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

东方赛普物联网产业研究院物联网知识介绍1物联网技术报告东方赛普物联网产业研究院物联网知识介绍2物联网前言在现在社会生活中，物联网是越来越多得被提及到的一个词汇，与之相关联的词汇，如：互联网、物联网、射频识别技术等，也得到了很大程度上的关注度，这些被誉为21世纪的下一个万亿级的通信业务到底有着怎样的发展前景，在这些技术的应用环节中又应用到了哪些相关的前沿技术，本文将重点介绍，我将以问题开始今天的报告，并以问题结束。开始的问题，在我报告的最后回答；结束时的问题留给企业回答。东方赛普物联网产业研究院物联网知识介绍3第一章物联网基础互联网和物联网当被问及什么是物联网的时候，人们的第一反应可能是物联网与互联网有什么关系呢？它们之间是否一样呢？如果不一样，又是否存在着某种特定的关系，本章就解释这一问题。1.什么是互联网？互联网是指将两台计算机或者是两台以上的计算机终端、客户端、服务端通过计算机信息技术的手段互相联系起来的结果，人们可以与远在千里之外的朋友相互发送邮件、共同完成一项工作、共同娱乐。2.什么是物联网？物联网的英文名称为“IOT，InternetofThings”。由名称可见，物联网就是“物物相连的互联网”，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、激光扫描器等种种装置与互联网结合起来而形成的一个巨大网络。物联网的定义1.中国式物联网定义物联网指的是将无处不在的末端设备和设施，包括具备“内在智能”的传感器、移动终端、工业系统、楼控系统、家庭智能设施、视东方赛普物联网产业研究院物联网知识介绍4频监控系统等、和“外在使能”的如贴上RFID（射频识别，俗称电子标签）的各种资产、携带无线终端的个人与车辆等等“智能化物件或动物”或“智能尘埃，通过各种无线、有线的长距离和短距离通讯网络实现互联互通、应用大集成、以及基于云计算的SaaS营运等模式，在内网、专网或互联网环境下，采用适当的信息安全保障机制，提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、远程控制、安全防范、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面等管理和服务功能，实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。2.欧盟对物联网的定义物联网是一个动态的全球网络基础设施，它具有基于标准和互操作通信协议的自组织能力，其中物理的和虚拟的“物”具有身份标识、物理属性、虚拟的特性和智能的接口，并与信息网络无缝整合。物联网将与媒体互联网、服务互联网和企业互联网一道，构成未来互联网。目前对物联网也还没有一个统一的标准定义，但从物联网本质上看，物联网是现代信息技术发展到一定阶段后出现的一种聚合性应用与技术提升，将各种感知技术、现代网络技术和人工智能与自动化技术聚合与集成应用，使人与物智慧对话，创造一个智慧的世界。第三次革命性创新——物联网物联网技术被称为是信息产业的第三次革命性创新。物联网的本质概括起来主要体现在三个方面：东方赛普物联网产业研究院物联网知识介绍5一是互联网特征，即对需要联网的物一定要能够实现互联互通的互联网络；二是识别与通信特征，即纳入物联网的“物”一定要具备自动识别与物物通信（M2M）的功能；三是智能化特征，即网络系统应具有自动化、自我反馈与智能控制的特点。“物品”进入物联网的条件物联网的“物”要满足以下条件才能够被纳入“物联网”的管理范围：1、要有相应信息的接收器；2、要有数据传输通路；3、要有一定的存储功能；4、要有CPU；5、要有操作系统；6、要有专门的应用程序；7、要有数据发送器；8、要遵循物联网的通信协议；9、要在世界网络中有可被识别的唯一编号。