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物联网应用技术论文
物联网应用技术论文 物联网应用技术论文一:浅析物联网应用技术 【摘 要】近几年来物联网技术受到了人们的广泛关注。本文介绍了 物联网技术的研究背景,传感网的原理、应用、技术,无锡是首个国家传感网信 息中心。以最具代表性的基于RFID的物联网应用架构、基于传感网络的物联网 应用架构、基于M2M的物联网应用架构为例,对物联网的网络体系与服务体系 进行了阐述;分析了物联网研究中的关键技术,包括RFID技术、传感器网络与检 测技术、智能技术和纳米技术;最后,展望了无锡物联网技术作为国家首个传感 网信息中心对人类生活、工业发展、科技进步的促进作用。【关键词】物联网;技术;应用 尽管物联网技术在国外以成熟,但国内物联网才刚刚起步,问题显然 很明显。那就是物联网安全,物联网是一种虚拟网络与现实世界实时交互的新型 系统,其无处不在的数据感知以无线为主的信息传输、智能化的信息处理,一方 面固然有利于提高社会效率,另一方面也会引起大众对信息安全和隐私保护问题 的关注。从技术上讲物联网存在很多网络安全隐患。由于物联网在很多场合都需 要无线传输,这种暴露在公开场所之中的信号很容易被窃取,也更容易被干扰, 这将直接影响到物联网体系的安全。物联网规模很大,与人类社会的联系十分紧 密,一旦受到病毒攻击,很可能出现世界范围内的工厂停产、商店停业、交通瘫 痪,让人类社会陷入一片混乱。
1.物联网的定义 作为一个新兴产业,物联网从诞生到广泛应用需要经历四个阶段。第 一阶段为设想阶段,是产业发展的最初时期;第二阶段是技术研发阶段;第三阶段 为实验阶段。在技术研发的水平达到一定程度时,就可以进行小范围的试用和检 测,这是从理论走向实践的一步。国内的研究也在同步前行,如中国移动、电信 和联通三大电信运营商业开始尝试物联网业务。中国移动的手机钱包和手机购电 业务,该业务也可以应用于超市、餐厅等小额支付场合;中国联通的无线环保检 测平台通过3G网络,可实现对水表、灌溉、水文等动态数据进行检测,又可对 空气质量、碳排放和噪音进行检测;第四阶段为全国推广阶段,也是投入资金最 大的时期。同时,一旦大规模商用,大量基础设施的建设和终端产品的全面推广 必将推动电信、信息存储处理、IT服务整体解决方案等众多市场的发展。2.物联网的发展趋势 业内专家认为,物联网一方面可以提高经济效益,大大节约成本;另 一方面可以为全球经济的复苏提供技术动力。物联网的发展是以移动技术为代表 的普适计算和泛在网络发展的结果,带动的不仅仅是技术进步,而是通过应用创 新进一步带动经济社会形态、创新形态的变革,塑造了知识社会的流体特性,推 动面向知识社会的下一代创新。开放创新、共同创新、大众创新、用户创新成为 知识社会环境下的创新新特征,技术更加展现其以人为本的一面,以人为本的创 新随着物联网技术的发展成为现实。要真正建立一个有效的物联网,有两个重要 因素。一是规模性,只有具备了规模,才能使物品的智能发挥作用。二是流动性, 物品通常都不是静止的,而是处于运动的状态,必须保持物品在运动状态,甚至 高速运动状态下都能随时实现对话。
3.物联网应用技术的隐私问题 在物联网中,射频识别技术是一个很重要的技术。在射频识别系统中, 标签有可能预先被嵌入任何物品中,比如人们的日常生活物品中,但由于该物品 (比如衣物)的拥有者,不一定能够觉察该物品预先已嵌入有电子标签以及自身可 能不受控制地被扫描、定位和追踪,这势必会使个人的隐私问题受到侵犯。因此, 如何确保标签物的拥有者个人隐私不受侵犯便成为射频识别技术以至物联网推 广的关键问题。而且,这不仅仅是一个技术问题,还涉及到政治和法律问题。这 个问题必须引起高度重视并从技术上和法律上予以解决。造成侵犯个人隐私问题 的关键在于射频识别标签的基本功能:任意一个标签的标识(ID)或识别码都能在 远程被任意的扫描,且标签自动地,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。这一特性可用来追踪和定位某个特定用户或物品,从而获 得相关的隐私信息。这就带来了如何确保嵌入有标签的物品的持有者个人隐私不 受侵犯的问题。
