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物联网技术的最新发展及应用探析

[日期:2014-05-14] 来源:互联网  作者:沸腾网整理 [字体: ]

  随着物联网时代的到来,一系列创新的应用和服务也随着产生,催生了由需求方,供应方、研究机构和政府等利益群体相关行业产业链的产生。近些年,随着政府和业界的共同努力,我国物联网产业实力不断提升,在关键技术、半导体、软件等方面取得了一定的成果。物联网的逐步应用,众多行业的运行模式和人类生活方式发生了翻天覆地的变化。在不久的将来,随着物联网技术的不断成熟和应用发展,物联网在我国创新型国际以及和谐社会建设中发挥巨大作用。

  物联网是信息技术发展到一定程度的必然产物,也是经济社会发展到一定阶段的新要求,因此受到全世界关注是一种必然。我国已经具备物联网发展的政策、经济和技术环境,微型传感器、超高频芯片、云计算和信息安全等条件,将成为技术发展重点,安防、交通、物流、家居、环保、电力等领域将成为应用重点。

  一、物联网技术的原理和特点

  物联网是通过各种信息传感的设备,如传感器、射频识别(RFID)技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器、气体感应器等各种装置与技术,实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程,采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息,与互联网结合行车的一个巨大网络。在这个网络中,物品能够彼此进行“交流”,而无需人的干预。其实质是利用射频自动识别技术,通过计算机互联网实现物品的自动识别和信息的互联共享。其目的是实现物与物、物与人,所有物品与网络的连接,方便识别、管理和控制。

  射频识别技术,是能够让物品“开口说话”的一种技术。在“物联网”的构思中,RFID标签中存储着规范而具有互动性的信息,通过无线数据、网络把它们自动采集到中央信息系统,实现物品的识别,进而通过开放性的计算机网络实现信息交换和共享,实现对物品的“透明”管理。

  物联网的特征:和传统的互联网相比,物联网有其鲜明的特征。

  首先,它是各种感知技术的广泛应用。物联网上部署了海量的多种类型传感器,每个传感器都是一个信息源,不同类别的传感器所捕获的信息格式不同。传感器获得的数据具有实时性,按一定的频率周期性的采集环境信息不断更新数据。

  其次,它是一种建立在互联网上泛在网络。物联网技术的重要基础和核心仍然是互联网,通过各种有线和无线网络与互联网融合,将物体的信息实时准确地传递出去。在物联网上的传感器定时采集信息需要通过网络传输,由于其数量极其庞大,形成了海量信息,在传输过程中,为了保障数据的正确性和即时性,必须适应各种异构网络和协议。

  还有,物联网不仅仅提供了传感器的连接,其本身也具有智能处理的能力,能够对物体实施智能控制。物联网将传感器和智能处理相结合,利用云计算、模式识别等各种智能技术,扩充应用领域。从传感器获得的海量信息中分析、加工和处理有意义的数据,以适应不同的需求,发现新的应用领域和应用模式。

  二、物联网技术近年来的最新发展应用情况

  物联网应用广泛,遍及智能交通、环境保护、政府工作、公安安全、智能电网、智能家居、智能家居、智能消防、工业检测、环境监测、物流监测、定位跟踪、老人护理、个人健康、花卉栽培、食品溯源、敌情侦查和情报搜索等多个领域。其实是一个为我们服务,让我们去感知物理世界、控制物理世界的网络,它为我们提供了服务以及对物理世界的控制。物联网的应用主要可分为监控型(如物流监控和环境监控)、查询型(如智能检索和远程抄表)、控制型(如智能交通和智能家居),扫描性(如手机钱包和动态收费等管理和服务功能),实现对万物的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。

  三、物联网技术在安防领域的具体应用情况

  物联网作为新一代互联网信息技术,在安防行业中起到了很好的作用。例如:物联网用途广泛,遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、老人护理、个人健康等多个领域。这其中的任何一个概念,似乎都与“安防”两个字有着密切的关联。物联网必将给安防行业带来无穷的商机,这是毋容置疑的。专家预计,物联网技术将会发展成为一个上万亿元规模的高科技市场。然而安防领域是互联网应用的重要领域之一,随着上海浦东国际机场的物联网安防工程的全面投入使用,让我们看到了物联网进入安防领域的步伐正在加快。

  物联网安防是指:终端产品具有智能化、一体化,能够连接多种无线传感器,具有网络平台监控报警服务功能,并且同时能够通过互联网传输报警图像和信息的安防系统。

  新一代物联网安防产品,具有体积小巧,造价低廉,集监控、图像分析、智能处理、前端存储、警笛讯响、主动报警等多种功能于一体,物联网可连接多个传感器,能脱离电脑主机单独运行。

  物联网技术在安防领域的运用,无处不在。当你在外面,一个短信就可以让家中自动煮饭,或者自动打开空调以及热水器;而身处智能家居环境中,当你回到家里,随着门锁被开启,家中的安防系统自动解除室内警戒,廊灯缓缓点亮,空调、新风系统自动启动,你最喜欢的背景交响乐轻轻奏起。在家中,只需一个遥控器就能控制家中所有的电器。每天晚上,所有的窗帘都会定时自动关闭,入睡前,床头边的面板上,你触动“晚安”模式,就可以控制室内所有需要关闭的灯光和电器设备,同时安防系统自动开启处于警戒状态。

