物聯(lián)網(wǎng)(相關(guān)知識)

時間：2022-10-27 18:30:01 | 來源：信息時代

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    物聯(lián)網(wǎng) : 基于傳感技術(shù)的物物相連、人物相連和人人相連的信息實時共享的網(wǎng)絡(luò)。2009年9月,在北京舉辦的“物聯(lián)網(wǎng)與企業(yè)環(huán)境中歐研討會”上,歐盟信息和社會媒體司射頻技術(shù)部門負責(zé)人給出了歐盟對物聯(lián)網(wǎng)的定義:物聯(lián)網(wǎng)是一個動態(tài)的全球網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施,它具有基于標準和互操作通信協(xié)議的自組織能力,其中物理的和虛擬的“物”具有身份標識、物理屬性、虛擬的特性和智能的接口,并與信息網(wǎng)絡(luò)無縫整合。物聯(lián)網(wǎng)將與媒體互聯(lián)網(wǎng)、服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)和企業(yè)互聯(lián)網(wǎng)一道,構(gòu)成未來互聯(lián)網(wǎng)。國內(nèi)外對物聯(lián)網(wǎng)有三種不同的理解:①通過數(shù)據(jù)捕捉和通信技術(shù),連接物理物體和虛擬物體的全球基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)包括了已有的互聯(lián)網(wǎng)和其他網(wǎng)絡(luò),提供以物體識別、感知和連接為基礎(chǔ)的設(shè)備或物體間的互動工作,具有高度的自動獲取數(shù)據(jù)、事件傳送、網(wǎng)絡(luò)連接和互操作功能。②物聯(lián)網(wǎng)是一個將客觀物體整合進信息網(wǎng)絡(luò)的世界。在物聯(lián)網(wǎng)中,客觀物體能夠參與商務(wù)活動。在互聯(lián)網(wǎng)上能提供與“智慧物體”互動的服務(wù),及時更新信息,同時提供網(wǎng)絡(luò)安全和隱私保護。③物聯(lián)網(wǎng)是由具有身份識別的物,與在智慧空間里使用智能界面連接和聯(lián)系用戶、社會和環(huán)境的虛擬個體所組成的網(wǎng)絡(luò)。
發(fā)展歷史 1999年美國麻省理工學(xué)院自動化識別系統(tǒng)中心(Auto-ID Center)的K. 阿什頓(Kevin Ashton)教授在研究射頻技術(shù)時最早提出了結(jié)合物品編碼、射頻技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的解決方案。在互聯(lián)網(wǎng)、射頻技術(shù)、產(chǎn)品電子代碼(Electronic Product Code,EPC)標準的基礎(chǔ)上,利用射頻技術(shù)、無線通信技術(shù)等,構(gòu)造一個實現(xiàn)全球物品信息實時共享的實物互聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things,簡稱物聯(lián)網(wǎng))。同年在美國召開的移動計算和網(wǎng)絡(luò)國際會議首次正式提出了物聯(lián)網(wǎng)概念。2003年,美國《技術(shù)評論》提出傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將位居未來改變?nèi)藗兩畹氖蠹夹g(shù)之首。2005年,在突尼斯舉行的信息社會世界峰會(World Summit on the In formation Society,WSIS)上,聯(lián)合國國際電信聯(lián)盟(International Telecommunication Union,ITU)發(fā)布《ITU互聯(lián)網(wǎng)報告2005:物聯(lián)網(wǎng)》,引用了“物聯(lián)網(wǎng)”的概念。這時物聯(lián)網(wǎng)的定義和范圍已經(jīng)發(fā)生變化,覆蓋范圍有了較大的拓展,不再只是指基于射頻技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng),世界上所有的物體從輪胎到牙刷、從房屋到紙巾都可以通過因特網(wǎng)主動進行交換,射頻技術(shù)、傳感器技術(shù)、納米技術(shù)、智能嵌入技術(shù)在其中將得到更加廣泛的應(yīng)用。
