近几年来物联网技术广泛应用在现实生活中,得到了各国政府相关部门、工业界和学术界的广泛重视。在“应用引领产业发展”的感召下,物联网应用已经扩展到多个行业领域,包括安防、电力、交通、医疗卫生、工业控制、农业、环境监测、金融服务业等多个领域.接下来介绍物联网的相关概念及其由来、物联网的相关技术、以及物联网技术在现实各个领域中的应用,说明物联网在现实生活中的重要性以及可观的物联网应用发展前景。
物联网的概念及由来
随着计算机技术的广泛应用,简单的计算机技术已逐渐无法适应社会的快速发展以及人们现实生活各方面的愿求,这时物联网技术便应运而生了。早在1999年,我国将物联网定义为: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相连接,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络概念。
物联网技术,是电子、通信、计算机三大领域技术的融合、所以与其说物联网是一种技术,不如说是一个时代(互联网也是一个时代),它通过对相关技术进行整合,形成了一个时代的概念,是一个建立在技术基础之上的时代。
物联网中的关键技术
在物联网技术中,应用场景最多的是RFID技术、传感器技术、嵌入式系统技术、认知与智能控制技术这4个技术。
RFID技术:
RFID又称射频识别技术,可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据,而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。RFID技术是物联网最关键的技术,它能够为相关的物体打上电子标签,从而实现灵活而高效的管理。典型的RFID系统是由读写器、信息处理系统以及电子标签组成的。带有电子标签子啊通过特定的读写器的时候,会被读写器激活并且通过无线电波将该电子标签中携带的相关信息传送至读写器和信息处理系统中,并且完成信息的采集工作。
传感器技术:
这也是在物联网中的关键技术,计算机到现在为止处理的还是数字信号,这时候就需要传感器从设备上收集模拟信号数据,并将其转换成数字信号,交由计算机进行处理。
嵌入式系统技术:
这是结合了计算机硬件、传感器技术、集成电路技术、电子应用技术为一体的复杂技术。经过几十年的演变,以嵌入式系统为特征的智能终端产品随处可见,小到身边随处可见的MP3,大到航天航空的卫星系统,嵌入式系统正在改变着人们的生活,推动着国内工业生产的发展,如果把物联网用人的身体做比喻,传感器相当于人的眼睛、鼻子、耳朵、皮肤等感官,网络就是神经系统用来用类似传递信息,嵌入式系统就是人体的大脑,在收到信息后进行分类处理。这个比喻很形象的表述了传感器、嵌入式系统在物联网中的位置和作用。
认知与智能控制技术:
认知的主要目的是在于模拟并效仿人脑的观念及认知能力,也是为了能够占用更小的能量和空间。目前该技术已经在智能技术领域有了初步的实验成果,并成功的解决了对于行为学习的长期记忆和对环境学习短期记忆的问题。机器人执行任务的认知控制方法的提出,实现了对机器人智能化控制的满足。通过对认知计算理论的深入研究及其在在智能控制领域中的多角度、全方位引用,随着物联网技术的不断探索,深化以及完善,必将为认知物联网的形成铺平道路。
物联网可分为三层:感知层、网络层、应用层
感知层:
有各种传感器网关和传感器构成,包括有温度传感器,二氧化碳浓度传感器、二维码标签、适度传感器、gps等感知终端,感知层是物联网获取识别物体、采集信息的来源。
网络层:
由互联网、私有网络、无限和有限通信网络、网络管理系统和云计算平台等组成,网络层就相当于人体的神经系统,负责传递和处理感知层获取的信息。
应用层:
是互联网和用户(个人、组织或者其他系统)的接口,他与行业务发展应用需求相结合,实现物联网的智能化服务应用。
物联网技术的应用
智能电网
通过物联网在智能电网中的应用完全可以覆盖现有的电力基础设施。可以分别在发电、配送和消耗环节测量能源,然后在网络上传输这些测量结果。智能电网可以自动优化相互关联的各个要素,实现整个电网更好的供配电决策。对于电力用户,通过智能电网可以随时获取用电价格(查看用电记录),根据了解到的信息改变其用电模式;而对于电力公司,可以实现电能计量的自动化,摆脱大量人工繁杂工作,通过实时监控,实现电能质量监测、降低峰值负荷,整合各种能源,以实现分布式发电等一体化高效管理;对于政府和社会,则可以及时判断浪费能源设备以及决定如何节省能源、保护环境。最终实现更高效、更灵活、更可靠的电网运营管理,进而达到节能减排和可持续发展的目的。
智能仓储
目前,国内最成熟的智能仓储解决方案智能仓储解决方案,智能仓储是物流过程的一个环节,智能仓储的应用,保证了货物仓库管理各个环节数据输入的速度和准确性,确保企业及时准确地掌握库存的真实数据,合理保持和控制企业库存。利用SNHGES系统的库位管理功能,更可以及时掌握所有库存货物当前所在位置,有利于提高仓库管理的工作效率。RFID智能仓储解决方案,还配有RFID通道机、查询机、读取器等诸多硬件设备可选。
智能物流
物流就是将货物从供应地向接收地准确、及时、安全地进行物品配送的过程。传统的物流模式达到了物流的基本要求,但是,随着经济的发展和对现代物流要求的提高,传统物流模式的局限性日益显现:采购、运输、仓储、生产、配送等环节孤立,缺乏协作,无法实时跟踪货物状 态,而且成本比较高,效率低下。
如果考虑在货物或集装箱上加贴RFID电子射频标签,同时在仓库门口或其他货物通道安装RFID识别终端,就可以自动跟踪货物的入库和出库,识别货物的状态、位置、性能等参数,并通过有线或无线网络将这些位置信息和货物基本信息传送到中心处理平台。通过该终端的货物状态识别,可以实现物流管理的自动化和信息化,改变人工识别盘点和识别方式,使物流管理变得非常顺畅和便捷,从而大大提高物流的效率和企业的竞争力。
不仅如此,智慧的物流通过使用搜索引擎和强大的分析可以优化从原材料至成品的供应链。帮助企业确定生产设备的位置,优化采购地点,制定库存分配战略,实现真正端到端的无缝供应链。这样就能提高企业控制力,同时还能减少资产消耗、降低成本(交通运输、存储和库存成本),也能改善客户服务(备货时间、按时交付、加速上市)。
物联网前景
在2045年,最保守的预测认为将会有超过1千亿的设备连接在互联网上。
这些设备包括了移动设备、可穿戴设备、家用电器、医疗设备、工业探测器、监控摄像头、汽车,以及服装等,比如我们常见的智能手环、智能冰箱、智能音箱、智能停车,已经应用到很多生活场景,改变着我们的生活方式。
未来,它们所创造并分享的数据将会给我们的工作和生活带来一场新的信息革命。人们将可以利用来自物联网的信息加深对世界以及自己生活的了解,并且做出更加合适的决定。