物联网技术、射频识别、无线网络、红外传感器在物联网中的应用25

《物联网技术、射频识别、无线网络、红外传感器在物联网中的应用25》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物联网技术、射频识别、无线网络、红外传感器在物联网中的应用25（25页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、东方赛普物联网产业研究院 物联网知识介绍物联网技术报告告物联网前言在现在社会生活活中，物联网网是越来越多多得被提及到到的一个词汇汇，与之相关关联的词汇，如如：互联网、物物联网、射频频识别技术等等，也得到了了很大程度上上的关注度，这这些被誉为221世纪的下下一个万亿级级的通信业务务到底有着怎怎样的发展前前景，在这些些技术的应用用环节中又应应用到了哪些些相关的前沿沿技术，本文文将重点介绍绍，我将以问问题开始今天天的报告，并并以问题结束束。开始的问问题，在我报报告的最后回回答；结束时时的问题留给给企业回答。第一章 物联网基础互联网和物联网网当被问及什么是是物联网的时时候，人们的的第一反应可可能是物联

2、网网与互联网有有什么关系呢呢？它们之间间是否一样呢呢？如果不一一样，又是否否存在着某种种特定的关系系，本章就解解释这一问题题。1.什么是互联联网？互联网是指将两两台计算机或或者是两台以以上的计算机机终端、客户户端、服务端端通过计算机机信息技术的手手段互相联系系起来的结果果，人们可以以与远在千里里之外的朋友友相互发送邮邮件、共同完完成一项工作作、共同娱乐乐。2.什么是物联联网？物联网的英文名名称为“IOT，IInternnetof TThingss”。由名称称可见，物联联网就是“物物相连的的互联网”，将各种信息息传感设备，如如射频识别(RFID)装置、红外外感应器、全全球定位系统统、激光扫描描器

3、等种种装装置与互联网网结合起来而而形成的一个个巨大网络。物联网的定义1.中国式物联联网定义物联网指的是将将无处不在的的末端设备和和设施，包括括具备“内在智能”的传感器、移移动终端、工工业系统、楼楼控系统、家家庭智能设施施、视频监控控系统等、和和“外在使能”的如贴上RRFID（射射频识别，俗俗称电子标签签）的各种资资产、携带无无线终端的个个人与车辆等等等“智能化物件件或动物”或“智能尘埃，通通过各种无线线、有线的长长距离和短距距离通讯网络络实现互联互互通、应用大大集成、以及及基于云计算算的SaaSS营运等模式式，在内网、专专网或互联网网环境下，采采用适当的信信息安全保障障机制，提供供安全可控乃乃

4、至个性化的的实时在线监监测、定位追追溯、报警联联动、调度指指挥、预案管管理、远程控控制、安全防防范、远程维维保、在线升升级、统计报报表、决策支支持、领导桌桌面等管理和和服务功能，实实现对“万物”的“高效、节能能、安全、环环保”的“管、控、营营”一体化。2.欧盟对物联联网的定义物联网是一个动动态的全球网网络基础设施施，它具有基基于标准和互互操作通信协协议的自组织织能力，其中中物理的和虚虚拟的“物”具有身份标标识、物理属属性、虚拟的的特性和智能能的接口，并并与信息网络络无缝整合。物物联网将与媒媒体互联网、服服务互联网和和企业互联网网一道，构成成未来互联网网。目前对物联网也也还没有一个个统一的标准准

5、定义，但从从物联网本质质上看，物联联网是现代信信息技术发展展到一定阶段段后出现的一一种聚合性应应用与技术提提升，将各种种感知技术、现现代网络技术术和人工智能能与自动化技技术聚合与集集成应用，使使人与物智慧慧对话，创造造一个智慧的的世界。第三次革命性创创新物联网物联网技术被称称为是信息产产业的第三次次革命性创新新。物联网的的本质概括起起来主要体现现在三个方面面：一是互联网特征征，即对需要要联网的物一一定要能够实实现互联互通通的互联网络络；二是识别与通信信特征，即纳纳入物联网的的“物”一定要具备备自动识别与与物物通信（MM2M）的功能能；三是智能化特征征，即网络系系统应具有自自动化、自我我反馈与智

