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物聯網的主要技術范文1
關鍵詞 物聯網;關鍵技術;通信運營
中圖分類號:TN92 文獻標識碼:A 文章編號:1671-7597(2013)15-0091-02
物聯網(The Internet of things)是一種基于互聯網發展起來的物物相連的網絡模式。主要用于客戶端的信息交換和通信。近年來,隨著科學技術的日新月異,物聯網技術在幫助國家構建經濟社會發展新模式和提高國家競爭力等方面,越來越受到人們的關注和重視。就目前來看,我國的物聯網技術研發水平在世界物聯網技術的發展中處于前列,隨著我國對物聯網多項技術的開發研究規模不斷擴大,物聯網的應用也趨于普及和成熟,傳感器的研制和投入生產,也取得顯著效果。
1 物聯網的技術架構
結合物聯網的相關知識,發現物聯網的技術架構由三個層構成,即感知層、網絡層和應用層。
感知層,包括各種傳感器以及相關網關,主要功能是幫助物聯網對物體進行識別和對數據信息進行采集,以及自動控制數據信息,并通過利用物聯網中的通信模塊,實現物理實體與物聯網網絡層、應用層的連接,充當著物聯網的“眼睛”。
網絡層,主要由各種私有網絡和通訊網構成,其主要功能是將感知層采集到的數據信息加以傳遞和處理,依托于公眾電信網、互聯網,以及行業專用通信網絡,在物聯網中,相當于“大腦中樞”的存在。
應用層,則是應用基礎設施/中間件和各種應用的集合,主要作用是為客戶提供各種基礎,從而推進物聯網在各個領域中的普及。
2 物聯網關鍵技術
經過對物聯網關鍵技術實質的分析,得知物聯網要真正實現在通信運營中的應用,離不開信息采集技術、近程通訊技術、遠程傳輸技術,以及智能分析與控制海量信息技術等幾種技術的結合與完善。
2.1 信息采集技術
信息采集技術作為物聯網的基礎,在采集信息上,可以依靠傳感器感知外界溫度、氣象等參數,以及依靠電子標簽“標準化”標識采集點的方式來完成物聯網數據信息的采集。
傳感器,作為連接物聯網和虛擬世界、采集數據的關鍵器件,能夠為物聯網提供高質量和海量的數據信息,具有網絡化和智能化的特點。物聯網傳感器的應用,是物聯網在運營中獲取精準信息的保證。
電子標簽,即人們常說的射頻識別技術。通過發射無線訊號,遠程識別和采集特定目標的相關數據信息,具有非接觸式的特點?;跓o線射頻識別發展起來的RFID技術,同樣具有全天候、非接觸式的自動識別功能,在物聯網與通信運營的結合中,能夠提供近程通訊、識別信息等功能。例如電子標簽在產品的電子代碼上的應用,大大推動了物聯網在運營方面的發展。
2.2 遠、近程通訊技術
近程通訊技術,包括RFID技術和藍牙技術兩種,是由以往的無接觸式認證和互聯網發展而形成的一種物聯網關鍵技術,具有短距離連接的功能。
遠程通訊技術,在物聯網中,通常由機器到機器、機器到人,或是人到機器的途徑進行數據信息的傳輸。隨著現代化的發展,就目前來看,支持物聯網數據遠程傳輸的技術越來越多,總的來說,主要包括DSL、PO等在內的有線傳輸和包括CDMA、GPRS等在內的無線傳輸等兩種。
2.3 智能分析與控制海量信息技術
智能分析與控制海量信息技術是基于互聯網和近程通訊網發展起來的一門新興技術。主要是在各種先進軟件技術的支持下,實現物聯網中海量數據信息的存儲和處理。同時,在快速處理海量信息后,智能分析與控制海量信息技術,還可以實時將結果返回給物聯網的各個部件。如近年來提出并初步得到發展的云計算,便是處理物聯網海量信息的最有成效的計算模型。
3 物聯網運營中的關鍵技術及其在通信運營中的實例
3.1 物聯網運營中的關鍵技術
3.1.1 物聯網終端在通信運營中的應用
