王憶
摘 要:眾所周知,在計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)徹底改變了人類生活的同時(shí),又一個(gè)元素闖進(jìn)了我們的生活,掀起了新的浪潮,這就是物聯(lián)網(wǎng)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),物聯(lián)網(wǎng)以多種多樣的信息傳感設(shè)備作為媒介,將世界中的信息傳播距離大大縮短,形成一個(gè)遍布全球的高效網(wǎng)絡(luò)?,F(xiàn)如今,物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的全球范圍的巨大推動(dòng)力。本文就物聯(lián)網(wǎng)的基本概念出發(fā),淺談物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù),看看物聯(lián)網(wǎng)為什么能帶動(dòng)世界的腳步。
關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);關(guān)鍵技術(shù);體系構(gòu)成;應(yīng)用分析
1 什么是物聯(lián)網(wǎng)
“物聯(lián)網(wǎng)”一詞起源于1999年的麻省理工學(xué)院。從最基本的意思出發(fā),物聯(lián)網(wǎng)是一種是“物和物之間相互關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)”,也指一種物品和其所對(duì)應(yīng)的相關(guān)管理設(shè)備相互連接。但是令人詫異的是在不同的地區(qū),對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的定義卻并不一樣。比如在歐洲,物聯(lián)網(wǎng)并不是單獨(dú)的網(wǎng)絡(luò),而是在互聯(lián)網(wǎng)的大旗下,屬于互聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)分區(qū)。物聯(lián)網(wǎng)是擁有自我處置和分配性能的世界范圍的動(dòng)態(tài)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,并在標(biāo)準(zhǔn)和相互通信協(xié)議的基礎(chǔ)上建立。在物聯(lián)網(wǎng)范圍里,無(wú)論是有形的物還是無(wú)形的物都具有其獨(dú)有的“身份”和資料,并在大型而全面的網(wǎng)絡(luò)中相互連接。而在國(guó)際上,最通用的定義是將任何一種物品,在遵守協(xié)議的情況下,利用紅外感應(yīng)裝置、定位系統(tǒng)、RFID等信息傳感裝置,和地區(qū)內(nèi)的互聯(lián)網(wǎng)相互接觸,并進(jìn)行數(shù)據(jù)和信息的對(duì)換和交流,體現(xiàn)出帶有智能的識(shí)別、分析、定位管理等過(guò)程的網(wǎng)絡(luò)。我國(guó)對(duì)此的定義與國(guó)際上普遍認(rèn)同的定義相符。在更遠(yuǎn)的角度分析,物聯(lián)網(wǎng)也是一種將實(shí)際存在的物品和虛無(wú)的信息相互融合,將正式的世界和虛擬的世界交融,將有形的物體和無(wú)形的信息網(wǎng)絡(luò)結(jié)合,控制物品識(shí)別、跟蹤、管理的巨大網(wǎng)絡(luò)。
2 物聯(lián)網(wǎng)體系
物聯(lián)網(wǎng)的體系分為很多部分,分別為感知、接入、互聯(lián)網(wǎng)、服務(wù)管理和應(yīng)用。
感知,其主要作用是利用各種各樣的傳感裝置,對(duì)一種物體的信息進(jìn)行全方位的獲取。一般情況下是將角度廣、種類繁多的各種信息協(xié)同進(jìn)行處理來(lái)控制和歸納,同時(shí)通過(guò)特定的設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)的其他資源共享。接入,即以無(wú)線設(shè)備、衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)等基礎(chǔ)設(shè)備將上一層得到的信息傳遞給互聯(lián)網(wǎng)?;ヂ?lián)網(wǎng),其功能是對(duì)獲取的信息進(jìn)行整理分配,構(gòu)造四通八達(dá)的智能網(wǎng)絡(luò)。服務(wù)管理,內(nèi)涵是對(duì)互聯(lián)網(wǎng)中的大量信息實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理,并為互聯(lián)網(wǎng)準(zhǔn)備接口。應(yīng)用,在系統(tǒng)最下層,將各類信息匯總創(chuàng)建多種多樣的實(shí)際應(yīng)用,如天氣預(yù)報(bào)、文化教育等。
3 物聯(lián)網(wǎng)中的關(guān)鍵技術(shù)
3.1 嵌入式可編程RFID 技術(shù)
即射頻識(shí)別技術(shù),該技術(shù)能在不接觸的情況下,自動(dòng)識(shí)別某種系統(tǒng)發(fā)出的射頻信號(hào),用以獲取傳遞信息。射頻識(shí)別技術(shù)建立在計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上,能夠識(shí)別不以捕捉的物體,加以標(biāo)簽,十分方便快捷。射頻識(shí)別構(gòu)成有應(yīng)答設(shè)備和閱讀設(shè)備,功能是尋找并操控物體,并與網(wǎng)絡(luò)結(jié)合,可以在射界范圍內(nèi)跟蹤管理。其原理是當(dāng)物體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),識(shí)別所發(fā)出的射頻信號(hào)的同時(shí)利用產(chǎn)生的感應(yīng)電流將所獲得的信息儲(chǔ)存,然后進(jìn)行篩選、傳送,閱讀器接收信號(hào)后傳輸?shù)街醒胄畔⑻幚硐到y(tǒng),在系統(tǒng)里被操作,來(lái)對(duì)物體高效率的控制管理。