6、能能控制的特点点。“物品”进入物物联网的条件件物联网的“物”要满足以下下条件才能够够被纳入“物联网”的管理范围围：1、要有相应信信息的接收器器；2、要有数据传传输通路；3、要有一定的的存储功能；4、要有CPUU；5、要有操作系系统；6、要有专门的的应用程序；7、要有数据发发送器；8、要遵循物联联网的通信协协议；9、要在世界网网络中有可被被识别的唯一一编号。第二章 物联网网的背景与现现状物联网作为比较较新兴的产业业，在各国都都没有建立很很好的标准，各各国物联网事事业仍处于起起步阶段，但但是以美国、欧欧盟等发达国国家为首的集集团已经得到到了很好的发发展，并且已已经运用到生生活、工作、医医疗、军事等

7、等很多领域，中中国作为世界界发展中大国国，也要承担担起物联网的的发展责任，不不断突破技术术，寻求进步步。背景部分近十几年来，物物联网产业的的发展大概可可以划分为三三个阶段，也也就是物联网网产业的背景景，大致如下下：1999年诞生阶段 1999年年，在美国召召开的移动计计算和网络国国际会议上首首先提出物联联网(Intternett of TThingss)这个概念念。提出了结结合物品编码码、RFIDD和互联网技技术的解决方方案。当时基基于互联网、RRFID技术术、EPC标标准，在计算算机互联网的的基础上，利利用射频识别别技术、无线线数据通信技技术等，构造造了一个实现现全球物品信信息实时共享享的实

8、物互联联网“Interrnet oof thiings”（简称物联联网）。 1999年年，中科院启启动了传感网网的研究，并并已取得了一一些科研成果果，建立了一一些适用的传传感网。19999年，在在美国召开的的移动计算和和网络国际会会议提出了，“传感网是下一个世纪人类面临的又一个发展机遇”。2005年兴起阶段2005年111月17日，在在突尼斯举行行的信息社会会世界峰会（WWSIS）上上，国际电信信联盟（ITTU）发布IITU互联网网报告20005：物联网网，引用了了“物联网”的概念。物物联网的定义义和范围已经经发生了变化化，覆盖范围围有了较大的的拓展，不再再只是指基于于RFID技技术的物联网网

9、。报告指出，无所所不在的“物联网”通信时代即即将来临，世世界上所有的的物体从轮胎胎到牙刷、从从房屋到纸巾巾都可以通过过因特网主动动进行交换。射射频识别技术术（RFIDD）、传感器器技术、纳米米技术、智能能嵌入技术将将到更加广泛泛的应用。物联网概念的兴兴起，很大程程度上得益于于国际电信联联盟20055年以物联网网为标题的年年度互联网报报告。2009年大发展阶段段 2009年年月28日日，首首席执行官彭彭明盛首次提提出“智慧地球”这一概念，建建议奥巴马政政府投资新一一代的智慧型型基础设施。当当年，美国将将新能源和物物联网列为振振兴经济的两两大重点；22009年22月24日22009IBBM论坛上，

10、IIBM大中华华区首席执行行官钱大群.公布了名为为“智慧的地球球”的最新策略略。认认为，产产业下一阶段段的任务是把把新一代技术充分运运用在各行各各业之中。 2009年年8月：国务务院总理温家家宝在无锡微微纳物联网工工程技术研究究中心视察并并发表重要讲讲话，表示中中国要抓住机机遇，大力发发展物联网技技术，并提出出要在无锡建建设“感知中国”中心。 20099年9月：我我国物联网标标准体系已形形成初步框架架，向国际标标准化组织提提交的多项标标准提案被采采纳。 20099年9月：南南京邮电大学学成立全国高高校首家物联联网研究院、物物联网学院。 20099年11月：温家宝总理理在人民大会会堂向首都科科技

11、界发表了了题为让科科技引领中国国可持续发展展的讲话，指指示要首力突突破物联网、传传感网关键技技术，物联网网产业随即被被列入国家五五大新兴产业业之一。 20099年11月：中国物联网网研究发展中中心在无锡成成立。 20100年1月：无无锡物联网产产业研究院在在江苏软件外外包园落户 20100年1月：江江苏无锡高新新技术产业开开发区正式获获批为国家电电子信息（物物联网）示范范基地。在这些背景的基基础之上，中中国作为世界界上最大的发发展中国家，在在物联网方面面的研究也取取得了很大的的进步，那么么，就国内而而言，目前的的物联网产业业状态是什么么？现阶段国内研究究状态n 1999年, 中科院启动动了传感

