物聯網關鍵技術及其應用

劉利萍

（江蘇安全技術職業學院，江蘇 徐州 221011）

物聯網關鍵技術及其應用

劉利萍

（江蘇安全技術職業學院，江蘇 徐州 221011）

物聯網作為繼計算機和互聯網技術之后的信息產業的第三次發展浪潮，其帶來的各種業務和應用，引起了業界廣泛關注。本文就物聯網的特點切入，深入分析了其關鍵技術和行業應用，并展望了該技術的發展趨勢。

物聯網；關鍵技術；技術運用

1 物聯網的概念

物聯網的出現把信息時代帶進了一個新的時代，如今已發展到了人與物、物與物之間的聯系。物聯網利用智能感知、識別技術與普適計算等通信感知技術把傳感器、控制器、機器、人員和物等通過新的方式聯在一起，實現信息化、遠程管理控制和智能化的網絡。物聯網是互聯網的應用拓展，它包括互聯網及互聯網上所有的資源，兼容互聯網所有的應用，但物聯網中所有的元素(所有的設備、資源及通信等)都是個性化和私有化。物聯網的發展核心是以應用創新和用戶體驗為主。

2 物聯網的主要技術

物聯網中關鍵技術有：無線傳感技術、RFID技術、認知計算、納米技術、信息安全技術和云計算技術等等，本文主要深入分析以下幾項重要技術：

2.1 RFID技術

RFID（Radio Frequency Identification）即為射頻識別，可俗稱為電子標簽，是一種非接觸自動識別技術，可自動識別目標對象,并且采集對象的詳細數據信息，進行識別工作時不需要人為干涉，在各種惡劣的環境條件下也可以工作。其特點是可以識別到快速移動的物體以及同時識別幾個標簽信息，操作方便。最基本的RFID系統由電子標簽、讀寫器和天線三部分組成。其技術原理是在電子標簽進入從讀寫器發出的磁場范圍的時候，電子標簽就能夠立刻收到其發射的射頻信號，在傳感電流的作用下把這些信息快速錄入到存儲芯片中，同時進行有選擇性地發送。當讀寫器讀取信息之后，通過中央信息系統處理接收到的信息，最后實現對目標對象的識別與控制。在目前的RFID技術中研究的熱點是標識結構的設計以及匿名標識的識別技術。

2.2 無線傳感網技術

在檢測區內大量布置傳感器節點，以此構成自組織無線網絡系統。其特點是不需要固定設備來作為支撐，就可以快速地布置，并且組網容易，不受有線網的限制。在自組織無線網絡系統中，其中的單個節點可以感應環境，隨即把信息通過無線鏈路發送至單個或者多個集結點，通過各個節點的相互合作把采集到的信息發送給觀察者。該技術一般應用于監測不同地點的物理參數或者環境參數中，例如光、溫度、聲音和運動等。終端的大規模部署是物聯網快速發展的原因，其中終端的形態多樣性是物聯網發展的特點，也是在目前發展中難以攻克的重點。

2.3 認知計算和智能控制技術

目前，人工智能技術的研究方向是認知計算，其主要是模仿人腦感覺以及行為意識等，進行智能控制。認知計算包含信息分析，自然語言處理和機器學習領域的大量技術創新，能夠助力決策者從大量非結構化數據中揭示非凡的洞察。通過感知、記憶、學習、語言、思維和問題解決等過程，對不同類型的海量數據信息進行推論，可為物聯網的策略調整提供判斷標準。對認知計算機理論進行深入研究，使其在智能控制方面能夠得以全面運用，為物聯網的特色發展提供有力的技術支持。

2.4 云計算技術

云計算技術在物聯網中也有廣泛的應用。由于物聯網應用的飛速發展，應用的終端數量越來越多，這就需要使用強大的信息處理中心對相關信息進行整合和過濾。這一需求的出現就引出了云計算技術。云計算通過將孤立的信息用資源共享的方式來組成一個規模大、覆蓋廣的數據資源池（其中包含了信息資源和硬件資源），能夠為物聯網進行高效的計算和存儲。

2.5 納米技術

在通常情況下，納米技術是研究尺寸在0.1-100mm范圍內的材料的性質和應用，主要研究內容包含了納米體系物理學、納米化學以及納米材料等等。在運用上包含了材料和裝置、醫學健康、環境與資源以及生物工程等。鑒于使用納米材料制作的器材重量輕、質量高、壽命相對較長、維修費用低等優點，納米技術在近幾年得到了快速發展。由于傳感器技術的發展，其所具備的小體積和低耗能等優點被人們加以重視，并且開始大范圍使用，而使用納米技術制造的納米傳感器可以實現目前傳感器不能完成的目標，比如使用納米傳感器制作細胞修復等。納米技術對物聯網從宏觀向微觀的趨勢發展具有重要的推動作用，為物聯網感知萬物以及以物控物的目的夯實了堅實的基礎。

