浅析物联网技术应用的发展趋势

所属栏目:计算机网络论文 发布日期:2012-11-19 09:38 热度:

  摘要:物联网被视为互联网的应用扩展,应用创新是物联网的发展的核心,以用户体验为核心的创新是物联网发展的灵魂。本文主要介绍了物联网技术在现在的应用以及在未来将发挥出更大的作用。

  关键词:物联网,应用,趋势

  前 言

  Internet of Things(IOT),也称为Web of Things。物联网物联网是指通过各种信息传感设备,如传感器、射频识别(RFID)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。

1.jpg

  物联网

  物联网自从其诞生以来,已经引起世界各国的巨大关注,并被认为是继计算机、互联网和移动通信网之后的第三次信息产业浪潮。

  国内外普遍认为物联网的概念最早是由美国麻省理工学院 Ashton 教授于 1999 年提出的,其理念是基于射频识别( RFID) 技术、电子代码( EPC) 等技术,在互联网的基础上构造一个实现全球物品信息实时共享的实物互联网,即物联网。可见,物联网是基于互联网、RFID 技术、EPC 标准,在计算机互联网的基础上,利用射频识别技术、无线数据通信技术等,构造了一个实现全球物品信息实时共享的实物互联网“Internet of Things”( 简称物联网) 。此理念有两层含义: 首先,物联网的核心和基础是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展; 其次,其连接终端延伸和扩展到了任何物体与物体之间,并能进行信息交换和通信。物联网的核心是物与物以及人与物之间的信息交互,其基本特征可简要概括为全面感知、可靠传送和智能处理。

  一、物联网的鲜明特征

  1、首先,它是各种感知技术的广泛应用。物联网上部署了海量的多种类型传感器,每个传感器都是一个信息源,不同类别的传感器所捕获的信息内容和信息格式不同。传感器获得的数据具有实时性,按一定的频率周期性的采集环境信息,不断更新数据。

  2、其次,它是一种建立在互联网上的泛在网络。物联网技术的重要基础和核心仍旧是互联网,通过各种有线和无线网络与互联网融合,将物体的信息实时准确地传递出去。在物联网上的传感器定时采集的信息需要通过网络传输,由于其数量极其庞大,形成了海量信息,在传输过程中,为了保障数据的正确性和及时性,必须适应各种异构网络和协议。

  3、物联网不仅仅提供了传感器的连接,其本身也具有智能处理的能力,能够对物体实施智能控制。物联网将传感器和智能处理相结合,利用云计算、模式识别等各种智能技术,扩充其应用领域。从传感器获得的海量信息中分析、加工和处理出有意义的数据,以适应不同用户的不同需求,发现新的应用领域和应用模式。

  4、目前,由于网联网内涵和应用的不断发展,加之不同研究机构对于物联网研究的角度和侧重点不同,物联网仍没有一个权威和公认的标准定义。但从物联网的本质特征分析可知,物联网是现代信息技术发展到一定阶段后的一种聚合性应用与技术提升,它是各种感知技术、网络技术和人工智能与自动化技术的聚合、集成和应用。因而被称之为继计算机、互联网信息产业后的第三次革命性创新。

  二、物联网的发展

  从 1999 年概念的提出到 2010 年的崛起,物联网的发展已经历了 10 年的历程,特别是最近两年的发展极其迅速,已不再停留在单纯的概念、设想阶段,逐渐成为世界各国国家战略、政策扶植的重点对象。表2所列是物联网发展历程中的几个关键时期及主要事件。

2.jpg

  表2 国际物联网发展的主要事件

  1、国外物联网发展概况

  (1) 美国在物联网基础架构、关键技术领域具有领先优势

  作为物联网技术的全球主要推动国,美国在物联网产业上的优势正在加强与扩大。美国国家情报委员会在《2025年对美国利益潜在影响的关键技术》中,把物联网列入6种关键技术之一,并在“智慧地球”计划中将物联网上升为国家战略层面。美国国防部的“智能微尘”(SMART DUST)、国家科学基金会的“全球网络研究环境”(GENI) 等项目的开展提升了美国的创新能力。目前由美国主导的 EPCglobal 标准在 RFID 领域中呼声最高,德州仪器(TI) 、英特尔、高通、IBM、微软在通信芯片及通信模块设计制造上全球领先。美国物联网已经开始在军事、工业、农业、环境监测、建筑、医疗、空间和海洋探索等领域投入应用。

  (2) 欧盟出台系列政策促进物联网技术研发和应用

  2009 年 6 月欧盟委员会发布了《欧盟物联网行动计划》,提出欧盟政府要加强对物联网的管理,确保欧盟在基于物联网的智能基础设施发展商的领先地位。同年9月又发布了《欧盟物联网战略研究路线图》,提出欧盟到2010年、2015年、2020年三个阶段的物联网研发路线图,并提出物联网在航空航天、汽车、医药、能源等18个主要应用领域和识别、数据处理、物联网架构等12个方面需要突破的关键技术。目前,除了进行大规模的研发外,作为欧盟经济刺激计划的一部分,欧盟物联网已经在智能汽车、智能建筑等领域进行应用。

  (3) 日本国家战略推动物联网发展

  2004年,日本政府提出了以发展泛在网络社会为目标的“U-Japan”计划,其战略目标是实现无论何时、何地、何物、何人都可受益于 ICT 的社会。2009年将该计划上升为“I-Japan”战略。通过这些战略,日本开始推广物联网在电力、交通、医疗、教育、环境监测和灾难应对等方面的应用。

