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关于物联网技术的应用

时间:2023-10-11 10:12:55

开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇关于物联网技术的应用,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。

关于物联网技术的应用

第1篇

随着现代信息处理技术、无线射频技术的日益提升,计算机物联网技术在国内多类行业中迅速崛起并推广,极大提升了传统生产、物流与生活的信息化程度,为物品快速识别、实时定位与有效监管,提供了技术手段。本文从物联网技术的概念入手,阐述计算机物联网相关技术,并从其应用环节与领域进行了探究分析,以推动物联网技术的相关行业应用。

关键词:

物联网;无线射频;应用

1计算机物联网概述

以激光扫描、无线射频(RFID)、多源传感器技术为基础,利用无线传输数据链所构建的现代计算机物联网,构建起数据采集、声光电多元传输的信息框架,从而实现了数据的快速采集与数据传输处理,有助于实现主体对实体目标的有效定位监管,提升主体与主体、主体与实体间的实时互联共通。计算机物联网的基础为互联网技术所构建的信息交互框架,实体如同人类一样利用射频识别、无线通讯等技术被赋予客观感受,实现实体与人间的交互,可实现产品的源头追溯、实时监管与快速定位,优化生产供应链条、提升货品流通领域的科技创新,被广泛应用于路况信息智能指挥、物流供应链管理、家庭电子器件智慧调控、互联网医疗远程服务等行业领域,从传统物品监管服务上实现了创新管理与系统一致性写作,实现了多源数据的共享利用,推动了国内工业制造、医疗服务与物流供应链领域的转型升级与行业革命。

2计算机物联网相关技术与数据分层

当前计算机物联网技术,其相关的核心技术为多源传感器技术、无线射频技术(RFID)和计算机信息处理技术,按照互联网网络协议分为5个数据层,其相关技术与数据框架具体细分如下:

(1)物联网相关技术:

①多源传感器技术,物联网框架中借助声光电等传感器接收设备,过滤与采集特定实体属性信号,实现物品实体的编码快速精细识别,实现智慧社会中的实体快速智能化多源感知;②无线射频(RFID),即非接触式识别技术,利用无线射频读写器扫描实体物品电子标签,获取物体相关的属性信息,快速实现数据信息的采集、电子标签RFID识别;③计算机信息处理技术,即利用计算机硬件、互联网传输网络、多类型传感装置等载体或设备,实现多元与多源数据的采集、传输与编辑处理,进而实现多源数据的综合有效管理,从而推动物联网数据的快速处理,提升办公审批效率、增加工业生产产值、改善民众传统生活水平。计算机技术的核心即为多源信息快速处理,其关键环节在于计算机物联网的优化维护,其发展升级根本在于对传统数据算法和分析原理的技术创新。

(2)物联网数据框架体系:

按照网络框架协议,物联网系统可分为数据信息感知层、数据物理互联接入层、网络数据传输层、关键技术支撑层与应用接口框架层,通过构建物联网平台,实现实体电子标签属性信息的快速准确获取与识别,建立起物品识别、交互互联与技术服务相关的综合性框架网络。

3当前计算机物联网技术的现状与建议

伴随科技的创新发展与国内关于联网的资金投入,当前尽管已经初步建立较为完备的物联网体系发展框架,但与国际发达国家相比关于计算机物联网建设方面,仍存在较大差距,具体体现在如下方面:

(1)国内物联网建设方面的法规不健全。

由于物联网行业涉及计算机、互联网、数据识别共享等多方面平台,数据获取与处理较为复杂,相对存在一定的纠纷环节,当前国内关于互联网相关的法规较为欠缺,尤其传统的经济合同法或民法等法规,不完全适用于现代计算机物联网领域,成为行业发展的诟病与消极因素。

(2)物联网与公众安全性方面。

由于物联网建设处于初级起步阶段,关于数据采集与传输的相关规范不完善,缺乏通用数据格式,关于核心数据、云端SSAE标准制定与信息加密等环节相对薄弱,关于数据标准编码、数据整合监督、信息安全保障方面,任务依旧十分严峻。

(3)计算机互联网技术有待提升。

计算机技术飞速革新,产品数据标准与规范面临快速变革,物联网建设方面尽管无线数据传输与GNSS定位技术目前相对较为成熟,但多源传感器识别与无线射频RFID技术仍处于粗放起步阶段,当前对该类研究的投入力度不足,关于物联网运行功效的评估体系与测试上,相对不够健全与完善。针对以上国内物联网发展中所存在与展现出的问题,应逐步健全物联网相关法律法规,建立物流管理、运输监督与产品合作方面的秩序体系,制定物联网数据安全保障框架建设,探索物联网漏洞自检与修复功能,严格管理身份认证与监督机制,加强科研资金与技术资源投入,融合计算机网络技术、现代信息处理技术与无线射频RFID电子标签识别技术等,初步探索出适合国内市场运作实际的编码规范,培育物联网构建、运营与监管专业人才,服务于大数据背景下的物联网建设步伐。

4总结

伴随现代科技与信息处理技术的提升,物联网概念的提出与发展逐渐由空想理论模型演化为物品实体运营,依托无线射频RFID、多源传感器与计算机网络所构建的现代计算机物联网,尽管面临行业领域跨度广、产品行业标准尚未完善和法律法规不健全等现实性问题,但随着经济结构转型期对现代互联网技术的认知,国内社会对计算机物联网技术在实体智能化监管方面的认知,必将不断提升与日益加强,今后加强现阶段互联网技术安全性建设、构建安全高效的数据采集、传输、处理与存储框架,对推动新时期计算机物联网体系的构建,具有重要的经济价值与社会效益。

参考文献:

[1]李航,陈后金.物联网的关键技术及应用前景[J].中国科技论坛,2011(01):81-85.

[2]周云,贾颜亮.物联网技术在物流领域的应用与创新研究[J].黑龙江科技信息,2015(15).

[3]郎为民,王逢东.全球物联网的发展现状[J].电信快报:网络与通信,2011(04):3-6.

第2篇

【关键词】物联网 射频识别 网络通信 数据处理

1 物联网概念的解析

关于物联网的概念的来源,第一次正式提出,是在2005年的信息社会世界峰会上,由国际电信联盟(ITU)第一次以正式的方式公诸于世。国际电信联盟还指出,现在正处于一个无所不在的"物联网"通信时代,通讯技术的进步,使得人们日常生活便利程度得到了极大地提高。在日常生活用品中嵌入一种短距离的移动收发器,就可以实现移动控制。信息空间的维度随着物联网技术的发展,也在朝着多方向发展。按照物联网的相关技术标准、互通的网络协议,可以实现对各种物品与互联网的相互连接,还可以使用编码来区分一切实物和虚拟物品,然后利用智能界面实现终端信息的共享。物联网技术的核心在于实现对所联网物品的准确识别、精确定位、及时跟踪以及密切监。

2 当前物联网的主要技术研究分析

2.1 射频识别技术

在物联网技术领域,比较重要的技术就是射频识别,现阶段常见的射频识别系统一般是由RFID电子标签、读写器和信息处理系统组成。射频识别技术的基本工作原理是,利用读写器对那些编好电子标签的物品进行读写和识别,然后通过无线电波技术,将读写器识别到的物品的有效信息传送到系统信息处理模块,自动实现信息的采集,这样就可以实现对物品的精细化、数据化管理。

2.2 传感技术

传感器网络的协作感知对传感器的正常工作发挥着十分重要的作用,传感技术的应用就是建立在传感器及传感信息网络顺畅工作的基础之上。一般所说的传感器,就是指能感知被测指标,同时可以将被测指标按照一定的规律转换成可用信号的设备,传感器有着相当广阔的应用空间。而传感器网络则集合了多种技术优势,如传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等,它利用系统发展模式,可以使用各类集成化的微型传感器协作实现对监测对象的实时监测,除此之外,还可以采集并处理周围环境及监测对象的基本信息。

2.3 网络通信技术

可以说,网络通信技术是物联网技术发展的技术蓝本,网络通信技术的迅速发展,为物联网技术的进步和创新提供了信息技术通道。在传感器网络通讯技术方面,会经常运用到广域网络通信技术和近距离通信技术。在广域方面像IP互联网、2G/3G移动通信、卫星通信等都属于其中比较成熟的技术,最近几年以iIPv6为核心的新互联网技术的快速发展,更是优化和升级了传统的信息数据传送通道。在近距离技术领域,当前比较成熟的主流技术基本上是以IEEE802.15.4为代表的几种近距离通信技术。

2.4 大数据处理、云计算等信息处理技术

日常生活中,能够制造出数据的领域遍布各个行业,商务贸易、在线视频图像资料、社交网络媒体信息、企业信息管理以及电子政务等等,都会涉及到大数据。计算机信息技术的迅速发展,推动了信息处理技术的进步,以大数据、云计算为代表的信息存储、处理技术为物联网技术的快速发展提供了高效的数据服务功能,也是深度挖掘数据价值的技术支撑。

3 物联网技术的实际运用展望

3.1 城市管理

在城市管理过程中,智能交通物联网技术可以自动检测并报告公路、桥梁的“健康状 况”,还可以避免过载的车辆经过桥梁。在智能建筑利用物联网技术,可以通过感应技术,实现建筑物内照明灯能的自动调节光亮度,并进一步提高节能环保程度。

3.2 数字家庭

仅仅实现了电视与电脑、手机的连接,不是发展数字家庭产业的初衷。只有在连接家庭设备的同时,通过物联网与外部的服务连接起来,才能真正实现服务与设备互动。物联网技术在数字化家庭方面的成熟运用,极大的提高了人们的生活便利程度。

3.3 定位导航

物联网与卫星定位技术、GSM/GPRS/CDMA移动通讯技术、GIS地理信息系统相结合,能够在互联网和移 动通信网络覆盖范围内使用GPs技术,使用和维护成本大大降低,并能实现端到端的多向互动。

3.4 现代物流管理

通过在物流商品中植入传感芯片,供应链上的购买、生产制造、包装、装卸、堆栈、运输、配送分销、出售、服务每―个环节都能无误地被感知和掌握。这些感知信息与后台的GIS/GPS数据库无 缝结合,成为强大的物流信息嘲络。

3.5 商业零售

RFID取代零售业的传统条码系统(Barcode),使物品识别的穿透性(主要指穿透金属和液体)、远距离以及商品的防盗和跟踪有了极大改进。此外通过标签识别和物联网技术,可以随时随地对食品生产过程进行实时监控,对食品质量进行联动跟踪,对食品安全事故进行有效预防,极大地提高食品安全的管理水平。

3.6 数字医疗

通过使用RFID为代表的自动识别技术,能够提高医院医务工作人员对病人的监控效率,减少医疗信息传递失真的情况发生。RFID技术与医院信息系统(HIS)及药品物流系统的融合,是医疗信息化的必然趋势。

3.7 防入侵系统

发达国家将大数据作为重要的情报收集手段,通过成千上万个覆盖地面、栅栏和低空探测的传感节点,防止入侵者的翻越、偷渡、恐怖袭击等攻击性入侵。日本防卫省将从2015年开始正式研讨将互联网上累积的“大数据”运用于海外局势的分析。这一举措作为自卫队海外活动扩大背景下的新方案,旨在强化情报收集能力。

4 结束语

随着信息技术和多媒体技术的快速发展,物联网技术会越来越成熟,其应用领域也会逐渐增多,我国在物联网技术领域,有着不错的发展优势,庞大的市场需求催生了物联网技术的传播和扩撒。在我国以信息化带动工业化的发展路径指引下,未来物联网技术的发展会对经济的发展起到越来越重要的推动作用。

参考文献

[1]王小妮,魏桂英.物联网RFID系统数据传输中密码算法的研究[J].北京信息科技大学学报(自然科学版),2009(04).

