近幾年來(lái)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)廣泛應(yīng)用在現(xiàn)實(shí)生活中,得到了各國(guó)政府相關(guān)部門、工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的廣泛重視。在“應(yīng)用引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展”的感召下,物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用已經(jīng)擴(kuò)展到多個(gè)行業(yè)領(lǐng)域,包括安防、電力、交通、醫(yī)療衛(wèi)生、工業(yè)控制、農(nóng)業(yè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、金融服務(wù)業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域.接下來(lái)介紹物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)概念及其由來(lái)、物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)技術(shù)、以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在現(xiàn)實(shí)各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用,說(shuō)明物聯(lián)網(wǎng)在現(xiàn)實(shí)生活中的重要性以及可觀的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用發(fā)展前景。
物聯(lián)網(wǎng)的概念及由來(lái)
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用,簡(jiǎn)單的計(jì)算機(jī)技術(shù)已逐漸無(wú)法適應(yīng)社會(huì)的快速發(fā)展以及人們現(xiàn)實(shí)生活各方面的愿求,這時(shí)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)便應(yīng)運(yùn)而生了。早在1999年,我國(guó)將物聯(lián)網(wǎng)定義為:通過(guò)射頻識(shí)別(RFID)、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備,按約定的協(xié)議,把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接,進(jìn)行信息交換和通信,以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)概念。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),是電子、通信、計(jì)算機(jī)三大領(lǐng)域技術(shù)的融合、所以與其說(shuō)物聯(lián)網(wǎng)是一種技術(shù),不如說(shuō)是一個(gè)時(shí)代(互聯(lián)網(wǎng)也是一個(gè)時(shí)代),它通過(guò)對(duì)相關(guān)技術(shù)進(jìn)行整合,形成了一個(gè)時(shí)代的概念,是一個(gè)建立在技術(shù)基礎(chǔ)之上的時(shí)代。
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物聯(lián)網(wǎng)中的關(guān)鍵技術(shù)
在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中,應(yīng)用場(chǎng)景最多的是RFID技術(shù)、傳感器技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)技術(shù)、認(rèn)知與智能控制技術(shù)這4個(gè)技術(shù)。
RFID技術(shù):
RFID又稱射頻識(shí)別技術(shù),可通過(guò)無(wú)線電訊號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫(xiě)相關(guān)數(shù)據(jù),而無(wú)需識(shí)別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或光學(xué)接觸。RFID技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)最關(guān)鍵的技術(shù),它能夠?yàn)橄嚓P(guān)的物體打上電子標(biāo)簽,從而實(shí)現(xiàn)靈活而高效的管理。典型的RFID系統(tǒng)是由讀寫(xiě)器、信息處理系統(tǒng)以及電子標(biāo)簽組成的。帶有電子標(biāo)簽子啊通過(guò)特定的讀寫(xiě)器的時(shí)候,會(huì)被讀寫(xiě)器激活并且通過(guò)無(wú)線電波將該電子標(biāo)簽中攜帶的相關(guān)信息傳送至讀寫(xiě)器和信息處理系統(tǒng)中,并且完成信息的采集工作。
