探析物联网核心技术及应用

张志 米亮

【摘要】在未来的应用中，将从单一的对象标识技术，发展为集对象标识、传感、控制和执行于一体的智能执行体，物联网终将是智能体之间、智能体与非智能体相关通信、信息共享的全球一体化网络。为了在物联网产业未来的市场竞争中占据有利地位，很多国家均在紧密进行专利布局，特别是在射频识别技术、传感器技术等方面，专利技术的掌握是促进物联网发展的关键所在。

【关键词】物联网；核心技术；应用

1、物联网的核心技术

1.1 RFID技术

RFID（即Radio Frequency Identification），又称为射频识别技术或电子标签，其主要是通过识别系统中的射频信号，并且将相关的数据进行获取与收集，该项识别工作是由计算机独立完成，不需要人工参与，而且其应用范围十分广泛。RFID一般是由阅读器和应答器组成的，主要是用来实现对目标物体的检测与控制。

RFID的工作原理主要是当目标物体的标签进入到该磁场之后，便能够接收到其所发出的射频信号，并且在感应电流的作用下，将这些信息也存储在芯片中，并且有选择的进行发送，或者可以主动的发送特殊频率的射频信号；当信息在获得解读器的读取之后，便能将信息输送到中央信息系统完成处理，最终实现对该目标物体的控制与管理。当前，RFID技术在满足用户对产品的需求方面有着一定的效率，但这种管理与控制功能仅仅是比较简单的一种，RFID技术根本无法真正的满足复杂业务的处理要求。

1.2纳米技术

纳米技术，是研究结构尺寸在1至100纳米范围内材料的性质和应用。纳米技术的研究和使用可以使在物联网中的物体变得“更轻、更高、更强”。“更轻”是指借助于纳米材料和技术，传感器等感知设备的体积更小更轻盈；“更高”是指纳米材料具备更高的光、电、磁、热等性能；“更强”是指纳米材料有着更强的力学性能（如强度和韧性等）。

1.3 zigbee网络技术

zigbee网络技术是一种近距离、低功耗、低速率、低复杂度、低成本的双向无线通讯技术。主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输以及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用。移动通信网主要是为语音通信建立的，每个基站其价值一般在百万元人民币以上，而每个zigbee基站却不到一千元人民币。基站的每个zigbee网络节点，不仅本身可以作为监控对象，同他所连接的传感器也可直接进行数据的采集和监控，同时可以自动的中转其他网络节点传过来的数据资料。每个zigbee网络的节点可以在自己信号覆盖的范围内，同多个不承担网络信息中转任务的孤立的子节点进行无线连接通讯。除此之外，无线网络技术、蓝牙技术和无源射频识别技术也可以在网络通讯中用作监视和控制的功能作用。

1.4传感器和智能嵌入技术

传感器是物体感知物质世界的“感觉器官”。可以从声、电、光、热、力等多个信号感知，为物联网的工作采集、分析、反馈最原始的信息。它综合了传感器技术、嵌入式技术、分布式系统技术和无线通讯技术等。嵌入式技术是将计算机作为一个信息处理的部件，嵌入到应用系统中的技术，也就是将软件固化集成到硬件系统中，将软件系统与硬件系统一体化。嵌入式具有软件代码小、高度自动化和响应速度快等特点。

1.5认知计算和智能控制技术

认知计算（即Cognitive Computing），主要是建立在对脑科学的研究基础之上，通过对人脑的意识、行为、感觉等能力进行模仿，来实现控制目的，其占用的空间很小，消耗的能量也较低，因此，认知计算也成为了当前人工智能技术研究的主流方向，关于其研究成果也为智能技术的发展提供了更为科学的理论基础。由此也可以看出，物联网未来的发展过程中，想要实现对目标物体的有效控制，必须要能够从环境中获得物体自身的行为习惯，才能够为物联网的发生提供更多判断的依据。

