发生着变化。而移动通信网络作为我国乃至全世界覆盖范围最为广泛地信息传输网络，为物联网的发展应用提供了坚实的基础。如何推动移通信技术在物联网中的应用是时下业界最热门且意义深远的话题。

1 物联网大潮涌动

1.1 物联网的概念和发展

1.1.1 物联网的基本概念

早在1995 年，比尔·盖茨先生就其著作《未来之路》中，首次提出“物-物” 相联的雏形。1999 年美国麻省理工学院（MIT）Auto-ID 中心提出了物联网（Internet of Things）的概念。 在2005年的国际电信联盟（ ITU）发布的相关报告中， 对物联网的概念进行了扩充。物联网，顾名思义就是物物相连的互联网络，是采用指射频识别（RFID）装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，采集相关信息并将信息进行转换后连接进互联网，以实现信息的相互和远距离传输， 最终实现实物系统一定程度的自我智能管理， 以及人们对物品和过程的智能化感知、定位、监控和管理的一种互联网络。

1.1.2 物联网的基本结构

物联网有着复杂的构架，但是从基本结构上来可被分为感知层、网络层和应用层三层。

⑴感知层。所谓感知层就是指信息感知层面，这是位于物联网的最底层， 是物联网中直接接触各种物体的部分。感知层就像是人的鼻眼耳等直接感知器官，感知层由种不同的传感器和相应的控制器组成，包括射频识别（RFID）装置、红外感应器、二维码技术等多种感知设备和感知技术。

⑵网络层。所谓网络层就是指网络传输层，这是物联网的中间层，网络层犹如犹如人的大脑和中枢神经，感知层一旦获取信息，网络层就负责传递。网络层主要负责将各信息感知和控制节点互联成网， 以实现信息传输管理和信息安全管理， 并为上层信息的应用提供相应的信息资源。

⑶应用层。所谓应用层是信息应用层，这是物联网的最高层次，主要是实现对联网物体的定位、监控以及管理功能。应用层构成了人们和物联网的相互接口， 能够针对不同应用需求，提供相应的管理及运行平台，相关人员可查看相关物品信息， 并对其进行定位及发出监控指令，实现更加准确和更加精细的智能化信息管理。

1.1.3 物联网的特点

物联网作为新兴的网络模式，和互联网有着不同的特点，物联网拥有很好的延展性，它的触角可以伸向国民经济的任何角落，全面渗透于人类生活的方方面面，最终实现“无所不在的物物相连”。

首先，物联网是各种感知技术的集中和广泛应用。物联网的感知层需要部署海量的多种类型传感设备，每个传感设备都是一个独立的信息源，它们感知事物的方方面面。传感器获得的数据具有实时性，物联网可以完成相应的实时监测及反馈控制操作。

其次，物联网具有多样化和包容性的特点。物联网的应用涉及多种技术领域，事关整个信息产业升级。它涉及通信、网络、无线传感网络等多种技术领域。因此其提供的相应应用和服务形态可以实现多种组合的可能。物联网的应用有可能需要通过多个基础网络连接，具备强大包容性。物联网应用可将众多行业及领域整合在一起，形成具有强大功能的技术架构，因此，物联网也为众多行业及企业提供了巨大的市场和无限机会。

再次，物联网具有智能处理的能力，能够对物体实施智能控制。物联网可以让传感器和智能处理相结合，总感知到获取，再到发出管理指令，实现智能化处理。

2.移动通信技术在物联网中的应用

由于物联网是建立在多种网络融合的基础之上的，它的信息节点具有广泛性和移动性的特点，这就决定而来它可以讲无线通信技术作为主要的联网技术之一。近几年来，中国的移动通信网络不断升级发展，第三代移动通信已经基本普及，4G网络已经开始应用。移动通信技术的发展和移动通信网络的升级为物联网的实现和应用提供了坚实的基础，移动通信网络必将在物联网的组网中得到广泛地应用。

2.1 移动通信系统在物联网中的应用方式

移动通信系统一般由移动终端、传输网络和网络管理维护等部分组成， 因此移动通信在物联网的应用主要包括以下几个方面：

2.1.1 移动通信系统的移动终端具有网络信息节点移动并实现随时随地的通信，与物联网的感知终端有着共通性，移动通信终端完全可以成为物联网信息节点终端的通信部件。

2.1.2 移动通信网络具有成熟的技术，广泛地覆盖面，可以作为物联网的信息传输网络使用。

2.1.3 移动网络管理维护平台具有成熟的管理和维护功能，可确保传输安全和信息安全。物联网可以使用移动网络管理平台以实现对物联网的相关管理维护功能。

2.2 移动通信应用于物联网的改进思路

虽然移动通行网络可以承载物联网，但是如果要实现其在物联网中的广泛支持和应用，仍然需要进行不断改进。因为移动通信网络作为电信网络，基础设计是从实现语音对话开始的，虽然3G和4G网络的构架增加数据通信功能，但是仍然不能满足物联网的应用要求，因此，根据物联网的应用要求，移动通信网络仍然需要进行很多的改进，改进的思路主要从以下几点完成：

2.2.1 移动终端需要进行改进。我们现有的移动终端的只具备了语音和数据通信功能，而物联网却要求终端需要强大的信息感知能力和控制能力，所以移动终端并不能满足物联网应用要求。所以我们必须在现有的移动终端中加入相关的感知和控制元件，使其动起来，更加智慧。

2.2.2 移动网络需要进行改进。我们现有的移动网络虽然技术成熟，网络覆盖面广，但是仍然有继续普及的必要，要让网络覆盖到任何一个角落，方能适应物联网的要求。我们要让网络覆盖到农民的在深山里的一片菜园，才能让大城市的人们能看到它们的生长状况。

2.2.3 移动网络管理需要进行改进。我们现有的移动网络管理虽然运行稳定而且成熟，但是也远远无法满足物联网的要求，移动网络管理是基于移动业务的，而物联网则涉及方方面面，因为物联网对信息传输的运行效率、安全性和可靠性要求都非常高。

2.3 移动通信在物联网中应用的现状与展望

近几年来，随着移动通行网络的升级和物联网的加速推进，移动通信技术在物联网的应用已经开始。但是，这些应用主要局限于一些特定的行业之中，没有真正地普及到人们的工作生活当中，我们仍需要为之不断努力，我们需要抓紧出台相关标准以实现对物联网的规范与引导，我们更需要不断地创新，加速物联网在人们日常生活中的普及，加速移动技术在物联网中的实际应用，让人们认识物联网，并应用物联网。我们相信，移动网络技系统必定为物联网的发展提供坚实的基础，我们也相信物联网也必定能给人们带来一个更加智能更加美好的现代化生活。

参考文献

[1] 李文清，郭忠良.物联网的成长和发展综述[J].网络与信息，2010，2

[2] 宋俊德.浅谈物联网的现状和未来[J].移动通信，2010（15）： 8-10.

