淺談物聯網及其應用

內容目錄1245RFID3物聯網是怎么開展的？物聯網是什么？物聯網與傳感器的區別云計算4555

物聯網能干什么？46一、物聯網是什么？《碟中諜4》中的物聯網車聯網定位視網膜即攝即傳物聯網的英文名稱為“IOT，Internet

ofThings〞

。由名稱可見，物聯網就是“物物相連的互聯網〞。物聯網的概念物聯網是新一代信息技術的重要組成局部。物聯網的英文名稱叫“TheInternetofthings〞。顧名思義，物聯網就是“物物相連的互聯網〞。這有兩層意思：第一，物聯網的核心和根底仍然是互聯網，是在互聯網根底上的延伸和擴展的網絡；第二，其用戶端延伸和擴展到了任何物體與物體之間，進行信息交換和通信。物聯網的定義是：通過射頻識別〔RFID〕、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協議，把任何物體與互聯網相連接，進行信息交換和通信，以實現對物體的智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。開展背景物聯網的概念是在1999年提出的。過去在中國，物聯網被稱之為傳感網。中科院早在1999年就啟動了傳感網的研究，并已取得了一些科研成果，建立了一些適用的傳感網。1999年，在美國召開的移動計算和網絡國際會議提出了，“傳感網是下一個世紀人類面臨的又一個開展機遇〞。2005年11月17日，在突尼斯舉行的信息社會世界峰會〔WSIS〕上，國際電信聯盟〔ITU〕發布了《ITU互聯網報告2005：物聯網》，正式提出了“物聯網〞的概念。2023年１月２８日，奧巴馬就任美國總統后，與美國工商業領袖舉行了一次“圓桌會議〞，作為僅有的兩名代表之一，ＩＢＭ首席執行官彭明盛首次提出“智慧地球〞這一概念，建議新政府投資新一代的智慧型根底設施。2023年2月24日消息，IBM大中華區首席執行官錢大群在2023IBM論壇上公布了名為“智慧的地球〞的最新策略。物聯網的三個特點一是全面感知即通過嵌入在物品和設施中的傳感器和數據采集設備，隨時隨地獲取物質世界的各種信息并數據化；二是可靠傳遞通過對每一件物品的識別和通訊，將數據化的虛擬事物聯入網絡，將物體的信息實時準確地傳送與交互；三是智能處理利用云計算，模糊識別等各種智能計算技術，對海量的數據和信息進行分析和處理，提升對物質世界、經濟社會各種活動和變化的洞察力，對物體實現智能化的決策和控制。二、物聯網是怎么開展的？中國：2023年8月感知中國溫家寶：搶占科技制高點，培育物聯網等新興戰略產業物聯網成為國家核心戰略之一美國：2023年底ＩＢＭ向美國政府提出的“智慧的地球〞戰略強調傳感器等感知技術的應用，提出建設智慧型根底設施歐盟：2023年6月物聯網行動方案具體而務實，強調RFID的廣泛應用，注重信息平安日本：2023年8月I-Japan戰略從“e-Japan〞“U-Japan〞到“I-Japan〞實現三級跳物聯網上升為國家核心戰略融合各種信息技術，將物體接入信息網絡，實現“物聯網〞未來信息產業的開展在由信息網絡向全面感知和智能應用兩個方向拓展、延伸和突破共同點