中國科學(xué)院早在1999年就啟動了傳感網(wǎng)研究。中科院組成了兩千多人的團隊,經(jīng)過多年研究,在無線智能傳感器網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、微型傳感器、傳感器終端機、移動基站等方面取得重大進展,已形成從材料、技術(shù)、器件、系統(tǒng)到網(wǎng)絡(luò)的完整產(chǎn)業(yè)鏈。2008年,在北京大學(xué)舉行的“知識社會與創(chuàng)新2.0”第二屆中國移動政務(wù)研討會,提出移動技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展代表著新一代信息技術(shù)的形成,并帶動了經(jīng)濟社會形態(tài)、創(chuàng)新形態(tài)的變革,推動了面向知識社會的以用戶體驗為核心的下一代創(chuàng)新形態(tài)的形成。2009年,在第四屆中國民營企業(yè)科技產(chǎn)品博覽會上,西安優(yōu)勢微電子公司宣布:中國首顆物聯(lián)網(wǎng)核心芯片“唐芯一號”研制成功,攻克了物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)。
中國研究物聯(lián)網(wǎng)的重點高校是北京郵電大學(xué)和南京郵電大學(xué)。2009年無錫市政府與北京郵電大學(xué)就傳感網(wǎng)技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展簽署合作協(xié)議,雙方將合作建設(shè)研究院,主要圍繞傳感網(wǎng)開展研究,涉及光通信、無線通信、計算機控制、多媒體、網(wǎng)絡(luò)、軟件、電子、自動化等技術(shù)領(lǐng)域,相關(guān)的應(yīng)用技術(shù)研究、科研成果轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化推廣工作也同時納入議程。2009年,全國高校首家物聯(lián)網(wǎng)研究院在南京郵電大學(xué)正式成立。南京郵電大學(xué)還推出設(shè)立物聯(lián)網(wǎng)專項科研項目、鼓勵教師積極參與物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的研究、啟動“智慧南郵”平臺建設(shè)、在校園內(nèi)建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)示范區(qū)等舉措,推進物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的研究。中科院無錫微納傳感網(wǎng)工程技術(shù)研發(fā)中心,是目前國內(nèi)研究物聯(lián)網(wǎng)的核心單位。在世界傳感網(wǎng)領(lǐng)域,中國的研發(fā)水平處于世界前列,是標準主導(dǎo)國之一,專利擁有量高。中國是目前世界上少數(shù)幾個能夠?qū)崿F(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)完整產(chǎn)業(yè)鏈的國家之一。
組成部分 物聯(lián)網(wǎng)由自配置無線網(wǎng)絡(luò)的傳感器組成,廣泛應(yīng)用各種感知技術(shù),能夠?qū)⑺械奈矬w相互聯(lián)通,物聯(lián)網(wǎng)中每個傳感器都是一個信息源,能夠感知和捕捉不同形式的信息,并且按照一定周期實時地將采集到的所處環(huán)境的信息,向系統(tǒng)傳送并即時更新。物聯(lián)網(wǎng)不僅僅通過傳感器的連接獲取信息,其本身還具有智能處理的能力,對物體實施智能控制。物聯(lián)網(wǎng)將傳感器和智能處理相結(jié)合,利用云計算、模式識別等各種智能技術(shù),從傳感器獲得的海量信息中分析、加工和處理,并得出有意義的數(shù)據(jù),提供給有不同需求的用戶,發(fā)現(xiàn)新的應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用模式。經(jīng)過智能處理后,物品或者商品能夠彼此進行“交流”,無需人的干預(yù)。
