畢業(yè)論文43525

1、摘要物聯(lián)網(wǎng)作為一種新的網(wǎng)絡(luò)形式，相關(guān)理論研究和實(shí)踐應(yīng)用正在探索過程中。我國關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)研發(fā)水平目前處于世界前列。物聯(lián)網(wǎng)簡單的說即是通過傳感技術(shù)賦予物體“智慧”，使物體間按指令相互關(guān)聯(lián)。本文從物聯(lián)網(wǎng)的背景著手介紹了物聯(lián)網(wǎng)的概念，對(duì)RFID，EPC，傳感器技術(shù)及嵌入式技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究，探討了物聯(lián)網(wǎng)在交通、醫(yī)療、物流、智能家居等方面的實(shí)際應(yīng)用，并以高雄港為實(shí)例對(duì)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用進(jìn)行了簡單介紹。論文最后展望了我國物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展前景。關(guān)鍵詞： RFID，EPC，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)AbstractAs a new type of network, the internet of things is still

2、 in process of exploring it's relevant theoretical research and practical application. Our country's technology research and development about the internet of things now is in the worlds' most advanced position. The internet of things briefly means given object "wisdom" by sens

3、ing technology, to make the objects correlated according to specific commands.In this paper, the author introduced the concept of the internet of things from its background, studied some key technologies as RFID, EPC, sensor technology and embedded technology and so on, discussed the practical appli

4、cation of the internet of things in transportation, health care, logistics, smart home and other aspects, and take Kaohsiung as an example for a brief introduction to the internet of things applications. Finally, the author prospected future development of the internet of things in our country.Key W

5、ords： RFID，EPC，Internet of Things technology目錄緒論11前言11.1什么是物聯(lián)網(wǎng)11.2物聯(lián)網(wǎng)的由來22物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)32.1RFID技術(shù)32.2產(chǎn)品電子碼52.3傳感器技術(shù)62.4嵌入式技術(shù)83物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用83.1智能交通83.2智能醫(yī)療113.3智能物流133.4智能家居154物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用實(shí)例174.1案例背景174.2案例分析174.3物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)184.4案例解決方案195我國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的前景展望195.1物聯(lián)網(wǎng)列入國家發(fā)展戰(zhàn)略 政府高度重視195.2物聯(lián)網(wǎng)在高校的發(fā)展205.3十大城市“十二五”規(guī)劃全面布局物聯(lián)網(wǎng)206結(jié)束語21參考文獻(xiàn)22致

6、謝23商丘學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)緒論物聯(lián)網(wǎng)是繼計(jì)算機(jī)、因特網(wǎng)和移動(dòng)通信網(wǎng)之后發(fā)展的一門新技術(shù)，是全球信息化發(fā)展的新階段，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化向智能化發(fā)展的過度與提升。該技術(shù)將促進(jìn)IT業(yè)突破性進(jìn)展，引發(fā)世界第三次產(chǎn)業(yè)化浪潮，有著重大的科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值。自從物聯(lián)網(wǎng)的概念被提出以來，受到各國政府、企業(yè)和學(xué)術(shù)界的重視。目前，主要發(fā)達(dá)國家都在投入巨資深入研究探索物聯(lián)網(wǎng)。中國也正在高度關(guān)注、重視物聯(lián)網(wǎng)的研究和開發(fā)。隨著我國第一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)五年規(guī)劃物聯(lián)網(wǎng)“十二五”發(fā)展規(guī)劃的頒布，國家對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的研究與發(fā)展投入了越來越多的力量。事實(shí)上，在物聯(lián)網(wǎng)這個(gè)全新學(xué)科中，我國的技術(shù)研發(fā)水平已處于世界前列。中科院早在10年前就啟動(dòng)了

7、傳感網(wǎng)研究，組成了2000多人的團(tuán)隊(duì)，先后投入數(shù)億元。目前，中國與德國、美國、英國等國家一起，成為國際標(biāo)準(zhǔn)制定的主導(dǎo)國之一1。中國物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)目標(biāo)是，到2015 年底，實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)：建立我國國家代碼解析服務(wù)系統(tǒng)；建立我國國家物聯(lián)網(wǎng)管理中心；積極引導(dǎo)生產(chǎn)、流通、物流行業(yè)或者長三角、珠三角等基礎(chǔ)條件好的行業(yè)或者區(qū)域開展試點(diǎn)應(yīng)用，建立行業(yè)或區(qū)域物聯(lián)網(wǎng)管理中心和公共服務(wù)平臺(tái)，為企業(yè)提供溯源、防偽、跟蹤等物聯(lián)網(wǎng)公共服務(wù)2。物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)走進(jìn)我們的生活，但“物聯(lián)網(wǎng)”的概念并沒有很好的普及開來，甚至很多人享受著物聯(lián)網(wǎng)帶來的便利而不自知。那么，什么是物聯(lián)網(wǎng)、它有哪些關(guān)鍵技術(shù)、在實(shí)際生活中如何應(yīng)用，是我們需要進(jìn)行研究

8、的方向。1前言1.1什么是物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分。其英文名稱是“The Internet of things”。由此，顧名思義，“物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。目前國際上比較廣泛的解釋是，物聯(lián)網(wǎng)是指將各種信息傳感設(shè)備，如無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、射頻識(shí)別（RFID，Radio Frequency Identification）裝置、紅外感應(yīng)器、移動(dòng)手機(jī)、PDA、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等各種裝置與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來而形成的一個(gè)巨大網(wǎng)絡(luò)。在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，物品變得“有感覺，有思想”，能夠彼此進(jìn)行“交流”，而無需人的干預(yù)。其實(shí)質(zhì)就是將傳感器等裝置嵌入物體并進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)以最終接入互聯(lián)網(wǎng)，通過使物體

9、具有“智慧”，從而延伸人類感知、控制外部世界的能力。1.2物聯(lián)網(wǎng)的由來早在1991年，美國麻省理工學(xué)院的Kevin Ash-ton教授就提出了物聯(lián)網(wǎng)的概念。1995年比爾·蓋茨在未來之路一書中也曾提及物聯(lián)網(wǎng)，但未引起廣泛重視。1999年美國麻省理工學(xué)院建立了“自動(dòng)識(shí)別中心（Auto-ID）”，提出“萬物皆可通過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)”，闡明了物聯(lián)網(wǎng)的基本含義。早期的物聯(lián)網(wǎng)是依托射頻識(shí)別技術(shù)的物流網(wǎng)絡(luò)，隨著技術(shù)和應(yīng)用的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵已經(jīng)發(fā)生了較大變化。2005年11月17日，國際電信聯(lián)盟（ITU，International Telecommunication Union）在突尼斯舉行的信息社會(huì)世

10、界峰會(huì)上，發(fā)布了ITU互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2005：物聯(lián)網(wǎng)（ITU Internet Report 2005: The Internet of Things）。在這份報(bào)告中，ITU提出，通過一些關(guān)鍵技術(shù)，用互聯(lián)網(wǎng)將世界上的物體都連接在一起，使世界萬物都可以上網(wǎng)。這些關(guān)鍵技術(shù)包括通信技 術(shù)、RFID、傳感器、機(jī)器人技術(shù)、嵌入式技術(shù)和納米技術(shù)等3。此時(shí)物聯(lián)網(wǎng)的定義和范圍已經(jīng)發(fā)生了變化，覆蓋范圍有了較大的拓展，不再只是指基于RFID技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)。2008年11月，IBM董事長兼CEO彭明盛在紐約召開的外國關(guān)系理事會(huì)上，正式提出“智慧地球”（Smart Planet）。IBM指出，世界的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)正在朝著“智慧”