[3] 孔晓波. 物联网概念和演进路径[J]电信工程技术与标准化，2009（12）

物联网的技术思想与应用策略研究 第7篇

1 物联网技术分析

1.1 体系结构技术分析

物联网体系结构可细分为感知延伸层、业务应用层和网络层三个方面。感知延伸层主要是指在物联网中实现人与物以及物与物的通信需求,必须有感知延伸层。感知延伸层通过对物体的信息搜集与对知识的捕获等方式感知信息,其主要技术包括全球定位系统(GPS)、射频识别技术(RFID)、传感器和短距无线通信等技术。业务应用层是指在物联网中实现数据信息的储存和应用,最终为客户需求提供一些业务信息和应用。业务应用层技术涉及大量的网络信息处理技术、中间件、信息搜索技术等,能够根据客户需求对数据信息进行储存、分析和处理。其中,云计算技术能够有效对大量信息进行处理,有助于提高物联网技术的应用能力。网络层主要是指在物联网中通过网络层来实现信息传递。

1.2 业务支撑与职能处理技术

物联网的业务处理需要根据物联网的实际应用需求和应用场景进行业务技术处理,既要考虑人与物、人与人、物与物的通信需求,又需要考虑个人、家庭、企业的需求,并根据不同的需求采用相应的接入技术。物联网业务支撑与智能处理技术要建立在对业务需求与业务应用场景的研究之上,然后对业务特征和业务功能进行分析;同时,业务支撑还需要借助云计算技术等对信息数据进行细致的分析、跟踪、处理。物联网数据具有信息量庞大、业务类别繁多、行业类别广泛等特征,利用传统的物联网硬件设施很难支撑其业务需求,因此,在物联网技术中,要对一些闲置的计算系统加以设计和利用,实现对物联网大量信息的计算与处理。这不仅能够满足日益增长的物联网信息处理需求,还能有效提高物联网对用户的服务效率。

2 物联网技术思想

2.1 多域间资源融合与服务共享思想

多域间资源融合与服务共享思想是指实现物联网技术下的多域间网络相互融合与共享。其思想是在未来物联网技术中达到承载更多、更大容量的数据信息目标,根据大容量的数据信息建设更多的融合性业务,彻底摆脱多网域合一的局限局面。由此可见,多域间资源融合并不是实现多网域合一,而是实现物联网技术领域整体融合的重要前提。融合已经成为物联网技术中的中坚技术之一,物联网通过利用网络、设备、平台等实现资源融合,最终使物联网多域间技术融合与服务共享达到市场融合的机制需求,实现了将物联网的信息技术产品与相应的服务捆绑销售这一目的,使物联网信息技术满足了市场日益变化的需求。

2.2 泛在服务技术思想

泛在服务技术思想是物联网技术思想的核心,是一种较为广泛的网络技术形态,实现方式主要是利用RFID设备、GPS等技术获取信息,然后将处理信息的智能技术通过物联网映射到各种物体中,通过网络技术给予物质世界生命与活力。物联网泛在服务技术思想主要是通过物联网技术来摆脱人为因素的干预,达到物与物联系的目的,以此降低一些人为主观因素带来的不稳定性,实现高效率的物联网信息技术服务。例如,目前人们将传感技术应用到了交通、电网、大坝等物体中,实现了物联网技术与社会各个场所和物体的联系,并逐渐利用物联网技术控制社会生活中的各项应用系统,实现泛在服务思想。

3 物联网应用策略

3.1 综合服务平台技术的应用策略

依据物联网技术中的多域间信息融合与服务共享思想,应用综合服务平台技术策略能够加速多域间信息融合与服务共享的实现。综合服务平台技术应用策略主要包括信息感知与物体连接、数据信息融合与信息服务共享、智能处理与数据信息融合、身份认证与门户统一、用户等服务体系。在综合服务平台技术应用中,要根据综合服务平台的理论基础与物联网实际的信息与服务需求、企业的运营结构、应用场景等建立能够实现物联网综合服务平台技术的应用模型。此模型需要建立相应的数据信息融合平台和服务共享平台,以此满足用户需求和企业的经营需求。

3.2 综合服务实验系统的应用策略

根据物联网技术发展中存在的一些重要问题,加强物联网中的信息技术应用与服务,以此实现网络技术手段的不断更新和服务共享。同时,还需要建立映射全国各个行业与服务系统的综合服务体系,进一步促进物联网与各行业产业链的联系。因此,物联网的发展不仅需要不断改进技术,同时还需要将丰富的技术手段应用到综合服务当中。

4 结论

综上所述,物联网技术思想为未来物联网的发展提供了一定的借鉴,采用相应的物联网应用策略对实现物联网技术思想具有重要的意义,因此,应根据目前物联网技术应用中的一些技术问题,结合物联网技术的特点,不断完善物联网信息技术处理与服务共享。

摘要：物联网是信息技术网络资源,是物体与服务系统联系起来,以减少人为干预的物与物的联系。通过网络数据信息精确地分析物体与服务系统中存在的问题,物联网技术思想与应用策略的研究应用有效提高了物联网技术的应用水平,为物联网的发展奠定了基础。

关键词：物联网,技术思想,网络资源,数据信息

参考文献

[1]吴宇,胡君,唐茂文.云计算在电能信息采集物联网技术中的应用[J].电气应用,2015(S2).

[2]李太华.基于EPON技术的电力物联网的建设路径初探[J].电子技术与软件工程,2016(09).