[2]陈伟波,李佳峰.关于物联网技术带来信息安全保密新挑战的思考[J].汕头科技,2010(04).

[3]赵海霞.物联网关键技术分析与发展探讨[J].中国西部科技,2010(14).

[4]梁景原.移动网与物联网融合要点浅析[J].科技资讯,2010(29).

第3篇

1.1智能物流

现在的物流管理有着明显的信息化发展,随着物联网技术的发展特别是物联网技术与物联网与卫星定位技术、GSM/GPRS/CDMA移动通讯技术、GIS地理信息系统相结合,使物流管理的每一个流程都被准确无误的感知和掌握,GIS与GPS与感知信息的结合,构成了物流信息一张强大的网。

1.2智能医疗

自动识别技术为医疗领域提供了方便,最典型的代表是RFID自动识别技术,RFID技术与医院信息系统(HIS)及药品物流系统的融合,是医疗信息化的必然趋势,智能医疗能够帮助医生实现对病人全方位的监控,达到会诊记录,病情记录等关键信息的共享,还有对病人医疗器械和病人病情发展的追踪,这种智能医疗必然会得到更大的推广。

1.3智能交通

物联网在智能交通上的应用也非常普遍,最典型的例子莫过于乘坐公交车时IC卡的使用,物联网技术与公交系统的融合,统筹运用GIS和GPS等手段,达到调度,发配,收费等管理于一体,同时还有智能化的停车,系统调配红绿灯,及时查看路况信息等交通控制调配等手段,都体现了物物相连的物联网对于交通的帮助,还有公路、桥梁、交通的智能检测,都体现了智能交通的作用。

1.4智能农业

智能工业。智能农业与智能工业最主要的体现上是在对于数字的实时监控上,从生产、加工、运输、分销、零售上,企业信息管理系统,从生产监控系统,信息管理系统,质量管理系统,信息服务系统,到信息跟踪,事故追溯系统,质量评估系统,统计分析系统,信息门户系统等,使农业和工作都达到智能化的水平,方便生产。

1.5智能安保

智能安保体现在传感节点的利用上,利用传感节点的覆盖全面性,来防治翻越,偷渡,恐怖袭击等威胁安全的入侵,这种智能安保已经应用到世博会当中。2.6智能家庭物联网对于智能家庭,数字家庭的建设有着非常广阔的发展前景,智能家庭不是简单地将家中的电子产品结合到一个遥控装置当中去,这样做只是一个简单的电子设备相连,物联网所要达到的智能家庭,数字家庭的目的,是通过物联网建立外部联系,让服务与设备之间产生联系,达到互动效果,一个最理想的例子就是在工作的过程中,在办公室里就可以指挥家用电器的工作,在下班回来的途中各个家用电器已经各司其职,回家时就享受自动化的成果与便利。

2物联网通信技术的发展

物联网是推动世界发展的重要动力,有人把它比作是继计算机和互联网之后的第三次革命,这样的比喻一点也不为过,1990年的施乐公司可乐售饭机可以被看作是物联网技术的最早实践,1999年麻省理工学院Auto-ID中心在美国统一代码委员会的支持下提出了PC(ElectronicProductCode)的概念.比尔盖茨1995年在书中提及了物联网的概念,1999年美国麻省理工学院阐明了物联网的含义,但随着物联网的发展这种含义也产生了变化,再随后的时间段内,各国开始提高了对物联网的认识,并把物联网当作一项国家战略来发展,目前的物联网当中有三项关键的技术,分别是传感器技术、RFID标签、嵌入式系统技术;所涉及的四大关键领域分别是:RFID;传感网;M2M;两化融合,随着各国对于物联网技术的重视,一些关于物联网发展的战略也相继被提出,如日本的u-Japan计划,韩国确立了u-Korea计划,欧盟执委会发表了欧洲物联网行动计划,美国将新能源和物联网列为振兴经济的两大重点,智慧地球被提出并引起强烈反响。2009年8月,总理的感知中国讲话和建立的感知中国研究中心将中国的物联网信息技术推向了一个新的高度,物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一。

3总结

第4篇

【关键词】 物联网人才;物联网人才培养

The research of the professionals’ training to the Internet of things

Yu Jinrong,Huang Gang

(College of the Internet of things, Nanjing University of Posts and Telecommunications, Nanjing, Jiangsu 210003, China)

【Abstract】The progress of the Internet of things’technology will become the driving force for economics development of the next round world.And the professionals’ demands to the Internet of things’ technology certainly increase year by year.But currently in our country the special subject for the Internet of things’technology have not establishmented,and the professionals are very deficient.This article elaborated the present situation of the demand for the professionals to the Internet of things, the comprehensiveness of the professionals’ training to the Internet of things,and the some measures for how to train the high quality professionals to the Internet of things.

【Key words】the professionals of the Internet of things;the professionals’ training to the Internet of things

【中图分类号】 C96 【文献标识码】B 【文章编号】 1001-4128(2011) 09-0260-02

1 引言

“物联网”是指通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,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。它是继计算机、互联网与移动通信网之后的世界信息产业第三次浪潮。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。国际电信联盟指出,物联网通信时代即将来临。未来几年,伴随国内物联网技术的迅猛发展和逐渐成熟,必将推动经济社会的全面进步,对未来经济社会发展将发挥至关重要的作用,物联网技术的进步将成为下一轮世界经济发展的驱动力。[1]

2 物联网人才的需求现状

为了顺应国际形势以及我国中长期科学和技术的发展需要,《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》在“亟待科技提供支撑”的国民经济和社会发展重点领域中选择了68项任务明确、有可能在近期获得技术突破的优先主题,其中明确提出要重点发展传感器网络及智能信息处理。由于“感知中国中心”在江苏无锡的建设,带动了江苏省及“长三角”地区对物联网与传感网技术的人才需求。同时随着国家战略性新兴产业的推进,全国各地对物联网与传感网技术的人才需求将呈指数性增长。

产业的需求无疑带动了人才的需求,国内支柱产业及高技术产业发展对物联网与传感网技术人才需求不断扩大导致此类人才成为企业的注目焦点。物联网与传感网技术专业培养的学生主要从事物联网与传感网技术及相关领域内的科研、教学、应用、开发、生产、管理工作。同时,物联网与传感网技术专业涉及国民经济发展的多个领域,随着国内战略型新兴产业发展对信息网络技术需求的不断扩大,人才市场对此类人才的需求是持续增加的。[2]

根据美国权威咨询机构Forrester预测,到2020年,世界上物-物互联的业务和人-人通信的业务相比,将达到30比1,意味着物联网产业要比互联网大30倍。因此,物联网被称为是“下一个万亿级的通信业务”。根据江苏省人才市场招聘需求信息,2007年计算机/互联网/通信专门人才的需求总数为319168,其中研究生需求数22960,本科生需求数143765;2008年计算机/互联网/通信专门人才的需求总数为401127,其中研究生需求数13122,本科生需求数200493;连续两年列第二位,且不断增加。随着全国物联网技术应用和产业的大规模发展,以及政府对物联网产业的大力支持与推动,相关专门技术人才的需求将会有进一步的提高。由此可见,物联网与传感网专业技术人才的需求量是巨大的。相关的物联网专业技术人才即将走俏。南京邮电大学于2009年9月率先成立了物联网与传感网研究院和物联网学院,开展人才队伍的培养。本文就高素质物联网专业人才的培养提出几点想法。

3 物联网人才培养的综合性

物联网广泛涉及RFID、传感器、嵌入式软件及传输数据计算等应用领域。物联网的应用技术主要包括:物体的标识与识别技术、物体感知的传感网络技术、物体“思考”的智能技术等,涵盖了计算机、现代通讯、新材料、智能控制等前沿尖端技术。因此在人才培养方面,需要培养具有以下三大类综合性专业基础技术的物联网人才:[3]

计算机软硬件、网络及通信类:计算机与通信技术应用涉及物联网的各个领域,主要从事物联网通信系统与网络的理论、技术及应用研究。具体包括:数据挖掘与采集、软件开发、系统设计、嵌入式软硬件设计、模拟硬件研发等。其中,嵌入式软硬件的应用最为广泛。具体地说,就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统等各种物体中,然后将物联网与互联网整合。因此嵌入式软硬件设计技术是物联网人才培养的关键。

应用物理/应用数学类:应用物理的测控技术、光学精密测量、遥感遥测、纳米技术及光学工程,应用数学的计算数学、组合数学等专业在物联网领域中都有重要应用。这些相关技术成为物联网人才培养的基础。

电子/电气/自动化类:电子(尤其是微电子)、电气、自动化类的微纳机电系统、微传感器与微执行器、微机器人与微装配系统等技术成为物联网科学研究、设计制造、产品研发需求的重点。

