搜索
物联网目录：一、物联网介绍-------------------二、物联网相关技术---------------三、应用案例——与电子商务的整合一、物联网介绍1、物联网的定义2、物联网的工作原理3、物联网的主要组成部分4、物联网三个关键特征5、物联网三个层次6、物联网发展的四个阶段1、物联网的定义物联网是通过射频识别（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，把任何物体与因特网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物体要满足以下条件才能够被纳入“物联网”的范围；要有相应信息的接收器，要有数据传输通路，要有一定的存储功能，要有中央控制单元（CPU）,要有操作系统，要有专门的应用程序，要有数据发送器，遵循物联网的通信协议，在世界网络中有可被识别的唯一编号。2、物联网的工作原理首先是对物体属性进行标识，属性包括静态和动态的属性，静态属性可以直接存储在标签中，动态属性需要先由传感器实时进行探测；其次需要识别设备完成对物体属性的读取，并将信息转换为适合网络传输的数据格式；最后将物体的信息通过网络传输到信息处理中心，由处理中心完成物体通信的相关计算，处理中心可能是分布式的，如家里的计算机或者手机，也可能是集中式的，如电信运营商的因特网数据中心。3、物联网的主要组成部分物联网的主要组成部分包括传感器网络、USN接入网络、网络基础设施、USN中间件和USN应用平台等。1、传感器网络：包括传感器和独立的供电装置（如电池、太阳能），传感器可用于采集和传输与周围环境有关的信息。2、USN接入网络：中间节点或汇聚节点从一组传感器中收集信息，并与控制中心或外部实体进行通信。3、网络基础设施：主要是基于下一代网络构建。4、USN中间件：用于收集和处理海量数据的软件。5、USN应用平台：是指在特定工业部门或应用中，用于支持USN高效实用的技术平台。4、物联网三个关键特征各类终端实现“全面感知”；电信网、因特网等融合实现“可靠传输”；云计算等技术队海量数据“智能处理”。（1）全面感知利用无线射频识别（RFID）、传感器、定位器和二维码等手段随时随地对物体进行信息采集和获取。感知包括传感器的信息采集、协同处理、智能组网，甚至信息服务，以达到控制、指挥的目的。（2）可靠传递是指通过各种电信网络和因特网融合，对接收到的感知信息进行实时远程传送，实现信息的交互和共享，并进行各种有效的处理。在这一过程中，通常需要用到现有的电信运行网络，包括无线和有线网络。由于传感器网络是一个局部的无线网，因而无线移动通信网、3G网络是作为承载物联网的一个有力的支撑。（3）智能处理是指利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术，对随时接受到的跨地域、跨行业、跨部门的海量数据和信息进行分析处理，提升对物理世界、经济社会各种活动和变化的洞察力，实现智能化的决策和控制。5、物联网三个层次底层是用来感知数据的感知层，第二层是数据传输的网络层，最上层是应用层。（1）感知层感知层包括传感器等数据采集设备，包括数据接入到网关之前的传感器网络。感知层是物联网发展和应用的基础，RFID技术、传感和控制技术、短距离无线通信技术是感知层涉及的主要技术，其中又包括芯片研发、通信协议研究、RFID材料、智能节电供电等细分技术。（2）网络层物联网的网络层将建立在现有的移动通信网和互联网基础上。物联网通过各种接入设备与移动通信网和互联网相连，如手机付费系统中，由刷卡设备将内置手机中的RFID信息采集上传到互联网，网络层完成后台鉴权认证并从银行网络划账，网络层也包括信息存储查询、网络管理等功能。网络层中的感知数据管理与处理技术是实现以数据为中心的物联网的核心技术，其包括传感网数据的存储、查询、分析、挖掘、理解及基于感知数据决策和行为的理论和技术。云计算平台作为海量感知数据的存储、分析平台，将是物联网网络层的重要组成部分。