物联网技术发展及应用

物联网技术发展及应用（智能家居，智能农业）王庆摘要：物联网被视为继计算机、互联网和移动通信网络之后的第三次信息产业浪潮，因其广阔的行业应用前景而受到了各国政府、企业和学术界的重视,在需求和研发的相互推动下,迅速热遍全球。本文首先描绘了未来我们在成熟物联网下的美好生活。接着引出物联网，介绍物联网的起源和产生的背景，然后介绍物联网在当今的发展状况以及阻扰着物联网发展的因素和存在较大的安全问题。最后畅想了物联网在未来的发展方向及其在生活中的应用，详细介绍了智能家居，智能农业等。表现了物联网使我们的生活更美好。关键词：物联网关键技术应用前景智能家居智能农业一·引言1.（未来在成熟物联网下我们的美好生活）早晨睁开朦胧的双眼，对着手机说道：“多么美好的一天呀”。房间的窗帘便会徐徐拉开，和煦的阳光射进房间来。房间的音箱放着自己喜欢听的柔和的乐曲。多么惬意极啦。洗漱过后，来到厨房，这时厨房内的传感器感应到主人的到来，各个做饭的厨具都进入通电状态，你只需要把你喜欢吃的饭菜原料放进这套厨具的入口，告诉它做什么饭，有什么要求就可以啦。它就会按照你的吩咐去为你准备早餐，这段时间内你可以外出去散散步，呼吸呼吸新鲜空气。饭做好后厨具会给你发送一个信息，通知你回来吃饭。并进入保温状态。当你吃完后你只需要把碗等放到洗刷处，这套厨具又会自动洗刷，消毒。当你去上班出门时，这时家里的窗户会自动关闭，厨房的电，煤气等又都会自动关闭。电灯，电视等都会自动关机。当你走进轿车内，你只需要输入你要到达的目的地就行啦。你的车就会通过无线网络或者卫星系统选择最佳的行驶路线并可通过中央交通调度平台实现无人驾驶。你可以在车内做你需要做的事。在外工作时，如果家里来了不速之客，家里的安防设备就会给你发出警报，并主动与小区保安处联系，并把相关信息和视频反馈过去，寻求帮助。你也可以通过电脑，手机时时查看家里的情况。下班快到家时，你可以通过手机把家里的空调等打开。当你回家后会感到更加凉爽，温馨。2.（物联网的起源）其一，物联网概念于1999年由美国麻省理工学院提出。2008年底，IBM向美国政府提出“智慧地球”战略后，物联网迅速得到很多国家的高度关注。2009年，欧盟提出“物联网行动计划”，日本政府启动“i-Japan战略2015，韩国颁布《物联网基础设施构建基本规划》。我国高度重视物联网的建设,希望通过积极参与国际物联网的概念设计,框架规划和标准制定,能够掌握物联网时代的世界话语权,并抢占下一代信息技术领域的制高点,不再像互联网时代那样主要由美国主导。“其二，物联网是信息产业发展的一个自然阶段，水到渠成的一个结果。信息产业的发展经历了三次浪潮，第一次是计算机的普及，比尔.盖茨的梦想是让全球每一个人都拥有一个计算机，现在已经在相当程度上实现了；第二次是互联网，这十年的互联网发展，创造出了很多新东西，为生活提供了不少便利；第三次就是物联网，其中所用到的各项技术并不是全新的东西，而是相关领域多年发展的结果，现在只不过把它们整合起来，又一次改变人们的生活面貌而已。每一次的发展都会推动社会经济的巨大进步，提升人民的生活品。40多年前美国西南部的四所大学的计算机被连接起来，谁也没有想到互联网会发展那么快，对人们的生活产生如此深远的影响。现在物联网的突起，谁又能想到它又会对人们的生活产生怎样的影响呢？他的连接如下图：二.物联网技术的发展状况1．物联网的意义物联网指的是将各种信息传感设备，如射频识别（RFID）装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等各种装置与互联网结合起来而形成的一个巨大的网络。其最终目的是让所有的物品都能与网络连接起来，更加方便的识别和管理。我国第二代身份证——最大的RFID行业应用。我国第二代身份证使用了最先进的无线射频识别技术，在身份证内嵌入了RFID逻辑加密芯片，具有高可靠性、高安全性、高性价比等特点，正是运用这一技术，使得第二代身份证成为一张智能卡，截至2008年计划完成9亿张IC卡身份证的换发工作。