3.2 EPC編碼
EPC編碼可以將單獨(dú)的物體進(jìn)行標(biāo)注,也可以對(duì)物品、貨盤、貨箱、地點(diǎn)等對(duì)象進(jìn)行獨(dú)特的標(biāo)記。該技術(shù)以世界統(tǒng)一表示系統(tǒng)的條形編碼為基礎(chǔ),并在基礎(chǔ)之上又有所發(fā)展。
3.3 傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
傳感裝置是無(wú)生命物質(zhì)對(duì)世界進(jìn)行連接和判斷的裝置,類似生物體的眼睛等器官,對(duì)自然環(huán)境中的各種信息如溫度、濕度、光線強(qiáng)度等方面的信息進(jìn)行獲取,給物聯(lián)網(wǎng)提供做寄出的信息數(shù)據(jù)。該裝置有多單元構(gòu)成,具體如下:
(1)傳感單元,傳感裝置、數(shù)模相互轉(zhuǎn)換功能模塊
(2)處理單元,中央處理器、存儲(chǔ)裝置、操作系統(tǒng)
(3)通信單元,無(wú)線通信設(shè)備
(4)電源
(5)其他功能單元如定位、移動(dòng)、發(fā)電等系統(tǒng)
傳感裝置構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)中,節(jié)點(diǎn)是通過(guò)飛行工具散布或人工布施布置在物體周圍,通過(guò)一種特殊的多跳網(wǎng)絡(luò)輸送數(shù)據(jù)給接收發(fā)送設(shè)備,接收發(fā)送設(shè)備也可以將數(shù)據(jù)反向相同方法輸送回節(jié)點(diǎn)。接收發(fā)送設(shè)備與因特網(wǎng)和通信衛(wèi)星直接連接,經(jīng)由二者實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)和傳感設(shè)備之間的通訊。該網(wǎng)絡(luò)科技含量十分豐富,應(yīng)用了嵌入科技、傳感科技、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、無(wú)線通訊科技等。該網(wǎng)絡(luò)先以傳感裝置獲取基本數(shù)據(jù),再用嵌入系統(tǒng)馬上進(jìn)行處理,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線通訊將數(shù)據(jù)散播,在上層服務(wù)器中進(jìn)行分布性處理。
3.4 智能技術(shù)
這里的智能技術(shù)指大量數(shù)據(jù)的分析和管理的智能化。而大量數(shù)據(jù)的分析和管理又是指以軟件工程技術(shù)做基礎(chǔ),對(duì)物聯(lián)網(wǎng)傳播的數(shù)據(jù)進(jìn)行快速的儲(chǔ)存和計(jì)算,將計(jì)算結(jié)果又將反饋給物聯(lián)網(wǎng)的控制裝置。這種技術(shù)可以把智能系統(tǒng)植入物體,使物體具有一定的智慧和自我分析能力,使人和物體的相互交流成為可能。技術(shù)中包括智能分析與控制系統(tǒng)、人工智能理論、人機(jī)交互技術(shù)等,通過(guò)植入智能系統(tǒng)給予物體同人類交流、溝通甚至直接對(duì)話的能力,方便效率的提升。
3.5 納米技術(shù)
顧名思義,納米技術(shù)是以納米為基本單位的材料相關(guān)技術(shù)。該技術(shù)使物體在功能不減少的情況下實(shí)現(xiàn)物體的微型化,使物體便于攜帶和使用,同時(shí)能在有限的空間內(nèi)跟多的應(yīng)用先進(jìn)技術(shù),是物聯(lián)網(wǎng)的的各部分系統(tǒng)更快更小消耗減少,數(shù)據(jù)的傳輸速度加快。
3.6 云計(jì)算技術(shù)和海計(jì)算技術(shù)
該技術(shù)出現(xiàn)時(shí)間較晚,指的是計(jì)算機(jī)將一部分計(jì)算部署到前臺(tái),減少數(shù)據(jù)處理的延遲。物聯(lián)網(wǎng)由于范圍廣,數(shù)據(jù)量大,需要一個(gè)極大的數(shù)據(jù)處理平臺(tái)來(lái)處理信息,云計(jì)算就能有效地在平臺(tái)之中連接信息孤島,使用戶能方便的使用各類信息,同時(shí)極大的降低信息處理的延遲。
4 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用分析
4.1 城市社區(qū)的智能化
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能參與城市社區(qū)的智能化建設(shè),它和智能控制技術(shù)等其他相關(guān)技術(shù)協(xié)同作用,提高建筑的功能和服務(wù)效率,讓建筑更貼近人的日常生活,具有智能化,讓居民體會(huì)到現(xiàn)代化社會(huì)的方便舒適。更重要的是,應(yīng)用了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能社區(qū)促進(jìn)了環(huán)境的低成本改善,實(shí)現(xiàn)人們需求的高質(zhì)量滿足,同時(shí)能促進(jìn)人類參與社會(huì)的各項(xiàng)活動(dòng),拉近社會(huì)間的距離,對(duì)城市社區(qū)的理想居住環(huán)境構(gòu)建有正面的促進(jìn)作用。
