物联网技术与应用报告

2023-04-17

根据工作的内容与性质,报告划分为不同的写作格式,加上报告的内容较多,很多人不知道怎么写报告。以下是小编整理的关于《物联网技术与应用报告》,供大家参考借鉴,希望可以帮助到有需要的朋友。

第一篇:物联网技术与应用报告

物联网技术及其工业应用的机遇与挑战

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.

1 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,

5 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。

6 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。

7 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;

《我国物联网的产业环境分析》——刘文昌,吕红霞,李晓楠;

第二篇:物联网的发展与应用调研报告

摘 要:物联网被称为继计算机、互联网之后,世界信息产业的第三次浪潮,受到全球范围内的重视,我国更将其作为五大新兴战略产业之一推动。通过对医疗、交通、物流、生活四大领域代表性单位的调研及240余份调查问卷的组合制定、随机发放、数据分析,得出物联网应用现状的“两大问题”与“新四化建议”如下:使物联网技术平民化;使物联网技术一体化;使物联网技术市场化;使物联网技术驱动化。

关键词:物联网;发展;应用;调研

中图分类号:TP29 文献标志码:A 文章编号:1002-2589(2014)14-0044-02

本次调查目的是认知物联网及其在各行业的应用现状、发现其存在的问题并提出建议。调查时间是2013年10月4日――2013年12月31日。调查对象是对物联网在医疗领域、交通领域、物流领域、生活领域的应用做调研;并随行在金石滩、开发区、大连市及校内,对不同人群做随机问卷调查。调查地点选择了大连大学附属中山医院、大连开发区交管局(交通局)、大连开发区宅急送营业厅、大连市宜家家居、大连民族学院等。

调查方式和方法:首先通过小组讨论确定项目主题、调研方法、具体分工。通过互联网及相关咨询获取并整理物联网的相关资料。在此基础上进行调研:一方面针对物联网应用的不同领域,选取有代表性单位做调研,熟悉物联网在各行业中的基本应用情况;一方面在调研同时对社会的不同群体做随机调查问卷,以获取社会主体对物联网的认知程度与期待角度。

一、物联网概述

(一)物联网定义

顾名思义“物联网就是物物相连的互联网”通过射频识别、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,把任何物体与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

(二)物联网的架构

感知层是物联网的皮肤和五官――识别物体,采集信息。感知层包括二维码标签和识读器、RFID标签和读写器、摄像头、GPS等,主要作用是识别物体,采集信息,与人体结构中皮肤和五官的作用相似。网络层是物联网的神经中枢--信息传递和处理。通过现有的互联网、广电网络、通信网络等实现数据的传输。并利用云计算、数据挖掘等技术实现对物品的智能管理应用层是物联网的“社会分工”―与行业需求结合。通过对物品的智能识别、定位、跟踪、监控和管理,实现与行业需求结合,实现行业智能化应用。

(三)物联网的发展

“物联网”概念于2005年国际电信联盟正式提出,被称为继计算机、互联网之后,世界信息产业的第三次浪潮。发达国家一方面加大力度发展传感器节点核心芯片、嵌入式操作系统、智能计算等核心技术,另一方面加快标准制定和产业化进程,谋求在未来物联网的大规模发展及国际竞争中占据有利位置。我国自2009年8月温家宝同志提出“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”、“十二五规划纲要”,在中国受到了全社会极大关注。

二、物联网在各行业应用现状的调研

(一)医疗领域

小组成员在“大连大学附属中山医院”进行调查。一是向医院相关人员咨询物联网技术在本医院的应用状况,同时发放调查问卷。

1.在大连大学附属中山医院,全国首台“手术、监护、远程医疗”救护车刚刚投入使用,车上配备了手术床、麻醉机和监护仪等设备,通过3G和物联网技术还可实现与医院指挥中心及协作单位的实时连线和数据交换。

2.办理住院手续方面:第一,填信息,输入电脑系统,腕带条码机则打出属于病人的腕带。用扫描系统,扫描病人腕带,则可显示出病人的输液瓶信息、药物发放情况、采血等。第二,根据电脑系统,条码机可打出条码卡,贴于输液瓶上与患者的腕带信息一致。第三,在医院的无线网范围内,可以通过腕带实现,病患监控,防止病患走错科室。

