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1、 物联网技术及应用前景目录内容摘要- 2 -1、物联网的认识- 2 -1.1物联网的定义- 3 -1.2 物联网的产生的背景和历史- 3 -1.3 物联网的分类- 5 -2、物联网所涉及的技术- 5 -2.1 RFID- 5 -2.2 WSN- 6 -2.3定位技术- 7 -2.3.1GPS定位- 7 -2.3.2蜂窝基站定位- 8 -2.3.2无线室内环境定位- 9 -2.3.3新兴定位系统- 9 -2.4网络架构- 9 -2.4.1 主流的网络形态及关键技术- 10 -2.4.2 网络构架的组成及联系- 12 -2.5 数据库管理技术- 13 -3、物联网的应用前景- 14 -3.1 智能
2、电网- 15 -3.2 智能家居- 16 -3.3 智能物流- 17 -3.4 智能交通- 19 -3.5 其他特殊应用- 20 -3.5.1畜牧溯源- 20 -3.5.2无线葡萄园- 20 -3.5.3生态环境监测- 20 -3.5.4空间海洋探测- 21 -3.5.5水下无线传感网络- 21 -4、结语- 21 -物联网技术及应用前景论述摘要：目前，世界各国已经开始重视物联网的建设，并做了大量的技术研发和实际应用工作，我国已将物联网的发展列为信息产业发展的下一个战略高点，物联网在中国将得到快速的发展，具有广泛的前景，并将逐步走入寻常百姓家。物联网是指在物理世界的实体中部署具有一定感知能力、
3、计算能力和执行能力的各种信息传感设备，通过网络设施实现信息传输、协同和处理，从而实现广域或大范围的人与物、物与物之间信息交换需求的互联。物联网依托多种技术获取信息，并借助数据库来进行管理以达到一定的目的。本文通过对物联网所涉及的技术进行分析，并在此基础上阐述了物联网在未来生活中的应用，即对物联网的应用前景进行了论述和展望，最后提出了自己对物联网应用前景的见解。关键字：技术、智能、物联网、前景1、物联网的认识 1.1物联网的定义 物联网指的是将无处不在的末端设备和设施，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
4、上RFID的各种资产、携带无线终端的个人与车辆等“智能化物件或动物”或“智能尘埃”，通过各种无线或有线的长距离或短距离通讯网络实现互联互通、应用大集成、以及基于云计算的营运等模式，在内网、专网和互联网环境下，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。 “ 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
5、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。1.2 物联网的产生的背景和历史1991年美国麻省理工学院（MIT）的Kevin Ash-ton教授首次提出物联网的概念。1995年比尔盖茨在未来之路一书中也曾提及物联网，但未引起广泛重视。1999年美国麻省理工学院建立了“自动识别中心（Auto-ID）”，提出“万物皆可通过网络互联”，阐明了物联网的基本含义。早期的物联网是依托射频识别
6、（RFID）技术的物流网络，随着技术和应用的发展，物联网的内涵已经发生了较大变化。2003年，美国技术评论提出传感网络技术将是未来改变人们生活的十大技术之首。2004年日本总务省（MIC）提出u-Japan计划，该战略力求实现人与人、物与物、人与物之间的连接，希望将日本建设成一个随时、随地、任何物体、任何人均可连接的泛在网络社会。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（ITU）发布ITU互联网报告2005：物联网，引用了“物联网”的概念。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。2006年韩国于确立
7、了u-Korea计划，该计划旨在建立无所不在的社会，在民众的生活环境里建设智能型网络和各种新型应用，让民众可以随时随地享有科技智慧服务。2009年韩国通信委员会出台了物联网基础设施构建基本规划，将物联网确定为新增长动力，提出到2012年实现“通过构建世界最先进的物联网基础实施，打造未来广播通信融合领域超一流信息通信技术强国”的目标。2009年欧盟执委会发表了欧洲物联网行动计划，描绘了物联网技术的应用前景，提出欧盟政府要加强对物联网的管理，促进物联网的发展。行动方案的主要内容为：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
8、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。当年，美国将新能源和物联网列为振兴经济的两大重点。2009年8月，温家宝“感知中国”的讲话把我国物联网领域的研究和应用开发推向了高潮，无锡市率先建立了“感知中国”研究中心，中国科学院、运营商、多所大学在无锡建立了物联网研究院。自温总理提出“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。物联网的概念已经是一个“中国制造”的概念，它的覆盖范围与时俱进，已经超越了1999年Ashton教授和2005