傳感器技術(shù):
這也是在物聯(lián)網(wǎng)中的關(guān)鍵技術(shù),計(jì)算機(jī)到現(xiàn)在為止處理的還是數(shù)字信號(hào),這時(shí)候就需要傳感器從設(shè)備上收集模擬信號(hào)數(shù)據(jù),并將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào),交由計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。
嵌入式系統(tǒng)技術(shù):
這是結(jié)合了計(jì)算機(jī)硬件、傳感器技術(shù)、集成電路技術(shù)、電子應(yīng)用技術(shù)為一體的復(fù)雜技術(shù)。經(jīng)過(guò)幾十年的演變,以嵌入式系統(tǒng)為特征的智能終端產(chǎn)品隨處可見(jiàn),小到身邊隨處可見(jiàn)的MP3,大到航天航空的衛(wèi)星系統(tǒng),嵌入式系統(tǒng)正在改變著人們的生活,推動(dòng)著國(guó)內(nèi)工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展,如果把物聯(lián)網(wǎng)用人的身體做比喻,傳感器相當(dāng)于人的眼睛、鼻子、耳朵、皮膚等感官,網(wǎng)絡(luò)就是神經(jīng)系統(tǒng)用來(lái)用類似傳遞信息,嵌入式系統(tǒng)就是人體的大腦,在收到信息后進(jìn)行分類處理。這個(gè)比喻很形象的表述了傳感器、嵌入式系統(tǒng)在物聯(lián)網(wǎng)中的位置和作用。
認(rèn)知與智能控制技術(shù):
認(rèn)知的主要目的是在于模擬并效仿人腦的觀念及認(rèn)知能力,也是為了能夠占用更小的能量和空間。目前該技術(shù)已經(jīng)在智能技術(shù)領(lǐng)域有了初步的實(shí)驗(yàn)成果,并成功的解決了對(duì)于行為學(xué)習(xí)的長(zhǎng)期記憶和對(duì)環(huán)境學(xué)習(xí)短期記憶的問(wèn)題。機(jī)器人執(zhí)行任務(wù)的認(rèn)知控制方法的提出,實(shí)現(xiàn)了對(duì)機(jī)器人智能化控制的滿足。通過(guò)對(duì)認(rèn)知計(jì)算理論的深入研究及其在在智能控制領(lǐng)域中的多角度、全方位引用,隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷探索,深化以及完善,必將為認(rèn)知物聯(lián)網(wǎng)的形成鋪平道路。
物聯(lián)網(wǎng)可分為三層:感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層
感知層:
有各種傳感器網(wǎng)關(guān)和傳感器構(gòu)成,包括有溫度傳感器,二氧化碳濃度傳感器、二維碼標(biāo)簽、適度傳感器、gps等感知終端,感知層是物聯(lián)網(wǎng)獲取識(shí)別物體、采集信息的來(lái)源。
網(wǎng)絡(luò)層:
由互聯(lián)網(wǎng)、私有網(wǎng)絡(luò)、無(wú)限和有限通信網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)和云計(jì)算平臺(tái)等組成,網(wǎng)絡(luò)層就相當(dāng)于人體的神經(jīng)系統(tǒng),負(fù)責(zé)傳遞和處理感知層獲取的信息。
應(yīng)用層:
是互聯(lián)網(wǎng)和用戶(個(gè)人、組織或者其他系統(tǒng))的接口,他與行業(yè)務(wù)發(fā)展應(yīng)用需求相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的智能化服務(wù)應(yīng)用。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用
智能電網(wǎng)
通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用完全可以覆蓋現(xiàn)有的電力基礎(chǔ)設(shè)施??梢苑謩e在發(fā)電、配送和消耗環(huán)節(jié)測(cè)量能源,然后在網(wǎng)絡(luò)上傳輸這些測(cè)量結(jié)果。智能電網(wǎng)可以自動(dòng)優(yōu)化相互關(guān)聯(lián)的各個(gè)要素,實(shí)現(xiàn)整個(gè)電網(wǎng)更好的供配電決策。對(duì)于電力用戶,通過(guò)智能電網(wǎng)可以隨時(shí)獲取用電價(jià)格(查看用電記錄),根據(jù)了解到的信息改變其用電模式;而對(duì)于電力公司,可以實(shí)現(xiàn)電能計(jì)量的自動(dòng)化,擺脫大量人工繁雜工作,通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控,實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)、降低峰值負(fù)荷,整合各種能源,以實(shí)現(xiàn)分布式發(fā)電等一體化高效管理;對(duì)于政府和社會(huì),則可以及時(shí)判斷浪費(fèi)能源設(shè)備以及決定如何節(jié)省能源、保護(hù)環(huán)境。最終實(shí)現(xiàn)更高效、更靈活、更可靠的電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)管理,進(jìn)而達(dá)到節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展的目的。
