物联网技术与智能交通

2023-03-14

第一篇:物联网技术与智能交通

2011中国(广州)国际智能交通与物联网技术应用论坛

(2011年6月9日至11日广州琶洲保利世贸博览馆会议中心)

第一天 (6月9日星期四)

时间 演讲内容

7:30-9:00

代表注册

演讲嘉宾

大 会 开 幕9:00-9:10 9:10-9:20 9:20-9:30 9:30-9:40 9:40-9:50 10:00-10:1

510:15-10:45 国家交通信息化“十二五”规划 10:45-11:15 物联网技术发展前景 11:15-11:45 物联网技术在交通领域的应用 12:00-13:30

开幕致词 开幕致词 开幕致词 开幕致词 开幕致词

主办方领导

中国交通运输协会信息专业委员会 广州市政府领导 广东省经信委领导 广东省交通厅领导 广东省交警总队领导 华南理工大学领导 茶歇

国家发改委(科技部)领导 工信部领导

交通运输部科学研究院 午餐

9:50-10:00 开幕致词

主 旨 演 讲

专题论坛(I)公安交通管理信息化3+1论坛主题演讲一:公安交通信息化在城市大活动、大灾难、大事件中的应用技术13:30-13:5

5如何建立公安交通信息化的物联网应急联动

体系

13:55-14:20 广州“亚运会”应急联动系统的特点与经验 广东省公安交警总队主题演讲二

论城市道路交通“特殊事件”拥堵的解决对策 结合国外先进经验谈假日、收费、施工引起

14:20-14:4

5的拥堵问题与相关对策

14:45-15:00 监控技术在交通执法中的应用与发展15:00-15:15 茶歇

15:15-15:40 道路交通管理协调控制

东莞公安交警谈指挥中心的内勤管理系统技

15:40-16:05

术应用经验 主题演讲三 城市动态交通信息服务及优先信号控制 16:05-16:30 广州市交通信息平台建设

16:30-17:55 BRT公交信号优先控制系统实施技术特点

华南理工大学徐建闽教授 东莞公安交警支队

广州市交通委员会 广州市交警支队

16:55-17:20 网络化动态交通信息服务系统 清华大学交通研究所

利用车辆行驶监控技术,筑建交通事故预防

17:20-17:55

物联网系统

18:30-20:00 招待晚宴

第二天(6月10日星期五)

时间 演讲内容

演讲嘉宾

一个专题讲座 物联网技术在智能交通中的应用 9:00-9:25 物联网时代的智能交通系统 9:30-9:55 9:55-10:20

中交协信息专业委员会副主任史其信

专题论坛(2)智能交通与物联网技术应用论坛

物联网蕴藏的创新空间中国工程院院士潘云鹤 三网融合技术与发展 中交协信息专业委员会副主任蔡庆华

茶 歇

广州市交通委员会科技处谢振东

10:20-10:35

10:35-11:00 基于物联网技术的智能交通示范项目

11:00-11:25 海口市车联网示范项目 海口市车联网项目组廖正刚 12:00-13:00午餐 13:30-13:55 动态感知、智慧广州

13:55-14:20 深圳世界大学生运动会智能交通系统 14:20-14:55 RFID技术在智能交通中的应用 14:55-15:10

15:10-15:35 物联网系统应用平台 15:35-16:00 云计算与物联网

广州市交通信息化建设投资运营有限公司刘兵

深圳市交通委员会关志超茶 歇

16:00-16:25 基于Zigbee技术的无线传感网络解决方案 16:25-17:15 互动 讨论 17:15-17:30论坛闭幕式 16:00-18:00论坛闭幕晚宴

第三天(6月11日星期六)

时间 活动

参观一 9:00-11:00

参观二 9:00-11:00

广州市交通信息中心

集合地点

广州亚运会海心沙广场、电视塔“小蛮腰”

香港一日游

香港

8:00-20:00

上日程仅供参考,主办方将及时公布最新信息。

台湾:

打造绿色城市交通解决方案

主講人則暫訂為: 台灣車載資通訊產業協會「智慧巴士工作小組」召集人陳贊鴻(研華公司技術長)

上海复旦大学RFID实验室,闵昊教授智能化物联网技术在传统产业服务升级中的应用

香港物联网应用发展情况简介香港物流科技园

中港物联网技术应用发展案例香港物流及供应链管理应用技术研发中心

利用世界性标准来提高物联网与RFID应用可视性GSI HongKong香港货品编码协会

第二篇:基于物联网技术的智能车辆管理系统

引言

物联网是指通过各种信息传感设备,如射频识别技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器、气体感应器等各种装置与技术,实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程,采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息,与互联网结合形成的一个巨大网络。其目的是实现物与物、物与人,所有的物品与网络的连接,方便识别、管理和控制。

本文设计了一种基于物联网相关技术的区域智能车辆管理系统,实现缴费无人化,信息透明化、实时化,能够减少缴费时间,缓解交通压力,节省人力、财力,最终实现交通管理智能化。

