物联网的产品应用20402.docx
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1、物联网的产品应用物联网是指通过各种信息传感设备,如传感器、射频识别(RFID)技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器、气体感 应器等各种装置与技术,实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程,采集其声、光、电、生物、位置等各种需要的信息,与互联网结合形成的一个巨大网络。其目的是实现物与物、物与人,所有的物品与网络的连接,方便识别、管理和控制。 物联网的产业链可细分为标识、感知、信息传送和数据处理这4个环节,其中的核心技术主要包括射频识别技术,传感技术,网络与通信技术,数据的挖掘与融合技术,中间件技术,云计算技术,信息安全技术,节点管理,智能交互及协同感知和支撑与应用等。下面主要介绍物联网
2、的核心相关技术。 1.射频识别技术RFID技术是一种无接触的自动识别技术,利用射频信号及其空间耦合传输特性,实现对静态或移动待识别物体的自动识别,用于对采集点的信息进行“标准化”标识。鉴于RFID技术可实现无接触的自动识别,全天候、识别穿透能力强、无接触磨损,可同时实现对多个物品的自动识别等诸多特点,将这一技术应用到物联网领域,使其与互联网、通信技术相结合,可实现全球范围内物品的跟踪与信息的共享,在物联网“识别”信息和近程通讯的层面中,起着至关重要的作用。另一方面,产品电子代码(EPC)采用RFID电子标签技术作为载体,大大推动了物联网发展和应用。2. 传感技术信息采集是是物联网网的基础础,而
3、目目前的信信息采集集主要是是通过传传感器、传传感节点点和电子子标签等等方式完完成的。传传感器作作为一种种检测装装置,作作为摄取取信息的的关键器器件,由由于其所所在的环环境通常常比较恶恶劣,因因此物联联网对传传感器技技术提出出了较高高的要求求。一是是其感受受信息的的能力,二二是传感感器自身身的智能能化和网网络化,传传感器技技术在这这两方面面应当实实现发展展与突破破。将传传感器应应用于物物联网中中可以构构成无线线自治网网络,这这种传感感器网络络技术综综合了传传感器技技术、纳纳米嵌入入技术、分分布式信信息处理理技术、无无线通讯讯技术等等,使各各类能够够嵌入到到任何物物体的集集成化微微型传感感器协作作
4、进行待待测数据据的实时时监测、采采集,并并将这些些信息以以无线的的方式发发送给观观测者,从从而实现现“泛在在”传感感。在传传感器网网络中,传传感节点点具有端端节点和和路由的的功能:首先是是实现数数据的采采集和处处理,其其次是实实现数据据的融合合和路由由,综合合本身采采集的数数据和收收到的其其他节点点发送的的数据,转转发到其其他网关关节点。传传感节点点的好坏坏会直接接影响到到整个传传感器网网络的正正常运转转和功能能健全。3. 网络和通信技术物联网的实实现涉及及到近程程通讯技技术和远远程运输输技术。近近程通讯讯技术涉涉及RFFID,蓝蓝牙等,远远程运输输技术涉涉及互联联网的组组网、网网关等技技术。
5、作作为为物物联网提提供信息息传递和和服务支支撑的基基础通道道,通过过增强现现有网络络通信技技术的专专业性与与互联功功能,以以适应物物联网低低移动性性、低数数据率的的业务需需求,实实现信息息安全且且可靠的的传送,是是当前物物联网研研究的一一个重点点。传感感器网络络通讯技技术主要要包括广广域网络络通信和和近距离离通信等等两个方方面,广广域方面面主要包包括IPP互联网网、2GG3GG移动通通信、卫卫星通信信等技术术,而以以iPvv6为核核心的新新联网的的发展,更更为物联联网的提提供户高高效的传传送通道道;在近近距离方方面,当当前的主主流则是是以IEEEE8802.15.4为代代表的近近距离通通信技术
6、术。 MM2M技技术也是是物联网网实现的的关键。与与M2MM可以实实现技术术结合的的远距离离连接技技术有GGSM、GGPRSS、UMMTS等等,WIIFI、蓝蓝牙、ZZigBBee、RRFIDD和UWWB等近近距离连连接技术术也可以以与之相相结合,此此外还有有XMLL和Coorbaa,以及及基于GGPS、无无线终端端和网络络的位置置服务技技术等。MM2M可可用于安安全监测测、自动动售货机机、货物物跟踪领领域,应应用广泛泛。 4. 数数据的挖挖掘与融融合从物联网的的感知层层到应用用层,各各种信息息的种类类和数量量都成倍倍增加,需需要分析析的数据据量也成成级数增增加,同同时还涉涉及到各各种异构构网