智能倉(cāng)儲(chǔ)
目前,國(guó)內(nèi)最成熟的智能倉(cāng)儲(chǔ)解決方案智能倉(cāng)儲(chǔ)解決方案,智能倉(cāng)儲(chǔ)是物流過(guò)程的一個(gè)環(huán)節(jié),智能倉(cāng)儲(chǔ)的應(yīng)用,保證了貨物倉(cāng)庫(kù)管理各個(gè)環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)輸入的速度和準(zhǔn)確性,確保企業(yè)及時(shí)準(zhǔn)確地掌握庫(kù)存的真實(shí)數(shù)據(jù),合理保持和控制企業(yè)庫(kù)存。利用SNHGES系統(tǒng)的庫(kù)位管理功能,更可以及時(shí)掌握所有庫(kù)存貨物當(dāng)前所在位置,有利于提高倉(cāng)庫(kù)管理的工作效率。RFID智能倉(cāng)儲(chǔ)解決方案,還配有RFID通道機(jī)、查詢機(jī)、讀取器等諸多硬件設(shè)備可選。
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智能物流
物流就是將貨物從供應(yīng)地向接收地準(zhǔn)確、及時(shí)、安全地進(jìn)行物品配送的過(guò)程。傳統(tǒng)的物流模式達(dá)到了物流的基本要求,但是,隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和對(duì)現(xiàn)代物流要求的提高,傳統(tǒng)物流模式的局限性日益顯現(xiàn):采購(gòu)、運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)、生產(chǎn)、配送等環(huán)節(jié)孤立,缺乏協(xié)作,無(wú)法實(shí)時(shí)跟蹤貨物狀 態(tài),而且成本比較高,效率低下。
如果考慮在貨物或集裝箱上加貼RFID電子射頻標(biāo)簽,同時(shí)在倉(cāng)庫(kù)門口或其他貨物通道安裝RFID識(shí)別終端,就可以自動(dòng)跟蹤貨物的入庫(kù)和出庫(kù),識(shí)別貨物的狀態(tài)、位置、性能等參數(shù),并通過(guò)有線或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將這些位置信息和貨物基本信息傳送到中心處理平臺(tái)。通過(guò)該終端的貨物狀態(tài)識(shí)別,可以實(shí)現(xiàn)物流管理的自動(dòng)化和信息化,改變?nèi)斯ぷR(shí)別盤點(diǎn)和識(shí)別方式,使物流管理變得非常順暢和便捷,從而大大提高物流的效率和企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。
不僅如此,智慧的物流通過(guò)使用搜索引擎和強(qiáng)大的分析可以優(yōu)化從原材料至成品的供應(yīng)鏈。幫助企業(yè)確定生產(chǎn)設(shè)備的位置,優(yōu)化采購(gòu)地點(diǎn),制定庫(kù)存分配戰(zhàn)略,實(shí)現(xiàn)真正端到端的無(wú)縫供應(yīng)鏈。這樣就能提高企業(yè)控制力,同時(shí)還能減少資產(chǎn)消耗、降低成本(交通運(yùn)輸、存儲(chǔ)和庫(kù)存成本),也能改善客戶服務(wù)(備貨時(shí)間、按時(shí)交付、加速上市)。
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物聯(lián)網(wǎng)前景
在2045年,最保守的預(yù)測(cè)認(rèn)為將會(huì)有超過(guò)1千億的設(shè)備連接在互聯(lián)網(wǎng)上。
這些設(shè)備包括了移動(dòng)設(shè)備、可穿戴設(shè)備、家用電器、醫(yī)療設(shè)備、工業(yè)探測(cè)器、監(jiān)控?cái)z像頭、汽車,以及服裝等,比如我們常見(jiàn)的智能手環(huán)、智能冰箱、智能音箱、智能停車,已經(jīng)應(yīng)用到很多生活場(chǎng)景,改變著我們的生活方式。
未來(lái),它們所創(chuàng)造并分享的數(shù)據(jù)將會(huì)給我們的工作和生活帶來(lái)一場(chǎng)新的信息革命。人們將可以利用來(lái)自物聯(lián)網(wǎng)的信息加深對(duì)世界以及自己生活的了解,并且做出更加合適的決定。