电子信息新技术系列讲座报告 8.docx

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电子信息新技术系列讲座报告8

电子信息新技术系列讲座报告

班级电信11

学号3110503

姓名

2014年12月

浅谈物联网技术

一、物联网技术的介绍

物联网（InternetofThings）指的是将无处不在（Ubiquitous）的末端设备（Devices）和设施（Facilities），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，如贴上RFID的各种资产（Assets）、携带无线终端的个人与车辆等等“智能化物件或动物”或“智能尘埃”（Mote），通过各种无线和/或有线的长距离和/或短距离通讯网络实现互联互通（M2M）、应用大集成（GrandIntegration）、以及基于云计算的SaaS营运等模式，在内网（Intranet）、专网（Extranet）、和/或互联网（Internet）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（集中展示的CockpitDashboard）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。

[1] 

“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、物联网技术简单概述

把网络技术运用于万物，组成“物联网”

如把感应器嵌入装备到油网、电网、路网、水网、建筑、大坝、等物体中

然后将“物联网”与“互联网”整合起来，实现人类社会与物理系统的整合

超级计算机群对“整合网”的人员、机器设备、基础设施实施实时管理控制

以精细动态方式管理生产生活,提高资源利用率和生产力水平,改善人与自然关系

简单讲，物联网是物与物、人与物之间的信息传递与控制。

2、物联网技术的支撑

支撑与结构体系

1.RFID:

电子标签属于智能卡的一类，物联网概念是1998年MITAuto-ID中心主任Ashton教授提出来的，RFID技术在物联网中主要起“使能”（Enable）作用；

物联网4大支撑技术与业务群

2.传感网：

借助于各种传感器，探测和集成包括温度、湿度、压力、速度等物质现象的网络，也是温总理“感知中国”提法的主要依据之一；

3.M2M：

这个词国外用得较多，侧重于末端设备的互联和集控管理，X-Internet，中国三大通讯营运商在推M2M这个理念；

4.两化融合：

工业信息化也是物联网产业主要推动力之一，自动化和控制行业是主力，但来自这个行业的声音相对较少。

物联网典型体系架构分为3层，自下而上分别是感知层、网络层和应用层。

感知层实现物联网全面感知的核心能力，是物联网中关键技术、标准化、产业化方面亟需突破的部分，关键在于具备更精确、更全面的感知能力，并解决低功耗、小型化和低成本问题。

网络层主要以广泛覆盖的移动通信网络作为基础设施，是物联网中标准化程度最高、产业化能力最强、最成熟的部分，关键在于为物联网应用特征进行优化改造，形成系统感知的网络。

应用层提供丰富的应用，将物联网技术与行业信息化需求相结合，实现广泛智能化的应用解决方案，关键在于行业融合、信息资源的开发利用、低成本高质量的解决方案、信息安全的保障及有效商业模式的开发[2]。

物联网体系主要由运营支撑系统、传感网络系统、业务应用系统、无线通信网系统等组成。

通过传感网络，可以采集所需的信息，顾客在实践中可运用RFID读写器与相关的传感器等采集其所需的数据信息，当网关终端进行汇聚后，可通过无线网络运程将其顺利地传输至指定的应用系统中。

此外，传感器还可以运用ZigBee与蓝牙等技术实现与传感器网关有效通信的目的。

市场上常见的传感器大部分都可以检测到相关的参数，包括压力、湿度或温度等。

一些专业化、质量较高的传感器通常还可检测到重要的水质参数，包括浊度、水位、溶解氧、电导率、藻蓝素、pH值、叶绿素等。

运用传感器网关可以实现信息的汇聚，同时可运用通信网络技术使信息可以远距离传输，并顺利到达指定的应用系统中。

我国无线通信网络主要有3G、WLAN、LTE、GPRS，而4G仍为试点阶段。

M2M平台具有一定的鉴权功能，因此可以为顾客提供必要的终端管理服务，同时，对于不同的接入方式，其都可顺利接入M2M平台，因此可以更顺利、更方便地进行数据传输。

此外，M2M平台还具备一定的管理功能，其介意对用户鉴权、数据路由等进行有效地管理。

而对于BOSS系统，其由于具备较强的计费管理功能，因此在物联网业务中得到广泛的应用。

业务应用系统主要提供必要的应用服务，包括智能家居服务，一卡通服务，水质监控服务等，所服务的对象，不仅仅为个人用户，也可以为行业用户或家庭用户。

在物联网体系中，通常存在多个通信接口，对通信接口未实施标准化处理，而在物联网应用方面，相关的法律与法规并不健全，这不利于物联网的安全发展。

　3、物联网技术的特点

　　物联网是通过各种信息传感的设备，如传感器、射频识别（RFID）技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器、气体感应器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，与互联网结合行车的一个巨大网络。