东方赛普物联网产业研究院物联网知识介绍6第二章物联网的背景与现状物联网作为比较新兴的产业，在各国都没有建立很好的标准，各国物联网事业仍处于起步阶段，但是以美国、欧盟等发达国家为首的集团已经得到了很好的发展，并且已经运用到生活、工作、医疗、军事等很多领域，中国作为世界发展中大国，也要承担起物联网的发展责任，不断突破技术，寻求进步。背景部分近十几年来，物联网产业的发展大概可以划分为三个阶段，也就是物联网产业的背景，大致如下：1999年——诞生阶段Ⅰ1999年，在美国召开的移动计算和网络国际会议上首先提出物联网(InternetofThings)这个概念。提出了结合物品编码、RFID和互联网技术的解决方案。当时基于互联网、RFID技术、EPC标准，在计算机互联网的基础上，利用射频识别技术、无线数据通信技术等，构造了一个实现全球物品信息实时共享的实物互联网“Internetofthings”（简称物联网）。Ⅱ1999年，中科院启动了传感网的研究，并已取得了一些科研成果，建立了一些适用的传感网。1999年，在美国召开的移动计算和网络国际会议提出了，“传感网是下一个世纪人类面临的又一个发展机遇”。东方赛普物联网产业研究院物联网知识介绍72005年——兴起阶段2005年11月17日，在突尼斯举行的信息社会世界峰会（WSIS）上，国际电信联盟（ITU）发布《ITU互联网报告2005：物联网》，引用了“物联网”的概念。物联网的定义和范围已经发生了变化，覆盖范围有了较大的拓展，不再只是指基于RFID技术的物联网。报告指出，无所不在的“物联网”通信时代即将来临，世界上所有的物体从轮胎到牙刷、从房屋到纸巾都可以通过因特网主动进行交换。射频识别技术（RFID）、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术将到更加广泛的应用。物联网概念的兴起，很大程度上得益于国际电信联盟2005年以物联网为标题的年度互联网报告。2009年——大发展阶段Ⅰ2009年１月28日，ＩＢＭ首席执行官彭明盛首次提出“智慧地球”这一概念，建议奥巴马政府投资新一代的智慧型基础设施。当年，美国将新能源和物联网列为振兴经济的两大重点；2009年2月24日2009IBM论坛上，IBM大中华区首席执行官钱大群.公布了名为“智慧的地球”的最新策略。ＩＢＭ认为，ＩＴ产业下一阶段的任务是把新一代ＩＴ技术充分运用在各行各业之中。Ⅱ2009年8月：国务院总理温家宝在无锡微纳物联网工程技术研究中心视察并发表重要讲话，表示中国要抓住机遇，大力发展物联网技术，并提出要在无锡建设“感知中国”中心。东方赛普物联网产业研究院物联网知识介绍82009年9月：我国物联网标准体系已形成初步框架，向国际标准化组织提交的多项标准提案被采纳。2009年9月：南京邮电大学成立全国高校首家物联网研究院、物联网学院。2009年11月：温家宝总理在人民大会堂向首都科技界发表了题为《让科技引领中国可持续发展》的讲话，指示要首力突破物联网、传感网关键技术，物联网产业随即被列入国家五大新兴产业之一。2009年11月：中国物联网研究发展中心在无锡成立。2010年1月：无锡物联网产业研究院在江苏软件外包园落户2010年1月：江苏无锡高新技术产业开发区正式获批为国家电子信息（物联网）示范基地。在这些背景的基础之上，中国作为世界上最大的发展中国家，在物联网方面的研究也取得了很大的进步，那么，就国内而言，目前的物联网产业状态是什么？现阶段国内研究状态1999年,中科院启动了传感网研究。目前,已拥有从材料、技术、器件、系统到网络的完整产业链。2009年11月12日，中科院、江苏省政府、无锡市政府在无锡宣布共建中国物联网研究发展中心,共建”感知中国”创新基地。在世界传感网领域，中国与德国、美国、韩国等一起，成为国东方赛普物联网产业研究院物联网知识介绍9际标准制定的主导国之一。2004年以来,山东大学信息学院先后成立了无线射频技(RFID)、无线传感器网络（WSN）、云计算、数据挖掘等专项研究小组,力图使用云计算技术、物联网与人工智能技术相结合,推进中国信息化进程。2009年，仅浦东机场直接采购传感网产品金额为4000多万元，加上配件共5000万元。