物聯網網關在通信運營中的應用。物聯網網關作為標準化的網元設備,能夠為傳感網和通信網的連接,提供數據匯聚、數據傳輸、協議適配和節點管理等技術支撐,在通信運營的傳感網和通信網的連接中起到關鍵性作用。物聯網網關,不但能夠將異構傳感網匯聚成一體,遠程傳輸傳感網的數據,同時,也能與遠程運營平成對接,從而為客戶端的管理和服務提供保障。
物聯網通信模塊拓寬通信運營通道。在物聯網遠距離傳輸信息時,往往需要用到終端內的基礎組件,即通信模塊。就以往來看,物聯網行業的種類多樣、體積大小差異、處理能力強弱以及對外接口的不同,都很難促使物聯網形成一個統一完整的網絡。不過,自從使用這個安裝在終端內進行數據通信的獨立功能模塊以來,物聯網卻發生了極大的變化。通信模塊通過嵌入各行業終端,形成各行業物聯網傳輸的共同通道,從而能夠為物聯網提供通信運營的服務。
智能終端幫助采集通信運營所需數據信息。智能終端作為智能化處理數據能力的物聯網終端節點,具有采集數據,運算、處理和執行數據的能力。通過采集現場情況的數據信息,并將采集到的信息發送到遠程管理指揮中心,管理人員通過智能化應用程序,對信息加以處理執行,能夠幫助管理人員實現通信運營。
3.1.2 物聯網服務平臺技術在通信運營中的應用
包括M2M平臺和云服務平臺兩種。M2M平臺能夠為物聯網中的機器對機器提供智能通信通道,幫助實現物聯網控制及監測終端接入、配備終端私有協議和接入行業應用系統,以及配備行業應用私有協議等方面的功能。同時,M2M平臺,還能對終端使用網絡是否合理加以控制,對終端流量的使用和分布情況加以監控和預警,并能夠實時快速地對故障進行輔助定位,遠程為解決終端故障提供必要的維護操作工具。云服務平臺能夠為各行業的物聯網提供統一的服務交付平臺,并實現各行業的物聯網統一的海量空間存儲和快速處理信息的能力,方便各行業實現通信運營。
3.2 物聯網實現運營的實例
3.2.1 手機物聯網
手機物聯網將智能終端和電子商務相結合,促使消費者能與軟件應用、硬件設備等商家進行便捷實時的交流和互動,隨時隨地體驗品牌品質,推廣分享信息,實現互聯網向物聯網從容過度,進而發展成為一種具備零接觸、高透明、無風險的新型市場模式。簡單來說,手機物聯網便是“閃購”。手機物聯網采用智能終端設備掃描各類商品的條形碼、二維碼等方法采集各商品的數據信息,實現購物、比價和鑒別產品等功能。
3.2.2 安防物聯網
新一代的智能安防物聯網,結合了物聯網關鍵技術和中國移動的TD SCDMA無線通信技術,特別是中國移動的G3無線移動座機、RFID技術,是中國移動通信運營商在M2M平臺的基礎上發展起來的業務。在提供G3通信功能的基礎上,安防物聯網還提供了門窗報警、緊急呼叫等智能安防服務,能夠讓用戶體驗到物聯網關鍵技術所帶來的智能家居生活。
4 結束語
物聯網關鍵技術在通信運營中的應用,不但能夠帶動互聯網的創新和發展,同時還能起到促進企業生產發展,推動面向物聯網的綜合性信息服務進程的重要作用。
參考文獻
物聯網的主要技術范文2
關鍵詞:物聯網 技術思想 應用策略 關鍵技術
中圖分類號:TP393 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2017)02(c)-0001-02
物聯網技術是社會經濟發展到一定階段,科技創新和信息技術水平發展到一定階段的必然產物。相反的,物聯網技術的出現及使用也是有效地提高社會經濟發展水平的重要助力。物聯網技術是融合了多種先進技術,以計算機技術為基礎、融入監控技術和通信技術等重要信息技術的綜合技術。物聯網技術運用幾乎涵蓋了信息通訊技術所有的領域,包括無線技術、互聯網、智能芯片技術、軟件技術等,其優點表現為實用性強、使用范圍廣、溝通與協調功能較強等。該文通過梳理物聯網技術的基本概念,重點討論物聯網技術的結構和關鍵技術分析,并就其在實際中的應用探討物聯網應用策略,為物聯網技術的進一步發展提供理論依據,促使物聯網技術能夠在所有運用領域中最大限度地發揮其功能。
1 物聯網關鍵技術分析
