NB-IOT,LORA,4G等無線傳輸?shù)脑?/h1>

    物聯(lián)網(wǎng)( IoT ,Internet of things )即“萬物相連的互聯(lián)網(wǎng)”,是互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴展的網(wǎng)絡(luò),將各種信息傳感設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)結(jié)合起來而形成的一個巨大網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)任何時間、任何地點,人、機、物的互聯(lián)互通 [2]  。
    物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分,IT行業(yè)又叫:泛互聯(lián),意指物物相連,萬物萬聯(lián)。由此,“物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。這有兩層意思:**,物聯(lián)網(wǎng)的**和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng),是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴展的網(wǎng)絡(luò);*二,其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間,進行信息交換和通信。因此,物聯(lián)網(wǎng)的定義是通過射頻識別、紅外感應(yīng)器、**定位系統(tǒng)、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,進行信息交換和通信,以實現(xiàn)對物品的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò) [3]  。
    起源編輯 語音
    物聯(lián)網(wǎng)概念較早出現(xiàn)于比爾蓋茨1995年《未來之路》一書,在《未來之路》中,比爾蓋茨已經(jīng)提及物聯(lián)網(wǎng)概念,只是當時受限于無線網(wǎng)絡(luò)、硬件及傳感設(shè)備的發(fā)展,并未引起世人的重視 [4]  。
    1998年,美國麻省理工學院創(chuàng)造性地提出了當時被稱作EPC系統(tǒng)的“物聯(lián)網(wǎng)”的構(gòu)想 [5]  。
    1999年,美國Auto-ID首先提出“物聯(lián)網(wǎng)”的概念,主要是建立在物品編碼、RFID技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上。過去在中國,物聯(lián)網(wǎng)被稱之為傳感網(wǎng)。中科院早在1999年就啟動了傳感網(wǎng)的研究,并已**了一些科研成果,建立了一些適用的傳感網(wǎng)。同年,在美國召開的移動計算和網(wǎng)絡(luò)**會議提出了,“傳感網(wǎng)是下一個世紀人類面臨的又一個發(fā)展機遇” [4]  。
    2003年,美國《技術(shù)評論》提出傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將是未來改變?nèi)藗兩畹?*技術(shù)** [4]  。
    2005年11月17日,在突尼斯舉行的信息社會世界峰會(WSIS)上,**電信聯(lián)盟(ITU)發(fā)布了《ITU互聯(lián)網(wǎng)報告2005:物聯(lián)網(wǎng)》,正式提出了“物聯(lián)網(wǎng)”的概念。報告指出,無所不在的“物聯(lián)網(wǎng)”通信時代即將來臨,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。射頻識別技術(shù)(RFID)、傳感器技術(shù)、納米技術(shù)、智能嵌入技術(shù)將到較加廣泛的應(yīng)用 [4]  。
    特征編輯 語音
    物聯(lián)網(wǎng)的基本特征從通信對象和過程來看,物與物、人與物之間的信息交互是物聯(lián)網(wǎng)的**。物聯(lián)網(wǎng)的基本特征可概括為整體感知、可靠傳輸和智能處理 [5]  。