7、络或或多个系系统之间间数据的的融合问问题,如如何从海海量的数数据中及及时挖掘掘出隐藏藏信息和和有效数数据的问问题,给给数据处处理带来来了巨大大的挑战战,因此此怎样合合理、有有效的整整合、挖挖掘和智智能处理理海量的的数据是是物联网网的难题题。结合合P2PP、云计计算等分分布式计计算技术术,成为为解决以以上难题题的一个个途径。云云计算为为物联网网提供了了一种新新的高效效率计算算模式,可可通过网网络按需需提供动动态伸缩缩的廉价价计算,其其具有相相对可靠靠并且安安全的数数据中心心,同时时兼有互互联网服服务的便便利、廉廉价和大大型机的的能力,可可以轻松松实现不不同设备备间的数数据与应应用共享享,用户户无
8、需担担心信息息泄露,黑黑客入侵侵等棘手手问题。云云计算是是信息化化发展进进程中的的一个里里程碑,它它强调信信息资源源的聚集集、优化化和动态态分配,节节约信息息化成本本并大大大提高了了数据中中心的效效率。5. 中间间件技术术物联网的目目标是要要实现任任何时间间、任何何地点及及任何物物体的连连接,这这个特点点就决定定了屏蔽蔽底层硬硬件的多多样性和和复杂性性以及与与上层信信息交换换的复杂杂应用性性。中间间件为底底层与上上层之间间的数据据传递提提供了很很好的交交互平台台,实现现各类信信息资源源之间的的关联、整整合、协协同、互互动和按按需服务务等,所所以现在在中间件件的研究究热点集集中在基基于远程程控制
9、的的应用管管理方式式;支持持多种传传感设备备的管理理、数据据采集和和处理功功能,从从而降低低应用与与硬件的的耦合性性;具备备符合多多种应用用通用需需求的AAPI集集合;具具有跨平平台的灵灵活性移移植性。6. 云计计算技术术物联网要求求每个物物体都与与它惟一一的标示示符相关关联,这这样就可可以在数数据库中中检索信信息。因因此需要要一个海海量的数数据库和和数据平平台把数数据信息息转换成成实际决决策和行行动。若若所有的的数据中中心都各各自为阵阵,数据据中心的的大量有有价值的的信息就就会形成成信息孤孤岛,无无法被有有需求的的用户右右效使用用。云计计算试图图在这些些孤立的的信息孤孤岛之间间通过提提供灵活
10、活、安全全、协同同的资源源共享来来构造一一个大规规模的、地地理上分分布的、异异构的资资源池,包包括信息息资源和和硬件资资源,再再结合有有效的信信息生命命周期管管理技术术和节能能技术。云云计算是是由软件件、硬件件、处理理器加存存储器构构成的复复杂系统统,它作作为一种种虚拟化化、硬件件软件运运营化的的解决方方案,可可以为物物联网提提供高效效的计算算、存储储能力,为为泛在链链接的物物联网提提供网络络引擎。采采用云计计算技术术实现信信息存储储资源和和计算能能力的分分布式共共享,为为海量信信息的高高效利用用提供支支撑。它它按需进进行动态态部署、配配置、重重配置以以及取消消服务。在在云计算算平台中中的服务
11、务器可以以是物理理的服务务器或者者虚拟的的 服务务器,其其本质是是由远程程运行的的应用程程序驻留留在个人人电脑和和局部服服务器。7. 嵌入入式系统统技术嵌入式系统统技术是是综合了了计算机机软硬件件、传感感器技术术、集成成电路技技术、电电子应用用技术为为一体的的复杂技技术。经经过几十十年的演演变,以以嵌入式式系统为为特征的的智能终终端产品品随处可可见;小小到人们们身边的的MP33,大到到航天航航空的卫卫星系统统。嵌入入式系统统正在改改变着人人们的生生活,推推动着工工业生产产以及国国防工业业的发展展。如果果把物联联网用人人体做一一个简单单比喻,传传感器相相当于人人的眼睛睛、鼻子子、皮肤肤等感官官,
12、网络络就是神神经系统统用来传传递信息息,嵌入入式系统统则是人人的大脑脑,在接接收到信信息后要要进行分分类处理理。这个个例子很很形象的的描述了了传感器器、嵌入入式系统统在物联联网中的的位置与与作用8. 信息息安全技技术物联网的绝绝大多数数应用都都涉及个个人隐私私或机构构内部秘秘密,物物联网必必须提供供严密的的安全性性和可控控性。由由于任意意一个标标签的标标识或识识别码都都能在远远程被任任意扫描描,且标标签自动动地、不不加区别别地回应应阅读器器的指令令并将其其所存储储的信息息传输给给阅读器器,这就就需要保保证国家家及企业业的机密密不被泄泄露还要要确保标标签物的的拥有者者个人隐隐私不受受侵犯,这这些
