浅析物联网及其应用

浅析物联网及其应用

陈晓东

广东科技学院

一、物联网的概念

物联网（InternetofThings，缩写IoT）的概念起源于由RFID(射频识别)对所有物品进行标识并利用网络进行数据交换,进而实现智能识别和管理。经过不断扩充、延展、完善,现在人们普遍接受的物联网概念是指通过信息传感设备,运用射频识别、红外感应、全球定位系统、激光扫描等技术,、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。

二、物联网发展

物联网是美国最早提出的概念,他们定义物联网是通过无线射频识别等信息传感设备把所有的物品与互联网连接起来,实现智能化的网络。后来,日本提出u-Japan计划,希望建成一个泛在网络社会,随时随地实现人与人、物与物、物与人之间的相互连接的网络。2005年,国际电信联盟发布《ITU互联网报告2005:物联网》正式确立了"物联网"概念。2009年,欧盟执行委员会发布了《物联网:欧盟执行计划》,在世界中首次系统地提出了物联网发展和管理设想,并提出了十二项行动,以保证物联网的高速发展,同时该份计划标志着欧盟已经将物联网的实现提上日程。

我国也高度重视物联网产业的发展,将物联网作为战略性新兴产业予以重点关注和推进。2009年,《国家中长期科学与技术发展规划(2006-2020年)》和"新一代宽带移动无线通信网"重大专项中,均将传感网列入重点。2010年3月2日,上海物联网中心正式揭牌。物联网传感器产品已率先应用在上海浦东国际机场防入侵系统中。系统铺设了3万多个传感节点，覆盖了地面、栅栏和低空探测，可以防止人员的翻越、偷渡、恐怖袭击等攻击性入侵。

三、物联网的关键技术

物联网的关键技术主要包括射频识别技术,传感技术,网络与通信技术和数据的挖掘与融合技术。

3.1射频识别技术

射频识别即RFID技术，也被称为电子标签,是实现物联网的基础与核心，实现对静态或移动待识别物体的自动识别,并读写相关无线数据。信息读写设备向带有电子标签的物品发出射频信号,激活电子标签,获得存储在芯片中的物品信息,实现对物品的管理和控制。RFID技术要求对物体标签具有唯一性,从而可以实现人们对各类设备在不同状态下的自动识别和管理。

3.2传感技术

物联网的另一项关键技术是传感技术,通过传感器、传感节点和电子标签等方式可以完成信息的获取。微型化传感器甚至能够嵌入到任何物体中,进行实时监测,并将采集到的信息无线上传,实现泛在传感。这些传感节点具有感知、计算和通信的能力,实现数据采集、处理和传输。许多传感器节点就形成了无线传感器网络,采用了成本低、微型化、低功耗和灵活的组网、铺设方式，又加上适合移动目标等特点受到广泛重视。这样物联网可通过无数的传感器和无线传感器网络,来感知这个物质世界的。

3.3网络通信技术

物联网中实现信息安全可靠的传送,涉及到远程通信和近距离通信两个方面。远程通信方面主要包括互联网的组网、卫星通信、2G/3G移动通信等技术。近程方面主要包括蓝牙、WIFI、RFID、ZigBee和UWB等技术。

3.4数据的挖掘与融合技术

物联网利用P2P、云计算等分布式计算技术进行高效率计算，从海量的数据中挖掘出隐藏、有效的信息，另外还可以解决各种异构网络之间数据的融合问题，从而实现不同设备间的数据与应用共享。

四、物联网的应用

其实,物联网应用在生活中的方方面面,遍及城市运行管理、医疗卫生、农业领域、生态环境方面等等。

4.1智能交通

通过随处都安置的无线传感器，可以实时获取路况信息，帮助监控和控制交通流量，也可为人们提供实时的交通信息，及时调整路线，避免拥堵。并且也能建成自动化的高速公路，实现车辆与网络相连，指引车辆更改路线或优化行程。

4.2医疗卫生领域

物联网应用于医疗卫生领域，可以对患者的各项指标有效地进行检测。也可用于血浆的采集监控、医疗监管、医疗电子档案管理、药品监管等。为病人监护、残障人员救助、远程医疗提供支撑，这也是物联网重要的应用领域之一。

4.3农业领域

物联网也可对农作物生长环境进行监测控制和动物健康监测等。通过传感技术及时感知土壤成分、水分、肥料的变化情况，对植物的生长过程进行动态跟踪，实时调整耕作方式。物联网也可应用在食品加工各个环节，实时跟踪动植物产品生长、加工、销售过程，监测产品质量和安全。

4.4生态环境领域

通过物联网智能感知并传输信息，在大气和土壤治理，应对气候变化，森林和水资源保护以及自然灾害中，能发挥出很大的作用，对生存环境的改善提供帮助，也可实现对污染排放源的监测、预警、控制的闭环管理，实现对空气质量和城市噪音监测。

发展物联网技术是未来信息科技的大势所趋,是未来国际新一轮科技竞争前沿。对于未来物联网时代,物联网应用必将进入快速发展通道。

五.物联网面临的问题

物联网技术应用很广泛,但是RFID标签太贵,配套的读写器、传感器、采集器、计算机、应用软件等费用,将导致大量的资金投入,这样将限制物联网的发展。

物联网也要保证信息的机密性、完整性和可用性,同时由于物联网自身特点,又带来了一些新的安全问题:①传感器节点计算能力有限,无法使用复杂的安全认证机制;②传感网的建设要求RFID标签预先被嵌入物体中,这样物体的拥有者将在不知不觉中被他人扫描、定位和追踪,这势必会使个人的隐私权受到侵犯。

六、结束语

物联网用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信，也就是物物相息。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术，广泛应用于网络的融合中，也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网产业是一个新兴战略产业,目前在全球范围内尚处于起步阶段,物联网的优势明显,吸引力也不容置疑,但机遇与挑战并存,应该说的发展前景非常乐观,市场潜力也很巨大。

参考文献：

1、管济钢，物联网技术在只能农业中的应用，通信管理与技术，2010.3

2、王佳宁,刘巍.大数据时代下的物联网发展[J]，通讯世界,2016(05).

3、宗平，物联网概论【M】，北京：电子工业出版社，2012,10