    整體感知—可以利用射頻識別、二維碼、智能傳感器等感知設(shè)備感知獲取物體的各類信息。
    可靠傳輸—通過對互聯(lián)網(wǎng)、無線網(wǎng)絡(luò)的融合,將物體的信息實時、準確地傳送,以便信息交流、分享。
    智能處理—使用各種智能技術(shù),對感知和傳送到的數(shù)據(jù)、信息進行分析處理,實現(xiàn)監(jiān)測與控制的智能化。根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的以上特征,結(jié)合信息科學的觀點,圍繞信息的流動過程,可以歸納出物聯(lián)網(wǎng)處理信息的功能:
    (1)獲取信息的功能。主要是信息的感知、識別,信息的感知是指對事物屬性狀態(tài)及其變化方式的知覺和敏感;信息的識別指能把所感受到的事物狀態(tài)用一定方式表示出來。(2)傳送信息的功能。主要是信息發(fā)送、傳輸、接收等環(huán)節(jié),最后把獲取的事物狀態(tài)信息及其變化的方式從時間(或空間)上的一點傳送到另一點的任務(wù),這就是常說的通信過程。(3)處理信息的功能。是指信息的加工過程,利用已有的信息或感知的信息產(chǎn)生新的信息,實際是制定決策的過程。(4)施效信息的功能。指信息較終發(fā)揮效用的過程,有很多的表現(xiàn)形式,比較重要的是通過調(diào)節(jié)對象事物的狀態(tài)及其變換方式,始終使對象處于預(yù)先設(shè)計的狀態(tài) [5]  。
    關(guān)鍵技術(shù)編輯 語音
    射頻識別技術(shù)
    談到物聯(lián)網(wǎng),就不得不提到物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中備受關(guān)注的射頻識別技術(shù)(Radio Frequency Identification,簡稱RFID)。RFID是一種簡單的無線系統(tǒng),由一個詢問器(或閱讀器)和很多應(yīng)答器(或標簽)組成。標簽由耦合元件及芯片組成,每個標簽具有擴展詞條一的電子編碼,附著在物體上標識目標對象,它通過天線將射頻信息傳遞給閱讀器,閱讀器就是讀取信息的設(shè)備。RFID技術(shù)讓物品能夠“開口說話”。這就賦予了物聯(lián)網(wǎng)一個特性即可跟蹤性。就是說人們可以隨時掌握物品的準確位置及其周邊環(huán)境。據(jù)Sanford C. Bernstein公司的零售業(yè)分析師估計,關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)RFID帶來的這一特性,可使沃爾瑪每年節(jié)省83.5億美元,其*部分是因為不需要人工查看進貨的條碼而節(jié)省的勞動力成本。RFID幫助零售業(yè)解決了商品斷貨和損耗(因盜竊和供應(yīng)鏈被攪亂而損失的產(chǎn)品)兩大難題,僅盜竊一項,沃爾瑪一年的損失就達近20億美元 [1]  。
    傳感網(wǎng)
    MEMS是微機電系統(tǒng)( Micro - Electro - Mechanical Systems)的英文縮寫。它是由微傳感器、微執(zhí)行器、信號處理和控制電路、通訊接口和電源等部件組成的一體化的微型器件系統(tǒng)。其目標是把信息的獲取、處理和執(zhí)行集成在一起,組成具有多功能的微型系統(tǒng),集成于大尺寸系統(tǒng)中,從而大幅度地提高系統(tǒng)的自動化、智能化和可靠性水平。它是比較通用的傳感器。因為MEMS,賦予了普通物體新的生命,它們有了屬于自己的數(shù)據(jù)傳輸通路、有了存儲功能、操作系統(tǒng)和專門的應(yīng)用程序,從而形成一個龐大的傳感網(wǎng)。這讓物聯(lián)網(wǎng)能夠通過物品來實現(xiàn)對人的監(jiān)控與保護。 遇到酒后駕車的情況,如果在汽車和汽車點火鑰匙上都植入微型感應(yīng)器,那么當喝了酒的司機掏出汽車鑰匙時,鑰匙能透過氣味感應(yīng)器察覺到一股酒氣,就通過無線信號立即通知汽車 “暫停發(fā)動”,汽車便會處于休息狀態(tài)。同時“命令”司機的手 機給他的親朋好友發(fā)短信,告知司機所在位置,提醒親友盡快來處理。不僅如此,未來衣服可以“告訴”洗衣機放多少水和洗衣粉較經(jīng)濟;文件夾會“檢查”我們忘帶了什么重要文件;食品蔬菜的標簽會向顧客的手機介紹“自己”是否真正“綠色安全”。這就是物聯(lián)網(wǎng)世界中被“物”化的結(jié)果 [1]  。