12、网研研究。目前,已拥有从材材料、技术、器器件、系统到到网络的完整整产业链。n 2009年111月12日，中科院、江江苏省政府、无无锡市政府在在无锡宣布共共建中国物联联网研究发展展中心,共建”感知中国”创新基地。n 在世界传感网领领域，中国与与德国、美国国、韩国等一一起，成为国国际标准制定定的主导国之之一。n 2004年以来来,山东大学信信息学院先后后成立了无线线射频技(RRFID)、无无线传感器网网络（WSNN）、云计算算、数据挖掘掘等专项研究究小组,力图使用云云计算技术、物物联网与人工工智能技术相相结合,推进中国信信息化进程。n 2009年，仅仅浦东机场直直接采购传感感网产品金额额为4000

13、0多万元，加加上配件共55000万元元。业内专家家称，若全国国近200家民用用机场如果都都加装防入侵侵系统，将产产生了上百亿亿的市场规模模。美国权威咨询机机构FORRRESTERR预测，到20020年，世世界上物物互互联的业务，跟跟人与人通信信的业务相比比，将达到330比，“物联网”是下一个万万亿级的通信信业务，这就就说明，物联联网产业将作作为21世纪纪的产业巨头头，带动全球球的经济发展展，是新世纪纪的尖端科技技的领头羊，对对国家战略有有很大的推动动作用。第三章 物联网网关键技术物联网连接示意意图物联网应用示意意图物联网的层次结结构1) 感知层感知层由各种传传感器以及传传感器网关构构成，包括二

14、二氧化碳浓度度传感器、温温度传感器、湿湿度传感器、二二维码标签、RRFID 标标签和读写器器、摄像头、GGPS等感知知终端。感知知层的作用相相当于人的眼眼耳鼻喉和皮皮肤等神经末末梢，它是物物联网获识别别物体，采集集信息的来源源，其主要功功能是识别物物体，采集信信息，并且将将信息传递出出去。2) 网络层网络层由各种私私有网络、互互联网、有线线和无线通信信网、网络管管理系统和云云计算平台等等组成，相当当于人的神经经中枢和大脑脑，负责传递递和处理感知知层获取的信信息。3) 应用层应用层是物联网网和用户（包包括人、组织织和其他系统统）的接口，它它与行业需求求结合，实现现物联网的智智能应用。物联网的关键

15、技技术u 射频识别技术RFID技术是是物联网中让让物品“开口说话”的关键技术术，物联网中中，RFIDD标签上存储储着规范而具具有互用性的的信息，通过过无线数据通通信网络把它它们自动采集集到中央信息息系统，实现现物品(商品)的识别。u 传感技术在物联网中，传传感技术主要要负责接收物物品“讲话”的内容。传传感技术是关关于从自然信信源获取信息息，并对之进进行处理、变变换和识别的的一门多学科科交叉的现代代科学与工程程技术，它涉涉及传感器、信信息处理和识识别的规划设设计、开发、制制造、测试、应应用及评价改改进等活动。u 无线网络技术物联网中，物品品与人的无障障碍交流，必必然离不开高高速、可进行行大批量数

16、据据传输的无线线网络。无线线网络既包括括允许用户建建立远距离无无线连接的全全球语音和数数据网络，也也包括为近距距离的蓝牙技技术和红外技技术。u 人工智能技术人工智能是研究究使计算机来来模拟人的某某些思维过程和智能能行为（如学学习、推理、思思考、规划等等）的技术。在在物联网中，人人工智能技术术主要负责将将物品“讲话”的内容进行行分析，从而而实现计算机机自动处理。u 云计算平台物联网的发展离离不开云计算算技术的支持持。物联网中中的终端的计计算和存储能能力有限,云计算平台台可以作为物物联网的“大脑”,实现对海量量数据的存储储、计算。物联网的四大网网络支撑物联网的应用必必须建立在网网络的基础之之上，在