13、也就就导致安安全和隐隐私技术术成为物物联网识识别技术术的关键键问题之之一。由由于物联联网的每每个层的的性质和和功能不不同,每每层的安安全问题题也各不不相同。除除此之外外,终端端安全管管理、感感知节点点的物理理安全也也要给予予相当的的重视,其其中包括括用户卡卡(如认认证、加加密等)、设设备软硬硬件完整整性安全全问题(如如信息采采集、存存储的安安全问题题,设备备硬件)以以及防止止非法移移动的安安全问题题。物联联网网络络层的信信息安全全主要有有两类:一是来来自于物物联网本本身(主主要包括括网络的的开放性性架构、系系统的接接入和互互联方式式、以及及各类功功能繁多多的网络络设备和和终端设设备的能能力等)
14、安安全隐患患;二是是源于构构建和实实现物联联网网络络层功能能的相关关技术(如如云计算算、网络络存储、异异构网络络技术等等)的安安全弱点点和协议议缺陷。网网络层存存在的问问题是业业务流量量模型、空空中接口口和网络络架构安安全问题题。地址址空间短短缺的解解决方法法是采用用IPvv6技术术,用1128位位的地址址长度并并采纳IIPSeec协议议,在IIP层上上对数据据包进行行高强度度的安全全处理,提提供数据据源地址址验证、无无连接数数据完整整性、数数据机密密性、抗抗重播和和有限业业务流加加密等安安全服务务,增强强了网络络的安全全性。目目前是采采用IPPv6和和IPvv4双协协议栈模模式。由由于物联联
15、网尚处处在初级级阶段,所所以其信信息安全全机制在在业界还还是空白白。9. 节点点管理由于终端感感知网络络的节点点众多,因因此必须须引入节节点管理理对多个个节点进进行操作作。其中中包括以以使终端端感知网网络寿命命最大化化为目标标的能量量管理,以以确保覆覆盖性及及连通性性为目标标的拓扑扑管理,以以保证网网络服务务质量为为目标的的QoSS管理及及移动控控制,以以实现异异地管理理为目标标的远程程管理技技术,同同时包括括存储配配置参数数的数据据库管理理等。作作为物联联网应用用不可或或缺的组组成部分分,数据据库负责责存储由由WSNN或RFFID收收集到的的感知数数据,所所用到的的数据库库管理系系统(DDB
16、MSS)可选选择大型型分布式式数据库库管理系系统(如如DB22,Orra-ccle,SSybaase和和soLL Seerveer)。管管理系统统能够将将已存储储的数据据进行可可视化显显示、数数据管理理(包括括数据的的添加、修修改、删删除和查查询操作作)以及及进一步步分析和和处理(生生成决策策和数据据挖掘等等)。综上所述,物物联网的的节点管管理包括括能量管管理、拓拓扑管埋埋、QooS管理理、移动动控制、网网络远程程管理以以及数据据库管理理等方面面。10. 智智能交互互及协同同感知物联网中的的智能交交互主要要体现在在情景感感知关键键技术上上,能够够解释感感知的物物理信号号和生物物化学信信号,对对
17、外界不不同事件件做出决决策以及及调整自自身的监监控行为为,因此此已成为为物联网网应用系系统中不不可或缺缺的一部部分。同同时,情情景感知知能让物物联网中中的一些些数据以以低能耗耗方式在在本地资资源受限限的传感感器节点点上处理理,从而而让整个个网络的的能耗和和通信带带宽最小小化。协同感知技技术也是是物联网网的研究究热点。一一种物理理现象一一般是由由多种因因素引起起的,同同时位于于不同时时空位置置的感知知设备观观测到的的信息具具有互补补性,因因此必须须将多个个感知节节点的数数据。综合起起来,所所以协同同感知机机制非常常重要。11. 支支撑与应应用物联网以终终端感知知网络为为触角,深深入物理理世界的的
18、每一个个角落,获获得客观观世界的的各种测测量数据据。同时时物联网网战略最最终是为为人服务务的,它它将获得得的各种种物理量量进行综综合、分分析,并并根据自自身智能能合理优优化人类类的生产产生活活活动。物联网的支支撑设备备包括高高性能计计算平台台、海量量存储以以及管理理系统及及数据库库等。通通过这些些设施,能能够支撑撑物联网网海量信信息的处处理、存存储、管管理等工工作。物物联网的的应用需需要智能能化信息息处理技技术的支支撑,主主要需要要针对大大量的数数据通过过深层次次的数据据挖掘,并并结合特特定行业业的知识识和前期期科学成成果,建建立针对对各种应应用的专专家系统统、预测测模型、内内容和人人机交互互