（3）应用层物联网的应用层利用经过分析处理的感知数据为用户提供丰富的特定服务，可分为监控型（物流监控、污染监控）、查询型（智能检索、远程抄表）、控制型（智能交通、智能家居、路灯控制）、扫描型（手机钱包、高速公路不停车收费）等。应用层是物联网发展的目的，软件开发、智能控制技术将会为用户提供丰富多彩的物联网应用。6、物联网发展的四个阶段第一阶段：电子标签和传感器被广泛应用在物流、销售和制药领域；第二阶段：实现物体互联；第三阶段：物体进入半智能化；第四阶段：物体进行全智能化。二、物联网核心技术1、RFID技术2、WSN3、智能技术4、纳米技术1、RFID技术简介射频识别即RFID（RadioFrequencyIdentification）技术，又称无线射频识别，是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。常用的有低频（125k~134.2K）、高频（13.56Mhz）、超高频，微波等技术。RFID读写器也分移动式的和固定式的，目前RFID技术应用很广，如：图书馆，门禁系统，食品安全溯源等。无线电的信号是通过调成无线电频率的电磁场，把数据从附着在物品上的标签上传送出去，以自动辨识与追踪该物品。某些标签在识别时从识别器发出的电磁场中就可以得到能量，并不需要电池；也有标签本身拥有电源，并可以主动发出无线电波（调成无线电频率的电磁场）。标签包含了电子存储的信息，数米之内都可以识别。与条形码不同的是，射频标签不需要处在识别器视线之内，也可以嵌入被追踪物体之内。组成从结构上讲RFID是一种简单的无线系统，只有两个基本器件，该系统用于控制、检测和跟踪物体。系统由一个询问器和很多应答器组成。应答器：由天线，耦合元件及芯片组成，一般来说都是用标签作为应答器，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象。阅读器：由天线，耦合元件，芯片组成，读取（有时还可以写入）标签信息的设备，可设计为手持式rfid读写器（如：C5000W）或固定式读写器。应用软件系统：是应用层软件，主要是把收集的数据进一步处理，并为人们所使用。特点射频识别系统最重要的优点是非接触识别，它能穿透雪、雾、冰、涂料、尘垢和条形码无法使用的恶劣环境阅读标签，并且阅读速度极快，大多数情况下不到100毫秒。有源式射频识别系统的速写能力也是重要的优点。可用于流程跟踪和维修跟踪等交互式业务。原理标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息（PassiveTag，无源标签或被动标签），或者由标签主动发送某一频率的信号（ActiveTag，有源标签或主动标签），解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。典型应用物流和供应管理、生产制造和装配、航空行李处理、邮件/快运包裹处理、文档追踪/图书馆管理、动物身份标识、运动计时、门禁控制/电子门票、道路自动收费、一卡通、仓储中塑料托盘、周转筐中等。2、WSN介绍传感器网络实现了数据的采集、处理和传输三种功能。它与通信技术和计算机技术共同构成信息技术的三大支柱。无线传感器网络（WirelessSensorNetwork,WSN）是由大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络，以协作地感知、采集、处理和传输网络覆盖地理区域内被感知对象的信息，并最终把这些信息发送给网络的所有者。无线传感器网络所具有的众多类型的传感器，可探测包括地震、电磁、温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体的大小、速度和方向等周边环境中多种多样的现象。潜在的应用领域可以归纳为:军事、航空、防爆、救灾、环境、医疗、保健、家居、工业、商业等领域。结构传感器网络系统通常包括传感器节点EndDevice、汇聚节点Router和管理节点Coordinator。大量传感器节点随机部署在监测区域内部或附近，能够通过自组织方式构成网络。