11、的方向發(fā)展，聯(lián)網(wǎng)對(duì)象即構(gòu)成物聯(lián)網(wǎng)的車輛、設(shè)備、攝像頭、車道、管道等的數(shù)量正在邁向一萬億大關(guān)?！爸腔鄣厍颉睉?zhàn)略提出要將傳感器嵌入和裝備到電網(wǎng)、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統(tǒng)、大壩、油氣管道等各種物體中，并且被普遍連接，形成所謂物聯(lián)網(wǎng)，再通過超級(jí)計(jì)算機(jī)和云計(jì)算將物聯(lián)網(wǎng)整合起來，實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)與物理系統(tǒng)的整合。同期，在北京大學(xué)舉行的第二屆中國移動(dòng)政務(wù)研討會(huì)“知識(shí)社會(huì)與創(chuàng)新2.0”提出，移動(dòng)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展代表著新一代信息技術(shù)的形成，并帶動(dòng)了經(jīng)濟(jì)社會(huì)形態(tài)、創(chuàng)新形態(tài)的變革，推動(dòng)了面向知識(shí)社會(huì)的以用戶體驗(yàn)為核心的下一代創(chuàng)新（創(chuàng)新2.0）形態(tài)的形成，創(chuàng)新與發(fā)展更加關(guān)注用戶、注重以人為本。而創(chuàng)新2

12、.0形態(tài)的形成又進(jìn)一步推動(dòng)新一代信息技術(shù)的健康發(fā)展4。2009年1月28日，美國總統(tǒng)奧巴馬在和工商領(lǐng)袖舉行的圓桌會(huì)議上，對(duì)IBM提出的“智慧地球”概念給予積極回應(yīng)。當(dāng)年，美國將物聯(lián)網(wǎng)和新能源列為振興經(jīng)濟(jì)的兩大重點(diǎn)。2月24日，IBM大中華區(qū)首席執(zhí)行官錢大群在2009 IBM論壇上發(fā)布了“智慧地球”發(fā)展策略；中國移動(dòng)總裁王建宙多次表示物聯(lián)網(wǎng)將會(huì)是中國移動(dòng)未來的發(fā)展重點(diǎn)。2009年8月，溫家寶總理在視察中科院無錫物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)研究所時(shí)，對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用也提出了一些看法和要求，并提出了“把傳感網(wǎng)絡(luò)中心設(shè)在無錫、輻射全國”的想法。自溫總理提出“感知中國”以來，物聯(lián)網(wǎng)被正式列為國家五大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一，寫入

13、“政府工作報(bào)告”，物聯(lián)網(wǎng)在中國受到了全社會(huì)極大的關(guān)注。無錫市率先建立了“感知中國”研究中心，中國科學(xué)院、運(yùn)營商、多所大學(xué)在無錫建立了物聯(lián)網(wǎng)研究院；2009年11月23日，中國電信“物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”和“中國電信物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和推廣中心”正式掛牌；2010年6月10日，江南大學(xué)信息工程學(xué)院和江南大學(xué)通信與控制工程學(xué)院合并組建成立了“物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院”，是全國第一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院；2011年11月28日，物聯(lián)網(wǎng)“十二五”發(fā)展規(guī)劃發(fā)布，對(duì)中國的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展甚至市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展都會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。物聯(lián)網(wǎng)是繼PC、互聯(lián)網(wǎng)、無線通信技術(shù)之后第四次信息技術(shù)革命，有重大的科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值。依靠物聯(lián)網(wǎng)人類可以以更加

14、精細(xì)和動(dòng)態(tài)的方式管理生產(chǎn)和生活，達(dá)到“智慧”狀態(tài)，提高資源利用率和生產(chǎn)力水平，改善人與自然間的關(guān)系。物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)將從生活、生產(chǎn)、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、政治、軍事、科技等方方面面影響人類生活和世界。2物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)每個(gè)產(chǎn)品都有一個(gè)唯一的產(chǎn)品電子碼，稱為EPC，通常EPC碼被存入硅芯片做成的電子標(biāo)簽內(nèi)，附在被標(biāo)識(shí)產(chǎn)品上，通過RFID技術(shù)被高層的信息處理軟件識(shí)別、傳遞、查詢，進(jìn)而在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上形成專為供應(yīng)鏈企業(yè)服務(wù)的各種信息服務(wù)5。本文將對(duì)其中的RFID技術(shù)、EPC、傳感器技術(shù)、嵌入式技術(shù)等進(jìn)行研究。2.1RFID技術(shù)射頻識(shí)別即RFID（Radio Frequency IDentification）

15、技術(shù)，又稱電子標(biāo)簽、無線射頻識(shí)別，是一種通信技術(shù)，可通過無線電訊號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)對(duì)象并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，而無需識(shí)別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或光學(xué)接觸6。RFID的基本組成部分如圖2.1所示：（1）應(yīng)答器：由天線（Antenna），耦合元件及芯片組成，一般來說都是用標(biāo)簽（Tag）作為應(yīng)答器，每個(gè)標(biāo)簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上標(biāo)識(shí)目標(biāo)對(duì)象。（2）閱讀器（Reader）：讀?。ㄓ袝r(shí)也可以寫入）標(biāo)簽信息的設(shè)備，可設(shè)計(jì)為移動(dòng)式或固定式；（3）應(yīng)用軟件系統(tǒng)：把收集的數(shù)據(jù)存入后端數(shù)據(jù)庫（Back-end Database）并進(jìn)一步處理，最終為人們使用。圖2.1 RFID組成基本圖RFID技術(shù)的基本工作原理

16、：標(biāo)簽進(jìn)入磁場后，接收到閱讀器發(fā)出的射頻信號(hào)，無源標(biāo)簽或被動(dòng)標(biāo)簽（Passive Tag）憑借射頻電磁波束中所獲得的能量發(fā)送出存儲(chǔ)在芯片中的產(chǎn)品信息，有源標(biāo)簽或主動(dòng)標(biāo)簽（Active Tag）則主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號(hào)；閱讀器讀取信息并解碼后，將信息送至中央信息系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)處理。RFID的關(guān)鍵技術(shù)如下：（1）標(biāo)簽的能量供應(yīng)有源標(biāo)簽自帶電池，用于給數(shù)據(jù)載體供電。而無源標(biāo)簽工作所需能量則從射頻電磁波束中獲取，和有源射頻識(shí)別系統(tǒng)相比，無源系統(tǒng)需要較大的發(fā)射功率，射頻電磁波在標(biāo)簽上經(jīng)射頻檢波、倍壓、穩(wěn)壓、存儲(chǔ)電路處理，轉(zhuǎn)化為標(biāo)簽工作所需的工作電壓。（2）標(biāo)簽到閱讀器的數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)簽回送到閱讀器的數(shù)據(jù)傳