传感器技术应用；传感器技术已参与到上海世博会防入侵微纳传感网工程之中，目前浦东机场传感网防入侵系统已实现了对入侵目标的探测识别目标定位、轨迹跟踪、设备设施破坏盗窃、职能视频复核等功能要求的全天候、全天时的入侵报警。2、物联网所涉及的技术（1）.感知与标识技术感知和标识技术是物联网的基础，负责采集物理世界中发生的物理事件和数据，实现外部世界信息的感知和识别，包括多种发展成熟度差异性很大的技术，如传感器，RFID，二维码等.（2）.网络与通信技术网络是物联网信息传递和服务支撑的基础设施，通过泛在的互联功能，实现感知信息高可靠性、高安全性传送.（3.）计算与服务技术海量感知信息的计算与处理是物联网的核心支撑.服务和应用则是物联网的最终价值体现.（4.）管理与支撑技术随着物联网网络规模的扩大、承载业务的多元化和服务质量要求的提高以及影响网络正常运行因素的增多，管理与支撑技术是保证物联网实现“可运行-可管理-可控制”的关键，包括测量分析、网络管理和安全保障等方面.3物联网目前发展所遇到的瓶颈（1）物联网安全和隐私技术物联网作为前沿综合交叉技术,其安全和隐私问题受到广泛关注.主要涉及两方面的问题:一是国家和企业机密,二是个人隐私.对国家和企业而言,数据资源包含了一定的敏感信息,若处理不当,很容易在数据交互共享的过程中遭受攻击而导致机密泄漏,构成严重的安全威胁;同样对个人而言,数据信息往往涉及到个人行为、兴趣等隐私问题,将会对个人形成威胁;也会出现愿意分享个人信息的情况,譬如应急事故救援时,受伤者希望自己的病情和以前的病史可以及时提供给医生从而得到及时和最优的治疗.因此,物联网的发展需要全面考虑这些安全因素,设计并建立相对完善的安全机制,而不是等待新的安全技术出现后再去解决安全威胁.尤其在考虑物联网的各种安全要素时,隐私保护强度和特定业。用性、易用性)基础上尽可能地保护用户隐私、定制适度的隐私保护策略(实现匿名性和用户行为的不可追踪)安全是基于网络的各种系统运行的重要基础之一，物联网的开放性、包容性和匿名性也决定了不可避免地存在信息安全隐患.需要研究物联网安全关键技术，满足机密性、真实性、完整性、抗抵赖性的四大要求，同时还需解决好物联网中的用户隐私保护与信任管理（2）不同标准组织的工作侧重点不同不同标准组织的工作侧重点不同也有少量重叠和交叉.例如，ITU-T的标准化集中在泛在总体框架、标识、应用3个方面;国际标准化组织(ISO)、美国电气及电子工程师学会(IEEE)主要侧重于传感器网的标准化工作;EPCGlobal主要侧重于RFID的标准化工作.问题.（3）物联网管理目前,缺乏统一管理已成为物联网发展的另一主要障碍之一.没有一个公正权威的管理协调机构,国际物联网的标准化工作协调起来比较困难.同时,标识、编码和网络通信等关键技术如果将独自发展并应用于各领域,很难为全球物联网提供支撑。4为了物联网更好的为全球服务我们应该怎样去做（1）加强国际间的合作交流，寻求最好的解决方法。建立共识，制定一套公正，公平，公开的制度。大家都相互遵守。（2）关于隐私安全方面各国间都要制定相应的法律法规来保护公民的合法权益。三．物联网在未来的发展方向及其应用1.智能家居每一个房间都作为一个区域，在里面分布着大量的传感器（他们相当于这个结构的第三层）。有温度传感器时时监控房间的温度，有湿度传感器实时感知屋内的湿度，有烟雾传感器时时探测屋内是否有火情，有光线传感器，时时测房间的光线…….他们把时时测试到的数据传给每个房间的节点单片机（相当于这个结构的第二层）。单片机再把这些数据传给所有房间的总节点服务器（相当于这个结构的第一层）。服务器再对这些数据进行整理，分析。最后，一方面可以向下下达指令。如果那个房间的光线有点暗的话，他就会向那个房间的窗帘下达徐徐拉开一定面积的指令。直到室内的光线达到合适值。如果室内的温度有点高时，他就会对那个房间的空调下达打开的指令，直到室内的温度降到一定时，空调会再次接到一个指令关闭………..