3.2008年与Inter合作针对医疗行业,开发了智能移动平板电脑,该电脑具有防墨、防摔特征,并带有带重力感应功能。每个科室一台。采用电子病历,移动查房,现场记录,现场核对,不必再像以前医生下医嘱,护士抄下,再誊写,这样可以有效防止人为操作失误。另外,移动平板电脑可实现医生不必亲自到病房,直接在办公室就可下医嘱,护士在护士站接受新的医嘱,确保及时准确。

(二)生活领域

为调查物联网在生活家居中的应用以及对人们生活的影响,小组一行人来到“大连宜家家居”进行关于智能生活的调研。通过发放调查问卷并对问卷进行数据统计可以发现,男性的比例较大,同时学历在大专和本科的居多,年龄层次上,老年人对物联网的了解甚少,愿意接受调查的人数也少。大部分人认为发展智能生活是一件积极的事情,可也有人告诫我们走上社会就知道这些都只是幻想,对它持不看好的态度。在发放问卷的过程中,遇到了一位对此有所研究的人士,他目前正在进行相关方面的项目研究,主要从生产方面。在与他的交流过程中,笔者了解到,我国正预备推行“智能城市”的相关项目,而大连市政府已聘请了此方面的专家开展报告活动,但尚没有具体的实施。虽然有人否定物联网的进步,可新事物的诞生不都是伴随着旧事物、旧观念的不断打击吗?相信物联网总会从理论走向实践,让我们的生活更加便捷。

(三)物流领域

小组前往“宅急送大连开发区营业厅”进行调研。像宅急送、圆通、申通、顺丰这些物流公司,在每个城市都设有分公司,分公司下有信息中心、调度中心、分拣中心、接线中心。营业厅是城市分公司具体分布到每个区域(开发区)的调度中心,营业厅就负责城区的调度和中转,然后再派送出去。

在异地调货方面,宅急送可以为客户提供当地委托,从第二地提货准时派送到第三地或当地的服务。其中,卫星定位起到了关键作用:通过先进的卫星定位,选派最近网点的车辆,按最优线路运行。今天通过和大叔的交谈,他告诉我们现在宅急送的车辆定位都是通过通信卫星来定位的,宅急送和中国移动卫星有合作,通过卫星能准确地定位车辆,同时进行线路的选择。

宅急送为确保正确和及时地执行客户订单,对整个业务过程中的订单、车辆、货物进行全程业务控制,监控各个业务环节是否出现延滞和错误,以便及时进行处理,保证整个业务流程的顺畅。为提升客户服务价值,系统对各个阶段货物的位置和状态进行了有效的定位和全程跟踪。

(四)交通领域

小组于“大连市开发区交通管理委员会”技术部进行了问卷调查以及向技术人员咨询的活动。通过对交管部门的实地调研,就物联网在交通管理方面的应用有了更加深刻的了解。

系统对于物联网的引用,主要是智能监控系统,现在交通监管系统还不能实现完全的自动化、智能化,还存在一定的错误遗漏问题,需要相关的技术人员进行筛选,判断与认证。例如违章车辆的筛选,因为有的车还存在套牌现象,于是在数据采集的真实性上面就存在漏洞,这就需要交管部门的同志根据探头采集的违章车辆照片车牌号,与数据库中该车辆的注册信息进行对比,以此来核对数据的真实性。

在正常情况下,对于车辆违章现象的扣分以及相应的处理等工作系统自动就可以完成。这是基于互联网的基础之上的,整个系统采用全国联网的方式,数据采集以及辨别是系统自动完成,然而各地的数据库是相对独立的,当地的交管系统只能处理当地的违章行为,如果是外地违章,这种数据需要工作人员将数据定时上传交管部门全国性的大数据库,这时再由系统进行分析,即使是外地违章现象也能够得到及时处理。