前景預測中國的物聯網市場物聯網的架構三、物聯網有哪些相關技術？物聯網的實現技術感知層RFID、二維碼、攝像頭、傳感器技術傳感器網絡技術、藍牙技術、ZigBee傳輸層2G/3G移動網絡、互聯網、廣電網絡、專網應用層數據挖掘、云計算、特定應用效勞主要介紹的技術物聯網與傳感網的區別RFID云計算什么是傳感網傳感器網絡是集計算機、通信、網絡、智能計算、傳感器、嵌入式系統、微電子等多個領域交叉綜合的新興學科，它將大量的多種類傳感器節點〔集傳感、采集、處理、收發于一體〕組成自治的網絡，實現對物理世界的動態智能協同感知。由部署在檢測區域內大量的傳感器節點組成，通過無線通信方式形成的一個多跳的自組織的網絡系統，目的是協作地感知、采集和處理網絡覆蓋區域中感知的對象信息，并發送給觀察者。 廣泛應用于軍事、國防平安、環境科學、交通管理、災害預測、醫療衛生、制造業、城市信息化建設等領域。在不久的將來，傳感網將給我們的生活方式帶來革命性的變化。傳感網的應用☆軍事上的應用傳感器網絡具有可快速部署、可自組織、隱蔽性強和高容錯性的特點，因此非常適合軍事上的應用。通過飛機或炮彈直接將傳感器節點散播到敵方陣地內部，或者在公共隔離帶部署傳感網絡，就能隱蔽而且近距離的準確收集戰場信息。例:傳感器網絡已經成為美軍事C4ISRT系統必不可少的一局部?！瞽h境觀測和預報系統可以用于檢視農作物灌溉情況、土壤空氣情況、牲畜和家禽的環境狀況和大面積的地表監測、氣象和地理研究、洪水監測等。例：ALERT系統中就有用于監測降雨量、河水水位和土壤水分，并依此預測爆發山洪的可能性。傳感網的應用☆醫療護理用于人體的各種生理數據，跟蹤和監控醫院內醫生和患者的行動，醫院的藥物管理等。例：一個可以成像的特殊發送器芯片與精巧設計的超低功率無線技術結合，就可以實現可用于一個胃腸道診斷的微型吞服攝像膠囊。患者吞下維C片大小的成像膠囊后，膠囊經過食道、胃和小腸時就可將圖象播送出來。膠囊由一個攝象機、LED、電池、特制芯片和天線組成。傳感網的應用☆智能家居