另一方面。服务器在对各个传上来的信息整理分析后在往下下达指令的同时也通过网络把整理分析后信息发送到主人的手机上。主人在接到信息后也可以自己下达指令。进行控制调整。在厨房里，主人进入厨房时所有的厨房电器全部自动通电，天然气电动阀门自动打开，就仿佛他们一直在睡觉，一下子全被叫醒一样。主人想用什么电器即可直接开启，不需要像从前一样，在使用时，插上电源，用完后拨掉电源了。（部分电器，如冰箱等，需要一直通电的，可以插在不间断电源插座上）当主人离开厨房超过30分钟后，所有电器的电源自动切断，天然气阀门自动关闭。这一功能，主要为了节能和安全。当主人在煮东西时，时间需要几个小时的时候，一般不会一直在厨房里看着，可能会去客厅看看电视。如果一时忘记了时间，那很可能会烧坏东西，甚至发生安全事故。用了智能厨房这个方案后，主人在看电视时，超过30分钟，电断自动切断，天然气自动关闭，就不会发生事故，如果，中途主人进厨房看一下，那么，关闭时间动自延长，以最后感应的时间为准，如果主人一直在厨房里，那么，就一直不会断电。（时间可以根据主人的要求来设定）晚上9点，主人准备睡觉，听到隔壁小孩房间还在放电视，客厅的灯忘记关了，主人通过手机关闭小孩房间的电视，关掉客厅的电灯。晚上10点钟，入眠后，小孩起床上厕所，小孩走出房间，过道的灯自动亮起，小孩经过的地方，灯自动亮起，回房后，20秒之后，灯自动熄灭。房间的灯的光线和颜色都是可控可调的，你可以根据一年四季变化以及不同的情景需求进行随意调整。在这个夏天，最热的无疑就是南非世界杯，家里的电视机会发送手机短信提醒你，你最喜欢的球队在哪天要进行比赛，请到时收看。让你再也不用担心因记错比赛耽搁观看自己喜欢的球队的比赛。将来的冰箱可能升级换代成“物联网冰箱”，会提示你食物是否快要过期。比如超市买回的整箱酸奶上会贴有芯片，存储酸奶的保质日期。冰箱会自动感应这个保质期，在过期之前用灯光、语音、甚至发短信的方式对您进行提醒。2智能农业1我国农业主要面临以下几个现状；（1）农业的信息化，智能化程度低，科技水平在农业方面应用水平较低。（2）随着经济的发展，务工人数增加，导致在农村务农的人减少。造成一些土地不能很好的耕种，甚至荒芜。我国是一个农业大国，同时也是一个人口大国。对农作物的需求及其庞大，然而受地域，季节的影响农作物的生长受到很大的限制。2智能农业的构造如何对大棚的农作物的生长环境进行改造将直接影响农作物的生长周期和最终产量。而对农作物来说空气温度，湿度，二氧化碳浓度，土壤的湿度，肥料的合适度，通风状况是影响农作物的主要因素。所以会以一个个大棚为一个个单元，在每个单元里种植生长环境差不多的植物，这样便于给其提供适宜的生长环境。在每个单元内分布着大量的传感器，有时时监测单元内光照强度的光传感器，有时时感知单元内温度的温度传感器，有监测单元内湿度的湿度传感器，有检测单元内二氧化碳的传感器还有检测土壤内营养成分，植物生长状况的众多传感器，这些传感器把感知到的信息传给每个单元的单片机，单片机整理后再把信息传给服务器。服务器再对这些数据进行分析整理，向下面下达指令，如果湿度不够，就会打开单元内的浇水设施进行把水雾化后喷出，这样植物既可以充分吸收，又可以节约用水。如果土壤肥力不够，他就会自动分析缺少哪些元素，然后一定的量掺在水里面，给植物送去。如果植物生病啦，它会判断出生的什么病，然后自动喷洒相对应的农药，使病虫害封杀在萌芽之中。包括植物幼苗，开花，结果期都会提供不同的生活环境。让植物更好更快的茁壮成长。与服务器相连接的还有市场信息，所以也可以通过调节单元内的环境使植物有一个合适的上市的日期。这些信息服务器通过网络也传给主人的手机，电脑等。主人也可以进行人工干预。这样植物就不再受季节，地域的限制啦，同时又缩短啦生长周期。在市场上具有很强的竞争力。四．结语物联网技术对于应用我们生活任重而道远。是挑战，更是机遇。他一定会像互联网那样改变我们的思想，改变我们的生活方式。谁先到达这座科技的高峰，谁就能够掌握物联网时