一提到“物聯網”這個詞,可能第一次接觸的人馬上會想到另一個詞――“互聯網”,理所當然地認為物聯網技術其實就是互聯網基礎上衍生出來的新的網絡概念?;ヂ摼W與物聯網的確在某些環境下很容易讓人混淆,不僅是因槊字的相似度較高,更因為兩者的技術基礎相同,都是建立在分組數據技術基礎之上的,以數據分組網作為他們的承載網,而業務網和承載網是相互分離,獨立發展的。該文章從物聯網的核心技術層機構和關鍵技術角度深度分析物聯網技術。
1.1 物聯網結構分析
物聯網結構可以大致分為4個技術層次,分別是:感知識別層、網絡構建層、管理服務層和綜合應用層。
1.1.1 感知識別層
物聯網的感知識別層主要依賴的技術是RFID無線射頻感應技術、無線傳感技術、GPS定位系統、傳感器網絡、自組織網絡以及短距離無線通信技術等核心感知技術,也包括各種智能設備,比如智能手機、計算機、多媒體播放器、PAD等,前者屬于信息自動生成方式,后者屬于信息人工生成方式。多樣化的信息生成方式是物聯網的重要特征之一。感知識別技術雖然位于物聯網四層網絡構建中的最低端,卻是物聯網核心技術中最關鍵的一層,所有上層技術結構都以其為基礎。通過感知識別技術,讓事物“開口說話,生成信息”是讓物理技術和信息技術建立聯系的重要一環,也是物聯網和互聯網等其他網絡的不同處之一。
1.1.2 網絡構建層
物聯網的網絡構建層在物聯網四層網絡構建層中扮演的角色是聯絡員。重要的網絡形式主要分為互聯網、無線個域網、無線廣域網、無線局域網以及無線城域網5種網絡形式。其中物聯網是各種網絡構成中的核心網絡、技術支持以及平臺,IPv6掃清了網絡終端設備在數量上的限制;無線寬帶網如WiFi/WiMAX等無線寬帶技術網絡的覆蓋范圍較廣;ZiBee、藍牙以及紅外等無線低速網絡能夠適應物聯網中能力較低的節點的低速率、低計算能力、低通信半徑以及低能量來源等特征;移動通信網絡將成為“全面、隨時、高效”的數據傳輸平臺,其高覆蓋率、方式多元化、高速實時、可移動性的數據處理特點打破了物聯網多方面的局限性。
1.1.3 管理服務層
管理服務層主要解決的問題包括數據存儲、信息檢索、數據挖掘以及信息安全與隱私保護等四方面問題,當大量的數據信息和內容信息經過前兩層――感知識別層和網絡構建層的生成傳輸匯聚到管理服務層,如何解決上述問題將成為其考慮的主要技術難題。下面將針對上述四大問題展開探索。
(1)數據庫。物聯網的數據特點包括關聯性、語義性、海量性、多態性等。通常情況下,我們物聯網數據庫將物聯網數據庫分為關系數據庫系統和新型數據庫(NoSQL數據庫)兩類。關系數據庫系統隨著時代的要求不斷地發展自己以適應現代社會的數據庫技術要求;新型數據(NoSQL數據庫)主要應用于分布式、非關系型的數據信息存儲中,通過避免連接操作的方式來提升數據庫性能,并不要求數據庫一定要具備確定的表模式。
(2)海量信息存儲。網絡存儲結構主要分為三大模塊:DAS――直接附加存儲;NAS――網絡附加存儲;SAN――存儲區域網絡,其主要缺陷在于只能滿足中等規模的商業需求,面對大規?;蚓扌鸵幠5纳虡I需求仍存在信息存儲難題。數據中心實際上是一個大型的系統工程,例如:Google與Hadoop,涵蓋了主要的計算機系統和通信、存儲設備以及輔的環境控制設備、監控設備、安全裝置以及數據通信鏈接等。適應了物聯網數據的關聯性、語義性、海量性、多態性等特點。
(3)Web搜索引擎。Web搜索引擎是:“能夠在一個合理時間內,根據用戶的查詢關鍵詞,返回一個包含相關信息的結果列表(hits list)服務的綜合體。”在傳統Web搜索引擎基礎上建立的現代搜索引擎要求相關信息的更高精確性,能夠主動識別并精確提取有效信息,建立多模態信息搜索引擎模式。
(4)需求分析。需求分析要求具有高效感知能力和智能分析能力。一方面,數據信息感知能力的提高是建立在海量的數據存儲和快速的搜索引擎基礎上的,另一方面,智能分析能力通過多維數據分析和整合。