家電和家具中嵌入傳感器節點，通過無線網絡與Internet連在一起。為人提供人性化的家居環境。例：Avaak提供一個只有1立方英寸大小的自治產品。這個微型的無線視頻平臺包含有一節電池、無線電、攝像相機、(彩色成像器加鏡頭)、控制器、天線和溫度傳感器。傳感網的應用☆建筑物狀態監控利用傳感器網絡監控建筑物的平安狀態。例：Microstrain在佛蒙特州的一座重載橋梁上安裝了一套該公司研制的系統，將位移傳感器安裝在鋼梁上用來測量靜態和動態應力，并通過無線網絡來采集數據。該無線系統可以保存在橋梁上用于長期監測橋梁是否處于正常受控狀態。傳感網的應用☆完成空間探索借助于航天器在外星體撒播一些傳感器網絡節點，可以對星球外表進行長時間監測。本錢低、節點體積小，相互之間可以進行通信，也可以和地面站進行通信。例：NASA的JPL〔JetPropulsionLaboratory〕實驗室研制的SensorWebs就是為將來的火星探測進行技術準備。該系統已經在實施測試和完善。物聯網與傳感網的區別一傳感網僅僅是感知到信號，并不強調對物體的標識傳感網僅僅是感知到信號，并不強調對物體的標識。例如可以讓溫度傳感器感知到森林的溫度，但并不一定需要標識哪一根樹木。物聯網的概念相比照傳感網大一些。這主要是人感知物、標識物的手段，除了有傳感網，還可以有一維碼/二維碼/RFID等。如用二維碼/RFID標識桌椅之后，就可以形成物聯網，但二維碼并不在傳感網的范疇。物聯網與傳感網的區別二從目標特征上看，物聯網探測的一定是物品，而傳感網探測和判斷的更多是未知的人或物。傳感網探測包括溫度、濕度、噪聲、光強度、壓力、土壤成分、移動物體的大小、速度和方向等物質現象，并不針對標識的事物。物聯網通過對物體的標識，從而實現對物體的控制，到達物和物信息互聯的目的。物聯網與傳感網的區別三從網絡架構和協議上看，物聯網與傳感網也存在諸多不同。比方：傳感網節點自組織成網，沒有固定的網絡根底設施，也沒有中心節點。而物聯網需要有固定的網絡根底設施和中心節點，強調的是多個事物通過中心節點實現互聯。物聯網與傳感網的區別四真正意義上的物聯網的出現還遠需要假以時日當前，傳感網已得到廣泛的應用，比方說有多個溫度傳感器組成、通過巡檢方式工作的溫控網，再比方具有多種聲、光、電、機械甚至圖像探測能力的安防網等，因此，傳統意義上的傳感網開展得已經成熟。而目前物聯網僅僅是個概念，真正的物聯網應用還需要一段時間。RFID〔射頻識別〕RadioFrequencyIdentification一項利用射頻信號、通過空間耦合〔交變磁場或電磁場〕實現無接觸信息傳遞，并通過所傳遞的信息到達識別目的的技術。 其原理為由掃描器發射一特定頻率的無線電波能量給接收器，用以 驅動接收器電路將內部的代碼送出，此時掃描器便接收此代碼。RFID的意義通過RFID，可以對任何物品附加并讀取對用戶有用的屬性，為物品與物品相連接提供了信息根底。RFID系統的根本組成局部標簽(Tag)：由耦合元件及芯片組成，每個標簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上標識目標對象；閱讀器(Reader)：讀取(有時還可以寫入)標簽信息的設備，可設計為手持式或固定式；天線(Antenna)：在標簽和讀取器間傳遞射頻信號。RFID工作原理RFID系統在實際應用中，電子標簽附著在待識別物體的外表，電子標簽中保存有約定格式的電子數據。閱讀器可無接觸地讀取并識別標簽中所保存的電子數據，從而到達自動識別物體的目的。閱讀器通過天線發送出一定頻率的射頻信號，當標簽進入磁場時產生感應電流從而獲得能量，發送出自身編碼信息，被閱讀器讀取并解碼后送至電腦主機進行有關處理。射頻信號的耦合方式電感耦合：變壓器模型，通過空間高頻交變磁場實現耦合，依據的是電磁感應定律，適用于低頻短距離RFID系統。電磁反向散射耦合：雷達原理模型，發射出去的電磁波，碰到目標后反射，同時攜帶回目標信息，依據的是電磁波的空間傳播規律，適用于高頻遠距離RFID系統。RFID的工作頻率頻段描述作用距離穿透能力125-134MHZ低頻(LF)45cm能穿透大部分物體13.553~13.567MHz高頻（HF）1~3m勉強能穿透金屬和液體400~1000MHz超高頻（UHF）3~9m穿透能力較弱2.45GHz微波（Microwave）3m穿透能力最弱RFID標簽類型主動標簽：主動標簽自身帶有電池供電，讀/寫距離較遠時體積較大，與被動標簽相比本錢更高，也稱為有源標簽，一般具有較遠的閱讀距離，缺乏之處是電池不能長久使用，能量耗盡后需更換電池。被動標簽：無源電子標簽在接收到閱讀器〔讀出裝置〕發出的微波信號后，將局部微波能量轉化為直流電供自己工作，一般可做到免維護，本錢很低并具有很長的使用壽命，比主動標簽更小也更輕，讀寫距離那么較近，也稱為無源標簽。相比有源系統，無源系統在閱讀距離及適應物體運動速度方面略有限制。RFID的特點及優勢1.讀取方便快捷數據的讀取無需光源，甚至可以透過外包裝來進行。有效識別距離更長，采用自帶電池的主動標簽時，有效識別距離可到達30米以上。2.識別速度快標簽一進入磁場，閱讀器就可以即時讀取其中的信息，而且能夠同時處理多個標簽，實現批量識別。3.適用壽命長，應用范圍廣其無線電通信方式，使其可以應用于粉塵、油污等高污染環境和放射性環境，而且其封閉式包裝使得其壽命大大超過印刷的條形碼。RFID的特點及優勢4.標簽數據可動態更改 利用編程器可以向電子標簽里寫入數據，從而賦予rfid標簽交互式便攜數據文件的功能，而且寫入時間比打印條形碼更短。5.更好的平安性 RFID電子標簽可以貼〔裝在不同形狀、類型的產品上，而且可以為標簽數據的讀寫設置密碼保護，從而具有更高的平安性6.動態實時通信 標簽以每秒50～100次的頻率與閱讀器進行通信，所以只要RFID標簽所附著的物體出現在解讀器的有效識別范圍內，就可以對其位置進行動態的追蹤和監控。

RFID應用案例----車輛停車場管理射頻卡是目前國際最先進的智能卡，代表著一種嶄新的信息處理手段；具有防水、防磁、抗靜電、無磨損、信息儲存量大、使用壽命長等特點；可根據顧客需求分別定制。停車場卡管理模式：