1 设计背景

电子不停车收费系统是目前世界上最先进的收费系统,是智能交通系统的服务功能之一,过往车辆通过道口时无须停车,即能够实现自动收费。车辆在通过收费站时,通过车载设备实现车辆识别、信息写入(入口)并自动从预先绑定的IC卡或银行帐户上扣除相应资金(出口),使用该系统,车主只要在车窗上安装感应卡并预存费用,通过收费站时便不用人工缴费,也无须停车,高速费将从卡中自动扣除。这种收费系统每车收费耗时不到两秒,其收费通道的通行能力是人工收费通道的5到10倍。

ETC系统由后台系统、车道控制器、速度传感器装置和微波通讯设备等组成。

本文引入gprs提供了对车主的收费信息通知功能;并在此基础上,结合物联网中的其他关键技术,将之利用在车辆管理系统中。当代车辆管理系统大多依靠人工登记,在一个大型停车场中,入口和场内都需要有相关人员进行监护和登记,在车辆进出高峰期存在人员不足、调度失调、存在安全隐患等不足;在车辆数量的低谷时期又存在人员冗余的问题,所以一种无人值守的智能车辆管理系统亟须融入到现代物流管理系统中。

目前已经开发出来的比较先进的车辆管理虽然能够一定程度实现无人化管理,但是存在很多问题。首先,仅仅使用了射频识别技术,能够做到自动收费,但是在无人监管下存在收费不透明的问题。而我们设计的系统将语音播报和电话告知加入到停车收费中,这样大大增加了收费的透明度。其次,目前的系统对停车场所得监管缺少更全面的措施,有线监控设备存在线路容易被破坏的缺点,因此在安防中有很大盲区。而我们设计的系统采用无线通信方式传回图像信息,并且在车位安装了无线传感器网络节点,这样可以将监控措施具体到每一个车位,极大增强了停车区域的安全系数。

最后,出于安全考虑,在GPRS建立的人机交互中,增加了事故播报等功能。这样即便发生了事故,车主也能第一时间了解到情况从而做出最快的方案。

2 设计原理

2.1 设计思路

出于完善和更人性化电子不停车收费系统、解决大型停车场以及小区停车场的车辆管理调度的目的,本设计以物联网为背景,将嵌入式技术、移动通信技术、检测与转换技术、数字控制等技术有效地集成运用于交通运输管理体系。

系统包含以下几个部分:车辆射频识别和信号处理部分、视频监控及图像传输部分、区域内部无线传感器网络部分、GPRS通讯部分、上位机综合决策部分,其系统总体结构如图2所示:

2.2 模块设计

2.2.1 RFID读写设备

RFID读写设备主要完成车上卡片与主机上的信息的交换,用于识别车辆信息以及完成收费等一系列服务,此部分要求模块稳定度高,灵敏度高,可以实现2米以上读卡,读卡速度可以设定,至少是10ms,相同ID信息输出时间间隔设定为2分钟以上,与上位机通信采用232接口,系统可以在很短时间内稳定地实现收费等系列服务。

无源RFID系统由无源RFID标签、天线、RFID读卡器组成,如图3所示:

2.2.2 视频监控及图像传输部分

摄像头作为RFID读写器的辅助设备,可以在缴费、登记时对车辆进行监控、抓拍,防止在无人值守情况下发生车辆作弊行为。

应用基于WIFI的无线IP摄像头作为监控设备。选用88W8510 WIFI模组来实现一个具有IEEE 802.11b/g功能的无线桥接设备,以构建无线传输环境,将摄像头DSP送出的数字信号经过打包分组,通过无线环境传送到电脑或无线网络,在上位机决策终端显示图像信息。图7为无线摄像头监控界面以及车库中反射式红外传感器的测量返回值,用以判定车辆是否进入。其工作原理图如图4所示:

2.2.3 无线传感器网络

项目中,每个车库或者车位都装有一套基于CC2530的无线传感器节点,以CC2530为核心,搭建温度、湿度、位置传感器等相关外设,可以实时采集车位信息,并以一定的时间间隔将数据互发送给子网的主机,再由主机发送给上位机决策端,在必要的情况下可以通过GPRS模块把车位信息迅速传给车主,保证了停车场及车主财产的安全。传感器节点模块如图

5、图6所示。

2.2.4 GPRS通信设备

采用MC52i 模块作为GPRS通信的核心,如图7所示。当车辆进出停车场时,可将RFID读写器对车主的射频卡进行的操作以短信或者语音播报的形式告知车主,这样可以将停车场的收费信息、停车场的车位情况、环境信息及时传达给车主,如图8所示。

2.2.5 综合决策终端

本文设计的上位机综合决策终端作为智能车辆管理系统的核心,软件采用C#语言编,写能够实时显示RFID读写器的工作情况,将读取的车辆信息、车辆停放时间、收费情况、停车场车位情况、环境信息等数据存入数据库,方便存档和调用。同时,和GPRS模块相连,能够由管理员在适当的时候向车主发送信息,或者预设好发送信息的时间,系统可以通过实时时钟定时给每一位进出停车场的车主报送相关信息。实现快速信息处理,缩短服务时间,提高工作效率。