三、调查问卷数据分析

《物联网应用现状与发展趋势》调查问卷在调研的过程中针对不同的社会群体进行随机发放,共发放260份问卷,其中有效问卷240份。以下为调查问卷数据分析。

(一)调查对象基本情况

1.性别比例:回收问卷当中男性99人,女性141人,男性比例稍大,总体较为平衡。

2.年龄层次:在调查问卷中当中,25岁以下有137人,25-40岁79人,40-55岁17人,55岁以上7人。25岁以下占一半多,25―40岁也占有三分之一。

3.学历层次:接受调查的人群中,高中或以下36人,大专及本科198人,研究生及以上6人,整体文化水平较高。

(二)物联网在各行业的应用需求

1.日常生活。绝大部分的人更加关注物联网在生活中的安防问题和购物问题,尤其是购物,这与我们日常生活息息相关,是人们当前普遍关注的基础问题。而娱乐设施等精神上的消费,关注相对较少。其中48.3%的人关注购物可以不排队,并用手机检测即可;46.3%的人关注家中的安防系统;35.4%的人关注移动终端远程监测家中情况;25%的人关注娱乐设施的自动调节。

2.医疗体系。人们对物联网医疗方面的各个应用的关注度差距不大,其中40.4%的人关注通过物联网查询健康档案与医疗流程;32.9%的人关注过期药品的召回与防止药品的缺货;43.6%的人关注利用无线射频腕带监测生命体征;38.3%的人关注利用电子终端与医疗人员沟通。

3.交通运输。物联网技术在交通应用中,43%的人群关注公共交通管理方面,过半数的人关注电子化收费管理方面,45%的人群关注出行信息服务管理。

4.信息处理。物联网技术在信息处理中的应用,45%左右的人群对二维码与智能芯片处理感兴趣,54%的人群对三网融合感兴趣,只有20%左右的人关注物流仓储管理和工厂供应链管理。

5.农业发展。物联网技术在农业生产中的应用,45%左右的人群关注提高农业生产效率、农产品监测预警和农业生产规模化。20%的人群对农业智能化实施会打击传统农业产生担忧。25%的人群对信息化为农业决策提供支持有很大的兴趣。

(三)社会对物联网应用的期望

物联网技术应用的期待,39%的人群关注交通运输方面,45%的人群对食品安全和医疗养生方面更为关注,32%的人群对居家生活方面有所期待,27%的人群认为娱乐消费和教育交际方面应该推广。展现了物联网广阔的发展前景。

四、调研结论:物联网发展的问题与建议

(一)物联网现今应用中存在的两大问题

问题一(供给方面):物联网技术只是在很小的范围内使用。综合医疗、交通、物流、生活等多个地点的调研过程,我们发现物联网技术的应用集中于三少,少数领域、少数区域、少数单位。以大连大学中山附属医院为例,它在医疗行业率先建立物联网研究中心,虽然大连仅此一家但并有没得到患者的广泛需求,开发了腕带技术但仅能检测到患者的基本资料、医嘱;与Intel合作开发了医用平板,但造价高昂每个科室智能提供一台;建立了与患者体温、心率同步的数据平台,但因为网络承载力不足只能在个别科室使用。

综上,由于市场需求不足、研发制造费用高昂、技术壁垒限制、网络等相关技术支持不足,物联网的发展目前仅局限于三少部门。

问题二(需求方面):物联网的社会认知度与需求度很低。综合240余份调查问卷的数据,我们发现老百姓对这一高新领域基本没有认知,百姓所关注的也主要是生活方面的居家安防、医疗方面的身体检测、交通方面的出行管理,这些和生活密切相关的应用领域。而物联网产业的发展,现今只是局限在政府与少数部门的推动;物联网技术的应用,只是局限在少数公共部门的吸纳;物联网概念的宣传,也主要集中在一些社会的精英阶层。

