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今日分享关于物联网的基础知识#xff08;一
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今日分享关于物联网的基础知识一的相关内容 关于【物联网的基础知识一】 目录 一、什么物联网二、物联网的核心思想 三、物联网的历史溯源四、物联网的特征五、物联网的关键技术 一、什么是物联网
物联网Internet of ThingsIoT是指通过互联网将各种物理设备、传感器、软件以及其他技术连接在一起使它们能够相互通信和交换数据的网络系统。简单来说物联网是一种通过互联网连接和控制各种物理设备的技术使得这些设备能够自动化、智能化地运行和交互。物联网项目架构通常包括五个层次感知层、网络层、平台层、应用层和安全层。每个层次都有其特定的功能和关键技术共同构成了物联网的完整架构。 二、物联网的核心思想
物联网的核心思想是让日常生活中的物品如家用电器、汽车、工业设备等能够通过互联网进行连接和通信实现智能化、自动化的控制和管理。这些物品通过嵌入式传感器、软件和网络连接可以收集、交换和分析数据从而实现更高效、更智能的功能和服务。
三、物联网的历史溯源
物联网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物联网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年美国麻省理工学院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”的概念主要是建立在物品编码、RFID技术和互联网的基础上。过去在中国物联网被称之为传感网。中科院早在1999年就启动了传感网的研究并已取得了一些科研成果建立了一些适用的传感网。同年在美国召开的移动计算和网络国际会议提出了“传感网是下一个世纪人类面临的又一个发展机遇” 。
2003年美国《技术评论》提出传感网络技术将是未来改变人们生活的十大技术之首 。
2005年11月17日在突尼斯举行的信息社会世界峰会WSIS上国际电信联盟ITU发布了《ITU互联网报告2005物联网》正式提出了“物联网”的概念。报告指出无所不在的“物联网”通信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交换。射频识别技术RFID、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术将得到更加广泛的应用和关注。
2009年8月24日中国移动总裁王建宙在台湾公开演讲中也提到了物联网这个概念。
工信部总工程师朱宏任在中国工业运行2009年夏季报告会上表示物联网是个新概念到2009年为止还没有一个约定俗成的大家公认的概念。他说总的来说“物联网”是指各类传感器和现有的“互联网”相互衔接的一种新技术。
2021年7月13日中国互联网协会发布了《中国互联网发展报告2021》物联网市场规模达1.7万亿元人工智能市场规模达3031亿元。
2021年9月工信部等八部门印发《物联网新型基础设施建设三年行动计划2021-2023年》明确到2023年底在国内主要城市初步建成物联网新型基础设施社会现代化治理、产业数字化转型和民生消费升级的基础更加稳固。
物联网是在计算机互联网的基础上利用RFID、无线数据通信等技术构造一个覆盖世界上万事万物的“Internet of Things”。在这个网络中物品(商品)能够彼此进行“交流”而无需人的干预。其实质是利用射频自动识别(RFID)技术通过计算机互联网实现物品(商品)的自动识别和信息的互联与共享。
物联网概念的问世打破了之前的传统思维。过去的思路一直是将物理基础设施和IT基础设施分开一方面是机场、公路、建筑物另一方面是数据中心个人电脑、宽带等。而在物联网时代,钢筋混凝土、电缆将与芯片、宽带整合为统一的基础设施在此意义上基础设施更像是一块新的地球。故也有业内人士认为物联网与智能电网均是智慧地球的有机构成部分。
不过也有观点认为物联网迅速普及的可能性有多大尚难以轻言判定。毕竟RFID早已为市场所熟知但新大陆等拥有RFID业务的相关上市公司定期报告显示出业绩的高成长性尚未显现出来所以对物联网的普及速度存在着较大的分歧。但可以肯定的是在国家大力推动工业化与信息化两化融合的大背景下物联网会是工业乃至更多行业信息化过程中一个比较现实的突破口。而且RFID技术在多个领域多个行业所进行的一些闭环应用。在这些先行的成功案例中物品的信息已经被自动采集并上网管理效率大幅提升有些物联网的梦想已经部分的实现了。所以物联网的雏形就象互联网早期的形态局域网一样虽然发挥的作用有限但昭示着的远大前景已经不容质疑。
这几年推行的智能家居其实就是把家中的电器通过网络控制起来。可以想见物联网发展到一定阶段家中的电器可以和外网连接起来通过传感器传达电器的信号。厂家在厂里就可以知道你家中电器的使用情况也许在你之前就知道你家电器的故障。某一天突然有维修工上门告诉你家中空调有问题你还惊异地不相信。
物联网的发展必然带动传感器的发展传感器发展到一定程度变形金刚会真的出现在人们的面前。
2024年11月3日举行的2024世界物联网大会上发布了全球首部《世界万物智联数字经济白皮书》数据显示2024年中国物联网连接数有望突破30亿。
四、物联网的特征