2、物联网核心技术的应用

2.1智能交通建设

智能交通建设，主要是指将传感器技术、数据处理技术、通信技术、网络技术、信息发布技术以及自动控制技术等有机地运用到交通运输管理系统之中，并建立一种准确、实时、高效的现代交通运输管理与控制系统。可在汽车上安装一个传感器、RFID嵌入式芯片以及道路监视器，这样就可以通过传感器和道路监视器感知当前的路况信息，利用RFID嵌入式芯片来标识汽车的身份，并进行实时的信息发送与接受，这对于确保交通安全非常有效。

2.2 RFID产业的建设

RFID在国内已有比较广泛的应用，其中最大的应用领域是电子票证，如电子门票、手机支付、车证及垃圾处理等应用；其次在高速公路不停车收费、港口集装箱管理、食品安全溯源等领域也有较多应用。目前我国企业在低频和高频RFID方面技术相对成熟，但超高频、有源RFID未形成整体产业能力。

2.3电力物资管理

物联网的出现改变了传统的电力物资管理方式，使得设备采购方、使用方、生产商均可以准确掌握电网设备的详细信息，跟踪设备的足迹。为电网企业带来敏捷智能的供应链变革，它成为电网企业在供应链过程中实现信息交流和管理的先进技术。通过设计开发仓库基本信息查询功能模块，地图上展示仓库地理位置，让用户一目了然，并轻松掌握全网物流仓库地理信息。搭载WebGIS高速图形引擎，全网各分子公司物流仓库及供应商仓库通过地图方式显示。对于物流配送过程的管理，仓储配送车辆安装GPS全球定位系统，实时掌握配送物资运输全过程信息。按照用户习惯来定制功能界面，也可以通过查询功能过滤出用户关心的仓库地理及库存信息，通过与物资管理系统无缝接合，提供查询包括自建仓库、施工单位仓库、供应商仓库在内的所有仓库及库存的信息。

2.4食品安全控制

食品安全是国计民生的重中之重。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，对食品質量进行联动跟踪，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。

2.5智能家庭

如果簡单地将家庭里的消费电子产品连接起来，那么只是—个多功能遥控器控制所有终端，仅仅实现了电视与电脑、手机的连接，这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。有了物联网，就可以在办公室指挥家庭电器的操作运行，在下班回家的途中，家里的饭菜已经煮熟，洗澡的热水已经烧好，个性化电视节目将会准点播放；家庭设施能够自动报修；冰箱里的食物能够自动补货。

2.6智能物流

智慧的供应链的价值在于我们可以从各种数据中抽取有价值的信息。包括基于地理空间或位置的信息、关于产品属性的信息、产品流程、条件、供应链关键业绩指标等，以及数据流的速度。智慧的供应链可以满足21世纪的需求，它可以提高效率（如动态供求均衡、预测事件检测和解决、旨在降低库存的库存水平和产品位置高度可视性）、降低风险（例如降低污染和召回事件的发生频率及其影响、减少产品责任保金、减少伪劣消费产品），也能减少供应链的环境保护压力（如降低能源和资源消耗、减少污染物排放）。

2.7海量数据下的信息传播

物联网的应用将会产生海量的数据，对这些数据的有效管理、处理、存储及传播的方法，针对海量数据，有学者提出“在源附近消化数据”，即在靠近网络前端处，将原始数据进行处理、过滤和聚合，仅传输有意义的复合事件至中央系统，使之免受来自前端海量低层数据的洪泛。基于网格的分布式数据模型可解决局部节点的数据存储问题，通过利用网络前端智能体自身的智能计算、语境感知及远程操作能力，在一定程度上满足了物联网的高性能、高存储及高计算能力，物联网可以看作一个大规模信息系统，由于其前端在对物理世界感应方面具有高度并发的特性，并将产生大量引发后端深度互联和跨域协作需求的事件。

3、结语

总而言之，物联网越来越被人们公认为是当前世界经济发展的重要引擎，并将不断的催生行业信息化的深层发展。物联网是个新兴学科，它渗透到经济的各个领域，也进入到生活的各个方面。在未来的发展舞台上，它扮演着重要的角色。所以未来的生活中，物联网技术将无处不在。它将带领我们进入一个更便捷、人性化、智能化的新时代。

参考文献：

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