物联网的主要技术有哪些

物联网072

物联网的主要技术有哪些,第1张

物联网的三项关键技术与领域包括,关键技术:传感器技术、RFID标签、嵌入式系统技术。领域:公共事务管理(节能环保、交通管理等)、公众社会服务(医疗健康、家居建筑、金融保险等)、经济发展建设(能源电力、物流零售等)。

“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,实现智能化识别和管理。也就是说,物联网是指各类传感器和现有的互联网相互衔接的一个新技术。

2005 年国际电信联盟(ITU)发布《ITU互联网报告2005物联网》, 报告指出, 无所不在的“物联网”通信时代即将来临, 世界上所有的物体从轮胎到牙刷、从房屋到纸巾都可以通过因特网主动进行交换。射频识别技术(RFID)、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术将到更加广泛的应用。

2008年3月在苏黎世举行了全球首个国际物联网会议“物联网 2008”, 探讨了“物联网”的新理念和新技术与如何将“物联网”推进发展的下个阶段 。

物联网与云计算各自具备很多优势,结合方式我们可以分为以下几种:

第一,一对多方式。即单一云计算中心,多业务终端。此类模式中,分布范围较小的各物联网终端(传感器、摄像头或3G手机等),把云中心或部分云中心做为数据的处理中心,终端所获得信息、数据统一由云中心处理及存储,云中心提供统一界面给使用者操作或者查看。

这类应用非常多,如小区及家庭的监控、对某一高速路段的监测、公共设施的保护等都可以用此类信息。这类云计算中心,可提供海量存储空间和统一界面、分级管理等功能,为日常生活提供较好的帮助。

第二,多对多方式,即多个云计算中心,大量业务终端。对于很多区域跨度较大的企业、单位而言,多中心、大量终端的模式较为适合。譬如,一个跨多地区或者多国家的企业,因其分公司或分厂较多,要对其各公司或工厂的生产流程进行监控、对相关的产品进行质量跟踪等等。

有些数据或者信息需要及时甚至实时共享给各个终端的使用者也可采取这种方式。这个的模式的前提是我们的云计算中心要包含公共云和私有云,并且他们之间的互联没有障碍。这样,对于有些机密的事情,比如企业机密等可较好地保密而又不影响信息的传递与传播。

第三,信息和应用的处理分层化,海量业务终端。这种模式可以针对用户的范围广、信息及数据种类多、安全性要求高等特征来打造。当前,客户对各种海量数据的处理需求越来越多,针对此情况,我们可以根据客户需求及云计算中心的分布进行合理的分配。对需要大量数据传送,但是安全性要求不高的,如视频数据、游戏数据等,我们可以采取本地云计算中心处理或存储。对于计算要求高,数据量不大的情况,可以放在专门负责高端运算的云计算中心。而对于数据安全要求非常高的信息和数据,我们可以放在具有灾难备份功能的云计算中心。此模式根据应用模式和场景,对各种信息、数据进行分类处理,然后选择相关的途径给予相应的终端。