物联网的基本特征从通信对象和过程来看物与物、人与物之间的信息交互是物联网的核心。物联网的基本特征可概括为整体感知、可靠传输和智能处理。 [2]
整体感知—可以利用射频识别、二维码、智能传感器等感知设备感知获取物体的各类信息。
可靠传输—通过对互联网、无线网络的融合将物体的信息实时、准确地传送以便信息交流、分享。
智能处理—使用各种智能技术对感知和传送到的数据、信息进行分析处理实现监测与控制的智能化。根据物联网的以上特征结合信息科学的观点围绕信息的流动过程可以归纳出物联网处理信息的功能
1、获取信息的功能。主要是信息的感知、识别信息的感知是指对事物属性状态及其变化方式的知觉和敏感信息的识别指能把所感受到的事物状态用一定方式表示出来。
2、传送信息的功能。主要是信息发送、传输、接收等环节最后把获取的事物状态信息及其变化的方式从时间(或空间)上的一点传送到另一点的任务这就是常说的通信过程。
3、处理信息的功能。是指信息的加工过程利用已有的信息或感知的信息产生新的信息实际是制定决策的过程。
4、施效信息的功能。指信息最终发挥效用的过程有很多的表现形式比较重要的是通过调节对象事物的状态及其变换方式始终使对象处于预先设计的状态。
五、物联网的关键技术
1、射频识别技术
谈到物联网就不得不提到物联网发展中备受关注的射频识别技术Radio Frequency Identification简称RFID。RFID是一种简单的无线系统由一个询问器或阅读器和很多应答器或标签组成。标签由耦合元件及芯片组成每个标签具有扩展词条唯一的电子编码附着在物体上标志目标对象它通过天线将射频信息传递给阅读器阅读器就是读取信息的设备。RFID技术让物品能够“开口说话”。这就赋予了物联网一个特性即可跟踪性。就是说人们可以随时掌握物品的准确位置及其周边环境。据Sanford C. Bernstein公司的零售业分析师估计关于物联网RFID带来的这一特性可使沃尔玛每年节省83.5亿美元其中大部分是因为不需要人工查看进货的条码而节省的劳动力成本。RFID帮助零售业解决了商品断货和损耗因盗窃和供应链被搅乱而损失的产品两大难题仅盗窃一项沃尔玛一年的损失就达近20亿美元。
2、传感网
MEMS是微机电系统 Micro - Electro - Mechanical Systems的英文缩写。它是由微传感器、微执行器、信号处理和控制电路、通讯接口和电源等部件组成的一体化的微型器件系统。其目标是把信息的获取、处理和执行集成在一起组成具有多功能的微型系统集成于大尺寸系统中从而大幅度地提高系统的自动化、智能化和可靠性水平。它是比较通用的传感器。因为MEMS赋予了普通物体新的生命它们有了属于自己的数据传输通路、有了存储功能、操作系统和专门的应用程序从而形成一个庞大的传感网。这让物联网能够通过物品来实现对人的监控与保护。 遇到酒后驾车的情况如果在汽车和汽车点火钥匙上都植入微型感应器那么当喝了酒的司机掏出汽车钥匙时钥匙能透过气味感应器察觉到一股酒气就通过无线信号立即通知汽车 “暂停发动”汽车便会处于休息状态。同时“命令”司机的手 机给他的亲朋好友发短信告知司机所在位置提醒亲友尽快来处理。不仅如此未来衣服可以“告诉”洗衣机放多少水和洗衣粉最经济文件夹会“检查”忘带了什么重要文件食品蔬菜的标签会向顾客的手机介绍“自己”是否真正“绿色安全”。这就是物联网世界中被“物”化的结果 。
3、M2M系统框架
M2M是Machine-to-Machine/Man的简称是一种以机器终端智能交互为核心的、网络化的应用与服务。它将使对象实现智能化的控制。M2M技术涉及5个重要的技术部分机器、M2M硬件、通信网络、中间件、应用。基于云计算平台和智能网络可以依据传感器网络获取的数据进行决策改变对象的行为进行控制和反馈。拿智能停车场来说当该车辆驶入或离开天线通信区时天线以微波通讯的方式与电子识别卡进行双向数据交换从电子车卡上读取车辆的相关信息在司机卡上读取司机的相关信息自动识别电子车卡和司机卡并判断车卡是否有效和司机卡的合法性核对车道控制电脑显示与该电子车卡和司机卡一一对应的车牌号码及驾驶员等资料信息车道控制电脑自动将通过时间、车辆和驾驶员的有关信息存入数据库中车道控制电脑根据读到的数据判断是正常卡、未授权卡、无卡还是非法卡据此作出相应的回应和提示。另外家中老人戴上嵌入智能传感器的手表在外地的子女可以随时通过手机查询父母的血压、心跳是否稳定智能化的住宅在主人上班时传感器自动关闭水电气和门窗定时向主人的手机发送消息汇报安全情况。
4、云计算
云计算旨在通过网络把多个成本相对较低的计算实体整合成一个具有强大计算能力的完美系统并借助先进的商业 模式让终端用户可以得到这些强大计算能力的服务。如果将 计算能力比作发电能力那么从古老的单机发电模式转向现代电厂集中供电的模式就好比大家习惯的单机计算模式转向云计算模式而“云”就好比发电厂具有单机所不 能比拟的强大计算能力。这意味着计算能力也可以作为一种商品进行流通就像煤气、水、电一样取用方便、费用低廉以至于用户无需自己配备。与电力是通过电网传输不同计算能力是通过各种有线、无线网络传输的。因此云计算的一个核心理念就是通过不断提高“云”的处理能力不断减少用户终端的处理负担最终使其简化成一个单纯的输入输出设备并能按需享受“云”强大的计算处理能力。物联网感知层获取大量数据信息在经过网络层传输以后放到一个标准平台上再利用高性能的云计算对其进行处理赋予这些数据智能才能最终转换成对终端用户有用的信息。
