物聯(lián)網(wǎng)與我們的生活

淺談物聯(lián)網(wǎng)及其應(yīng)用

內(nèi)容目錄1245RFID3物聯(lián)網(wǎng)是怎么開展的？物聯(lián)網(wǎng)是什么？物聯(lián)網(wǎng)與傳感器的區(qū)別云計算4555

物聯(lián)網(wǎng)能干什么？46一、物聯(lián)網(wǎng)是什么？《碟中諜4》中的物聯(lián)網(wǎng)車聯(lián)網(wǎng)定位視網(wǎng)膜即攝即傳物聯(lián)網(wǎng)的英文名稱為“IOT，Internet

ofThings〞

。由名稱可見，物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)〞。物聯(lián)網(wǎng)的概念物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成局部。物聯(lián)網(wǎng)的英文名稱叫“TheInternetofthings〞。顧名思義，物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)〞。這有兩層意思：第一，物聯(lián)網(wǎng)的核心和根底仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)根底上的延伸和擴展的網(wǎng)絡(luò)；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(lián)網(wǎng)的定義是：通過射頻識別〔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，把任何物體與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進行信息交換和通信，以實現(xiàn)對物體的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。開展背景物聯(lián)網(wǎng)的概念是在1999年提出的。過去在中國，物聯(lián)網(wǎng)被稱之為傳感網(wǎng)。中科院早在1999年就啟動了傳感網(wǎng)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(wǎng)。1999年，在美國召開的移動計算和網(wǎng)絡(luò)國際會議提出了，“傳感網(wǎng)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(lián)盟〔ITU〕發(fā)布了《ITU互聯(lián)網(wǎng)報告2005：物聯(lián)網(wǎng)》，正式提出了“物聯(lián)網(wǎng)〞的概念。2023年１月２８日，奧巴馬就任美國總統(tǒng)后，與美國工商業(yè)領(lǐng)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(zhí)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(shè)施。2023年2月24日消息，IBM大中華區(qū)首席執(zhí)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(lián)網(wǎng)的三個特點一是全面感知即通過嵌入在物品和設(shè)施中的傳感器和數(shù)據(jù)采集設(shè)備，隨時隨地獲取物質(zhì)世界的各種信息并數(shù)據(jù)化；二是可靠傳遞通過對每一件物品的識別和通訊，將數(shù)據(jù)化的虛擬事物聯(lián)入網(wǎng)絡(luò)，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(shù)，對海量的數(shù)據(jù)和信息進行分析和處理，提升對物質(zhì)世界、經(jīng)濟社會各種活動和變化的洞察力，對物體實現(xiàn)智能化的決策和控制。二、物聯(lián)網(wǎng)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(lián)網(wǎng)等新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)成為國家核心戰(zhàn)略之一美國：2023年底ＩＢＭ向美國政府提出的“智慧的地球〞戰(zhàn)略強調(diào)傳感器等感知技術(shù)的應(yīng)用，提出建設(shè)智慧型根底設(shè)施歐盟：2023年6月物聯(lián)網(wǎng)行動方案具體而務(wù)實，強調(diào)RFID的廣泛應(yīng)用，注重信息平安日本：2023年8月I-Japan戰(zhàn)略從“e-Japan〞“U-Japan〞到“I-Japan〞實現(xiàn)三級跳物聯(lián)網(wǎng)上升為國家核心戰(zhàn)略融合各種信息技術(shù)，將物體接入信息網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)“物聯(lián)網(wǎng)〞未來信息產(chǎn)業(yè)的開展在由信息網(wǎng)絡(luò)向全面感知和智能應(yīng)用兩個方向拓展、延伸和突破共同點