课程名称

使用教材

备注

物联网产业与技术导论

《物联网:技术、应用、标准与商业模式》,电子工业出版社,等教材。

在学完高等数学,物理,化学,通信原理,数字电路,计算机原理,程序设计原理等课程后开设本课程,全面了解物联网之RFID、M2M、传感网、两化融合等技术与应用。

C语言程序设计

《C语言程序设计》,清华大学出版社,等教材。

物联网涉及底层编程,C语言为必修课,同时需要了解OSGi,OPC,Silverlight等技术标准

Java程序设计

《Java语言程序设计教程》,机械工业出版社,等教材。

物联网应用层,服务器端集成技术,开放Java技术也是必修课,同时需要了解Eclipse,SWT, Flash, HTML5,SaaS等技术

无线传感网络概论

《无线传感器网络理论、技术与实现》,国防工业出版社,《短距离无线通讯入门与实战》北京航空航天大学出版社,等教材。

学习各种无线RF通讯技术与标准,Zigbee, 蓝牙,WiFi,GPRS,CDMA,3G, 4G, 5G,Mote等等

TCP/IP网络与协议

《TCP/IP网络与协议》,清华大学出版社,等教材。

TCP/IP以及OSI网络分层协议标准是所有有线和无线网络协议的基础,Socket编程技术也是基础技能,为必修课

嵌入式系统

《嵌入式系统技术教程》,人民邮电出版社等教材。

嵌入式系统是物联网感知层和通讯层重要技术,了解TinyOS等,为必修课

传感器技术概论

《传感器技术》,中国计量出版社,等教材。

物联网专业学生需要对传感器技术与发展,尤其是在应用中如何选用有所了解,但不一定需要了解传感器的设计与生产,对相关的材料科学,生物技术等有深入了解

RFID技术概论

《射频识别(RFID)技术原理与应用》,机械工业出版社,等教材。

RFID作为物联网主要技术之一,需要了解,它本身(与智能卡技术融合)可以是一个细分专业或行业,也可以是研究生专业选题方向。

工业信息化及现场总线技术

《现场总线技术及应用教程》,机械工业出版社,等教材。

工业信息化也是物联网主要应用领域,需要了解,它本身也可以是一个细分专业或行业,也可作为研究生专业选题方向。

M2M技术概论

《M2M: The Wireless Revolution》,TSTC Publishing,等教材。

本书是美国“Texas State Techinical College”推出的M2M专业教材,在美国首次提出了M2M专业教学大纲,M2M也是物联网主要领域,需要了解,建议直接用英文授课。

物联网软件、标准、与中间件技术

《中间件技术原理与应用》,清华大学出版社,《物联网:技术、应用、标准与商业模式》,电子工业出版社,等教材。

物联网产业发展的关键在于应用,软件是灵魂,中间件是产业化的基石,需要学习和了解,尤其是对毕业后有志于走向工业和企业界的学生。

1从各种物联网军事应用中总结出的元件、组件、模块和功能的共性及区别;

2构建出的分层结构、接口、数据类型、连接关系等;

3在物联网军事应用领域中己经存在的以及需要重新统一的标准;

4物联网军事应用的共性要求和管理理念;

5不同军事应用的共同点;

6现在通用物联网军事应用架构和未来通用物联网军事应用架构;

7根据开发者的兴趣提供设计、分析和剪裁物联网设计的扩展。

通过分析物联网军事应用的特点,参考民用物联网系统相关技术理论,我们提出了由感知层、接入层、网络层、服务层、应用层组成的五层物联网军事应用的系统参考架构。 感知层

感知层主要组成包括二维码标签和识读器、RFID标签和读写器、摄像头、各种传感器(如温度传感器、声音传感器、振动传感器、压力传感器、磁敏传感器、阻力传感器、压电传感器等)。物联网感知层的主要功能是信息感知和原始数据采集,必要时辅助完成下行的末端物体控制。

感知层是物联网军事应用的基础,是物理世界和信息世界的衔接层,主要通过各类信息采集、执行和识别设备,采用射频识别技术、条形码技术、传感器技术、定位技术等,实现物理空间和信息空间的感知互动。根据用户具体需求,确定需要感知有限元培训公司的对象和采用的信息处理技术,同时实 接入层主要由基站节点或会聚节点和物联网接入网关等组成,完成末端各节点的组网控制和数据融合、会聚,或完成末梢节点下发信息的转发等功能。当末梢节点之间完成组网后,如果末梢节点需要上传数据,则将数据发送给基站节点,基站节点收到数据后,通过接入网关完成与承载网络的连接;当应用层和服务层需要下传数据时,接入网路由收到承载网络的数据后,由基站节点将数据发送给末梢节点,从而完成末梢节点与承接网络之间的信息转发与交互。

接入层接入层目前的接入手段主要有短距离无线接入、长距离卫星接入、有线接入等手段,其中无线入的功能主要由传感网(指由大量各类感器节点组成的自治网络)来承担。美军在通信骨干网的基础上,尤其强调对“最后一英里”接入网的建设,由此可见接入层的重要地位和作用。

网络层网络层是核心承载网络,承担物联网接入层与应用层之间的数据通信任务。网络层主要用于实现信息的传输和交换,提供广域范围内的应用和服务所需的基础承载传输网络,包括卫星通信网、移动通信网、骨干光纤通信网络及局部独立应用网络等。

不同网系、通信手段之间的随遇接入和无缝融合,形成端到端、对用户透明的传输与交换能力是网络层需要重点解决的问题。

新能源汽车技术是与传统燃料汽车技术不同,采用非常规的车用燃料作为动力来源,或使用常规的车用燃料但采用新型的车载动力装置,综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术。