综上,目前物联网的应用与百姓的生活需求是相脱节的,因而社会上企业、消费者对此的关注度都很低,产业的发展仅仅靠政府的推动吸纳,而失去了市场的根基。

(二)物联网未来发展中的“新四化”建议

作为一个新兴的产业部门,物联网的发展无疑具有巨大的潜力,针对物联网应用在供给与需求方面存在的问题,我们提出物联网发展的“新四化”。

使物联网技术平民化,一方面降低物联网技术使用的费用,一方面降低物联网技术操作的难度;这既需要技术的快速革新换代,更需要市场的充分竞争。

使物联网技术一体化,一方面制定物联网应用统一的行业标准,一方面实现物联网应用相关软硬件间的承载支持;这需要行业协会等组织积极沟通协调,来促进市场的规范发展。

使物联网技术市场化,一方面促使行业发展更多地切合市场需求,一方面扩大企业的可参与面及利润率;鉴于物联网行业技术壁垒较高、前期投入较大,需要政府给与积极的政策倾斜与引导。

使物联网技术驱动化,一方面完善物联网在信息安全等方面的技术不足,一方面鼓励企业部门将物联技术率先推入市场;新技术的生命力需要市场的验证,物联网在安全等方面存在的不足需要相关企业积极开拓。

第三篇:物联网技术实际应用

其定义是: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,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络概念。简单一句话就是:把所有物品通过信息传感设备与互联网连接起来,以实现智能化识别和管理。

物联网的应用其实不仅仅是一个概念而已,它已经在很多领域有运用。

应用领域:

智能家居:智能家居是利用先进的计算机技术,物联网技术,通讯技术,将与家具生活的各种子系统有机的结合起来,通过统筹管理,让家具生活更舒适,方便,有效,与安全。智能家居通过物联网技术将家中的各种设备(如音视频设备、照明系统、窗帘控制、空调控制、安防系统、数字影院系统、网络家电以及三表抄送等)连接到一起,提供家电控制、照明控制、窗帘控制、电话远程控制、室内外遥控、防盗报警、环境监测、暖通控制、红外转发以及可编程定时控制等多种功能和手段。与普通家居相比,智能家居不仅具有传统的居住功能,兼备建筑、网络通信、信息家电、设备自动化,集系统、结构、服务、管理为一体的高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境,提供全方位的信息交互功能。帮助家庭与外部保持信息交流畅通,优化人们的生活方式,帮助人们有效安排时间,增强家居生活的安全性,甚至为各种能源费用节约资金。

智能电网:智能电网是在传统电网的基础上构建起来的集传感、通信、计算、决策与控制为一体的综合数物复合系统,通过获取电网各层节点资源和设备的运行状态,进行分层次的控制管理和电力调配,实现能量流、信息流和业务流的高度一体化,提高电力系统运行稳定性,以达到最大限度地提高设备效利用率,提高安全可靠性,节能减排,提高用户供电质量,提高可再生能源的利用效率。智能电网由很多部分组成,可分为:智能变电站,智能配电网,智能电能表,智能交互终端,智能调度,智能家电,智能用电楼宇,智能城市用电网,智能发电系统,新型储能系统。

智能工业:智能工业是物理设备、电脑网络、人脑智慧相互融合、三位一体的新型工业体系。是将具有环境感知能力的各类终端、基于泛在技术的计算模式、移动通信等不断融入到工业生产的各个环节,大幅提高制造效率,改善产品质量,降低产品成本和资源消耗,将传统工业提升到智能化的新阶段。智能工业主要应用在:生产过程控制、生产环境监测、制造供应链跟踪、产品全生命周期监测,以促进安全生产和节能减排。

物联网的应用绝不局限在上面三个方面,随着物联网技术的发展,现在很多领域都引入了物联网技术,物联网是继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网是互联网的应用拓展,与其说物联网是网络,不如说物联网是业务和应用,它已经融入了我们的生活。

第四篇:物联网技术及应用总结

第一章 物联网概述

 物联网是一个信息承载体,让物理对象实现互联互通网络。

 物联网是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体,让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。

 它具有普通对象设备话、自治终端互联化和普适服务智能化三个重要特征。  物联网分四层:感知识别层、网络构建层、管理服务层、综合应用层。

感知识别层 RFID、传感器等智能电子产品。

网络构建层:无线城域网 WIMAX,无线局域网WI-FI,无线个域网蓝牙 Zig bee,无线广域网 移动通信及其技术,互联网  主要特点:

网络终端层面 联网终端规模化、感知识别普适化 通信层面

异构设备互联化 数据层面

管理处理智能化 应用层面

应用服务链条化 第二章 自动识别技术与RFID  自动识别技术:光符号识别技术

语音识别技术:语音拨号、语音导航、室内设备控制等。 生物计量识别技术:虹膜、指纹识别技术

IC卡技术:集成电路卡,通过嵌入卡中的电擦除式可编程只

读存储器(EEPROM)集成电路芯片来存储信息。

按是否有微处理器:存储卡、CPU卡

按与读卡器通信方式:接触式、非接触式IC卡 存储容量大、安全保密好、CPU卡数据处理能力

条形码技术:扫描和译码

信息密度低、容量小

二维码技术:阅读器(扫描装置和译码装置)

存储量大、抗损性强、安全性高、可传真影印、 印刷多样性、抗干扰能力强

 射频识别技术:利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过传递信息达到识别的目的。

应用:工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理、高速 公路自动收费、物品管理、门禁系统 五个组件构成:阅读器(传送器、接收器、微处理器)、天

线、标签

标签的数据存储方式主要采用EEPROM 标签分类:被动式、主动式、半主动式 频率:低频LF 30-300k高频HF 3-30mhz 超高频 UHF300mhz-3ghz 应用:门禁、公交卡、邮包跟踪、道路收费、跑步计时、 商品防伪 第三章

 传感器:能够被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置  传感器组成:敏感元件、转换元件、基本电路

 传感器分类:热敏、光敏、气敏、力敏、磁敏、湿敏、声敏等  传感器设计需求:低成本与微型、低功耗、灵活性与扩展性、鲁棒性  传感器应用:小区安防、夜间作战、红外温度计、酒精检测、空调、洗衣机、

手机、汽车、家居

 ETX 无线传感网中路径选择指标(选择最小代价的路径)  CTP 数据收集协议  Drip 数据分发协议

 无线传感网应用:救援、军事、环境监测 第四章

 定位系统是感知识别层

 位置信息三大要素:时间、空间、人物

所在地理位置时间、所在地理位置、所在地理位置对象  GPS系统三大组成部分:宇宙部分 (24颗工作卫星)

地面监控部分

用户设备部分(三点定位)

定位原理:三点定位

典型应用:空间位置服务(汽车防盗紧急救生定位、交通导弹导航)

时间服务(CDMA通信系统、电力系统) 优点:精度高、全球覆盖

缺点:定位速度、启动慢,室内效果差、需GPS接收机  蜂窝基站定位(移动通信)

定位方法:(单基站)COO 优点:简单快速、适用紧急情况 缺点:不精确

(多基站)TOA、TDOA需三个基站(AOA需两个基站) 优点:不需接收机、启动快、室内可接受 缺点:精度低、造价高  无线室内环境定位

多径效应、阻碍作用(波长长,传播距离长,穿透力弱)

RSS技术 利用信号强度,利用已有无线设备(蓝牙、WIFI)

 WI-FI基站定位

无线AP定位

AP三参数:MAC地址、SSID名称、RSSI信号强度  定位技术

基于距离TOA

需参考点和测量目标时钟同步

基于距离差TDOA 参考点和目标不用同步,参考点之间需时钟同步

基于信号强度RSS  新型定位技术:网络定位(适用于无线传感网、自组织网络)

通过少量位置已知节点定位出全网络节点 挑战:保证信息精度又保护个人隐私

大规模应用(庞大的数量增长、为RFID所用)

第五章

 1G 模拟通信

AMPS系统

2G 数字通信

CDMA、GSM系统

3G IMT-2000系统(W_CDMA、CDMA2000、TD-SCDMA) 4G LTE 5G 超低时延、低成本、低功耗、超可靠、全球覆盖 第六章

 无线网络的基本组成:无线网络用户

无线连接 基站

 无线网络分为四类:

无线广域网 覆盖整个城市甚至国家

1. 通过多个地面相邻基站接力传播 2.通过通信卫星系统传播 1G模拟信号

2G数字信号 GSM(全球移动通信系统)、CDMA(码分多址)