17、輸方式可歸結(jié)為三類： 利用負(fù)載調(diào)制的反射或反向散射方式（反射波的頻率與閱讀器的發(fā)送頻率一致）； 利用閱讀器發(fā)送頻率的次諧波傳送標(biāo)簽信息（標(biāo)簽反射波與閱讀器的發(fā)送頻率不同，為其高次諧波（n倍）或分諧波（1/n倍）； 其它形式。（3）數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾耘c安全性由于數(shù)字信號(hào)在傳輸?shù)倪^程中會(huì)受到干擾，故其傳輸至接收端可能發(fā)生誤判，為保證數(shù)據(jù)的完整性，可以使用校驗(yàn)和法來識(shí)別傳輸錯(cuò)誤并進(jìn)行校正，最常用的是奇偶校驗(yàn)法和冗余校驗(yàn)法。在與安全相關(guān)的領(lǐng)域，如出入系統(tǒng)、售票系統(tǒng)越來越多地應(yīng)用射頻識(shí)別系統(tǒng)，在數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中難免受到攻擊，因此必須采取一定的防范措施保證數(shù)據(jù)安全，例如可以通過在閱讀器與標(biāo)簽之間建立密鑰來對(duì)

18、要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行加密，達(dá)到安全的目的。（4）多目標(biāo)識(shí)別技術(shù)（反碰撞算法）當(dāng)閱讀器信號(hào)作用范圍內(nèi)存在多個(gè)標(biāo)簽，同一時(shí)刻有兩個(gè)或兩個(gè)以上的標(biāo)簽向閱讀器返回信息時(shí)，將產(chǎn)生沖突。解決沖突的算法稱為反碰撞算法。傳統(tǒng)無線電技術(shù)（如通信衛(wèi)星、移動(dòng)電話網(wǎng)）已有空分多路法、頻分多路法、時(shí)分多路法以及碼分多路法來解決類似問題。但在射頻識(shí)別系統(tǒng)中，由閱讀器和標(biāo)簽構(gòu)成的無線網(wǎng)絡(luò)有以下特征： 規(guī)模：每個(gè)閱讀器工作區(qū)域內(nèi)可能存在大量標(biāo)簽； 體積：標(biāo)簽附著在各種商品上，體積不能太大； 成本：粘貼標(biāo)簽的商品本身價(jià)值可能很低，所以標(biāo)簽的成本不能太高； 通信量：標(biāo)簽內(nèi)包含的信息量很少，閱讀器與標(biāo)簽間的通信時(shí)間很短。綜上所述，解決

19、射頻識(shí)別技術(shù)標(biāo)簽沖突的反碰撞算法存在與傳統(tǒng)無線電技術(shù)不同之處。現(xiàn)有的反碰撞算法主要有ALOHA算法、分隙ALOHA算法、二進(jìn)制算法等。2.2產(chǎn)品電子碼產(chǎn)品電子碼（EPC）是由標(biāo)頭、廠商識(shí)別代碼、對(duì)象分類代碼、序列號(hào)等數(shù)據(jù)字段組成的一組數(shù)字，是下一代產(chǎn)品標(biāo)識(shí)代碼，它可以對(duì)供應(yīng)鏈中的對(duì)象（包括物品、貨箱、貨盤、位置等）進(jìn)行全球唯一的標(biāo)識(shí)7。EPC存儲(chǔ)在RFID標(biāo)簽上，這個(gè)標(biāo)簽包含一塊硅芯片和一根天線。讀取EPC標(biāo)簽時(shí)，它可以與一些動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)連接，例如該貿(mào)易項(xiàng)目的原產(chǎn)地或生產(chǎn)日期等。與目前商務(wù)活動(dòng)中使用的許多編碼方案類似，EPC包含用來標(biāo)識(shí)制造廠商的代碼以及對(duì)象分類代碼。但EPC使用額外的一組數(shù)字序列

20、號(hào)來識(shí)別單個(gè)貿(mào)易項(xiàng)目。EPC所標(biāo)識(shí)的產(chǎn)品信息保存在EPCglobal網(wǎng)絡(luò)中，而EPC則是獲取有關(guān)這些信息的一把鑰匙。EPC代碼包含：（1）標(biāo)頭：識(shí)別EPC的長度、類型、結(jié)構(gòu)、版本號(hào)（2）廠商識(shí)別代碼：識(shí)別公司或企業(yè)實(shí)體（3）對(duì)象分類代碼：識(shí)別產(chǎn)品類型（4）序列號(hào)：識(shí)別單個(gè)貿(mào)易項(xiàng)目具體結(jié)構(gòu)如表2.2所示：表2.2 EPC編碼結(jié)構(gòu)標(biāo)頭廠商識(shí)別代碼對(duì)象分類代碼序列號(hào)EPC-968282436當(dāng)前，出于成本等因素的考慮，參與EPC測試所使用的編碼標(biāo)準(zhǔn)采用的是64位數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，未來將采用96位的編碼結(jié)構(gòu)。EPC具有以下特性：（1）科學(xué)性：結(jié)構(gòu)明確，易于使用、維護(hù)。（2）兼容性：EPC編碼標(biāo)準(zhǔn)與目前廣泛應(yīng)用

21、的EAN.UCC編碼標(biāo)準(zhǔn)是兼容的，GTIN是EPC編碼結(jié)構(gòu)中的重要組成部分，目前廣泛使用的GTIN、SSCC、GLN等都可以順利轉(zhuǎn)換到EPC中去。（3）全面性：可在生產(chǎn)、流通、存儲(chǔ)、結(jié)算、跟蹤、召回等供應(yīng)鏈的各環(huán)節(jié)全面應(yīng)用。（4）合理性：由EPCglobal、各國EPC管理機(jī)構(gòu)（中國的管理機(jī)構(gòu)稱為EPCglobal China）、被標(biāo)識(shí)物品的管理者分段管理、共同維護(hù)、統(tǒng)一應(yīng)用，具有合理性。（5）國際性：不以具體國家、企業(yè)為核心，編碼標(biāo)準(zhǔn)全球協(xié)商一致，具有國際性。（6）無歧視性：編碼采用全數(shù)字形式，不受地方色彩、語言、經(jīng)濟(jì)水平、政治觀點(diǎn)的限制，是無歧視性的編碼。2.3傳感器技術(shù)傳感器是一種物理裝

22、置或生物器官，能夠探測、感受外界的信號(hào)、物理?xiàng)l件（如光、熱、濕度）或化學(xué)組成（如煙霧），并將探知的信息傳遞給其它裝置或器官。國家標(biāo)準(zhǔn)GB766587對(duì)傳感器下的定義是：“能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成”。根據(jù)傳感器工作原理，可將其分為三大類：（1）物理傳感器物理傳感器應(yīng)用某些物理效應(yīng)，諸如壓電效應(yīng)，磁致伸縮現(xiàn)象，離化、極化、熱電、光電、磁電等效應(yīng)，將被測信號(hào)量的物理量轉(zhuǎn)換成便于處理的電信號(hào)。（2）化學(xué)傳感器化學(xué)傳感器包括那些以化學(xué)吸附、電化學(xué)反應(yīng)等現(xiàn)象為因果關(guān)系的傳感器，被測信號(hào)量的微小變化也將轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。（3）其他幾種常見的傳感器