4.2 精細(xì)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)
在農(nóng)業(yè)方面,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能利用傳感裝置實(shí)時(shí)監(jiān)控農(nóng)作物的生長(zhǎng)狀況,產(chǎn)量,蟲害等信息,從而對(duì)農(nóng)業(yè)產(chǎn)量如何提高給出細(xì)化的研究方向,同時(shí)能有效快速的對(duì)各種情況進(jìn)行處理。而就國(guó)內(nèi)來(lái)說(shuō),我國(guó)農(nóng)業(yè)處于傳統(tǒng)型農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代型農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)型重要階段,應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能加速轉(zhuǎn)型,是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)想更精細(xì)、更高效的方向發(fā)展,更快的普及自動(dòng)化。
4.3 交通管理智能化
建設(shè)智能的交通運(yùn)輸管理系統(tǒng),以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)、無(wú)線通信技術(shù)、信息發(fā)布技術(shù)等為基礎(chǔ),創(chuàng)建效率高、精確性強(qiáng)、切實(shí)可靠的交通管理體系。詳細(xì)來(lái)說(shuō),在每一輛汽車上裝配傳感裝置、監(jiān)視系統(tǒng)等裝置,實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)交通狀況,車輛信息,確保城市交通的流暢與安全。
4.4 家居智能
讓人們居住環(huán)境富有智能,就是家居智能。它將住宅細(xì)化為一個(gè)平臺(tái),利用各種有線或無(wú)線通訊系統(tǒng),將空調(diào)、電視、廚房用具、家庭影院、燈具窗簾、音響廣播等進(jìn)行控制集成,創(chuàng)建高效方便的日常住宅設(shè)施與日常安排管理系統(tǒng),是家居變得更安全、方便、舒適、節(jié)能,極大提高人們的生活質(zhì)量。
4.5 電網(wǎng)智能
顧名思義,將城市的電網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能化,使電網(wǎng)更安全、環(huán)保、高效、經(jīng)濟(jì)、有可靠性。能合理和利用物聯(lián)網(wǎng)分配供電,能讓用戶方便安全的使用電能,允許各種不同形式的供電,提升電力市場(chǎng)和資產(chǎn)優(yōu)化的運(yùn)行效率。
4.6 智能物流
智能物流利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),使物流網(wǎng)絡(luò)具有人類的智能,能自動(dòng)判斷、學(xué)習(xí)、總結(jié)并分配,自動(dòng)解決物流系統(tǒng)出現(xiàn)的問(wèn)題。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是核心,它能使物流過(guò)程中的信息能自動(dòng)獲取,車輛貨物被自動(dòng)跟從監(jiān)控,主動(dòng)分析判斷,讓貨物始終處于被監(jiān)管的狀態(tài),實(shí)現(xiàn)信息先與貨物流通,使物流網(wǎng)絡(luò)有極強(qiáng)的及時(shí)性和精確性。智能物流也是物流發(fā)展的一種必然,它利用云計(jì)算、海計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、傳感技術(shù)等將物流智能化、信息化,實(shí)現(xiàn)資源的合理配置和高效傳輸。
4.7 環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)
指在平常傳統(tǒng)的環(huán)保行業(yè)中,加入智能化、信息化、自動(dòng)化的元素,實(shí)現(xiàn)環(huán)境的科學(xué)化保護(hù)治理。環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)可由幾部分組成,首先是環(huán)境中實(shí)時(shí)的污染監(jiān)控傳感裝置,包括傳感系統(tǒng)、分析系統(tǒng)等,然后是數(shù)據(jù)的傳輸即通信,將上一層的信息傳入數(shù)據(jù)應(yīng)用層,分有線和無(wú)線兩種裝置。最后是數(shù)據(jù)應(yīng)用層,這一層是中心處理層,它既能將傳輸過(guò)來(lái)的信息進(jìn)行處理分析得出結(jié)論,也能遠(yuǎn)程控制相關(guān)設(shè)備實(shí)時(shí)優(yōu)化環(huán)保治理建設(shè)。
4.8 智能校園
學(xué)生是社會(huì)人員組成的一大部分。智能校園就是利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),對(duì)校園中各類各樣的信息數(shù)據(jù)集中分析處理,實(shí)現(xiàn)教育資源和其他資源的合理分配利用,對(duì)教育和校務(wù)管理體系進(jìn)行優(yōu)化提升效率,實(shí)現(xiàn)校園的數(shù)字化教學(xué)管理。
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