支持物联网的三大技术
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引言
物联网的概念首先是由麻省理工学院(MIT)的自动识别实验室在1999年提出的,在2005年突尼斯举行的信息社会世界峰会上,1TU发布的报告系统介绍了意大利、日本、韩国与新加坡的题案,并提出了“物联网时代物联网是在互联网的基础上, 利用射频标签与无线传感器网络技术,构建一个覆盖全世界上所有人与物的网络信息系统。人与人之间的信息交互和共享是互联网的最基本功能,而在物联网上更强调的是人与物、物与物之间的自动交互和共享,它是实现物理世界与信息世界的无缝连接。连接到物联网上的物应该具有四个特征:地址 标识、感知能力、通信能力和可控能力。因此,物联网需要三大关键技术来支持,这三个关键技术分别是:感知、传输、计算(1)。
1物联网的三大关键技术
1. 1射频技术-智能感知技术
射频技术应用系统由RFID标签、RF1D读写 器.RFID数据管理系统组成,它是真正能够让物品 “开口说话”的一种技术(1)。在“物联网”的构想中,RFID标签中存储着规范而具有互用性的信息,通过无线数据通信网络把它们自动采集到中央信息系统,实现物品(商品)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。图1所示是RF1D系统的结构和工作原理。
目前RFID技术已经成功的应用于物流业、零售业、医疗卫生、机场、交通、身份识别以及军事领域。2006年,国家科技部等16部委发布了《中国射频识别技术策略白皮书》,确立了“RFID技术与应 用”的重大项目。2009年6月20日由科技部联合 25个部委,行业协会召开了“中国射频识别技术与应用发展报告",提岀了RFID信息服务业和RFID 信息内容运营业的产业发展模式,提出了从工具型应用向资源型应用转变的新思维。
1.2 无线传感器网络-通信传输技术
泛在化的感知能力是物联网的重要特征,支持普适计算的关键技术是无线网络。无线传感器网络是一种全新的信息获取平台,能够实时监测和釆集网络分布区域内的各种检测对象的信息,并将这些信息发送到网关节点,以实现在复杂的指定范围内对目标进行检测与跟踪,具有快速展开、抗毁性强等特点,有着广阔的应用前景。传感器、感知对象和观察者构成无线传感网络的三要素。如果说传统的网络强调的是端到端的数据传输和共享,中间的节点和路由器只是起到分组 转发的功能,那么在无线网传感器网络中所有的节点除了参与数据转发之外,还要对数据进行采集、处理、融合、存储的功能(2)。目前,对传感器网络最主要的限制是节点携带的电能有限。在使用过程中,可能有部分节点因为环境因素或能量耗尽而失效,这样就使得传感器网络中的节点数量动态变化,使得系统不稳定。这就需要系统具有动态重构能力。
1. 3 计算机技术-物联网的计算工具
1.3.1普适计算技术
普适计算的重要特征是无处不在与不可见,无处不在是指随时随地访问信息的能力,不可见是指 在物理环境中提供多种传感器设备,嵌入设备和移动设备使得可以在用户不察觉的情况下进行计算、 通信、数据采集和提供各种服务。它的核心是以人 为本,而不是以计算机为本。普适计算强调的是把 计算嵌入到日常环境中去,让计算从人们视线中"消失”(1)。
1.3.2 云计算技术
云计算是支撑物联网的重要计算环境之一。它是分布式处理、并行处理和网格计算的发展,或者说是这些计算机科学概念的商业实现。云计算的基本原理是通过使计算分布在大量的分布式计算机上,而非本地计算机或远程服务器中,企业数据中心的运行将更与互联网相似(3)。这使得企业能够将资源切换到需要的应用上,根据需求访问计算机和存储系统。
物联网智慧的感知中国与世界的目的给计算机 领域的数据自动采集、可靠传输与智能处理技术的研究提出了重大的课题。高性能计算机为物联网应 用提供了重要的计算工具.普适计算的“环境智 能化”研究为物联网技术奠定了重要的理论基础,云 计算为物联网应用的推广创造有效的商业模式。
2物联网的典型应用
日本的一幢大楼里安装了两万个连网的温控传感器,大楼里面不同房间在不同时间所要求的温度不同,利用传感器测量房间的温度,控制系统按照需要的温度对空调进行智能调节。通过实验,这项技术节约的电量可达到29.4%。
过去人们一直是将物理世界的社会基础设施(高速公路、机场、电站)与信息基础设施(互联网、信息库、数据采集)分开规划,而物联网的概念是将人、物品、网络、信息统一在一个基础设施上,通过将现实的物理世界与信息世界融合,利用信息技术提高物理世界的资源利用率、节能减排,达到改善生活的目的。
3结语
本文介绍了推动物联网发展的主要技术,并分析了各项技术的发展状况和未来趋势。
物联网无疑是2010年最热议的话题。它被誉为“第三次信息技术革命”;被预言拥有万亿级市场应用前景,已被世界各国作为应对金融危机、振兴经济的重点领域。在中国,物联网体系逐渐成形。无锡市国家传感网创新示范区(中国传感信息中心)正式获得国家批准。无锡市物联网产业的目标是2015年达到2500亿元左右产值规模。