有机地整合上述相关专业知识,以形成一个有效的知识体系,用以支撑物联网与传感网的技术与应用需求是物联网与传感网技术专业的核心问题。

4 物联网人才培养的措施

物联网在国内尚属于新兴专业,人才培养结合社会需求也是近年来提出、尚未真正解决的难题。作为为社会输送人才的主要来源地的高校,应将物联网人才培养的教学体系、教学实践、社会需求结合起来研究,充分利用各项资源,将课程与实践相结合,把高校自身教学优势和企业用户整合起来,开创出实用的物联网专业建设和人才培养措施。

*设置合理的教学体系:

根据物联网所需高素质人才的综合性,在设立高等教育课程体系时应分别侧重于上述三个方向。以信息网络为主干学科,涉及计算机科学与技术、信息与通信工程、电子科学与技术、控制科学与技术、应用数学与物理技术等交叉学科;设立电子识别技术与应用、传感器与测控技术、通信系统原理、通信与计算机网络、无线传感器网络技术、物联网技术与应用、传感器件与编程技术、ZigBee协议与应用、物联网中间件技术、网络协议及网络互连、嵌入式系统原理与应用、智能信息处理、CPS原理与应用、数据库原理与技术、无线通信与网络技术和软件工程等主干课程。根据物联网技术的发展,以及市场需求不断变化的特点,保证教学内容紧紧跟随国际主流物联网技术的发展。[4]

*理论与实践相结合的教学模式:

教学的方式方法是多种多样的,在众多的教学方法中,寻找能让学生尽快掌握教学内容和形成技能的有效的教学方式方法成为了人们追求的目标。将学科基础理论和专业方向理论贯穿于课程实验、课程设计实践中,构成日趋完善的实践教学模式。根据物联网技术的应用特殊性,可考虑通过校企合作,研究和建设开放的物联网平台,建立物联网技术及应用实验室,进行物联网相关平台的构建及关键技术的研究,南邮物联网学院将主要着重以下5个方面的研究重点:

1、物联网组网技术与协议的研究:开展物联网组网相关理论与协议的研究,为中国通信业的物联网建设提供技术支撑。

2、接入C网的无线传感器网络多功能网关设备研制:研制无线传感器网络接入移动通信网络、无线局域网和Internet等网络的多功能网关设备。

3、服务构件化的嵌入式空间智能感知系统的研制:构建面向目标人的嵌入式智能服务节点(包括摄像头、激光及声源节点),使这些空间分布的服务节点形成网络化智能环境系统,实现该系统下有效的目标活动、行为及声音等方面的检测及识别,为人提供多方位的智能服务。

4、物联网隐私保护与信息安全技术研究:开展物联网安全技术的研究,为物联网的大规模应用提供安全、可信的环境。

5、物联网示范应用系统的开发:开展物联网应用系统的研发并力争实现产业化,为中国通信业的物联网建设提供应用示范,并推动江苏物联网产业发展;

通过实验与实践保证学生在动手能力得到锻炼的基础之上,又有所拔高,经过这一遍遍的专业培养或专门训练,可以成为具备物联网专业知识的应用型人才。同时校企之间通过整合人才和设备资源,突破关键技术和核心技术,加强创新能力、先进制造能力、市场服务能力建设,形成具有自主知识产权的成果和可持续竞争力,最终完成从互联网时代到物联网时代的产业升级。

5 总结

目前,中国物联网的研究和应用与国际同步,具有同发优势,处于同等水平,并做到了部分领先。有关专家表示,物联网将很大程度上改变人们的生活方式,而中国也将率先感受到物联的世界和智慧的地球。随着物联网的发展,对物联网与传感网技术专业人才的需求必将逐年增加,预计这种需求将保持持续增长的趋势。然而,当前我国还没有专门的物联网与传感网技术专业设置,专业人才匮乏。因此,设置物联网与传感网技术专业,培养具有创新意识和实践能力,系统掌握物联网与传感网基础理论和专业知识,能在信息网络等领域从事科学研究、教学、技术开发、生产及经营管理等方面工作的高级专业技术人才是非常必要也是非常迫切的。

参考文献

[1] 李江.物联网的瓶颈以及未来分析[J].射频世界,2010,(02):48-50.

[2] 刘伟.推进物联网产业发展[N].杭州日报,2009.

第5篇

关键词:物联网技术 农业信息化建设 应用情况

中图分类号:TP391.44 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2015)12-0000-00

农业生产受自然因素的影响较大,而这些因素具有较大的不确定性,因此随着经济与科技的发展,农业生产对信息化技术的依赖程度越来越高,人们力求通过技术手段及时获取自然环境的信息,提高农业生产活动的科学性与有效性。物联网技术具有综合性与智能性,其系统的建设能够满足农业生产与发展的实际需求,这一技术在农业信息化建设中的应用有着重要的现实意义。

1农业信息化建设的内容

农业信息化对整个社会的信息化发展有着重要的推动作用,目前农业生产中已经逐渐应用到了遥感、网络共享、信息处理、通讯、RFID等技术,农业信息化建设能够促使农业生产、加工到销售的各个环节紧密的联系在一起,从而促进农业经济的繁荣发展。农业信息化建设的内容主要包括以下几个方面。

1.1资源环境信息化

资源环境信息化的提出主要是因为农业生产对自然环境的依赖度较大,气候、湿度、温度、光照、温差、降水、土壤等因素都对农业生产的实际情况有极大的影响,因此为了促进农业的健康发展,应当根据当地的实际情况建立农业资源信息库,为农业生产提供给必要的关于资源与环境的信息。除了静态的信息展示外,还应当有动态化的信息收集,保证农民能够获得实时有效的信息,从而提高农业生产的科学性与有效性。

1.2生产管理信息化

在现代化发展的过程中,农产品生产与加工的目的主要是为了投入市场进行销售,在这个过程中如果没有合理的规划与管理,那么就很容易导致生产、销售等环节相互之间的脱节,最终阻碍农业经济的进一步发展。因此在农业发展的过程中应当对生产以及经营的过程予以全面的信息化管理,对农作物种植、农田管理、畜牧养殖、环境监测等过程予以统一的规范化监督,促进农业生产水平的提升,实现对农业成本的节约以及对农业经济效益的提升,最终实现农业的可持续性发展。

1.3经济发展信息化

经济发展上的信息化是指农户、农村企业等各单位实现网络的全面覆盖,促进信息的共享与交流,通过通信设备,普通农户以及农业生产企业都能够获得关于交通、环境、资源、经济建设等多方面的实时消息,同时通过网络平台,农户等还可以了解到政府最近的农业政策与农业信息,从而对自身的农业生产经营活动作出相应的调整,保证生产经营行为与国家的建设发展方向具有一致性。另外,信息化的网络通信平台还能够加强农村与外界的沟通,这在一定程度上有利于吸引外部企业对农业生产建设进行投资。

1.4科技教育信息化

科技教育方面的信息化发展有利于为农业生产培养具有高素质的人才,人才是推动农业发展的主要动力,因此需对人才的培养予以高度关注,教育的信息化发展能够使农民接触到先进的技术,从而提高农业生产的科技化水平。科技的信息化是指利用以网络为依托的信息技术手段,将先进的农业技术整合至网络平台,使农民或从事农业生产的相关人员能够在网络上学习到先进的农业技术并进行信息交流,从而推动农业科研的发展与建设。

2物联网技术的发展现状

2.1物联网技术概况

物联网属于一种“有限网络”,管理、控制等操作都针对特定的对象展开,它能利用网络、识别器与传感技术将不同的管理对象连接到一起,从而对对象进行决策、识别、感知、态势判断等方面的控制与管理,其操作具有综合性与智能化的特征。物联网中蕴含着大量的信息数据,因此对信息处理技术、网络技术以及通讯技术的要求与需求均相对较高。物联网平台系统构架如图1所示。

物联网技术可谓是信息产业发展的第三次浪潮,这一技术的发展不仅能够推动进行的经济投资产生,还能够使经济运行的效率得到提升,因此其效应具有双重性。物联网技术可实现人与物、人与人以及物与物之间交互联系,它以互联网技术为基础并对互联网技术进行了有效的延伸。物联网技术不是一种全新的技术手段,而是对具有先进性的计算机技术的整合,针对不同领域的需求,技术的应用会做相应的调整。

2.2物联网技术对农业信息化的影响

随着物联网技术的进一步发展,农业领域在信息化建设的过程中也开始应用这一技术手段,而农业具有一定的复杂性,影响因素较多,经营较为分散且生产流程较长,利用物联网技术能够对农业的发展情况进行整合,促进绿色农业、高效农业的发展。

在物联网技术的基础之上,农业信息化建设主要表现在农产品的身份标识编码上,农产品自产生起就被赋予了唯一的、区别于其它产品的标识编码,其信息资料可通过RFID技术进行采集与储存,如果某一环节需要对产品予以数据分析,那么可通过对产品ID的分析或者对代码的解析来获得相关的信息资料,通过这种方式可以有效的对物品做出识别与判断,同时可以对产品进行全程的跟踪与管理。具体的以物联网为基础的农业信息化结构如图2所示。

3物联网技术在农业信息化建设中的应用情况

3.1农业节水灌溉

生产过程中对物联网技术应用最为突出的环节当属节水灌溉环节,我国水资源分布不均,整体上呈现出匮乏的状态,为了满足农业生产的需求,研究人员应当通过先进的技术手段创新灌溉方式,使灌溉既能够满足农业生产的需求,又能够实现水资源节约的目的。在物联网技术的支持下,农业灌溉可以应用具有自动化特征的控制系统进行操作,整个系统包括四个环节,第一是信息采集,研究人员首先应当对水资源的情况进行了解,因此需采集相关的信息资料;第二是分析加工,利用这一系统能够对采集到的信息进行分析,剔除无效信息,并对有效信息进行整合;第三是指导实践,整合后的信息能够为灌溉工作的展开提供有效的指导,使农业生产人员能够确定灌溉量与灌溉方法;第四是信息反馈,物联网系统平台能够对灌溉进度与效果进行有效的反馈,用户也可以在这一平台上对灌溉信息进行查询。山西省应县的水资源就严重匮乏,为满足农业灌溉的需求,相关人员利用物联网技术建设了完善的灌溉控制系统,该系统能够满足制定用水计划、管理水费、记录灌溉进度、上传灌溉信息等用户需求,这一系统由总控室、集中控制室、电气控制柜以及水泵组成,相关信息可通过RFID技术获得,数据的传输、水泵的控制都可以通过物联网技术完成,人力、物力、财力等方面的投入均相对较少,这一系统的使用使农业现代化与信息化的水平有了较大程度的提升。

