物聯網的概念和基本架構 物聯網(The Internet of things)是通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備,按約定的協議,把任何物品與互聯網相連接,進行信息交換和通信,以實現對物品的智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。物聯網技術的核心和基礎是互聯網技術,是在互聯網基礎上的延伸和擴展的網絡。 從技術架構上來看,物聯網可分為三層:感知層、網絡層和應用層。 感知層由各種傳感器構成,包括溫濕度傳感器、二維碼標簽、RFID 標簽和讀寫器、攝像頭、GPS等感知終端。感知層是物聯網識別物體、采集信息的來源。 網絡層由各種網絡,包括互聯網、廣電網、網絡管理系統和云計算平臺等組成,是整個物聯網的中樞,負責傳遞和處理感知層獲取的信息。 應用層是物聯網和用戶的接口,它與行業需求結合,實現物聯網的智能應用。 物聯網應用中的關鍵技術 1、傳感器技術,傳感器是物體感知物質世界的感覺器官,可以從聲、光、熱、濕度等信號來感知,為物聯網工作起到采集、分析、反饋最原始信息的功能。 傳感器的類型多樣,可以按照用途、材料、輸出信號類型、制造工藝等方式分為熱敏傳感器、速度傳感器、位置傳感器、溫濕度傳感器等。傳感器在安防行業的應用非常廣泛,包括數字城市、教育行業、公檢法司、環境行業等。 隨著納米技術等新興技術的應用,傳感器外形和工藝的提高,大大開拓了傳感器的應用領域。嵌入式智能技術是實現傳感器智能化的重要手段,其特點是將軟硬件相結合,實現傳感器的低功耗、體積小、集成度高和嵌入式軟件的高效率、高可靠率等優點。 2、RFID(射頻識別)是一種非接觸式的自動識別技術,通過射頻信號自動識別對象并獲取相關數據。RFID電子標簽可實現高效靈活的管理,是物聯網最關鍵的技術。典型的RFID系統由電子標簽、讀寫器和信息處理系統組成。當帶有電子標簽的物品通過讀寫器時,通過無線電波將標簽中攜帶的信息傳送到讀寫器以及信息處理系統,完成信息的自動采集工作。信息處理系統根據需求做相應的信息控制和處理工作。 RFID與普通的條形碼相比,具有明顯優勢:讀寫器可同時讀取多個RFID標簽;讀取信息是不需要光線、不受非金屬覆蓋的影響,而且在嚴苛的環境條件下仍然可讀;存儲容量大,可以反復讀寫;可以在高速運動中讀取。 不過,目前RFID也存在許多技術難點,主要集中在:RFID防沖突問題、RFID無線研究、工作頻率如何選擇、私密信息的安全防護等方面。 3、智能技術,物聯網的智能技術就是指海量信息的智能分析與控制。依托先進的軟件工程技術,對物聯網的各種數據進行存儲與快速處理,并將結果實時反饋給物聯網的各控制部件。為了有效達到預期目的所采用的方法和手段。 在安防領域,智能視頻分析技術起源于計算機視覺技術,它綜合應用圖像增強處理等技術,在實現目標與背景分離的基礎上,通過將目標特征信息與預先設置的模板或規則進行比對,自動識別感興趣的目標、行為、事件或數據并產生報警,必要時可自動跟蹤異常目標并聯動其他安防設施,顯著提高了安全防控整體效率和能力。同時利用安防智能視頻分析技術在海量歷史視頻信息中實現基于時間、地點以及語義特征描述的智能化查詢搜索,可以為公安機關偵察辦案提供高效的查證手段。 具備智能視頻分析技術的視頻采集設備成為了一種采集關鍵信息的智能感知器,是物聯網應用的核心。由此一來,帶來的應用就不再僅僅是視頻監控應用,而是產生了以視頻監控應用為核心、圍繞在視頻監控應用周圍的一系列新的應用。 4、云計算,云計算是物聯網應用發展的基石。物聯網的發展需要軟件即服務(SaaS)、平臺即服務(PaaS)以及基礎設施即服務(IaaS)等云計算模式的支撐。首先,云計算具有超強的數據處理和存儲能力;其次,物聯網無處不在的數據采集,需要大范圍的支撐平臺以滿足其規模需求。 在安防領域,安防產品的廣泛應用和質量的不斷提升,也導致了安防數據較快的增長態勢,而當前存儲介質的增長速度無法滿足目前數據存儲所需要的增長速度,因此新的存儲--云存儲被探索發現。與此同時,由于現有的傳統技術也無法滿足對海量數據信息的查詢、分析、計算,新的計算模式--云計算也應運而生。 物聯網浪潮的發展趨勢 物聯網被稱為繼計算機、互聯網之后,世界信息產業的第三次浪潮。 物聯網一方面可以提高經濟效益,節約成本,另一方面可以為全球經濟的復蘇提供技術動力。一旦物聯網大規模普及,大批的日常生活用品需要加裝小巧智能的傳感器,或者直接升級換代,給市場帶來的商機將大得難以估量。用于動植物和機器、物品的傳感器與電子標簽及配套的接口裝置的數量將大大超過手機的數量。據專業人士預測,如果物聯網全部構成,其產業要比互聯網大30倍。物聯網將成為下一個萬億元級的通信業務。 形式多樣的物聯網應用在各行各業大顯神通,確保城市的有序運作。運用物聯網技術,上海移動已為多個行業客戶度身打造了集數據采集、傳輸、處理和業務管理于一體的整套無線綜合應用解決方案。最新數據顯示,目前已將超過10萬個芯片裝載在出租車、公交車上,在世博會期間,“車務通”全面運用于上海公共交通系統,以最先進的技術保障世博園區周邊大流量交通的順暢;面向物流企業運輸管理的“e物流”,為用戶提供實時準確的貨況信息、車輛跟蹤定位、運輸路徑選擇、物流網絡設計與優化等服務,大大提升物流企業綜合競爭能力。
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