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1、物联网技术概念与应用全解析物联网概念与应用领域解析目录1物联网概述31.1物联网发展背景31.2物联网技术概念31.3物联网技术诞生发展41.4物联网的概念与认识42物联网技术62.1物联网的技术原理与特点62.2物联网技术关键72.3物联网技术体系架构83物联网的应用103.1物联网技术在安防领域的具体应用情况103.2物联网技术对在农业方面的应用价值113.3物联网技术在智慧城市中的应用114物联网的应有案例164.1物联网技术在医疗行业的应用164.2数据的价值尚待发掘184.3物联网技术助力环境保护“智慧化”185物联网技术目前存在的问题285.1物联网发展存在的挑战285.2物联的发
2、展面临的问题295.3解决办法311 物联网概述1.1 物联网发展背景随着科技的进步，物联网技术不断发展。那么物联网技术概念是什么？它有什么应用？“物联网技术”的核心和基础仍然是“互联网技术”，是在互联网技术基础上的延伸和扩展的一种网络技术；其用户端延伸和扩展到了任何物品和物品之间，进行信息交换和通讯。因此，物联网技术的定义是：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，将任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理的一种网络技术叫做物联网技术。随着物联网时代的到来，一系列创新的应用和服务也随着产生，催生了
3、由需求方，供应方、研究机构和政府等利益群体相关行业产业链的产生。近些年，随着政府和业界的共同努力，我国物联网产业实力不断提升，在关键技术、半导体、软件等方面取得了一定的成果。物联网的逐步应用，众多行业的运行模式和人类生活方式发生了翻天覆地的变化。在不久的将来，随着物联网技术的不断成熟和应用发展，物联网在我国创新型国际以及和谐社会建设中发挥巨大作用。物联网是信息技术发展到一定程度的必然产物，也是经济社会发展到一定阶段的新要求，因此受到全世界关注是一种必然。我国已经具备物联网发展的政策、经济和技术环境，微型传感器、超高频芯片、云计算和信息安全等条件，将成为技术发展重点，安防、交通、物流、家居、环保
4、、电力等领域将成为应用重点。1.2 物联网技术概念物联网(InternetofThings)指的是将无处不在（Ubiquitous）的末端设备（Devices）和设施（Facilities），包括具备“内在智能”的传感器、移动终端、工业系统、数控系统、家庭智能设施、视频监控系统等、和“外在使能”(Enabled)的，如贴上RFID的各种资产（Assets）、携带无线终端的个人与车辆等等“智能化物件或动物”或“智能尘埃”（Mote），通过各种无线和/或有线的长距离和/或短距离通讯网络实现互联互通（M2M)、应用大集成（GrandIntegration)、以及基于云计算的SaaS营运等模式，在内网
5、（Intranet）、专网（Extranet）、和/或互联网（Internet）环境下，采用适当的信息安全保障机制，提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、远程控制、安全防范、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面（集中展示的CockpitDashboard)等管理和服务功能，实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。1.3 物联网技术诞生发展1999年诞生，2005年普及，2009年大发展。物联网(InternetofThings)这个词，国内外普遍公认的是MITAuto-ID中心Ashton教授1999年在研究RFID
6、时最早提出来的。在2005年国际电信联盟（ITU）发布的同名报告中，物联网的定义和范围已经发生了变化，覆盖范围有了较大的拓展，不再只是指基于RFID技术的物联网。自2009年8月温家宝总理提出“感知中国”以来,物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一，写入“政府工作报告”，物联网在中国受到了全社会极大的关注，其受关注程度是在美国、欧盟、以及其他各国不可比拟的。物联网的概念与其说是一个外来概念，不如说它已经是一个“中国制造”的概念，他的覆盖范围与时俱进，已经超越了1999年Ashton教授和2005年ITU报告所指的范围，物联网已被贴上“中国式”标签。1.4 物联网的概念与认识物联网的概念最早
7、是1999年提出的。到了2005年11月17日，在突尼斯举行的信息社会世界峰会(WSIS)上，国际电信联盟发布了ITU互联网报告2005：物联网，引用了“物联网”的概念。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互联网主动进行交换。射频识别技术(RFID)、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术将得到更加广泛的应用。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。具体地说，就是把感应器嵌入和装
8、备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，并且被普遍连接，形成物联网。但是，目前人们对什么是物联网还存在着某些误区，如：(1)把传感网或RFID网等同于物联网。传感网或者RFID(射频识别)网只是物联网的一种应用，但绝不是物联网的全部;(2)把物联网当成互联网的无边无际的无限延伸，把物联网当成所有物的完全开放、全部互连、全部共享的互联网平台;(3)认为物联网就是物物互联的无所不在的网络，因此认为物联网是空中楼阁，是目前很难实现的技术;(4)把物联网当成个筐，什么都往里装;基于自身认识，把仅仅能够互动、通信的产品都当成物联网应用。这些都是不正确的，物联网对“物