1〕.月租卡：面向經常、定期的顧客。2〕.預付費卡：面向經常、不定期的顧客。3〕.時租卡：面向不經常、不定期的顧客。4〕.VIP卡：面向貴賓用戶。如展覽會館等。停車場系統工作流程感應IC卡安裝在車輛內或由車主攜帶，其中記錄了車輛的車牌號、通行證號、車主資料信息記錄、車輛型號等信息。

管理工作站的讀寫器時刻查詢有效范圍內的所有感應IC卡，并通過網絡將查詢信息傳送給信息中心的效勞器，同時啟動讀寫器上的自動計費程序進行收費。

停車場車輛進入流程示意圖停車場車輛出場流程示意圖云計算介紹云計算的定義云計算(CloudComputing)是一種新興的商業計算模型。它將計算任務分布在大量計算機構成的資源池上，使各種應用系統能夠根據需要獲取計算力、存儲空間和各種軟件服務。云計算是并行計算(ParallelComputing)、分布式計算(DistributedComputing)和網格計算(GridComputing)的開展，或者說是這些計算機科學概念的商業實現。云計算是虛擬化(Virtualization)、效用計算(UtilityComputing)、IaaS(根底設施即效勞)、PaaS(平臺即效勞)、SaaS(軟件即效勞)等概念混合演進并躍升的結果。云計算的例子 對云計算而言，普通網民也許不會關注，從騰訊的QQ農場，到Facebook的農場社區；從一個國家的“農場〞，到全世界的“農場〞。人們似乎都在連接互聯網的計算機上尋找快樂，通過這個社交的平臺，把世界各地的人們聯系到一起。但是如果我告訴你“偷菜〞這種網絡游戲就是使用的這種云計算技術的話，你是不是更有興趣去看一看呢。其實，“農場〞就是使用的云計算技術，其工作原理也非常簡單。在這里大致可以分為3步：當我們點擊收獲按鈕時，我們的計算機就會將“收獲〞這個命令發送到在“云〞里面的效勞器。效勞器根據你發送的指令，通過它自身的處理能力，將數據改寫，保存在效勞器的硬盤上。效勞器再將修改完畢的數據傳回到你的計算機上面，計算機再根據數據，改變顯示內容。

當中，我們的計算機并沒有參與到計算這個主要方面，它做的只是傳送數據和接收數據，這就是“云計算〞。云計算，是一種基于互聯網的計算方式，通過這種方式，共享的軟硬件資源和信息可以按需提供給計算機和其他設備。整個運行方式很像電網。云計算的優點一云計算提供了最可靠、最平安的數據存儲中心用戶不用再擔憂數據喪失、病毒入侵等麻煩。你所有的數據都存儲在云里嗎？那么它一直在云中的某個地方。與桌面計算不同，桌面環境中硬盤崩潰會摧毀你所有珍貴的數據。而云計算機的崩潰不會影響你的數據存儲。這是因為云中的數據是自動復制的，所以從來不會有任何損失。這也意味著，即使你的個人計算機崩潰了，你所有的數據仍在云里，仍然可以訪問。在一個只有少數臺式機用戶定期備份他們的數據的世界里，云計算可以保持數據的平安性。云計算的優點二云計算對用戶端的設備要求最低，使用起來也最方便。你不需要高性能的電腦來運行云計算的基于Web的應用。由于應用程序在云中而不是在自己的個人電腦上運行，個人電腦不需要傳統的桌面軟件所要求的處理能力或硬盤空間。因此，云計算的客戶電腦可以是低價的，具有較小的硬盤，更少的內存，更高效的處理器。事實上，客戶端電腦在這種情況下甚至不需要CD或DVD驅動器，因為不需要加載軟件程序，也無需保存任何文檔。云計算的優點三增強的計算能力當你連接到一個云計算系統，你就擁有了可自行支配的整個云的力量。你不再局限于單臺計算機所能做的事情，利用成千上萬臺計算機和效勞器的能力，你能執行超級計算類的任務。換句話說，在云中，你可以嘗試比桌面上更大的任務。四無限的存儲容量同樣，云提供了幾乎無限的存儲容量。設想一下，你的臺式機或筆記本電腦即將用完存儲空間。與云中可以使用的數百PB(100萬千兆字節)容量相比，你的計算機的200GB的硬盤式那么的微缺乏道。無論你需要保存什么，你都有足夠的空間。云計算的缺點一存儲數據