9、年ITU报告所指的范围，物联网已被贴上“中国式”标签。1.3 物联网的分类1) 私有物联网：一般面向单一机构内部提供服务；2) 公有物联网：基于互联网向公众或大型用户群体提供服务；3) 社区物联网：向一个关联的“社区”或机构群体（如一个城市政府下属的各委办局：如公安局、交通局、环保局、城管局等）提供服务；4) 混合物联网：是上述的两种或以上的物联网的组合，但后台有统一运维实体5) 医学物联网：是将物联网技术应用于医疗、健康管理、老年健康照护等领域2、物联网所涉及的技术 物联网核心技术包括射频识别(RFID)装置、WSN 网络、定位系统、网络架构技术、数据库管理技术。 2.1 RFID 射频识别
10、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。常用的有低频（125k134.2K）、高频（13.56Mhz）、超高频，无源等技术。RFID读写器分移动式的和固定式的，一般认为RFID由以下三部分组成，即应答器，阅读器和应用软件系统，它们三部分相辅相成使RFID技术得到广泛的应用。 应答器：由天线，耦合元件及芯片组成，一般来说都是用标签作为应答器，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象。 阅读器：由天线，耦合元件，
11、芯片组成，读取（有时还可以写入）标签信息的设备，可设计为手持式RFID读写器（如：C5000W）或固定式读写器。 应用软件系统 ：是应用层软件，主要是把收集的数据进一步处理，并为人们所使用。RFID技术目前在物流和供应管理、生产制造和装配 、航空行李处理、邮件快运包裹处理 、文档追踪、图书馆管理、动物身份标识 、运动计时、门禁控制电子门票 、道路自动收费、一卡通、仓储中塑料托盘、周转筐中等方面得到了广泛的应用。射频识别系统最重要的优点是非接触识别，它能穿透雪、雾、冰、涂料、尘垢和条形码无法使用的恶劣环境阅读标签，并且阅读速度极快，大多数情况下不到100毫秒。有源式射频识别系统的速写能力也是重要
12、的优点。可用于流程跟踪和维修跟踪等交互式业务。在运输管理方面采用射频识别技术，只需要在货物的外包装上的安装电子标签，在运输检查站或中转站设置阅读器，就可以实现资产的可视化管理。与此同时，货主可以根据权限，访问在途可视化网页，了解货物的具体位置，这对提高物流企业的服务水平有着重要意义。 2.2 WSN 无线传感器网络（Wireless Sensor Network, WSN）是由大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络，以协作地感知、采集、处理和传输网络覆盖地理区域内被感知对象的信息，并最终把这些信息发送给网络的所有者。 传感器网络系统通常包括传感器节点（EndDevice）、
13、汇聚节点（Router）和管理节点（Coordinator）。 传感器节点：处理能力、存储能力和通信能力相对较弱，通过小容量电池供电。从网络功能上看，每个传感器节点除了进行本地信息收集和数据处理外，还要对其他节点转发来的数据进行存储、管理和融合，并与其他节点协作完成一些特定任务。 汇聚节点：汇聚节点的处理能力、存储能力和通信能力相对较强，它是连接传感器网络与Internet 等外部网络的网关，实现两种协议间的转换，同时向传感器节点发布来自管理节点的监测任务，并把WSN收集到的数据转发到外部网络上。汇聚节点既可以是一个具有增强功能的传感器节点，有足够的能量供给和更多的、Flash和SRAM中的所
14、有信息传输到计算机中，通过汇编软件，可很方便地把获取的信息转换成汇编文件格式，从而分析出传感节点所存储的程序代码、路由协议及密钥等机密信息，同时还可以修改程序代码，并加载到传感节点中。 管理节点：管理节点用于动态地管理整个无线传感器网络。传感器网络的所有者通过管理节点访问无线传感器网络的资源。大量传感器节点随机部署在监测区域内部或附近，能够通过自组织方式构成网络。传感器节点监测的数据沿着其他传感器节点逐跳地进行传输，在传输过程中监测数据可能被多个节点处理，经过多跳后路由到汇聚节点，最后通过互联网或卫星到达管理节点。用户通过管理节点对传感器网络进行配置和管理，发布监测任务以及收集监测数据。无线传
15、感器网络所具有的众多类型的传感器，可探测包括地震、电磁、温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体的大小、速度和方向等周边环境中多种多样的现象。潜在的应用领域可以归纳为:军事、航空、防爆、救灾、环境、医疗、保健、家居、工业、商业等领域。2.3定位技术根据中国物联网校企联盟的定义，通过定位系统获取位置信息是物联化时代的重要研究课题。物联网环境下对定位技术的挑战主要体现在：异构网络、多变环境下的精准定位；大规模应用；基于位置的服务（Location based Services）；位置信息带来的信息安全和隐私保护问题。常见的定位系统有GPS、蜂窝基站定位、无线室内环境定位和新兴定位系统等。2.3.1 GPS定位GPS导航系统是以全球24颗定位人造卫星为基础，向全球各地全天候地提供三维位置、三维速度等信息的一种无线电导航定位系统。它由三部分构成，一是地面控制部分，由主控站、地面天线、监测站及通讯辅助系统组成。二是空间部分，由24颗卫星组成，分布在6个轨道平面。三是用户装置部分，由GPS接收机和卫星天线组成。GPS系统由以下三大部分组成。F 宇宙空间
