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宏研电子-电子元器件技术文章

物联网技术及应用

物联网

物联网(The Internet of things)的概念是在1999年提出的。即通过射频识别(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连接起来,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。简而言之,物联网就是“物物相连的互联网”。
这一概念有两层含义:第一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;第二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通讯。

物联网-主要特征:
和传统的互联网相比,物联网有其鲜明的特征。 
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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内容和信息格式不同。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的泛在网络。物联网技术的重要基础和核心仍旧是互联网,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的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及时性,必须适应各种异构网络和协议。   
第三,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,扩充其应用领域。从传感器获得的海量信息中分析、加工和处理出有意义的数据,以适应不同用户的不同需求,发现新的应用领域和应用模式。
物联网-体系架构:
私有物联网
一般面向单一机构内部提供服务。 可能由机构或其委托的第三方实施和维护,主要存在于机构内部(On Premise)内网(Intranet)中,也可存在于机构外部(Off Premise)。
公有物联网
基于互联网(Internet)向公众或大型用户群体提供服务,一般由机构(或其委托的第三方,少数情况)运维。
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。可能由两个或以上的机构协同运维,主要存在于内网和专网(Extranet/VPN)中。
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。 
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物联网-技术构架:
物联网可分为三层:感知层、网络层和应用层。
感知层
感知层是物联网的皮肤和五官识别物体,采集信息。感知层包括二维码标签和识读器、RFID标签和读写器、摄像头、GPS、传感器、终端、传感器网络等,主要是识别物体,采集信息,与人体结构中皮肤和五官的作用相似。
网络层
网络层是物联网的神经中枢和大脑信息传递和处理。网络层包括通信与互联网的融合网络、网络管理中心、信息中心和智能处理中心等。网络层将感知层获取的信息进行传递和处理,类似于人体结构中的神经中枢和大脑。
应用层
应用层是物联网的“社会分工”与行业需求结合,实现广泛智能化。应用层是物联网与行业专业技术的深度融合,与行业需求结合,实现行业智能化,这类似于人的社会分工,最终构成人类社会。
物联网-关键技术
物联网是物与物、人与物之间的信息传递与控制。在物联网应用中具有三项关键技术。
传感器技术
传感器技术,这也是计算机应用中的关键技术。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。
RFID标签
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。
嵌入式系统技术
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。
物联网-关键领域
1. RFID
2.传感网
3. M2M
4. 两化融合
物联网-应用模式
基本应用模式根据其实质用途可以归结为三种基本应用模式:
对象的智能标签
通过二维码,RFID等技术标识特定的对象,用于区分对象个体,例如在生活中我们使用的各种智能卡,条码标签的基本用途就是用来获得对象的识别信息;此外通过智能标签还可以用于获得对象物品所包含的扩展信息,例如智能卡上的金额余额,二维码中所包含的网址和名称等。
环境监控和对象跟踪
利用多种类型的传感器和分布广泛的传感器网络,可以实现对某个对象的实时状态的获取和特定对象行为的监控,如使用分布在市区的各个噪音探头监测噪声污染,通过二氧化碳传感器监控大气中二氧化碳的浓度,通过GPS标签跟踪车辆位置,通过交通路口的摄像头捕捉实时交通流程等。
对象的智能控制
物联网基于云计算平台和智能网络,可以依据传感器网络用获取的数据进行决策,改变对象的行为进行控制和反馈。例如根据光线的强弱调整路灯的亮度,根据车辆的流量自动调整红绿灯间隔等。
国务院关于推进物联网健康发展的指导意见
2013年2月17日中国政府网公布的《国务院关于推进物联网有序健康发展的指导意见》提出,到2015年,实现物联网在经济社会重要领域的规模示范应用,突破一批核心技术,初步形成物联网产业体系,安全保障能力明显提高。
《指导意见》指出,发展壮大一批骨干企业,培育一批“专、精、特、新”的创新型中小企业,形成一批各具特色的产业集群,打造较完善的物联网产业链。
《指导意见》提出了九个方面主要任务,包括加快技术研发,突破产业瓶颈;推动应用示范,促进经济发展;改善社会管理,提升公共服务;壮大核心产业,提高支撑能力等。
《指导意见》明确,加强财税政策扶持、完善投融资政策。 
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