也談物聯(lián)網(wǎng)及其應(yīng)用

侯美

(日照市工業(yè)學(xué)校,山東日照 276826)

也談物聯(lián)網(wǎng)及其應(yīng)用

侯美

(日照市工業(yè)學(xué)校,山東日照 276826)

物聯(lián)網(wǎng)作為一種新的網(wǎng)絡(luò)形式,相關(guān)理論研究和實(shí)踐應(yīng)用正在探索過程中。本文介紹了物聯(lián)網(wǎng)的概念,給出了基于RFID(無線射頻技術(shù))、WSN(無線傳感器網(wǎng)絡(luò))、GPRS3G(運(yùn)用商網(wǎng)絡(luò))、EITI(電信網(wǎng)絡(luò))、Ethernet(以太網(wǎng)絡(luò))等多種物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融合構(gòu)成的行業(yè)應(yīng)用,最后探討了物聯(lián)網(wǎng)在實(shí)現(xiàn)過程中所面臨的問題和挑戰(zhàn)。

物聯(lián)網(wǎng) 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 應(yīng)用 挑戰(zhàn)

1 引言

物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things)這一概念最早是由麻省理工的Auto-ID中心在1999年提出的,美國的IBM公司在2008年提出“智慧的地球”這一與物聯(lián)網(wǎng)概念相近的概念,2009年9月,在北京舉辦的物聯(lián)網(wǎng)與企業(yè)環(huán)境中歐研討會(huì)上,歐盟委員會(huì)信息和社會(huì)媒體司RFID部門負(fù)責(zé)人Lorent Ferderix博士給出了歐盟對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的定義:物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)動(dòng)態(tài)的全球網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施,它具有基于標(biāo)準(zhǔn)和互操作通信協(xié)議的自組織能力,其中物理的和虛擬的“物”具有身份標(biāo)識(shí)、物理屬性、虛擬的特性和智能的接口,并與信息網(wǎng)絡(luò)無縫整合。物聯(lián)網(wǎng)將與媒體互聯(lián)網(wǎng)、服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)和企業(yè)互聯(lián)網(wǎng)一道,構(gòu)成未來互聯(lián)網(wǎng)。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

“物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。所以物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng),是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)。 其次,其用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物品與物品之間,進(jìn)行信息交換和通信。因此,物聯(lián)網(wǎng)的定義是通過RFID(無線射頻技術(shù))、WSN(無線傳感器網(wǎng)絡(luò))、GPRS3G(運(yùn)用商網(wǎng)絡(luò))、EITI(電信網(wǎng)絡(luò))、Ethernet(以太網(wǎng)絡(luò))等多種物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融合來構(gòu)成以后的行業(yè)應(yīng)用,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)對(duì)物品的智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò),信息融合的關(guān)鍵點(diǎn)是智能網(wǎng)關(guān)和分布式網(wǎng)關(guān)。

3 應(yīng)用

本篇我們來介紹下當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)在三大領(lǐng)域中的應(yīng)用。