物联网技术在医疗行业的应用研究 第8篇

关键词：物联网技术,医疗行业,远程服务

物联网是指按照既定协议, 通过激光扫描仪、全球定位系统 (CPS) 、红外感应器、无线射频识别等信息传感设备, 把物品通过互联网进行连接管理并进行信息交换和通讯, 从而实现智能化监控管理、跟踪、定位识别的一种网络技术。近年来, 我们国家在政策方面加大了物联网技术应用于各公共事业领域的力度, 并已启动国家物联网应用示范工程。因此, 对于医疗行业而言, 如何正确认识物联网技术, 并加以有效的应用, 有着重要的现实意义。基于此, 笔者结合工作实践体会, 就物联网技术在医疗行业的应用做以下探讨与分析:

1 物联网典型结构及其特征分析

随着近年来物联网技术在各行业的应用, 相关研究也较为多见。目前典型的物联网结构模型主要包括终端联网部件、互联网络、远程服务或控制部件三个组成部分。

典型物联网模型如图1所示, 其工作原理是:终端联网部件借助一定的技术手段 (如RFID、全球定位、红外感应、无线通信、激光扫描等) 来对物品进行识别, 并通过互联网并将获得的信息送达远程服务或控制部件, 由此完成第一步;在物品主人即时获得相关信息后, 则可以通过远程服务或控制部件对物品发送指令, 使其执行某个动作, 该指令沿信息来的通道原路返回终端联网部件直至物品接受到指令并执行相关动作, 从而完成一个完整的工作流程。在该流程中, 各部件的功能及特征分析如下:

1.1 终端联网部件

物联网结构中, 从其定义不难看出其核心部分在于“联网”, 因此, 只有将物品连接上网络才有可能实现对物品信息的查询和管理。终端联网部件, 就是发挥将物品和互联网进行连接的桥梁纽带作用。在物联网系统中, 物品必须通过此设备才能连接上互联网, 互联网也必须通过此设备才能访问物品。在现有技术水平下, 终端联网部件应用较多的技术射频识别 (RFID) 、全球定位、红外感应、无线通信、全球定位、激光扫描等各种信息传感技术。

1.2 互联网络

物联网技术作为现代信息技术发展的重要技术之一, 其功能实现从某种意义上而言, 依赖于对网络的利用。如果没有网络互连, 就无法实现“物”的“联网”。因此互联网络在对物品、人之间的各种信息数据进行传输和处理, 完成信息控制的功能。

1.3 远程服务或控制部件

从物联网技术应用的目的来看, 在于对物品“实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理”。因此, 必须借助一定的远程服务或控制部件来予以实现。通过以上分析, 我们可以清晰地看到典型的物联网结构模型, 无论是在医疗行业还是其他行业的应用, 都是在此模型下进行具体的实践应用和功能的拓展。

2 物联网技术在医疗行业的典型应用实践

我国物联网技术应用于医疗行业起步较晚, 但发展速度很快, 目前在医疗行业应用较为成熟的方向主要在医疗信息和服务的数字化、药品和医疗器械的管理、远程医疗服务这三个方面。现就其实践应用情况分述如下:

2.1 应用于医疗信息与服务的数字化建设

随着现代信息技术在医疗行业的渗透与应用, 各种新技术、新手段对促进医疗信息与服务数字化发展已成为未来的发展趋势。而物联网技术在医疗信息与医疗服务的数字化方面应用展现出广阔的前景, 比如目前已经应用较多的方面有: (1) 患者信息管理。由于患者信息往往数据十分庞大, 传统的管理方法显然不能适应医院发展的现实要求。而通过RFID腕带就可以快速、便捷地将病人的疾病史、治疗情况、家族病史、过敏药物等就医信息进行搜集与处理;而且成熟的RFID技术极大地减少了人为因素 (比如医生护士用错药) 带来的的风险。 (2) 信息资料共享。通过物联网技术对医疗信息和就医记录进行联网共享, 有利于患者在发生疾病时, 身边的医护人员能快速熟悉患者的相关就医信息, 为开展高效的治疗和救护成为可能, 因而进一步提高了工作效率和社会效益。 (3) 医疗服务管理。物联网技术在医疗系统的应用典型优势在于优化了医院的医疗服务管理。通过建立患者医患管理系统与智能导医系统, 从而避免了传统的患者初次就医手忙脚乱的现象, 患者可以实现一卡在手, 就能得到电子信息指引的就医流程, 使就医过程变得高效便捷。

2.2 应用于药品和医疗器械的管理

对于医疗行业而言, 常规的药品与医疗器械管理是一项基础性工作。在市场经济下, 一些不法分子和一些非正规医院使用假药和劣质医疗器械导致悲剧的发生, 造成了及其恶劣的影响。而药品和医疗器械的管理中运用物联网技术就能对规范管理, 打击假冒伪劣药品起到很好的效果。比如RFID电子标签的唯一性和不可复制性, 能对药品与医疗器械从生产、运输、销售、使用等各方面进行管理与监控, 并且在防伪领域优势明显。显然, 通过运用RFID技术不仅提高了药品存储管理效率, 有效降低了人工劳动出差错的概率, 而且能杜绝了各类药品的翻新使用与非法处理。

2.3 应用于远程医疗服务

依托物联网与互联网的连接, 可以有效扩大医护范围, 改变传统就医模式, 使以往由于各种原因得不到很好救治的病患能够及时得到正确的诊治。这方面的应用有以下几种情况:

(1) 远程医疗监护。构建了一个以患者为中心, 以对危急重病患者的不间断监护为目标的服务体系。此应用不但能够为一些患有急性病患者提供提醒和及时救助, 还能极大减少一些行动不便的患者前往医疗场所的次数, 其应用模式也从改善生活方式逐步转变成及时提供救护信息、交流治疗方案。

(2) 移动医疗。随着高灵敏度传感器在人的体域网范围内通信效果的提高, 可以很方便地监测人的心跳、血压和体温等基本生命体征, 为每个客户建立一个身体状况的信息库, 对客户身体的健康状况进行实时的监控分析, 并将其数据结果反馈给客户护理人或者社区医院等进行处理, 及时为被监测者提供医疗保健和饮食调整等方面的建议。