3.2产品安全监管

随着生活水平的提升,人们对食品质量与安全问题的关注度越来越高,尤其是毒豆芽、毒奶粉等问题被曝光后,消费者希望食品生产环节能够更加的科学化与规范化,此时相关部门也相应的加强了食品安全质量监管的力度。在农业生产方面,物联网技术的发展为农业产品生产提供了新的监管途径,即可以利用RFID技术对产品从生产到销售的过程予以全面的管理与监控,美国最先将这一技术应用于农业生产,为了避免患有疯牛病的牛流入市场,研究人员将RFID身份识别编码从牛耳处植入,RFID系统中详细记录着每头具有编码的牛的资料信息,包括年龄、饲养情况、体重、患病史以及宰杀情况等。我国对这一技术的应用始于2009年,为了保证猪肉的质量,研究人员推出了“金卡猪”,即利用RFID技术为猪贴上对应的“电子身份证”,从而实现对猪从饲养、防疫、加工,到流通与销售的整个过程的监控。这一监控过程的完成主要依赖于EPC标准以及RFID技术。

3.3农畜产品流通

农产品流通的过程主要包括四个环节,第一是在产地的处理,第二是装载运输,第三是在批发市场的销售,第四是在零售市场的销售,为了保证农畜产品不脱离监管的范围,物联网技术发挥了巨大的作用,物联网技术具有联网、识别以及追溯的功能,因此在整个流通的过程中相关人员都能够对农畜产品的去向予以全面的监控。产品信息采集的过程不会耗费过多的时间,因此不会影响农畜产品的销售过程,同时物联网技术能够使农畜产品供应链共享与集成的水平得到有效的提升。在物联网技术的支持下,农产品流通过程可以形成一条信息链,无论是生产环节还是产品供应环节,相关人员都需要先对产品的信息进行采集并上传至对应的数据库,保证信息更新的及时性与信息存储的有效性。为了保证数据信息的安全性,数据库会设置密码,只有在供应链上的各个环节上才能够对密码进行共享。

3.4质量安全追溯

物联网技术在提高农业产品质量与安全中的作用较为显著,质量安全追溯的过程中,物联网技术形成了高水平的技术体系,该体系由信息采集、传输、查询这三个层次组成。首先,是采集信息的过程,以蔬菜生产为例,生产人员会将生产基地划分为不同的地块,然后对各地块做编码处理,并为之匹配相应的IC卡,生产过程中的每项产品都会被赋予对应的电子标签,播种后每次施肥、浇水、除草的过程都需要通过终端记录到IC卡中,通过终端进行操作能够简化数据采集与存储的过程,避免投入过多的人力与财力,且数据收集的准确性将会得到较大的提升。其次是传输信息的过程,在生产基地,信息的收集通过终端与IC卡完成,IC卡相当于信息存储的中介,而信息传输最终的目的地应当是当地的农业数据库,因此应当定期对IC卡中的数据信息进行处理,即利用RFID技术将其通过计算机设备与网络传输到物联网信息数据库平台。最后是查询信息的过程,在农产品投入市场时间,相关人员可将物联网上存储的追溯码进行转换并生成标有追溯码的标签,并将这一标签准确的粘贴到产品外包装上,消费者可以通过物联网平台对产品信息进行查询。

3.5农业信息共享

农业信息共享能够加强农业生产企业与农民之间的交流,从而激发新的思想与新技术,可建立市级、县级、乡级等多层次的信息平台,这样既能保证农业政策与信息的上传下达,还能够保证政府对民意的深入了解,上下层通力合作共同推动农业生产的进一步发展。例如广西省玉林市就利用物联网技术打造了特色的农业信息服务体系,实现四级信息网联动,即在市级设立农业信息中心,在县级设立农业服务平台,在乡级或镇级设置农业信息站,在村内设置信息员,这种服务体系的设置充分考虑了各级单位的实际情况,层级清晰,职责明确。具体来说,网络信息平台由各农业企业的网站以及特色的农业网站组成,各网站根据自身的定位与需求设置了不同的板块,例如玉林市博白县的竹芒编企业的门户网站上就设置了声讯服务、网络销售等众多模块,同时为了满足对外销售的需求,网站还有专门的英文版。

3.6精准农业发展

精准农业是农业精细化发展的目标之一,在信息化的发展过程中,相关人员可对农业生产过程予以定时、定量、定位以及空间变异管理。通过网络技术、通信技术、定位技术、遥感技术等先进的信息化技术,农业生产者可以对农产品生产环境与条件予以综合性的分析,如气候、温度、湿度、土壤等,并根据分析的结果制定合理的生产方案,对温度、湿度等指标的制定都可以是定量的,总的来说,通过利用物联网技术,农业可以实现精准化发展,农业生产者能够科学的设定生产目标、对生产中的问题进行定位诊断、对生产方案进行优化,并可利用先进的技术手段对农业发展予以科学、规范的管理,使农业生产不仅能够取得较高的经济效益,还能够获得环境效益,实现经济与环境的共赢。

3S技术是精准农业在发展的过程中应用最多的技术手段,3S技术包括遥感技术、地理信息系统以及全球定位系统。具体来说,在农业生产过程中,物联网技术可以标识出相关物体,然后感知物体的基本情况,通过对决策终端、显示设备、计算机以及智能接口的连接实现信息资源的双向反馈,最终保证对农业生产过程的管控。人与物以及物与物之间的交互沟通的实现依赖于终端设备以及通信技术。生态环境是农业生产的重要组成部分,这一生态体系具有复杂性与开放性,种苗等农产品原料、农田与畜牧场等培养场地、气候条件、灌溉条件、人为因素等都是农业生态环境的重要组成部分,为了对这些可控或不可控的因素进行最大限度的监管与调整,物联网技术利用3S技术对生产环境与生产过程予以实时的监测,并对相关的信息进行收集与传输。通过实时的监测,物联网技术能够实现科学生产、灾害预防等目的。无锡市一农业生态园就应用了3S技术,某阴雨天养殖户史先生在距离生态园六十多公里的位置对园内蟹池中的供氧机进行远程操控,避免螃蟹发生缺氧的现象,使天气对农业生产的影响降低。该农业生态园内设有物联网监控中心,通过计算机屏幕生产人员就能够对鱼池、蟹池的实际情况予以监测,并可以通过手机或者鼠标操作对供氧机的开闭进行调控,这种智能化水产养殖系统的应用与物联网技术的发展密不可分。

4结语

物联网技术在农业生产中的应用能够促进农业生产管理、经济建设、科技教育信息化等方面的信息化发展,目前这一技术已经被广泛应用于精准农业、农产品安全管理、流通、质量追溯等众多农业生产环节。物联网技术的使用能够推动农业信息化的快速发展,能提升农业现代化发展的水平,在今后的农业生产过程中应当加强对物联网技术与农业信息化建设的整合,促进二者的共同发展。

参考文献

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[11]王春华.浅谈物联网技术在农业信息化中的应用[J].山东省农业管理干部学院学报,2011(05).

[12]朱晓姝.物联网技术在现代农业信息化中的应用研究――以广西玉林市为例[J].沈阳师范大学学报(自然科学版),2010(03).

第6篇

关键词:物联网;导论;层次结构;教学内容

作者简介:吴治海(1981-),男,安徽亳州人,江南大学物联网工程学院,副教授。(江苏 无锡 214122)

基金项目:本文系江南大学本科教育教学改革研究项目“物联网新专业实验实践性环节设置策略研究”(项目编号:JGB2011057)、“物联网新专业人才培养与产业结合模式研究”(项目编号:JGB2011053)的研究成果。

中图分类号:G642.421 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)31-0070-02

最近几年,物联网(Internet of Things,IOT)概念的提出及其技术的飞速发展引起了世界各国的广泛关注,被称为继计算机与互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。为了能在这一技术领域占据重要位置,许多国家提出了相应的物联网发展战略。如美国的“智慧地球”、日本的“u-Japan”、韩国的“u-Korea”、欧盟的“欧盟物联网行动计划”、中国的“感知中国”等。发展物联网技术的基础与核心是培养物联网方向的专业人才,为此,国内各大高校相继开设了物联网工程专业并开始招收第一届本科生,如哈尔滨工业大学、华中科技大学、西北工业大学、北京科技大学、江南大学、南京邮电大学等。然而,物联网工程的新专业属性,决定其人才培养方案的制订、课程的设置以及教学方法的实施等,目前仍处于“摸着石头过河”的探索性阶段。但是,国内目前已开设物联网工程专业的大部分高校,都将“物联网技术导论”作为本专业的第一门课程,旨在向学生整体介绍物联网的概念、内涵、关键技术、发展现状以及主要应用等,以激发学生的学习兴趣,并使学生树立学习的信心。因此,“物联网技术导论”课程的讲授成功与否关系到物联网人才培养的质量,进而影响到中国物联网技术发展的进程。

一、物联网的概念及内在层次结构

目前,关于物联网的定义有多种,但是被大多数学者认同的一个定义为:物联网,即通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器、气体感应器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息的交换与通讯,以实现智能化的识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。简而言之,物联网就是“物物相连的互联网”。使用通俗的语言,可以这样表述物联网的内涵:使用传感器获取物理对象的信息、使用网络传输信息、使用计算机处理信息、使用控制器设计反馈控制策略、利用执行器对物理对象进行控制与管理等各类操作。由此可以绘制出物联网中的信息流(如图1所示)。因此,从控制学科的角度来说,物联网是一个典型的网络化控制系统(Networked Control Systems,NCS)。从物联网的定义以及图1中展示的物联网中的信息流向,可以概括出物联网的层次结构:感知层、网络层、处理层与控制层(如图2所示)。其每层的功能分别为信息的获取、信息的传输、信息的处理与信息的反馈。这四层结构的划分是对传统的物联网三层结构,即感知层、网络层与应用层的进一步细分,本质上是一致的。从这四层结构的划分不难看出,物联网技术涉及信息技术领域的四大一级学科,即电子科学与技术、信息与通信工程、计算机科学与技术以及控制科学与工程。因此物联网是一个多学科交叉的技术,这使得物联网的内容极为丰富。但另一方面,这种交叉性也增加了“物联网技术导论”课程的讲课难度,对教师的专业素质提出了更高的要求。因此,如何选择讲课的重点,既让学生感受到物联网技术的重要性,激发他们的学习兴趣,又使他们面对繁杂的内容而不畏惧,树立学好物联网技术的信心,具有重要的意义。

