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物联网处理技术

时间:2023-10-12 09:41:31

开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇物联网处理技术,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。

物联网处理技术

第1篇

【关键词】 物联网技术 污水处理 自动化

物联网技术作为一种物物相联的计算机网络技术,正在迅速改变工业自动化的变革。污水处理工程一般地处偏僻,基础设施不够理想的地方,大部分污水厂分布处理,自动化程度不一样,结构复杂,安全等级也不一样。这就要求使用物联网技术将不同硬件平台下的设备相联,及时获取现场设备的运行状况,将各种设备的运行参数,运行状态了如指掌,真正做到快速响应、精确定位、及时报警。物联网技术在污水自动化处理系统中的应用,能解决污水厂分布远,工作环境恶劣等问题,也能提高污水处理厂的自动化水平,还能提高污水处理公司厂的经济效益。

一、物联网

所谓物联网技术,就是指传感网技术的别称,是也现代传感器技术、分布式信息处理技术、嵌入式计算机技术、现代网络及无线通信技术等的综合。物联网系统通过微型传感器设备采集各种设备的数据,再通过无线的方式收集这些原始数据,最后以自组多跳的网络方式传送到用户终端,实现传感设备、计算机网络和用户三者之间的相联。通过网络界面为管理集成化的传感器设备。物联网系统通过无线传感、射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位、传感器等技术,使用一定的协议进行数据交通,实现自动化管理,实现物与物之间的相连,加强物与人之间的相连,最近实现智能化数据的识别、定位、跟踪、监控和管理。

二、物联网技术体系结构

联网技术体系结构包括三层,依次是感知层、网络层和应用层

(1)感知层:该层主要完成传感器设备数据的采集与感知。通过传感器、RFID、多媒体信息采集、二维码和实时定位等技术采集各种设备的物理量、标识、音频、视频数据。再通过传感器网络组网和协同信息处理技术对所采集的数据进行短距离传输、自组织组网和数据的协调处理。(2)网络层:该层通过传感器网络实现与移动通信网络与计算机网络数据交换,物联网技术可以实现传感器数据无障碍、高可靠性的数据传送,能够实现物物相联的数据传输要求。(3)应用层:该层包括两个子平台,一个是应用支撑平台,一个是应用服务平层。通过应用支撑平台实现跨系统、跨应用之间的数据交换,通过应用服务平台实现智能自动化、智能控制等方面的应用。

三、物联网技术在污水处理系统中的应用

某公司下属企业共有6个污水处理厂,地位偏僻地带,厂与厂之间距离偏远。每个厂配有成套处理设备,由运营部、技术部、化验室和办公室等机构独立运营。厂与厂之间数据资源、技术资源和设备、人员等无法实现资源共享。公司总部为了及时获取各污水厂的信息,消耗了大量的人才、财力、物力。为提高管理效率,节约生产管理成本,公司建立了一个物联网系统,效果明显。

3.1完善分厂的自控系统

完善各分污水处理厂的自控系统,将所有污水处理设备接入PLC,使用中央控制电脑来监视各污水处理设备的PH值和COD等水质参数,通过传感控制设备来控制提升泵,搅拌器,鼓风机等设备,实现所有污水处理厂的自动化控制,提高各分厂的自动化控制水平。

3.2组建光纤网络

完善各污水处理厂设备和仪表的并网工作,租用电信光纤网络,组建企业级光纤局域网,将各分厂的中央控制电脑连接在一起,给每个电脑设备分配静态IP地址,实现各分厂的远程监控。

3.3搭建污水处理物联网系统

实现光纤网络并网后,搭建污水处理物联网系统,购置数据库服务器和管理软件,开发物联网联系系统平台,实现各分厂数据处理和。为了实现所有污水处理分厂自控系统的互联,将合分厂原来不相同的组态软件进行升级换代,统一为IFIX组态软件,采用同种通信协议,保证数据传输的稳定性。最后通过光纤网络,集中各污水处理厂的所有设备仪器的控制和信息反馈,实现物物互联。使各污水处理厂均能成为生产控制中心,了解所有厂区的生产情况,远程操控各种生产设备,视频监视水质是否异常,设备是否正常运转。

四、结语

总之,污水处理物联网系统通过物联网技术集成相互独立的自动化系统,通过光纤网络汇集数据到数据库服务器,再通过软件平台实现数据的共享与,实现自控系统中传感设备的操作与控制,实现数据的管理和共享。随着我国环境保护意识的增强,各污水处理系统必将会引入物联网技术,实现真正的自动化发展道路。

参 考 文 献

第2篇

关键词:数据库技术; 分布式处理技术; 云计算; 物联网

中图分类号:TN91934; TP311.13文献标识码:A文章编号:1004373X(2012)04012003

Design of IOT database based on distributed processing technology

LI Na, LIU JunHui

(Department of Information Engineering, Zhengzhou College of Animal Husbandry Engineering, Zhengzhou 450011, China)

Abstract: In recent years, with the repid development of Internet of things (IOT) technology, a new challenge has been posed on data storage and access. Focusing on the database management of IOT, a design method of IOT database based on distributed processing technology (DPT) was proposed by means of computation method of peertopeer network (P2P) point clouds. An example of medical system IOT verifies that the mothed can solve the problem of IOT database management to a certain extent and provide technical support for IOT in combination with database technology, network technology, and middleware technology.

Keywords: database technology; distributed processing technology; cloud computing; IOT

收稿日期:20110815

基金项目:河南省科技厅重点项目(112102210395)0引言

物联网是指通过射频识别(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,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一个巨大网络[1]。从这个定义可以看出,物联网的开展具有规模性、广泛参与性、管理性、技术性、物的属性等特征,需要各行各业的参与。物联网技术是一项综合性的技术,其中非常重要的是RFID电子标签技术。以简单RFID系统为基础,结合已有的网络技术、数据库技术、中间件技术等,构筑一个由大量联网的阅读器和无数移动的标签组成的、比Internet更为庞大的物联网已成为RFID技术发展趋势,这使得物联网中的数据库管理问题成为了物联网技术研究中的挑战性问题之一,已引起了国际学术界和工程界的高度关注[26]。本文针对物联网中的数据库管理问题,通过对物联网技术的研究,并结合分布式数据库技术、P2P(对等网)点云计算技术,提出了基于分布式处理技术的物联网数据库管理方法,并探索将其应用于医疗系统中。

1基础理论

1.1混合模型

物联网已经构成的应用系统和应用实例是深入研究物联网体系结构的基础[78]。本文针对医疗系统物联网采用有源CPS(网络化物理系统)结点和具备联网和控制能力的互联网CPS结点的混合模型(如图1所示)进行设计。这使得该系统不但具有物联网系统有的时间和空间的控制能力,还拥有物联网专用的安全性和可靠性的控制体系。互联网CPS结点具有不间断电源,不具备移动性,又具有感知能力,具有较强的存储、计算和联网能力,可以提供H2T,H2H 连接。

图1有源CPS结点与互网CPS结点互连结构的混合模型1.2分布式数据库

分布式数据库(Distributed DataBase,DDB)是传统数据库技术与网络技术相结合的产物。近年来,分布式数据库的快速关联规则挖掘算法、精简频繁模式集和关联规则的安全挖掘算法以及事务流的动态可串行调度算法等都是该领域的研究热点[912]。一个分布式数据库是物理上分散在计算机网络各结点上,但在逻辑上属于同一系统的数据集合,如图2所示。它具有局部自治与全局共享性、数据的冗余性、数据的独立性、系统的透明性等特点。分布式数据库管理系统(DDBMS)支持分布式数据库的建立、使用与维护,负责实现局部数据管理、数据通信、分布式数据管理以及数据字典管理等功能。数据库技术与网络通信技术、人工智能技术、面向对象程序设计技术、并行计算技术等互相渗透,互相结合,成为当前数据库技术发展的主要特征。

图2典型的分布式数据库系统2本文物联网数据库设计方法

物联网数据库管理系统中各个领域都呈现严峻的数据存储性挑战。这里重点讨论分布式数据库技术,并引入面向对象数据库系统技术和点云计算的P2P技术[13],以使物联网系统具有局部自治与全局共享性、数据低冗余性、数据高独立性及系统透明性。

物联网是融入大量RFID系统和分布站点的数据库系统。在系统计算服务中,需要引入云计算平台,这是我国正在积极构建的重要基础计算平台。在考虑远程数据库事务管理之前,必须从那里获取数据,并且使其他数据库能对它进行全局访问。因此,主要涉及的管理任务有:物联网系统计算服务、访问站点数据的位置透明性管理、数据库链接管理、触发器管理和快照管理等分布处理技术。同时在确定的每个服务站点中,引入面向对象数据库技术[14],以支持面向对象编程技术与数据库技术的融合,改善数据库技术的可扩展性。在点云计算中引入P2P技术,自组织P2P网络能够在对等体进入、离开和失效时自动加以调整适应。对等体之间的通信是对称的,它们既请求服务又提供服务。