  2、我国物联网发展现状

  (1) 各级政府部门相继出台物联网发展相关战略规划面对物联网的巨大发展空间,我国制定了“十二五”发展规划,将物联网纳入国家五大战略性新兴产业,相关产业标准也正在紧锣密鼓制订之中。尽管对物联网的理解还不统一,各地方政府面对万亿级市场以及中央出台的一系列政策支持,长三角、珠三角、京津唐等各地政府紧急调研,纷纷把物联网列入重点培育的新兴产业。物联网还被列为《国家中长期科学与技术发展规划( 2006-2020 年) 》和“新一代宽带移动无线通信网”重大专项中的重点研究领域。[1]

  (2) 江苏无锡建立了国家传感网中心

  以江苏省无锡市国家传感网为中心,全国各地建成了一批物联网研发基地和物联网产业联盟,物联网研发企业如雨后春笋般涌现,为物联网的发展奠定了扎实的产业基础。2010 中国国际物联网博览会上发布的《2009-2010 中国物联网年度发展报告》称,2009年中国物联网产业市场规模达 1 716 亿元,预计 2010年中国物联网产业市场规模将超过 2 000 亿元。至2015 年,中国物联网整体市场规模将达到 7 500 亿元,年复合增长率超过 30%,市场前景将远远超过计算机、互联网、移动通信等市场。[2]

  三、物联网发展面临的问题

  物联网的发展和市场潜力巨大。但是实现物联网需要解决一系列问题,主要集中体现在核心技术、标准规范、信息安全、隐私保护、产品研发等方面。

  1 核心技术有待突破

  目前,物联网关键技术研发和规模化应用处于初始阶段,其中,传感器核心芯片和传感器接入技术和中间件技术有待进一步发展。一是当前传感器所能连接的通信距离受限,传感器对外部工作环境指标要求较高,受外部环境影响较大。二是传感器节点计算能力、存储能力和通信能力不足,能量有限。

  2 标准规范有待统一

  标准是推动物联网应用的保障,统一标准体系的缺乏将阻碍物联网的发展。目前,物联网标准体系尚在建立,中国、美国、德国和韩国是世界物联网领域标准的重要制定国。ISO/IEC 在传感网络、IUT-T 在泛在网络、IEEE 在近距离无线、IETF 在 IPv6 的应用、3GPP 在 M2M 等方面纷纷启动了相关标准研究工作。由于物联网发展涉及国家间巨大利益,制定一种能被世界各国认可的统一的物联网国际标准,难度很大,短期内标准难以统一,规范协议难以形成。[3-4]

  3 信息安全和保护隐私有待解决.

  信息与网络安全是要保证被保护信息的机密性、完整性和可用性。与互联网和移动通信网相比,物联网还存在一些特殊的安全问题。首先,物品的感知是物联网应用的前提,射频识别是物联网的关键技术。物联网中的物与物、物与人之间互联是通过 RFID ( 射频识别) 、传感器、二维识别码和 GPS 定位等技术来自由地自动感知和获取物品信息的。在数据处理过程中同样存在隐私保护问题,如基于数据挖掘的行为分析等。因此要建立访问控制机制,控制物联网中信息采集、传递和查询等操作,保证不会由于个人隐私或机构秘密的泄露而造成对个人或机构的伤害。[

  四、结论

  物联网产业是一个新兴战略产业,目前在全球范围内尚处于起步阶段,但机遇与挑战并存,其未来的发展空间十分巨大。我国的物联网产业与欧美等发达国家相比,仍存在一定的差距,但已经具备一定的产业技术和应用基础。[7-8]今后应重点在以下方面做出努力:

  1、加大研发投入,突破核心和关键技术

  在物联网最核心部分的传感网芯片的研发上,国内 RFID 仍以低端为主。高端产品多为国外厂商垄断,80%以上的高灵敏度、高可靠性传感器仍需要进口,高端技术缺乏无疑将对国际标准制定竞争产生影响。并严重削弱我国在该产业上的话语权。在传感器及传感器网络、芯片等关键设备制造、海量数据处理等核心技术上,我国应集中多方资源,协同开展物联网重大技术攻关。

  2、加快物联网标准的制定

  标准、成本和技术一直是业界公认的阻碍物联网发展的三大问题。统一标准是促进产业规模化发展的前提。标准化的缺失一直被认为是业内制约物联网产业发展的重要因素之一,因此,物联网标准的制定和技术的研发同样重要。目前,国内提供物联网最核心部分 RFID 服务的大部分都是国外厂商的代理集成商。这些公司都坚持着自己的标准。各系统间不能互联互通。我国必须抓住时机,加强国际交流与合作,更多地积极参与国际标准的制定,掌握制定标准规范话语权。

  3、加强政策引导,充分发挥典型物联网应用的示范作用

  目前,由于我国的物联网产业发展才刚刚起步,各企业的盈利状况不佳,各地政府虽然出台了各种物联网发展的战略规划,但实质资金支持力度不够。因而迫切需要政府以高瞻远瞩的战略眼光出台的政策,并给予本国相关物联网企业更多地资金扶持,以期在核心技术上实现全面突破。

文章标题:浅析物联网技术应用的发展趋势

转载请注明来自:http://www.sofabiao.com/fblw/dianxin/wangluo/14098.html

相关问题解答

SCI服务

搜论文知识网的海量职称论文范文仅供广大读者免费阅读使用! 冀ICP备15021333号-3