物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用

1、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用摘 要：隨近幾年來(lái)著發(fā)展的要求，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)受到了人們的廣泛關(guān)注，逐漸成為當(dāng)今世 界IT領(lǐng)域的三大熱點(diǎn)技術(shù)之一。如果說(shuō)連上互聯(lián)網(wǎng)，我就是世界的中心，那么接入物聯(lián)網(wǎng)， 我就是世界的眼睛，給我一個(gè)RFIO，我能掌握世界。本文介紹了物聯(lián)網(wǎng)的定義，對(duì)國(guó)內(nèi)外的 物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行分析，闡述了物聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)、物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)鏈及物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用等。 這篇文章將帶領(lǐng)大家走進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)的世界。關(guān)鍵字：物聯(lián)網(wǎng)；RFID技術(shù)；傳感技術(shù)；應(yīng)用實(shí)例1物聯(lián)網(wǎng)的概述物聯(lián)網(wǎng)的定義物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分。物聯(lián)網(wǎng)的英文名字是“The Internet of things”顧名思義，物聯(lián)網(wǎng)就是“物體相連的 互

2、聯(lián)網(wǎng)”這有兩層意思：第一，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是物聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上的 延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)：第二，其用戶(hù)端延伸和擴(kuò)展到了任何物體與物體之間，進(jìn)行信息交換和 通信。因此，物聯(lián)網(wǎng)的定義是：通過(guò)射頻識(shí)別RFID）、紅外感應(yīng)器，全球定位系統(tǒng)、激光掃描 器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物體與物聯(lián)網(wǎng)相連，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí) 現(xiàn)對(duì)物體的識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。目的是讓所有的物品都與網(wǎng)絡(luò)連接 在一起，方便識(shí)別和管理。其核心是將互聯(lián)網(wǎng)擴(kuò)展應(yīng)用于我們所生活的各個(gè)領(lǐng)域。基本特點(diǎn)全面感知：利用RFID、傳感器、二維碼、衛(wèi)星、微波，及其他各種感知設(shè)備隨時(shí)隨地 采集各種動(dòng)態(tài)對(duì)象，全面感知

3、世界。可靠地傳送：利用以太網(wǎng)、無(wú)限網(wǎng)、移動(dòng)網(wǎng)將感知的信息及時(shí)傳送。智能控制：對(duì)物體實(shí)現(xiàn)智能化控制和管理，真正達(dá)到人與物的溝通。基于物聯(lián)網(wǎng)的研究熱點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)化的制定（設(shè)備、接入、管理、通信、輸出）傳感器的應(yīng)用（制造、感應(yīng)、編碼寫(xiě)入、數(shù)據(jù)傳輸）安全技術(shù)（設(shè)備自身安全、網(wǎng)絡(luò)安全、傳輸安全、隱私保護(hù)）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)（海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、快速查詢(xún)、保密）2關(guān)鍵技術(shù)RFID技術(shù)RFID （Radio Frequency Identification,射頻識(shí)別）是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)， 它通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識(shí)別工作無(wú)須人工干預(yù)，可工作于各種 惡劣環(huán)境?；窘M成部分：1）標(biāo)簽（Tag）：由耦合

4、元件及芯片組成，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）:讀取（有時(shí)也可以寫(xiě)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）天線(xiàn)（Antenna）:在標(biāo)簽和讀取器間傳遞射頻信號(hào)。工作原理：標(biāo)簽進(jìn)入磁場(chǎng)后，接收到閱讀器發(fā)出的射頻信號(hào)，無(wú)源標(biāo)簽或被動(dòng)標(biāo)簽憑借 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。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(wú)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)

5、別系統(tǒng)相比，無(wú)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)傳輸方式可歸結(jié)為三類(lèi)：（a）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）；（b）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）；（c）其它形式。3）數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾耘c安全性。4）由于數(shù)字信號(hào)在傳輸?shù)倪^(guò)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)法和法來(lái)識(shí)別傳輸錯(cuò)誤并進(jìn)行校正，最常用的是奇偶

6、校驗(yàn)法以 及冗余校驗(yàn)法。在與安全相關(guān)的領(lǐng)域，例如出入系統(tǒng)、售票系統(tǒng)越來(lái)越多地應(yīng)用射頻識(shí)別系 統(tǒng)，在數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^(guò)程中難免不受到攻擊，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(guò)在閱讀器與標(biāo)簽之間建立密鑰來(lái)對(duì)要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行加密，以達(dá)到安全的目的。傳感器技術(shù)傳感器是一種物理裝置或生物器官，能夠探測(cè)、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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB7665-87 對(duì)傳感器下的定義是：“能感受規(guī)定的被測(cè)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(lèi)：（1）物

7、理傳感器物理傳感器應(yīng)用某些物理效應(yīng)，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(cè)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(cè)信號(hào)量 的微小變化也將轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。（3）其它幾種常見(jiàn)的傳感器如下：電阻式傳感器、電阻應(yīng)變式傳感器、壓阻式傳感器、熱電阻傳感器、溫度傳感器、光敏 傳感器等等無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)WSN無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)（WSN）是由大量傳感器節(jié)點(diǎn)通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信方式形成的一個(gè)多跳的自組織網(wǎng) 絡(luò)系統(tǒng)，其目的是協(xié)作感知，采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中感知對(duì)象信息，它能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的 采集的量化，處理融合和傳輸應(yīng)用。3物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用實(shí)例a）城市市政管理：城市地圖導(dǎo)航，市政交通管理，環(huán)保監(jiān)察，公共設(shè)施信息，租賃通等；b）農(nóng)業(yè)園林：精細(xì)農(nóng)業(yè)，將無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)布設(shè)于農(nóng)田、園林、溫室等目標(biāo)區(qū)域，網(wǎng)絡(luò) 節(jié)點(diǎn)大量實(shí)時(shí)的收集溫度、濕度、光照、氣體濃度等物理量，精準(zhǔn)的獲取土壤水分、養(yǎng)分程 度、電導(dǎo)率、PH值、氮素等土壤信息。無(wú)限電將有助于實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)字化、網(wǎng) 絡(luò)化。有效促進(jìn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展：增產(chǎn)增收、節(jié)約能源，相當(dāng)于露地栽培產(chǎn)量的10倍以上。c）基于物聯(lián)網(wǎng)的醫(yī)療保健信息交換平臺(tái)：通過(guò)建立醫(yī)療保健信息交換平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)醫(yī)療保 健信息資