(3) 远程就诊。广大农村和偏远地区居民就医困难, 通过无线或者视频的方式将不便就医的患者信息传送至医疗机构服务器, 建立档案, 提高基层的医疗服务质量;医生还可以和患者进行虚拟会诊, 这样在基层医院也能够得到专家的诊治, 将优质的医疗资源向基层延伸, 让更多普通民众享受科技带来的便利。

3 医疗行业应用物联网技术面临的问题

从前文分析中我们不难看出, 物联网技术在医疗行业的应用, 极大地提高了医疗服务效率和水平, 对规范管理, 提升服务质量有明显的促进作用。但由于物联网技术的应用受制因素很多, 因而在目前我国社会经济发展水平以及相关技术条件下, 物联网技术在医疗行业的应用还存在着一些有待进一步改善的问题。比如智能医疗系统所涉及的信息安全保护问题, 如果没有成熟的防范技术与对策, 就难以促进智能医疗系统全面发展。不仅如此, 物联网技术系统中的硬件、软件如果不能良好、稳定地运行, 不仅不能给医疗工作带来便利, 而且会带来很大的安全隐患。因此, 目前一方面不仅要求在物联网建设方面投入更多的财力, 极大技术的研发力度, 从而不断提高其应用水平;而且另一方面要加强相关标准的建设, 只有健全相关标准, 解决制约物联网在医疗领域应用的问题, 才能使物联网技术更好的服务于医疗行业的发展需求。

4 结束语

综上所述, 随着现代信息技术在医疗行业的应用与渗透, 利用先进、成熟的技术来提高工作效率和提升服务水平是未来的发展趋势。尽管目前物联网技术在医疗系统的应用已取得了一定的进展, 但还存在一些有待解决的问题。因此, 这就对医疗行业提出了新的要求, 必须通过培养高素质的医护专业人才, 才能使新技术的作用发挥出来。从而实现通过运用现代化的医疗手段来提高医疗服务水平。本文就物联网在医疗行业的典型应用进行了论述, 以供此类研究提供参考。而如何利用物联网技术打造智慧型物联网医院, 是管理者和建设者需要进一步探索的课题。

参考文献

[1]刘林森.进入医疗物联网时代[J].中国信息界 (e医疗) , 2010 (12)

[2]薛青.智慧医疗:物联网在医疗卫生领域的应用[J].信息化建设, 2010 (05)

物联网技术在邮政企业的应用研究 第9篇

物联网是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮, 代表了下一代信息技术的发展方向。目前政府、企业和学术机构对物联网十分重视, 已经将物联网上升为国家战略。推进物联网的研发应用已经写入《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十二个五年规划的建议》。《邮政产业十二五规划》也明确指出要推动新技术的应用, 提高企业自动化、标准化、信息化应用水平, 促进物联网等相关技术的应用, 鼓励企业使用跟踪查询、全球定位系统、地理信息系统、单元化装载、自动识别、电子数据交换和可视化等技术。

2 物联网相关概念

2.1 物联网的定义

物联网 (The Internet of things) 是通过射频识别 (Radio Frequency Identification, 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。物联网技术体系如图1所示。

物联网的概念是在1999年被提出的, 其含义就是“物物相连的互联网”。其中包括两层含义: (1) 物联网的核心和基础仍然是互联网, 是在互联网的基础上延伸和扩展的网络; (2) 其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间, 进行信息交换和通讯。在这个网络中, 物品与物品 (Thing to Thing T2T) 之间能够进行“交流”, 人与人 (Human to Human H2H) 之间能够进行“交流”, 人与物品 (Human to Thing H2T) 之间能够进行“交流”, 而无需人为干预[1]。其实质就是利用感知、无线技术, 通过计算机互联网实现物品的自动识别和信息的互联与共享, 如图2所示。

2.2 物联网关键技术

(1) 射频识别:物联网除与传统的计算机网络和通信网络技术有关外, 还涉及到了许多新的技术, 如射频识别技术、近距离通信和芯片技术等。其中, 射频识别RFID是构成物联网的一项关键技术, RFID技术的发展状况将直接决定物联网发展的前途。射频识别技术, 又称无线射频识别, 是一种通信技术, 可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据, 而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。利用射频信号通过空间耦合实现无接触的信息传递, 并通过所传递的信息达到识别目的的技术, 统称为RFID技术。RFID系统由三部分组成: (1) 电子标签; (2) 阅读器; (3) 天线。常用的有低频LF (125k--134.2K) 、高频HF (13.56Mhz) 、超高频UHF (840—960Mhz) 、微波等技术。RFID读写器分为移动式和固定式, 结构如图3所示。

(2) RFID网络架构:基于此技术的RFID标签可支持快速读写、非可视化识别、移动识别、多目标识别、定位及长期跟踪管理, 具有条形码无可比拟的优势。RFID标签自身可以携带大量有用的信息, 通过为每一件物品附加RFID电子标签, 使其具有唯一的“身份”和相应的足够信息, 让物品在物联网络中能够“开口说话”, 实现物品与物品之间、物品与其它系统之间的“交流”, 而无须人工干预。RFID电子标签存储着规范而具有互用性的信息, 通过无线或有线通信网络对它们进行自动采集, 并传送至中央信息系统, 实现物品的自动识别, 进而通过开放的计算机网络实现信息交换和共享, 实现对物品的透明管理和智能处理, 如图4所示。

(3) 电子标签:无源射频电子标签从阅读器发射出的电磁波获取能量, 标签芯片所获得的能量与许多因素有关, 如空间环境的反射、传播媒介的吸收系数、温度等[2]。在理想空间和连续载波的情况下, 芯片接收的能量可以用下面的公式计算:

其中Ptag_IC是芯片接收的能量、PREADER为阅读器发射功率、Gtag是标签天线增益、Greader是阅读器天线增益、R是标签到阅读器的距离。

(4) UHF频段的RFID:需要强调的是超高频段 (UHF) 的RFID具有高频和低频标签系统不可比拟的优点: (1) 有更远的传输距离, 可达10M; (2) 传输速度快; (3) 存储容量大; (4) 一次性可扫描多个标签, 而且带有防碰撞系统; (5) 可重复使用时间长; (6) 抗恶劣环境能力强。