综上所述,该分布式物联网数据库同时具备面向对象、分布式处理技术和P2P点云计算数据库能力。

3实例验证:医疗系统物联网

本应用实例主要是探索将物联网分布式数据库技术应用于医疗卫生系统中,这将是本文未来研究的重要课题。医疗卫生系统的物联网构建是我国新医改基础设施建设的重要保障。本文医疗系统物联网系统,如图3所示。

图3医疗系统物联网模型在上述医疗系统物联网中,主要包括了移动医疗设备数据库系统、循证医学数据库系统、医学研究网格计算系统、虚拟医疗团队数据库信息以及慢性病、流行病监控管理数据库系统和个人医疗信息门户数据库系统、远程医疗服务数据库系统。在整个物联网数据库系统中,需要P2P技术与云计算服务平台来实现整合医疗服务平台、健康知识管理、电子健康档案统一信息管理等工作。其中,整合的医疗保健平台根据需要通过医院的各系统收集并存储患者信息,并将相关信息添加到患者的电子医疗档案数据库中,这样所有授权和整合的医院都可以对这个数据库进行访问,从而使各个资源和患者能够有效地在各个医院之间流动。利用各医院之间适当的管理系统、转诊系统等保持信息完备性、一致性。这个平台满足一个有效的多层次医疗网络对信息分享的需要,这样就建立了以分布式处理技术为基础的数据库服务系统。电子健康档案系统通过可靠的门户网站集中进行病历整合和共享,这样各种治疗活动就可以不受医院行政限制而形成一种整合的视角。有了电子健康档案系统,医院可以准确顺畅地将患者转到其他门诊或其他医院,患者可随时了解自己的病情,医生可以通过参考患者完整的病史为其做出准确的诊断和治疗。通过医疗系统物联网的建立,将极大地改善医疗服务体系,实现高效、稳健、有效的全面医疗卫生服务。

4结语

本文重点介绍并讨论了基于分布式处理技术、混合面向对象程序设计方法以及P2P点云计算服务的物联网数据库设计方法,并探索将其应用于医疗系统物联网中,从而为物联网数据库管理系统提供了一种新的设计方法,可探索将其拓展到智能电力电网、城市设施、交通管理、物流供应链等行业中。然而,系统的设计实现需要核心云服务计算平台,目前的系统有许多工作要做,包括P2P计算中的信息交互、高速移动医疗设备诊断、整合医疗平台建设等。本文今后的工作将进一步完善上述设计的物联网数据库系统,并将其用于实践,从而为搭建我国基础医疗系统物联网技术平台做出应有的贡献。

参考文献

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第3篇

关键词:物联网;概念;关键技术

中图分类号:TN929.5;TP391.44

物联网技术是指通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按照内部的信息交换与传输协议,实现物与物、物与人、人与环境的信息网络化连接,从而实现智能化的对象识别、定位、追踪、管理、服务等综合化的网络管理技术。

1 物联网的相关概念

物联网是现代科学技术信息的重要产物,指的是“物物相连的互联网”。物联网是在现代互联网技术、信息通信技术、管理技术、传感技术、服务与管理技术上发展起来的,将应用拓展到任何物体与物体之间的信息交换与通信。狭义上的物联网技术指的是物品与物品之间的网络连接,实现的功能为物品的智能化识别与管理;广义上的物联网可以延伸理解为信息空间与物理空间的相互融合,实现一切事物的数据化、网络化,在物与物之间、物与人之间、人与现实环境之间构建起新型的信息交换与传输体系,建立起一个真正意义上的“万维网”,这是网络信息技术在人类社会发展的最高境界。从物联网通信的对象以及技术实现过程来分析,实现物与物之的信息交互、人与物之间的信息交互是物联网技术的核心内容。由此,我们可以整体的将物联网概括为三个方面的技术特征:全面感知、智能处理和可靠传送。结合现代对象识别技术对物体信息进行采集,如激光扫描技术、射频识别技术(RFID)等;通过信息感知、分析、处理与捕获技术是采集的物体信息接入网络数据库,利用网络通信技术、传输技术、共享技术等,实现随时随地的、高效的、可靠的信息交换、传输与共享;最后通过数据处理技术、智能管理技术与密码保护技术实现物联网的智能化管理与集中化控制。

2 物联网关键技术分析

2.1 感知与识别技术

感知与识别技术是物联网的基础组成部分,负责采集物理世界中一切“物”具体数据信息,实现对“物”的对象感知与识别功能,目前主要应用的感知与识别技术有射频识别技术(RFID)、传感器技术、现代智能扫描技术和二维码技术等。

2.1.1 传感技术。传感技术是利用传感器和多跳自组织传感网络技术,来采集待处理对象的物体信息。传感器技术依附于现代信息敏感处理材料、敏感数据采集设备和计算机数据处理技术,对基础技术和综合信息处理能力要求比较高。目前,传感器技术在对“物”的数据采集精度、稳定度和可靠性方面仍存在着欠缺,我国的传感器技术仍缺乏自主创新,是我国物联网产业化的发展瓶颈之一。

2.1.2 识别技术。识别技术主要包括物体识别技术、地理位置识别技术。对物体信息进行识别是实现物与物互联的基本条件和前提。物联网识别技术是以射频标识技术、二维码技术为基础的。从应用需求的角度来分析,物联网识别技术首先要解决的是对“物”的全网内标识问题,需要建议一套系统且可靠的物联网物体标识体系,以实现物与物之间的数据准确传输与交换。

2.2 网络通信技术

物联网的传感器通信技术是实现信息数据传输的重要方式。而如何对先用的网络体制进行重组和改建,适应物联网的业务开展要求,如实现低数据率、低移动性等要求是现代物联网技术领域的研究重点。传感器的网络通信技术可以大体的分类两类:广域网通信体系和近距离信息传输体系。在近距离传输技术方面,以IEEE 802.15.4为代表的近距离传输协议是目前最广泛应用的技术规范,其免许可证的2.4GHZ频段在全世界范围内可以实现通用,为物联网的信息传输与交换的实现提供协议支持。就广域网通信技术而言,以现代TCP/IP传输协议,3G网络通信技术,卫星通信技术为物联网远程信息传输的实现提供技术支撑,其中以IPV6信息传输协议为核心的下一代通信网络将成为物联网远程传输的主要研究课题。

2.3 计算与服务技术

对海量数据进行存储、处理、传输是物联网要实现的核心功能。而数据信息的服务与实际应用是物联网技术要实现的根本目的。

2.3.1 信息计算。对海量数据信息的感知计算与大数据的集成化处理技术将是物联网应用普及化应用所面对的重要挑战之一。对海量感知信息的大数据整合、云存储、多设备共享、高速率下载、有用数据发现与数据挖掘等关键技术的攻克,采用现阶段兴起的云计算大数据处理与共享技术为物联网海量信息传输提供技术支撑。

2.3.2 服务计算。物联网的发展方向应该以实际应用为最终目的。随着时代的不断发展,涌现出许多新型的应用模式,这对物联网的服务模式和应用开发带来了巨大的挑战。传统的技术路线已经束缚了物联网的发展,在新时代的环境下,服务的内涵将得到革命性扩展。为了适应环境和服务模式的变化,物联网对行业普遍存在和要求的核心技术进行提炼总结,面对不同的需求,研究针对不同应用需求的规范化、通用化服务体系结构以及应用支撑环境等

2.4 安全管理技术

由于物联网终端感知网络的私有特性,网络信息的安全就成为一个必须攻克的难题。物联网中的传感节点部署的环境通常不会有人看守或者一些不可控制的环境,在这种环境下传感节点比较容易被攻击者获取,盗取节点中存储的信息,进而侵入到网络。除了这方面的威胁,物联网终端感知网络还受到一般无线网络所面临的信息的泄漏、篡改、重放攻击等多种威胁。从安全技术角度来看,需要加强的相关技术包括:(1)认证技术――对使用者的身份进行确认;(2)密钥建立及分发机制――确保信息传输的安全;(3)数据加密等数据安全技术――以保证数据自身的安全性等。因此在物联网安全领域,上面提到的几项安全技术就成为加强安全管技术的关键组成部分。

3 结束语

物联网是在现代网路基础上而发展起来的新型技术体系,在未来的社会生活活动中具有极大的可应用潜力。物联网技术的发展必将推动人类文明朝着更智能化、网络化、现代化的方向发展。我国的物联网技术仍处于初级发展阶段,各技术层面仍缺乏自主创新技术,要建设我国的物联网战略规划体系,需要国家各行业的共同努力,以推动我国的信息化社会建设。

参考文献

[1]刘伟,张益铭.物联网关键技术[J].数字技术与应用,2011(06).

[2]李中伟,金靖芝.物联网中的关键技术[J].价值工程,2011(19).