9、”有一定的要求，它必须满足九个条件：(1)要有相应信息的接收器;(2)要有数据传输通路;(3)要有数据发送器;(4)要有一定的存储功能;(5)要有操作系统;(6)要有CPU;(7)要有专门的应用程序;(8)遵循物联网的通信协议;(9)在世界网络中有可被识别的唯一编号。因此，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。2 物联网技术2.1 物联网的技术原理与特点物联网是通过各种信息传感的设备，如传感器、射频识别(RFID)技术、全球定位
10、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、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，与互联网结合行车的一个巨大网络。在这个网络中，物品能够彼此进行“交流”，而无需人的干预。其实质是利用射频自动识别技术，通过计算机互联网实现物品的自动识别和信息的互联共享。其目的是实现物与物、物与人，所有物品与网络的连接，方便识别、管理和控制。射频识别技术，是能够让物品“开口说话”的一种技术。在“物联网”的构思中，RFID标签中存储着规范而具有互动性的信息，通过无线数据、网络把它们自动采集到中央信息系统，实现物品的识别，进而通过开放
11、性的计算机网络实现信息交换和共享，实现对物品的“透明”管理。物联网的特征：和传统的互联网相比，物联网有其鲜明的特征。首先，它是各种感知技术的广泛应用。物联网上部署了海量的多种类型传感器，每个传感器都是一个信息源，不同类别的传感器所捕获的信息格式不同。传感器获得的数据具有实时性，按一定的频率周期性的采集环境信息不断更新数据。其次，它是一种建立在互联网上泛在网络。物联网技术的重要基础和核心仍然是互联网，通过各种有线和无线网络与互联网融合，将物体的信息实时准确地传递出去。在物联网上的传感器定时采集信息需要通过网络传输，由于其数量极其庞大，形成了海量信息，在传输过程中，为了保障数据的正确性和即时性，必
12、须适应各种异构网络和协议。还有，物联网不仅仅提供了传感器的连接，其本身也具有智能处理的能力，能够对物体实施智能控制。物联网将传感器和智能处理相结合，利用云计算、模式识别等各种智能技术，扩充应用领域。从传感器获得的海量信息中分析、加工和处理有意义的数据，以适应不同的需求，发现新的应用领域和应用模式。概况来说：n 在互联网基础上，利用RFID、数据通信技术n 组成一个覆盖世界万事万物的整合网络n 网中万物自动识别，信息共享，按照人们预先制定的规范彼此“交流”。2.2 物联网技术关键简单讲，物联网是物与物、人与物之间的信息传递与控制。在物联网应用中有三项关键技术。1、传感器技术，这也是计算机应用中的
13、关键技术。大家都知道，到目前为止绝大部分计算机处理的都是数字信号。自从有计算机以来就需要传感器把模拟信号转换成数字信号计算机才能处理。22、RFID标签也是一种传感器技术，RFID技术是融合了无线射频技术和嵌入式技术为一体的综合技术，RFID在自动识别、物品物流管理有着广阔的应用前景。3、嵌入式系统技术：是综合了计算机软硬件、传感器技术、集成电路技术、电子应用技术为一体的复杂技术。经过几十年的演变，以嵌入式系统为特征的智能终端产品随处可见；小到人们身边的MP3,大到航天航空的卫星系统。嵌入式系统正在改变着人们的生活，推动着工业生产以及国防工业的发展。如果把物联网用人体做一个简单比喻，传感器相当
14、于人的眼睛、鼻子、皮肤等感官，网络就是神经系统用来传递信息，嵌入式系统则是人的大脑，在接收到信息后要进行分类处理。这个例子很形象的描述了传感器、嵌入式系统在物联网中的位置与作用。4、政府应该加大对产业的投入，这个投入可以不是资金，而是给企业更多的政策，特别是在操作系统、开发工具、IC设计等产业链中高端领域上从政策到资金都要加大投入。在管理上引入重大资金投向问责制，对长期投入资金不能市场化、产业化的项目，定期论证评估，不能达标的关停并转甚至要追究责任。5、减少盲目引进项目，在嵌入式与物联网的发展中，核心技术坚持鼓励国产化，从资金上、税收上加大力度向自主研发产品倾斜。杜绝盲目引进产业链的中高端技术
15、，特别是不能出现像其他行业一样，重复引进同一个外国品牌多条生产线的状况。6、物联网“十二五”发展规划中提出二维码作为物联网的一个核心应用，物联网终于从“概念”走向“实质”。二维码（2-dimensionalbarcode）是用某种特定的几何图形按一定规律在平面（二维方向上）分布的黑白相间的图形记录数据符号信息的；在代码编制上巧妙地利用构成计算机内部逻辑基础的“0”、“1”比特流的概念，使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息，通过图象输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息自动处理：二维条码/二维码能够在横向和纵向两个方位同时表达信息，因此能在很小的面积内表达大量的信息。2.3 物
16、联网技术体系架构物联网典型体系架构分为3层，自下而上分别是感知层、网络层和应用层。感知层实现物联网全面感知的核心能力，是物联网中关键技术、标准化、产业化方面亟需突破的部分，关键在于具备更精确、更全面的感知能力，并解决低功耗、小型化和低成本问题。网络层主要以广泛覆盖的移动通信网络作为基础设施，是物联网中标准化程度最高、产业化能力最强、最成熟的部分，关键在于为物联网应用特征进行优化改造，形成系统感知的网络。应用层提供丰富的应用，将物联网技术与行业信息化需求相结合，实现广泛智能化的应用解决方案，关键在于行业融合、信息资源的开发利用、低成本高质量的解决方案、信息安全的保障及有效商业模式的开发。物联网体系主要由运营支撑系统、传感网络系统、业务应用系统、无线通