在这个网络中，物品能够彼此进行“交流”，而无需人的干预。

其实质是利用射频自动识别技术，通过计算机互联网实现物品的自动识别和信息的互联共享。

其目的是实现物与物、物与人，所有物品与网络的连接，方便识别、管理和控制。

和传统的互联网相比，物联网有其鲜明的特征。

　　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泛在网络。

物联网技术的重要基础和核心仍然是互联网，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即时性，必须适应各种异构网络和协议。

还有，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，扩充应用领域。

从传感器获得的海量信息中分析、加工和处理有意义的数据，以适应不同的需求，发现新的应用领域和应用模式。

二、物联网的发展历程与趋势

1、物联网的诞生发展

1999年诞生，2005年普及，2009年大发展。

物联网（InternetofThings）这个词，国内外普遍公认的是MITAuto-ID中心Ashton教授1999年在研究RFID时最早提出来的。

在2005年国际电信联盟（ITU）发布的同名报告中，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。

自2009年8月温家宝总理提出“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。

物联网的概念与其说是一个外来概念，不如说它已经是一个“中国制造”的概念，他的覆盖范围与时俱进，已经超越了1999年Ashton教授和2005年ITU报告所指的范围，物联网已被贴上“中国式”标签。

2、物联网技术的发展现状　

最近几年，物联网的发展呈现虚热。

各地在物联网发展上缺少战略性、全局性的眼光，似乎和网络有关、和信息化有关的工程或项目都冠以“物联网”的名义，对整个全局性、前瞻性、深入性的，包括前瞻的技术等没有深入研究和落实。

现阶段物联网企业一般是中小企业，缺少核心的、旗帜性企业；物联网的核心技术体系，包括编码体系、应用的标准都没有形成，超高频芯片、高精度传感器技术弱；物联网与经济社会融合发展的应用模式亟待创新。

虽然技术门槛不高，但物联网核心环节和关键技术成熟度的参差不齐，导致了近几年发展迟缓，特别是在终端应用层面上一直没有得到广泛应用

3、中国物联网技术的未来发展趋势

我国正处于新型工业化、信息化、城镇化、农业现代化同步发展的新时期，信息通信技术在经济转型升级发展、产业结构优化调整方面正发挥着前所未有的作用。

物联网作为我国战略性新兴产业的重要组成，正与其他信息技术融合渗透，进入深化发展的新阶段。

据中国报关大厅发布的《2014-2020年中国物联网行业竞争格局分析及投资可行性报告》指出，我国物联网自2009年以来起步发展，在物联网技术研发、标准研制、产业培育和行业应用等方面已经具备一定基础，亟需抓住新一轮的科技革命和产业革命的重要机遇，加快战略部署和专项行动计划实施，推动技术和应用创新，释放物联网潜力，深化物联网应用，推动物联网的健康可持续发展。

在行业应用领域，进一步挖掘市场需求，探索商业模式。

推动物联网在各个行业的渗透，深化在工业、农业和服务业的应用，充分发挥物联网在推动传统行业转型升级的重要作用，带动形成物联网产业的规模发展。

在个人应用领域，推动形成物联网自循环发展。

以面向公众的应用为突破口，通过规模发展带来突破性效应。

对于感知节点采集上来的大量物的信息，借助与移动互联网的融合，通过应用创新为个人提供特色服务，以此突破规模化瓶颈，推动物联网自身的持续性发展。

物联网发展目前主要是以智能家居、智能交通、智慧农业、智能电网、还有医疗卫生等。

这些领域都将是物联网未来发展方向的热门领域。

三、物联网技术的原理

 物联网是在计算机互联网的基础上，利用RFID、无线数据通信等技术，构造一个覆盖世界上万事万物的“InternetofThings”。

在这个网络中，物品（商品）能够彼此进行“交流”，而无需人的干预。

其实质是利用射频自动识别（RFID）技术，通过计算机互联网实现物品（商品）的自动识别和信息的互联与共享。

  1、射频识别（RFID）技术

  物联网中非常重要的技术是射频识别（RFID）技术。

RFID是射频识别（RadioFrequencyIdentification）技术英文缩写，是20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术，是目前比较先进的一种非接触识别技术。

以简单RFID系统为基础，结合已有的网络技术、数据库技术、中间件技术等，构筑一个由大量联网的阅读器和无数移动的标签组成的，比Internet更为庞大的物联网成为RFID技术发展的趋势。

 而RFID，正是能够让物品“开口说话”的一种技术。

在“物联网”的构想中，RFID标签中存储着规范而具有互用性的信息，通过无线数据通信网络把它们自动采集到中央信息系统，实现物品（商品）的识别，进而通过开放性的计算机网络实现信息交换和共享，实现对物品的“透明”管理。

RFID技术的基本工作原理并不复杂：

标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息（无源标签或被动标签），或者由标签主动发送某一频率的信号（ActiveTag，有源标签或主动标签），解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。

一套完整的RFID系统，是由阅读器与电子标签也就是所谓的应答器及应用软件系统三个部份所组成，其工作原理是Reader发射一特定频率的无线电波能量，用以驱动电路将内部的数据