传感器节点监测的数据沿着其他传感器节点逐跳地进行传输，在传输过程中监测数据可能被多个节点处理，经过多跳后路由到汇聚节点，最后通过互联网或卫星到达管理节点。用户通过管理节点对传感器网络进行配置和管理，发布监测任务以及收集监测数据。功能WSN并不界定网路型态，也就是可以是star、mesh、P2P或综合以上型态的网路，但都一定具备下列的功能：[4]1.Sensors/microcontroller：侦测、搜集以及处理环境中的资料，例如侦测温度、湿度等等。2.Radiofrequency：节点或gateway用以收发资料。3.Software：包含在节点端的嵌入式系统以及使用者端的管理程式，软体确保资料感测的功能进行顺利以及提供容易阅读的介面。安全需求由于WSN使用无线通信，其通信链路不像有线网络一样可以做到私密可控。所以在设计传感器网络时，更要充分考虑信息安全问题。手机SIM卡等智能卡，利用公钥基础设施(PublicKeyInfrastructure,PKI)机制，基本满足了电信等行业对信息安全的需求。同样，亦可使用PKI来满足WSN在信息安全方面的需求。3、智能技术智能技术是为了有效达到某种预期的目的，利用知识所采用的各种方法和手段。通过在物体中植入智能系统，可以使得物体具备一定的智能性，能够主动或被动地实现物体与用户的沟通。智能技术主要是通过嵌入式技术实现的，智能系统也主要是由一个或多个嵌入式系统组成的。嵌入式技术是将计算机技术、自动控制技术、通信技术等多项技术综合起来与传统制造业相结合的技术，是针对某一个行业或应用开发智能化机电产品的技术，使用该技术开发的产品具有故障诊断、自动报警、本地监控或远程监控等功能，能够实现管理的网络化、数字化和信息化。嵌入式技术在智能信息家电的应用上取得了长足进步，特别是数字处理的应用和发展，使得系统的语音和图像处理能力大大增强，不仅可以最大限度地利用硬件投入，而且还避免了资源浪费。4、纳米技术纳米技术在物联网技术中的应用主要体现在RFID设备的微小化设计、感应器设备的微小化设计、加工材料和微纳米加工技术上。纳米电子技术的最终目标是人类按照自己的意志直接操纵单个原子，它是在现代物理学与先进工程技术想结合的基础上诞生的一门基础研究与应用探索紧密联系的新型科学技术，是纳米技术与电子技术结合的产物。纳米技术的发展会促进电子器件和系统向更小、更快、更冷发展。更小，是指器件微型化、系统集成化；更快，是指响应速度要快；更冷，是指单个器件的功耗要小。种种迹象表明，纳米物质具有与常规物质完全不同的毒性，所以提高纳米技术的安全性，对纳米技术研究提出了新的挑战。重要技术1、ZigBee技术2、M2M技术3、IPv6技术4、云计算和云连接技术1、ZigBee技术简介ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、高速率、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。蜜蜂在发现花丛后会通过一种特殊的肢体语言来告知同伴新发现的食物源位置等信息，这种肢体语言就是ZigZag行舞蹈，是蜜蜂之间一种简单传达信息的方式。借此意义Zigbee作为新一代无线通讯技术的命名。在此之前ZigBee也被称为“HomeRFLite”、“RF-EasyLink”或“fireFly”无线电技术，统称为ZigBee。简单的说，ZigBee是一种高可靠的无线数传网络，类似于CDMA和GSM网络。ZigBee数传模块类似于移动网络基站。通讯距离从标准的75m到几百米、几公里，并且支持无限扩展。ZigBee是一个由可多到65000个无线数传模块组成的一个无线数传网络平台，在整个网络范围内，每一个ZigBee网络数传模块之间可以相互通信，每个网络节点间的距离可以从标准的75m无限扩展。与移动通信的CDMA网或GSM网不同的是，ZigBee网络主要是为工业现场自动化控制数据传输而建立，因而，它必须具有简单，使用方便，工作可靠，价格低的特点。而移动通信网主要是为语音通信而建立，每个基站价值一般都在百万元人民币以上，而每个ZigB