二、“物联网技术导论” 教学内容选择

目前国内已出版发行的“物联网技术导论”教材有十多本。[1-12]通过浏览这些教材的目录,不难发现物联网内容极其庞杂,主要涉及传感器技术、无线传感器网络、射频识别技术、短距离无线通信技术、远程通信技术、无线单片机、嵌入式系统、云计算技术、机器学习、模式识别、数据挖掘、智能信息处理技术、物联网控制技术、物联网安全技术、物联网技术标准、物联网应用等。依据物联网的四层结构,可以将上述内容进行如下层次归类:感知层包括传感器技术、无线传感器网络与射频识别技术;网络层包括短距离无线通信技术与远程通信技术;处理层包括云计算技术、机器学习、模式识别与数据挖掘;控制层包括物联网控制技术;物联网安全技术、物联网技术标准与物联网应用横跨物联网的四层结构。但另一方面,作为一门导论课,一般来说讲课时间会限制在20课时以内。试图在较短的时间内把上述内容完全彻底讲一遍是不现实的,因此需要选择重点内容进行讲解,目标是让学生对物联网的整体架构、关键技术有一个整体上的清晰认识。那么如何选择主要内容呢?以江南大学已经实施两年的“物联网技术导论”课程教学方案为例,结合物联网的四层结构,来分配每讲的主要内容。目前江南大学“物联网技术导论”课为16课时,除去最后一次考核占用的2课时,还有7讲14课时。下面,结合物联网的四层内在结构,详细叙述每讲的主要内容。

第一讲——绪论。介绍物联网的基本定义、内在结构、研究现状、发展动态、主要应用领域。重点讲解物联网的基本定义与内在结构,讲解时应播放一段物联网应用案例的视频,增加学生对物联网内在结构的整体认识。

第二讲——感知层技术一。介绍智能传感器技术,包括传感器技术、微控制器接口、无线单片机、嵌入式系统。重点介绍传感器工作原理、比较CC2430和CC2530功能差异、嵌入式智能传感器的一般结构、标准接口与串行接口。

第三讲——感知层技术二。介绍无线传感器网络。由于无线传感器网络具备了一个简单的物联网系统的架构,对本讲内容的讲解可以大大提高学生对物联网内在结构的认识。主要讲授无线传感器网络的定义、体系结构、特征、协议栈结构、主要支撑技术,如定位技术、时间同步、数据融合、安全技术等。可以结合无线传感器网络在智能农业当中的应用来讲解本部分内容。

第四讲——感知层技术三。介绍射频识别技术。由于射频识别技术也具备了一个简单的物联网系统的架构,所以对本章内容的讲解可以进一步增强学生对物联网内在结构的认识。主要讲解射频识别的组成、分类、工作原理、技术标准、与传统自动识别技术的区别以及安全问题。可以结合射频识别技术在门禁系统当中的应用来讲解本部分内容。

第五讲——网络层技术。介绍短距离无线通信技术和远程通信技术。重点介绍Zigbee技术、WiFi技术、蓝牙技术、超宽带技术和3G无线远程通信技术,简单介绍多路访问技术和多路复用技术。应结合具体的应用来讲解Zigbee技术、WiFi技术和蓝牙技术。

第六讲——处理层技术。主要介绍云计算技术、机器学习、模式识别与数据挖掘。重点介绍它们的含义、基本结构和主要方法。在介绍基本结构时应画出结构方图,使其技术原理清晰明了。

第七讲——控制层技术。重点介绍控制的思想,即反馈。可以结合具体的例子来讲解,如倒立摆的控制,让学生主观感受反馈的作用,但要避免复杂的数学公式。也可以适当介绍控制学科的前言问题,如网络化控制系统与多智能体系统,让学生深刻感受到控制技术在物联网技术当中的地位。

以上七讲基本包含了物联网技术的主要内容。通过这七讲的学习,学生基本上对物联网架构和关键技术有了一个整体上的认识。由于不同高校开设物联网工程专业的院系有所不同,教师的专业背景也有所不同。但是,确保学生正确认识物联网技术的一个基本要求是教师向学生完整地介绍物联网的四层结构。任何一层的缺失都将导致学生对物联网概念和内涵认识的不准确,影响其以后的学习效果。

三、结语

本文在阐述物联网内在层次结构的基础上,结合“物联网技术导论”课程课时短、内容多的特点,详细介绍了如何在有限的课时内分配主要的物联网技术的知识点。由于“物联网技术导论”是一门新的课程,目前还没有成熟的课程教学方案,因此,本专业的高校教师要善于结合自己的专业知识和教学经验,编写符合中国国情的“物联网技术导论”教材,探寻一条符合中国学生的“物联网技术导论”课程教学方法,进而培养出基础扎实、技术熟练的物联网专业人才,推动“感知中国”战略的进程。

参考文献:

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第7篇

关键词:物联网技术;智能家居;系统设计

随着科学技术的迅速发展,世界也开始进入了信息化时代,而如今科学家将计算机技术和信息技术融入了人们的日常生活和工作中,也就是智能化的应用。智能化的应用虽然从起源到现在只有二十多年的时间,但是其发展速度已经在各大发达国家中得到广泛应用,特别是在建筑行业以及家居行业中已经使用在人们的生活和工作当中,这不仅仅是世界科学上的一大突破,更是让人们的生活和工作迎来了一个全新的、高科技和安全舒适的环境。

1物联网技术的智能家居与传统智能家居的比较及发展趋势

物联网技术的智能家居是通过无线连接方式将家庭中的各种使用电器科学合理的组织、联系起来,形成一个完整的控制系统,而传统的智能家居是每个家居带有智能化的独立工作,它们是单一化的、无联系性的个体,因此在两者比较中,可以发现物联网技术的智能家居在控制和管理方面会比传统的智能家居更加的节省时间以及管理成本,在使用处理方面会更加的简单方便,可以说物联网技术的智能家居给人们的生活和工作带来更简便、更统一以及更加实用的体验。但是由于物联网技术的智能家居还未能广泛的使用,所以在购买成本使用上会比传统的智能家居更高,在维护和维修方面则需要全面整体的排查,所需的费用也就更加的昂贵。因此物联网技术的智能家居比传统智能家居存在着巨大的优势,但是也存在着时间发展的限制。随着社会经济的发展以及家庭人口结构的复杂化,人们对于家居环境的需求也就越来越高,特别是在环境的舒适程度以及安全方面,与此同时大多数经济条件较好的家庭对家居产品的功能要求不仅仅是使用上的安全舒适,更多的是要求整个系统能在功能之上有更多的扩展和更多的服务需求,能做到全面、简单又有舒适、有效率,所以物联网技术的智能家居不仅会受经济和科学的发展而逐渐取代传统的智能家居,更是人们对未来生活和工作的需求慢慢普及到每个家庭中。

2物联网技术的概括说明及智能家居的系统技术构造分析

2.1物联网技术的概括说明物联网的应用是与所连接的物体,可以进行远程感知并控制,物联网主要由感知层、传输层以及应用层所组成物。联网由传感器的传感技术为基础用于采集信息和连接电器产品,再通过输出层进行数据上的传输和计算,最后通过应用层来实现所接收信息的应用和服务。

2.2智能家居系统的构造分析智能家居主要由简易信息家电、信息处理模块、通信模块、功能驱动模块以及外界信息的接口模块所构成。信息家电就是通过带上PC,利用计算机和信息技术与普通家电连接而成的主要功能的家电产品,属于家庭中的新型家用电器;信息的处理模块是系统的处理器,可以将比较分散和独立的信息进行信息的共享和协同工作,主要现实功能就是对家电工作所处的状态和发出的需求进行收集并处理,再将结果传输到功能驱动模块当中;通信模块是系统模块之间连接的“线路”,根据不同的家庭和所处的生活环境,通信模块也不尽相同,所需求的功能状态不就不一样;功能驱动模块是系统的信息指令中心,是信息的流入和流出与家电的接口,根据不同生产商的电器,首先需要经过驱动模块来将指令翻译成家电器所能够执行的电子信号,还将各种复杂状态的信息转化为简单易懂的二进制信息;外界信息的接口模块是外界与家庭连接的“关卡”,使得家庭的内部中的各种信息在共享的基础上,进一步的实现了基于因特网的资源共享,通常被指定为今后发展智能家居关键所在。

2.3智能家居系统的主要技术智能家居系统的主要技术有:网络通信技术、网络移动终端技术以及网络控制技术。网络通信技术可以分为有线网络通信和无线网络通信技术,现在主要流行的是无线网络技术,其比较有线的网络技术更具有低耗能、低成本以及广范围的覆盖的优势,是未来智能家居发展的主要通信技术;网络移动终端技术通常以智能手机为主要代表,也有的使用智能电视机或是平板电脑。网络移动终端技术现在主要嵌入的系统是比较被广泛的安卓系统,用于移动互联网上。网络控制技术通常由家庭网关互联、外部扩展的模块与家电互联以及直接嵌入系统应用:智能家居的主要核心就是家庭网关,用于完成家庭的内部网络中的各种通信的连接转换和共享,并同外界通信网络的数据进行交换和对家庭智能家居的管理和控制;通过外部扩展的模块与家电互联进行远程控制,按照规定的通信协议对家电进行控制;直接嵌入系统应用实现了网络功能与家居中的单片机相互协调控制的功能,使仅有单片机控制的家电升级到单片机与网络相连接的多功能控制。

3物联网技术的智能家居系统设计的研究方向

3.1由移动智能终端,随时随地控制管理家居通过比较传统的智能家居,会发现一个问题是传统家居没有统一的管理性,往往一个家电器发生什么意外事故或者是软硬件的损坏,用户都难于察觉或者在外无法对意外事件提前警觉,因此在使用物联网技术的智能家居设计中,需要设计一款由移动智能终端来随时随地可以控制管理家居的系统,在移动智能终端上设置功能需要有家电用器的开启与关闭的功能和设置家电器工作状态的功能,主要由于家电器摆放或是设置的开关之间有一定的距离,为了方便用户通过移动智能终端可以节省生活中不必要浪费的时间,另一方面更为了防止人的惰性而能随时随地的关闭不必要的家电器使用,节省电能源。