23、如下： 電阻式傳感器電阻式傳感器是將被測量，如位移、形變、力、加速度、濕度、溫度等這些物理量轉(zhuǎn)換成電阻值的器件。主要有電阻應(yīng)變式、壓阻式、熱電阻、熱敏、氣敏、濕敏等電阻式傳感器。 電阻應(yīng)變式傳感器傳感器中的電阻應(yīng)變片具有金屬的應(yīng)變效應(yīng)，即在外力作用下產(chǎn)生機(jī)械形變，從而使電阻值隨之發(fā)生相應(yīng)的變化。電阻應(yīng)變片主要有金屬和半導(dǎo)體兩類。 壓阻式傳感器壓阻式傳感器是根據(jù)半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)在基片上經(jīng)擴(kuò)散電阻而制成的器件。當(dāng)基片受到外力作用而產(chǎn)生形變時(shí)，各電阻值將發(fā)生變化，電橋會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的不平衡輸出。 熱電阻傳感器熱電阻測溫是基于金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進(jìn)行溫度測量的。熱電阻傳感器主要

24、是利用電阻值隨溫度變化而變化這一特性來測量溫度及與溫度有關(guān)的參數(shù)。 溫度傳感器室溫管溫傳感器：室溫傳感器用于測量室內(nèi)和室外的環(huán)境溫度，管溫傳感器用于測量蒸發(fā)器和冷凝器的管壁溫度。排氣溫度傳感器：排氣溫度傳感器用于測量壓縮機(jī)頂部的排氣溫度。 光敏傳感器光敏傳感器是最常見的傳感器之一，在自動(dòng)控制和非電量電測技術(shù)中占有重要地位。最簡單的光敏傳感器是光敏電阻，當(dāng)光子沖擊接合處時(shí)就會(huì)產(chǎn)生電流。我國近年來在傳感器的設(shè)計(jì)、關(guān)鍵工藝、可靠性、產(chǎn)品開發(fā)等方面均有不同程度的突破與創(chuàng)新：（1）“九五”攻關(guān)完成的傳感器CAD技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)傳感器的全過程設(shè)計(jì)；（2）微機(jī)械加工技術(shù)，在國內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)了用微機(jī)械加工工藝批量生

25、產(chǎn)壓力傳感器；（3）建成了目前國內(nèi)唯一具有上世紀(jì)90年代國際先進(jìn)制造設(shè)備、工藝及規(guī)?；a(chǎn)能力的微機(jī)械加工傳感器的生產(chǎn)線；（4）可靠性技術(shù)的開展，使傳感器的成品率普遍提高10，可靠性水平提高一到二個(gè)等級(jí)。傳感器領(lǐng)域的主要技術(shù)將在現(xiàn)有基礎(chǔ)上予以延伸和提高。傳感器技術(shù)的發(fā)展趨勢可以從四個(gè)方面概括：（1）開發(fā)新材料、新工藝和開發(fā)新型傳感器隨著光纖材料、納米材料、超導(dǎo)材料、人工智能材料的不斷發(fā)展，制造傳感器的材料逐漸具備能夠感知環(huán)境條件變化的功能，識(shí)別和判斷功能，發(fā)出指令和自采取行動(dòng)功能。利用這些材料能夠研制無線傳感器、光纖傳感器、智能傳感器和金屬氧化傳感器等新型傳感器。（2）傳感器的多功能和集成化多

26、功能是指一個(gè)傳感器能夠檢測兩個(gè)或兩個(gè)以上的參數(shù)；集成化能夠?qū)崿F(xiàn)軟件和硬件的集成，數(shù)據(jù)的集成與融合，傳感器陣列的集成和多功能、多參數(shù)的復(fù)合傳感器。（3）傳感硬件系統(tǒng)與元器件的微小型化參考集成電路微小型化的經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)傳感技術(shù)硬件系統(tǒng)的微小型化可以提高其可靠性，加快處理速度，降低成本，節(jié)約資源與能源，減少對(duì)環(huán)境的污染。（4）通過傳感器與其它學(xué)科的交叉整合，實(shí)現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)化傳感器與多學(xué)科交叉融合將推動(dòng)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量具有無線通信能力與計(jì)算能力的微小傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的自組織分布式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。利用微傳感器與微機(jī)械、通信、自動(dòng)控制、人工智能等多學(xué)科的綜合技術(shù)，實(shí)現(xiàn)傳感器的無線網(wǎng)絡(luò)化，使

27、其能根據(jù)環(huán)境自主完成指定任務(wù)。2.4嵌入式技術(shù)嵌入式技術(shù)是開發(fā)以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件可以裁剪，適應(yīng)特定應(yīng)用系統(tǒng)并對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗等指標(biāo)嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，并將其應(yīng)用于所需設(shè)備中。嵌入式具有軟件代碼小、高度自動(dòng)化和響應(yīng)速度快等特點(diǎn)。其關(guān)鍵在于核心芯片的選擇，核心芯片的特點(diǎn)有：（1）有可擴(kuò)展的處理器結(jié)構(gòu)，能迅速開發(fā)出滿足應(yīng)用的高性能嵌入式微處理器；（2）嵌入式微處理器必須功耗很低；（3）對(duì)實(shí)時(shí)多任務(wù)有較強(qiáng)的支持能力；（4）具有功能很強(qiáng)的存儲(chǔ)區(qū)保護(hù)功能。嵌入式技術(shù)的應(yīng)用，使得系統(tǒng)的架構(gòu)更加清晰簡捷。系統(tǒng)的軟件采用分層設(shè)計(jì)，不僅方便維護(hù)，而且大大提高了代碼的利用

28、率，縮短了開發(fā)周期。3物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)用途廣泛，遍及智能交通、環(huán)境保護(hù)、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工業(yè)監(jiān)測、老人護(hù)理、個(gè)人健康等多個(gè)領(lǐng)域。本文將從智能交通、智能醫(yī)療、智能物流、智能家居幾個(gè)方面進(jìn)行闡述。3.1智能交通智能交通是指采用先進(jìn)的信息技術(shù)、數(shù)據(jù)通信傳輸技術(shù)、電子傳感技術(shù)、控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，使車輛和道路智能化，以實(shí)現(xiàn)安全快速的道路交通環(huán)境，從而達(dá)到緩解道路交通擁堵、減少交通事故、節(jié)約交通能源和減輕駕駛疲勞等目的。智能交通是一個(gè)綜合性體系，包含的子系統(tǒng)可分為以下幾個(gè)方面：（1）交通管理系統(tǒng)該系統(tǒng)包括：在途駕駛員信息交通狀況監(jiān)視車流量管理交通指揮控制（2）公共交通系統(tǒng)（如圖

29、3.1所示）該系統(tǒng)包括：公共運(yùn)輸管理途中換乘信息滿足個(gè)人需求的非定線公共交通圖3.1 智能公共交通系統(tǒng)示意圖（3）電子收費(fèi)系統(tǒng)該系統(tǒng)通過電子卡或RFID電子標(biāo)簽由計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)收費(fèi)，大大提高車輛通行能力，降低收費(fèi)口擁堵風(fēng)險(xiǎn)。如圖3.2所示。圖3.2 電子收費(fèi)不停車系統(tǒng)示意圖（4）旅行信息系統(tǒng)該系統(tǒng)包括：出發(fā)前的出行信息出行中的實(shí)時(shí)交通線路引導(dǎo)出行中的擁擠區(qū)域規(guī)避建議（5）運(yùn)營車輛高度管理系統(tǒng)該系統(tǒng)通過汽車的車載電腦、管理中心計(jì)算機(jī)與GPS、傳感器等設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)駕駛員與調(diào)度管理中心之間的雙向通信、信息查詢、自動(dòng)售票和車輛自動(dòng)定位等功能，來提高商業(yè)車輛、公共汽車和出租汽車的運(yùn)營效率。（6）緊急事