相比于传统燃料汽车技术,新能源汽车技术将有效降低排放、提升燃料利用率、降低使用成本,还兼有运行平稳噪音低的优点,但目前新能源技术还在探索和发展阶段,对现有电池技术、精密机械电控技术和各项配套设施等的要求极高,还需要时间进一步完善。

目前,新能源汽车主要包括纯电动汽车、增程式电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车、其他新能源汽车等。2001年,新能源汽车研究项目被列入国家“十五”期间的“863”重大科技课题,并规划了以汽油车为起点,向氢动力车目标挺进的战略。第一阶段是以混合动!力汽车为主,燃料电池车等新能源汽车为辅的发展方向,开拓新能源汽车市场;第二阶段是在纯电动汽车技术成熟的基础上,纯电动汽车逐步替代混合动力及燃料电池汽车以至于完全占据新能源汽车市场,实现零排放的阶段。

新能源技术在汽车行业的应用

目前新能源在汽车行业中的应用有

1混合电力汽车

2燃料电池汽车

3汽车压燃技

4电动汽车。

物联网是通过射频识别(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连接起来,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网的概念是在1999年提出的。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,进行信息交换和通讯。物联网的英文名称为(The Internet of things)。

这里的“物”要满足以下条件才能够被纳入“物联网”的范围:1、要有相应信息的接收器;2、要有数据传输通路;3、要有一定的存储功能;4、要有CPU;5、要有操作系统;6、要有专门的应用程序;7、要有数据发送器;8、遵循物联网的通信协议;9、在世界网络中有可被识别的编号。

2009年1月28日,奥巴马就任美国总统后,与美国工商业领袖举行了一次“圆桌会议”,作为仅有的两名代表之一,IBM首席执行官彭明盛首次提出“智慧地球”这一概念,建议新政府投资新一代的智慧型基础设施。这也是物联网最近“发烧”的原因之一。

2009年9月,在北京举办的物联网与企业环境中欧研讨会上,欧盟委员会信息和社会媒体司RFID部门负责人Lorent Ferderix博士给出了欧盟对物联网的定义:物联网是一个动态的全球网络基础设施,它具有基于标准和互操作通信协议的自组织能力,其中物理的和虚拟的“物”具有身份标识、物理属性、虚拟的特性和智能的接口,并与信息网络无缝整合。物联网将与媒体互联网、服务互联网和企业互联网一道,构成未来互联网。[2]

物联网分层

具体而言,物联网分为应用层、网络层和感知层。下面分别介绍:

1)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、传感器、终端、传感器网络等,主要是识别物体,采集信息,与人体结构中皮肤和五官的作用相似。

感知层又称为信源层。以车联网为例,信源层是由汽车数字化标准信源(俗称电子车牌)构成基站集群层:由不同类型、不同功能的基站组成,实现涉车信息的采集,是涉车信息的传输层。

2)网络层是物联网的神经中枢和大脑信息传递和处理。网络层包括通信与互联网的融合网络、网络管理中心、信息中心和智能处理中心等。网络层将感知层获取的信息进行传递和处理,类似于人体结构中的神经中枢和大脑。

网络层又分为支撑层和数据层。数据层是由多个数据库构成(同时包括公安、交通等部门现有的涉车管理平台所采集的部分数据),是涉车信息的存储层,其数据结构的定义最为关键。

3)应用层是物联网的“社会分工”与行业需求结合,实现广泛智能化。

回到上海世博会的案例:假设每辆车都安装了电子车牌。什么是电子车牌?电子车牌即车辆电子标签,属于物联网的信源层。电子车牌内部含有经过加密的ID数据,存储了加密处理的车辆数据。电子车牌可以充当各类证件的作用。引入车联网之后的世博会车辆监控管理现状:快速电子识别;可同时对多台车辆检查;大大提高了工作效率,实现了智能化管理。

这两个各有各的好,看自己的选择,反正都是未来的趋势。

网络从大到小:

物联网------英特网------广域网------城域网------局域网(电话网现在也已经融入到了物联网了,和英特网接轨了)

网络架构:(数据通信原理的角度)