业内专家称，若全国近200家民用机场如果都加装防入侵系统，将产生了上百亿的市场规模。美国权威咨询机构FORRESTER预测，到2020年，世界上物物互联的业务，跟人与人通信的业务相比，将达到30比１，“物联网”是下一个万亿级的通信业务，这就说明，物联网产业将作为21世纪的产业巨头，带动全球的经济发展，是新世纪的尖端科技的领头羊，对国家战略有很大的推动作用。东方赛普物联网产业研究院物联网知识介绍10第三章物联网关键技术物联网连接示意图物联网应用示意图东方赛普物联网产业研究院物联网知识介绍11物联网的层次结构1)感知层感知层由各种传感器以及传感器网关构成，包括二氧化碳浓度传感器、温度传感器、湿度传感器、二维码标签、RFID标签和读写器、摄像头、GPS等感知终端。感知层的作用相当于人的眼耳鼻喉和皮肤等神经末梢，它是物联网获识别物体，采集信息的来源，其主要功能是识别物体，采集信息，并且将信息传递出去。2)网络层网络层由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网、网络管理系统和云计算平台等组成，相当于人的神经中枢和大脑，负责传递和处理感知层获取的信息。3)应用层应用层是物联网和用户（包括人、组织和其他系统）的接口，它与行业需求结合，实现物联网的智能应用。物联网的关键技术射频识别技术RFID技术是物联网中让物品“开口说话”的关键技术，物联网中，RFID标签上存储着规范而具有互用性的信息，通过无线数据通信网络把它们自动采集到中央信息系统，实现物品(商品)的识别。传感技术东方赛普物联网产业研究院物联网知识介绍12在物联网中，传感技术主要负责接收物品“讲话”的内容。传感技术是关于从自然信源获取信息，并对之进行处理、变换和识别的一门多学科交叉的现代科学与工程技术，它涉及传感器、信息处理和识别的规划设计、开发、制造、测试、应用及评价改进等活动。无线网络技术物联网中，物品与人的无障碍交流，必然离不开高速、可进行大批量数据传输的无线网络。无线网络既包括允许用户建立远距离无线连接的全球语音和数据网络，也包括为近距离的蓝牙技术和红外技术。人工智能技术人工智能是研究使计算机来模拟人的某些思维过程和智能行为（如学习、推理、思考、规划等）的技术。在物联网中，人工智能技术主要负责将物品“讲话”的内容进行分析，从而实现计算机自动处理。云计算平台物联网的发展离不开云计算技术的支持。物联网中的终端的计算和存储能力有限,云计算平台可以作为物联网的“大脑”,实现对海量数据的存储、计算。物联网的四大网络支撑物联网的应用必须建立在网络的基础之上，在网络上面进行信息东方赛普物联网产业研究院物联网知识介绍13的交流和传递，那么支持物联网的网络具有哪些类型？它们的种类和应用的范围是什么？1.短距离无线通讯网包括10多种已存在的短距离无线通讯（如RFID、Zigbee、蓝牙、等）标准网络以及组合形成的无线网状网（MeshNetworks)。射频识别技术射频识别技术（RadioFrequencyIdentification，简称RFID）是物联网发展的排头兵，是市场最为关注的技术。RFID是20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术，是目前比较先进的一种非接触识别技东方赛普物联网产业研究院物联网知识介绍14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更为庞大的物联网成为RFID技术发展的趋势。在“物联网”的构想中，RFID标签中存储着规范而具有互用性的信息，通过无线数据通信网络把它们自动采集到中央信息系统，实现物品(商品)的识别，进而通过开放性的计算机网络实现信息交换和共享，实现对物品的“透明”管理。ZigbeeZigbee是IEEE802.15.4协议的代名词。根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。主要适合用于