2.6 信息安全技術

物聯網中的很多應用都會涉及到個人的隱私或機構內部秘密，這需要物聯網加強其安全性和可控性。因為任意一個標簽都有可能在遠程被任意地掃描到，并且標簽的相關信息會被傳輸給讀寫器。這就需要保障國家和相關企業的秘密不能被泄漏，以及保護標簽擁有者的個人隱私。這些安全問題是物聯網技術的關鍵問題。

3 行業應用

物聯網技術在如今這個科技和經濟發展迅猛的時代有著巨大的應用空間，隨著網絡技術和芯片技術的發展，物聯網應用開始向智能化、精細化等發面發展。

3.1 智能化城市建設

融合物聯網技術、網絡技術以及智能控制技術等多項技術來實現城市智能化的建設。其中主要的內容是將目前的建筑物體所具備的功能與服務實行科學化擴展，讓其具備更加智能化與人性化的特點，以此來構建一個更加高檔的城市或社區，給人們帶了更加舒適與便利的居住空間。智能化城市的建設為人們帶來了低成本、高質量的居住環境。

3.2 物流智能化

通過RFID技術和全球定位系統實現配送可視化的管理網絡以及全自動的物流配送中心，這是目前物流行業中物聯網的主要應用。從材料到成品的過程可以通過RFID物流跟蹤進行優化配置和溯源，幫助企業確定相關設備的位置以及優化采購的地點，規劃好庫存的存儲與分配，降低成本從而減少碳排放量，改善物流的服務。

3.3 智能化交通

通過傳感技術來實現智能化交通，對于減少交通事故的發生率、緩解堵塞情況、增強交通監管以及減少尾氣排放有著重要作用。智能交通是把傳感技術、通信技術以及網絡技術等有效結合再使用到整個交通運輸管理中，形成一個極具實時性、準確性的交通運輸綜合管理和控制系統。目前，交通數據的獲取渠道比較單一，僅僅是通過道路監控獲得，在信息上也有著傳輸不暢等問題，這些因素都對道路交通的解決產生了一定的影響。通過智能交通系統，在每輛汽車上安裝傳感器以及RFID嵌入式芯片，利用傳感器和道路監控了解目前的道路信息，使用RFID嵌入式芯片識別每輛汽車的身份，并且進行相關信息的發送和接收。使用集中式的交通系統，把收集的數據進行分類、融合以及處理，以此達到對車輛和路況的綜合性檢測的目的，讓司機對道路信息進行及時可靠的了解，以此方式使交管部門能夠對交通狀況進行整體管理和調度。

3.4 智慧農業

在農業中，物聯網技術也有很好的應用。物聯網的使用可以讓農業的生產更加精細化、遠程化以及自動化，使用物聯網技術能夠在農作物的灌溉上進行實時監控，對地表進行大面積檢測，收集和記錄地表溫度、風力和降雨量等，結合這些數據實行科學的預測，以解決農業中的災害問題，進行科學化種植，從而提升農業的綜合效益。

3.5 其他領域的應用

物聯網在智能電網、旅游服務、醫療、公共安全、環境監測以及老人護理等領域也有廣闊的應用前景。把傳感器嵌入到電網、鐵路、公路、建筑、供水系統以及大壩等實體中，然后把物聯網和互聯網進行有效結合，以此達到人類社會和物理系統的統一，在這個巨大而完整的網絡系統中，通過具備極強計算能力的計算機集群，對各個網絡內部的機器和一些基礎設備進行有效的管理和實施控制。在此基礎上，人們能夠以更加準確的方式對生活進行管理，從而提升資源的使用率以及其生產水平，改變人和自然之間的關系。

4 結束語

由于物聯網技術的出現，人們對物的控制欲逐漸上升，物聯網技術能夠讓物更加自動化和人性化，為人類提供更好的服務，為人們的生活帶來許多方便。物聯網和和商業經濟聯系在一起，實現更多行業對物聯網技術的使用，從而帶動經濟的發展。現在，物聯網還處于初級階段，很多關鍵技術仍有待突破，很多未知的問題將會陸續出現，但是在相關部門的大力支持和人們需求的驅使下，物聯網技術必定會在實踐和發展中逐漸完善。在目前這個科技智能化發展的時代，物聯網正孕育著不可忽視的市場潛力。物聯網的出現勢必會改變人們的生活方式，以此推動人類文明的進一步發展。

[1]劉凱．物聯網關鍵技術及其應用前景研究[J]．電子世界，2014 (10)：332．

[2]張營軍，高原，李雪嬌．物聯網關鍵技術及其應用研究[J]．數字技術與應用，2015(06)：120．

Key Technologies of Internet of Things and ItsApplication

Liu Liping
(Jiangsu Vocational College of Safety Technology,Xuzhou 221011,Jiangsu)

As the third wave of the information industry after the computer and Internet technology,the Internet of Things has attracted wide attention due to its various services and applications.In this paper,the main key technologies and application fields of the Internet of Things are analyzed,and the future development trend is expounded concretely.

Internet of Things;key technologies;technology application

TP391.44；TN929.5

A

1008-6609(2016)12-0089-03

劉利萍（1979-），女，江蘇鹽城人，碩士，講師，研究方向為計算機軟件技術。