3.2实现一键控制家居模式对于传统的智能家电来说,用户在使用时都需要对每个家电进行繁琐的操作,实现一键控制家居模式是物联网技术的智能家居系统设计的主要研究方向,设想下一个刚从繁忙工作回来的工作者,一回到家里打开电灯、开空调、插电煮水来准备洗澡、洗后还要用洗衣机洗衣服、开电脑或看电视,似乎又回到家工作一般,如果实现一键控制家居模式,根据用户日常习惯设定后,一切通过一键实现运作,不仅仅是生活中的享受,更是大大节约了大部分繁琐操作的时间。关于物联网技术的智能家居系统设计需要能对日常安排的家电使用能够有灵活变动的功能,也必须能在远程进行操作,提前设定好功能

。3.3安全系统的监控与设定物联网技术的智能家居系统设计必不可少的是安全系统的设定,安全系统主要要注意的方面有:家电器具的安全管理,对家电器具的开关使用情况都有安全模式通过移动智能终端设置警报提醒;另外是网络安全的设置,对于黑客或是有意进入的网络扰乱的侵入者,可以设置移动智能端进行监控和清除的功能;最后需要安全系统设置的是为防止房屋的盗窃,设置防盗系统,用于检测外来人员进入房屋的扫描功能和自动报警功能,在这两个功能设置之外还可以设置移动智能终端进行视频监控的功能,从多个角度和多个功能方式来安全防护,让用户减少不必要的财产损失。

4总结

总而言之,物联网技术的智能家居系统的发展是随着经济的提升以及科学技术进步的,比较传统智能家居是为了更好的吸取其中的优势,去除繁琐的操作,为了人们今后拥有更加安全、舒适而又简便的生活,物联网技术的智能家居系统还需要更多的完善和改进。

参考文献:

[1]梁爽.基于物联网技术的智能家居系统设计[D].西南交通大学,2013.

[2]邓桢文,程洪亮,蔡艺韵,等.基于物联网技术的智能家居系统设计[J].福建电脑,2016,32(2):21~22.

第8篇

关键词:物联网;技术;发展现状;应用

中图分类号:TP212.9 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2013) 06-0098-01

在计算机、互联网和移动通信的应用得到全面普及的应用的前提下,我们又研发了一种物物相连的物联网技术,它相当于世界信息技术的第三次革命,必将推动信息技术的所有行业进入更深一轮的信息化浪潮。物联网很有可能在不久的将来拥有万亿级市场,将有效抑制金融危机的发生,同时,还能更深程度的振兴经济的重点领域,最终使得我们拥有更智慧的城市。

一、物联网技术的定义和原理

物联网就是通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,在依照约定协议的前提下,把任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通信,最终达到智能化识别、定位、跟踪、监控以及管理全面实现的一种网络概念。

物联网的原理就是把各种各样的传感器与现有的互联网相互衔接的一个全新技术。它是依靠计算机互联网的前提下,利用射频识别和无线数据通讯技术,研制出来一个覆盖世界上万事万物的“Internet of Things”。

二、新时期的物联网技术发展现状

新时期的互联网技术实现了虚拟网络和现实网络世界的实时交互,虽然被称为物联网,但是它的基础和核心仍然是互联网,是改革和发展了的互联网,所以依然可以和电信网、广电网等等一些公网进行互联。同时,随着电信网络特别是无线网络的扩展,以及传感技术的发展,我国推广物联网的条件已经逐步趋向成熟。

目前,我国物联网产业的发展得到了高度重视,被予以是战略性的新兴产业来研究的推进。其中,国务院在2006年颁布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006~2020年)》就有设计互联网的内容。另外,2009年,总理在无锡考察的时候还就物联网的发展提出了三方面的具体要求:一是,把传感系统和3G中的TD技术结合起来;二是在国家重大科技专项中.加快推进传感网发展;三是尽快建立中国的传感信息中心,或者叫“感知中国”中心。近几年来,中国物联网发展的政策环境越来越完善,技术水平也有了很大程度的提高,市场培训得到了深化,同时产业的投资也有了大幅度增长。

一旦物联网技术得到普及,就会有更多的物品需要加装更加小巧智能呢过的传感器,同时使得那些用于动物、植物和机器等物品的传感器与电子标签及电子标签及配套的接口装置数量也将急剧上升。物联网的应用将很大程度上推进信息技术元件的生产,并且给国内行业带来巨大商机。

三、物联网实现的架构和关键技术

物联网技术包括了信息、通信、传感器和自动控制等多方面的综合技术。另外,可以划分为应用层、网络层和感知层三个层次的关键技术。

(一)感知层关键技术

感知层的技术又可以具体分为统一标识技术、RFID技术、传感器技术、传感器自组网技术等。所谓的统一标识技术是为了解决对物体进行统一标识的问题;RFID技术是关于一些超高频和微波频段问题的;传感器技术的应用是为了研制出来一些体积小、低功耗、自供电集成的中央传感器以及未处理系统等各种新型芯片;传感器自组网技术是为了避免出现移动、有线和无线的多层次组网现象。

(二)网络层关键技术

首先,要想有效的使用物联网就必须能够充分的利用电信网、广播电视网和互联网等,积极的推动三网融合,将带来机制创新和技术创新。其次,互联网在应用过程中无法避免的要传输大量的信息,这就要求我们必须配备一套使用新材料研发的新型传输网络。最后,一个有效的物联网的建立离不开各种传感网络的互联,数据之间的交互和共享,以及应用上的规模性。

(三)应用层关键技术

所谓的应用层关键技术包括中间件技术、基于云计算的应用处理中心和系统集成技术。由于物联网的中间件处于数据和应用程序两者的中间,所以,它就如同整个网络的神经系统一样存在着。它可以完成数据的过滤、聚集和信息传递,使得互联网能够在混合组网、异构环境下高效的运行。基于云计算的应用处理中心技术主要包括了:云计算架构技术、快速部署技术、资源调度技术、多租户技术、海敏数据处理技术以及大规模分布式存储技术等多个方面。另外,系统集成技术是用来提高功能集成网络集成、软硬件操作界面及功能控制、系统级软件等技术能力的。

四、物联网的应用

现阶段,物联网的发展速度在急速上升,它的应用形式已经多种多样,并且随着技术的发展、改革和创新,应用种类仍然在不断增加。现在的中国物联网已经融入到了实际应用的很多领域中了,使得一个完善的物联网产业体系得到了初步形成。

物联网产品的主要应用领域包括智能家居和智能交通等几个方面。所谓的智能家居产品就是把自动化控制系统、计算机网络系统和网络通讯技术融于一体,使得各种家庭设备都能实现自动化和远程操控的目的,这样不但使得家庭的安防系统更智能化,还有利于提高全方位的信息交互功能。而智能交通系统则包括了公交行业无线视频监控平台、智能公交站台、电子票务、车管专家、公交手机一卡通和测速E通6种业务。

五、结束语

目前,我国在不断推进工业化和信息化的融合,这使得物联网在很多行业的信息化过程中占据着举足轻重的地位。物联网是一种智能服务的行业,它是感知中国和世界的技术。随着物联网时代的到来,一系列的应用和服务都将产生,这样可以带动出来新的产业链。

虽然现在的物联网还不成熟,只是一个雏形,发挥的作用也非常有限,但是它将来所带来的前景却是不容置疑的。我们要坚信中国未来的物联网行业发展前景极为广阔,它的推广和普及将很大程度上加快经济的发展。同时,也要清楚在物联网领域,中国和其他发达国家站到了同一个起跑线上。我国必须抓住历史机遇,突破一些关键技术和核心技术,建立自主化技术体系,形成具有自主知识产权的成果和可持续竞争力。

参考文献:

第9篇

【关键词】窄带;物联网技术;市场趋势

一、窄带物联网发展背景

窄带物联网的发展前景,其实试下各种信息传感需求的背景之下发展起来的,对于接入互联网的人与物之间的智能互联,实际上从2000年左右,人们就已经开始了对于其技术飞跃的不懈追求。我国工信部的《关于全面推进移动物联网(NB-IoT)建设发展的通知》,是我国目前对于窄带物联网连接技术的准备基础。NB-IoT的具体应用场景包括:公共事业应用场景、工业领域、农业领域、消费领域等。这种低耗能、广泛连接领域的物联网连接技术,是在目前全国广域范围内的物联网要求能够实现覆盖能力、节能性、安全性、标准性、服务质量、建网方便程度、生态系统和应用范围等方面超越其他技术的前提下发展起来的,NB-IoT势必成为未来广域物联网的主流通信技术。

二、窄带物联网基本原理和关键技术

在外物互联的大趋势之下,物联网和窄带连接技术已经开始了逐渐的普及,其工作和连接原理也逐渐为人们所熟知,目前,物联网技术拥有非常显著的商业价值,因此也得到了很多企业的高度重视。窄带物联网技术的突破性进展进展,是建立在面向长距离、低速率、低功耗和多终端业务的技术基础之上开发研究的,其基础原理是基于窄带技术标准的快速处理协议的接入基础之上进行的。窄带物联网其实是一个基于物联通讯技术的技术,利用高速率的视频监控技术,将中速率的智能数据传输和连接终端,实现至少约物联网连接占三分之二的连接需求。窄带物联网的关键技术,主要是在未来网络的组网中进行彻底的融合,将蕾丝于物体潜入窄带的数据卡,实现集合的通讯模块的功能。比较有难度的就是其协议需要实现速率的合理选择,在基站的建设上需要支持电话和微信的高带宽需求,同时也要支持物联的频谱资源应用。从技术层面看,解决物联网的覆盖深度,也是需要能够借助基站,使用单电池的多年应用,甚至可以达到5-10年的应用,是能够有效解决窄带物联网成本的终端需求。目前我们能够看到的量产规模是有限的,能够解决模组价格的技术成本,可以考虑监控通信终端的设置,并且结合纳入升级和试点的标准。

