物聯(lián)網(wǎng)的介紹及相關(guān)應(yīng)用-wenkub.com
2025-06-26 15:47 本頁(yè)面
【正文】 第12期5 總結(jié)物聯(lián)網(wǎng)的普及還需要很長(zhǎng)時(shí)間，就像當(dāng)年的條形碼的普及花了30年時(shí)間，RFID要完全達(dá)到條形碼的應(yīng)用程度，也還再要20年左右。人們的一切工作、學(xué)習(xí)、娛樂(lè)等將有可能全部在手機(jī)上完成。智能卡的功能又主要表現(xiàn)在電子交付和身份識(shí)別兩個(gè)方面。目前，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已用于城市安全。 中國(guó)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)我們認(rèn)為,無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)僅僅是采集和傳遞數(shù)據(jù),并沒(méi)有涉及到物聯(lián)網(wǎng)中的核心控制技術(shù),也不具備CPS要求的高可靠性。 物聯(lián)網(wǎng)與無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)由于目前對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)研究尚未深入,對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)內(nèi)涵也缺乏專業(yè)的研究,有些專業(yè)的或非專業(yè)的報(bào)道通常會(huì)把無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為物聯(lián)網(wǎng)。而物聯(lián)網(wǎng)是CPS的通俗稱呼,側(cè)重于CPS在日常生活中的應(yīng)用。(5) CPS要求可靠和確定的嵌入式系統(tǒng)。為了把網(wǎng)絡(luò)世界與物理連接, CPS必須把已有的、處理離散事件的、不關(guān)心時(shí)間和空間參數(shù)的計(jì)算技術(shù),與現(xiàn)有的、處理連續(xù)過(guò)程的、注重時(shí)間和空間參數(shù)的控制技術(shù)融合起來(lái),使得網(wǎng)絡(luò)世界可以采集物理世界與時(shí)間和空間相關(guān)的信息,進(jìn)行物理裝置的操作和控制。(2) 信息材料本身就是一種CPS技術(shù)。(1) CPS是未來(lái)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的革命性技術(shù)。 美國(guó)國(guó)家CPS研究計(jì)劃PCAST咨詢報(bào)告認(rèn)為[ 6 ] , CPS的設(shè)計(jì)、構(gòu)造、測(cè)試和維護(hù)難度較大、成本較高,通常涉及到無(wú)數(shù)聯(lián)網(wǎng)軟件和硬件部件,在多個(gè)子系統(tǒng)環(huán)境下的精細(xì)化集成。國(guó)際上把利用計(jì)算技術(shù)監(jiān)測(cè)和控制物理設(shè)備行為的嵌入式系統(tǒng)稱為網(wǎng)絡(luò)化物理系統(tǒng)[ 2 3 ] (CPS, cyber2physical systems)或者深度嵌入式系統(tǒng)( deep ly embedded systems) [ 4 5 ] , CPS也可以翻譯為“物理設(shè)備聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)”。而從互連角度看,這種傳統(tǒng)的下一代網(wǎng)定義還是局限在傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)的范疇,僅僅強(qiáng)調(diào)人與人之間的信息交互。從現(xiàn)在已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)的多種裝置的互連網(wǎng)絡(luò),例如手機(jī)互連、移動(dòng)裝置互連、汽車互連、傳感器互連等等,都揭示了下一代網(wǎng)在“互連任何物品”方面的發(fā)展趨勢(shì)。這3項(xiàng)核心技術(shù)的簡(jiǎn)單定義如下,普適網(wǎng)絡(luò),無(wú)處不在的、普遍存在的網(wǎng)絡(luò)。 智能信息處理技術(shù)融合了智能計(jì)算、數(shù)據(jù)挖掘、優(yōu)化算法、機(jī)器學(xué)習(xí)等，通過(guò)智能技術(shù)我們可以將物品“講話”的內(nèi)容進(jìn)行智能處理和分析，最終將結(jié)果交付給用戶。 物聯(lián)網(wǎng)需要整合上述不同的通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)一個(gè)多元化和交互式的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。 低速短距離通信技術(shù) ZigBee、RFID 等主要應(yīng)用在家庭、企業(yè)、工廠等實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制、監(jiān)測(cè)、跟蹤等應(yīng)用。 