2.3 物联网的特征

物联网是指在物理世界的实体中部署具有一定感知能力、计算能力和执行能力的嵌入式芯片和软件, 使之成为“智能物体”, 通过网络设施实现信息传输、协同和处理, 从而实现物与物、物与人之间的互联。物联网应该具备3个特征: (1) 全面感知, 即利用RFID、传感器等随时随地获取物体的信息; (2) 可靠传递, 通过各种电信网络与互联网的融合, 将物体的信息实时准确地传递出去; (3) 智能处理, 利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术, 对海量数据和信息进行分析和处理, 对物体实施智能化的控制, 其中智能处理和全面感知是物联网的核心内容[3]。

另外, 物联网可选择的基础网络有很多, 应根据具体应用的特定需求选择基础网络, 既可以利用公网也可以利用专网。通常互联网被认为是最适合作为物联网的基础网络。

2.4 物联网的应用

物联网用途广泛, 遍及邮政速递和物流管理、公共安全、资产管理、智能楼宇、路灯监控、智能医院、智能交通、水质监测、智能消防、环境监测、矿井安全管理、食品药品管理等许多领域。

3 RFID技术在邮政企业的应用

邮政作为世界上最大的实物投递和运输网络, 是继零售供应链之后, 世界上应用RFID技术的第二大行业, 世界邮政联盟早在二十世纪九十年代就开始了对RFID相关技术的研究和应用探索工作。

3.1 国外应用情况

1994年由欧美和泛太平洋地区的23个国家的邮政运营商组成的国际邮政集团 (IPC) , 采用了一套全球性的基于RFID技术的邮政服务自动监测系统 (AMQM) , 用于监测国际信函在各个国家、各个环节的处理时限。西班牙邮政于2007年在37个邮件处理中心成功地推广应用了无源超高频RFID技术, 用于包裹邮件的质量监控。丹麦、韩国、芬兰、瑞士邮政在全国范围内实施了基于RFID技术的集装箱管理系统, 实现了对集装箱的可视化管理和科学调度。DHL和TNT利用RFID技术提高邮件服务质量并降低成本。美国邮政总局应用RFID技术管理其机动车辆。此外, 澳大利亚邮政和巴西邮政均利用RFID用于邮件处理和监控, 并取得了成功的经验。

3.2 国内应用情况

中国邮政多年来十分重视科技兴邮, 积极开展对RFID技术的研究和应用探索。2005年在科技部的支持下, 中国邮政以速递总包处理业务为突破口, 在上海进行了“无线射频识别技术在上海邮政速递总包处理中的应用”实验, 将RFID技术应用于支局所、市内速递邮件汇集点与沪青平处理中心、虹桥航站之间的速递总包处理作业中, 实现了市内速递总包交接环节的自动扫描、点数、勾核, 取得了良好的应用效果。

2006年10月, 国家高技术研究发展计划 (863计划) 重大专项“射频识别 (RFID) 技术与应用”启动。中国邮政集团公司邮政科学研究规划院被批准承担“RFID技术在邮政行业的应用”研究课题。该课题的研究内容主要包括RFID技术在邮政行业应用的总体方案研究, 在速递总包处理、邮件传递质量跟踪管理、邮政物流和邮车管理等方面的应用研究。2007年3月, 课题组完成了RFID在北京、上海和广州三地之间速递总包的应用试运行工作, 通过在总包上附加RFID电子标签实现了总包在交接过程中的自动点数勾核, 在缩短总包交接处理时间的同时也大大提高了点数勾核的准确率。2009年5月, 课题组完成了RFID在福建中邮物流车辆安全管理方面的应用试运行工作, 通过对车辆加贴RFID电子车牌以及为司机颁发RFID电子驾驶证, 实现了对车辆调度和进出场信息的准确记录, 同时也实现了内部车辆的不停车进出场, 取得了良好的应用效果。现在课题组正在抓紧时间进行RFID在物流仓储应用方面的试验, 研究如何充分利用RFID技术实现物流仓储管理和作业的智能化, 以进一步提高物流仓储系统生产作业效率[4], 如图5所示。

2010年至2013年, 上海邮政和江苏邮政均尝试引入物联网技术, 用于总包邮件处理和邮政物流、仓储管理, 均取得良好的效果, 从而进一步拓展了市场, 提升了邮政企业竞争力。

4 物联网在邮政企业的应用前景

中国邮政是集信息流、物流、资金流一体化的大型集团企业, 已经建成覆盖全国的金融计算机网络系统、实物传递网, 并拥有三万亿元的储蓄资金, 因此物联网技术在邮政企业具有广泛的应用前景[5]。邮政应用系统基本网络结构如图6所示。

(1) 应用于车辆的调度管理。当前, 邮政系统对车辆的准点率管理还处于手工统计或者GPS记录的方式。这两者都存在不足:人工统计存在一定的管理纰漏, 人为错误在所难免, 统计管理麻烦;GPS记录只是对于路线进行记录, 而对于关键点还需人工检查和处理。如果在每辆邮车上配备1个RFID标签, 与车牌信息绑定, 利用现有阅读器即可实现自动检查邮车的准点率、邮车高速进出处理场地的不停车管理。

(2) 应用于容器管理。随着邮政标准化进程的推进, 邮袋将被取消, 价值较高的邮件新容器的使用量必将越来越多, 因而充分使用和调度容器是即将面临的突出问题若在每个邮件容器上增加一个RFID标签, 利用现有阅读器, 就可以方便地进行容器管理, 如各局之间容器调拨、局内容器查找。如果今后容器起到总包的功能, 该标签还可作为总包标签使用。

(3) 应用于作业流程优化。交接验收、勾挑核对、平衡合拢是邮政的三项基本制度, 是确保邮件迅速、准确、安全传递和不断提高通信质量的重要保证, 也是在整个邮政处理流程中最耗费人力和时间的环节。因此, 可以通过采用有源RFID电子标签来替代普通纸质总包袋牌的技术手段来提高效率。在总包生成时, 将总包号和电子标签绑定;自动读取总包号并与车次绑定, 可取消“勾挑核对”, 提高装车速度;自动读取车次及总包号可取消“交接验收”、批量卸车提高效率, 并自动实现“平衡合拢”。此外, 物联网技术还可以用于邮政生产安全防范、人员考核、量收统计等各个方面, 以改进企业生产效率、降低企业经营管理成本, 提升企业综合竞争力。