3 结语

综上所述,本文设计的车辆管理系统可以实现不停车收费,既省时又省力。通过GPRS及时将收费信息、出入时间等反馈给用户。利用ZigBee技术组建无线传感器网络,将停车场信息融入到控制终端,方便物流管理。该套系统综合性价比极高,不仅适用于小区车辆管理,还用于高速不停车收费系统、图书馆管理,仓库管理,畜牧管理,军事管理等领域,推进了物流管理的智能化发展。

第三篇:物联网技术在智能港口中的应用前景

王宇1 李继春2

(1.北京交通大学经济管理学院,北京,100044 2.交通运输部水运科学研究院,北京,100088)

摘要:本文简要介绍了物联网、智能港口的相关概念和发展前景,并根据国内物联网的研究现状提出对智能港口物联网的架构,为中国物联网在智能港口中的应用研究提供了参考。 关键词:物联网;智能港口;集装箱; RFID 引言

物联网(The Internet of Things) 就是“物物相连的互联网”,是通过射频识别(RFID)、红外传感器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程,进行信息交换和通讯,以实现物与物、物与人的泛在链接,实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。本文在综述物联网发展现状和关键技术的同时,提出了物联网在智能港口中的应用前景,并在应用前景下提出智能港口中物联网技术框架。

1. 物联网的发展现状

1.1物联网在国外的发展

2005年在突尼斯举行的信息社会世界峰会上,国际电信联盟发布了《互联网报告2005:物联网》,正式提出物联网概念,并指出无所不在的物联网时代即将来临,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信息交换。日本提出的“i-Japan”以及IBM所倡导的“智慧地球”,点燃这一概念的产业化热情。美国奥巴马总统就职后,积极回应了IBM提出的“智慧地球”的概念,并很快将物联网的计划升级为国家战略[1]。目前,美国拥有技术及标准的全球优势地位,并且已在多个领域应用物联网,例如得克萨斯州的电网公司建立了智慧的数字电网。

欧盟为了加强对物联网的管理,消除物联网发展的障碍,制定了一系列物联网的管理规则,并建立一个有效的分布式管理架构,使全球管理机构可以公开、公平、尽责的履行管理职能[2]。此外,为了提高物联网的可信度、接受度、安全性,欧盟积极推广标准化,执委会将评估现有物联网相关标准并推动制定新的标准,确保物联网标准的制定是在各相关方的积极参与下,以一种开放、透明、协商一致的方式达成。从目前的发展看,欧盟已推出的物联网应用是对药品使用专用序列码从而提高了欧洲在对抗不安全药品和打击制假方面的措施力度。

1.2物联网在国内的发展

我国中科院早在1999年,就启动了传感网的研究,并已建立了一些实用的传感网[3]。与其它国家相比,我国技术研发水平处于世界前列,在世界传感网领域,中国、德国、美国、韩国等国成为国际标准制定的主导国。据中国电信介绍,目前中国电信开发的物联网应用已经超过了1O项。而日前,无锡传感网中心的传感器产品在上海浦东国际机场和上海世博会被成功应用。温家宝总理2009年8月在江苏无锡考察时提出了“感知中国”,推进物联网发展,11月底,温总理在江苏南京考察时再次表示,当前,流通行业要大力运用网络技术,特别是物联网技术,实现流通现代化。自2009年8月温家宝总理提出“感知中国”以来,物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一,写入“政府工作报告”,物联网在中国受到了全社会极大的关注,其受关注程度是在美国、欧盟、以及其他各国不可比拟的。 2. 物联网的关键技术

物联网主要涉及的关键技术包括:射频识别(RFID)技术,传感器技术、传感器网络技术、网络通信技术等。 2.1射频识别(RFID)技术

RFID技术是一种非接触式的自动识别技术,通过射频信号自动识别对象并获取相关数据。RFID为物体贴上RFID标签,具有读取距离远、穿透能力强、无磨损、非接触、抗污染、效率高、信息量大等特点。RFID技术是物联网最关键的一个技术。 2.2传感器技术

传感器负责物联网信息的采集,是实现对现实世界感知的基础,是物联网服务和应用的基础。传感器是指那些对被测对象的某一确定的信息具有感受捡出功能,并按照一定规律转换成与之对应的有用信号的元器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成。 2.3传感器网络技术

传感器网络综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等,能够通过各类集成化的微型传感器协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息,通过嵌入式系统对信息进行处理,并通过随机自组织无线通信网络以多跳中继方式将所感知信息传送到用户终端,从而真正实现“无处不在的计算”理念。 2.4网络通信技术

传感器的网络通信技术为物联网数据提供传送通道。传感器的网络通信技术分为两类:近距离通信和广域网络通信。在近距离通信方面,以IEEE 802.15.4和2.4GHz 为代表。在广域网路通信方面,IP互联网、2G/3G/4G移动通信、卫星通信技术等实现了信息的远程传输,特别是以IPv6为核心的下一代互联网的发展,将为每个传感器分配IP地址创造可能,也为物连网的发展创造了良好的基础网条件。

3. 物联网在智能港口中的应用前景

3.1智能港口的概念

智能港口是一个基于现代电子信息技术面向港口运输的服务系统。它的突出特点是以信息的收集、处理、发布、交换、分析、利用为主线,为港口服务参与者提供多样性的信息服务。可见智能港口迫切地需要和物联网技术紧密的结合,实现港口服务的数据共享和稳定高效。