30、故處理系統(tǒng)該系統(tǒng)包括：緊急告警與人員安全應(yīng)急車輛管理危險(xiǎn)品應(yīng)急處理應(yīng)急響應(yīng)和疏散（7）車輛控制和安全系統(tǒng)該系統(tǒng)包括：車輛的縱向、側(cè)向、交叉口避撞事故安全保護(hù)道路周邊危險(xiǎn)預(yù)警，例如提前感知彎道、上下坡、限高通行區(qū)或者前方不明物體穿越等自動(dòng)駕駛（8）道路天氣系統(tǒng)該系統(tǒng)包括：道路天氣信息發(fā)布路面情況監(jiān)視前方路面情況預(yù)測（9）駕駛員幫助系統(tǒng)該系統(tǒng)包括：導(dǎo)航幫助疲勞駕駛告警惡劣環(huán)境下的安全駕駛，例如低能見度時(shí)駕駛員主動(dòng)視覺增強(qiáng)和濕滑路面的速度控制等。在以上眾多智能交通子系統(tǒng)中，有兩點(diǎn)功能為每個(gè)系統(tǒng)所共有且必備：首先要求每個(gè)智能交通控制系統(tǒng)需要具備數(shù)據(jù)感知和采集功能，其次要求每個(gè)系統(tǒng)需要具備數(shù)據(jù)分析處理和

31、匯總分發(fā)功能。根據(jù)國家未來的發(fā)展規(guī)劃，智能交通系統(tǒng)的建設(shè)將繼續(xù)加大發(fā)展力度，主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行建設(shè)：（1）在50個(gè)左右的大城市推廣交通信息服務(wù)平臺(tái)建設(shè)，提供交通信息查詢、交通誘導(dǎo)等服務(wù)；（2）在200個(gè)以上的城市發(fā)展城市智能控制信號(hào)系統(tǒng)，形成智能化的交通指揮系統(tǒng)；（3）在100個(gè)以上的大城市推進(jìn)大城市公共交通區(qū)域調(diào)度和相應(yīng)的系統(tǒng)的建設(shè)，加大電子化票務(wù)的建設(shè)與應(yīng)用。智能交通系統(tǒng)的發(fā)展趨勢將表現(xiàn)為綜合化、社會(huì)化的發(fā)展模式。由于智能交通體系涉及相關(guān)的市民、公安交通管理、交通部門車輛管理、城市建設(shè)、通信等相關(guān)部門，因而未來智能交通必然是一個(gè)涉及以交通與公安為主的多部門驅(qū)動(dòng)的發(fā)展過程。3.2智能醫(yī)療

32、智能醫(yī)療利用無線傳感器技術(shù)、短距離通信技術(shù)（ZigBee、WiFi）、蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)（2G/3G）、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等先進(jìn)通信技術(shù)，促進(jìn)醫(yī)療設(shè)備的微型化和網(wǎng)絡(luò)化，促進(jìn)醫(yī)療信息的共享化，同時(shí)促進(jìn)醫(yī)療模式向預(yù)防為主的方向發(fā)展。在未來的智能化醫(yī)療信息系統(tǒng)中，病患基本信息、病歷記錄、各種實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)信息，乃至財(cái)務(wù)信息都將被整合在其中。區(qū)域醫(yī)療整合平臺(tái)如圖3.3所示。圖3.3 區(qū)域整合醫(yī)療平臺(tái)圖（IBM發(fā)布）智能醫(yī)療發(fā)展的三個(gè)階段如下：（1）醫(yī)院管理信息化階段。在HMIS階段，通過建設(shè)醫(yī)院內(nèi)部部門級(jí)信息化管理、全院級(jí)信息化管理、人力資源管理等系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)醫(yī)院內(nèi)部各部門之間信息的共享。（2）臨床管理信息化階段在HC

33、IS階段，要建設(shè)電子病歷、電子處方、影像管理、重癥監(jiān)護(hù)等系統(tǒng)，以病患信息的采集、存儲(chǔ)、展現(xiàn)、處理為中心，為臨床醫(yī)護(hù)人員和醫(yī)技科室服務(wù)。例如電子處方應(yīng)用能有效避免醫(yī)療事故并實(shí)現(xiàn)對(duì)用藥成本的控制。在使用電子處方時(shí)，醫(yī)生用電腦或者數(shù)字手持設(shè)備，通過一個(gè)加密網(wǎng)絡(luò)將處方直接傳送至后臺(tái)，在醫(yī)院、藥店和衛(wèi)生管理當(dāng)局聯(lián)網(wǎng)共享的數(shù)據(jù)平臺(tái)上進(jìn)行統(tǒng)一登記和共享查詢，電子處方系統(tǒng)可以非常方便地查詢到病患的用藥史和過敏源，還可以避免藥物間的相互沖突引發(fā)的不良反應(yīng)。同時(shí)，醫(yī)生也可以通過電子處方系統(tǒng)了解到病患的藥費(fèi)負(fù)擔(dān)，選擇相應(yīng)價(jià)位的藥品。由于電子處方系統(tǒng)直接與醫(yī)保系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，病患還能對(duì)自身的財(cái)務(wù)負(fù)擔(dān)進(jìn)行估計(jì)，決定是否選擇某

34、些不在報(bào)銷目錄之內(nèi)的新藥、特效藥。電子病歷系統(tǒng)可以幫助為病患進(jìn)行診斷的任意醫(yī)生，通過登錄該系統(tǒng)來了解病患的過往病史和醫(yī)學(xué)診斷材料，如X光片、化驗(yàn)結(jié)果和用藥歷史等等，免去重復(fù)診斷、化驗(yàn)的過程。這樣不但可以節(jié)省救治時(shí)間，還可以降低高昂的儀器診斷費(fèi)用。（3）區(qū)域醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)階段區(qū)域醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)階段，將以電子處方系統(tǒng)和電子病歷系統(tǒng)為基礎(chǔ)，整合成為個(gè)人電子健康檔案，然后進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，再拓展到單個(gè)醫(yī)院之外的社區(qū)、城市乃至更大范圍內(nèi)的醫(yī)療信息共享，以實(shí)現(xiàn)“區(qū)域醫(yī)療信息網(wǎng)絡(luò)”和“整合醫(yī)療平臺(tái)”。域醫(yī)療信息網(wǎng)絡(luò)將實(shí)現(xiàn)從科室和醫(yī)院的醫(yī)療信息孤島到跨醫(yī)院、跨社區(qū)的整合的信息共享的轉(zhuǎn)變。在此網(wǎng)絡(luò)中，信息能夠自由地在醫(yī)院間