  四、物联网技术目前存在的问题

  当物联网技术在大展身手的同时,也面临着一系列的待解的难题。在国内甚至全球,我们尚未看到物联网大规模建设的案例,此外,行业壁垒和地域壁垒也限制着物联网的规模发展。总体来看,物联网技术的发展主要面临着一些挑战:

  1、工业基础。中国尚未形成物联网应用条件下,物联网的内容取决于现有产业的发展,和国内行业信息基础设施不完善,许多企业与西方发达国家相比仍然落后,所以国内相关产业的信息基础发达程度和水平,短期内很难有新的突破。

  2、技术水平。物联网的产业链很长,与正处于发展阶段的核心技术、产业化应用还有很大的距离,特别是在传感器网络,没有工业化规模应用条件,传感90%核心技术主要是在发达国家手中。作为物联网的发源地,西方确实拥有较大的技术优势。

  3、标准化工作。无论在国际还是国内,物联网的核心架构,每一层的技术接口、协议都不规范,与各行业的互联网应用和基本标准化工作相比,缺乏标准化的网络应用的普及规模。另外,物联网的建设成本较高,所以短期内,国内不存在大规模的应用环境。

  4、安全性问题。在推进互联网产业发展的同时,要特别注意其可靠性,安全性和隐私保护。物联网社会活动,战略资源基础设施和居民居住在整个结构在全程相互联系的网络上,所有的活动和设施的理论透明度,一旦遭到攻击,安全和隐私将面临巨大的威胁。

  因为国内物联网发展环境也具有一定的挑战,因此短期互联网应用主要集中在外地。应用并促进物联网技术也需要创新,另外,这不是仅仅靠少数企业就可以完成,更多的是建立一个涉及产学研用产业联盟,共同突破,产业联盟不仅是对物联网技术包装,而且还要选择应用程序的切入点,通过物联网实现价值提升。

  五、物联网技术未来的市场应用前景和发展趋势

  1、物联网出现的必然性

  信息获取、传输和处理是信息产业领域的三大支柱。信息产业的第一次浪潮是个人电脑产业的发展,其关键技术是数据处理技术;第二次信息产业浪潮出现的标志是互联网技术走向实用化,其关键技术是信息传输。经历两次信息技术的大发展后,以计算机采集与处理终端,互联网为信息传输渠道的信息化格局基本形成,科学研究、工业生产、社会管理等诸多方面出现了方式的改变和效能的提高。

  但不可否认一点的是,目前过多的信息资源需要人工采集,通过网络对计算机以外的终端的控制与管理能力还很弱,还不能在信息世界里实现对物理世界的精确管控,还没有将信息技术的最大效能发挥出来。究其原因,主要是信息获取的手段不够丰富,信息不够全面,还缺少对现实世界信息的即时精确把握。而物联网技术把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中,按约定的协议,把这些物体连接起来,形成一种新型的网络,进行信息交换和通讯,实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。在这个网络当中,存在能力超级强大的中心计算机群,能够对网络内的人员、机器、设备和基础设施实施实时的管理和控制。在此基础上,人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生活,达到“智慧”状态,提高资源利用率和生产力水平,改善人与自然间的关系。因此它是互联网发展的新阶段,是信息产业的又一次浪潮。从此,世界将从互联网时代进入物联网时代。发展到物联网时代,信息产业的三大支柱领域都已经得到了充分的发展。

  2、物联网受到各国政府、企业和学术界高度重视

  物联网被看作是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮。美国独立市场研究机构Forrester预测,到2020年物联网业务与现有互联网业务之比将达到30:1,各国政府和企业纷纷看好其产业前景,包括中美国家在内的多国将其提升到国家战略层面。我国在这次信息化浪潮中与世界保持了同步发展,迅速将物联网提升到国家战略地位,国家五大战略性新兴产业中物联网排在第二位。美国总统奥巴马就职后,积极回应IMB提出的“智慧地球”战略;欧盟“物联网行动计划”、日本“U-Japan”、韩国“U-Korea”计划等都是利用各种信息技术来突破互联网的物理限制,以实现无处不在的物联网;新加坡、中国台湾等在内的国家和地区都已制定了“U”社会发展计划。

  六、 结束语

  在现实生活中已可见物联网的具体应用,如远程防盗、高速公路不停车收费、智能图书馆、远程电力抄表等,只不过这些仅是物联网技术的邹形,还尚未形成一个庞大的网络。物联网固然给我们构建了一个十分美好的蓝图,在未来,我们可以想象通过物物相连的庞大网络实现智能交通、智能安防、智能监控、智能物流以及家庭电器的智能化控制。但从目前全球状况来,物联网的发展仍有众多问题需得到解决。

  目前智能电网、智能交通、智能物流、智能家居、环境与安全检测、工业自动化、医疗健康、精细农牧业、金融与服务业、国防军事等各个行业均有物联网应用的尝试。

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