什么是物联网物联网的核心技术有哪些

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什么是物联网物联网的核心技术有哪些,第1张

物联网( IoT ,Internet of things )即“万物相连的互联网”,是互联网基础上的延伸和扩展的网络,将各种信息传感设备与互联网结合起来而形成的一个巨大网络,实现在任何时间、任何地点,人、机、物的互联互通。

1、射频识别技术

射频识别技术(Radio Frequency Identification,简称RFID)。RFID是一种简单的无线系统,由一个询问器(或阅读器)和很多应答器(或标签)组成。标签由耦合元件及芯片组成,每个标签具有唯扩展词条一的电子编码。

标签附着在物体上标识目标对象,它通过天线将射频信息传递给阅读器,阅读器就是读取信息的设备。RFID技术让物品能够“开口说话”。这就赋予了物联网一个特性即可跟踪性。就是说人们可以随时掌握物品的准确位置及其周边环境。

2、传感网

MEMS是微机电系统( Micro - Electro - Mechanical Systems)的英文缩写。它是由微传感器、微执行器、信号处理和控制电路、通讯接口和电源等部件组成的一体化的微型器件系统。

其目标是把信息的获取、处理和执行集成在一起,组成具有多功能的微型系统,集成于大尺寸系统中,从而大幅度地提高系统的自动化、智能化和可靠性水平。

3、M2M系统框架

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。它将使对象实现智能化的控制。M2M技术涉及5个重要的技术部分:机器、M2M硬件、通信网络、中间件、应用。

基于云计算平台和智能网络,可以依据传感器网络获取的数据进行决策,改变对象的行为进行控制和反馈。

4、云计算

云计算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,并借助先进的商业 模式让终端用户可以得到这些强大计算能力的服务。

如果将计算能力比作发电能力,那么从古老的单机发电模式转向现 代电厂集中供电的模式,就好比现在大家习惯的单机计算模 式转向云计算模式,而“云”就好比发电厂,具有单机所不能比拟的强大计算能力。

扩展资料:

物联网功能

1、获取信息的功能

主要是信息的感知、识别,信息的感知是指对事物属性状态及其变化方式的知觉和敏感;信息的识别指能把所感受到的事物状态用一定方式表示出来。

2、传送信息的功能

主要是信息发送、传输、接收等环节,最后把获取的事物状态信息及其变化的方式从时间(或空间)上的一点传送到另一点的任务,这就是常说的通信过程。

3、处理信息的功能

是指信息的加工过程,利用已有的信息或感知的信息产生新的信息,实际是制定决策的过程。

4、施效信息的功能

指信息最终发挥效用的过程,有很多的表现形式,比较重要的是通过调节对象事物的状态及其变换方式,始终使对象处于预先设计的状态

参考资料来源:百度百科-物联网

物联网操作系统是新一代信息技术的重要组成部分。其英文名称是IOT(Internet Of Things)。由此,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。物联网与互联网的不同在于,互联网关注的是“人与人”之间的信息交换和共享,而物联网则进一步扩展,实现“物与物”、“人与物”之间的信息交换和共享。物联网大致可分为终端应用层、网络层(进一步分为网络接入层和核心层)、设备管理层、后台应用层等四个层次。其中最能体现物联网特征的,就是物联网的终端应用层。终端应用层由各种各样的传感器、协议转换网关、通信网关、智能终端、刷卡机(POS机)、智能卡等终端设备组成。这些终端大部分都是具备计算能力的微型计算机。物联网操作系统,就是运行在这些终端上,对终端进行控制和管理,并提供统一编程接口的操作系统软件。

与传统的个人计算机或个人智能终端(智能手机、平板电脑等)上的操作系统不同,物联网操作系统有其独特的特征。这些特征是为了更好的服务物联网应用而存在的,运行物联网操作系统的终端设备,能够与物联网的其它层次结合的更加紧密,数据共享更加顺畅,能够大大提升物联网的生产效率。

系统作用

除具备传统操作系统的设备资源管理功能外,物联网操作系统还具备下列功能:

屏蔽物联网碎片化的特征,提供统一的编程接口:所谓碎片化,指的是硬件设备配置多种多样,不同的应用领域差异很大。从小到只有几K内存的低端单片机,到有数百M内存的高端智能设备。传统的操作系统无法适应这种“广谱”的硬件环境,而如果采用多个操作系统(比如低端配置,采用嵌入式操作系统,高端配置设备,采用Linux等通用操作系统),则由于架构的差异,无法提供统一的编程接口和编程环境。正是这种“碎片化”的特征,牵制了物联网的发展和壮大。物联网操作系统则充分考虑这些碎片化的硬件需求,通过合理的架构设计,使得操作系统本身具备很强的伸缩性,很容易的应用到这些硬件上。同时,通过统一的抽象和建模,对不同的底层硬件和功能部件进行抽象,抽象出一个一个的“通用模型”,对上层提供统一的编程接口,屏蔽物理硬件的差异。这样达到的一种效果就是, 同一个APP,可以运行在多种不同的硬件平台上,只要这些硬件平台运行物联网操作系统即可。这与智能手机的效果是一样的,同一款APP,比如微信,既可以运行在一个厂商的低端智能手机上,又可以运行在硬件配置完全不同的另一个厂商的高端手机上,只要这些手机都安装了Android操作系统。显然,这样一种独立于硬件的能力,是支撑物联网良好生态环境形成的基础。

物联网生态环境培育:拉通物联网产业的上下游,培育物联网硬件开发、物联网系统软件开发、物联网应用软件开发、物联网业务运营、网络运营、物联网数据挖掘等分离的商业生态环境,为物联网的大发展建立基础。类似于智能终端操作系统(iOS、Andriod等)对移动互联网的生态环境培育作用;

降低物联网应用开发的成本和时间:物联网操作系统是一个公共的业务开发平台,具备丰富完备的物联网基础功能组件和应用开发环境,可大大降低物联网应用的开发时间和开发成本;提升数据共享能力:统一的物联网操作系统具备一致的数据存储和数据访问方式,为不同行业之间的数据共享提供了可能。物联网操作系统可打破行业壁垒,增强不同行业之间的数据共享能力,甚至可以提供“行业服务之上”的服务,比如数据挖掘等;

为物联网统一管理奠定基础:采用统一的远程控制和远程管理接口,即使行业应用不同,也可采用相同的管理软件对物联网进行统一管理,大大提升物联网的可管理性和可维护性,甚至可以做到整个物联网的统一管理和维护。

体系架构

一般来说,物联网操作系统由内核、通信支持(WiFi/蓝牙、2/3/4G等通信支持、NFC、RS232/PLC支持等)、外围组件(文件系统、GUI、Java虚拟机、XML文件解析器等)、集成开发环境等组成,基于此,可衍生出一系列面向行业的特定应用,

物联网的缺点是:

1、安全性:物联网系统互联互通,通过网络进行通信。 尽管采取了任何安全措施,系统几乎不提供任何控制,并且可以引发各种网络攻击。

2、隐私:即使没有积极参与用户,物联网系统也能提供最详细的大量个人数据。

3、复杂性:设计,开发,维护和支持大型技术到物联网系统是相当复杂的。

扩展资料

物联网的优点:

1、高效的资源利用:如果了解每个设备的功能和工作方式,会提高资源的有效利用率并监控自然资源。

2、最大限度地减少人力:当物联网设备相互交互并相互通信并完成大量任务时,它们可以最大限度地减少人力。

3、节省时间:因为它减少了人力,所以它绝对节省了时间。 时间是通过物联网平台可以节省的主要因素。

4、增强数据收集:联网并收集相关数据。

5、提高安全性:系统能够将所有这些内容相互连接,那么就可以使系统更安全,更高效。

●传感器技术:价格低廉、性能良好的传感器是物联网应用的基石,物联网的发展要求更准确、更智能、更高效以及兼容性更强的传感器技术。智能数据采集技术是传感器技术发展的一个新方向。信息的泛在化对传感器和传感装置提出了更高的要求。具体如,微型化:元器件的微小型化,要求节约资源与能源;智能化:具备自校准、自诊断、自学习、自决策、自适应和自组织等人工智能技术;低功耗与能量获取技术:供电方式为电池、阳光、风、温度、振动等多种方式。