5 物联网进一步发展存在的问题

目前, 我国物联网还处于产业启动期, 虽然各行各业纷纷提出了大力发展物联网的口号与相关方案, 但距离大规模的产业化推广还存在很大的差距, 主要有以下几个方面的问题。

(1) 安全问题:物联网建成后所覆盖的领域极为广泛, 有公共安全、供电网、邮政、水质监测、食品药品管理、铁路、公路、供水系统等, 这些领域涉及到国家战略、基础建设以及商业机密。作为物联网关键技术之一的RFID标签, 其特性决定了任意一个标签所标识的信息都能在远程被任意的扫描, 且标签能自动地、不加区别地回应阅读器的指令并将其所存储的信息传输给阅读器。这一问题目前还没有很好的解决方案, 如果国家机密、商业机密或个人隐私被犯罪嫌疑人获取甚至操纵, 后果将不堪设想[5]。

(2) 技术标准的统一与协调:物联网的发展与应用涉及到多种技术与多种行业, 而不同的行业可能会采用不同的技术方案, 如果各行其是, 所形成的大量的专用网将无法连通, 不能进行联网, 不能形成规模经济, 不能形成整合的商业模式, 也不能降低研发成本。因此, 能否制定统一的技术标准, 形成统一的管理机制, 是物联网能否大规模普及应用的关键。

(3) 运营模式有待完善:物联网的产业链的构成复杂, 涉及到终端制造商、应用开发商、网络运营商、最终用户等诸多环节, 各环节利益分配困难, 难以实现共赢, 进而导致商业运营模式的不可持续性, 需要进行运营模式的创新与完善。

(4) 统一的管理平台:物联网的价值在于网, 而不在于物。传感是容易的, 但是感知的信息, 如果没有一个庞大的网络体系, 不能进行管理和整合, 那这个网络就没有意义。因此, 建立起一个全国性的、庞大的、综合的业务管理平台, 把各种传感信息收集并分门别类的管理, 进行有指向性的传输, 物联网才能发挥最大的功效。

6 结束语

物联网技术对于邮政企业相关业务的持续发展具有强劲的促进作用, 一方面新兴的电子商务业务发展离不开物联网技术的支撑, 在这个年交易额已超过8万亿元的市场中, 中国邮政不能无所作为;另一方面, 对于具有强大技术、人才优势的大型国企来说, 物联网平台的建立将从根本上确立中国邮政的竞争优势, 不断推动产业结构的调整和发展方式的转变, 更好地满足用户多元化的服务需求, 提高邮政企业的社会形象和经济效益。

摘要：物联网是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息化革命, 对于邮政企业的转型发展具有重大意义。通过对物联网关键技术RFID、特征和应用的分析, 探讨了物联网在邮政企业推广应用的前景。在邮政企业建立物联网应用平台将从根本上确立邮政的竞争优势。可以促进邮政生产、管理和服务方式向智能化、精细化方向转变, 增强技术创新能力, 调整业务结构, 转变发展方式。

关键词：物联网,RFID,邮政,应用,服务

参考文献

[1]沈苏彬, 范曲立.物联网的体系结构与相关技术研究[J].南京邮电大学学报, 2009, 29 (6) :1-10.

[2]包红玉.RFID标签芯片关键电路设计[D].西安电子科技大学, 2010:8-15.

[3]孙其博, 刘杰.物联网的概念、架构与关键技术研究综述[J].北京邮电大学学报, 2010, 33 (3) :1-8

[4]高璐.物联网时代邮政速递物流生产运营的思考[J].邮政研究, 2010, 26 (5) :3-4.

物联网技术的应用研究 第10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

物联网技术的应用研究 第11篇

关键词：物联网；RFID；停车场管理系统

引言

经济的高速发展和生活水平的逐步提高，促使人们对出行要求越来越高，很多的家庭都购置了小型汽车，为日常生活所用。但不断增加的车辆数目导致城市的交通堵塞和停车难的问题越来越突出，逐渐成为影响和制约城市建设和经济发展的重要因素。

目前，城市停车场可以根据用途分为三类：配建停车场、路外停车场和路面停车场。配建停车场是城市在规定区域建立，专门用于车辆停放的区域，在停车场整体中占主导地位；路外停车场和路面停车场是在马路车辆行驶范围之外，规划车位停放车辆，具有挤占性、方便性和临时性的特点，需要挤占动态交通资源，但可以对配建停车场不足起到调节和补充作用。由此可见，配建停车场为城市停车主要区域，更好的利用和管理停车场资源可以为城市停车难问题提供有效解决方式。

1.物联网和RFID技术

（1）物联网

物联网（Internet Of Thing，IOT）的概念是1999年提出的，定义如下：把所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来，实现智能化识别和管理。物联网把新一代IT技术充分运用在各行各业之中，具体应用就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体之中，然后将这一物物相连的网络与现有的互联网整合起来，实现人类社会与物理系统的整合网络，通过超级强大的中心计算机群，对网络内人员、设备和基础设施实施实时的管理和控制，使用人们可以更加精细和动态的管理生产和生活，达到“智慧”的状态[1]。物联网可以通过射频RFID技术、传感器、二维码及其他感知设备随时随地采集各种动态，全面感知世界；可以利用网络（有线、无线及移动网络）将感知的信息进行实时的传送；也可以通过对物体实现智能化的控制和管理，真正达到人与物的无碍沟通。

（2）RFID技术

无线射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）技术是一种非接触的自动识别技术，原理是利用射频信号和空间耦合（电感或电磁耦合）传输特性，实现对被识别物体的自动识别。RFID系统具有两个基本的构成部分：应答器（如，电子标签或射频卡）和阅读器（如读写器、基站等）[2]。为了更好地对识别数据进行分析和处理，在较大型的RFID系统中，还需要中间件、应用系统软件等附属设备来完成对阅读器识别系统的管理。

智能交通系统是利用现代信息技术为核心，利用先进的通信、计算机、自动控制和传感技术，实现对交通的实时控制与指挥管理的过程。RFID技术应用于停车场管理，不仅可以继承磁卡、条码卡、接触式IC卡的优点，并可远距离、静态或动态识别目标（人、车、物等），而且RFID具有识别区域无方向性、无盲区，信号穿透力、绕射力强等特点。

