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。下面是我精心推荐的物联网应用技术论文,希望你能有所感触!
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
41 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。
42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。
43 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。
44两化融合
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***第十六次全国代表大会上,江泽民同志率先提出了“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***第十七次全国代表大会上胡锦涛同志继续完善了“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。
参考文献
[1]刘化君物联网体系结构研究[J]中国新通信,2010,5
[2]陆光耀物流信息管理[M]北京:中国铁道出版社,2008
[3]肖慧彬物联网中企业信息交互中间件技术开发研究北京:北方工业大学,2009
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党的十九大报告提出建设“ 交通强国 ”的目标,为我国未来交通运输发展描绘了宏伟蓝图。
要建设交通强国,就要在新时代中国特色社会主义思想的指导下,贯彻新发展理念,以供给侧结构性改革为主线,以创新为引领,全面推动交通运输发展质量变革、效率变革、动力变革。而物联网,就是这个时代带给交通运输发展的强心剂。
一,物联网该如何让交通改头换面呢?
1基于物联网的智能交通系统架构
基于物联网的智能交通系统一定要全面考虑到各个类型的基础设施、交通对象等。
通过构建基础交通的感知网络,才能开发出各种类型的智能管理的服务系统。这种全新的理念一定能从根本上,改变交通系统,只注重业务开发的模式,转而向信息资源共享需求的方向发展。把物联网真正的运用到智能化的交通领域中,首先就是构建在物联网环境下的,智能交通系统架构。
这项在物联网基础上的,智能交通的架构,主要由感知层、网络层和应用层这三个方面组成。
11感知层
物联网的智能交通系统的感知层,主要负责准确的采集各种交通信息。尤其是各类交通信息的感知要通过网络和传感器来得以实现。传感器的采集过程,一定要完全经过无线传感器网络的完全传输,才能实现好数据的汇聚。
12 应用层
应用层的主要功能,是对交通感知网络进行数据采集,并且要进一步对数据信息进行分析和应用,支持各种智能化的交通服务。应用层系统主要分为,政府应用系统、社会应用系统、各个企业之间的示范系统等等。
其中,最为典型的应用系统,主要包括交通控制系统与动态控制系统。要想实现好智能无线传感器与电信网络传感器之间的融合,一定要把无线传感器网络连接到电信网络上。利用电信网络来进一步实现对无线传感器的网络中各项业务的监控与管理。
13 业务平台
业务平台是促进电信网络的运行与管理,并且还要与无线网络传感器进行结合的业务实体,同时还要协调好电信网络中的其他实体,来完成好整个业务系统。
管理平台作为实现电信网络对无线传感器网络的管理实体平台,主要目的是为了实现对业务平台的设备与网络进行管理。同时,为了保证电信网络更加可靠的运行,一定要在电信网络和无线交通传感器之间引入有效的控制机制。
这项接入控制机制,指的是电信网络利用网关系统,对控制点进行有效的控制,为无线传感器网络提供全程的服务。
2 物联网技术对智能交通系统的影响
由于物联网在电子通信与计算机技术方面具有成熟的技术优势,因此,物联网技术与智能交通系统的有效结合,才能为我国的交通运输行业提供出全新的发展思路。
物联网是在计算机与互联网技术之后的,信息产业的第三次浪潮,从而孕育出了改变产品生产与销售的网络系统。与此同时,物联网提出的全新的理念,对人类的生活方式产生了比较深远的影响。到目前为止,在交通运输与物流行业,逐步推广了物联网技术。
21 感知信息
物联网的核心内容是传输过程中的信息数据,首先就是要对物体的属性进行标识,属性主要包括静态与动态两种,还要通过一定的设备读取物体的属性,并且要把信息转化成一种网络传输的重要的数据。
22 采集信息
在物联网环境下构建智能化交通系统,一方面要采集大量的交通信息,并且对实时性信息进行采集和处理。另一方面,更要侧重于对信息资源的有效整合与传输功能。
由于智能化交通系统,是以高速公路作为一个技术性的交流平台,一定要以交通信息为基础,促进人们的交通出行与交通工具之间的联系,提高了交通系统的安全性与效率。
因此,只要交通系统把先进的交通信息当成基础,从而为其他的交通出行者,提供各个方面的交通信息服务体系,用来促进交通运输的合理分布。