第4篇

关键词 物联网;传感器;网络;计算机

中图分类号 TP3 文献标识码 A 文章编号 1674-6708(2017)180-0026-02

1 物联网相关概念

所谓物联网就是在现有互联网的基础上进行扩展,实现各种物品的互联互通,物联网与云计算、移动互联网是未来互联网技术发展的三大方向,是行业的方向标,许多国家甚至将其作为战略性发展行业予以规划。简言之,物联网技术就是通过传感器技术,将传感设备收集到的作业环境的各种模拟信号转变为计算机系统可以识别的数字信号,再通过通信信道,将其传送到远端的控制中心,远端控制中心根据用户既定值,做出数据分析和判断,将超过或低于阀值的数据通过控制信号再传送到终端的控制器进行相应的调整,使得整个系统运行在实时、动态、监控、预警的智能化控制系统下。由此可见,物联网技术为人们实现了高度智能化的生产生活控制。

2 物联网技术发展所依脱的技术分析

2.1 传感器技术

传感器技术是物联网发展的关键技术,物联网所控制的各个终端处理器,就是依靠数量丰富的传感器设备进行环境的实时监控,离开了传感技术,就好像没有知觉和感官的人体,更别谈智能控制。传感器设备要具有高度稳定性、运行可靠性,同时无论是体积、还是检测灵敏度都越来越好,这得益于近年来快速发展的电子控制技术,芯片生产工艺的大幅度提升,以智能停车场的火灾监控系统为例,其传感器就包括了数量繁多的烟感、温感、光感、热辐射等控制感应器,通过这些传感器,可以将停车场环境的实时数据进行有效的监控,一旦高出既定阀值,数据通过控制系统进行预警,联动设备也开始工作,这种高度智能化控制,都需要传感器设备发挥重要的感作用。总之,传感器技术作为关键的物联网技术之一,有着极其重要的环境数据传感作用。

2.2 网络传输

如果将物联网信息系统比作是一个有机运行的人体的话,那么网络传输技术则是人体分布于各处的神经,通过网络传输系统,实现了终端控制设备与数据中心的信息交换,才得以实现数据的有效控制。网络传输在物联网方面有着更高的要求主要体现在3个方面,首先是传输的数据带宽要求更高,无论是传感器设备、终端控制器还是数据中心他们彼此需要实时数据的交换、如果信道带宽不能满足要求,对于一些实时数据的处理就会产生较大的延时,不利于精细化的控制;其次是网络速度的要求,物联网环境下传输的数据不仅仅局限于简单的控制数据,往往还进行视频、声音等数据的实时传输,这些容量较大的数据,在网络传输速度一定的条件下,同样会产生较大的延时,不利于系统的实时控制,这也是各个国家争相发展4G/5G高速网络的关键;最后则是网络传输协议、地址分配的标准,目前传统的基于IPV4的网络地址分配面临地址枯竭等问题,同样的传输协议行业标准还未出现,非标准化的控制协议对于实现统一化的管理和设计是严重的阻碍。由此,做好网络传输方面的技术保障对于物联网技术的发展同样至关重要。

2.3 数据处理中心以及终端控制器

物联网的数据处理中心是相对于终端控制器的,终端控制器是分布于各类“实物”上的微型计算机系统,是对实物进行局部性控制的关键,通常和各类的传感设备相连接,再通过一定的通信线路与数据处理中心相互联通;数据处理中心则是控制全局性的中央计算机系统,协调各个终端设备的数据信息,使整个系统运行在实时、动态、精细的控制之下。终端控制器可以是单片机系统,也可以是各种嵌入式的ARM系统,其中单片机系统在体积、价格方面都有着较大的优势,而ARM系统设备则是在功能丰富度方面、运算速度方面有着更大的优势,用户应根据需求进行合理的选择。数据处理中心一般都由微型计算机进行担任,其运算速度和控制协调能力更加强大,总之作为整个物联网技术的指挥控制“大脑”,各种控制设备同样发挥着不可忽视的作用。

2.4 相关行业技术

行业相关技术则是与物联网应用的具体环境有着直接关系,物联网广泛应用于居家、生产控制、安全监测等诸多领域,每个领域都有着其行业的独特知识结构,因此根据物联网系统所应用的具体环境,一些特定于各个领域的控制处理设备还是比较多的,以居家为例,其更多的是各类居家用电设备、家电等物件的控制居多,由此可见物联网技术是一种技术大融合的信息系统,离开了相关行业技术也是很难发挥其应有的作用的。

3 物联网与相关技术的结合应用介绍

3.1 智慧家庭

物联网与各种家电、生活用具、门窗传感器等的组合构成了智慧家庭的基本结构,物联网利用分布于各个居家用品上的传感设备和终端控制器,收集居家环境下的各类数据,例如温湿度、烟雾度、光辐射强度、门窗关闭数据等等,使得整个居家环境都处于动态、实时的监控下,数据处理中心根据这些实时数据进行实时监控和预警,可以通过短信、互联网信息等将居家环境信息发送到远程用户的移动设备上,实现了便捷、安全、舒适的现代化居家控制。

3.2 智能安全建筑

安全建筑并不是不会发生诸如火灾、水灾等灾害的建筑物,而是通过物联网技术将整个建筑的灾情情况进行实时的监控处理,一旦出现了某种灾情,进行实时预警,并且通过警报等形式通知建筑物人员,同时启动各种联动消防设备,进行联动灾情处理,而人的某方面作用逐渐被淡化,用户可以更加专注于灾情控制的某些方面,从而有效降低了灾情带给建筑物的伤害,提高了灾情的可控性,减少了人财物等诸多方面的损失。实现建筑安全的智能可靠控制。

3.3 智慧城市

智慧城市则是将城市的各个功能例如道路情况、红绿灯情况、天气气候等情况,利用庞大的物联网技术进行实时的动态监控,通过智能的数据控制中心,给予人们城市生活预警,使得整个城市的运行更加高效和现代化,当然,这种智慧型城市,简单的依靠物联网技术是远远不够的,还需要大数据云计算处理技术的支持,毕竟这种城市型数据的复杂度不是简单的智慧家庭、智能安全建筑所能够比拟的,需要极强的数据控制处理中心进行数据分析和动态操作。

3.4 其他方面

除了上述介绍的几个方面物联网技术还广泛应用于现代物流应用、生物工程领域、以及智慧电网等各方面,相信随着物联网技术的进一步发展,这种高度智能化的控制预警必将带给人们更加高品质的生活。

4 结论

综上,物联网技术涉及到了诸多的先进技术,通过各类技术的有机结合实现了丰富多彩的物联网系统,带给人们生产、生活的极大便利。

参考文献

[1]郑纪业,阮怀军,封文杰.农业物联网体系结构与应用领域研究进展[J].中国农业科学,2017(4):657-668.

第5篇

[关键词]物联网;关键技术;发展趋势

中图分类号:TP391.44 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)15-0091-01

互联网的发展趋势就是物联网,完整的物联网集云、管、端一体,即以云设备为核心,以移动网或固网为基础,以芯片为抓手,是一种融合多项信息的新型技术体系。

1 物联网的体系结构

物联网必须具备标识能力,感知能力、自主接入、信息相关等诸多功能,因此物联网的体系结构由以下几部分组成:感知、接入、互联网、服务管理、应用[1]。

图1 网络体系结构

2 物联网的关键技术

1) 射频识别(RFID)技术基本上由标签、阅读器、天线组成。不需人工操作,不仅具备数据存储量大,体积小巧轻便,还可防水、防磁,可以在恶劣的环境下工作。很有希望代替条形码,和互联网结合实现信息的共享,因而成为物联网的关键技术之一[2]。

2) 传感与检测技术。传感器是网络及智能化硬件的基础,传感器节点功能多样化、抗干扰能力,能量等技术是网络质量及寿命的保证;传感器拓扑结构、自身检测及控制能力,是网络稳定高效的前提;传感器体积及安全是网络安全的保障。传感与检测技术是实现物联网感知功能的基础[3]。

3) 智能技术。智能技术推动互联网向物联网发展,实现人与物体,物体与物体之间的交流。智能技术尤其是人工智能理论的研究及智能控制技术与系统是物联网实现的关键技术之一。

3 物联网的结点分类

根据节点的能量、移动性、存储能力、联网能力等性能,将结点分为无源结点、无缘结点、互联网结点。他们是物联网感知的基础,是智能化设备的依托,可满足物联网交互应用的需求[4]。

4 物联网的发展趋势

物联网的发展依托于技术的发展,技术的发展趋势决定了物联网的发展方向。

1) 网络处理芯片,以多核CPU与可编程网络引擎相结合的体系结构为导向;以连到物联网的功能为目标;以大容量存储为支撑,为物联网的实现提供基础。

2) 传感器:物联网的发展,传感器显得愈发的重要。传感器发展的趋势主要倾向于低功耗、多节口和小尺寸,传感器类别的不同,要实现万物联网,就需要有传感器枢纽处理不同类型的传感器数据,这就要求传感器具有较强的数据处理、数据融合的功能、具有模数转换功能、体积小。

