物联网技术的发展与应用

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摘要：物联网技术是新一代信息技术的重要组成部分，它运用网络将物与物进行物联通信。作为信息通讯领域的新研究热点，物联网具有巨大的应用前景，因此，在各国政府、工业界、学术界受到广泛的重视。本文对物联网的关键技术进行了研究和归纳，并针对其主要应用的领域进行了详细且全面的分析研究，希望可以对物联网未来的发展起到一定作用。

关键词：物联网；传感网；智能技术

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）33-0269-02

Abstract： Internet technology is an important part of a new generation of information technology， it USES the network will be content with the content of group communication. As a new research hotspot in the field of information and communication， the Internet of things has great application prospect， as a result， in governments， industry， academia， widespread attention. In this paper， the key technologies of iot are studied and summarized， and its main application areas of a detailed and comprehensive analysis and study， hope can play a role on the development of the Internet of things in the future.

Key words：the Internet of things； Sensor network； Smart technology

1引言

物聯网是一个现代科学的衍生产物。这个名词描述了一种行业状态：物品与互联网的关系。物品与互联网建立关系的前提是传感器技术、因特网及移动互联技术的融合这三个技术互相关联。

2物联网研发的关键技术

2.1传感网技术

物联网的研发过程运用到了传感网技术、移动通信网技术以及互联网技术，这种“三网”合一的高效融合给物联网提供了强有力的技术支持。而传感网技术作为物联网系统中的核心组成部分起到了决定性作用，可以说，传感网性能的好坏直接影响物联网在运行中的性能。传感网中有大量的微型传感器，这些已经集成化的传感器通过相互 协作的方式对目标对象的信息进行感知 、采集以及实施监控。对于采集后的信息，传感网利用内部嵌入式系统对其进行分类、汇总处理，并通过移动通信网络将这些信息传送到计算机终端。这种通过数字虚拟世界将物理世界和人类社会实现交互的技术真正实现了网络计算无处不在。这种技术的优势是成本低、功耗低、组网和铺设方式灵活多变且微型化等等。传感网技术不仅仅是物联网的核心技术，还对社会发展和国家安全起到了重要的作用。

2.2智能技术

随着物质生活水平越来越高，人们对于自动化、智能化的需求也越来越迫切。智能技术作为物联网的关键技术，其核心是将各种智能系统植入到相应的物体中，使该物体通过传感的方式与用户连接起来，并具备智能化的特性。这种物体与用户之间主动或是被动的交流方式，就是智能技术。物联网通过智能技术的运用，很大程度上优化了人们所处的物质生活环境，让人们随时随地就可以感受到智能化、数字化带来的便捷。

2.3认知无线电

认知无线电（Cognitive Radio，简称CR），认知无线电系统本身具备智能学习能力。其核心思想是通过频谱感知能力和学习能力对周围环境中的信息进行获取与交换，并能有效的限制和降低信息与信息之间、信息与系统之间、系统与系统之间的冲突，最终实现频谱之间的共享与分配。

2.4地理信息系统

地理信息系统是物联网的“地理位置标识员”，通过地理信息系统就可以使各个与某物品有关的人和单位等，实时地完成掌握该物品所处的位置状态等各种相关信息，进一步对这些数据进行处理，时空计算，推理出相关模型，大大的方便不同行业之间的协调公关工作，地理信息系统发展速度快，由二维到三维，目前已经服务于社会各个方面，地理信息系统数据库尽可能多的为物联网提供大量数据，对物联网这一飞速扩张行业的战略方针、蓝图设计空间节约、数据传递等等方面，都有着无法比拟的作用，地理信息系统是物联网的基础。

2.5射频识别

射频识别技术是一种快速信息录入技术，它通过射频头识别粘在物理物物体上的数据信息标签，并把识别到的信息数据录入电脑，使信息数据录入到电脑这个过程可以瞬间完成。在物联网中射频技术起到节约时间，加快进程，失误率低等等作用。

射频技术的实现离不开两个事物，一个是物品标签，它可以是二维码、磁力条等等搭载有相关物品的信息，另一个是通过扫描物体标识物而把扫描到的信息传到电脑上的读取器。当处于可操作距离的时候，标识物和读取器通过某种协议，就进行信息传递了。

3物联网技术的应用

3.1智能电网

随着物联网技术在电网系统中的广泛应用，电网的运作效率、节能环保、与用户的实时监控也达到了一个新的高度。首先，在原有的电网系统中，电能从产生、输送，再到使用，在这个过程中存在着严重浪费的现象。而智能电网利用物联网技术将交互式通信、传感网技术、分布式计算机运用其中，有效减少了电力在交换过程中的损耗，提高了使用效率、安全性以及可靠性，为国家节省了大量的电能源。其次，我国是风能发电和太阳能发电在生产和使用上大国，但是由于发电量的多少要受到天气环境和地理因素的限制，因此，国家电网并没有将风电和太阳能纳入其中。物联网技术的加入可以将这两种新能源作为辅助能源接入到主网中，智能电网通过对用户电力使用情进行的实时监控，并赋予用户电能源类型的选择权利，就可以起到既保证国家电能的有效利用，又实实在在节省了用户电费花销 。

3.2智能化农业生产

近些年随着科学技术的飞速发展，农业生产无论是在生产力、耕作条件，还是在环境气候上都与传统意义上的那种“日出而作，日落而息”的农业生产方式大相径庭。现代农业生产技术通过掌握不同农作物的不同习性特点，将物联网技术加入其中，通过调整和检测空气和土壤中的温度湿度、CO2浓度、杀虫剂使用剂量以及光照等情况，就能对农作物进行实时监控，既能改善农作物的产出量，缩短农作物的生长周期，还能有效地减少人工劳动，降低成本。将物联网技术运用到农业生产中，可以随时对农作物在生产过程中的各项参数进行自动检测和汇总，并通过网络将汇总后的数据信息传送到客户终端，为今后农业生产的科学化管理提供强有力的数据支持。