23 信息的应用
物体要想实现有效信息的传递,主要有两个应用的方向:一是经过物体的集中有效处理传递给“人”,经过“人”的高级处理,才能进一步控制住物体。
另外一个方面,是直接对“物”进行合理的智能控制,并不需要经过“人”,就能授予权力。通过深入分析互联网的整体的运行情况,一定要在物质和人之间实现好信息的合理交互。
因此,这种“物”很有可能涉及到在物质世界中的具体的实体的存在,还包括人的具体的实体属性。
尤其是物联网中的各项活动都是以人的意愿为基础,进行的活动。同时,网络的规范标准,是实现物联网的运行环境的一个最终的因素,为智能交通信息提供了有效合理的环境支持。
二,应用实例
1,物联网技术实现对司机不良驾驶行为的智能分析与判断
G7公司已经采用了成熟的技术手段,实现物联网技术对位置、声音、图像等的数据采集和人工智能识别。
“目前我公司已经可以做到对驾驶员危险行为的实时监控和管理。当驾驶员出现打瞌睡、玩手机等危险行为时,车机端就会给司机报警,云端监控的管理员也可以得到通知,车队管理员还可以下发语音信息提醒驾驶员。”公司总裁介绍,“同时,实时采集的图像还可以作为事后证据,对司机进行安全教育管理,有效降低事故率。有一个客户使用了3个月,每百万公里的事故率就降到了之前的三分之一。”
2,中兴通讯智慧交通系统
采用感知层、网络层、综合管控平台和各种交通行业应用的四层架构,以统一的智能交通管控平台为依托,以现有交通信息网络、城市道路交通信息系统和各地市交通监控中心的信息资源为基础,加强对全市主干路网交通信息和营运车辆的动态信息采集、汇总、融合。并通过对应用的互联、数据中心建设和应用整合三步走平台建设方式,实现交通业务的延续、优化和创新。满足智慧交通系统建设需求,实现与现有交通系统便捷融合,并全面降低交通运营者的运维成本。
“云计算”+“视频监控”+“车联网”,实现精确感知、畅通信息、智慧调度;
TD-LTE无线承载和GoTa专用调度系统,安全承载、高效服务;
智能、开放、高效、安全的智能交通管控平台,实现全方位交通信息应用共享挖掘;
通过云平台海量信息收集存储能力,建立数据仓库,根据数据挖掘模型对海量信息进行分析处理和业务仿真,提供决策参考
随着互联网、移动通信网络和传感器网络等技术的应用,物联网应用于智能交通已经初见雏形,在未来几年将具有极强的发展潜力。
物联网从提出到发展到进来也已经有了十多年,另外从零星的设备接入,到现在的万物互联,涉及的领域非常广泛。
一、智慧物流
1、仓库储存:通常采用基于LORA、NB-LOT等传输网络的物联网仓库管理信息系统,完成收货入库、盘点调拨、拣货出库以及整个系统的数据查询、备份、统计、报表生产及报表管理等任务。
2、运输监测:实时监测货物运输中的车辆行驶情况以及货物运输情况,包括货物位置、状态环境以及车辆的油耗、油量、车速及刹车次数等驾驶行为。
3、智能快递柜:将云计算和物联网等技术结合,实现快件存取和后台中心数据处理,通过RFID或摄像头实时采集、监测货物收发等数据。
二、智能交通
1、智能公交车:结合公交车辆的运行特点, 建设公交智能调度系统, 对线路、车辆进行规划调度, 实现智能排班。
2、共享单车:运用带有GPS 或NB-IoT 模块的智能锁, 通过APP 相连, 实现精准定位、实时掌控车辆状态等。
3、汽车联网:利用先进的传感器及控制技术等实现自动驾驶或智能驾驶, 实时监控车辆运行状态, 降低交通事故发生率。
4、智慧停车:通过安装地磁感应, 连接进入停车场的智能手机, 实现停车自动导航、在线查询车位等功能。
5、智能红绿灯:依据车流量, 行人及天气等情况, 动态调控灯信号, 来控制车流, 提高道路承载力。
6、汽车电子标识:采用RFID技术, 实现对车辆身份的精准识别、车辆信息的动态采集等功能。
7、充电桩:通过物联网设备, 实现充电桩定位、充放电控制、状态监测及统一管理等功能。
8、高速无感收费:通过摄像头识别车牌信息, 根据路径信息进行收费, 提高通行效率、缩短车辆等候时间等。
三、智能安防
1、门禁系统:主要以感应卡式,指纹,虹膜以及面 部识别等为主,有安全、便捷和高效 的特点,能联动视频抓拍、远程开门、手机位置探测及轨迹分析等。
2、报警系统:主要通过报警主机进行报警,同时,部分研发厂商会将语音模块以及网络控制模块置于报警主机中,缩短报警反映时间。
3、监控系统:主要以视频为主,分为警用和民用市场 。通过视频实时监控,使用摄像头进行抓拍 记录,将视频和进行数据存储和分析, 实时监测、确保安全。
四、智慧能源
1、智能水表:可利用先进的NB-loT技术,远程采集用水量, 以及提供用水提醒等服务。
2、智能电表:自动化信息化的新型电表, 具有远程监测用电情况, 并及时反馈等功能。
3、智能燃气表:通过网络技术, 将用气量传输到燃气集团,无需入户抄表,且能显示燃气用量及用气时间等数据。
4、智慧路灯:通过搭载传感器等设备, 实现远程照明控制以及故障自动报警等功能。
五、智能医疗
1、医疗可穿戴:通过传感器采集人体及周边环境的参数, 经传输网络,传到云端,数据处理后,反馈给用户。
