物联网关键技术及其应用

刘利萍

（江苏安全技术职业学院，江苏 徐州 221011）

物联网关键技术及其应用

刘利萍

（江苏安全技术职业学院，江苏 徐州 221011）

物联网作为继计算机和互联网技术之后的信息产业的第三次发展浪潮，其带来的各种业务和应用，引起了业界广泛关注。本文就物联网的特点切入，深入分析了其关键技术和行业应用，并展望了该技术的发展趋势。

物联网；关键技术；技术运用

1 物联网的概念

物联网的出现把信息时代带进了一个新的时代，如今已发展到了人与物、物与物之间的联系。物联网利用智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术把传感器、控制器、机器、人员和物等通过新的方式联在一起，实现信息化、远程管理控制和智能化的网络。物联网是互联网的应用拓展，它包括互联网及互联网上所有的资源，兼容互联网所有的应用，但物联网中所有的元素(所有的设备、资源及通信等)都是个性化和私有化。物联网的发展核心是以应用创新和用户体验为主。

2 物联网的主要技术

物联网中关键技术有：无线传感技术、RFID技术、认知计算、纳米技术、信息安全技术和云计算技术等等，本文主要深入分析以下几项重要技术：

2.1 RFID技术

RFID（Radio Frequency Identification）即为射频识别，可俗称为电子标签，是一种非接触自动识别技术，可自动识别目标对象,并且采集对象的详细数据信息，进行识别工作时不需要人为干涉，在各种恶劣的环境条件下也可以工作。其特点是可以识别到快速移动的物体以及同时识别几个标签信息，操作方便。最基本的RFID系统由电子标签、读写器和天线三部分组成。其技术原理是在电子标签进入从读写器发出的磁场范围的时候，电子标签就能够立刻收到其发射的射频信号，在传感电流的作用下把这些信息快速录入到存储芯片中，同时进行有选择性地发送。当读写器读取信息之后，通过中央信息系统处理接收到的信息，最后实现对目标对象的识别与控制。在目前的RFID技术中研究的热点是标识结构的设计以及匿名标识的识别技术。

2.2 无线传感网技术

在检测区内大量布置传感器节点，以此构成自组织无线网络系统。其特点是不需要固定设备来作为支撑，就可以快速地布置，并且组网容易，不受有线网的限制。在自组织无线网络系统中，其中的单个节点可以感应环境，随即把信息通过无线链路发送至单个或者多个集结点，通过各个节点的相互合作把采集到的信息发送给观察者。该技术一般应用于监测不同地点的物理参数或者环境参数中，例如光、温度、声音和运动等。终端的大规模部署是物联网快速发展的原因，其中终端的形态多样性是物联网发展的特点，也是在目前发展中难以攻克的重点。

2.3 认知计算和智能控制技术

目前，人工智能技术的研究方向是认知计算，其主要是模仿人脑感觉以及行为意识等，进行智能控制。认知计算包含信息分析，自然语言处理和机器学习领域的大量技术创新，能够助力决策者从大量非结构化数据中揭示非凡的洞察。通过感知、记忆、学习、语言、思维和问题解决等过程，对不同类型的海量数据信息进行推论，可为物联网的策略调整提供判断标准。对认知计算机理论进行深入研究，使其在智能控制方面能够得以全面运用，为物联网的特色发展提供有力的技术支持。

2.4 云计算技术

云计算技术在物联网中也有广泛的应用。由于物联网应用的飞速发展，应用的终端数量越来越多，这就需要使用强大的信息处理中心对相关信息进行整合和过滤。这一需求的出现就引出了云计算技术。云计算通过将孤立的信息用资源共享的方式来组成一个规模大、覆盖广的数据资源池（其中包含了信息资源和硬件资源），能够为物联网进行高效的计算和存储。

2.5 纳米技术

在通常情况下，纳米技术是研究尺寸在0.1-100mm范围内的材料的性质和应用，主要研究内容包含了纳米体系物理学、纳米化学以及纳米材料等等。在运用上包含了材料和装置、医学健康、环境与资源以及生物工程等。鉴于使用纳米材料制作的器材重量轻、质量高、寿命相对较长、维修费用低等优点，纳米技术在近几年得到了快速发展。由于传感器技术的发展，其所具备的小体积和低耗能等优点被人们加以重视，并且开始大范围使用，而使用纳米技术制造的纳米传感器可以实现目前传感器不能完成的目标，比如使用纳米传感器制作细胞修复等。纳米技术对物联网从宏观向微观的趋势发展具有重要的推动作用，为物联网感知万物以及以物控物的目的夯实了坚实的基础。