(5)信息安全與隱私保護。主要的安全和隱私隱患包括竊聽、跟蹤、詐騙、病毒、信息篡改等,主要的防護措施是物理安全機制、密碼技術等。以上都是傳統的網絡安全問題,必須要有個非常強大的安全管理平臺作為支撐,所以需要給物聯網開發系統性的安全保護機制。
1.1.4 綜合應用層
架構物聯網的綜合應用層是全結構的目的,所有前期的技術投入都是為了在實際生活中最終得到實踐。同時,綜合應用層實際上是一個新信息反饋的階層,在這一階段,物聯網的缺陷將在實踐中被發現并反饋,是促進物聯網發展的重要環節。
1.2 關鍵技術介紹
通過上述內容對物聯網的整體層次結構介紹,我們對關鍵物聯網技術有了一個整體的印象,接下來將有選擇地介紹幾項關鍵物聯網技術。
1.2.1 異構融合平臺
實現物聯網資源共享目標的重要途徑之一就是經過異構融合平臺。其資源共享實現的方式是:在不同網絡平臺共建的基礎上,融合不同異構網絡間的共性,保留自身特有的功能即個性的同時,形成不同異構網絡間共性與自身個性之間的統一。什么是不同異構網絡間共性的融合?就是建立不同的異構網絡與公共通信平臺之間連接,通過同骨干傳輸網的對接,將異構網絡融合到更為寬泛的移動通訊網絡中。
1.2.2 節點與終端口
該文中提及的節點,專指感知節點。感知節點的主要功能是收集事物自身的基礎信息,并自動針對其基礎特征和基礎信息進行分類整理、分析處理以及信息儲存等,有利于幫助物聯網獲取更全面的事物信息并@取更多本事物相關信息。在日益先進的智能標簽技術、通信技術、嵌入式技術等技術的支持下,感知節點也越來越智能化,對管理對象及其外在環境進行監督控制越來越高效。
1.2.3 業務支撐
業務支撐中最重要的功能是確定物聯網的各項具體業務需求,并就每項業務需求確定其需要用到的場景。主要工作流程:首先,根據業務的特性進行分類,同時界定各項業務的主要性能以及功能;其次,抽象化處理物聯網現有網絡資源;最后,設計結構。此結構的主要功能是支撐各項業務。
2 應用策略
毋庸質疑,在經濟社會與物聯網緊密結合的現代社會中,物聯網一定是未來經濟發展的重點領域之一。物聯網將越來越多地應用于諸多領域,無論是對社會的發展進步,經濟的迅速崛起,還是人們整體生活水平的改善,都會產生巨大的推動作用。
2.1 樹立共享與融合的意識
在物聯網往后的發展中,樹立共享與融合意識至關重要。首先要明白何為融合,所謂融合,是指各相關領域之間通過一系列手段實現網絡資源共享,這也是前文中屢次提及的融合問題。這種融合的目標是對未來所有的網絡形式進行資源共享,擴攬各相關信息領域的不同業務活動,最終實現物聯網橫向以及縱向的深度和寬度融合。
2.2 加強行業與產業之間的合作
加強行業與產業之間合作的第一步,就是要實現行業之間的協調。雖然現在物聯網在我國各行業的應用范圍已經相當廣泛,但是各相關行業之間仍然存在共享阻礙,這是由于行業間存在業務交叉,一定程度上致使物聯網不能實現更好的管理和技術方面的共享。第二,加強物聯網整個產業鏈之間的合作。實際上物聯網自身也是一個非常復雜的產業鏈,自動控制技術、無線射頻識別技術等處于產業鏈初端的技術指標目前已經取得了較好的發展。因此,物聯網更好的發展依賴于產業鏈之間的聯合,只有每個環節進行結合才能有效地推動物聯網向更好、更健康的方向發展。
3 結語
人們經常講:“物聯網的興起和使用,是一種新的生活方式,是一場技術領域的革命?!钡拇_,物聯網的發展影響社會的各方面,小到人們的生活方式,大到行業的興起,甚至技術領域的創新,但是任何發展都是基于我們對物聯網的美好期許與祝愿,任何技術的革新帶來便利與發展的同時也帶來很多困擾,我們要做的就是通過反復的思考、不斷地進行技術革新以及加強各行業間的協作,來改善或彌補新技術缺陷。
參考文獻
[1] 周津.物聯網環境下信息融合基礎理論與關鍵技術研究[D].吉林大學,2014.