物聯(lián)網(wǎng)的重要基礎(chǔ)和核心仍舊是互聯(lián)網(wǎng),物聯(lián)網(wǎng)通過各種有線和無線網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)融合,將采集的物體信息實時準確地傳遞出去。在傳輸過程中,為了保障數(shù)據(jù)的正確性和及時性,必須適應(yīng)各種類型的網(wǎng)絡(luò)及其協(xié)議。末端設(shè)備和設(shè)施,包括各種具有“智能”的傳感器、移動終端、工業(yè)系統(tǒng)、樓控系統(tǒng)、家庭智能設(shè)施、視頻監(jiān)控系統(tǒng)等,需要通過各種無線、有線、長距離、短距離通信網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)互聯(lián)互通、應(yīng)用大集成。在互聯(lián)網(wǎng)及其他各種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,需要采用適當(dāng)?shù)男畔踩Ｕ蠙C制,提供安全可控乃至個性化的實時在線監(jiān)測、定位追溯、報警聯(lián)動、調(diào)度指揮、預(yù)案管理、遠程控制、安全防范、在線升級、報表統(tǒng)計、決策支持等管理和服務(wù)功能,以實現(xiàn)對物體的一體化控制。
技術(shù)架構(gòu) 分為三層:①感知層。由各種傳感器及傳感器網(wǎng)關(guān)構(gòu)成,包括二氧化碳濃度傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、二維碼標簽、射頻標簽和讀寫器、攝像頭、GPS等感知終端,其主要功能是識別物體、采集信息。②網(wǎng)絡(luò)層。由各種專用網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)、有線和無線通信網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)和云計算平臺等組成,其主要功能是傳遞和處理感知層獲取的信息。③應(yīng)用層。是物聯(lián)網(wǎng)和用戶的接口,它與行業(yè)需求結(jié)合,實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的智能應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)的行業(yè)特性主要體現(xiàn)在其應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi),綠色農(nóng)業(yè)、工業(yè)監(jiān)控、公共安全、城市管理、遠程醫(yī)療、智能家居、智能交通和環(huán)境監(jiān)測等各個行業(yè)均有物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。
中間件是物聯(lián)網(wǎng)軟件的核心。物聯(lián)網(wǎng)中間件處于物聯(lián)網(wǎng)的集成服務(wù)器端和感知層、網(wǎng)絡(luò)層的嵌入式設(shè)備中。服務(wù)器端的中間件稱為物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)中間件,一般基于傳統(tǒng)的中間件構(gòu)建,加入設(shè)備連接和圖形化組態(tài)展示等模塊。嵌入式設(shè)備的中間件是一些支持不同通信協(xié)議的模塊和運行環(huán)境。中間件的特點是它固化了很多通用功能,但在具體應(yīng)用中多半需要二次開發(fā)來實現(xiàn)個性化的行業(yè)需求,因此所有物聯(lián)網(wǎng)中間件都要提供快速開發(fā)工具。
應(yīng)用模式 物聯(lián)網(wǎng)根據(jù)其實質(zhì)用途可歸結(jié)為三種基本應(yīng)用模式:①物體的智能標簽。通過二維碼標簽、射頻標簽等技術(shù)標識特定的物體,用于區(qū)分物體個體,例如在生活中使用的各種智能卡、條碼標簽,其基本用途就是獲得物體的識別信息;此外智能標簽還可以用于獲得物體所包含的擴展信息,例如智能卡中的金額余額、二維碼標簽中所包含的網(wǎng)址和名稱等。②環(huán)境監(jiān)控和物體跟蹤。利用多種類型的傳感器和分布廣泛的傳感器網(wǎng)絡(luò),可以實現(xiàn)對某個物體實時狀態(tài)的獲取和特定物體行為的監(jiān)控,如使用分布在市區(qū)的各個噪聲探頭可監(jiān)測噪聲污染,通過二氧化碳傳感器可監(jiān)控大氣中二氧化碳的濃度,通過GPS標簽可跟蹤車輛位置,通過交通路口的攝像頭可捕捉實時交通流程等。③物體的智能控制。物聯(lián)網(wǎng)基于云計算平臺和智能網(wǎng)絡(luò),可以依據(jù)傳感器網(wǎng)絡(luò)獲取的數(shù)據(jù)進行決策,改變對象物體的行為,對其進行控制和反饋。如根據(jù)光線的強弱調(diào)整路燈的亮度,根據(jù)車輛的流量自動調(diào)整紅綠燈的間隔時間等。