17、网络络上面进行信信息的交流和和传递，那么么支持物联网网的网络具有有哪些类型？它们的种类类和应用的范范围是什么？1.短距离无线线通讯网包括10多种已已存在的短距距离无线通讯讯（如RFIID、Ziggbee、蓝蓝牙、等） 标准网络以以及组合形成成的无线网状状网（Messh Nettworkss)。射频识别技术射频识别技术（RRadio Frequuency Identtificaation，简简称 RFIID）是物联联网发展的排排头兵，是市市场最为关注注的技术。RRFID是220世纪900年代开始兴兴起的一种自自动识别技术术，是目前比比较先进的一一种非接触识识别技术。以以简单RFIID系统为基基础

18、，结合已已有的网络技技术、数据库库技术、中间间件技术等，构构筑一个由大大量联网的阅阅读器和无数数移动的标签签组成的，比比Interrnet更为为庞大的物联联网成为RFFID技术发发展的趋势。在“物联网”的的构想中，RRFID标签签中存储着规规范而具有互互用性的信息息，通过无线线数据通信网网络把它们自自动采集到中中央信息系统统，实现物品品(商品)的的识别，进而而通过开放性性的计算机网网络实现信息息交换和共享享，实现对物物品的“透明”管理。 ZigbeeZigbee是是IEEE 802.115.4协议议的代名词。根根据这个协议议规定的技术术是一种短距距离、低功耗耗的无线通信信技术。这一一名称来源于

19、于蜜蜂的八字字舞，由于蜜蜜蜂(beee)是靠飞翔翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀膀的“舞蹈”来与同伴传传递花粉所在在方位信息，也也就是说蜜蜂蜂依靠这样的的方式构成了了群体中的通通信网络。其其特点是近距距离、低复杂杂度、自组织织、低功耗、低低数据速率、低低成本。主要要适合用于自自动控制和远远程控制领域域，可以嵌入入各种设备。简简而言之，ZZigBeee就是一种便便宜的，低功功耗的近距离离无线组网通通讯技术。2.长距离无线线通讯网包括GPRS/CDMA、3G, 4G,5G等蜂窝（伪长距离通讯）网以及真正的长距离GPS卫星移动通信网。GPRS-Generral Paacket Radioo Serv

20、vice通用无线分组业业务，是一种种基于GSMM系统的无线线分组交换技技术，提供端端到端的、广广域的无线IIP连接。通通俗地讲，GGPRS是一一项高速数据据处理的技术术，方法是以以分组的的形式传送资资料到用户手手上。GPRRS是作为现现有GSM网网络向第三代代移动通信演演变的过渡技技术。GPS系统中国北斗卫星导导航系统(BBeiDouu（COMPPASS）NNavigaation Satelllite Systeem)：是中中国正在实施施的自主发展展、独立运行行的全球卫星星导航系统。系系统建设目标标是：建成独独立自主、开开放兼容、技技术先进、稳稳定可靠的覆覆盖全球的北北斗卫星导航航系统，促进进

21、卫星导航产产业链形成，形形成完善的国国家卫星导航航应用产业支支撑、推广和和保障体系，推推动卫星导航航在国民经济济社会各行业业的广泛应用用。 3.短距离有线线通讯网主要依赖10多多种现场总线线（如ModdBus、DDeviceeNet等）标标准，以及PPLC电力线线载波等网络络；ModbusModbus协协议是应用于于电子控制器器上的一种通通用语言。通通过此协议，控控制器相互之之间、控制器器经由网络（例例如以太网）和和其它设备之之间可以通信信。它已经成成为一通用工工业标准。有有了它，不同同厂商生产的的控制设备可可以连成工业业网络，进行行集中监控。4.长距离有线线通讯网支持IP协议的的网络，包括括

22、计算机网，广广电网，和电电信网（三网网融合）以及及国家电网的的通讯网。三网融合所谓“三网融合合”，就是指电电信网、广播播电视网和计计算机通信网网的相互渗透透、互相兼容容、并逐步整整合成为全世世界统一的信信息通信网络络。“三网融合”是为了实现现网络资源的的共享，避免免低水平的重重复建设，形形成适应性广广、容易维护护、费用低的的高速宽带的的多媒体基础础平台。物联网的四个主主要难点 技术标准问题 世界各国存存在不同标准准。中国信息息技术标准化化技术委员会会于20066年成立了无无线传感器网网络标准项目目组。20009年9月，传感器器网络标准工工作组正式成成立了PG11(国际标准准化)、PG2(标准准