19、服务。专专家系统统利用业业已成熟熟的某领领域专家家知识库库,从终终端获得得数据,比比对专家家知识,从从而解决决某类特特定的专专业问题题预测模模型和内内容服务务等基于于物联网网提供的的对物理理世界精精确、全全面的信信息,可可以对物物理世界界的规律律(如洪洪水、地地震、蓝蓝藻)进进行更加加深入的的认识和和掌握,以以做出准准确的预预测预警警,以及及应急联联动管理理。人机机交互与与服务也也体现了了物联网网“为人类类服务”的宗旨旨。人机机交互提提供了人人与物理理世界的的互动接接口。物物联网能能够为人人类提供供的各种种便利也也体现在在服务之之中。国际电信联联盟于220055年的一一份报告告曾描绘绘“物联网
20、网”时代的的图景:当司机机出现操操作失误误时汽车车会自动动报警;公文包包会提醒醒主人忘忘带了什什么东西西;衣服服会“告诉”洗衣机机对颜色色和水温温的要求求等等。亿亿博物流流咨询生生动的介介绍物联联网在物物流领域域内的应应用,例例如一家家物流公公司应用用了物联联网系统统的货车车,当装装载超重重时,汽汽车会自自动告诉诉你超载载了,并并且超载载多少,但但空间还还有剩余余,告诉诉你轻重重货怎样样搭配;当搬运运人员卸卸货时,一一只货物物包装可可能会大大叫“你扔疼疼我了”,或者者说“亲爱的的,请你你不要太太野蛮,可可以吗?”;当司司机在和和别人扯扯闲话,货货车会装装作老板板的声音音怒吼“笨蛋,该该发车了了
21、!” 物联联网把新新一代IIT技术术充分运运用在各各行各业业之中,具具体地说说,就是是把感应应器嵌入入和装备备到电网网、铁路路、桥梁梁、隧道道、公路路、建筑筑、供水水系统、大大坝、油油气管道道等各种种物体中中,然后后将“物联网网”与现有有的互联联网整合合起来,实实现人类类社会与与物理系系统的整整合,在在这个整整合的网网络当中中,存在在能力超超级强大大的中心心计算机机群,能能够对整整合网络络内的人人员、机机器、设设备和基基础设施施实施实实时的管管理和控控制,在在此基础础上,人人类可以以以更加加精细和和动态的的方式管管理生产产和生活活,达到到“智慧”状态,提提高资源源利用率率和生产产力水平平,改善
22、善人与自自然间的的关系。 毫无疑问,如果“物联网”时代来临,人们的日常生活将发生翻天覆地的变化。然而,不谈什么隐私权和辐射问题,单把所有物品都植入识别芯片这一点现在看来还不太现实。人们正走向“物联网”时代,但这个过程可能需要很长的时间。物联网用途途广泛,遍遍及智能能交通、环环境保护护、政府府工作、公公共安全全、平安安家居、智智能消防防、工业业监测、老老人护理理、个人人健康、花花卉栽培培、水系系监测、食食品溯源源、敌情情侦查和和情报搜搜集等多多个领域域。一物联网网在智能能家居中中的应用用1. 基于GPRRS和数数字无线线的嵌入入式报警警系统的的设计(1)技术术支持传感技术、数数字无线线技术、GS
23、M 移动通信网络、固定电话网络、嵌入式技术和计算机控制技术的智能报警系统。(2)实现现功能实时监控家家庭环境境安全状状况; 中央控控制器接接收到报报警信号号后, 通过固固定电话话网络自自动拨打打预置电电话号码码进行语语音报警警或通过过GPRRS 通通信模块块发送短短信提示示;具有有自动摘摘机和DDT MMF 解解码功能能, 用户可可以拨打打电话远远程控制制系统, 如: 报警预处理、解除系统报警监控;通过系统终端界面或系统键盘进行设置或修改密码、预置或修改电话号码;记录和查询报警日志; 断线检测功能, 自动检测系统到电话网络的连接异常。2中国移移动的电电梯卫士士系统(1)技术术支持Ajax技技术
24、,专专用appn技术术、MDD5加密密技术、32位crc校验技术保障终端数据传输安全可靠,系统使用硬件防火墙加软件防火墙保障系统安全。(2)实现现功能 “电梯卫卫士”通过安安装传感感器采集集电梯运运行、故故障和维维保数据据,经无无线GPPRS传传输到MM2M电电梯运行行管理平平台,实实现物业业、维保保和政府府管理部部门对电电梯的信信息化管管理(包包括资料料管理、维维保管理理、故障障管理、电电子发文文、实时时监控)和和电梯故故障即时时报警。3. 物联联网与33D成像像识别技技术在流流动人口口管理上上的应用用(1)技术术支持3D以色列列的创新新技术(1) 实现功能3D以色列列的创新新技术,通通过3
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