2.停车场管理系统的功能模块研究

停车场管理系统可设定五个功能模块：用户管理模块、卡管理模块、员工管理模块、统计与查询模块和系统设置模块，由于篇幅有限，本文对主要功能进行分析和说明：

（1）用户管理模块

用户可分为长期用户和临时用户两种。长期用户需要完成信息的注册或修改功能、所有用户均要完成交费管理功能；另外用户管理模块还包括进出场管理、车辆监控管理、可视化地图查询等功能。

长期用户的注册需要填写车辆的基本信息、个人基本信息，通过分配RFID卡功能分配有效RFID，并可选择注册为刷卡、包月、VIP等业务类型。长期用户可以通过交费管理功能进行账户续费、类型转换功能，员工可以根据该功能对用户进行冻结或解冻操作。

用户进出场管理主要是在用户进场过程中，通过RFID卡自动识别、系统抓拍车辆照片、记录车辆车牌号以及进场时间。阅读器读入RFID卡号，在系统数据库内进行检索，搜索相关资料来判断用户等级，直至用户在停车场完成车辆停放；用户出场过程中，系统通过读取RFID卡的信息自动识别卡号，通过内部数据库查询相应车辆停放记录，根据用户类型自动收取费用。长期用户直接从卡中储值区扣除相应费用，临时卡用户缴付停车费后，归还RFID卡，出口道闸启动，用户出场。

车辆监控与管理功能可以监控所有车辆。可以直接查看车牌号、车位号、车辆的状态、进场时间等信息，也可选择列表记录来查看基本信息。

在可视化地图中可对车场车位的停放信息、车位分配情况、使用情况、锁定情况等进行查询和管理。

（2）卡管理模块

该管理模块可包括RFID卡登记与修改、RFID卡挂失与锁定、员工注册和员工资料修改、长期用户查询、员工查询和收费标准设定等功能。

RFID卡的登记、修改主要完成对卡片日常信息的维护与记录；RFID卡的挂失与锁定功能主要为保证持卡用户的信息安全和财产安全功能；收费标准设定，主要是管理员通过该界面完成对车场收费标准的制定，包括对收费的时间单位、单位费用、优惠时段、折扣率、车型费率、月租以及刷卡用户有限期限等的设置。

（3）统计功能模块

该模块通过每次运营操作的累积统计，动态地将停车场管理的各个方面，如车位使用情况、员工业绩及用户记录等信息记录下来，通过统计分析，得到分析结果。车场管理人员可以通过这些结果对车场的进出场、用户管理、卡管理及员工业绩等各环节的运营情况进行较为直观的分析，从而及时发现问题和解决问题。

统计模块包括分为停车总数统计、月收费总数统计、各类停车统计、索要凭证数统计、停车峰值开始时间、最大停车数统计、各区车位使用情况统计、临时用户消费金额统计及员工业绩统计等功能。

停车总数统计：可以根据系统中日统计表的当天停车总数，以日为单位，统计出停车场每月停车数量的大概趋势，使得停车场管理者在运营初期能够掌握了解停车场在规划及流程方面的各类问题，并及时找到解决方法。

各类停车统计：根据日统计表中的当天临时停车数、当天长期停车数等数据信息，以日为单位，统计出停车场每天各个用户群的数量，并对不同用户类型数据进行比较，做出相应调整。

3.RFID技术应用于停车场管理系统的优点

在停车场管理中应用RFID技术可以有如下优点：

（1）降低劳动成本，提高工作效率。驾驶员只需将RFID停车卡在指定位置5米左右范围内一晃，系统就可瞬间完成检验、记录、核算、收费等工作，道闸可自动关闭，全过程无需人员操作。

（2）保密性高，安全性好。RFID卡的加密性极高，一车配备一卡，系统自动完成判断车辆是否进场或出场，有效防止车辆失窃。

（3）收费合理。固定车主用户（长期持卡），只须发卡收取押金，分期收取储值金额和期限费用，管理主动、简明；临时卡用户可在入口取卡，出口交卡收费，费用计入计算机中，保证费用不流失。

（4）抗环境影响能力强。RFID卡适应各种复杂天气，且RFID卡的免接触方式，不会对硬件系统造成磨损干扰等破坏，系统故障率低。

（5）系统扩展性强。可与监控、通信、财务等系统方便连接。

4.结论

随着中国工业的发展，城市机动车辆增速迅猛，而城市的空间有限，不可能无限制建立停車场，停车问题极待解决。将RFID技术引入停车场管理系统来管理停车场，使车辆进出有序、手续简便、速度快、管理自动化、收费更加公正合理，提供了停车问题的有效解决方案。（作者单位：辽宁行政学院）

参考文献：

[1] 赵林度，陈宇，任宗伟.电子证件物联网[M]，中国物资出版社，2011.8

物联网技术的应用研究 第12篇

1.1 物联网定义

物联网是通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按照约定通信协议,把物品与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络概念。“IOT,The Internet of Things”,就是“物物相连的互联网”。

1.2 物联网体系结构

IOT的体系结构由3层组成,其模型如图1所示。分别为感知层、网络层和应用层。下面简要各层次的功能和作用。

1)感知层

物联网的核心,是信息采集的关键部分。感知层位于物联网三层结构中的最底层,其功能为“感知”,即通过传感网络获取环境信息。感知层是物联网的核心,是信息采集的关键部分。

感知层技术包括传感器技术、二维码技术、射频识别(RFID)技术、Zig Bee、蓝牙等相关技术。

2)网络层

网络层为第二层,其功能为实现信息的“传送”,即通过通信网络进行信息传输。网络层是感知层和应用层联系的媒介和桥梁,它由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网等组成,相当于人的神经中枢系统,负责将感知层获取的信息,安全可靠地传输到应用层,然后根据不同的应用需求进行信息处理。

网络层技术包括移动通信网络、互联网、信息中心、网管中心、云计算平台等。

3)应用层

应用层根据不同用户的需求向用户提供各类管理平台和运行平台,并根据各种应用的特点集成相关的内容服务。应用层通过各类用户界面显示设备以及其他管理设备来为用户提供服务。