●设备兼容技术:大部分情况下,企业会基于现有的工业系统建造工业物联网,如何实现工业物联网中所用的传感器能够与原有设备已应用的传感器相兼容是工业物联网推广所面临的问题之一。传感器的兼容主要指数据格式的兼容与通信协议的兼容,兼容关键是标准的统一。目前,工业现场总线网络中普遍采用的如Profibus、Modus协议,已经较好地解决了兼容性问题,大多数工业设备生产厂商基于这些协议开发了各类传感器、控制器等。近年来,随着工业无线传感器网络应用日渐普遍,当前工业无线的WirelessHART、ISA100.11a以及wIA—PA3大标准均兼容了IEEE802.15.4无线网络协议,并提供了隧道传输机制兼容现有的通信协议,丰富了工业物联网系统的组成与功能。

●网络技术:网络是构成工业物联网的核心之一,数据在系统不同的层次之间通过网络进行传输。网络分为有线网络与无线网络,有线网络一般应用于数据处理中心的集群服务器、工厂内部的局域网以及部分现场总线控制网络中,能提供高速率高带宽的数据传输通道。工业无线传感器网络则是一种新兴的利用无线技术进行传感器组网以及数据传输的技术,无线网络技术的应用可以使得工业传感器的布线成本大大降低,有利于传感器功能的扩展,因此吸引了国内外众多企业和科研机构的关注。

传统的有线网络技术较为成熟,在众多场合已得到了应用验证。然而,当无线网络技术应用于工业环境时,会面临如下问题:工业现场强电磁干扰、开放的无线环境让工业机器更容易受到攻击威胁、部分控制数据需要实时传输。相对于有线网络,工业无线传感器网络技术则正处在发展阶段,它解决了传统的无线网络技术应用于工业现场环境时的不足,提供了高可靠性、高实时性以及高安全性,主要技术包括:自适应跳频、确实性通信资源调度、无线路由、低开销高精度时间同步、网络分层数据加密、网络异常监视与报警以及设备入网鉴权等。

●信息处理技术:工业信息出现爆炸式增长,工业生产过程中产生的大量数据对于工业物联网来说是一个挑战,如何有效处理、分析、记录这些数据,提炼出对工业生产有指导性建议的结果,是工业物联网的核心所在,也是难点所在。

当前业界大数据处理技术有很多,如SAP的BW系统在一定程度上解决了大数据给企业生产运营带来的问题。数据融合和数据挖掘技术的发展也使海量信息处理变得更为智能、高效。工业物联网泛在感知的特点使得人也成为了被感知的对象,通过对环境数据的分析以及用户行为的建模,可以实现生产设计、制造、管理过程中的人一人、人一机和机一机之间的行为、环境和状态感知,更加真实地反映出工业生产过程中的细节变化,以便得出更准确的分析结果。

●安全技术:工业物联网安全主要涉及数据采集安全、网络传输安全等过程,信息安全对于企业运营起到关键作用,例如在冶金、煤炭、石油等行业采集数据需要长时问的连续运行,如何保证在数据采集以及传输过程中信息的准确无误是工业物联网应用于实际生产的前提。

如图所示

物联网的主要构架应该有:

感知层由各种传感器构成,包括温湿度传感器、二维码标签、RFID标签和读写器、摄像头、红外线、GPS等感知终端。感知层是物联网识别物体、采集信息的来源。

网络层由各种网络,包括互联网、广电网、网络管理系统和云计算平台等组成,是整个物联网的中枢,负责传递和处理感知层获取的信息。

应用层是物联网和用户的接口,它与行业需求结合,实现物联网的智能应用

1、物联网应用技术主要课程:物联网产业与技术导论、C语言程序设计、Java程序设计、无线传感网络概论、 TCP/IP网络与协议、嵌入式系统技术、传感器技术概论、RFID技术概论等。

2、专业培养掌握射频、嵌入式、传感器、无线传输、信息处理、物联网域名等物联网技术,掌握物联网系统的传感层、传输层和应用层关键设计等专门知识和技能,具有从事WSN、RFID系统、局域网、安防监控系统等工程设计、施工、安装、调试、维护等工作的业务能力,具有良好服务意识与职业道德的高端技能型人才。专业课程有C语言程序设计,Java程序设计,TCP/IP网络协议,RFID技术,计算机原理,程序设计原理等。

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