3.2智能港口在中国的发展

我国的研究人员对物联网在集装箱码头的应用研究是从跟踪发达国家发展的同时,逐渐有了自己的创新。参与这方面研究的有交通运输部水运科学研究院、中国集装箱标准协会、上海港、中集、中远等科研机构及一些企业,并取得了一些初步的成果。其中,由交通运输部水运科学研究院牵头,多家单位合作的针对无源电子标签的“集装箱电子标签”研究成果,已经在重庆寸滩港取得了卓有成效的应用,该成果的应用已经显现物联网技术在集装箱码头中的应用,并具有智能港口的雏形[4,5]。

3.3基于物联网的智能港口技术架构

基于物联网的智能港口可划分为一个由感知层、网络层和应用层组成的3层体系,如图所示:

图1基于物联网的智能港口技术架构

智能港口的感知层包括港区内作业设备和作业区域的条码标签和识读器、RFID标签和读写器、摄像头、各种传感器,感知层的主要作用是感知和识别物体,采集并捕获信息。

智能港口网络层包括无线网络接入物联网管理中心和信息中心,并利用网络的能力对海量信息进行智能处理的部分。也就是说网络层不但要具备网络的能力,还要提升信息处理的能力。同时,对海量的物联网提供的数据和信息进行分析处理,提升对智能港口的洞察力,实现港口真正的智能化。

智能港口应用层是将物联网技术与智能港口的需求相结合,实现港口智能化应用的解决方案。智能港口通过应用层最终实现信息技术与智能港口的深度融合,对智能港口的发展具有广泛的影响。应用层的关键在于在信息化的过程中,能满足港口管理系统的各个环节智能交流,精确管理的目标。

3.4基于物联网的智能港口应用前景

以集装箱出口为例,当集卡以规定速度驶入检查桥时,检查桥处的感知设备自动读取集装箱和集卡相关信息,并通过无线网络与港口信息管理平台进行信息验证,验证通过后,信息管理平台将调度信息发送给计划生产的机械,并将路线信息以图形化显示在集卡信息屏中,同时检查桥的电子杆自动抬起,集卡司机根据信息屏的显示的行驶路线将车开到指定地点,此过程无需人工干预,可实现不停车通过检查桥。当集卡依据指令到达堆场指定地点后,已经接到作业指令的场桥将集装箱吊离集卡,场桥感知设备自动读取集装箱信息,该信息经验证后,将计划箱位以图形化显示在场桥信息屏中,场桥司机可以通过该界面,清楚知道集装箱的作业位置。在完成集装箱落位后,感知设备自动读取集装箱和箱位信息,经验证通过后,集卡和场桥司机都将得到下一条作业指令信息。当装卸船作业开始后,集卡、场桥、岸桥都接到了信息指令并到达指定地点,集卡司机到达指定地点后,场桥司机按照指令,将指定集装箱放入指定集卡,场桥感知设备自动读取集装箱和集卡信息,经验证通过后,集卡和场桥司机都将得到下一条作业指令信息,集卡司机根据指令信息将车按指定行驶路线停在指定位置上,已经接到作业指令的岸桥将集装箱吊离集卡,岸桥感知设备自动读取集装箱信息,经验证通过,并将配载箱位以图形化显示在岸桥信息屏中,岸桥司机便可以通过该界面,清楚知道集装箱的作业位置。集卡和场桥司机都将得到下一条作业指令信息,完成本次作业。此外,集卡之间可以实现物与物的信息交互,不需要人为参与,前后车之间可以给予安全距离信息提示,车与车感知可以解决盲区,能够有效防止交叉口行车安全。

可见,基于物联网的智能港口,能够实现物与物之间信息共享和动态协作,提高了港口作业的效率、准确度和可视化程度,是安全畅通,环保高效的现代化智能港口。

4. 结束语

物联网技术在目前的集装箱码头中已经有初步的研究和应用。随着物联网技术的进一步发展,物联网技术必将进一步渗透到集装箱码头的发展和建设中,具有重要的经济价值和研究意义。我国应加快研究和推广具有自主核心技术和中国特色的智能港口,力争在未来世界港口智能化中占据一席之地。

参考文献

[1]赵海霞.物联网关键技术分析与发展探讨[J].中国西部科技,2010(5):25-26 [2]C.M.Roberts.Radio Frequency Identification(RFID).[J].Computers&Security,2006(25):18-26 [3]杨会平,马振洲,宁焕生.双频RFID标签平滑升级高速公路联网收费系统[J]. 智能卡与电子标签,2006(5):36-38. [4]许世博,邓延洁,曹文胜.RFID 技术在集装箱码头的应用示范[J].水运科学研究,2009(9)10-13. [5]陶学宗,钟燕.RFID技术在集装箱运输中的应用研究[J].物流技术,2006(4):40-42.