3) 智能化硬件。物联网要实现万物联网,设备就需要具备智能化才能实现物联网服务的加载,硬件智能化发展成为一大趋势[5]。

4) 云服务,以信息为中心,依托于网络,提供易扩展的服务。云服务为核心的云平台为网络数据信息的存储处理提供了保证,可以为用户提供数据量大,更为安全的服务。物联网需要处理大量共享的信息,云设备是核心,因而,云服务的发展趋势显得尤为重要。

5) 网络安全的保证,实行身份认证。大众对于安全的要求越来越高,物联网容易受到外界的攻击,安全存在隐患,只有推出有安全保障的措施,物联网才能被认可和接受。目前比较流行的认证是指纹识别,在网络内可采用按压式指纹识别,其他的身份认证可作为补充。

5 结论

物联网的实现目前还有一些技术困难,但是相信随着科技的进步,互联网的进一步发展,物联网定会走进千家万户,给大众提供更为便利的服务,深入人类生产生活活动各个领域,会拓宽了信息传递的范围,给经济以巨大的推动。

参考文献

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[5]刘强,崔莉.物联网关键技术与应用[J].计算机科学,2010.6(37).

第6篇

关键词:物联网;技术;发展

中图分类号:TP391.44 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2012) 16-0060-01

一、内涵和特征

(一)内涵。物联网通过使用各种信息传感设备,如射频识别(RFID)技术、全球定位系统(GPS)、激光扫描仪、红外感应器等,实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程,采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息,与互联网结合形成的一个巨大网络。其目的是实现物与物、物与人,所有的物品与网络的连接,方便识别、管理和控制。(二)特征。物联网本质上是一种建立在互联网上的泛在网络,虽然它的核心依然是互联网,但是它依然有着自己一些独立的特征。第一,它大量应用了各类感知技术。物联网信息的获取源就是分布在网络末端的各种类型的传感设备,这些传感设备就是物联网的“耳”、“眼”、“鼻”。第二,物联网中的“物”通过各种有线或无线通信方式连接到互联网上,从而实现信息的上传或指令的下发,进而达到和互联网的融合。第三,物联网不仅通过传感设备交换各类信息,其本身对信息也具有处理的能力,通过这种能力可以实现对物体的智能控制。

因此,物联网技术其实就是互联网技术、传感器技术和智能处理技术(模式识别、人工智能、云计算等)的结合。

二、物联网的关键技术

M2M技术、传感网技术及射频识别(RFID)技术、网络通信技术是物联网的关键技术。

(一)M2M技术。M2M技术通过实现机器与机器、人与人、人与机器之间的通信,与操作者共享了使机器设备、应用处理过程与后天信息系统提供的信息。M2M技术提供了传输数据的优良手段,使设备能够实时地在系统之间、远程设备之间、或个人之间建立无线连接成为可能。

M2M产品主要由三个部分构成:1.行业应用中心:对分散的行业终端进行监控,是终端上传数据的会聚点;2.无线终端:不是笔记本电脑或手机,而是特殊的行业应用终端;3.传输通道:从用户端到无线终端的行业应用中心之间的通道。

当今,随着科技的不断进步,M2M产业链中的各个技术环节发展异常迅猛。不断增加的M2M的末端设备连接对象,其数量将会超过计算机和人的数量。在软件管理平台方面,通过M2M管理软件,可以实现对资产与末端设备的有效管理、控制。在物联网的硬件制造方面,使机器具有联网或通信能力的部件是M2M硬件,M2M硬件可以进行信息的提取,也可以从机器设备中获取数据,并传输到通信网络硬件厂商,不同应用、不同环境的移动信息处理可以通过不同的无线M2M硬件产品得以实现。(二)传感网技术。大规模无线传感网络技术、传感器及其智能处理技术的结合便是传感网技术。由于是一种检测装置,传感器能够感受到被测量的信息,并能将检测到的信息,按一定变换规律变换成电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的存储、传输、显示、记录、处理等要求。实现自动控制与自动检测的首要环节是传感器,在实际应用中,传感器相当于人的“感觉器官。”新型技术的低能耗、小型化、可移动、低成本有点可以满足物联网的“物-物”相联需要,无线传感网能够在满足上述需要的前提下,提供具有自动修复功能和自动组网的网状网络,使无线网络具有初步的智慧功能。伴随着新技术革命的到来,全球已进入全新的信息化时代。在实际应用时,首先应解决的是如何获取准确可信的信息的问题,而在利用信息的过程中,传感器具有非常突出的地位,这是由于传感器是获取生产和自然领域中信息的手段和主要途径。(三)射频识别(RFID)技术。通常,当特定的信息读写器通过带有电子标签的物品时,读写器激活标签,并向读写器及信息处理系统传送标签中的信息,从而完成信息的自动采集工作。一个典型的RFID系统是由读写器、RFID电子标签及信息处理系统组成的。信息处理系统根据需求承担相应的信息处理及控制工作。由于每个RFID标签都有一个唯一的识别码,如果它的数据格式有很多是互不兼容的,在闭环情况下,对企业的影响不是很大。(四)网络通信技术。物联网数据是通过传感器的网络通信技术来提供传送通道的。目前,物联网研究的重点是如何在现有网络上进行增强,适应物联网业务需求。网络通信技术可以分为两类:广域网络通信技术及近距离通信技术。在广域网络通信上,卫星通信技术、2G/3G移动通信技术等实现了信息的远程传输,可以为每个传感器分配IP地址创造可能性,也可以为传感器的发展创造良好的基础网络条件。在近距离通信方面,802.15.4规范是IEEE制定的用于低速近距离通信的媒体介入控制层和物理层规范,以IEEE802.15.4为代表的近距离通信技术是目前的主流技术,工作在工业科学医疗频段,免许可证的2.4GhzISM频段全世界均可使用。

三、发展趋势

物联网前景非常广阔,它将极大地改变我们目前的生活方式。首先,物联网的应用可以提高经济效益,节约成本;其次,物联网的发展可以带动很多相关行业的发展,可以为全球经济的可持续提供动力;还有,物联网的应用可以大大方便我们的生活。在物联网的世界里,每个物体都具有了一定的智能,可以自动完成一些以往需要人类干预才能完成的事情。物联网虽好,但是要建立一个真正高效实用的物联网,有两个因素必不可少。首先是规模性,就是说接入网络的物体必须达到一定的规模,只有具备了规模,智能作用才能真正发挥出来。例如,某个城市的道路上有上百万辆汽车,如果我们只把其中的一万辆汽车接入到网络中,就不能对整个城市的交通有全面的了解,也不可能建立一个智能交通系统;其次是流动性,物体通常处在运动中,要能保证物体在运动状态,甚至是高速运动状态下都能随时进行数据的交换,这就需要建立配套的信息高速公路,尤其是大容量移动互联通道。

四、结束语

物联网是计算机科学技术的又一次全新的应用。当前,物联网的发展风起云涌,被誉为“下一个IT时代的产业革命”。不难预见:物联网将来必将改变世界。物联网的发展是信息社会发展的必然产物,但其在发展道路上,也将会面临着较多困难,有技术上,也有标准上的困难,这就需要社会各个层面在物联网业务及技术上取得相应突破。

参考文献:

[1]周伟.浅谈物联网及其技术应用[J].电脑知识与技术,2011,8.

第7篇

关键词:物联网工程;教学体系;课程设置

作者简介:吴韶波(1970-),女,江苏常熟人,北京信息科技大学信息与通信工程学院物联网工程系,副教授;李振华(1977-),男,吉林长春人,北京信息科技大学信息与通信工程学院物联网工程系,讲师。(北京 100101)

基金项目:本文系北京信息科技大学校级重点教改项目(项目编号:2012JGZD04)的研究成果。

中图分类号:G642.3 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)31-0051-03

物联网(Internet of Things,IoT)技术具有典型的交叉学科性质,通过传感器、射频识别、嵌入式、分布式信息处理、网络与无线通信、全球定位系统等技术,对任何需要监控、连接或互动的物体和过程进行实时的采集,得到有关声音、光照、温度、电压、力学、位置等信息,通过选择各类网络接入,从而实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。目前,物联网技术已经列入我国战略性新兴产业的核心突破领域,国家“十二五”规划明确提出,物联网将会在智能电网、智能交通、智能物流、金融与服务业、国防军事等十大领域重点进行部署。

随着物联网产业迅速膨胀,高层次物联网技术专业人才缺口较大,供不应求。预计5-10年后物联网的产业规模将比互联网产业大20倍以上,大力发展物联网技术的教育势在必行。2010年教育部首次审批通过了物联网工程新专业,几年来,全国已有近千个学校开设了相关专业,各个学校原有学科优势不同,物联网工程专业的侧重点也各不相同,其培养模式的研究尚处于萌芽阶段。在此,重点介绍北京信息科技大学(以下简称“我校”)新办物联网工程专业在教学体系建设中的有关思考。