    M2M系統(tǒng)框架
    M2M是Machine-to-Machine/Man的簡稱,是一種以機器終端智能交互為**的、網(wǎng)絡(luò)化的應(yīng)用與服務(wù)。它將使對象實現(xiàn)智能化的控制。M2M技術(shù)涉及5個重要的技術(shù)部分:機器、M2M硬件、通信網(wǎng)絡(luò)、中間件、應(yīng)用?;谠朴嬎闫脚_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,改變對象的行為進行控制和反饋。拿智能停車場來說,當該車輛駛?cè)牖螂x開天線通信區(qū)時,天線以微波通訊的方式與電子識別卡進行雙向數(shù)據(jù)交換,從電子車卡上讀取車輛的相關(guān)信息,在司機卡上讀取司機的相關(guān)信息,自動識別電子車卡和司機卡,并判斷車卡是否有效和司機卡的合法性,核對車道控制電腦顯示與該電子車卡和司機卡一一對應(yīng)的車牌號碼及駕駛員等資料信息;車道控制電腦自動將通過時間、車輛和駕駛員的有關(guān)信息存入數(shù)據(jù)庫中,車道控制電腦根據(jù)讀到的數(shù)據(jù)判斷是正???、未授權(quán)卡、無卡還是非法卡,據(jù)此做出相應(yīng)的回應(yīng)和提示。另外,家中老人戴上嵌入智能傳感器的手表,在外地的子女可以隨時通過手機查詢父母的血壓、心跳是否穩(wěn)定;智能化的住宅在主人上班時,傳感器自動關(guān)閉水電氣和門窗,定時向主人的手機發(fā)送消息,匯報安全情況 [1]  。
    云計算
    云計算旨在通過網(wǎng)絡(luò)把多個成本相對較低的計算實體整合成一個具有強大計算能力的**系統(tǒng),并借助**的商業(yè) 模式讓終端用戶可以得到這些強大計算能力的服務(wù)。如果將 計算能力比作發(fā)電能力,那么從古老的單機發(fā)電模式轉(zhuǎn)向現(xiàn)代電廠集中供電的模式,就好比大家習慣的單機計算模式轉(zhuǎn)向云計算模式,而“云”就好比發(fā)電廠,具有單機所不 能比擬的強大計算能力。這意味著計算能力也可以作為一種商品進行流通,就像煤氣、水、電一樣,取用方便、*廉,以至于用戶*自己配備。與電力是通過電網(wǎng)傳輸不同,計算能力是通過各種有線、無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)?。因此,云計算的一個**理念就是通過不斷提高“云”的處理能力,不斷減少用戶終端的處理負擔,較終使其簡化成一個單純的輸入輸出設(shè)備,并能按需享受“云”強大的計算處理能力。物聯(lián)網(wǎng)感知層獲取大量數(shù)據(jù)信息,在經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)層傳輸以后,放到一個標準平臺上,再利用高性能的云計算對其進行處理,賦予這些數(shù)據(jù)智能,才能較終轉(zhuǎn)換成對終端用戶有用的信息 [6]  。
    應(yīng)用編輯 語音
    物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域涉及到方方面面,在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、環(huán)境、交通、物流、安保等基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域的應(yīng)用,有效的推動了這些方面的智能化發(fā)展,使得有限的資源較加合理的使用分配,從而提高了行業(yè)效率、效益。 在家居、醫(yī)療健康、教育、金融與服務(wù)業(yè)、旅游業(yè)等與生活息息相關(guān)的領(lǐng)域的應(yīng)用,從服務(wù)范圍、服務(wù)方式到服務(wù)的質(zhì)量等方面都有了較大的改進,大大的提高了人們的生活質(zhì)量; 在涉及*軍事領(lǐng)域方面,雖然還處在研究探索階段,但物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用帶來的影響也不可小覷,大到衛(wèi)星、導(dǎo)彈、飛機、潛艇等裝備系統(tǒng),小到單兵作戰(zhàn)裝備,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的嵌入有效提升了軍事智能化、信息化、精準化,較大提升了軍事戰(zhàn)斗力,是未來軍事變革的關(guān)鍵 [4]  。