带宽10Kbps 3G CDMA2000、TD-SCDMA 带宽2Mbps 无线城域网 覆盖整个城市 WIMAX

带宽75Mbps 无线局域网 WI-FI 无线个域网 蓝牙 30m 1Mbps

红外线 1m 100Kbps  无线宽带网络 带宽超过1.54Mbps (WIMAX、WI-FI、3G)  无线连接特点:

1. 信号强度衰减 2. 非视线传播 3. 同频信号干扰 4. 多径传播干扰 5. 隐藏终端问题  WI-FI的IE802.11协议

最大带宽 100Mbps(600Mbps)

架构 1.基站模式

基本服务组:一个基站和多个无线网络用户组成

被动扫描 接入点周期性广播识别帧 用户收集帧并发送请

求建立连接

主动扫面 无线网络用户主动广播探测帧

2.自组织网络 没有基站

无线设备相对集中且有限WI-FI接入点无法覆盖

介质访问控制协议CSMA(用户先监听信道,占用则不发送数据)

CSMA/CA 冲突避免(802.11使用)即使信道为空,也为

避免冲突等待一小段时间再发送数据

CSMA/CD 冲突检测 (以太网使用)

使用CA原因:1.CD需全双工,硬件代价高

2.无线信号衰减 隐藏终端使信号难以检测

隐藏终端问题解决:RTS、CTS预留信道(CA向接入点发送RTS,

接入点广播CTS,RTS发送者发送数据)

 WIMAX的IEEE802.16协议

架构 基站模式 介质访问控制

全双工信道传输、可扩展性、QoS(时分多址转换)

第七章

 物联网对海量信息存储的需求

 大数据:数量大、种类多、速度快、价值高  网络存储体系:DAS直接附加存储

将存储设备和主机通过缆线直接与服务器或工作站相连

优点 好管理、成本低、结构简单

缺点 信息孤岛,对存储资源利用低、资源共享能力缺失

NAS网络附加存储

计算机连接到一个仅为其他设备提供基于文件级数据存

储服务的网络

优点 网络的存储实体实现文件级别共享、性能增强但依

赖于网络流量 SAN存储区域网路

通过网络方式连接存储设备和应用服务器的存储架构

优点 支持服务器从SAN启动、存储共享、存储管理简

化、提高存储空间利用率

 数据中心:计算机系统及其配套设备、数据通信连接、环境控制设备、监控

设备、安全装置

Google数据中心

软件技术 GFS、MapReduce(针对超大规模数据集的编

程模型和系统)、Big Table(分布式存储系统) 降低数据中心成本:服务器成本(及时应对需求的动态变化)、网络设备成

本、能源成本(减少能耗) 云计算

 云计算对服务器要求:稳定性、可用性、安全性

对操作系统要求:Linnux  虚拟化方式

应用层虚拟化(效率低)、内核层虚拟化(方便学习扩展,效

率较高)、半虚拟化(最高效)、硬件辅助虚拟化、沙盒(消耗

资源少,安全性高)、Docker 第十一章

 RFID安全隐患:窃听、中间人攻击、欺骗重放克隆、拒绝服务攻击、物理破

解、篡改信息、病毒

RFID隐私问题:信息泄漏、跟踪

保护机制:早期物理安全机制、基于密码学的安全机制(哈希锁、树形协议)

第五篇:物联网发展与应用

物联网的概述及应用

摘要:物联网,是继计算机、互联网的应用与普及之后,蓬勃兴起的世界信息技术革命的第三次浪潮,是二十世纪人类社会以信息技术应用为核心的技术革命的延展与归结。当今社会,物联网已越来越受到人们的重视,也有了较快的发展,日趋成熟,在许多领域都取得了较大的成果,本文主要介绍物联网的一些基本知识,以及它在一些领域的应用,还有个人的一些创新想法。