物聯網的主要技術范文3
關鍵詞:物聯網技術;應用實踐;信息通信技術
0引言
作為互聯網技術、移動通信網絡二者共同的產物,物聯網將較多先進技術引入其中,且因其自身能夠實現全球定位,有利于將網絡信息、物理理論等進行融合。然而從國內物聯網技術的應用現狀看,其在部分領域中尚未真正發揮其應有的功能,究其原因在于較多信息通信技術未被充分利用。因此,本文對物聯網技術的應用實踐以及信息通信技術在其中的體現進行研究,具有十分重要的意義。
1物聯網應用實踐研究
1.1物聯網應用在農業畜牧中的體現
農業畜牧業中物聯網的應用主要表現在農業物聯網上,其在內容上將森林防火監控、溫室監控、農業生產等方面融入其中。以各方面監控與監測為例,多適用于畜牧業中,較多肉畜飼養的記錄、肉畜銷售相關數據的記錄都需依托RFID技術實現,該技術應用下,產品流通的全過程都可得到有效監管。再以農業生產為例,物聯網技術的應用主要體現在引入相關的干擾技術、能量管理技術以及智能傳感器等,使關于農業環境的信息得以獲取,在此基礎上通過GPRS網絡、M2M平臺傳輸收集的信息,其中異構傳感器中的數據主要在WAP或WEB手段下進行傳輸,在農牧業安全中心處理完所有數據后,便可利用其對資源監測、糧食生產等進行指導。以近年來關于小麥苗情況引入的“診斷管理技術”以及“數字化遠程監控”為典型代表,充分說明農業領域中物聯網應用效果極為明顯。
1.2物聯網應用在工業控制中的體現
在工業領域中,物聯網的應用也較為常見,如“企業安防”系統的推出,其在發揮存儲告警信息的同時,能夠對安防設備運行情況進行有效監控。同時,該系統也直接對布防區間進行細化,能夠滿足客戶管理公司的需求,在處理數據方面可起到突出的作用。另外,工業領域中較為常見的物聯網系統也體現在“數字油田”方面,其由中國電信提出,將關于油井生產的相關控制系統、分析管理以及采集傳輸系統等集于一體。實際生產中涉及到的螺旋泵井、電泵井等具體電參量、溫度、壓力參數,這些都可為ZigBee模塊所采集,并由分析管理系統完成處理與利用工作,有利于油井的穩定可靠運行[2]。
1.3物聯網應用在醫療衛生中的體現
醫療衛生領域中,物聯網技術的運用主要集中在食品安全、醫藥衛生等內容上。以藥品流通管理、藥品生產、患者監護、患者登記以及其他如藥品、血袋入庫等為例,這些都可通過RFID技術的應用進行管理,傳統患者就醫等待時間過長問題、物資庫存信息模糊以及出入庫管理不合理問題都可得到解決。同時,從食品安全方面看,RFID技術應用中,其強調進行流程管理,自食品源頭開始便需應用RFID食品安全方案,可提高食品的整體質量并根據食品信息控制其保質期。同時,消費者在購買食品過程中,能夠直接觀察到商品的價格與屬性,且在結賬時也較為方便[3]。
1.4物聯網應用在智能樓宇中的體現
智能樓宇系統是當前物聯網技術在建筑行業中的典型應用。以其中的“電梯衛士”為例,其主要將傳感器設置于電梯,這樣電梯的異常信息如停電、沖頂以及維保信息都被傳感器所接收,而收集到的數據會在無線傳輸模塊幫助下向衛士平臺進行輸送,平臺會自動執行相應的故障管理、監控等功能。此外,現代智能樓宇中,也有其他如“家庭安防”等系統的應用,其以物聯網技術為依托,能夠將相關的信息、圖像與報警信息向用戶發送,可做到看護病人、看管寵物等。
1.5物聯網應用在物流供應中的體現
物流供應中物聯網的應用極為常見。實際應用中,物流讀寫器可直接將射頻信號發出,在探測區域中電子標簽可直接生成感應電流,使RFID被激活且將編碼信息反饋于讀寫器中。同時,對于讀寫器發出的射頻信號,電子標簽載波可對其解調、解碼,并由計算機系統處理解碼后的信息。另外,整個系統中的控制邏輯,其將對接收到的解調數據采取相應的操作,完成數據發送、存儲等操作。從整個系統運行的原理看,物品無論在生產或流通等各環節都可在系統中實現,而且人員調配、車輛調配等都可得到優化。事實上,現代物流領域中物聯網的應用逐漸趨于成熟,如物流e通、智能交通的應用方案,都為物流供應帶來極大的便利[4]。