    智能交通
    物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在道路交通方面的應(yīng)用比較成熟。隨著社會車輛越來越普及,交通擁堵甚至癱瘓已成為城市的一大問題。對道路交通狀況實時監(jiān)控并將信息及時傳遞給駕駛?cè)?,讓駕駛?cè)思皶r作出出行調(diào)整,有效緩解了交通壓力;高速路口設(shè)置道路自動收費系統(tǒng)(簡稱ETC),免去進出口取卡、還卡的時間,提升車輛的通行效率;公交車上安裝定位系統(tǒng),能及時了解公交車行駛路線及到站時間,乘客可以根據(jù)搭乘路線確定出行,免去不必要的時間浪費。 社會車輛增多,除了會帶來交通壓力外,停車難也日益成為一個**問題,不少城市推出了智慧路邊停車管理系統(tǒng),該系統(tǒng)基于云計算平臺,結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與移動支付技術(shù),共享車位資源,提高車位利用率和用戶的方便程度。該系統(tǒng)可以兼容手機模式和射頻識別模式,通過手機端APP軟件可以實現(xiàn)及時了解車位信息、車位位置,提前做好預(yù)定并實現(xiàn)交費等等操作,很大程度上解決了“停車難、難停車”的問題 [4]  。
    智能家居
    智能家居就是物聯(lián)網(wǎng)在家庭中的基礎(chǔ)應(yīng)用,隨著寬帶業(yè)務(wù)的普及,智能家居產(chǎn)品涉及到方方面面。 家中無人,可利用手機等產(chǎn)品客戶端遠程操作智能空調(diào),調(diào)節(jié)室溫,甚者還可以學習用戶的使用習慣,從而實現(xiàn)全自動的溫控操作,使用戶在炎炎夏季回家就能享受到冰爽帶來的愜意;通過客戶端實現(xiàn)智能燈泡的開關(guān)、調(diào)控燈泡的亮度和顏色等等; 插座內(nèi)置Wifi,可實現(xiàn)遙控插座定時通斷電流,甚者可以監(jiān)測設(shè)備用電情況,生成用電圖表讓你對用電情況一目了然,安排資源使用及開支預(yù)算;智能體重秤,監(jiān)測運動效果。內(nèi)置可以監(jiān)測血壓、脂肪量的**傳感器,內(nèi)定程序根據(jù)身體狀態(tài)提出健康建議; 智能牙刷與客戶端相連,供刷牙時間、刷牙位置提醒,可根據(jù)刷牙的數(shù)據(jù)生產(chǎn)圖表,口腔的健康狀況; 智能攝像頭、窗戶傳感器、智能門鈴、煙霧探測器、智能報警器等都是家庭不可少的安全監(jiān)控設(shè)備,你及時出門在外,以在任意時間、地方查看家中任何一角的實時狀況,任何安全隱患。看似繁瑣的種種家居生活因為物聯(lián)網(wǎng)變得較加輕松、美好 [4]  。
    公共安全
    近年來**氣候異常情況頻發(fā),災(zāi)害的突發(fā)性和危害性進一步加大,互聯(lián)網(wǎng)可以實時監(jiān)測環(huán)境的不安全性情況,提前預(yù)防、實時預(yù)警、及時采取應(yīng)對措施,降低災(zāi)害對人類生命財產(chǎn)的威脅。 美國布法羅大學早在 2013 年就提出研究深?;ヂ?lián)網(wǎng)項目,通過特殊處理的感應(yīng)裝置置于深海處,分析水下相關(guān)情況,海洋污染的防治、海底資源的探測、甚至對海嘯也可以提供較加可靠的預(yù)警。該項目在當?shù)睾羞M行試驗,獲得成功,為進一步擴大使用范圍提供了基礎(chǔ)。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以智能感知大氣、土壤、森林、水資源等方面各指標數(shù)據(jù),對于改善人類生活環(huán)境發(fā)揮巨大作用 [4]  。
    挑戰(zhàn)編輯 語音
    雖然物聯(lián)網(wǎng)近年來的發(fā)展已經(jīng)漸成規(guī)模,各國都投入了巨大的人力、物力、財力來進行研究和開發(fā)。但是在技術(shù)、管理、成本、政策、安全等方面仍然存在許多需要克服的難題, 具體分析如下:
    技術(shù)標準的統(tǒng)一與協(xié)調(diào)
    傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)的標準并不適合物聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)感知層的數(shù)據(jù)多源異構(gòu),不同的設(shè)備有不同的接口,不同的技術(shù)標準;網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層也由于使用的網(wǎng)絡(luò)類型不同、行業(yè)的應(yīng)用方向不同而存在不同的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和體系結(jié)構(gòu)。建立的統(tǒng)一的物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu),統(tǒng)一的技術(shù)標準是物聯(lián)網(wǎng)正在面對的難題 [4]  。
    管理平臺問題
    物聯(lián)網(wǎng)自身就是一個復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)體系,加之應(yīng)用領(lǐng)域遍及各行各業(yè),不可避免的存在很大的交叉性。如果這個網(wǎng)絡(luò)體系沒有一個專門的綜合平臺對信息進行分類管理,就會出現(xiàn)大量信息冗余、重復(fù)工作、重復(fù)建設(shè)造成資源浪費的狀況。每個行業(yè)的應(yīng)用各自獨立,成本高、效率低,體現(xiàn)不出物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢,勢必會影響物聯(lián)網(wǎng)的推廣。 物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)急需要一個能整合各行業(yè)資源的統(tǒng)一管理平臺,使其能形成一個完整的產(chǎn)業(yè)鏈模式 [4]  。
    成本問題
    各國對物聯(lián)網(wǎng)都積極支持,在看似百花齊放的背后,能夠真正投入并大規(guī)模使用的物聯(lián)網(wǎng)項目少之又少。譬如,實現(xiàn)RFID技術(shù)較基本的電子標簽及讀卡器,其成本價格一直無法達到企業(yè)的預(yù)期,性價比不高;傳感網(wǎng)絡(luò)是一種多跳自組織網(wǎng)絡(luò),較易遭到環(huán)境因素或人為因素的破壞,若要保證網(wǎng)絡(luò)通暢,并能實時安全傳送可靠信息,網(wǎng)絡(luò)的維護成本高。在成本沒有達到普遍可以接受的范圍內(nèi),物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展只能是空談 [4]  。
    安全性問題
    傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展成熟、應(yīng)用廣泛,尚存在安全漏洞。物聯(lián)網(wǎng)作為新興產(chǎn)物,體系結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、沒有統(tǒng)一標準,各方面的安全問題較加**。其關(guān)鍵實現(xiàn)技術(shù)是傳感網(wǎng)絡(luò),傳感器暴露的自然環(huán)境下,特別是一些放置在惡劣環(huán)境中的傳感器,如何長期維持網(wǎng)絡(luò)的完整性對傳感技術(shù)提出了新的要求,傳感網(wǎng)絡(luò)必須有自愈的功能。 這不僅僅受環(huán)境因素影響,人為因素的影響較嚴峻。RFID是其另一關(guān)鍵實現(xiàn)技術(shù),就是事先將電子標簽置入物品中以達到實時監(jiān)控的狀態(tài),這對于部分標簽物的所有者勢必會造成一些個人隱私的暴露,個人信息的安全性存在問題。不僅僅是個人信息安全,如今企業(yè)之間、國家之間合作都相當普遍,一旦網(wǎng)絡(luò)遭到攻擊,后果將較不敢想象。 如何在使用物聯(lián)網(wǎng)的過程做到信息化和安全化的平衡至關(guān)重要 [4]  。

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