三、市场趋势

今后做窄带物联网已经可以不再需要复杂的组网过程,可以通过在融合整体的移动通信技术的过程中,建设更加能够适应多元化连接的网络。也就是说,组合一个更加具有广域特点的局域网,就可以有使用基站的覆盖房难喝角度,解决更多的功能性问题。选择巨大基数的来按揭终端喝数量级别,建立使用于多个窄屏的接入终端。在窄带物联网的扇区设置中,我们可以安排十万个物联终端进行连接,最需要解决的就是确实需要并且能够接入数量的问题,这个精确的技术属性确定,是未来物联网技术所需要做到的实际工作内容之一。在进行窄带物联网开发的过程中,最有市场前景的就是产业链的两头,对于设备制造和模块的通信增长,可以带来潜在的经济利润。另外,在平台运营的运营商而言,构建完善的支撑系统来帮助用户进行智能化管理,在对于物联中戴安的爆发式增长的时候,选择合理的计费和统计方式,就可以对网络发展带来更好的商机。

四、结束语

窄带物联网的发展已经开始逐渐接入到了人们的生活之中,这种具有更低成本的网络连接技术,已经潜移默化的增加了流量利用的空间,不仅为客户提供了更多的连接可能,而且还可以为物联网的运营商带来更多的计费模式,窄带物联网是可以未来万物互联时代给人们带来个性化连接服务的基础,而且可以为客户节省不必要的连接成本,从而必然具有更加广阔的市场发展前景。研究窄带物联网的技术基础,实际上就是希望能够结合更多盈利模式,为市场发展和不同客户提供服务、并促进运营商获利的双赢过程。

参考文献

[1]许剑剑,梅杰,ZulfiqarHussainPathan,曾剑秋.物联网发展驱动因素分析与前景初探[J].北京邮电大学学报(社会科学版),2016,(06):52-57.

[2]廖睿祺.思科物联网业务营销策略研究[D].大连理工大学,2016.

[3]苏美文.物联网产业发展的理论分析与对策研究[D].吉林大学,2015.

第10篇

关键词 物联网;苹果产业;制约因素;前景

中图分类号 F49;F326.13 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2012)23-0332-01

1 物联网及其农业应用

物联网[1-3]是指通过各种信息传感设备,实时地对声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息进行采集,与互联网结合形成的一个巨大网络,从而实现物与物、物与人所有的物品与网络的连接,达到识别、管理和控制之目的。

物联网按照网络内数据的流向及处理方式可分为3个层次:传感网络层,即以二维码、RFID、传感器为主,实现对“物”或环境状态的识别;传输网络层,即通过现有的互联网、广电网、通信网或者下一代互联网(IPv6),实现数据的传输和计算;应用网络层,即输入输出控制终端,包括电脑、手机等终端。其具备3个特征:全面感知,即利用RFID、传感器、二维码等随时随地获取物体的信息;可靠传递,通过各种通信网络与互联网的融合,将物体的信息实时准确地传递出去;智能处理,利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术,对海量数据和信息进行 分析和处理,对物体实施智能化控制。

物联网在农业和农村信息化领域中有着广泛的应用,如:精准农业、智能化专家管理系统、远程监测和遥感系统、生物信息和诊断系统、食品安全追溯系统等。发展物联网是我国现代农业建设的必然要求和现实选择,将对我国农业农村经济的发展产生重大而深远的影响。

2 物联网在苹果产业发展中的优势

苹果是中国第一大水果,产量和栽培面积均居全国第一。苹果产业在我国农业发展中占据举足轻重的地位。物联网技术在苹果产业上的应用[4],不仅能有效加快苹果这个传统优势产业转型升级,更将带动整个农业实现跨越式发展。一是提升苹果产业化水平。随着现代信息技术的发展,运用物联网关键技术搭建一个苹果系统,实现资源整合,形成技术体系并进行应用与推广,可以改变粗放的苹果产业经营管理模式、引领苹果产业标准化以及质量安全等方面的健康发展、提高生产效率、提高苹果生产智能化水平、实现苹果在流通过程中的保值增值,从而有效推动苹果的产业化进程。二是提高产业信誉和扩大出口。基于物联网搭建苹果供应链质量管理信息系统[5-6],能提高生态苹果园内部的管理效率,实现苹果全流程可追溯,对提高苹果的品牌建设进而增加苹果附加值、扩大出口具有十分重大的意义。三是推进苹果产业转换方式、调变结构。烟台市有近100万劳动力直接从事果品生产,占农村劳动力的1/3,物联网技术在苹果产业的推广与应用,一方面可在提高劳动效率的同时减少直接田间劳动者的数量;另一方面由于物联网技术的广泛应用,在园区管理、加工、流通等领域内可吸纳更多的农业劳动力。该变化必然带来苹果生产方式的变化,从而推动苹果产业向深度与广度发展。四是带动现代农业实现跨越式发展。苹果产业作为区域优势产业,示范带动效应极其明显。选择苹果产业这个关键领域,扶持具有广阔应用前景的物联网技术实现重点突破,带动力强、效益覆盖面广,不仅能推动传统产业转型升级,且其本身蕴含着巨大的战略增长潜能,可催生新的经济增长点,推动现代农业实现跨越发展。

3 物联网在苹果产业中应用的制约因素

一是技术发展不够成熟,是物联网应用的最大阻力[7]。目前,我国物联网产业发展还存在诸多问题,特别是核心技术缺失问题,由于大量采用国外技术,在专利方面受制于人,在信息安全方面没有保障。比如,传感器芯片作为传感网技术的核心,从技术到制造工艺,我国均落后于美国等发达国家。苹果产业物联网涉及作物生产、环境控制、栽培制度、仓储物流以及云端技术等多领域、多环节,技术瓶颈多、难度大,前人关于该方面的研究少,这些都成为物联网在苹果产业应用上的阻力。二是行业标准缺失[8],物联网联通“不畅”。物联网是多设备、多网络、多应用、互联互通、互相融合的一张大网,相关的接口、通信协议都需要有统一的标准来指引。目前,我国物联网产业以闭环应用为主,企业在较为成熟的应用领域各自为战,产业较为分散,该种情况在苹果产业更为突出,由于苹果产业应用物联网的主体多为农业合作社或农业龙头企业,其生产标准多为行业、地区乃至企业标准,同时物联网又涉及多种学科和技术,涉及多层次的多个标准,导致各自有独立的硬件接口及通讯协议和软件标准,无法实现联通共享。三是前期投入大,比较收益优势不明显。物联网前期投入比较大,成本不仅有硬件设备的安装以及软件配套的成本,其使用、维护成本也比较高,尤其是前期投入大。同时,苹果等农业产业较之工业或服务业来说,属于弱势产业,农业劳动生产率不高,其成本与人工的成本优势体现不明显,相对阻碍了物联网技术在苹果产业上的推广。

4 物联网在苹果产业上应用的内容及应用前景

目前,物联网在苹果产业上应用的发展项目有很多:土壤养分和墒情监测,实现自动化节水灌溉控制管理;生长信息监测,为企业和监管部门科学决策提供有效数据;农民可以通过3G手机接入信息数据库中,根据专家开好的科学“处方”,用计算机对灌溉、施肥、温度和湿度等进行控制和管理;在果品存储运输阶段实时监控,为果品的安全运送和存储保驾护航等。因此,物联网在苹果产业上应用的前景非常广阔,将极大改变果农传统的生产方式,促进苹果产业转型升级,预计随着国家对物联网的重视,国家及各地政府将加强对物联网在政策、资金、试点工程等诸多方面的扶持,2020年之后苹果产业将实现全智能化管理。

5 参考文献

[1] 王保云.物联网技术研究综述[J].电子测量与仪器学报,2009,23(12):1-7.

[2] 李文清,郭宗良.物联网的成长与发展综述[J].网络与信息,2010,24(2):27.

[3] 王晓静,张晋.物联网研究综述[J].辽宁大学学报:自然科学版,2010,37(1):37-39.

[4] 古丽萍.备受青睐的物联网及其应用与发展[J].中国无线电,2010(3):25-28.

[5] 旆亮,傅泽田,张领先.基于RFID技术的肉牛养殖质量安全可追溯系统研究[J].计算机应用与软件,2010,27(1):40-43.

[6] 隋文,唐晓纯.2008年奥运会畜禽类产品的追溯体系研究[J].食品科学,2008,29(8):697-699.

第11篇

关键词:信息安全;物联网;隐私保护;信息网络

中图分类号:TP309.2

当前,社会进入了高度信息化的发展阶段,信息技术在为人类带来数字化、便捷、快速服务的同时,也改变了人们的生产及生活模式。尤其在物联网技术出现之后,进一步带来了新的机遇和挑战。在三网融合的今天,数据信息的交换和处理速度、安全性、准确性直接影响到人们的生产生活质量。然而物联网是在传统互联网技术上发展起来的新型信息网络,也不可避免地存在信息安全问题。尤其物联网目前处于初级发展阶段,特别是在信息安全与隐私机制方面的技术标准并不成熟,其安全问题有待解决。文中介绍了物联网技术和应用,对物联网及其RFID信息安全与隐私保护机制进行了深入探讨和研究,这对于促进物联网技术的发展和应用具有积极意义。

1 物联网与信息安全

1.1 物联网技术与应用

物联网技术已经成为继互联网、移动互联网之后的新型网络技术,也是未来信息技术的发展重点。在物联网体系中,每一个联网的物体都有特定的标识,实现交互通信,而这些联网的物体数量将远超过互联网时代的节点数量。物联网在实现人与人通信的同时,可以实现物体-物体、人-物体、人-人之间的通信;物联网大大扩展了信息通信的维度和深度。物联网的核心技术包括RFID技术、传感技术、网络通信、网络融合等多种技术。在未来,物联网将广泛应用于各行各业的信息化建设中,将极大改变人类的生产及生活水平,比如智能电网运营和管理、智能交通控制欲管理、智能医疗系统、智能物流管理等。

1.2 物联网信息安全

随着信息技术的飞速发展,信息安全的研究内容日益广泛,尤其是在物联网的大背景下,物联网信息安全的定义为:在既定的安全级别下,信息系统抵御恶意行为或意外事件的综合处理能力,而这些恶意行为(事件)可能危及数据信息的存储、传输和处理。那么在这个背景下,研究RFID信息安全与隐私保护机制就是为了保障物联网中信息系统提供的服务是可靠的、安全的、机密的、可控的状态。

