物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)論文
物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)論文
物聯(lián)網(wǎng)概念在國(guó)內(nèi)乃至全球都成為熱潮，被稱為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)后世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮。下面是小編精心推薦的物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)論文，希望你能有所感觸!
物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)論文一:淺談物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)及其應(yīng)用
摘 要：物聯(lián)網(wǎng)概念在國(guó)內(nèi)乃至全球都成為熱潮，被稱為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)后世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮。本文介紹了物聯(lián)網(wǎng)的由來(lái)，闡述了物聯(lián)網(wǎng)的概念，詳細(xì)分析了物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)，并對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用進(jìn)行了探討。
關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng);射頻識(shí)別;傳感器;無(wú)線網(wǎng)絡(luò)
中圖分類號(hào)：TP391.44;TN929.5
1 物聯(lián)網(wǎng)的概念
2005年11月，在突尼斯舉行的信息社會(huì)世界峰會(huì)(WSIS)上，國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)發(fā)布了《ITU互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2005：物聯(lián)網(wǎng)》，正式提出了“物聯(lián)網(wǎng)”的概念。2009年，美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬將物聯(lián)網(wǎng)上升至美國(guó)國(guó)家戰(zhàn)略，由此引發(fā)了世界各國(guó)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的追捧。由于世界各國(guó)都在投入巨資深入研究探索物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，所以，時(shí)下的物聯(lián)網(wǎng)被普遍認(rèn)為與當(dāng)年的“信息高速公路”一樣，成為振興經(jīng)濟(jì)、確立競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵。美國(guó)權(quán)威咨詢機(jī)構(gòu)FORRESTER預(yù)測(cè)，到2020年，世界上物物互聯(lián)的業(yè)務(wù)，跟人與人通信的業(yè)務(wù)相比，將達(dá)到30比1，因此，“物聯(lián)網(wǎng)”被稱為是下一個(gè)萬(wàn)億級(jí)的通信業(yè)務(wù)。所有的跡象都表明，世界已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)入物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代。
物聯(lián)網(wǎng)是指通過(guò)射頻識(shí)別(RFID)、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物體與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò);其用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物體與物體之間，進(jìn)行信息交換和通信。
2 物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)
2.1 射頻識(shí)別技術(shù)
射頻識(shí)別技術(shù)(Radio Frequency Identification，縮寫(xiě)RFID)，是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來(lái)的一種自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，利用射頻信號(hào)及其空間耦合傳輸特性，實(shí)現(xiàn)對(duì)靜態(tài)或移動(dòng)物體的自動(dòng)識(shí)別。RFID系統(tǒng)主要由電子標(biāo)簽、天線、讀寫(xiě)器和主機(jī)組成。工作原理是由讀寫(xiě)器通過(guò)發(fā)射天線發(fā)送特定頻率的射頻信號(hào)，當(dāng)電子標(biāo)簽進(jìn)入有效工作區(qū)域時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而獲得能量被激活，使得電子標(biāo)簽將自身編碼信息通過(guò)內(nèi)置天線發(fā)射出去;讀寫(xiě)器的接收天線接收到從標(biāo)簽發(fā)送來(lái)的調(diào)制信號(hào)，經(jīng)天線的調(diào)制器(交變磁場(chǎng)或電磁場(chǎng))實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸信息傳遞并通過(guò)所傳遞的信息達(dá)到識(shí)別目的，對(duì)靜止或移動(dòng)物體的自動(dòng)識(shí)別。
射頻識(shí)別技術(shù)具有防水、耐高溫、使用壽命長(zhǎng)、讀取距離遠(yuǎn)、標(biāo)簽數(shù)據(jù)加密、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)容量大、存儲(chǔ)信息隨意修改、識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)中的物體，識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽，在惡劣環(huán)境下工作等優(yōu)點(diǎn)。
2.2 傳感器技術(shù)
傳感器是一種檢測(cè)裝置，能夠感受被測(cè)量信息，并能將檢測(cè)感受到的信息按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求，它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)，是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的信息來(lái)源。