第四篇:物联网技术催生智能家居纷纷涌入人们生活中

导读:电子信息产业是长三角地区高技术产业中的主导产业,上海则是综合优势明显的长三角产业龙头。下面为您介绍2012年10月份上海通信电子类展会通过这个展会物联网技术催生智能家居纷纷涌入人们生活中。

2012年秋季第80届中国电子展

举办时间:2012-10-31 --- 2012-11-1 举办展馆: 上海新国际博览中心

我们将为您邀请实力买家:CEF举办45年来积累的庞大的专业买家数据库,观众邀请有的放矢。特有的买家组织渠道:国家各部委组织的中央需方,海外合作机构组织的国际买家。届时大批来航空、航天、邮电、通信、广播电视、船舶、气象、汽车、核工业、兵器等领域的专业观众将光临展会。

2012中国LED展•上海

举办时间:2012-10-30 --- 2012-11-1 举办展馆: 上海新国际博览中心

“2012中国LED展•上海”是属于会展行业中“通信、电子、仪器” 类别的展会,该展览会将于2012-10-30,在上海新国际博览中心举办,届时会吸引会展行业众多的客户参加此次展览会。

2012中国(上海)消费电子展暨第80届中国电子展

举办时间:2012-10-30 --- 2012-11-1 举办展馆: 上海新国际博览中心

电子信息产业是长三角地区高技术产业中的主导产业,上海则是综合优势明显的长三角产业龙头。随着“三网融合”决策的实施推进,以及互联网的飞速发展,这个世界必将逐步智能和物联化,智能化的终端将迎来前所未有的黄金发展期——PC、智能手机、平板电脑、电子书、电视、车载信息娱乐设备(IVI)等多样化的个人终端,都已经具备了接入网络的能力,甚至延伸至物物相联的“物联网”,催生了家电全面联网的趋势和智能家居生活。要想了解更多的会展新闻和会展酒店预订,请到会展视窗网查看具体信息,那儿有好多展会成功案列,希望对你们有所帮助。

第五篇:物联网技术的现状与发展

物联网技术的

现状

发展

物联网。 语:随着经济的迅速发展和科学技术的日新月异,人们的生活也愈加便利,有了智能手机、电脑、iphone、ipad等高科技产品。其中,最重要的且具有划时代意义的就是互联网的出现与应用了。互联网不仅开阔了人们的视野,省去了舟车劳顿,而且在各个方面上将世界连成了一个密不可分的整体,让世界进入了一个网络化、数字化的时代。然而,就现在而言,互联网已远远不能满足人们生活的需求了。所以,一种新兴的网络正在慢慢地兴起,这就是---

一、物联网的历史起源

物联网的英文名称是Internet Of Things,简称为IOT。 物联网的概念最早出现于比尔盖茨1995年《未来之路》一书,在《未来之路》中,比尔盖茨已经提及Internet of Things的概念,只是当时受限于无线网络、硬件及传感设备的发展,并未引起世人的重视。1998年,美国麻省理工大学(MIT)创造性地提出了当时被称作EPC系统的“物联网”的构想;1999年,美国Auto-ID首先提出“物联网”的概念,称物联网主要是建立在物品编码、RFID技术和互联网的基础上;2005年,ITU发布了《ITU互联网报告2005:物联网》,综合二者内容,正式提出“物联网”的概念,包括了所有物品的联网和应用。

2009年11月3日,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。他提出:“要着力突破传感网、物联网关键技术,及早部署后IP时代相关技术研发,使信息网络产业成为推动产业升级、迈向信息社会的‘发动机’”。

二、物联网的定义

目前较为公认的物联网的定义是: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连接起来,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

实际上,物联网的概念来自于对互联网的类比,根据物联网与互联网的关系分类,不同专家学者对物联网给出了各自的定义,可归纳为四种类型:

1、物联网是传感网,不接入互联网;

2、物联网是互联网的一部分;

3、物联网是互联网的补充网络;

4、物联网是未来的互联网。(在此不予详细论述,不过本人比较趋向于第四种定义)

三、物联网的基础

物联网技术的本质是网络通信技术,核心是无线技术。高度集成的控制器是它的大脑,各种传感器是它的触角,它使得物体间形成更加广泛的互联,随时随地提供智能服务,实现更大规模的网络覆盖和系统集成。由此,物联网的基础应该包括如下五大模块的内容:

第一,无线通信技术,包括信号与噪声、数字通信、调制解调、短距离无线通信、无线SOC等;第二,传感器技术,包括常用温湿度、压力、振动、光敏等传感器选型,传感器与网络节点接口等;第三,网络技术,包括基础网络(如简单网络、无线网络微功耗技术、网络拓扑和算法等),无线网络技术(如ZigBee传感器网络、高频和超高频射频识别、网络加密与安全、无线定位等),以及物联网网络层技术(如嵌入式WiFi、嵌入式蓝牙网络、蜂窝网络、GPRS/3G远程网络、多网络路由和融合等);第四,智能与信息处理技术,包括智能技术、数据库技术、信息提取、分析、加工、融合等;第五,应用层技术,包括物联网应用工程设计方法和如何使用前面学习的基本技术来自己构架一个典型的物联网应用项目,亦即集成技术。