23、体系与系统统架构)、PG3(通信信与信息交互互)、PG4(协同同信息处理)、PG5(标识识)、PG6(安全全)、PG7(接口口)和PG8(电力力行业应用调调研)等8个专项组，开开展具体的国国家标准的制制定工作。 数据安全问题 信息采集频频繁，其数据据安全必须重重点考虑。 IP地址问题 每个物品都都需要在物联联网中被寻址址，就需要一一个地址。物物联网需要更更多的IP地址，IPvv4资源即将将耗尽，那就就需要IPvv6（6.7x11023个/平方米）来来支撑。IPPv6协议已已经从实验室室走向了应用用阶段。 终端问题 物联网终端端除具有本身身功能外还拥拥有传感器和和网络接入等等功能，且不不同行业需

24、求求千差万别，如如何满足终端端产品的多样样化需求，对对运营商来说说是一大挑战战。第四章 物联网网的建设和应用物联网的建设物联网技术是一一项综合性的的技术，是一一项系统，目目前国内还没没有哪家公司司可以全面负负责物联网的的整个系统规规划和建设，理理论上的研究究已经在各行行各业展开，而而实际应用还还仅局限于行行业内部。关关于物联网的的规划和设计计以及研发关关键在于RFFID、传感感器、嵌入式式软件以及传传输数据计算算等领域的研研究。一般来讲，物联联网的开展步步骤主要如下下：（1）对物体属属性进行标识识，属性包括括静态和动态态的属性，静静态属性可以以直接存储在在标签中，动动态属性需要要先由传感器器实

25、时探测；（2）需要识别别设备完成对对物体属性的的读取，并将将信息转换为为适合网络传传输的数据格格式；（3）将物体的的信息通过网网络传输到信信息处理中心心（处理中心心可能是分布布式的，如家家里的电脑或或者手机，也也可能是集中中式的，如中中国移动的IIDC），由由处理中心完完成物体通信信的相关计算算。物联网的应用领领域物联网的应用领领域相当广泛泛，在工业、农农业、医疗、军军事、建筑等等各个方面均均有应用，在在未来的发展展过程中，物物联网将继续续表现其强大大的功能能力力，涉及领域域将更加的广广泛，对人们们的生活、工工作都将起到到举足轻重的的作用；物联网的应用实实例食品安全给放养的牲畜中中的每一只动动

26、物都贴上一一个二码，这个二二维码会一直直保持到超市市出售的肉品品上，消费者者可通过手机机阅读二维码码，知道牲畜畜的成长历史史，确保食品品安全。我国国已有10亿存栏动动物贴上了这这种二维码。人体健康人身上可以安装装不同的传感感器，对人的的健康参数进进行监控，并并且实时传送送到相关的医医疗保健中心心，如果有异异常，保健中中心通过手机机，提醒您去去医院检查身身体。平安城市建设利用部署在大街街小巷的传感感器，实现图图像敏感性智智能分析并与与110、119、120等交互互，实现探头头与探头之间间、探头与人人、探头与报报警系统之间间的联动，从从而构建和谐谐安全的城市市生活环境。智能家庭智能家庭是各类类消费

27、电子产产品、通信产产品、信息家家电及智能家家居等通过物物联网进行通通信及数据交交换,实现家庭网网络中各类电电子产品之间间的“互联互通”,并实现随时时随地对智能能设备的控制制。第五章 我国物物联网行业现现存的问题 在我国国的目前的物物联网产业状状态中，存在在着很多需要要解决的问题题，其中有一一些问题是非非常重要的，也也是迫在眉睫睫的，本文总总结出五大问问题，是未来来物联网发展展的必须攻克克的问题。缺乏核心技术术自主知识产产权 在物物联网技术发发展产品化的的过程中，我我国一直缺乏乏一些关键技技术的掌握，所所以产品档次次上不去，价价格下不来。缺缺乏RFIDD等关键技术术的独立自主主产权这是限限制中国