一、专业培养目标与特色

物联网工程专业是涉及多领域的交叉学科,具有时代特色鲜明、学科交叉基础雄厚、产学研用结合紧密、系统工程能力突出的工程化特色,既强调基本理论和基础知识,更注重锻炼实践和创新能力,同时注意新技术和新应用的学习,具有深厚的理论与广泛的实践相结合的特征。其目标是培养掌握数学、自然科学、人文科学基础知识和物联网相关的计算机、通信、电子、控制基本理论、基本知识、基本技能和基本方法,以物联网工程的基本理论和基本技能为基础,以现代电子技术、通信技术、计算机、控制、信息安全、系统工程等理论为指导,以计算机硬件和软件系统为应用平台,以物联网工程领域为应用目标,重点突出我校在通信传输与信息处理方面的技术优势,具有较高综合素质和就业创业能力,能胜任物联网相关技术的研发及物联网系统规划、分析、设计、实施、运维等工作的创新能力较强的高素质应用型人才。

二、物联网工程专业教学体系

物联网工程专业知识跨度较大,是发展中的集成创新型技术。目前学科人才培养模式中存在的层次单一、教学内容滞后、理论与实践脱节等问题,都难以满足物联网工程专业的需求。因此,物联网工程专业的教学必须处理好物联网技术体系与知识体系的关系、培养目标与课程体系建设的关系、课程设置与已有成熟专业课程体系的关系、学生能力培养与学校办学特色的关系,以及理论教学与能力培养的关系,采用新的教学模式和教学手段,构建创新型人才培养体系,培养学生扎实的基本功、精通的专业知识,勇于创新和实践。

1.物联网工程专业知识体系

物联网产业的涵盖面极宽。整个物联网的技术体系包括感知层、传输层、处理层和应用层四个层次,各层次间既相对独立又紧密联系。物联网工程专业知识体系应体现出物联网技术的主要关键技术,如射频识别、无线传感器、无线传感网、无线通信与网络、软硬件、智能信息处理和安全隐私等技术,其核心技术是嵌入式。结合物联网技术体系的四个层次,可以从信息感知获取、信息传输、信息处理、应用四个环节进行课程的有关设置。信息获取包括传感器以及信号检测相关知识;信息传输包括网络、无线通信、通信协议等;信息处理则包括数据融合、云计算、安全等。

2.物联网工程专业课程体系

物联网技术和产业正在不断发展过程中,物联网工程专业才开办几年,物联网工程专业课程体系的设计在国内外都没有成熟的先例可以借鉴。经过广泛的调研与论证,听取早期已经介入到物联网及其相关领域研究工作的教师的意见和建议,以通识教育规范、专业基础扎实、专业应用精选、实践环节突出为指导思想,本着充分发挥本校已有学科基础与优势,从学生毕业后可能从事的就业岗位和就业所需的能力要求出发,对课程体系和内容进行取舍。我校物联网工程专业课程体系结构图如图1所示。本专业课程体系围绕涉及到的学科知识领域和知识点,尽可能多地对专业知识体系进行覆盖,以专业知识为主线索,课程之间相互支持与衔接,课程体系突出专业基础,外语四年教学不断线,包括三大必修模块:公共基础模块、专业基础模块、专业核心模块,在此之上有选择地以选修课形式开设物联网的领域应用模块课程(见图2),配合实践教学体系可充分体现突出我校通信传输与信息处理特色,体现出当前物联网工程专业人才培养方向和内容;强调基本理论和基础知识;加强实践环节教学的主要特色,满足应用型人才培养要求。

专业核心课程包括:物联网感知技术——RFID原理及应用、传感器原理及应用、物联网控制技术;物联网传输技术——物联网通信技术、传感网原理及应用;物联网处理技术——海量数据存储与处理、数据处理与智能决策、物联网信息安全技术;物联网应用技术——物联网工程设计与实施。该课程计划引入企业专家进行授课,培养学生对专业产业的兴趣,激发创业意识,加强创新创业精神的培养。

3.物联网工程专业实践教学体系

实践教学体系体现了实践教学各环节之间的衔接关系,如图3所示。实践教学从专业基础类、专业类到综合创新、工程实践逐渐提高,四年不断线,除了专业实习和毕业设计,核心课程实验包括RFID原理及应用、传感器原理及应用、传感网原理及应用、物联网通信技术、数据处理与智能决策、物联网控制技术、物联网信息安全技术等课程的课内实验;综合课程设计包括感知、传输、处理和应用的多个课程设计与独立实践环节;充分突出了实践教学在加强学生实践、创新能力,培养应用型人才方面的作用。实践课程包括选修(2学分),学生可根据自己的兴趣爱好选择实践课程,参加各种竞赛活动,挑战自我,勇于创新,提高学习目的性和主动性。

4.教学体系具体实施的一些措施

目前,在实施培养专业创新人才教学体系的过程中,还存在着一系列新的问题,还需要从4个方面加强。

(1)加强学科交叉,培养教学与科研能力较强的师资队伍。由于物联网工程专业集成了计算机、电子、通信、自动化等多个专业的知识,科研与应用性极强,对教师的素质提出了较高的要求。解决的方法:一方面加强现有师资的培训,鼓励教师取得行业培训、认证证书,加强企业实习,尽快全方位了解物联网专业的基本技术;另一方面可优先引进本、硕、博有跨专业学习经历的人员担任新教师,进一步加强科研能力,对相关专业知识在物联网中的应用会有较深理解。

(2)统一课程内容,避免重复教学和遗漏重要知识。物联网工程专业的课程涉及多个交叉专业,教师在课程设置上难以抓住重点,教学内容可能会出现多门课程有重复知识的现象,需要多门任课老师仔细讨论,区分在哪门课重点讲授,避免多次讲多次讲不透,或者大家都不讲的情况。还有一种情况是某门课程是原来多门课程的浓缩,如计算机硬件基础课程,内容集中了计算机组成原理、微机原理与接口技术、单片机等相关内容的知识,需要根据物联网特点,明确基本概念,简化内容,为后续嵌入式课程的开设打好基础。

(3)汲取多学科精华,加强物联网专业教材建设。专业建设中,教材的建设是一个必不可少的环节。早期,由于专业刚刚建立,可以找到的物联网专业教材较少,各个学校纷纷出版自己的教材,但这些教材良莠不齐。解决方法:一是需要进行一定的分析比较,找到适合本校学生使用、口碑较好的现有教材,并针对本校专业特色和需要适当修改教学模式;二是吸取现有教材优点,在综合必要教学内容以及物联网技术研究发展最新成果的基础上,自主编写具有本校特色的教材。

(4)贯穿整个教学体系,提高学生实践与创新能力。物联网工程专业注重理论与实践结合,强调工程实践应用与创新能力的培养。除了以引导式、启发式、讨论式和研究式进行理论教学,还增加了实践教学的学时数,保证实践教学四年不断线,还鼓励学生积极参加各种科技竞赛及科研项目,学以致用,培养兴趣,以促进创新型人才培养。综合实训以项目案例驱动,促进学生在知识掌握、动手实践、团队合作等多方面得到锻炼。

三、结语

物联网工程专业是为满足社会对人才的新需求设立的新专业,培养方案制定得科学、合理、可行是人才培养的重要保证。本专业制定的教学体系在理论课程中既考虑学生出口,包括传统相关专业的核心内容课程,又有贴近前沿的现代技术的大量课程;实践环节比例占到22.75%,通过大量的实验与课程设计使学生动手实践的能力培养得到加强;全方位的素质培养在科学文化、思想道德、身体等方面都得到了较为充分的体现,使学生在知识、能力、素质各方面协调发展。

参考文献:

[1]胡忠望.“物联网工程”新专业课程体系的设计[J].中国电力教育,2010,(22):109-110.

[2]吴功宜.对物联网工程专业教学体系建设的思考[J].计算机教育,2010,(11):26-29.