4.物联网应用的关键领域 4.1 RFID 射频识别即RFID(Radio Frequency Identification)技术,又称电子标签、 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。RFID射频识别是一 种非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别工作无需人工干预,可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物 体并可同时识别多个标签,操作快捷方便。RFID是一种简单的无线系统,只有 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。
4.2传感网 传感网是随机分布的集成有传感器、数据处理单元和通信单元的微小 节点,通过自组织的方式构成的无线网络。借助于节点中内置的传感器测量周边 环境中的热、红外、声纳、雷达和地震波信号,从而探测包括温度、湿度、噪声、 光强度、压力、土壤成分、移动物体的大 小、速度和方向等物质现象。
4.3 M2M技术 M2M是Machine-to-Machine/Man的简称,是一种以机器终端智能交互 为核心的、网络化的应用与服务。M2M根据其应用服务对象可以分为个人、家 庭、行业三大类。通信网络技术的出现和发展,给社会生活面貌带来了极大的变 化。人与人之间可以更加快捷地沟通,信息的交流更顺畅。但是目前仅仅是计算 机和其他一些IT类设备具备这种通信和网络能力。众多的普通机器设备几乎不具 备联网和通信能力,如家电、车辆、自动售货机、工厂设备等。M2M技术的目 标就是使所有机器设备都具备连网和通信能力,其核心理念就是网络一切 (Network Everything)。M2M技术具有非常重要的意义,有着广阔的市场和应用, 推动着社会生产和生活方式新一轮的变革。M2M是一种理念,也是所有增强机 器设备通信和网络能力的技术的总称。人与人之间的沟通很多也是通过机器实现 的,例如通过手机、电话、电脑、传真机等机器设备之间的通信来实现人与人之 间的沟通。另外一类技术是专为机器和机器建立通信而设计的。如许多智能化仪 器仪表都带有RS-232接口和GPIB通信接口,增强了仪器与仪器之间,仪器与电 脑之间的通信能力。目前,绝大多数的机器和传感器不具备本地或者远程的通信 和连网能力。
4.4两化融合 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。
在中国共产党第十六次全国代表大会上,江泽民 主席率先提出了“以信息化带动工业化,以工业化促进信息化”的新型工业化道路的指导思想;经过5年的发展和完善,在中国共产党第十七次全国代表大会上胡锦 涛主席继续完善了“发展现代产业体系,大力推进信息化与工业化融合”的新科学 发展的观念,两化融合的概念就此形成。
5.结语 根据物联网的内涵可知,要真正实现物联网需要感知、传输、控制及 智能等多项技术。物联网的研究将带动整个产业链或者说推动产业链的共同发展。
信息感知技术、网络通信技术、数据融合与智能技术、云计算等技术的研究与应 用,将直接影响物联网的发展与应用,只有综合研究解决了这些关键技术问题, 物联网才能得到快速推广,造福于人类社会,实现智慧地球的美好愿望。