通信技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)融合技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)中感知數(shù)據(jù)的傳遞主要依托網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)，其中通信技術(shù)根據(jù)傳輸類型的不同分為短距離無(wú)線通信和廣域網(wǎng)通信。3) WSN 安全性研究。 目前絕大多數(shù) WSN 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的研究主要集中在路由層和 MAC 層。 在物聯(lián)網(wǎng)中，終端數(shù)據(jù)的獲取主要是通過(guò) RFID、傳感器、紅外感知設(shè)備、全球定位系統(tǒng)等設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集。目前，RFID 研究主要集中在 RFID 天線技術(shù)、防沖突算法、RFID 的安全與隱私。 物體的標(biāo)識(shí)技術(shù)是指與物體相關(guān)聯(lián)的，用來(lái)無(wú)歧義地標(biāo)識(shí)物體的全局唯一值，標(biāo)識(shí)的實(shí)質(zhì)就是對(duì)物聯(lián)網(wǎng)中所有的“物”進(jìn)行編碼，實(shí)現(xiàn)“物”的數(shù)字化的過(guò)程，編碼的規(guī)則有很多，例如使用 RFID 技術(shù)的 EPC 編碼，基于 TCP/IP 的 IPVIPV6 編碼等，不同編碼規(guī)則之間的映射與兼容，編碼與服務(wù)之間的映射，都是未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)中需要我們解決的問(wèn)題。此外，物聯(lián)網(wǎng)還應(yīng)包括安全機(jī)制、容錯(cuò)機(jī)制、服務(wù)質(zhì)量控制等貫穿各層的支撐技術(shù)來(lái)為用戶提供各種具體的應(yīng)用支持。信息處理層：實(shí)現(xiàn)感知數(shù)據(jù)的語(yǔ)義理解、推理、決策以及提供數(shù)據(jù)的查詢、存儲(chǔ)、分析、挖掘等。 各種傳感節(jié)點(diǎn)通過(guò)感知目標(biāo)環(huán)境的娃網(wǎng)關(guān)信息， 并自行組網(wǎng)傳遞到網(wǎng)關(guān)接入點(diǎn)， 網(wǎng)關(guān)將收集到的數(shù)據(jù)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)提交到后臺(tái)處理。 因此，通過(guò)總結(jié)大量文獻(xiàn)的研究工作，并結(jié)合我們提出的物聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn)，嘗試提出了如圖 1 所示的物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)，用以指導(dǎo)物聯(lián)網(wǎng)的理論研究?！ ‰S著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，預(yù)計(jì)2013年中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)4896億元，到2015年，這一規(guī)模將達(dá)到7500億元，發(fā)展前景將超過(guò)計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信等傳統(tǒng)IT領(lǐng)域。從智能安防到智能電網(wǎng)，從二維碼普及到智慧城市落地，作為被寄予厚望的新興產(chǎn)業(yè)，物聯(lián)網(wǎng)正四處開(kāi)花，悄然影響著人們的生活。其中智能工業(yè)占比最大，%。[4]其在2011年的產(chǎn)業(yè)規(guī)模超過(guò)2600億元人民幣。物聯(lián)網(wǎng)顧名思義就是連接物品的網(wǎng)絡(luò),許多學(xué)者討論物聯(lián)網(wǎng)中,經(jīng)常會(huì)引入一個(gè)M2M的概念,可以解釋成為人到人(Man toMan)、人到機(jī)器(Man to Machine)、機(jī)器 到機(jī)器(Machine to Machine)。國(guó)際電信聯(lián)盟( ITU) 發(fā)布的ITU 互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)做了如下定義: 通過(guò)二維碼識(shí)讀設(shè)備、射頻識(shí)別(RFID) 裝置、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)和激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。而在其著名的科技融合體模型
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