前景預(yù)測中國的物聯(lián)網(wǎng)市場物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)三、物聯(lián)網(wǎng)有哪些相關(guān)技術(shù)？物聯(lián)網(wǎng)的實現(xiàn)技術(shù)感知層RFID、二維碼、攝像頭、傳感器技術(shù)傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、藍牙技術(shù)、ZigBee傳輸層2G/3G移動網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)、廣電網(wǎng)絡(luò)、專網(wǎng)應(yīng)用層數(shù)據(jù)挖掘、云計算、特定應(yīng)用效勞主要介紹的技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)與傳感網(wǎng)的區(qū)別RFID云計算什么是傳感網(wǎng)傳感器網(wǎng)絡(luò)是集計算機、通信、網(wǎng)絡(luò)、智能計算、傳感器、嵌入式系統(tǒng)、微電子等多個領(lǐng)域交叉綜合的新興學科，它將大量的多種類傳感器節(jié)點〔集傳感、采集、處理、收發(fā)于一體〕組成自治的網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)對物理世界的動態(tài)智能協(xié)同感知。由部署在檢測區(qū)域內(nèi)大量的傳感器節(jié)點組成，通過無線通信方式形成的一個多跳的自組織的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中感知的對象信息，并發(fā)送給觀察者。 廣泛應(yīng)用于軍事、國防平安、環(huán)境科學、交通管理、災(zāi)害預(yù)測、醫(yī)療衛(wèi)生、制造業(yè)、城市信息化建設(shè)等領(lǐng)域。在不久的將來，傳感網(wǎng)將給我們的生活方式帶來革命性的變化。傳感網(wǎng)的應(yīng)用☆軍事上的應(yīng)用傳感器網(wǎng)絡(luò)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(yīng)用。通過飛機或炮彈直接將傳感器節(jié)點散播到敵方陣地內(nèi)部，或者在公共隔離帶部署傳感網(wǎng)絡(luò)，就能隱蔽而且近距離的準確收集戰(zhàn)場信息。例:傳感器網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為美軍事C4ISRT系統(tǒng)必不可少的一局部?！瞽h(huán)境觀測和預(yù)報系統(tǒng)可以用于檢視農(nóng)作物灌溉情況、土壤空氣情況、牲畜和家禽的環(huán)境狀況和大面積的地表監(jiān)測、氣象和地理研究、洪水監(jiān)測等。例：ALERT系統(tǒng)中就有用于監(jiān)測降雨量、河水水位和土壤水分，并依此預(yù)測爆發(fā)山洪的可能性。傳感網(wǎng)的應(yīng)用☆醫(yī)療護理用于人體的各種生理數(shù)據(jù)，跟蹤和監(jiān)控醫(yī)院內(nèi)醫(yī)生和患者的行動，醫(yī)院的藥物管理等。例：一個可以成像的特殊發(fā)送器芯片與精巧設(shè)計的超低功率無線技術(shù)結(jié)合，就可以實現(xiàn)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(jīng)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(wǎng)的應(yīng)用☆智能家居

家電和家具中嵌入傳感器節(jié)點，通過無線網(wǎng)絡(luò)與Internet連在一起。為人提供人性化的家居環(huán)境。例：Avaak提供一個只有1立方英寸大小的自治產(chǎn)品。這個微型的無線視頻平臺包含有一節(jié)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(wǎng)的應(yīng)用☆建筑物狀態(tài)監(jiān)控利用傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控建筑物的平安狀態(tài)。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(tǒng)，將位移傳感器安裝在鋼梁上用來測量靜態(tài)和動態(tài)應(yīng)力，并通過無線網(wǎng)絡(luò)來采集數(shù)據(jù)。該無線系統(tǒng)可以保存在橋梁上用于長期監(jiān)測橋梁是否處于正常受控狀態(tài)。傳感網(wǎng)的應(yīng)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(wǎng)絡(luò)節(jié)點，可以對星球外表進行長時間監(jiān)測。本錢低、節(jié)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(shù)準備。該系統(tǒng)已經(jīng)在實施測試和完善。物聯(lián)網(wǎng)與傳感網(wǎng)的區(qū)別一傳感網(wǎng)僅僅是感知到信號，并不強調(diào)對物體的標識傳感網(wǎng)僅僅是感知到信號，并不強調(diào)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(lián)網(wǎng)的概念相比照傳感網(wǎng)大一些。這主要是人感知物、標識物的手段，除了有傳感網(wǎng)，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(lián)網(wǎng)，但二維碼并不在傳感網(wǎng)的范疇。物聯(lián)網(wǎng)與傳感網(wǎng)的區(qū)別二從目標特征上看，物聯(lián)網(wǎng)探測的一定是物品，而傳感網(wǎng)探測和判斷的更多是未知的人或物。傳感網(wǎng)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(zhì)現(xiàn)象，并不針對標識的事物。物聯(lián)網(wǎng)通過對物體的標識，從而實現(xiàn)對物體的控制，到達物和物信息互聯(lián)的目的。物聯(lián)網(wǎng)與傳感網(wǎng)的區(qū)別三從網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和協(xié)議上看，物聯(lián)網(wǎng)與傳感網(wǎng)也存在諸多不同。比方：傳感網(wǎng)節(jié)點自組織成網(wǎng)，沒有固定的網(wǎng)絡(luò)根底設(shè)施，也沒有中心節(jié)點。而物聯(lián)網(wǎng)需要有固定的網(wǎng)絡(luò)根底設(shè)施和中心節(jié)點，強調(diào)的是多個事物通過中心節(jié)點實現(xiàn)互聯(lián)。物聯(lián)網(wǎng)與傳感網(wǎng)的區(qū)別四真正意義上的物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)還遠需要假以時日當前，傳感網(wǎng)已得到廣泛的應(yīng)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(wǎng)，再比方具有多種聲、光、電、機械甚至圖像探測能力的安防網(wǎng)等，因此，傳統(tǒng)意義上的傳感網(wǎng)開展得已經(jīng)成熟。而目前物聯(lián)網(wǎng)僅僅是個概念，真正的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)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(xiàn)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(shù)。 其原理為由掃描器發(fā)射一特定頻率的無線電波能量給接收器，用以 驅(qū)動接收器電路將內(nèi)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(tǒng)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(shè)備，可設(shè)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(tǒng)在實際應(yīng)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(shù)據(jù)。閱讀器可無接觸地讀取并識別標簽中所保存的電子數(shù)據(jù)，從而到達自動識別物體的目的。閱讀器通過天線發(fā)送出一定頻率的射頻信號，當標簽進入磁場時產(chǎn)生感應(yīng)電流從而獲得能量，發(fā)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(guān)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(xiàn)耦合，依據(jù)的是電磁感應(yīng)定律，適用于低頻短距離RFID系統(tǒng)。電磁反向散射耦合：雷達原理模型，發(fā)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(jù)的是電磁波的空間傳播規(guī)律，適用于高頻遠距離RFID系統(tǒng)。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(fā)出的微波信號后，將局部微波能量轉(zhuǎn)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(tǒng)，無源系統(tǒng)在閱讀距離及適應(yīng)物體運動速度方面略有限制。RFID的特點及優(yōu)勢1.讀取方便快捷數(shù)據(jù)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(xiàn)批量識別。3.適用壽命長，應(yīng)用范圍廣其無線電通信方式，使其可以應(yīng)用于粉塵、油污等高污染環(huán)境和放射性環(huán)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(yōu)勢4.標簽數(shù)據(jù)可動態(tài)更改 利用編程器可以向電子標簽里寫入數(shù)據(jù)，從而賦予rfid標簽交互式便攜數(shù)據(jù)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(chǎn)品上，而且可以為標簽數(shù)據(jù)的讀寫設(shè)置密碼保護，從而具有更高的平安性6.動態(tài)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(xiàn)在解讀器的有效識別范圍內(nèi)，就可以對其位置進行動態(tài)的追蹤和監(jiān)控。