物联网应用技术论文二:物联网技术与应用问题研究 摘 要:物联网在当今社会有着巨大的意义和作用,曾被誉为经济发 展和国家安全的关键所在。他通过将感应器嵌入到各类设施中,实现网络的自动 化管理,随着科技发展,自动化设施代替手工业将是大势所趋,而物联网技术作 为自动化控制核心,其地位也将逐步提升,那么对物联网技术的研究与应用就十 分必要,本文首先对物联网作简要的介绍,然后具体研究技术与应用方面的问题, 来让更多的人了解物联网,并希望能给物联网技术在实际的应用中提供一定的理 论帮助。
【关键词】物联网 技术 应用证 随着21世纪科技的飞速发展,人们对生活质量的追求也越来越高,在 日常生活和工作中,人们开始逐步追求自动化智能化,于是在基于互联网的科技 上,物联网开始正式走入人们的生活。物联网技术作为当今社会先进技术之一, 对社会的发展起着巨大的推动作用,各国早已把物联网技术的研究提升到主要位 置,我国对物联网技术的研究虽起步较早,但还不成熟,在物联网应用广泛的今 天,想要在国际上保证我国的强国地位,就必须把脚步跟上去,同发达国家看齐。
1 物联网概述 1.1 物联网的概念 物联网具体是什么呢,它的概念可能很多人还是不清晰的,但对于移动通信网络可能大家都已经非常熟悉了,日常的手机电话交流就是最简单的移动 通信网络,它是人与人之间的交流系统,而物联网是物与物的联系构成的,说到 物联网我们就不能不提到人工智能的概念,其实物联网就是一个智能网络,智能 的概念,我们都很清楚,一定不是人所做出的行为,我们不会说哪个人是智能的, 智能是一种人为设计好自发工作的行为,例如机器人的行走,做简单的劳动,这 些就是智能,而物联网就是智能的更广泛应用,它主要有三部分组成,一是感知, 二是网络,三是行动物,例如小区的自动防火系统,它就是在人工设定温度预警 后自动工作的一个物联网应用,在人工设定之后,它工作就再没有人力的干预, 完全自行工作,当某处的温度达到预警值,它就会自动报警。当然这只是物联网 的一个简单应用,类似与互联网一样,它的领域也非常广泛,可以涉及到电力, 铁路,工厂,汽车,林牧等等行业。物联网的最终发展,就是把一切可能实行的 领域都实行物联网技术管理,然后再将整个物联网系统与现有的互联网技术有机 的结合到一起,形成一个完美的统一,把更多的人力资源从繁重的实践工作中解 放出来。
1.2 物联网分类 物联网可以分为公共物联网,私有物联网,社区物联网和混合物联网, 公共物联网顾名思义是为公众提供服务的,一般是由政府或第三方集中管理控制, 通过网络对社会中的公共设施服务进行控制,例如公用电话亭,私有物联网的控 制范围较小,其控制权集中在个人或企业手中,例如比尔盖茨豪宅的相关智能控 制就属于私人物联网。社区物联网主要存在于一个小区,或者一个社会机构中, 例如一个城市的公安,消防系统使用的物联网。混合物联网,即上述物联网中一 种或几种的组合。
2 物联网技术与应用 物联网技术是互联网技术的延伸与拓展,它可以把物体与物体不通过 人工过程操作联系到一起,我们下面来具体介绍一下物联网技术及其应用。
2.1 物联网的技术构架 物联网技术构架可以分为三层,包括感知层,网络层,应用层。其实 物联网的层次与人体工作结构非常相似,感知层的作用主要是感受外界变化,它 主要是有传感器构成,例如火灾防护中的温度传感器,声控灯中的声音感受器, 林业灌溉中的湿度检测器,这些就类似于人的眼耳口鼻,负责接收外界讯息。网络层类似于人的大脑,将接收到的信息整理加工并将处理方法发配给应用层,它 包括各种网络或通讯平台。最后的应用层就是具体做出反应的系统,这个系统是 直接与人类日常生活及工作相互接轨的,例如报警器,自动灌溉机等等,类似于 人的手脚等等能够发出实际行动的器官。物联网的具体工作步骤就是由感知层接 受信息并传递给网络层处理加工,最后由网络层发出指令给应用层进行实际处理。