3.3智能建筑

物联网在智能建筑领域主要应用在建筑智能化和智能家具方面。在建筑智能化上，物联网系统根据不同建筑的设计需要、园林规划、人文环境等信息，调节适宜的温度系统、灯照感应系统、喷水系统，提高建筑物以及周边能源的有效利用率。智能家居是物联网在智能建筑领域中的另一个主要应用。我们常在电视家用电器的广告中看到，主人在工作时，就可以通过远程控制系统将家中的电饭锅、热水器、电子入户门等家具或是电器，自动完成提前设定的程序。物联网在智能家居方面给人类的生后来了前所未有的便捷与智能，从最简单的烧水、做饭，到复杂的打扫室内卫生以及物品归类。随着人工智能的发展，我们甚至可以想象得到，未来通过控制机器人就可以代替我们接待客人、签收快递等一系列实物。

3.4城市智能交通和物流领域

随着人们生活水平的不断提高，汽车作为代步工具，已经不再是人们眼中的奢侈品了。然而，城市交通拥堵却是让每一位驾驶员为之头痛的问题。从目前的城市规划和现有的经济水平来看，如何能在改动最小、花费最少的情况下解决这个问题，是政府和群众关注的首要大事。城市智能交通系统以物联网技术为依托，将网络媒體与后台监控中心相连接，对当前路面上的所有车辆进行无线监控，并将道路的畅通与拥挤情况信息上传到监控中心，通过对这些数据信息的汇总与分析，最终通过网络媒体发布到司机终端。司机就可以根据实时路面信息调整出行路线，避开拥堵道路。真正的实现人—车—网络之间的信息交互。物联网还能对城市公交系统实施监控和调度，当某一个公交站点出现人员拥挤状况时，等车的人们可以通过公交站点的智能化系统向监控中心发出信号，系统可根据现场情况对公交车进行智能调度。可以说，物联网让城市智能交通更加人性化与规范化。

随着网络购物平台越来越成熟，越来越多的人选择网上购物，既节省时间又方便快捷。在网络购物的带动下，物流业的发展也是日新月异。汽运运输作为物流业的主要交通工具，选择最优行驶路径和科学送货决定了物流企业的总利润率。因此，越来越多的物流企业利用无线传感器网络获取取货和送货信息，并将获取的信息发送给控制中心。控制中心通过对这些信息进行汇总，并结合当地的地理情况和电子地图，计算出最优行驶路径。这条最优行驶路径可以让司机更好的掌握路况信息和行驶过程中所用的时间，做到心中有数，为科学送货打下了基础。

3.5医疗管理领域

物联网技术运用到医疗管理领域，可以为每一个药品制作电子标签。电子标签包含了药品的全部信息，即名称、成分、性状、功能主治、用法用量、产地、批次、禁忌以及药品从生产、包装、运输、销售的各个环节的详细信息。这样做的好处就是实现了药品的全程可追溯，当出现问题时，就可以及时找到药品的全部信息。同时，还可以将这些信息数据上传到公共数据库中，医院或者患者可以根据电子标签中显示的药品信息与市面上的药品进行比对，这样可以帮助消费者有效的区分药品的真伪，以及防止假冒药品在市场上的流通。

在公共卫生领域，欧盟强调射频识别（RFID）技术的运用也为患者提供了一个更加安全的医疗卫生环境。通过RFID技术建立医疗管理、查找监督和病源追溯体系。通过给患者建立病例档案，实现每一位患者在检查检疫过程中，所有的信息不丢失，并对不同病菌的携带者进行分类、分级别管理，让所有患者都有一个安全、安心的医疗环境。

3.6智能家庭护理

将物联网理念加入到家庭护理中，是未来家庭医疗的必然趋势。这种智能家庭护理模式为家中有老人、孕妇、孩子等高危人群提供了一个便捷、安全、放心的医疗健康服务。目前，物联网技术已经趋向成熟，因此，只要在家庭护理中加入传感设备，就可以实现对家中用户的实施健康监控和各项生理指标的测试，并通过互联网上传到相关医疗机构或是通过移动通信网技术发布到家属的移动设备终端。智能家庭护理还可以根据不同人群的不同需求进行私人定制，比如远程专家咨询、医护人员的预约上门服务、紧急情况呼救等等。可以说，有物联网技术作为后盾支持的智能家庭护理给现代家庭式医疗服务提供便捷，为中国构建和谐社会的实施提供了有力的保障。

3.7移动智能化

讲移动智能化首先要说一说m2m（Mobile to mobile）模式。m2m模式真正地实现了3w。并且可以根据不同客户来制定相应的服务，由于该模式的形成，商家工厂就可以根据客户的个人需求，制定出相关的服务。既满足了客户要求，也使商家的效益最大化，实现这个交易的途径是移动技术，移动技术的广泛应用是该模式可以实现的前提。m2m是物联网的最普遍应用模式。

4结论

物联网技术将计算机科学与互联网技术紧密地联系在一起，给全世界的信息产业带来了前所未有的机遇与挑战。他的发展带动了诸如工业、农业、交通、建筑等多个产业的快速前进。在未来的发展中，其智能化技术将与联网化的贴合度越来越高，最终促使人类的生活方式发生变革，让我们的生活环境更加舒适，更加环保，人与自然和谐共生。

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