2、数字化医院:将传统的医疗设备进行数字化改造,实现了数字化设备远程管理、远程监控以及电子病历查阅等功能。
六、智慧建筑
物联网应用于建筑领域,主要体现在用电照明、消防监测以及楼宇控制等。
七、智能制造
主要体现在数字化以及智能化的工厂改造上,包括工厂机械设备监控和工厂的环境监控。
八、智能家居
1、单品连接:这个阶段是将各个产品通过传输网络,如WiFi、蓝牙、ZigBee等进行连接,对每个单品单独控制。
2、物物联动:目前,各个智能家居企业将自家的所有产品进行联网、系统集成,使得各产品间能联动控制,但不同的企业单品还不能联动。
3、平台集成:这是智能家居发展的最终阶段,根据统一的标准,使各企业单品能相互兼容,目前还没有发展到这个阶段。
九、智能零售
1、自动售货机:自动售货机也叫无人售货机,分为单品售货机和多品售货机,通过物联网卡平台进行数据传输,客户验证,购物车提交,到扣款回执。
2、无人便利店:采用RFID技术,用户仅需扫码开门,便可进行商品选购,关门之后系统会自动识别所选商品,并自动完成扣款结算。
十、智慧农业
智慧农业指的是利用物联网、人工智能、大数据等现代信息技术与农业进行深度融合,实现农业生产全过程的信息感知、精准管理和智 能控制的一种全新的农业生产方式,可实现农业可视化诊断、远程控制以及灾害预警等功能。
来源:物联网在现实生活中的应用场景
以互联网为代表的计算机网络技术是二十世纪计算机科学的一项伟大成果,给我们的生活带来了深刻的变化,物联网是在互联网基础上发展而来的新一代网络。 物联网通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器、传感器等信息传感设备,按照约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通讯,使现实世界中的所有物品与网络进行连接,实现了智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。
物联网的应用
物联网发展至今,产业规模不断扩大,产业价值不断增加,物联网带来的价值和社会效应日益明显。 未来物联网将广泛用于智能交通、地防入侵、环境保护、政府工作、公共安全、智能电网、工业监测等多个领域。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。有专家预测10 年内物联网将大规模普及,这一技术将会发展成为一个上万亿元规模的高科技市场。
例如,电力企业经营管理就体现了运用物联网关键技术的最佳实践。应用物联网技术和现代管理理念对燃料的管理流程进行规范化,采用先进的RFID 射频识别、视频监控、红外线感应、车辆跟踪定位、自动化计量系统,与企业原有的管理信息系统紧密结合,对企业燃料采购计划、计量检验、入库和结算进行全方位监管,对燃料实行集中控制,为每批次燃料均准备独立的身份标签,对燃料本身与燃料合同、计量检验等进行一体化管理,实现燃料管理全过程的自动、闭环控制。还可以把传感器嵌入到电力企业的生产设备、物资运输设备等各个环节中去,去捕获、收集设备运行状况以及技术人员管理的信息,进而通过软件应用系统进行处理和分析,提出辅助决策或预案,整合电力系统中环境基础设施、材料设备以及人员的控制和管理,使人们可以更加精细和灵活的管理生产经营。
物联网风险及其管理
发展物联网的价值无疑是巨大的,物联网对于当前社会的影响也是不容忽视的,在安全与隐私方面的不利影响已经被人们所认识和关注,成为影响物联网发展的风险因素。物联网从技术上体现了现代科技进步,然而物联网的发展在社会生活的各领域存在诸多风险,需要细致的分析新技术对社会的影响,特别是要积极的应对物联网面临的风险。
物联网接入的各种传感器很可能成为“监听和监视”的工具,物联网的商业应用,为了创造商机挖掘个人隐私,极大地威胁隐私安全,比如传感器在何处设置、由谁设置、谁能阅读物联网信息等等,这些物联网隐私和信息权利的复杂性加剧了物联网商业滥用的风险。 物联网电子标签的使用使风险威胁来自两个方面:首先是标签信息泄露问题,其次是通过标签的唯一标识符进行恶意追踪问题。信息泄露是指暴露标签发送信息,当电子标签应用在药品上时,可能暴露药物使用者的病理;当电子档案、生物特征添加到电子标签中时,标签信息泄露问题便极大地危害了个人隐私。恶意追踪可以在不同的时间不同的地点识别标签,得出标签的定位信息。因此可以通过标签的定位信息获得标签持有者的行踪,并且标签识别装备相对价格低廉,极易隐藏并且使用寿命很长,这就加剧了恶意追踪的风险。
对此,笔者建议,在物联网的风险管理中,应深入研究物联网的影响,构建统一的物联网监管体系,综合治理物联网风险,以切实可行的综合措施引导物联网健康发展,减少物联网风险。 关键技术逐渐成熟,管理机制逐步规范,隐私保护与信息安全同步推进,推动物联网内不同对象间的信息交换更加便捷、高效、安全、低成本、自主式、智能化。从技术现代性的角度,思考物联网的问题和风险,对物联网的未来发展富有启发意义。
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