第8篇

摘要:物联网是利用先进的信息技术手段,有效整合人类社会及物理系统的资源,并高效予以利用。其应用于多个行业领域当中,并为其创造更高的经济价值。随着物联网的发展,其对于信息资源的需求量也逐渐提升,同时也增加信息数据处理的难度。在物联网运营管理当中,为了更好的实现信息数据的高效处理,开始将云计算应用其中,成为物联网运营管理当中必不可少的工具。

关键词:云计算;物联网;运营管理平台

一、物联网和云计算

1.1物联网。在物联网当中,将红外线感应、GPS定位以及射频识别等技术设备,实现物理系统与互联网之间的联接,其具有信息交换和传递的功能,对物体进行定位、监控和识别。也就是说,物联网是利用信息技术为物体所服务,有效整合社会资源并加以利用。随着物联网在多个行业领域得到广泛的应用,并转形成固定的模式。在物联网商业模式当中,由政府主导运营,网络运营商提供通信传输服务,建立其运营管理平台,更加方便、快捷的为客户所服务。1.2云计算。云计算是一种新型的商业计算模式,其利用网络云端对各类信息资源进行数据处理和储存,同时可实现资源共享。从某种意义上来说,云计算是一项虚拟化技术,将资源由物理形态转化为虚拟的数据形态,实现分布式储存,极大的节约了储存空间,同时能够根据实际需求来进行资源的增添和扩展。云计算支持多租户技术,实现软硬件资源共享和资源配置,各用户间互不干扰,保证了数据资源的可靠性和安全性。1.3云计算在物联网运营管理当中的应用价值。为了更加高效的整合和利用社会资源,在物联网运营管理管理当中,需要应用更加完善和强大的运算处理手段,云计算显然可以满足其需求。从某种意义上来说。物联网和云计算是互联网的重要补充,二者间存在着紧密的联系,相互促进,共同发展。云计算在物联网运营管理当中的应用,极大的拓展了物联网的资源空间,以更好的满足日益增长资源需求,为广大客户提供高效、优质的服务。云计算为物联网运营管理平台提供了重要的网络基础设施,开启了全新的商业管理模式,拓展了物联网的发展机遇,其服务水平也得到了极大的提高[2]。

二、基于云计算的物联网运营管理平台构建

2.1云计算与物联网的结合方式。基于云计算技术构建物联网运营管理平台,云计算与物联网的结合是其中重要的环节。一般采取多终端、大量终端和海量终端等模式,而结合模式的选择主要根据其应用范围。在摄像头、传感器、3G/4G智能手机等小范围物联网终端之上,采用多终端结合模式,将其获取的数据信息传输至云中心进行处理,使用者可通过统一的操作界面进行查看,在日常生活中,多终端模式得到了较为广泛的应用。而在区域跨度较大的单位,则需要利用大量终端模式,对于分散于不同区域的子公司进行实时有效的管理,保障产品质量。而海量终端模式则应用于安全性高的海量、多类型数据信息资源的处理当中,实现资源的合理分配,合理选择其云计算与物联网的结合方式,发挥云计算的统帅作用,实现物联网的统一管理。2.2基于云计算的物联网运营管理平台的设计。结合云计算的特点,将其合理应用于物联网运营管理平台之上,为其提供了重要的网络基础设施,利用虚拟技术,实现资源共享,不同行业、不同客户均可从虚拟储存池当中获得资源信息。建立云平台,利用其分布式极端、存储以及虚拟技术,其数据处理、分析能力得以显著提高,其具有实时性的特点,提高的数据的实用性。在物联网运营管理平台上设计云应用程序,并通过其对于行业业务进行管理。运营商可以根据用户的使用时间,计算其应用的资源。2.3物联网运营平台的构建。完善无线传输通道和监控,合理进行网络节点配置,并进一步拓展和延伸提高物联网的功能,可有效减少成本投入。利用云计算基础设施,构建行业计算模型,开发云应用,并将物联网运营管理平台的功能集中在云平台上。在此基础上拓展其管理范围,充分发挥云计算在物联网运营平台当中的重要作用,其对于物联网的发展具有积极的推动作用。结论在物联网运营管理平台之上,云计算是重要的技术手段,其促进了物联网更好的发展,充分满足新时期的发展要求。有效结合云计算与物联网,进行物联网运营管理平台科学、合理的设计,实现沟通交流的智能化。充分发挥云计算多用户、虚拟化以及超大规模的优势,有效拓展物联网运营管理平台业务,满足人们对于资源的需求。

参考文献

[1]于洋.构建基于云计算的物联网运营平台分析与研究[J].电脑知识与技术,2013,35:8189-8191.

[2]毛弋.物联网运营管理平台对于云计算的应用研究[J].才智,2014,21:320.

作者:严杰

第9篇

关键词 物联网;体系结构;相关技术

中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2013)16-0006-01

在当前信息技术不断发展过程中,物联网是其重要的组成部分,发挥着极为关键的功能。利用物联网,可以将全世界各个行业、各个领域经过一些相似特性而紧密联系起来。

1 物联网的定义与发展

开始于20世纪末期,美国于网络会议中第一次点明了物联网的定义,延续至今,相关物联网的内容已遍布全世界,同时受到人们的广泛关注与好评。根据商品的传输特性分析发现,物联网能够被划分为4方面内容,即表示、感知、处理及信息传递。至今,物联网在物流行业、药品制造行业、销售行业等都表现出了良好的作用,例如:如今形成的在高速公路不需要停车就能够收取资费、利用手机进行消费等功能都是通过物联网实现的。依据世界有关人员猜测,在21世纪末,因为智能化水平的飞速提升,物联网必将更大范围的应用。

2 物联网的体系结构

尽管物联网的定义还没有被统一,但其体系结构已经得到了人们一致的认识,可以划分为感知层、网络层及应用层三类,具体内容详见图1。

2.1 物联网的感知层

对于整体的物联网体系结构来讲,感知层是其基础,具备十分关键的功能。感知层是整体物联网体系结构的起始,主要从事数据的收集及传递工作。利用GPS、摄像头、识读器等进行数据收集,然后经过蓝牙、射频识别、ZigBee等无线技术或现场总线等技术把收集的数据进行短途的传递,使其到达相应的设备中,从而为后续数据处理工作奠定基础。

2.2 物联网的网络层

在物联网的整体体系结构中,网络层是基于现今的互联网体系为基础创建而成的。网络层一般从事传递收集到的数据的工作,在整体物联网系统中发挥十分重要的功能,将感知层收集及短距离传递到设备里的信息资料,利用长距离的传递方法传递到数控中心。物联网的网络层需要性能良好的互联网为基础,但是,就如今的互联网情况来看,无法满足数据传递的需求,所以,在一定程度上禁锢了物联网的发展。因此,想要促进物联网更深层次、更长远的发展,就需要对当前的互联网进行重新整合,提升性能。

2.3 物联网的应用层

促进物联网飞速发展的意义就在于应用。因此,物联网整体的体系结构核心内容就是应用层。应用层主要把感知层收集及网络层传递的资料接收过来,再经过一系列的数据处理与技术分析,从而对整体结构系统进行控制与判定,进而推动企业物联网的发展。对于物联网的应用层来讲,其能够划分成以下几部分内容,即应用程序及终端设备。他们一起肩负着物联网在不同领域、不同行业中的功能。

3 物联网的相关技术

3.1 识别

在整体的物联网发展中,识别技术是进行数据收集的核心,负责整体数据的收集工作。识别技术进行收集数据一般是利用远程微电子技术,进而能够对电、光、声、力、热等信息进行收集,把收集到的资料传递给物联网进行数据分析、处理。

3.2 感知

3.2.1 ZigBee技术

ZigBee技术作为一种无线传递技术,主要进行调频及分组交换数据。该技术的优点在于其安全性强、价格较低、稳定性良好、适应性高,容量较大,耗能较少等。如今,ZigBee技术的应用范围十分广泛,并且在物联网中也发挥出了良好的效用。其技术的缺点在于承载数据的性能较低,传递数据的距离较短,范围较小。

3.2.2 蓝牙技术

无线传递技术不仅包含ZigBee技术,同时还包含蓝牙技术,其利用时分多址、高度调频灯光方法进行数据传递。当前,蓝牙技术的发展方向重点在于移动设备方面,能够有效的简化移动设备同计算机之间的数据传递过程,同时具备较强的工作效率,是一项应用广泛、性能较好的数据传递方式。

3.2.3 射频识别技术

射频识别技术一般多应用于物联网的感知层。这项技术是利用有线传递方式或无线传递方式把感知层收集的数据传递到数据库里,同时利用互联网实现数据的交换及共享。射频识别技术一般由3方面内容组成,即电子标签、读写器及天线。在这3方面内容里,天线用于进行信号的发送与接收,读写器用于数据的输入与读取,电子标签用于数据的储存与总结。射频识别技术具备良好的环境适应性能,可以在每个行业及领域中进行使用。同时,射频识别技术基本上完成了自动化运转,并且工作效率也较高。在今天,安防行业、监控行业、文档管理行业都广泛应用射频识别技术。所以,有理由相信,伴随着物联网的不断发展,这项技术一定会得到更全面的使用。

3.3 信息的处理

在物联网的相关技术使用过程中,信息的处理技术能够实现人与电子计算机间的沟通。信息的处理技术一般是利用深入挖掘及计算数据的方法,进而高效处理数据信息,最后通过简洁、清晰的界面方式把数据呈现在人们眼前,实现物联网的全面应用。

