物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術及其應用前景研究

【摘要】物聯(lián)網(wǎng)（The Internet of Things）集新理念和新技術于一體，將以往關聯(lián)并不密切的材料技術、生物技術、電子技術、機械技術以及通信技術等高度融合為一個整體，使通信由人和人轉向到人和物、物和物的拓展得以實現(xiàn)，視為繼計算機與互聯(lián)網(wǎng)后的第三次全球范圍內的信息產業(yè)浪潮，物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)具有巨大的潛在市場規(guī)模和廣泛的應用前景，受到世界各領域的重視?；诖耍P者在物聯(lián)網(wǎng)概念及其特征介紹的基礎上，著重分析了物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術，并且通過相關應用案例闡明物聯(lián)網(wǎng)的應用前景及發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)的建議。

【關鍵詞】物聯(lián)網(wǎng)；關鍵技術；應用前景；建議

1.物聯(lián)網(wǎng)概念及其重要特征闡述

1.1 物聯(lián)網(wǎng)概念：物聯(lián)網(wǎng)（The Inter-net of Things）廣義而言之，把各種信息傳感設備同互聯(lián)網(wǎng)相結合而形成的巨大網(wǎng)絡，通過人與物以及物與物間的信息交互，達到信息網(wǎng)絡同物理空間的融合。具體而言之，物聯(lián)網(wǎng)通過信息傳感設備，諸如：激光掃描器、全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System）、紅外感應器以及射頻識別（RFID）等，根據(jù)約定的網(wǎng)絡協(xié)議，將物品同互聯(lián)網(wǎng)相連接，實施信息交換與通訊，從而實現(xiàn)一系列管理工作，如對物品的智能化識別、監(jiān)控和跟蹤以及定位。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)的重要特征：

①智能化。網(wǎng)絡系統(tǒng)具有智能控制、自我反饋以及自動化的特點；

②互聯(lián)網(wǎng)特征。物聯(lián)網(wǎng)是基于互聯(lián)網(wǎng)的拓展和延伸的一種網(wǎng)絡，旨在解決與處理人和物、物和物間通信的網(wǎng)絡形態(tài)，雖然其終端具有多樣化，然而，互聯(lián)網(wǎng)仍是其核心與基礎；

③識別與通信。只有具備物物通信以及自動識別功能的“物”才能夠納入物聯(lián)網(wǎng)?？蓪⑽⑿透袘酒踩胛矬w上，使其變?yōu)橛小爸X和感受”的物品，這是互聯(lián)網(wǎng)無法比擬的，物聯(lián)網(wǎng)的此種特征功能的實現(xiàn)主要借助于射頻識別技術（RFID）。

2.物聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術分析

2.1 傳感器技術（Transducer Techno-logy）

傳感器技術可謂一項高新、前沿技術，主要研究從自然界提取信息并識別和處理這些信息，實現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)中人和物之間的信息交換。傳感技術的核心是傳感器。傳感器是對各種裝置和信息系統(tǒng)進行信息采集的關鍵器件。其是一種可感知被測指標的某一確定信息（紅外線、磁場大小和溫度等），并根據(jù)特定的規(guī)律轉為同其相對應的可輸出信號的設備。傳感器一般由轉換元件與敏感元件構成，其類型多樣化，具有廣泛的應用領域，包括航空航天技術、環(huán)境保護以及工業(yè)生產自動化等領域。而現(xiàn)階段，傳感器技術也面臨著一些困難和挑戰(zhàn)，諸如：在自適應性和智能性方面，傳感器網(wǎng)絡突顯出不足以及單個節(jié)點信息不完全性或不準確性；在能量處理與傳感能力方面，傳感器也表現(xiàn)出一定的限制性。因此，傳感器技術的發(fā)展和突破主要體現(xiàn)在：其一，加強傳感器自身網(wǎng)絡化、智能化；其二，感知信息方面。