35、得到必要的共享，特別是在查找和獲得外部信息（如其它醫(yī)院中的特色?？疲┖筒』荚卺t(yī)院間轉(zhuǎn)診時(shí)，通過各醫(yī)院的系統(tǒng)，病患信息能夠得到及時(shí)必要的收集和存儲(chǔ)并被添加到個(gè)人健康檔案中，供今后區(qū)域醫(yī)療系統(tǒng)范圍內(nèi)的各醫(yī)療機(jī)構(gòu)調(diào)用。3.3智能物流智能物流是將RFID技術(shù)、數(shù)據(jù)通信傳輸技術(shù)、控制技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)等應(yīng)用在物流配送系統(tǒng)中，幫助實(shí)現(xiàn)物品跟蹤與信息共享，提高物流企業(yè)的運(yùn)行效率，實(shí)現(xiàn)可視化供應(yīng)鏈管理，提升物流信息化程度。如圖3.4所示。圖3.4 智能物流示意圖其中，RFID作為前端的自動(dòng)識(shí)別和數(shù)據(jù)采集技術(shù)，被應(yīng)用在物流的零售、存儲(chǔ)、運(yùn)輸、配送分銷和生產(chǎn)等各主要作業(yè)環(huán)節(jié)，是實(shí)現(xiàn)智能物流的重點(diǎn)。（1）提高物流基礎(chǔ)

36、設(shè)施的信息化和自動(dòng)化水平通過將RFID標(biāo)簽放置在貨柜、集裝箱、車輛等物流基礎(chǔ)設(shè)施內(nèi)，在物流企業(yè)倉庫內(nèi)部、出入庫口、物流關(guān)卡等安裝RFID讀寫器，實(shí)現(xiàn)物品自動(dòng)化出入庫、盤點(diǎn)、交接環(huán)節(jié)中的RFID信息采集，達(dá)到對(duì)物品庫存的透明化管理。通過RFID技術(shù)與物流運(yùn)輸設(shè)備的結(jié)合，可以進(jìn)行物流基礎(chǔ)設(shè)施信息化的升級(jí)，提高其信息化和自動(dòng)化水平。（2）促進(jìn)物流功能的整合通過RFID技術(shù)整合物流系統(tǒng)的功能，提升原系統(tǒng)效率。RFID有助于實(shí)現(xiàn)物流系統(tǒng)內(nèi)部多個(gè)業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)之間的信息共享和自動(dòng)化，整合多個(gè)業(yè)務(wù)功能，從而有效提升系統(tǒng)的整體運(yùn)作效率。（3）提高物流市場流通效率，規(guī)范物流市場秩序RFID技術(shù)能夠快速、準(zhǔn)確地采集相關(guān)

37、數(shù)據(jù)，保證企業(yè)及供應(yīng)鏈內(nèi)數(shù)據(jù)信息的及時(shí)性、可靠性、有效性和安全性，實(shí)現(xiàn)對(duì)各類數(shù)據(jù)信息的全程監(jiān)管，改善諸多領(lǐng)域（如糧食物流、應(yīng)急物流、食品安全）缺乏有效監(jiān)管的現(xiàn)狀。此外，將RFID與傳感器技術(shù)及無線通信技術(shù)相結(jié)合，還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)重要物品（如危險(xiǎn)品、藥品）的在途監(jiān)控，便于進(jìn)行管理和監(jiān)督。智能物流的發(fā)展重點(diǎn)：（1）貨運(yùn)集裝箱追蹤與管理實(shí)時(shí)記錄箱、貨、流信息，開關(guān)箱時(shí)間和地理位置信息，實(shí)現(xiàn)集裝箱物流信息的全程實(shí)時(shí)在線監(jiān)控。（2）貨運(yùn)車輛的跟蹤與管理為道路貨運(yùn)車輛貼上RFID標(biāo)簽，標(biāo)簽中記錄車牌號(hào)、運(yùn)輸起訖地點(diǎn)、運(yùn)輸線路、車輛所屬運(yùn)輸企業(yè)、貨物基本信息等。（3）配送中心管理在貨品包裝箱外加貼RFID標(biāo)簽，

38、并在配送中心收貨處、倉庫入口出口處等地安裝固定RFID讀寫器，在搬運(yùn)設(shè)備上安裝移動(dòng)RFID讀寫器，以及配合使用手持讀寫器，實(shí)現(xiàn)對(duì)配送中心貨物的出入庫管理。（4）航空集裝設(shè)備及行李追蹤通過使用RFID電子標(biāo)簽和讀寫設(shè)備，機(jī)場可以建立起自動(dòng)管理行李的新流程，用以追蹤旅客行李，保證其安全流動(dòng)，同時(shí)縮短行李處理時(shí)間，提升行李標(biāo)簽的識(shí)別率。3.4智能家居智能家居（Smart Home）是以住宅為平臺(tái)，利用綜合布線技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、安全防范技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、音頻視頻技術(shù)將家居生活有關(guān)的設(shè)施集成，構(gòu)建高效的住宅設(shè)施與家庭日程事務(wù)的管理系統(tǒng)，提升家居安全性、便利性、舒適性、藝術(shù)性，并實(shí)現(xiàn)環(huán)保節(jié)能的居住環(huán)境

39、。智能家居有兩層含義，一層含義是指住宅環(huán)境，即單個(gè)住宅中的智能家居或小區(qū)中實(shí)施的基于智能小區(qū)平臺(tái)的智能家居項(xiàng)目；另外一層含義是指智能家居系統(tǒng)產(chǎn)品，包括硬件、軟件、集成與安裝服務(wù)、售后在內(nèi)的一個(gè)完整服務(wù)過程。與傳統(tǒng)家居相比，智能家居除了具有傳統(tǒng)的居住功能，提供舒適安全、宜人的家庭生活空間之外，最大的特點(diǎn)是將傳統(tǒng)家居的被動(dòng)靜止結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂心軇?dòng)智慧的工具，提供全方位的信息交換功能，幫助家庭與外部保持信息交流暢通，優(yōu)化人們的生活方式，幫助人們有效安排時(shí)間，增強(qiáng)家居生活的安全性，降低家庭能耗。智能家居系統(tǒng)目前所包含的主要子系統(tǒng)有：（1）家居布線系統(tǒng)家居布線系統(tǒng)是一個(gè)安裝在住宅內(nèi)，根據(jù)家居布線標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施的

40、布線系統(tǒng)，主要支持語音、數(shù)據(jù)、視頻、家居自動(dòng)系統(tǒng)、環(huán)境管理、保安、警報(bào)及對(duì)講機(jī)等服務(wù)。家居布線系統(tǒng)是智能家居其它子系統(tǒng)相互連接和對(duì)外連接的通道，是實(shí)現(xiàn)智能家居的前提。（2）家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主要包括三方面功能：網(wǎng)絡(luò)通信、媒體娛樂和家庭控制。家庭網(wǎng)絡(luò)在家庭范圍內(nèi)（可擴(kuò)展至鄰居、小區(qū)）將家電、安全系統(tǒng)、照明系統(tǒng)通過有線或無線方式與廣域網(wǎng)相連。（3）中央控制管理系統(tǒng)智能家居的中央控制管理系統(tǒng)相當(dāng)于電腦的CPU，所有的子系統(tǒng)都會(huì)接入到這個(gè)控制中心。中央控制管理系統(tǒng)通常通過智能家居管理軟件完成設(shè)備管理、場景設(shè)置、能源管理、日程管理、安防布撤防、安防監(jiān)控、物業(yè)管理等操作。（4）照明控制系統(tǒng)家居照明控