2.2 物联网技术的应用 物联网具体有哪些应用呢,物联网的应用领域涉及广泛,包括建筑, 水电,家居,林业,畜牧业等等方面都有广泛的应用,我们以家庭生活为例来谈 一下物联网技术的应用,首先来谈一下智能家居系统,不论什么时候,家庭都是 一个人生活不可或缺的部分,随着生活水平的提高,我们的家居也在不断地改善, 我们从完全手动化的家居生活正逐步的向自动化家居生活迈进,例如我们的全自 动洗衣机,自动晾衣架,自动热水器等等,这些都体现了我们的家居生活智能化 的改变。在这些基础上,我们还有更高的要求,首先是安全,家庭的防火防水放 电防盗一直以来都是头等大事,那么在这一方面,物联网起到了什么作用呢。
(1)报警器的设置,火灾预警器、煤气泄漏警报、防盗门,这些由预 先的专业人士安装好传感器,当危险发生时传感器必然能在第一时间发出警报, 提醒家庭人员或者报警器中断控制人员,从而提醒他们存在潜在危险,并立即排 除,从而避免不必要的损失。
(2)可视对讲,在小区中国,主楼下面的防盗门上往往会有一个视频 对话器,可以连通门外与室内,使室内可以看到户外的一切情景,这样可以避免 窃贼的进入,同时当主人不在时,访客可以通过此智能系统留言来提醒主人。
(3)远程报警,我们可以常常在商场或银行等地看到“按下报警”这样的 标识,这就是远程报警系统,通过预先的设定,我们在某处可以设置直接连通公 安或消防抢险部门的设施,当发生危险时,我们也许来不及打电话报警,那么我 们可以通过远程报警系统直接按下紧急报警按钮,这样相关人员会立即到场为我 们解决问题。这些都是在家庭安全上的应用。其次家庭设备的控制系统,例如照 明系统,多媒体系统,电源设备,这些也许我们仅仅通过一个遥控器就能完全解 决,我们把传感器安装在我们所需控制的地方,当我们需要时,只需要按下遥控 器就可以了。
3 物联网技术应用的风险我们常说,科学是一把双刃剑,确实如此,当我们在享受着科学技术 为我们带来利益的同时,还要时刻提防着它们的负面影响,在物联网的应用中也 一样。物联网技术应用究竟存在着哪些方面的负面影响呢,它们的产生其实也是 由它的三个组成部分引起的,即感应层,网络层和应用层,而这些影响的产生主 要是由于自身设计不合理和被破坏两种情况引发。首先是感应层,它是接受信息 的部分,它所占有的地位不言而喻,是整个系统运作的前提,没有它那么其他部 分不会工作,如果感应层设计不合理或者被破坏,很可能出现这样的情况,当危 险或不利因素已经产生时,它仍然不作出反应,不向网络层报告,那么比如我们 在厨房的煤气设施旁边装了报警器,而却因为安装了一个坏的感应器,那么可想 而只,这个报警器形同虚设,不但无利,反而让人们丧失了原本的警惕心理,每 期一旦在不人们熟睡的时候泄露,可想而知,必然有生命危险。然后是网络层, 它是物联网运作的枢纽所在,如果网络层被破坏,将直接导致整个系统瘫痪,例 如如果小区的防盗门报警系统的处理层被人为破坏,那么窃贼可以说来去自如了。
最后,是应用层,眼睛清晰,大脑聪明,四肢瘫痪有什么用呢,当你看到对面大 火扑过来,也想到要跑,可如果是个瘫痪的人又能够怎么办呢,他也跑不掉,所 以说物联网系统同样存在着风险,我们必须谨慎小心,在借助科学技术的同时, 设计者要细致,应用者不要过分依赖。
总之,物联网技术作为先进的科技为我们的生活增添了色彩,也大大 的解决了我们日常生活中的一些困难和危险,将一部分人力资源解放出来,但作 为智能系统,必然存在着其不可弥补的缺陷,这些缺陷很可能被非法人员利用, 或者自身产生漏洞,从而为我们带来危险,科学是把双刃剑,要善用,只有这样, 才能更好的为人类造福,物联网的开发前景还非常远大,也许不久的将来,更多 的的梦想将变为现实。