2 物联网RFID系统安全漏洞

2.1 RFID系统安全漏洞分析

RFID系统作为物联网体系架构的基础,也是物联网的核心技术。RFID系统的安全性直接影响到物联网技术在行业中的应用安全。而RFID系统作为物联网的基础、核心模块,目前存在着较多的系统安全漏洞,其主要表现在下述几个方面:(1)RFID标签结构缺陷。RFID电子标签本身由于结构有限,经济成本较低,因此很难保证一定程度的安全保护能力。当前常用的RFID标签市场价格只需要10美分,其内部结构仅仅包括5000个左右的逻辑门结构,而且只有少量的逻辑门可以支持安全功能;而事实上实现复杂的加密算法则需要4000个逻辑门,因此结构简单注定了RFID标签在隐私信息保护方面存在极大的缺陷。(2)通信网络信道的安全缺陷。在物联网及其应用过程中,主要使用无线网络通信信道来完成信息传输,而这种无线网络通道往往为非法用户或黑客提供了机会。某些黑客可能会通过这些信道截获机密数据信息,甚至可能在截获数据以后篡改数据信息;当然,黑客也有可能发射无关的干扰信号造成信道拥塞,从而干扰物联网信息系统的正常运转。(3)RFID读写器的安全缺陷。与RFID标签配套使用的读写器也存在诸多安全问题,因其结构简单,很容易促使黑客们伪造读写器,从而非法获取电子标签信息,从而篡改、修改、破坏物联网信息系统的数据信息。

2.2 攻击RFID系统主要方法

RFID标签是物联网信息系统的重要部分,它们储存了大量的商业价值信息,这对于非法用户、黑客们具有极大的诱惑力,一旦造成信息泄露或篡改,将造成灾难性的后果。攻击RFID系统的常见方法包括:

(1)数据窃取与跟踪。如果RFID系统和RFID读写器之间的数据信息没有加密保护,非法用户很可能采用能够窃听读写器的设备来获得标签的数据信息以及系统的商业信息,这种攻击方法不需要直接访问标签,便可以获取系统的商业信息。数据窃取与跟踪示意图如图1:

(2)中间人攻击。在数据窃取于跟踪的方法之上,黑客们可以使用中间人攻击的方法来截取标签和系统之间的交互数据信息。非法用户在标签和系统之间接入读写器设备,在窃取标签身份认证信息之后,对数据信息进行篡改、破坏,然后传递读写器数据,整个过程都合理的。中间人攻击示意图如图2:

(3)克隆、欺骗性攻击。这种攻击方式是在窃取了标签的身份认证信息之后,取得了合法标签身份,然后将获得了数据信息短时间内向(一个或多个)读写器发送,或者一次发送大量的数据信息,导致读写器系统来不及处理而造成系统瘫痪;此外,克隆攻击还可以实现将截获的数据信息写入到多个非法的标签。

(4)拒绝服务攻击。这种攻击方法类似于互联网的拒绝服务,通过在标签和系统通信之间的区域内,放置同一频率段的信号干扰源,由于影响到标签和读写器之间的正常通信,而造成系统瘫痪;或者破坏商品零售,破坏交易过程;或者短时间内发送大量的垃圾数据,造成系统拥塞,导致系统瘫痪,无法正常提供服务。

(5)灭活标签攻击。通常在商场零售交易过程中,在商品交易完成后需要灭活标签,这样可以防止重复收费。非法用户可能制造灭活的设备在交易之前灭活标签,从而盗窃商品。

3 物联网信息安全与隐私保护策略

在推广和应用物联网技术之前,应该首先解决信息安全与防护的问题。隐私信息的内容包括个人基本信息、身份信息、财产信息、位置信息、个人信仰、个体特征等。尊重和保护个人隐私已经是全社会的共识,也是共同的需要。在物联网信息安全领域,研究并应用隐私信息保护机制具有重要的意义。具体来说,可以从下述几个方面入手:(1)法律法规保护政策:通过法律政策来规范化物联网信息系统对用户个人隐私信息的保护和使用过程。(2)隐私信息使用方针:通过终端用户本着自愿的原则,以及根据需要与物联网运营商、网络运营商等供应商达成协议来使用个人隐私信息。(3)匿名身份应用:使用间接的匿名信息来代替实名制信息,防止个人隐私信息泄露以及被非法用户用于非法活动或行为。(4)数据加密解密:对于重要的数据信息,比如商品交易信息,个人的位置信息等,可以使用复杂的加密及解密算法来混淆或置换这些隐私信息,防止被非法用户窃取。

4 结语

物联网技术已经成为继互联网、移动网络之后的新一代信息技术,具有广阔的应用前景,发展和应用物联网对于推动社会经济具有重要的意义。研究RFID系统安全漏洞,制定信息安全保护机制,有助于提高物联网的信息系统的健壮和安全。

参考文献:

[1]杨庚,许建,陈伟.物联网安全特征与关键技术[J].南京邮电大学学报(自然科学版),2010(04).

第12篇

关键词:物联网 噪声

中图分类号:TP274 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2013)08-0087-02

1 引言

物联网是人类新一次的产业革命,已经成为全世界瞩目的焦点。环境部门进行的环境质量在线监控,是物联网网技术最早应用的一个领域。现阶段,我们采取了一系列的措施进行环境的保护,卓有成效,但是我们要清醒的认识到,我国的环境形势依然十分的严峻。噪声污染是环境污染的重要组成部分,城市汽车、工厂、工地等都是噪声的来源,必须要采取有效的手段对噪声进行监测,从而制定相应的措施减少噪声的污染。目前传统技术的噪声监控系统已经得以推广,但是受限于技术成本等因素,监测精度不高、范围不全面,而且数据传输模式固定,维护成本也高,远不能适应现代化发展的需要。物联网技术融合了智能化感知、定位、跟踪等技术,为系统、细粒度的进行噪声的监测提供了可能[1]。

2 物联网技术

物联网是在互联网技术高速发展的环境下产生的,其本质就是结合射频识别、无线电通信等技术,通过互联网和服务端主动识别目标,同时实现通信的共联共享。通过物联网技术,可以赋予物体“智能”,实现人与物体、物体与物体之间的对话沟通[2]。

物联网根据功能划分为应用层、网络层、感知层三层结构。其结构如图1所示:

感知层是物联网的手和眼睛,主要用来进行物体的识别和信息的收集。感知层包括无源标签和读卡器、摄像头、GPS、感应终端等。这些器件主要就是用来进行物体识别,采集信息和通信控制。

网络层是物联网的神经中枢,用来帮助大脑进行信息的传输和控制。网络层包括WEB、应用服务器、数据服务器等。网络层管理和回应从感知层上接收到的信息,很像生物体的神经中枢。

应用层是物联网的实现者,完成深度的智能化。应用层是物联网技术和多种专业技术融合起来的产物,用来进行行业的产业化[3]。

3 噪声污染设计方案研究

3.1 系统关键技术ZigBee

ZigBee是噪声监测平台感知层的实现技术,为有效的采集噪声数据提供了技术制成。因此ZigBee的运行状况将会直接影响到整个噪声监测平台的工作。

目前ZigBee包括星状网络、网状网络和树状网络三种拓扑结构。其命名采用了蜜蜂拟态的方式,蜜蜂当发现附近花朵的时候,会以Z的形式通知其他的蜜蜂,从而传递信息。ZigBee有协调器、路由器和终端设备三种类型的节点。协调器和路由器是全功能设备,协调器主要负责启动网络,给网络配置IP地址,维护网络等,路由器主要进行网络的扩展和消息的。网络拓展是内置父节点,允许并入更多的子节点进入网络系统,路由节点只有在树形的拓扑或者是网格的拓扑结构才能够使用。终端设备通常用来表示网络的底层设备,当和显示当中的监控目标相互连接时候,主动向自身的父节点传输信息,依靠该网络系统当中的协调器和路由器来实现具体的通信路由功能[4]。

3.2 系统架构研究实现

通过研究分析物联网的体系架构,适用于噪声污染监控的物联网应该具备下面两个特点:

(1)监控的噪声区域广泛,具有良好的扩展性能和容错性能。噪声源附近的环境受到噪声的影响比较明显,因此噪声源的周边环境是噪声污染监控系统的重点监测区域。但是,这些区域可能是不连续分布的,比如是零散的村庄等。而且随着城市化脚步的加快,原本不需要监测的地方也需要部署监测,这就要求了系统具有良好的可扩展性能。同时由于各种复杂多变的内外部因素,一些野外环境的设备容易损坏,无法继续工作,修理麻烦,因此也要求系统具有良好的容错性。

(2)噪声监测产生的数据量很大,并且有些数据属于敏感信息。为了能够及时准确的预测噪声,提高环境评估的能力,监测系统要处理的数据是量是相当大的,而且系统中的信息泄露可能造成无法估量的损失。这就要求系统具有良好的数据处理性能以及安全性能。

综合上述的要求,本文涉及了包括感知层、网络层、数据融合及安全层、应用层四层的物联网体系架构。为了满足数据处理的要求,不产生数据拥塞,系统中增加了数据融合及安全层,来保证对于数据的快速处理以及防止敏感信息的泄露。噪声监测平台主要包括由若干节点组成的无线传感网络,与后台服务器相连接的网关设备和后台监控设备。对于感知层组网的设计采用的是划分区域进行单独组建比较小的感知网络。这种方式虽然增加了网关节点的冗余数量,造成了开发费用的增加,但是其优势还是比较明显的。划分组网可以降低路由协议的难度。同时由于节点失效仅对相邻节点造成影响,其他网络并没有影响,因此当某一个区域工作不正常时候,其他系统不会有致命性的影响。另外,数据发送及时,数据传输的可靠性得到了保证。

4 总结

目前,污染减排正在由传统的工程减排逐步向管理减排发生转变,发展以物联网为中心的污染监控系统,可以为环保有关部门提供关于污染物控制情况的可靠信息,是保障环境的一个重要的技术手段。同时物联网作为新一代互联网技术的重要组成部分,随着物联网技术的发展成熟,与物联网相关的产品就会逐步的走进到人们的日常生活当中,影响着人们的生活方式。

参考文献

[1]徐晶.IEEEl451标准在工业无线传感网络中的应用[J].华中科技大学,2008.

[2]孙婷,杨永填,李立宏.无线传感器网络技术发展现状[J].电子技术应用,2005(6):2-4.