4 总结

总而言之,对物联网的体系结构及相关技术进行探讨有助于推动物联网技术的进一步发展,在现实生活中实现物联网的广泛应用,使人们的生活更加方便、快捷。因此,对物联网的体系结构与相关技术进行探讨是值得相关工作人员深入思考的事情。

第10篇

关键词:物联网技术;智慧校园;系统设计

尽管物联网技术是互联网技术的一种延伸,但互联网通常用于网络中人与人之间的交流,而物联网则是利用各类传感技术来进行物件识别,并实现人与物、物与物之间的信息共享。随着计算机网络技术的日益进步,物联网作为新的信息产业热潮也逐渐受到了行业人士的关注,物联网将成为信息产业未来的主要研究方向之一,同时物联网技术在各类工业、交通、管理等产业领域也开始被广泛运用,特别是对于智慧校园的管理和系统设计,物联网技术也发挥着其重要的作用。

1 物联网技术

物联网技术是基于互联网基础之上的一种新型网络技术,能够通过物与物之间的传递来进行信息交互。物联网主要由网络层、感知层以及应用层组成,网络层主要作用是为物联网在网络中进行数据的传输和处理,感知层则通过传感器或RFID来对数据进行感知识别,并采集与物件相关的信息传送至网络层,而应用层则是将感知层传送至网络层的信息加以操作。物联网技术技术具有感知或计算能力的各类技术设备,主要包括RFID、GPS、红感器等信息传感设备。红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,通过网络途径实现人们信息交换需求。

2 智慧校园物联网

智慧校园是通过云计算或物联网技术来实现学校师生和各类资源之间的信息交互的方式,通过提高交互方式的灵活性来达到校园的智能化管理。智慧校园的首要目标是通过物联网技术中的传感设备实现校园实时管理,使校园信息传递更为迅速和及时,也让学校师生能够更好地使用教学资源进行共享学习,智慧校园物联网改变了学校的教学生活,将教学科研活动变成了智能化管理系统。

3 基于物联网技术的智慧校园系统设计

3.1 智慧校园网总体系统结构

智慧校园网系统结构与功能模块结构如图1所示,智慧校园系统可分为五个子系统,每个子系统下都有相对应的网络进行相互的数据转换。

3.2 智能教学管理系统设计

校园管理工作是为了更好的服务于教学,而智慧校园的管理系统更是要以教学为目的出发进行设计。智能教学管理包括教学考勤、学生管理、图书馆管理以及实训管理等,管理中心通过系统对学校师生进行日常行为的考勤管理,在上课前只需要用校园一卡通刷卡进教室。考勤系统会自动通过网络将数据反馈给中心处理器,教师可以根据反馈数据确认出勤人数并采取及时的应对措施,极大的方便了校园管理。

3.3 智能消费管理系统设计

校园内的消费管理系统可采用射频技术或数据库技术进行管理,校园内教师与学生的消费主要有伙食消费、活动消费、购物消费等,每个人配备一张含有个人信息以及金额的校园一卡通,校园卡中包含了RFID电子标签,可在设置了RFID阅读器的设施上使用,教师和学生在使用一卡通时,其消费信息将会被阅读器进行提取并通过管理系统传送至校园数据处理中心进行处理,在系统后台查询消费金额后将会自动扣除卡内相应金额,并同步刷新后台数据库的数据,

3.4 智能安防管理系统设计

校园安防管理系统设计可通过视频监控系统来进行,并结合GPS、图像识别、射频识别、遥感、无线传导等技术来全面监控校园环境,监控数据将会通过网络返回到学校管理系统数据库中心,并通过计算机系统对这些数据进行分类处理,使得校园能够处于实时管理状态,在发生意外情况时能够迅速做出反应,如当有人进入警戒区时,视频监控系统会将不同区域所接收的感应数据分析人物具体方位,并调用就近地点的视频监控进行观察,同时将数据传回管理中心进行警报提醒,使学校安防人员能够迅速赶到现场,极大的提高了校园安全指数。

4 结语

综上所述,物联网在智慧校园管理系统中的作用十分巨大,系统中心采用物联网将校园物件进行连接,并通过对数据的感知和分析来进行统一智能化管理,再将其投入到校园教育管理服务中,这无疑也是当今时代下各大学校对于智能管理服务的一种认可。因此,物联网技术在智慧校园系统设计中的广泛应用必定能够为学校带来更为优质和高效的服务。

[参考文献]

第11篇

摘要:针对物联网产业的发展现状和趋势,分析了高职院校开设物联网技术专业的必要性和重要性。根据物联网技术的特点,探讨了高职院校物联网技术专业课程的设置问题,在此基础上,详细阐述了高职院校物联网技术专业课程体系的设计和构建。

关键词 :高职院校;物联网技术;专业建设;课程体系

作者简介:周亮,男,兰州石化职业技术学院信息处理与控制工程系讲师,硕士研究生,主要研究方向为软件开发技术;张克功,男,兰州石化职业技术学院信息处理与控制工程系讲师,硕士研究生,主要研究方向为信息处理技术;党燕,女,兰州石化职业技术学院信息处理与控制工程系副教授,硕士研究生,主要研究方向为传感器技术。

中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1674-7747(2015)06-0036-04

物联网是基于互联网络、移动通信网络等信息传输载体,让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络,其英文名称是“The Internet of things”。和传统的互联网络相比较,物联网是基于各种感知技术的广泛应用,是一种建立在互联网基础之上的泛在网络。

一、物联网技术发展现状及前景

近年来,美日等发达国家和经济体先后提出了智慧地球、智慧城市等概念,带动了物联网产业的迅猛发展。目前,物联网产业资金投入量大,参与建设的大型高科技企业多,预计在2015年前后,物联网产业将进入蓬勃发展的时期。物联网技术的应用一方面可以提高生产效率,另一方面,可以为全球经济的复苏提供一定的技术动力。美国、欧盟等已投入巨资,研究探索物联网技术,我国也在高度关注、重视物联网技术的研究和发展。据美国权威咨询机构FORRESTER预测,到2020年,世界上物—物互联的业务,与人—人通信的业务相比,将达到30比1。因此,物联网产业被称为下一个万亿级的技术产业,是未来推动世界经济高速发展的重要生产力。[1]

二、高职院校开设物联网技术专业的必要性和重要性

自2009年我国在政府工作报告中提出发展物联网技术和产业以来,物联网已进入快速发展阶段。工信部预测,我国物联网市场规模到2015年将超过5 000亿元,2020年时将启动万亿元级别的市场规模。[2]在以往几年多所知名高校相继成立物联网技术专业的基础上,2011年,全国又有一些高校和企业加入了物联网教育和研究行列。基于以上几点,在良好的发展环境和国家政策的大力支持下,高职院校建设物联网技术专业势在必行,并有着较好的发展前景。

物联网技术自1999年提出以来,经过十多年的经验积累和技术研究,已进入蓬勃发展时期,物联网产业相关领域的人才相对匮乏,就业缺口大,各层次的物联网技术教育显得尤为重要。物联网产业的大量人才需求,能够很好地解决目前高职院校招生难就业难的问题。学生就业将更多地走向沿海发达城市,在物流、安防、交通、汽车等多个行业充分发挥技能,施展才华。[3,4]因此,高职院校应积极响应国家产业转型优化升级战略,结合现有专业技术优势资源,将物联网技术作为一个重要的专业方向进行规划和建设,为国家培养适应形势需求的人才,为学生创造更好的就业机会,为学院科研工作提供更好的实验条件。

三、高职院校物联网技术专业课程设置与课程体系构建

(一)物联网行业从业技能分析

物联网技术是计算机、电子、网络、通信及软件工程等多个技术相融合的综合应用技术。从物联网产业链的角度分析,物联网产业可以分为感知控制、数据传输和数据处理三个环节。感知控制环节通过感知设备获取物体的状态信息,这个环节需要从业人员具备电工电子技术以及嵌入式设备设计和调试的能力;当信息被感知后,通过数据传输环节将数据传输至数据处理环节,这个环节通过通信网络传输数据,需要从业人员具备计算机网络和数据通信等技术;数据处理环节主要对接收到的数据进行分析、处理和应用,需要从业人员具备系统设计、系统应用和系统管理的能力。

综上所述,可将物联网技术分为3个层次,分别是感知层、通信层、应用层。感知层技术主要涉及感知终端的设计和应用技术;通信层主要涉及计算机网络和通信技术;应用层主要涉及物联网应用系统软件开发及维护技术,物联网行业从业人员所需技术如表1所示。

(二)培养目标

根据对物联网行业从业技能的分析,物联网技术专业培养目标是德、智、体全面协调发展,掌握物联网的基本理论、基础知识,具备基于计算机技术、自动控制技术、传感信息处理技术和互联网技术进行信息标识、获取、传输、处理、识别和控制的能力,能够进行物联网系统集成、物联网相关产品的开发和应用、物联网工程实践,服务于经济和社会发展需要的高素质复合型应用人才。