2.2 網(wǎng)絡通信技術（Network Commun-ication Technology，NCT）

不管物聯(lián)網(wǎng)概念怎樣延伸與拓展，其不可取代的關鍵技術仍是最基礎的物與物間的感知與通信。NCT主要包括網(wǎng)關技術、組網(wǎng)技術、交換技術以及（有）無線傳輸技術等。實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的關鍵是M2M（Machine to Machine）技術。M2M技術有廣泛的使用范圍，能夠結合遠距離連接技術，諸如GSM（全球移動通信系統(tǒng)）/GPRS（通用分組無線服務技術）/UMTS（通用移動通信系統(tǒng)）等，亦能夠結合近距離連接技術，諸如：UWB、RFID、WIFI等?，F(xiàn)階段，M2M技術側重于Machine to Machine（機器對機器）的無線通信，今后會在工控、水利、氣象、軍事等各領域應用。而通信網(wǎng)絡技術作為為物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)提供服務支持與信息傳送的基礎通道，怎樣基于現(xiàn)有網(wǎng)絡增強通信網(wǎng)絡技術的專業(yè)性，以適應物聯(lián)網(wǎng)低數(shù)據(jù)性和低移動性等業(yè)務需求，是當前需要研究的重點。

2.3 射頻識別技術（Radio Frequency Identification，RFID）

RFID系統(tǒng)由信息處理系統(tǒng)、讀寫器以及RFID電子標簽構成，RFID為物品貼上電子標簽，在帶有電子標簽的物體上通過讀寫器時，無線電波會把標簽中所帶有的信息數(shù)據(jù)傳遞給特定的信息讀寫器，再通過讀寫器傳遞給信息處理系統(tǒng)，信息處理系統(tǒng)按照需求進行相應的數(shù)據(jù)控制以及處理工作，從而達到高效管理物品的目的。因此，RFID技術是一種非接觸式自動識別技術。現(xiàn)階段，RFID技術在物流管理等方面都有應用，極大程度上提高了該行業(yè)的管理效率，而RFID在發(fā)展中也存在著諸如產品測試、安全隱私、芯片成本等諸多問題，有待相關人員做進一步解決和處理。

3.物聯(lián)網(wǎng)技術的應用前景研究

目前，物聯(lián)網(wǎng)技術已經(jīng)應用在我國諸多領域，這些成功的應用案例不僅是物聯(lián)網(wǎng)取得更大發(fā)展的先決條件，而且也為今后深層次研究物聯(lián)網(wǎng)的應用前景指明了方向。

①智能交通。通過傳感器、自動控制和計算機等先進技術，實現(xiàn)交通事故檢測和道路聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控，從而智能化地調配與管理交通車輛。此外，各地區(qū)也加大了路網(wǎng)檢測信息采集裝置的設置密度，部分道路已實現(xiàn)全程監(jiān)控。交通智能化能夠提高行車安全，解決交通堵塞，對確保司乘人員生命財產安全，提高交通運行效率有著重要的現(xiàn)實意義。

②智能電網(wǎng)。通過IT技術、數(shù)字化通信、嵌入式處理器和傳感器構建一種智能化網(wǎng)絡系統(tǒng)，該系統(tǒng)將各能源統(tǒng)一入網(wǎng)且進行分布式管理，實時監(jiān)控與采集電網(wǎng)和客戶用電信息。電網(wǎng)智能化旨在持續(xù)安全的供電的同時保護環(huán)境，具有廣泛的影響力，勢必會推進物聯(lián)網(wǎng)技術在其他行業(yè)的應用。

③醫(yī)療衛(wèi)生管理。借助物聯(lián)網(wǎng)技術，把藥品的產地、名稱、規(guī)格、運輸、銷售等一系列環(huán)節(jié)上的信息數(shù)據(jù)儲存在電子標簽中，可實現(xiàn)全過程的追溯；同時，通過RFID技術建立醫(yī)療衛(wèi)生監(jiān)督體系，不僅能夠在檢驗檢疫中追蹤病源，而且可以有效管理病菌攜帶人員。

4.發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)技術的建議探討

綜上所述，物聯(lián)網(wǎng)具有巨大的發(fā)展空間，我國物聯(lián)網(wǎng)產業(yè)雖已有一定的應用基礎，而相比于發(fā)達國家仍有差距，需在以下幾方面重視和努力。其一，進一步完善個人隱私保護和信息安全等相關法律法規(guī)，切實增強物聯(lián)網(wǎng)的安全性；其二，政府相關部門應注重政策引導，建設物聯(lián)網(wǎng)應用的典型示范工程，帶動物聯(lián)網(wǎng)產業(yè)的發(fā)展；其三，我國應抓住機遇，增強和促進同國際間的合作與交流，積極參與國際物聯(lián)網(wǎng)標準的制定；最后，在數(shù)據(jù)處理、芯片和傳感器等核心技術方面，加大研發(fā)投入，集多方資源，協(xié)同研究，攻克物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術難關。

參考文獻

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