四、物联网的发展现状

简要介绍世界上几个具有代表性的国家的物联网发展的现状。

1、美国:美国国家情报委员会将物联网列为六种2025年可能影响美国的国家权力的技术,美国已把它当成重振经济的法宝,所以非常重视物联网和互联网的发展,它的核心是利用信息通信技术(ICT)来改变美国未来产业的发展模式和结构(金融、制造、消费和服务等),改变政府、企业和人们的交互方式以提高效率、灵活性和响应速度。把信息通信技术充分应用到各行各业,把感应器嵌入到全球每个角落,例如电网、交通(铁路、公路、市内交通、相关设备、工具)等物体上。并利用网络和设备收集的大量数据通过云计算、数据仓库和人工智能技术做出分析,给出解决方案。把人类智慧赋予万物,赋予地球。美国提出“智慧地球、物联网和云计算”就是想要作为新一轮IT技术革命的领头羊的证明。美国政府在经济刺激计划中提出用数百亿美元支持物联网发展,支持IBM的“智慧地球”。目前,美国在射频识别技术上已取得主导地位,而国防部开展的“智能微尘”更是在军事、民用两大方面对物联网进行全面控制。

相关数据:2009年2月17日,奥巴马签署生效的《恢复和再投资法案》批准推进“智慧地球”中两个领域的发展——智慧的电网和智慧的医疗。前者批准投资为110亿美元,后者为190亿美元,同时批准宽带网络投资72亿美元。“智慧地球”得到美国各界的高度关注,并上升至美国的国家战略,由此引发了世界各国对物联网的追捧。

2、欧盟:按欧盟专家的说法,欧盟发展物联网先于美国,事实上欧盟围绕物联网技术和应用作了不少创新性的工作。2009年布置的《欧盟物联网行动计划》其目的也是企图在“物联网”的发展上引领世界。并且,欧洲委员会第七框架计划范围内提供资助了数个研究项目的课题。欧盟提出物联网的三方面特性:第一,不能简单地将物联网看做互联网的延伸,物联网是建立在特有的基础设施上的一系列新的独立系统,当然部分基础设施要依靠已有的互联网;第二,物联网将与新的业务共生;第三,物联网包括物与人通信、物与物的通信的不同通信模式。物联网可以提高人们的生活质量,产生新的更好地就业机会、商业机会,促进产业发展,提升经济的竞争力。

相关数据:《未来物联网战略》提出,要让欧洲在基于互联网的智能基础设施发展上领先全球。除了通过信息与通信技术研发计划投资亿欧元、90多个研发项目提高网络智能化水平,欧盟委员会还将于2011-2013年间每年新增2亿欧元进一步加强研发力度,同时拿出3亿欧元专款,支持物理网相关公私合作短期项目建设。

3、日本:通过一系列的物联网战略部署,日本针对国内特点,有重点地发展了灾害防护、移动支付等物联网业务。从“e-Japan”到“u-Japan”再到“i-Japan”,随着时代的变化,日本的信息化建设也实现了“一级跳”战略。

相关数据:2009年4月,日本总务省公布了“新政”的实施性文件——“数字日本创新计划”纲要,将其作为未来3年中优先实施的政策。“数字日本创新计划”的目的是在数万亿日元的信息通信技术行业创造新的市场,并在未来3年内增加30万至40万个就业机会。

4、韩国:韩国是目前全球宽带普及率最高的国家,同时它的移动通信、信息家电、数字内容等也居世界前列。2009年10月13日,韩国出台了《物联网基础设施构建基本规划》,将物联网市场确定为新增长动力,提出到2012年实现“通过构建世界最先进的物联网基础实施,打造未来广播通信融合领域超一流信息通信技术强国”目标,并确定了构建物联网基础设施、发展物联网服务、研发物联网技术、营造物联网扩散环境等4大领域、12项详细课题。

相关数据:韩国政府称,为了加强对行业全面情况的掌握,将在钢铁、电子和医药产品行业内应用高科技识别标签。韩国知识经济部表示,此举旨在推广RFID标签,并建立相关的传感器网系统,以维持对各种产品进行实时的、准确的监测。此项目将获得国家约450万美元的支持。韩国政府从近期开始启动为期一年的支持计划,并联合其他8家公司开始在实际商业环境中试行。物联网被纳入国家整体发展重点规划内容,把物联网应用、基础设施和技术产业发展列入其优先行动议程。

5、中国:我国提出发展物联网,提出“感知中国,感知城市”,也是为了推动我国经济结构转型,抢占人类未来发展方向的制高点。物联网具有广阔的行业应用需求,但各行业发展并不均衡,整体来看,中国物联网产业发展仍处于初级阶段,技术标准、产品以及市场并不成熟。细分市场方面,交通、安防物流、零售、电力、金融、环保、医疗等将成为物联网行业应用的重点领域,但由于不同行业在物联网政策倾向、技术与市场成熟度、市场需求等方面差别较大,物联网的细分市场发展差距很大。研究显示,“政策先行,技术主导,需求驱动”将成为中国物联网产业发展的主要模式。行业应用将成为未来几年物联网产业发展的主要驱动力。研究发现,智能交通、城市安防、智能电网等行业市场成熟度较高,这些行业传感技术成熟,政府扶持力度大,在许多城市已经开始规模化应用,市场前景广阔,投资机会巨大,将成为未来几年物联网产业发展的重点领域。医疗卫生、家庭、个人等领域的智能传感需要应用则需要较长的时间,技术、标准均有待于进一步完善,大多产品还处于试验阶段,短时间内不会大规模应用。