RFID應(yīng)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(jù)顧客需求分別定制。停車場卡管理模式：

1〕.月租卡：面向經(jīng)常、定期的顧客。2〕.預(yù)付費卡：面向經(jīng)常、不定期的顧客。3〕.時租卡：面向不經(jīng)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(tǒng)工作流程感應(yīng)IC卡安裝在車輛內(nèi)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(nèi)的所有感應(yīng)IC卡，并通過網(wǎng)絡(luò)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(yè)計算模型。它將計算任務(wù)分布在大量計算機構(gòu)成的資源池上，使各種應(yīng)用系統(tǒng)能夠根據(jù)需要獲取計算力、存儲空間和各種軟件服務(wù)。云計算是并行計算(ParallelComputing)、分布式計算(DistributedComputing)和網(wǎng)格計算(GridComputing)的開展，或者說是這些計算機科學概念的商業(yè)實現(xiàn)。云計算是虛擬化(Virtualization)、效用計算(UtilityComputing)、IaaS(根底設(shè)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(jié)果。云計算的例子 對云計算而言，普通網(wǎng)民也許不會關(guān)注，從騰訊的QQ農(nóng)場，到Facebook的農(nóng)場社區(qū)；從一個國家的“農(nóng)場〞，到全世界的“農(nóng)場〞。人們似乎都在連接互聯(lián)網(wǎng)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(lián)系到一起。但是如果我告訴你“偷菜〞這種網(wǎng)絡(luò)游戲就是使用的這種云計算技術(shù)的話，你是不是更有興趣去看一看呢。其實，“農(nóng)場〞就是使用的云計算技術(shù)，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(fā)送到在“云〞里面的效勞器。效勞器根據(jù)你發(fā)送的指令，通過它自身的處理能力，將數(shù)據(jù)改寫，保存在效勞器的硬盤上。效勞器再將修改完畢的數(shù)據(jù)傳回到你的計算機上面，計算機再根據(jù)數(shù)據(jù)，改變顯示內(nèi)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(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)，這就是“云計算〞。云計算，是一種基于互聯(lián)網(wǎng)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(shè)備。整個運行方式很像電網(wǎng)。云計算的優(yōu)點一云計算提供了最可靠、最平安的數(shù)據(jù)存儲中心用戶不用再擔憂數(shù)據(jù)喪失、病毒入侵等麻煩。你所有的數(shù)據(jù)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(huán)境中硬盤崩潰會摧毀你所有珍貴的數(shù)據(jù)。而云計算機的崩潰不會影響你的數(shù)據(jù)存儲。這是因為云中的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)仍在云里，仍然可以訪問。在一個只有少數(shù)臺式機用戶定期備份他們的數(shù)據(jù)的世界里，云計算可以保持數(shù)據(jù)的平安性。云計算的優(yōu)點二云計算對用戶端的設(shè)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(yīng)用。由于應(yīng)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(tǒng)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(nèi)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(qū)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(yōu)點三增強的計算能力當你連接到一個云計算系統(tǒng)，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(zhí)行超級計算類的任務(wù)。換句話說，在云中，你可以嘗試比桌面上更大的任務(wù)。四無限的存儲容量同樣，云提供了幾乎無限的存儲容量。設(shè)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(shù)百PB(100萬千兆字節(jié))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(shù)據(jù)