关键词:物联网

概述

应用

创新 一 物联网的概述 1. 物联网的定义

物联网的概念是在1999年提出的,它的定义很简单: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,按照约定的协议,进行信息交换和通讯,最终实现智能化识别和管理。从物联网的定义上我们不难看出物联网指的是将各式各样的信息传感设备(例如射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等)与互联网结合起来而形成的一个巨大网络。从目前物联网的发展来看,RFID电子标签技术是其中非常重要的技术指标。RFID,正是能够让物品“开口说话”的一种技术。在“物联网”的构想中,RFID标签中存储着规范而具有互用性的信息,通过无线数据通信网络把它们自动采集到中央信息系统,实现物品的识别,进而通过开放性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。

2. 物联网的原理

物联网首先必须建立在计算机互联网的基础上,利用RFID、无线数据通信等技术,构造一个覆盖世界上任何事物网络。这个网络中,物品(商品)能够彼此进行“交流”,而无需人的干预。其实质是利用射频自动识别(RFID)技术,通过计算机互联网实现物品(商品)的自动识别和信息的互联与共享。

“物联网”概念提出,打破了传统旧思路,展开了一个新的技术领域。传统的思路一直是将物理基础设施和IT基础设施分开:一方面是基础的建设,例如机场,建筑物等,而另一方面是数据中心,例如个人电脑、宽带等,这两方面是相对独立存在的。而在“物联网”时代,钢筋混凝土、电缆将与芯片、宽带整合为统一的基础设施。新一代的IT技术在各行各业中得到了充分的应用。我们可将感应器和装备嵌入到各种基础设施中,大到国家基础设施电网,铁路,桥梁等,小到家庭生活中的必须用品,空调,冰箱,热水器等,然后将“物联网”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,这样我们就能够达到真正的智能化,提高资源利用率和生产力水平,改善人与自然间的关系。 3. 物联网的特征

和传统的互联网相比,物联网有其鲜明的特征。

首先,它是各种感知技术的广泛应用。物联网上部署了海量的多种类型传感器,每个传感器都是一个信息源,不同类别的传感器所捕获的信息内容和信息格式不同。传感器获得的数据具有实时性,按一定的频率周期性的采集环境信息,不断更新数据。其次,它是一种建立在互联网上的泛在网络。物联网技术的重要基础和核心仍旧是互联网,通过各种有线和无线网络与互联网融合,将物体的信息实时准确地传递出去。在物联网上的传感器定时采集的信息需要通过网络传输,由于其数量极其庞大,形成了海量信息,在传输过程中,为了保障数据的正确性和及时性,必须适应各种异构网络和协议。还有,物联网不仅仅提供了传感器的连接,其本身也具有智能处理的能力,能够对物体实施智能控制。物联网将传感器和智能处理相结合,利用云计算、模式识别等各种智能技术,扩充其应用领域。从传感器获得的海量信息中分析、加工和处理出有意义的数据,以适应不同用户的不同需求,发现新的应用领域和应用模式 4. 存在的问题

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。 二 物联网的应用

1. 物联网在农业方面的应用

在传统农业中,人们获取农田信息的方式都十分有限,主要是通过人工测量。这需要消耗大量的人力,而通过使用无线传感器网络可以有效降低人力消耗和对农田环境的影响,获取精确的作物环境和作物信息。

在温室环境里,每个温室为无线传感器网络一个测量控制区。采用不同的传感器节点和具有简单执行机构的节点构成无线网络,来测量土壤湿度、土壤成分pH值、降水量、温度、空气湿度和气压、光照强度、CO2浓度,由此获得作物生长的最佳条件。将生物信息获取方法应用于无线传感器节点,可为温室精准调控提供科学依据。

用户通过布置无线传感器网络检测系统,可以对牲畜家禽、水产养殖的生活习性、环境、生理状况及种群复杂度进行观测研究,也可用于对森林环境监测和火灾报警。传感器节点随机密布在森林之中,平常状态下定期报告环境数据,当发生火灾时,节点通过协同合作会在很短的时间内将火源的具体地址、火势大小等信息传送给相关部门。此外,无线传感器网络也可以应用在精准农业中,来监测农作物中的害虫、土壤的酸碱度和施肥状况等。