相关数据:我国物联网技术已有实质性进步,仅传感器一项今年产量会达到24亿只,相关仪品仪表的生产制造商有20个门类,企业达5000个,产值估计在5000亿左右。RFID在2008年已生产65.8亿元。M2M终端已超过400万,电信运营商正在以TD-SCDMA和其它3G技术为依托,努力推动其在物联网上的应用。

五、目前常用技术

1、RFID技术 RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别工作无须人工干预,可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别告诉运动物体并可同时识别多个标签,操作快捷方便。RFID是一种简单的无线系统,只有两个基本器件,该系统用于控制、检测和跟踪物体。系统由一个阅读器和很多标签组成。

2、无线单片机技术

目前,绝大多数传感器网络节点都是采用无线单片机作为微控制器。无线单片机将CPU、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、基本输入/输出接口电路、定时器/计数器、A/D转换器,以及需要的接口电路和无线数据通信收发芯片全部集成到一个非常小的芯片上。一个单独的芯片,就可以构成一个可以独立工作的具有无线通信和无线网络节点的无线单片机。

3、传感器技术

传感器在工程领域即可被认为是人体的“五官”。国家标准(GB/T 7765-87)把它定义为:能感受规定的被测量(包括物理量、化学量、生物量等)并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成。当今电信号最易于处理和便于传输,因此,可把传感器狭义地定义为:能把外界非电信息转换成电信号输出地器件或装置。从广义的角度,也可以这样定义传感器:“凡是利用一定的物质(物理、化学、生物)法则、定律、效应等进行能量转换与信息转换,并且输出与输入严格一一对应的器件或装置均可称为传感器。”传感器技术则是以传感器为核心论述其内涵、外延的技术;也是一门涉及测量技术、功能材料、微电子技术、精密与细微加工技术、信息处理技术和计算机技术等相互结合形成的密集型综合技术。

4、无线传感器网络技术

无线传感器网络(WSN)是一种特殊的Ad-hoc网络,它是一种集成了传感器技术、微机电系统技术、无线通信技术和分布式信息处理技术的新型网络技术。它可应用于布线和电源供给困难的区域、人员不能到达的区域(如受到污染、环境不能被破坏或敌对区域)和一些临时场合(如发生自然灾害是,固定通信网络被破坏)等。它不需要固定网络支持,具有快速展开、抗毁性强等特点,可广泛应用于军事、工业、交通、环保等领域,引起了人们广泛关注。

5、短距离无线通信技术

短距离无线通信技术一般指作用距离在毫米级到千米级的,局部范围内的无线通信应用。短距离无锡通信涵盖了无线个域网(WPAN)和无线局域网(WLAN)的通信范围。其中WPAN的通信距离可达10米左右,而WLAN的通信距离可达100米左右。除此之外,通信距离在毫米至厘米量级的近距离无线通信技术和可覆盖几百米范围的无线传感器网络技术的出现,进一步扩展了短距离无线通信的涵盖领域和应用范围。

6、远程通信技术

远程通信技术这一单词源于希腊语“远程”(Greek tele)(遥远的)和通信(communicate)(共享)。在现代术语中,远程通信是指在连接的系统间通过使用模拟或数字信号调制技术进行的声音、数据、传真、图像、音频、视频和其他信息的电子传输。

7、智能信息处理技术

智能技术是利用经验知识所采用的各种自学习、自适应、自组织等智能方法和手段以有效地达到某种预期的目的。通过在物体中植入智能系统,可以使得物体具备一定的智能性,能够主动或被动地实现与用户的沟通,也是物联网的关键技术之一。

六、我国的未来发展趋势

1、应用引领产业发展

中国物联网产业的发展是以应用为先导,存在着从公共管理和服务市场、到企业、行业应用市场、再到个人家庭市场逐步发展成熟的细分市场递进趋势。目前,物联网产业在中国还是处于前期的概念导入期和产业链逐步形成阶段,没有成熟的技术标准和完善的技术体系,整体产业处于酝酿阶段。此前,RFID市场一直期望在物流、零售等领域取得突破,但是由于涉及的产业链过长,产业组织过于复杂,交易成本过高,产业规模有限成本难于降低等问题,使得整体市场成长较为缓慢。

2、标准体系逐渐成熟

物联网标准体系是一个渐进发展成熟的过程。物联网概念涵盖众多技术、众多行业、众多领域,试图制定一套普适性的统一标准几乎是不可能的。物联网产业的标准将是一个涵盖面很广的标准体系,将随着市场的逐渐发展而发展和成熟。

3、综合性平台即将出现

随着行业应用的逐渐成熟,新的通用性强的物联网技术平台将出现。物联网的创新是应用集成性的创新,一个单独的企业是无法完全独立完成一个完整的解决方案的。一个技术成熟、服务完善、产品类型众多、应用界面友好的应用,将是由设备提供商、技术方案商、运营商、服务商协同合作的结果。随着产业的成熟,支持不同设备接口、不同互联协议,可集成多种服务的共性技术平台将是物联网产业发展成熟的结果。