现在基本都是基于AS的模式,即用户和服务器。即我们平时上网,我们的电脑就是客户机,比如你登陆到百度,那么百度那边就是服务器。网络通信是建立在分层的基础之上。

OSI开放系统互连模型有七层:

物理层---数据链路层---网络层---传输层---会话层---表示层---应用层

OSI模型只是一个标准,现在比较流行的事TCP/IP模型:

接口层---网际层-传输层---应用层。

上面两个模型都有它的局限性,现在的网络可以划分出这样一个理想的模型:

物理层---数据链路层---网络层---传输层---应用层

像集线器是工作在第一层,即物理层,网桥工作在第二层,交换机也是第二层,路由器是第三层,即网络层,而功能更强大的网关工作在这三层以上。

怎么说呢,网络是个很深的东西,不像单纯的硬件,或是软件,要想在网络通信方面有点建树,软件要会,硬件也要会,并且计算机网络也必须过关,这样才有可能学好网络。。。

计算机网络拓扑结构根据其连线和节点的连接方式可分为以下几种类型:

1、总线型

计算机网络拓扑结构中,总线型就是一根主干线连接多个节点

而形成的网络结构。在总线型网络结构中,网络信息都是通过主干线传输到各个节点的。总线型结构的特点主要在于它的简单灵活、构建方便、性能优良。其主要的缺点在于总干线将对整个网络起决定作用,主干线的故障将引起整个网络瘫痪。

2、环型

计算机网络拓扑结构中,环型结构主要是各个节点之间进行收尾连接,一个节点连接着一个节点而形成一个环路。在环形网络拓扑结构中,网络信息的传输都是沿着一个方向进行的,是单向的,并且,在每一个节点中,都需要装设一个中继器,用来收发信息和对信息的扩大读取。

环形网络拓扑结构的主要特点在于它的建网简单、结构易构、便于管理。而它的缺点主要表现为节点过多,传输效率不高,不便于扩充。

3、星形

在计算机网络拓扑结构中,星型结构主要是指一个中央节点周围连接着许多节点而组成的网络结构,其中中央节点上必须安装一个集线器。所有的网络信息都是通过中央集线器(节点)进行通信的,周围的节点将信息传输给中央集线器,中央节点将所接收的信息进行处理加工从而传输给其他的节点。

星型网络拓扑结构的主要特点在于建网简单、结构易构、便于管理等等。而它的缺点主要表现为中央节点负担繁重,不利于扩充线路的利用效率。

4、树形

在计算机网络拓扑结构中,树形网络结构主要是指各个主机进行分层连接,其中处在越高的位置,此节点的可靠性就越强。

树形网络结构其实是总线性网络结构的复杂化,如果总线型网络结构通过许多层集线器进行主机连接,从而形成了树形网络结构,在互联网中,树形结构中的不同层次的计算机或者是节点,它们的地位是不一样的,树根部位(最高层)是主干网,相当于广域网的某节点,中间节点所表示的应该是大局域网或者城域网,叶节点所对应的就是最低的小局域网。

树型结构中,所有节点中的两个节点之间都不会产生回路,所有的通路都能进行双向传输。其优点是成本较低、便于推广、灵活方便,比较适合那些分等级的主次较强的层次型的网络。

5、网状

在计算机网络拓扑结构中,网型结构是最复杂的网络形式,它是指网络中任何一个节点都会连接着两条或者以上线路,从而保持跟两个或者更多的节点相连。

网型拓扑结构各个节点跟许多条线路连接着,其可靠性和稳定性都比较强,其将比较适用于广域网。同时由于其结构和联网比较复杂,构建此网络所花费的成本也是比较大的。

扩展资料

谈到物联网,就不得不提到物联网发展中备受关注的射频识别技术(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,每个标签具有扩展词条唯一的电子编码,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。据Sanford C Bernstein公司的零售业分析师估计,关于物联网RFID带来的这一特性,可使沃尔玛每年节省835亿美元,其中大部分是因为不需要人工查看进货的条码而节省的劳动力成本。

RFID帮助零售业解决了商品断货和损耗(因盗窃和供应链被搅乱而损失的产品)两大难题,而现在单是盗窃一项,沃尔玛一年的损失就达近20亿美元。

参考资料来源:百度百科-物联网

参考资料来源:百度百科-拓扑结构

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