在作物的生长过程中,形状传感器、颜色传感器、重量传感器等可用来监测物的外形、颜色、大小等,由此确定作物的成熟程度,以便适时采摘和收获。用户可以利用二氧化碳传感器进行植物生长的人工环境的监控,以促进光合作用的进行。例如,塑料大棚蔬菜种植环境可以利用超声波传感器、音频传感器等进行灭鼠、灭虫;还能用流量传感器及计算机系统自动控制农田水利灌溉。从而达到提高作物产量、改善品质、调节生长周期、提高经济效益的目的。 2.物联网在交通方面的应用

解决交通拥堵的传统方式是增加容量。但在当今交通容量有限的城市环境中,我们需要其他解决办法。将物联网技术运用到道路和汽车中是一个高效的解决途径。例如,增设路边传感器、射频标记和全球定位系统。实时城市管理设立一个城市监控报告中心,将城市划分为多个网格,这样系统能够快速收集每个网格中所有类型的信息。这样我们可以重新思考如何通过使用新技术和新策略使交通更加方便快捷。这需要改变人们固有的思维和习惯,还可以丰富驾驶者的经验,而不再仅仅关心出行时间及路线选择。同时,它还可以改进汽车、道路以及公共交通,使之更具便利性。人可以通过手机查看下一班的市郊火车或地铁上有多少空座位。集成服务和信息对未来的公共交通至关重要。例如,为均衡供求,未来的交通系统将可以定位乘客位置,并为他们提供所需的智慧的交通工具。

智慧的道路是减少交通拥堵的关键,但我们仍不了解行人、车辆、货物和商品在市内的具体移动状况。因此,获取数据是重要的第一步。通过安置的RFID技术以及利用激光、照相机和系统技术等的先进自由车流路边系统来无缝地检测、标识车辆,我们可以实时获取路况信息,帮助监控和控制交通流量,并据此调整路线,从而避免拥堵。以后我们将能建成自动化的高速公路,实现车辆与网络相连,从而指引车辆更改路线或优化行程。智慧的交通系统可以缩短人们的空间距离,也可有效地保护环境。

3. 物联网在生物识别方面的应用

生物识别技术在我国的普及速度十分惊人。从这项技术在国内出现到现在,不到十年时间,就已经处处可见。在大城市的写字楼中,很多公司使用的指纹打卡机就是生物识别技术的简单应用,还有笔记本电脑应用的人脸识别登录系统和指纹识别系统等等。这些技术看似与传统锁具相去甚远,但其实也属于锁具及安防产品的一部分。

相比指纹识别技术,人脸识别和视网膜(虹膜)识别技术似乎还不那么普及,但是在大城市郊外的别墅区,应用人脸识别和视网膜(虹膜)识别技术的锁具与安防系统比比皆是。生物识别技术是锁具及安防产业的未来发展方式,但是目前我国能够生产指纹锁的企业并不是太多,而能生产人脸识别锁具和视网膜识别锁具的企业更是凤毛麟角。这与我国锁具及安防行业的发展现状有关。

2010中国国际锁具、安防产品展(CIL&S)专家表示“中国国际锁具、安防产品展(CIL&S)依托于全球第二大五金展——中国国际五金展(CIHS)的强大平台,致力于为广大锁具与安防企业的技术革新与产业发展做出贡献。参与展会的将有300余家锁具与安防行业国内外领军企业参展,他们将带来最先进的锁具及安防产品参展。”该专家表示,“展会还将在现场设立„新品展示专区‟,为锁具及安防企业的新产品、新技术提供免费的展示机会,助力锁具及安防企业把握未来行业发展的技术动向,进而促使自己的产品实现技术上的飞跃。” 三 可能的创新应用

我认为可以通过物联网技术来设计智能声控门,它们分为两类,一种是跟声控灯差不多的,有人要经过的时候,只要发出人的声音,门自动就开了,这类声空门没有选择性,任何人都可以让它打开,它主要应用于一些公共场所。另外一种是与指纹锁相似的,只有特定的人的声音以及设定好的类似于密码的话才能让它打开,这类们可以用于防盗,而且开门比较方便。不过这些只是一些想法,具体怎么实施,本人也不清楚。

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