应用层的应用包括物流监控、污染监控、智能检索、远程医疗、智能家居、智能交通等。

2 核心技术分析

2.1 无线传感器网络

无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)是由大量的传感器组成,以分布式的方式构成的无线网络,其传感器节点以静止或移动的方式分布与协作。以无线传输方式,将整个网络覆盖范围内被感知对象的信息通过感知、采集、处理,并最终把这些信息发送给网络的所有者。无线传感器网络结构如图2所示。

2.2 新型的无线传感器网络

无线传感器网络主要应用在采集位置、光强、温度、湿度、压力、生化等可量化数据。同时,对视频、音频、图像等多媒体信息的获取也成为我们在医疗监护、交通监控、智能家居等领域中的实际需求。因此,无线多媒体传感器网络成为一种解决方案。无线多媒体传感器网络(WMSN,Wireless Multimedia Sensor Networks)是以传统WSN为基础,导入视频、音频、图像等多媒体信息感知功能而产生的新型传感器网络。无线多媒体传感器网络体系结构如图3所示。

3“智能环境检测系统”解决方案

“智慧幼儿园”是以物联网为基础通过物联网感知层的各类感知设备借助互联网覆盖全校园,利用智能网关给予认证,结合摄像头,将学校资源整合到互联网上的一项智能应用。智慧幼儿园以物联网技术为基础,将各种应用服务系统集成,使幼儿园保教工作、园务管理和家园共育充分有效融合。

环境是人们赖以生存的必要条件,特别是幼儿在园的环境更是家长关心和关注的焦点。智能环境监测系统,实现对幼儿园室内环境的实时监测,实时为用户提供可靠并且全面的环境信息。通过系统,家长可以获得实时的居住环境信息,如温度和湿度、各种有害气体的浓度、光照强度、火灾信息等。同时,此系统中传感器所得到的环境参数可以为其他幼儿园设备做决策参考,最终由智能园所系统实现对园所环境的智能调节。因此,智能园所系统为用户提供了安全、舒适、便捷生活的环境,从而使环境监测子系统成为了智能园所系统的一个非常重要关键部分与基本环节,,能否拥有一个好的智能家居系统的关键在于能否设计出好环境监测子系统,这对改善人们生活环境的舒适度有非常重要的意义。

3.1 Zig Bee技术

Zig Bee技术主要用于低数据传输速率并且传输距离要求不是很远的各种通信设备之间[3]。Zig Bee的名字主要来源于蜜蜂通过跳Zig Zag形状的舞蹈来传递所发现的食物的位置、距离和方向等信息,一只一只的传递下去,此种技术与蜜蜂的这种通信方式相类似。Zig Bee联盟则于2001年成立,而在2002年下半年,以及四大半导体公司共同宣布加盟Zig Bee技术联盟,以研发名为Zig Bee的新一代无线通信标准。而在2006年作为中国通信行业龙头的华为公司亦加入了此联盟。Zig Bee网络拓扑结构图如图4所示。

3.2 智能环境监测系统方案

基于Zig Bee技术的无线传感器网络环境监测系统,故根据Zig Bee技术的标准和特点设计了由多传感器节点,协调器节点和PC组成的该系统。其中,传感器节点通过无线技术与协调器进行信息的交换;协调器则通过串口进行相连通信。本文设计的系统结构如图4所示。

系统功能定义:

1)温度湿度:温度传感器可以在用户设定的频率下采集区域的温度信息,并将其发送到协调器节点进行处理,再由协调器将处理结果数据通过串口发送到PC,此时,PC可按之前用户设置好的参数和程序对空调系统进行控制,从而实现对室内温度的控制,当然这些是后续控制,不在本文讨论范围内。

2)湿度:通过湿度传感器对湿度信息的采集,再经由PC的处理后,对加湿器进行控制,即可达到科学明了地控制室内的湿度。

3)烟雾:当系统检测到烟雾浓度大于用户设定是初值时,PC会立即发送报警信号到报警装置或者是家庭成员的手机或直接报警,PC在启动报警装置的同时,或可以自动控制开窗,以达到室内空气流通的效果,保证家庭成员的安全。

4)灯光:光敏传感器可以将感知的光线强度信息发送到协调器节点,协调器则将信息传输到PC,经过处理和判断光线强度控制窗帘的开关或灯的开关。当光线过强时,可以控制窗帘自动合起,反之则可以控制其打开或电灯打开。

4 结论

“物联网技术在幼儿教育中的应用研究”项目由物联网技术教学应用子模块、物联网技术教育管理应用子模块、物联网技术教育信息应用子模块构成。本文论述的是物联网技术教育信息应用子模块内容。通过无线传感器网络,利用Zig Bee技术设计智能环境监测系统,为智慧幼儿园提供了一种可行的整体解决方案。

摘要：物联网是新一代信息技术的重要组成部分,是物物相连的互联网。广泛应用在安防反恐、市政管理、节能环保、医疗健康、交通管理、能源电力、物流零售、智能工农业、金融保险、智能建筑等领域。本文是湖北省教育厅科学技术研究计划指导性项目“物联网技术在幼儿教育中的应用研究”阶段性成果,主要阐述如何利用物联网技术搭建教育信息平台,促进家园共育,实现幼儿园,幼儿园教师,幼儿,幼儿家长及时有效沟通。

关键词：物联网,家园共育,无线传感器网络,智慧幼儿园

参考文献

[1]ITU,ITU Internet Report 2005:The Internet of Things,ITU,2005.

[2]Commission of the European Communities,Internet of Things-An action plan for Europe,Commission of the European Com-munities,2009.

[3]Ovidiu Vermesan,European Research Cluster on the Internetof Things–Outlook of Io T Activities in Europe,Workshop:”RFID and the Internet of Things-Are you ready?”10-11May 2010,Radisson Blu Scandinavia Hotel,Oslo,Norway,2010.

[4]中国物联网产业发展年度蓝皮书,中国物联网研究发展中心,2010.

[5]刘云浩,物联网导论[M].科学出版社,2012.

[6]王志良,石志国.物联网工程导论[M].西安电子科技大学出版社,2011-09.

[7]王汝传,孙力娟.21世纪高等学校规划教材·物联网:物联网技术导论[M].清华大学出版社,2011-09.