(三)专业课程设置

根据物联网行业从业人员所需技术分析,核心课程的设置可分为三个部分,分别是感知层课程、通信层课程和应用层课程。

感知层课程主要涉及感知终端的设计和应用技术,包括各种传感器的设计、调试和应用技术,以及芯片设计和应用技术,如射频标签和嵌入式芯片开发、调试技术等。要求学生通过该层次课程的学习,掌握一定的数字和模拟电子技术、嵌入式开发技术等内容。通信层课程主要涉及数据传输环节的相关技术,要求学生通过该层次课程的学习,掌握计算机网络和通信的相关技术,具备通讯系统的运行维护与管理能力,以及通信设备的安装、调试和故障排除能力。应用层课程主要涉及物联网运行系统的开发和维护技术,要求学生通过该层次课程的学习,具备物联网应用系统的开发和维护能力。

为了能够较好地实现专业培养目标,专业课程设置如表2所示。

(四)专业课程体系构建

各专业课程之间的关系如图1所示。

四、物联网技术专业就业前景

物联网作为国家倡导的新兴战略性产业,受到了社会各界的广泛重视。当前,物联网技术专业已成为就业前景十分广阔的热门专业,有较多的知名企业参与物联网的建设和运营。物联网用途广泛,遍及智能家居、智能交通、现代物流、环境保护、精细农牧业、智能消防、工业监测、政府工作等多个领域。通过物联网技术专业的培养,学生能够了解与物联网产业有关的法规与发展动态;具有设计、构建、调试、维护物联网系统的能力;具有对物联网信息系统进行管理的能力。物联网技术专业的毕业生能够就业于参与物联网相关产业的企业,从事物联网系统设计、开发、管理与维护等工作。

综上所述,物联网产业有着很大的发展空间,将成为我国及世界经济新的增长点。随着我国物联网产业的发展,物联网行业需要大量的高技术、高技能人才,物联网技术专业毕业生所从事行业具有广泛性和灵活性的特点,这无疑为高职院校提供了新的发展契机。

参考文献:

[1]张南.中国移动:物联网是“万亿级”产业[J].通信世界,2009(36):I0007.

[2]石军.“感知中国”促进中国物联网加速发展[J].通信管理与技术,2009(5):1-3.

[3]徐益清.专业建设新途:“三段阶梯式”和“两个一

半”——以江苏省惠山中专电子与信息技术专业为例[J].江苏教育,2014(16):53-54.

第12篇

关键词:物联网;信息化建设;射频识别技术

在新时期的发展建设中,物联网技术对于社会的进步具有十分重要的作用。物联网中主要包含两个层面上的意思。首先,其核心是互联网技术,可以说物联网是在互联网基础上的一种延伸,并且通过对互联网的不断扩展,才衍生出来的一种网络技术。其次,物联网进一步延伸了用户端,这样就让物品与物品之间产生了一定的联系,这是物联网所具有的独一无二的特色,通过物联网技术,可以实现物品之间的信息交流活动。下面本文将具体的对这一技术展开论述。

一、物联网关键技术

(一)信息采集技术

信息采集技术是物联网实现的重要基础,当前信息采集主要是通过电子标签和传感器等各种方式来完成的。

电子标签的物联网信息采集重要方式,主要用于对所采集的信息进行标准化的标识。电子标签的数据采集与设备控制都是通过射频识别读写器以及二维码识读器等来实现的。其中个射频识别技术(RFID)是一种通过利用射频信号通过空间耦合来进行信息传递的非接触式的自动识别技术,属于近近程通信,相关的技术还有蓝牙技术等。这种技术主要通过射频信号来对目标对象进行自动识别,并获取相关数据。

传感器则主要是用来感知各种热、力、光、电、声、位移等信号,为物联网提供最基本的原始信息。随着电子技术的发展,传感器也变得更加的微型、智能。

(二)网络通信技术

在物联网的信息传输中,有多种通信技术可以进行选择,主要分为有线和无线这两类。有线则主要是指的DSL、PON 等技术,无线中则主要是指的CDMA、GPRS、IEEE 802.11a/b/g WLAN等技术。这些技术都较为成熟,但是在物联网的实现过程中,更加重视的是无线传感网技术。

(三)数据融合与智能技术

物联网是由数量庞大的传感网节点所构成的,因此在信息的获取和传输过程中,每一个节点单独传输到汇聚节点是难以实现的,因为在网络中会存在大量的冗余信息,会占用大量的通信贷款与宝贵的能量资源,因此,需要通过数据融合与智能技术对信息进行处理。主要使用的有分布式数据融合、云计算等技术。

二、物联网在信息化建设中的应用

在信息化建设中,物联网技术的主要应用有环境的感知、智能控制、精确保障等等。物联网的具体应用主要有以下的几个方面:

(一)实现了对环境态势感知的实时化

首先,物联网可以对外部的环境信息进行感知,并且建立起了一套完备的信息链。在这套信息链中,不仅可以实现自动的感知,对信息进行传输,以及实现分析决策等活动,还能够在此基础上,实现动作的输出。所以在对传感器进行选择时,主要是建立在了多种信号能力的基础之上,可以通过网络对信息进行部署、处理以及分析,对最原始的数据加以整合,以实现实时化的特点。应用互联网技术处理海量的信息是十分重要的。这一技术可以进行大规模的应用,在感知层中,物联网会传输大量的数据信息,所以必须要具备一个完备的超级计算能力系统,这样才能对海量的数据信息进行处理。同时建立起一个科学模型,以起到决策数据的作用,实现智能化的处理。为信息化的建设提供了重要的帮助。除此之外,云计算技术在物联网中的应用也比较普遍,它可以对各种信息加以处理,并为其提供一个良好的发展条件,完善信息的收集以及传输等活动,以实现更加严谨的决策。

(二)利用物联网实现智能电网建设

通过物联网技术还能够建立起一个智能电网管理系统。这个管理系统不仅具有智能判断的能力,还具有自适应的能力。在对智能电网进行构建的过程中,物联网技术在很多方面都发挥着极其重要的作用。例如,进行安全化的监控,对继电进行保护,以及对用户信息加以采集等。只有采用物联网技术,才能够对外界的气象条件加以进一步的感知,同时分析部件的受力情况,以防止事故的发生,使得信息得以顺利的反馈。在应用物联网技术的同时,还能够实时的监控用户的用电信息等情况,将信息传递给终端的用户,对这样终端用户就能够在此基础上进行最优的配置,满足正常的电能需求。网在运行的过程中也会变得更加可靠,促进能源利用率的提升。所以采用物联网技术以后,智能电网的结构变得更加完善,通过这一行业的应用以后,物联网技术在其他行业中的应用也得到了更加广泛的推广。

(三)利用物联网技术实现物资管理的智能化控制

采用物联网技术还可以对物资进行智能化的管理以及控制。在这一技术的应用过程中,在不同的物质上都嵌有相应的电子信息标签,以便进行统一化的管理。同时,运用了读写器这一设备,具有自动识别以及定位的能力。这样物资就能够顺利地实现自动感知以及自动控制的功能,可以对存储以及运输还有使用等环节加以进一步的感知。物资在收发的过程中,也变得更加的快捷。通过物联网技术的应用,可以对物资的流通情况实现更加准确的定位,建立起一个完整的物流管理系统,在管理系统中还用用了射频识别技术以及卫星定位技术,尤其是在重要物资的应用过程中,可以对这些重要的物资进行更加准确的定位,一旦出现丢失的情况,也能在第一时间找回。

(四)利用物联网技术能有效的突破信息化建设的壁垒

信息化建设对于国家的发展有着十分重要的意义,因此其应用也十分的广泛。但是在信息化建设的过程必定会碰到标准、技术、产业链、法律法规和安全等来自于各方面的问题需要解决,特别是协议统一与IP地址的缺乏问题以及设备之间的兼容问题。这些都成为了我国信息化建设的壁垒。而物联网技术的发展,则能够在一定程度上对这些问题带来的壁垒进行突破。

三、结语

无可否认,物联网技术的发展能够有效的推动信息化建设,但是在物联网的建设过程中,也必然会遇到这样、那样的问题,而这些我问题的产生都会影响到信息化建设的进度。因此,当在利用物联网技术来推动信息化建设时,必须要对各种问题进行综合的考虑,要防止其带来新的问题。与此同时还必须要加强对信息化建设其他的相关方面的发展,因为物联网技术只能够从技术层面上来对信息化建设产生深远的影响。我们需要注意到的是,我国对物联网的实际运用尚处于起步阶段,在很多地方都还存在不足,特别是各种标准的构建以及瓶颈的突破。只有做好了这些方面的建设,才能够让物联网技术更好的为信息化建设服务。

参考文献:

[1]许江萍.物联网:信息化与工业化融合的切入点[J].中国科技投资,2012,09

[2]刘强,崔莉,陈海明.物联网关键技术与应用[J].计算机科学,2010,6