28、物联联网发展的关关键因素之一一。行业技术标准准缺失 目前行行业技术主要要缺乏以下两两个方面标准准：接口的标标准化；数据据模型的标准准化。虽然我我国早在20005年111月就成立了了RFID产产业联盟，同同时次年又发发布了中国国射频识别(RFID)技术政策白白皮书，指指出应当集中中开展RFIID核心技术术的研究开发发，制定符合合中国国情的的技术标准。但但是，中国的的RFID产产业仍是一片片混乱。技术术强度固然在在增强，但是是技术标准却却还如镜中之之月。正如同同中国的3GG标准一样，出出于各方面的的利益考虑，最最后中国的33G有了三个个不同的标准准。物联网的的标准最终怎怎样，只能等等时间来告诉诉我

29、们答案了了。产业链发展不不均衡 和美国国相比，国内内物联网产业业链完善度上上还存在着较较大差距。虽虽然目前国内内三大运营商商和中兴华为为这一类的系系统设备商都都已是世界级级水平，但是是其他环节相相对欠缺。物物联网的产业业化必然需芯芯片商、传感感设备商、系系统解决方案案厂商、移动动运营商等上上下游厂商的的通力配合，所所以要在我国国发展物联网网，在体制方方面还有很多多工作要做，如如加强广电、电电信、交通等等行业主管部部门的合作，共共同推动信息息化、智能化化交通系统的的建立。加快快电信网，广广电网，互联联网的三网融融合进程。产产业链的合作作需要兼顾各各方的利益，而而在各方利益益机制及商业业模式尚未成

30、成型的背景下下，物联网普普及仍相当漫漫长。各行业间协作作困难多 物联网网应用领域十十分广泛，许许多行业应用用具有很大的的交叉性，但但这些行业分分属于不同的的政府职能部部门，要发展展物联网这种种以传感技术术为基础的信信息化应用，在在产业化过程程中必须加强强各行业主管管部门的协调调与互动，以以开放的心态态展开通力合合作，打破行行业、地区、部部门之间的壁壁垒，促进资资源共享，加加强体制优化化改革，才能能有效的保障障物联网产业业的顺利发展展。盈利模式无经经验供借鉴 物联网网分为感知，网网络，应用三三个层次，在在每一个层面面上，都将有有多种选择去去开拓市场。这这样，在未来来生态环境的的建设过程中中，商业

31、模式式变得异常关关键。对于任任何一次信息息产业的革命命来说，出现现一种新型而而能成熟发展展的商业盈利利模式是必然然的结果，可可是这一点至至今还没有在在物联网的发发展中体现出出来，也没有有任何产业可可以在这一点点上统一引领领物联网的发发展浪潮。 目前物联网发展展直接带来的的一些经济效效益主要集中中在与物联网网有关的电子子元器件领域域，如射频识识别装置、感感应器等等。而而庞大的数据据传输给网络络运营商带来来的机会以及及对最下游的的如物流及零零售等行业所所产生的影响响还需要相当当长时间的观观察。 第六章 物联网网的发展前景景前景RFID发展迅迅速。20009年中国RRFID市场场规模将达到到50亿元

32、，年年复合增长率率为33%。传感器市场前景景广阔。全球球基于MEMMS的半导体体传感器和制制动器的销售售额将达到119%的年均均复合增长率率。智能终端备受期期待。随着物物联网推进，特特别是家用电电器的智能化化将是未来发发展趋势。电信设备商最受受益于物联网网。当下最大大的投资机会会在于电信设设备商，物联联网的商业建建设尚处于萌萌芽阶段。电电信运营商是是物联网的积积极推动者，物物联网丰富电电信网络的应应用结束语物联网、云计算算、互联网三三者间的关系系=无线传感网网、云计算、互互联网=智慧地球；v 它可产生巨巨大的经济效效益、是目前前独一无的、无无可比拟的产产业链！v 可以预计：在“十二五”期间，在ITT信息技术领领域，会产生生一系列的革革命性变革！很可能发生生在：无线通通信领域（网网络结构：IIPv6、4G、跨层结结构）、计算算机与服务器器（瘦客户端端+高速宽带网网络+与计算服务务器）、智慧慧地球（以物物联网、无线线城市、数字字城市为标志志的）；以应用驱动（而而不是技术驱驱动！）、以以物联网、云云计算为引擎擎、以嵌入式式和工作化软软件的大发展展为标志的一一场信息化革革命时代就要要到来；v 在机遇与挑挑战面前，我我们准备好了了吗？25