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物联网络专业重点介绍:感知层部分的条码技术、EPC技术、RFID技术、WSN技术等;传输层部分的M2M技术、6LoWPAN技术及嵌入技术等;应用层部分的智能交通、智能医疗、智能电网、智能家庭、智能物流等;及相应的支撑部分的技术(如信息及网络安全、物联网管理、服务质量管理等)。

物联网络简介

 

物联网IOTInternet of Things)的概念目前说法很多,使用最多的物联网概念是,指通过射频识别(RFID)装置、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相连接,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。ITU给出物联网的概念是:物联网主要解决物品到物品(T2TThing to Thing)人到物品(H2THuman to Thing)、人到人(Human to Human)之间的互联。好像目前没有看到“物联网”的权威定义,但可以发现物联网的核心是在物、人之间的信息交互,感知与信息采集、数据传送、信息处理是物联网的三大特征。 

目前公认的物联网的技术体系架构分为感知层、网络层和应用层三层。相应的其技术体系包括感知层技术、网络层技术、应用层技术和支撑技术(又称公共技术)。公共技术是指三层架构中的实现信息安全管理、物联网管理、服务质量管理等所采用的相关技术。

感知层。其作用是相当于人的感觉器官,它是物联网识别物体,采集信息的来源,其主要功能是识别物体,采集信息,并且将信息传递出去。感知层所涉及的主要技术应分为两大部分,一是数据采集部分,包括EPC技术、一维/二维条码技术、RFID技术、传感器技术及多媒体信息采集技术等;二是组网与协同信息处理部分,包括短距离传输技术、自组织组网技术(如无线传感器网络WSN)、传感器网络中间件技术、协同信息处理技术上等。协同信息处理技术是指采集到的数据在局部范围内进行了协同处理,以提高信息的精度,降低信息的冗余度,并通过具有自组织能力的短距离传感器网络接入到广域承载网络,即与网络层的互联。传感器网络中间件技术旨在解决感知层数据与多种应用平台间的兼容性问题,包括代码管理、服务管理、状态管理、设备管理、时间同步、定位等,在有些应用中还需要通过执行器或其他智能终端对感知结果做出反应,实现智能控制。

网络层。其作用相当于人的神经中枢和大脑,负责传递和处理感知层获取的信息,其主要功能是实现感知数据和控制信息的双向传输,路由和控制。传输层所涉及的技术主要是依赖现有的通信网络和IP网络,包括各种无线网络、有线网络、接入网络和核心网络。因此,传输层所涉及的技术应分为三大部分,一是汇聚网部分,诸如ZigBee技术、蓝牙技术、Wi-Fi技术、UWB技术等;二是接入网部分,包括M2M技术和6LoWPAN技术等;三是承载网部分,诸如公用移动通信技术、光纤通信技术、互联网技术等等。 

应用层。其功能是实现了物联网的最终目的,将人与物、物与物紧密的结合在一起。它包括应用支撑平台子层和应用服务子层。应用支撑平台子层用于支撑跨行业、跨应用、跨系统之间的信息协同、共享和互通。涉及的技术包括中间件技术、云计算平台技术(包括大数据技术、云计算技术等)、信息处理和数据服务技术(包括数据库技术、商业智能技术等)以及软件开发与集成技术等。应用服务子层是指物联网的具体应用,包括环境监测、智能交通、智能医疗、智能电网、智能家庭、智能物流等等

综上所述,物联网是典型的交叉学科,它所涉及的技术包括标识技术、物联网体系结构技术、通信与网络技术、数据和信号处理技术、软件和算法、发现与搜索引擎技术、电源和能量储存技术等。比较核心的技术如IPv6技术、云计算技术、传感技术、RFID智能识别技术、无线通信技术等。那么,在这里我们重点介绍与物联网直接相关的技术,其他技术将在相应通信专业内介绍。与物联网直接相关的关键技术包括但不限于如下:

感知层的关键技术。感知层是物联网架构的底层涉及到网联网的关键技术较多。条码技术和EPC技术是最基本的标识技术。条码技术是利用光电扫描或图像采集设备识读条码符号,从而实现数据的自动识别,并快速准确地将信息录入计算机进行数据处理,以达到自动化管理的目的,它包括一维条码和二维条码。EPC(产品电子代码)技术比传统的条码具有更大的信息容量,且能进行远距离识读,其目标是通过统一的、规范的编码体系建立全球通用的信息交换语言,包括EPC-64EPC-96EPC-256等类型。RFID(射频识别)技术,又称电子标签技术,是一种非接触式的自动识别技术。它是一种利用电磁场耦合或电磁波传播实现信息交换达到对目标识别、读取、写入信息的技术。RFID系统组成应包括标签、读写器、读写器天线、主机、网络和后台服务器等。无线传感器网络技术(WSN)应包括传感器技术、传感器节点技术和其组网技术。传感器是一种能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置,通常由直接响应被测量的敏感元件和产生可用信号输出的转换元件及相应的电子线路组成。传感器节点由传统意义上的传感器、微处理器、网络接口组成,典型的如MEMS(微机电系统)。WSN是由大量具有特定功能的传感器节点通过自组织的无线通信方式,相互传递信息,协同地完成特定功能的多跳的自组织网络。

网络层的关键技术。网络层的关键技术是接入部分的相关技术,如M2M技术和6LoWPAN技术等。M2M是指机器(尤其是传感器)之间建立连接的所有技术和手段的总称。而“物联网”可以简单的理解为物物相连的网络,就像互联网是由无数个局域网构成的一样,未来的物联网是由无数个M2M系统构成。M2M不是简单的数据在机器之间进行传输,更强调的是这种机器间的通信具有智能化、网络化、交互式的特点。M2M主要以无线网络为接入手段,远距离采用蜂窝移动通信的方式,近距离采用ZigBee、蓝牙、Wi-FiUWB等技术。因此M2M系统架构应包括应用层、网络传输层和设备终端层等三层。6LoWPAN技术是结合了IEEE 802.15.4协议和IPv6技术的优点,解决了窄带宽无线网络中的低功耗、有限处理能力的嵌入式设备使用IPv6的困难,实现了短距离通信到IPv6的接入,面向的对象一般为短距离、低速率、低功耗的无线过程。

应用层的关键技术。应用层的关键技术重点体现在具体应用层面,如智能交通、智能医疗、智能电网、智能家庭、智能物流等等。

支撑或称公共技术重点关注的是物联网的信息及网络安全、物联网管理、服务质量管理等相关技术。

在物联网络专业内主要介绍如下图所示的内容:

 

 

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