41、制系統(tǒng)可以根據(jù)環(huán)境變化、用戶個(gè)性需求等條件自動(dòng)采集照明系統(tǒng)中的各種信息，并對(duì)所采集的信息進(jìn)行相應(yīng)的邏輯分析、推理、判斷，對(duì)分析結(jié)果按要求的形式存儲(chǔ)、顯示、傳輸，進(jìn)行相應(yīng)的工作狀態(tài)信息反饋控制，以達(dá)到預(yù)期的控制效果。家居照明系統(tǒng)是一套控制系統(tǒng)，包括調(diào)光模塊、開關(guān)模塊、控制面板、液晶顯示觸摸屏、智能傳感器、編程插口、時(shí)鐘管理器等用于控制和管理的設(shè)備。（5）家庭安防系統(tǒng)家庭安防系統(tǒng)是指為家庭設(shè)備與成員的安全而安裝的防護(hù)保全與報(bào)警系統(tǒng)，例如可視對(duì)講、家庭監(jiān)控、防盜防護(hù)、周界探測與入侵報(bào)警。家庭安防系統(tǒng)可以通過在家中安置溫度、煤氣或煙感等探測器，視頻監(jiān)控設(shè)備，門磁和窗磁，緊急求救按鈕等設(shè)備，結(jié)合語音告警

42、、圖像傳輸?shù)仁侄蝸韺?shí)現(xiàn)防護(hù)與報(bào)警。（6）家庭影院與多媒體系統(tǒng)家庭影院與多媒體控制系統(tǒng)在智能家居中是發(fā)展較為成熟的子系統(tǒng)之一。一套家庭影院的設(shè)備通常包括DVD播放器、功放機(jī)、音箱、大屏幕的顯示系統(tǒng)。（7）背景音樂系統(tǒng)背景音樂系統(tǒng)通過家居布線，將聲音源信號(hào)接入家庭中任何需要背景音樂的地方，通過控制面板獨(dú)立控制鋪設(shè)在不同地點(diǎn)的背景音樂專用音箱，讓每個(gè)房間都能獨(dú)立地實(shí)現(xiàn)音樂播放、音樂選擇和音量控制等功能。智能家居實(shí)際應(yīng)用效果如圖3.5所示。圖3.5 智能家居應(yīng)用示意圖智能家居的發(fā)展趨勢：（1）整體智能家居系統(tǒng)功能所謂整體智能家居系統(tǒng)，就是對(duì)更多智能家居子系統(tǒng)采用統(tǒng)一的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行統(tǒng)一的控制、管理和聯(lián)

43、動(dòng)。例如只用一個(gè)遙控器，或者用電腦就能統(tǒng)一控制任何一個(gè)智能家居子功能，并能實(shí)現(xiàn)各子功能之間的相互功能。（2）控制傻瓜化通過智能設(shè)備的邏輯判斷與人工智能的功能，真正讓人享受輕松、自由、安全的智能生活。例如觸摸式、聲控式、感應(yīng)式等更多人性化的技術(shù)將會(huì)被廣泛應(yīng)用。4物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用實(shí)例4.1案例背景臺(tái)灣經(jīng)濟(jì)以貿(mào)易為主軸，進(jìn)出口貨物99依靠貨柜運(yùn)送，部分貨柜在轉(zhuǎn)口程序中，須經(jīng)市區(qū)道路運(yùn)送，或暫存于內(nèi)陸貨柜場，易產(chǎn)生控管風(fēng)險(xiǎn)。海關(guān)為防止轉(zhuǎn)口柜在運(yùn)送途中遭掉包走私，多年來均采用人工方式押運(yùn)，不僅增加人力及航商成本，也造成相關(guān)業(yè)者諸多不便。其中，高雄港作為臺(tái)灣最大港口，頗具代表性。高雄港整個(gè)港區(qū)有五個(gè)貨柜中心，轉(zhuǎn)

44、口柜卸船進(jìn)口或裝船出口須運(yùn)出港警查驗(yàn)登記站時(shí)，然后從課稅區(qū)分別運(yùn)往這五個(gè)貨柜中心。在導(dǎo)入EPC / RFID 應(yīng)用前，是由其貨柜動(dòng)態(tài)查核系統(tǒng)自動(dòng)執(zhí)行抽押。每年在高雄港停留的轉(zhuǎn)口柜達(dá)120萬只以上，其中必須抽4-5 萬只貨柜進(jìn)行檢查，由運(yùn)輸企業(yè)向海關(guān)申請(qǐng)派員押運(yùn)，押運(yùn)費(fèi)用由航商自行負(fù)擔(dān)，同時(shí)，押運(yùn)一只貨柜所耗費(fèi)的時(shí)間和人力也相當(dāng)可觀，轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間長，達(dá)4-10小時(shí)，高雄港務(wù)局以滴水不漏的方式嚴(yán)格控制貨柜進(jìn)出的時(shí)間，目的即是降低非法走私的情形發(fā)生，無疑加大了海關(guān)人員的工作量。具體問題如下： 10大航商每天約20，000車次貨柜車通行，跨5個(gè)貨柜中心與市區(qū)，安全監(jiān)控十分關(guān)鍵； 高雄港每年1000萬只貨柜

45、進(jìn)出港區(qū)，約50%為轉(zhuǎn)口柜； 每年海關(guān)在轉(zhuǎn)口柜中抽中5%進(jìn)行人工押運(yùn)，影響航商作業(yè)效率及增加營運(yùn)成本。鑒于RFID 技術(shù)導(dǎo)入貨運(yùn)作業(yè)流程的國際成功應(yīng)用案例，及改善轉(zhuǎn)口貨柜處理效能，臺(tái)灣各部門積極推動(dòng)“高雄港轉(zhuǎn)口柜免押運(yùn)計(jì)劃”，以EPC / RFID 的科技設(shè)施取代人工押運(yùn)，建設(shè)“電子封條監(jiān)控系統(tǒng)”。4.2案例分析應(yīng)國際發(fā)展趨勢，貨柜封條的設(shè)計(jì)從傳統(tǒng)機(jī)械式封條演進(jìn)至電子封條（電子印章）。電子封條的構(gòu)想起源于在機(jī)械式封條的設(shè)計(jì)里增加的RFID標(biāo)簽，兩者合二為一即為所謂的電子標(biāo)簽。電子封條與傳統(tǒng)機(jī)械式封條不同處在于封條內(nèi)晶片存有記憶體，可紀(jì)錄相關(guān)貨柜資料，且被動(dòng)式的電子封條一旦解開便遭破壞無法再加封

46、與讀取。因此，透過電子封條加封在貨柜上，可完整記錄起點(diǎn)至目的地間，點(diǎn)與點(diǎn)間貨柜運(yùn)送資訊，且電子封條安全無損表示貨柜安全抵達(dá)，中途沒有遭到破壞。貨柜能夠被監(jiān)控，定位，確認(rèn)狀況，甚至可以進(jìn)行分析全球供應(yīng)鏈中的運(yùn)輸狀況。這些資料透過RFID技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行搜集、儲(chǔ)存并分享。另外，也有助于供應(yīng)鏈中驗(yàn)證程序自動(dòng)化發(fā)展的趨勢。其中在綠色通道清關(guān)時(shí)，電子印章即發(fā)揮其效用，簡化檢查程序。為與國際接軌和解決轉(zhuǎn)口柜押運(yùn)海關(guān)人力不足的問題，海關(guān)決議以EPC/RFID 應(yīng)用取代人工押運(yùn)，使用由ISO17712 機(jī)械封條鎖和EPC二代標(biāo)簽結(jié)合而成的被動(dòng)式電子封條，在貨柜運(yùn)送前加裝，屬于一次性使用的封條鎖，不管供應(yīng)鏈中不同