2.6 信息安全技术

物联网中的很多应用都会涉及到个人的隐私或机构内部秘密，这需要物联网加强其安全性和可控性。因为任意一个标签都有可能在远程被任意地扫描到，并且标签的相关信息会被传输给读写器。这就需要保障国家和相关企业的秘密不能被泄漏，以及保护标签拥有者的个人隐私。这些安全问题是物联网技术的关键问题。

3 行业应用

物联网技术在如今这个科技和经济发展迅猛的时代有着巨大的应用空间，随着网络技术和芯片技术的发展，物联网应用开始向智能化、精细化等发面发展。

3.1 智能化城市建设

融合物联网技术、网络技术以及智能控制技术等多项技术来实现城市智能化的建设。其中主要的内容是将目前的建筑物体所具备的功能与服务实行科学化扩展，让其具备更加智能化与人性化的特点，以此来构建一个更加高档的城市或社区，给人们带了更加舒适与便利的居住空间。智能化城市的建设为人们带来了低成本、高质量的居住环境。

3.2 物流智能化

通过RFID技术和全球定位系统实现配送可视化的管理网络以及全自动的物流配送中心，这是目前物流行业中物联网的主要应用。从材料到成品的过程可以通过RFID物流跟踪进行优化配置和溯源，帮助企业确定相关设备的位置以及优化采购的地点，规划好库存的存储与分配，降低成本从而减少碳排放量，改善物流的服务。

3.3 智能化交通

通过传感技术来实现智能化交通，对于减少交通事故的发生率、缓解堵塞情况、增强交通监管以及减少尾气排放有着重要作用。智能交通是把传感技术、通信技术以及网络技术等有效结合再使用到整个交通运输管理中，形成一个极具实时性、准确性的交通运输综合管理和控制系统。目前，交通数据的获取渠道比较单一，仅仅是通过道路监控获得，在信息上也有着传输不畅等问题，这些因素都对道路交通的解决产生了一定的影响。通过智能交通系统，在每辆汽车上安装传感器以及RFID嵌入式芯片，利用传感器和道路监控了解目前的道路信息，使用RFID嵌入式芯片识别每辆汽车的身份，并且进行相关信息的发送和接收。使用集中式的交通系统，把收集的数据进行分类、融合以及处理，以此达到对车辆和路况的综合性检测的目的，让司机对道路信息进行及时可靠的了解，以此方式使交管部门能够对交通状况进行整体管理和调度。

3.4 智慧农业

在农业中，物联网技术也有很好的应用。物联网的使用可以让农业的生产更加精细化、远程化以及自动化，使用物联网技术能够在农作物的灌溉上进行实时监控，对地表进行大面积检测，收集和记录地表温度、风力和降雨量等，结合这些数据实行科学的预测，以解决农业中的灾害问题，进行科学化种植，从而提升农业的综合效益。

3.5 其他领域的应用

物联网在智能电网、旅游服务、医疗、公共安全、环境监测以及老人护理等领域也有广阔的应用前景。把传感器嵌入到电网、铁路、公路、建筑、供水系统以及大坝等实体中，然后把物联网和互联网进行有效结合，以此达到人类社会和物理系统的统一，在这个巨大而完整的网络系统中，通过具备极强计算能力的计算机集群，对各个网络内部的机器和一些基础设备进行有效的管理和实施控制。在此基础上，人们能够以更加准确的方式对生活进行管理，从而提升资源的使用率以及其生产水平，改变人和自然之间的关系。

4 结束语

由于物联网技术的出现，人们对物的控制欲逐渐上升，物联网技术能够让物更加自动化和人性化，为人类提供更好的服务，为人们的生活带来许多方便。物联网和和商业经济联系在一起，实现更多行业对物联网技术的使用，从而带动经济的发展。现在，物联网还处于初级阶段，很多关键技术仍有待突破，很多未知的问题将会陆续出现，但是在相关部门的大力支持和人们需求的驱使下，物联网技术必定会在实践和发展中逐渐完善。在目前这个科技智能化发展的时代，物联网正孕育着不可忽视的市场潜力。物联网的出现势必会改变人们的生活方式，以此推动人类文明的进一步发展。

[1]刘凯．物联网关键技术及其应用前景研究[J]．电子世界，2014 (10)：332．

[2]张营军，高原，李雪娇．物联网关键技术及其应用研究[J]．数字技术与应用，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

刘利萍（1979-），女，江苏盐城人，硕士，讲师，研究方向为计算机软件技术。