物联网关键技术探析

物联网应用涉及的领域很广,从简单的个人生活应用到工业现代化,再到城市建设、军事、金融等领域。物联网的应用涉及由传感器技术推动的各个产业领域,包括智能家居、智能农业、智能环保、智能医疗、智能物流、智能安防、智能旅游、智能交通等。物联网的发展最终将现有各种产业应用聚集成为一个新型的跨领域的应用领域。

1.智能家居

智能家居(Smart Home)利用物联网平台,以家居生活环境为场景,将网络家电、安全防卫、照明节能等子系统融合在一起,为人们提供智能、宜居、安全、舒适的家居环境。与传统家居相比较,智能家居为人们提供宜居、舒适的生活场景,安全、高效利用能源,生活、工作方式得到优化,家居环境变成智慧、能动的生活工作工具,从而达到环保、低碳、节能的效果。

我国的智能家居经过市场发展培养,智能家居发展迅速,从2012年开始,随着4G技术、云计算技术的应用推广,手机、平板等智能终端设备的普及,价格下降迅速,以及各物联网相关技术的发展,智能家居进入快速发展通道。

2.智能农业

传统农业主要依靠自然资源和劳动力,成本低廉、效率低下、劳动强度大、难度高,已不能满足现代农业的高产、高效、优质、安全的需要。随着物联网技术被引入农业中,农业信息化程度得到明显的提高。智能农业通过实时采集温湿度、二氧化碳浓度、光照强度、土壤温湿度、p H值等参数,自动开启或者关闭控制设备,使农作物处于最优生长环境中。同时通过追踪农产品的生长监控信息,探索最适宜农产品生长的环境,为农业的自动控制与智能管理提供科学依据。传统农业中的灌溉、打药、施肥等,农民都是靠感觉、凭经验,在智能农业中,这些都可通过相关设备自动控制,实施精确管理。

3.智能环保

随着社会的进步发展,环境污染变得更加严重,且出现了一些新情况,同时伴随着人们生活水平的提高,环保意识在不断增强。我国的环境保护方面的信息化程度较低,实现环保工作的自动化、智能化是未来工作的重点。

4.智能医疗

人们可利用物联网技术实时感知各种医疗信息,实现全面互联互通的智能化医疗。通过智能医疗系统,对病人和药品进行智能化管理,比如病人佩戴RFID设备,实时跟踪病人的活动范围;病人佩戴各种传感器,对重症病人进行全方位实时监控,特殊情况及时报警,节省了人力开支,提高了信息的准确性和及时性。智能医疗还能通过家庭医疗传感设备,实时监控家中老人或者病人的各项健康指标,并将各项指标数据传输给健康专家,并给出保健或护理建议。但是也存在标准不统一、成本高、隐私保护难度大以及国内医疗相关企业竞争力弱等问题。

5.智能物流(www.xing528.com)

物联网在物流行业已得到广泛应用,智能物流运用传感器技术、RFID、GPS等技术,对物品的运输、配送、仓储等环境进行跟踪管理,达到配送物品的高效、智能,减少了人力资源的浪费。智能物流实现了物流配载、电子商务、运输调度等多种功能的一体化,成为运用物联网技术较成熟的行业。

6.智能安防

我国的安防体系存在安防设备智能化不足、功能单一、可靠性差以及服务范围窄等问题。物联网技术的快速发展,给安防行业带来了技术创新,通过把物联网的快速感应、高效传输等特点应用到安防领域,实现安防系统的智能化,提高安防系统的自适应能力、自学习能力,最终实现能针对不同的应急情况自动采取各种针对性的措施来保证安全。例如,上海世博会的各种安防系统,车辆安全监控系统实现对世博会园区十余万辆汽车的安检;智能火灾监控系统,在发现烟雾时能及时采取有效措施并报警。

物联网是以应用为核心的网络,应用创新是物联网发展的核心,强调用户体验为核心的创新是物联网发展的灵魂。其应用的关键技术如下。

(1)传感器技术。物联网能做到物物相连,进行感知识别离不开传感器技术。目前通常采用无线传感器技术,大量传感器节点部署在感知区域内,构成无线传感器网络。无线传感器网络作为感知域中的重要组成部分,有很多关键技术需要研究,如路由技术、拓扑管理技术等。

(2)RFID标签。RFID本质上来说也是一种传感器技术,融合了无线射频技术和嵌入式技术,在物流管理、自动识别、电子车票等领域有广阔的应用前景。

(3)嵌入式技术。综合了集成电路技术、电子应用技术、传感器技术以及计算机软硬件技术,经过多年的发展,基于嵌入式技术的智能终端产品随处可见,从普通遥控器到航天卫星,从电子手表到飞机上的各种控制系统。嵌入式系统已经完全融入到人们的生活中,也改变着人们的生活,推动工业生产以及国防技术的发展。

(4)应用软件技术。通过各种各样的应用软件技术提供不同的服务,满足不同的需求。应充分利用丰富的应用软件提供的各种功能,将物联网Wed化,物联网应用融合到Wed中,借助Internet物联网,为用户提供各式各样的服务。

虽然当前国内外在物联网领域已经取得了大量理论研究成果和部分应用示范,但问题仍较为突出。例如:封闭的内部尝试,缺乏开放性、示范性与可复制性;不能互联互通,存在严重的地区和行业壁垒,大量示范工程重复建设;产品、解决方案互不兼容,缺乏统一的概念,导致大量碎片化的框架和应用等。针对这些问题,在分析物联网系统各部分功能与特点的基础上,从基于Wed的物联网业务环境的基本原则出发,将物联网系统架构分为感知域和业务域,提出了基于Wed的物联网体系结构,将物联网Wed化。

构建基于Wed的物联网系统服务平台,汇聚产业链上的设备和平台,引进国内外先进的技术和理念,形成物联网应用设备商店,为用户提供全方位的体验与服务,最终形成物联网应用服务云,构建物联网生态系统。