47、的角色經(jīng)手以及多個(gè)地點(diǎn)的停留，貨柜卸貨時(shí)，都可立即判別貨柜的完整性，承運(yùn)方即可辦理交運(yùn)手續(xù)完成業(yè)務(wù)。實(shí)施基于RFID技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的預(yù)期目標(biāo)如下：（1）降低航商成本：押運(yùn)成本降低，通關(guān)時(shí)間縮短。（2）促進(jìn)運(yùn)輸安全：與國際上加強(qiáng)貨柜安全相關(guān)做法接軌。（3）提高通關(guān)效率：免停車，自動(dòng)通關(guān)；電子化管理，減少人工作業(yè)。（4）減少人工押運(yùn)：簡化作業(yè)流程；免人工押運(yùn)。4.3物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)典型的基于RFID技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用方案應(yīng)該包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩個(gè)方面。硬件系統(tǒng)由RFID自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、激光掃描系統(tǒng)和通信系統(tǒng)等組成，軟件系統(tǒng)包括RFID信息管理系統(tǒng)和與之整合的港口集裝箱管理系統(tǒng)。集裝箱

48、上的電子標(biāo)簽可以記錄固定信息，包括序列號(hào)、箱號(hào)、持箱人、箱型、尺寸等，還可以記錄可改寫信息，如貨品信息、運(yùn)單號(hào)、起運(yùn)港、目的港、船名航次等。整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用可以分為三層：第一層是傳感網(wǎng)絡(luò)，即以二維碼、RFID、傳感器為主，實(shí)現(xiàn)對(duì)集裝箱等物品的識(shí)別；第二層是傳輸網(wǎng)絡(luò)，即使通過現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)、廣電網(wǎng)絡(luò)、通信網(wǎng)絡(luò)等實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸與計(jì)算；第三層是應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)，即輸入輸出控制終端，可基于現(xiàn)有的手機(jī)、個(gè)人電腦等終端進(jìn)行。4.4案例解決方案以遠(yuǎn)距離超高頻的RFID技術(shù)結(jié)合影像識(shí)別與報(bào)關(guān)資料庫，對(duì)高雄港20個(gè)自動(dòng)化車道及10家航商的轉(zhuǎn)口柜貨柜車進(jìn)行移動(dòng)安全偵測與管理。港口中與集裝箱有關(guān)的重要節(jié)點(diǎn)是儲(chǔ)運(yùn)中心、集裝箱堆場

49、、碼頭前沿及海關(guān)等。這些重要的節(jié)點(diǎn)應(yīng)共同聯(lián)合起來試點(diǎn)實(shí)施集裝箱電子化管理，形成區(qū)域范圍內(nèi)對(duì)集裝箱信息的協(xié)作化管理。例如在集裝箱儲(chǔ)運(yùn)中心設(shè)置一組RFID讀寫器，當(dāng)帶有電子標(biāo)簽的集裝箱離場時(shí)，RFID讀寫器將讀取的集裝箱信息通過網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)傳給現(xiàn)場的服務(wù)器。在集裝箱堆場設(shè)置兩組RFID閱讀器，分別是控制RFID進(jìn)場讀取器，以及堆場內(nèi)RFID監(jiān)控閱讀器。港口控制中心設(shè)置的RFID進(jìn)場讀取器主動(dòng)讀取裝有電子標(biāo)簽的集裝箱進(jìn)場信息，場內(nèi)的RFID監(jiān)控閱讀器可配合跨運(yùn)機(jī)對(duì)場內(nèi)的集裝箱實(shí)施安全監(jiān)控。在海關(guān)卡口設(shè)置閱讀器，卡口主機(jī)對(duì)裝有電子標(biāo)簽的集裝箱讀取電子車牌、司機(jī)卡、前箱電子箱號(hào)標(biāo)簽的數(shù)據(jù)、后箱的電子關(guān)鎖

50、數(shù)據(jù)；通過電子地磅儀表獲取重量數(shù)據(jù)；通過箱號(hào)識(shí)別模塊獲得集裝箱圖像信息并進(jìn)行箱號(hào)識(shí)別。這些數(shù)據(jù)由卡口主機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸至海關(guān)物流監(jiān)控平臺(tái)。在港口范圍內(nèi)實(shí)施電子化集裝箱管理，可提高集裝箱物流信息采集的準(zhǔn)確性、便利性，提高海關(guān)通關(guān)的效率；為提高港口作業(yè)自動(dòng)化水平提供有力條件；也為提高集裝箱物流供應(yīng)鏈信息化、透明化提供了基礎(chǔ)。5我國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的前景展望從物聯(lián)網(wǎng)的特性來看，它能廣泛運(yùn)用于智能交通、環(huán)境保護(hù)、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工業(yè)監(jiān)測、老人護(hù)理、個(gè)人健康等多個(gè)領(lǐng)域?？梢灶A(yù)見，一個(gè)超大規(guī)模的高科技市場將就此誕生。2010年以來，中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出一片欣欣向榮的發(fā)展態(tài)勢。5.1物聯(lián)網(wǎng)列

51、入國家發(fā)展戰(zhàn)略 政府高度重視2010年對(duì)于中國RFID與物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)，是極其重要和具有里程碑意義的一年。從年初到年末，一系列推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的舉措頻頻出臺(tái)。業(yè)界所期盼已久的中國RFID與物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的春天正在到來。這一年中國RFID與物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展呈現(xiàn)出八大特點(diǎn)：（1）物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展被正式列入國家發(fā)展戰(zhàn)略，開始真正得到各級(jí)政府部門的高度重視和關(guān)注。（2）各級(jí)政府加快物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展布局，物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展十二五規(guī)劃相繼出臺(tái)。（3）世博會(huì)帶動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范項(xiàng)目發(fā)展、中國物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用基礎(chǔ)已初步形成。（4）物聯(lián)網(wǎng)市場熱浪洶涌，物聯(lián)網(wǎng)概念繼續(xù)得到熱炒。（5）物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟迅速涌現(xiàn)，從業(yè)人數(shù)快速增長。（6）物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)制

52、定工作引起各方關(guān)注，推進(jìn)步伐正在加快。（7）物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)突破仍是難題，領(lǐng)先產(chǎn)品依舊貧乏。（8）物聯(lián)網(wǎng)商業(yè)模式仍處于探索階段，物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展仍處于初期階段期。5.2物聯(lián)網(wǎng)在高校的發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)作為國家重點(diǎn)培育的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，被納入“十二五”規(guī)劃，受到各界普遍重視，為加快物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，各地紛紛建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)基地，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)園區(qū)，出臺(tái)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)扶持鼓勵(lì)政策；與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的企業(yè)則躍躍欲試，欲在產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期占領(lǐng)一席之地，奪得商機(jī)；各高校則抓緊物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)工作，紛紛向教育部申報(bào)物聯(lián)網(wǎng)工程等相關(guān)專業(yè)課程，在申報(bào)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的140余所高校中有30余所高校獲批，物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)被社會(huì)普遍看好，成為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的后備軍。高校在物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中的推動(dòng)作用不可小覷。在短短一年內(nèi)，各大高校積極活躍在各大物聯(lián)網(wǎng)論壇及物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)研究院，成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的助推器。5.3十大城市“十二五”規(guī)劃全面布局物聯(lián)網(wǎng)近日，我國各大城市的“十二五”規(guī)劃綱