2.2.1 物联网
物联网主要解决物品与物品(Thing to Thing,T2T)、人与物品(Human to Thing,H2T)、人与人(Human to Human,H2H)之间的互连。另外,许多学者在讨论物联网时,经常会引入M2M的概念:可以解释为人与人(Man to Man)、人与机器(Man to Machine),或机器与机器(Machine to Machine)。
1.技术基础
物联网架构可分为三层:感知层、网络层和应用层。感知层由各种传感器构成,包括温度传感器,二维码标签、RFID标签和读写器,摄像头,GPS等感知终端。感知层是物联网识别物体、采集信息的来源。网络层由各种网络,包括互联网、广电网、网络管理系统和云计算平台等组成,是整个物联网的中枢,负责传递和处理感知层获取的信息。应用层是物联网和用户的接口,它与行业需求结合以实现物联网的智能应用。 物联网的产业链包括传感器和芯片、设备、网络运营及服务、软件与应用开发和系统集成。物联网技术在智能电网、智慧物流、智能家居、智能交通、智慧农业、环境保护、医疗健康、城市管理(智慧城市)、金融服务与保险业、公共安全等方面有非常关键和重要的应用。
2.关键技术
物联网关键技术主要涉及传感器技术、传感网和应用系统框架等。 1)传感器技术 传感器是一种检测装置,它能"感受"到被测量的信息,并能将检测到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节,也是物联网获取物理世界信息的基本手段。传感器的种类很多,常用分类方法有:
- · 按传感器的物理量分类,可分为位移、力、速度、温度、流量、气体成分等传感器。
·按传感器工作原理分类,可分为电阻、电容、电感、电压、霍尔、光电、光栅热电偶等传感器。
·按传感器输出信号的性质分类,可分为:输出为开关量("1"和"0"或"开"和"关")的开关型传感器;输出为模拟量的模拟型传感器;输出为脉冲或代码的数字型传感器。
- · 按传感器的生产工艺分类,还可分为普通工艺传感器、微机电系统型传感器等。
射频识别技术(Radio Frequency
Identification,RFID)是物联网中使用的一种传感器技术,在物联网发展中备受关注。RFID可通过无线电信号识别特定目标并读写相关数据,而无须识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。RFID是一种简单的无线系统,由一个询问器(或阅读器)和很多应答器(或标签)组成。标签由耦合元件及芯片组成,每个标签具有扩展词条唯一的电子编码,附着在物体上标识目标对象,它通过天线将射频信息传递给阅读器,阅读器就是读取信息的设备。RFID技术让物品能够"开口说话"。这就赋予了物联网一个特性-可跟踪性,即可以随时掌握物品的准确位置及其周边环境。
2)传感网
微机电系统(Micro-Electro-Mechanical
Systems,MEMS)是由微传感器、微执行器、信号处理和控制电路、通信接口和电源等部件组成的一体化的微型器件系统。其目标是把信息的获取、处理和执行集成在一起,组成具有多功能的微型系统,集成于大尺寸系统中,从而大幅地提高系统的自动化、智能化和可靠性水平。MEMS赋予了普通物体新的"生命",它们有了属于自己的数据传输通路、存储功能、操作系统和专门的应用程序,从而形成一个庞大的传感网。
3)应用系统框架
物联网应用系统框架是一种以机器终端智能交互为核心的、网络化的应用与服务。它将使对象实现智能化的控制,涉及5个重要的技术部分:机器、传感器硬件、通信网络、中间件和应用。基于云计算平台和智能网络,可以依据传感器网络获取的数据进行决策,改变对象的行为控制和反馈。
3.应用和发展
物联网的应用领域涉及人们工作与生活的方方面面,在工业、农业、环境、交通、物流、安保等基础设施领域的应用,有效地推动了这些方面的智能化发展,使得有限的资源能更加合理地使用分配,从而提高了行业效率、效益。在家居、医疗健康、教育、金融与服务业、旅游业等与生活息息相关领域的应用,从服务范围、服务方式到服务质量等方面都有了极大改进。