首先,國家當(dāng)前急切需要解決的問題之一:食品安全、溯源領(lǐng)域方面。本領(lǐng)域包括兩部分內(nèi)容,肉禽類和果蔬類的食品溯源問題。肉禽類食品溯源由四大系統(tǒng)組成:第一,溯源養(yǎng)殖。通過RFID射頻技術(shù)對(duì)單體進(jìn)行標(biāo)簽跟蹤,通過WSN和智能網(wǎng)關(guān)技術(shù)全程監(jiān)測(cè)家畜家禽的生長環(huán)境和整個(gè)生長過程。第二,精準(zhǔn)物流。精準(zhǔn)物流這一概念最早由美國提出,是指在原有物流基礎(chǔ)上,在運(yùn)輸方面精準(zhǔn)把控貨物從下單、運(yùn)輸?shù)攘鞒讨械拿恳粋€(gè)細(xì)小環(huán)節(jié),確保貨物100%安全到達(dá),在時(shí)效方面通過標(biāo)準(zhǔn)化的作業(yè),運(yùn)輸過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控,保證在承諾時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)時(shí)到達(dá)。因此要求全程記錄家禽家畜轉(zhuǎn)運(yùn)狀況和全程跟蹤屠宰后的儲(chǔ)運(yùn)。比如我們可以在包裹里面加一個(gè)光傳感器來跟蹤物品在運(yùn)輸過程中是否被打開過,或者通過加速度傳感器查看物品是否被暴力分解過,或者通過溫度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫度。這個(gè)過程中用到了RFID技術(shù)、傳感器技術(shù)和GPRS網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。第三、透明屠宰。監(jiān)測(cè)溫濕度和全程攝像,本過程用到傳感器技術(shù)和射頻技術(shù)。第四、全網(wǎng)融合。終端ID號(hào)溯源查詢顯示系統(tǒng)。果蔬類食品溯源由四大系統(tǒng)組成:第一,精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)(Precision Agriculture)是當(dāng)今世界農(nóng)業(yè)發(fā)展的新潮流,是由信息技術(shù)支持的根據(jù)空間變異,定位、定時(shí)、定量地實(shí)施一整套現(xiàn)代化農(nóng)事操作技術(shù)與管理的系統(tǒng),其基本涵義是根據(jù)作物生長的土壤性狀,調(diào)節(jié)對(duì)作物的投入,即一方面查清田塊內(nèi)部的土壤性狀與生產(chǎn)力空間變異,另一方面確定農(nóng)作物的生產(chǎn)目標(biāo),進(jìn)行定位的“系統(tǒng)診斷、優(yōu)化配方、技術(shù)組裝、科學(xué)管理”,調(diào)動(dòng)土壤生產(chǎn)力,以最少的或最節(jié)省的投入達(dá)到同等收入或更高的收入,并改善環(huán)境,高效地利用各類農(nóng)業(yè)資源,取得經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。第二,精準(zhǔn)物流。第三,精細(xì)加工。第四,全網(wǎng)融合。

其次,物聯(lián)網(wǎng)在井下安全領(lǐng)域的應(yīng)用。實(shí)現(xiàn)煤礦信息采集功能;傳輸距離從小型煤礦的數(shù)百米,至大型煤礦5公里或以上;數(shù)據(jù)量要求:各個(gè)傳感器的變化值要在30秒內(nèi)上傳至中心服務(wù)器;在初期采集傳感器信息的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)人員身份識(shí)別、定位及行動(dòng)跟蹤等功能;礦下緊急報(bào)警系統(tǒng)。

最后,物聯(lián)網(wǎng)在家庭看護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用。家庭成員健康記錄,血壓、血糖、血樣濃度、身高、體重等;老人健康看護(hù),行為跟蹤、生理特征監(jiān)測(cè)等。

4 所面臨的挑戰(zhàn)

(1)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。物聯(lián)網(wǎng)其實(shí)就是利用物體上的傳感器和嵌入式芯片,將物質(zhì)的信息傳遞出去或接收進(jìn)來,通過傳感網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)本地處理,并聯(lián)入到互聯(lián)網(wǎng)中去。由于涉及到不同的傳感網(wǎng)絡(luò)之間的信息解讀,所以必需有一套統(tǒng)一的技術(shù)協(xié)議與標(biāo)準(zhǔn),而且主要是集中在互聯(lián)上,而不是傳感器本身的技術(shù)協(xié)議。現(xiàn)在很多所謂的物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn),實(shí)際上還是將物聯(lián)網(wǎng)作為一種獨(dú)立的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)來看待的具體技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),而應(yīng)對(duì)互聯(lián)需要的技術(shù)協(xié)議,才是真正實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵。(2)安全、隱私。在物聯(lián)網(wǎng)中所有“事物”都連接到全球網(wǎng)絡(luò),彼此間相互通信,這也帶來了新的安全和隱私問題,例如可信度,認(rèn)證,以及事物所感知或交換到的數(shù)據(jù)的融合。人和事物的隱私應(yīng)該得到有效保障,以防止未授權(quán)的識(shí)別和攻擊。安全與隱私這個(gè)問題,是人類社會(huì)的問題,不論是物聯(lián)網(wǎng)還是其他技術(shù),都是面臨這兩個(gè)問題。因此,不僅要從物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)部的技術(shù)上做出一定的控制,而且要從外部的法規(guī)環(huán)境上作出一定的司法解釋和制度完善。

[1]Commission, I.D.E.,Internet of things Strategic Research Roadmap,2009.

[2]CASAGRAS Final Report: RFID and the inclusive model for the Internet of things,2010.

[3]ITU Internet Reports 2005:The Internet of Things,2005,ITU.

侯美,性別:女,籍貫:山東嵐山,民族:漢,生日:1982.5,學(xué)位:工程碩士,職稱:中專助理講師,研究方向:控制科學(xué)與工程。