4、有效商业模式逐步形成

针对物联网领域的商业模式创新将是把技术与人的行为模式充分结合的结果。物联网将机器、人、社会的行动都互联在一起。新的商业模式出现将是把物联网相关技术与人的行为模式充分结合的结果。

物联网的应用也从小环境开始面向大环境,原有的商业模式需要更新升级来适应规模化、快速化、跨领域化的应用.而更关键的是要真正建立一个多方共赢的商业模式,这才是推动物联网能够长远有效发展的核心动力。要实现多方共赢,就必须让物联网真正成为一种商业的驱动力,让产业链所有参与物联网建设的各个环节都能从中获益。

七、存在的问题

1、缺乏核心技术自主知识产权

在物联网技术发展产品化的过程中,我国一直缺乏一些关键技术的掌握,所以产品档次上不去,价格下不来。缺乏RFID等关键技术的独立自主产权这是限制中国物联网发展的关键因素之一。

2、行业技术标准缺失

目前行业技术主要缺乏以下两个方面标准:接口的标准化;数据模型的标准化。虽然我国早在2005年11月就成立了RFID产业联盟,同时次年又发布了《中国射频识别(RFID)技术政策白皮书》,指出应当集中开展RFID核心技术的研究开发,制定符合中国国情的技术标准。但是,现在我们可以发现,中国的RFID产业仍是一片混乱。技术强度固然在增强,但是技术标准却还如镜中之月。正如同中国的3G标准一样,出于各方面的利益考虑,最后中国的3G有了三个不同的标准。物联网的标准最终怎样,只能等时间来告诉我们答案了。

3、产业链发展不均衡

和美国相比,国内物联网产业链完善度上还存在着较大差距。虽然目前国内三大运营商和中兴华为这一类的系统设备商都已是世界级水平,但是其他环节相对欠缺。物联网的产业化必然需芯片商、传感设备商、系统解决方案厂商、移动运营商等上下游厂商的通力配合,所以要在我国发展物联网,在体制方面还有很多工作要做,如加强广电、电信、交通等行业主管部门的合作,共同推动信息化、智能化交通系统的建立。加快电信网,广电网,互联网的三网融合进程。产业链的合作需要兼顾各方的利益,而在各方利益机制及商业模式尚未成型的背景下,物联网普及仍相当漫长。

4、各行业间协作困难多 物联网应用领域十分广泛,许多行业应用具有很大的交叉性,但这些行业分属于不同的政府职能部门,要发展物联网这种以传感技术为基础的信息化应用,在产业化过程中必须加强各行业主管部门的协调与互动,以开放的心态展开通力合作,打破行业、地区、部门之间的壁垒,促进资源共享,加强体制优化改革,才能有效的保障物联网产业的顺利发展。

5、盈利模式无经验供借鉴

物联网分为感知,网络,应用三个层次,在每一个层面上,都将有多种选择去开拓市场。这样,在未来生态环境的建设过程中,商业模式变得异常关键。对于任何一次信息产业的革命来说,出现一种新型而能成熟发展的商业盈利模式是必然的结果,可是这一点至今还没有在物联网的发展中体现出来,也没有任何产业可以在这一点上统一引领物联网的发展浪潮。

目前物联网发展直接带来的一些经济效益主要集中在与物联网有关的电子元器件领域,如射频识别装置、感应器等等。而庞大的数据传输给网络运营商带来的机会以及对最下游的如物流及零售等行业所产生的影响还需要相当长时间的观察。

6、用户使用成本壁垒存在

物联网产业是需要将物与物连接起来并且进行更好的控制管理。这一特点决定了其发展必将会随着经济发展和社会需求而催生出更多的应用。所以,在物联网传感技术推广的初期,功能单一,价位高是很难避免的问题。因为,电子标签贵,读写设备贵,所以,很难形成大规模的应用。而由于没有大规模的应用,电子标签和读写器的成本问题便始终没有达到人们的预期。成本高,就没有大规模的应用,而没有大规模的应用,成本高的问题就更难以解决。如何突破初期的用户在成本方面的壁垒成了打开这一片市场的首要问题。所以在成本尚未降至能普及的前提下,物联网的发展将受到限制。

7、安全问题是应用推广的关键问题

在物联网中,传感网的建设要求RFID标签预先被嵌入任何与人息息相关的物品中。可视人们在观念上似乎还不是很能接受自己周围的生活物品甚至包括自己时刻都处于一种被监控的状态,这直接导致嵌入标签势必会使个人的隐私权问题受到侵犯。因此,如何确保标签物的拥有者个人隐私不受侵犯便成为射频识别技术以至物联网推广的关键问题。而且如果一旦政府在这方面和国外的大型企业合作,如何确保企业商业信息,国家机密等不会泄露也至关重要。所以说在这一点上,物联网的发展不仅仅是一个技术问题,更有可能涉及到政治法律和国家安全问题。

结束语:从以上各方面看来,物联网这个新兴技术正在兴起中,而中国虽处

于发展前列,但仍存在许多问题是需要解决的。

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