2.3 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)豐富多樣，根據(jù)距離不同，可以組成無(wú)線個(gè)域網(wǎng)、無(wú)線局域網(wǎng)、無(wú)線城域網(wǎng)和無(wú)線廣域網(wǎng)。其中近距離的無(wú)線技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)最為活躍的部分，因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)被稱作是互聯(lián)網(wǎng)的最后一公里，也稱為末梢網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)應(yīng)用的不同，其通信距離可能是幾厘米到幾百米之間，目前常用的技術(shù)主要有藍(lán)牙、ZigBee、Z-wave、RFID、NFC、UWB、WI-FI等。
藍(lán)牙(Bluetooth)是一種低成本、低功率、近距離無(wú)線連接技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與話音無(wú)線傳輸?shù)拈_(kāi)放性規(guī)范。藍(lán)牙技術(shù)使用的工作頻率為2.4G-2.5G之間，屬于免費(fèi)的ISM頻段。藍(lán)牙技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音、視頻和數(shù)據(jù)的傳輸，其最高的通信速率為1Mb/s，采用時(shí)分方式的全雙工通信，通信距離為10m左右(如果配置功率放大器可以使通信距離達(dá)到100m)。
ZigBee技術(shù)是一種新興的短距離無(wú)線通信技術(shù)，主要面向低速率無(wú)線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)，典型特征是近距離、低功耗、低成本、低傳輸速率，主要適用于工業(yè)監(jiān)控、遠(yuǎn)程控制、傳感器網(wǎng)絡(luò)、家庭監(jiān)控、安全系統(tǒng)和玩具等領(lǐng)域，目的是為了滿足小型廉價(jià)設(shè)備的無(wú)線聯(lián)網(wǎng)和控制。Zigbee技術(shù)采用三種頻段：2.4GHz、868MHz和915MHz。2.4GHz頻段是全球通用頻段，868MHz和915MHz則是用于美國(guó)和歐洲的ISM頻段，這兩個(gè)頻段的引入避免了2.4GHz附近各種無(wú)線通信設(shè)備的相互干擾。
“UWB”(ultra wideband)是超寬帶無(wú)線技術(shù)的縮寫(xiě)。UWB技術(shù)是一種使用1GHz以上帶寬的無(wú)線通信技術(shù)。雖然是無(wú)線通信，但其通信速度可以達(dá)到幾百M(fèi)bit/秒以上。
Wi-Fi(WirelessFidelity，無(wú)線高保真)屬于無(wú)線局域網(wǎng)的一種，通常是指符合IEEE802.11b標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，Wi-Fi可以將個(gè)人電腦、手持設(shè)備等終端以無(wú)線方式互相連接。
3 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用
物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域范圍幾乎覆蓋了各行各業(yè)。目前，我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用已開(kāi)展了一系列的試點(diǎn)和示范。為了推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)的健康發(fā)展，2012年國(guó)家工業(yè)和信息化部發(fā)布的《物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)十二五發(fā)展規(guī)劃》確定了智能工業(yè)、智能農(nóng)業(yè)、智能物流、智能交通、智能電網(wǎng)、智能環(huán)保、智能安防、智能醫(yī)療、智能家居9大重點(diǎn)示范應(yīng)用領(lǐng)域。
智能工業(yè)是運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將勞動(dòng)力從繁瑣和機(jī)械的操作中解放出來(lái)，大幅提高工業(yè)制造效率，改善產(chǎn)品質(zhì)量，降低產(chǎn)品成本和資源消耗。
智能農(nóng)業(yè)是運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在微觀尺度上直接與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)、生產(chǎn)管理相結(jié)合，創(chuàng)造新型的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式。
智能物流是指貨物從供應(yīng)者向需求者的智能移動(dòng)過(guò)程，包括智能運(yùn)輸、智能倉(cāng)儲(chǔ)以及智能信息的獲取、加工和處理等多項(xiàng)基本活動(dòng)。
智能交通系統(tǒng)是將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行有效地集成，實(shí)現(xiàn)高效、便捷、安全、環(huán)保、舒適、實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的綜合交通運(yùn)輸管理系統(tǒng)。
智能電網(wǎng)是電網(wǎng)的智能化，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、高效、安全的目標(biāo)，為新能源接入、電網(wǎng)防災(zāi)減災(zāi)、提高輸電能力、激勵(lì)用戶參與電網(wǎng)調(diào)峰、提高資產(chǎn)管理效益等方面產(chǎn)生重要影響。
智能環(huán)保是運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，構(gòu)建全方位、多層次、全覆蓋的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，推動(dòng)環(huán)境信息資源高效、精準(zhǔn)的傳遞，促進(jìn)污染減排與環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)防范。
4 結(jié)束語(yǔ)
物聯(lián)網(wǎng)以無(wú)線和移動(dòng)技術(shù)為主要特征，通過(guò)智能感知、識(shí)別技術(shù)、云計(jì)算、泛在網(wǎng)絡(luò)的有機(jī)融合，成為了第三次信息技術(shù)革命。目前物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展仍處于起步階段，許多關(guān)鍵技術(shù)有待突破，大規(guī)模的物聯(lián)網(wǎng)的普遍應(yīng)用還沒(méi)有到來(lái)。我們必須抓住歷史機(jī)遇，突破關(guān)鍵技術(shù)和核心技術(shù)，形成自主產(chǎn)權(quán)的成果和可持續(xù)競(jìng)爭(zhēng)力，用心做大事，用力做小事，將感知中國(guó)、智慧地球都變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。
參考文獻(xiàn)：
[1]溫濤.物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)導(dǎo)論[M].大連：東軟電子出版社，2013.
[2]黃濤.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用發(fā)展的探討[J].信息通信技術(shù)，2010.
作者簡(jiǎn)介：張嵐(1980.4-)，女，內(nèi)蒙古呼和浩特人，講師，本科，研究方向：軟件工程。
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