2信息通信技術在物聯網應用實踐中的體現
2.1RFID技術的應用
物聯網的應用主要得益于其涵蓋的較多信息通信技術。以RFID技術為例,其在原理上主要表現為對目標對象相關數據利用射頻信號進行獲取,無需將人工操作過程引入其中,便可自動完成重復擦寫或數據管理等過程?,F行以能量源為依據對RFID標簽進行劃分,主要體現在被動式、主動式兩種標簽類型上,其中被動式標簽在構成上主要以線圈、天線以及芯片等為主,能夠與讀寫器保持通信,而主動式標簽主要指內置電池,對于較多特殊環境包括液體或金屬等較為適用。若以工作頻率為依據,RFID在劃分過程中主要以高頻HF、低頻LF、微波以及超高頻UHF等為主,其中RFID若以高頻為主,能夠保持較強的天線方向性且標簽內的數據量較大,但其涉及的成本也較高。而低頻RFID不具備天線方向性優勢,難以對遠距離事物進行感知。該技術實際應用中,其各部分構件都具有不同的功能,如應用軟件方面,其可使RFID原始事件進行轉化,確保用戶能夠對轉化后的事件理解[5]。
2.2GPRS技術的應用
GPRS技術在現代社會中的應用較為普遍,其吸納了GSM網絡的較多優勢,并將SGSN增設其中,而且GPRS能夠采用一定的接口協議使其與PSPDN進行互聯,也可直接聯通IP網絡。從GPRS技術應用優勢看,其主要表現在可使資源利用率得以提高,無需將轉換設備引入便可與網絡保持連接。加上GPRS完全以流量計費形式進行計費,能夠保證物聯網計費系統可靠運行。
2.3WiMAX技術的應用
WiMAX技術作為城域網技術的一種,其在優勢上主要表現為安全性、可擴展性較高,相比Wi-fi技術,對多媒體通信服務更為適用。實際應用過程中,WiMAX能夠利用其自身的智能天線技術,使無線信號的傳輸能夠達到50KM的距離,而且相比3G發射塔,該技術應用下網絡覆蓋面積將超出其10倍左右,僅需進行部分基站建設,便可達到全城覆蓋的目標?,F行該技術在接入速度上也可達到70M,與原有3G下的寬帶速度相比,將超出30倍[6]。
3結語
物聯網的應用為各行業領域的發展提供堅實的技術保障。在未來發展中,物聯網除將GPRS、WiMAX以及RFID等信息通信技術融入外,其他云計算機技術、NGN技術等也將不斷擴展應用,使物聯網得到進一步發展。需注意的是,現代較多企業在物聯網運用中仍存在較多如終端問題等,需不斷將更多復合技術引入,這樣才可使物聯網技術更為完善。
參考文獻:
[1]王洋,樊銳蘭.物聯網應用實踐及信息通信技術[J].數據通信,2011(1):12-15
[2]張彥鵬.物聯網應用實踐及信息通信技術[J].信息通信,2015(6):157
物聯網的主要技術范文4
關鍵詞:物聯網技術;鐵路交通;運用
Abstract: along with the development of information technology, the thing networking technologies to produce and gradually development, and with it in production and life in a wide range of applications. Content networking technology is applied to traffic in the city, effectively resolve the road traffic congestion, and the application in railway traffic, making the railway equipment safety and transportation service systems have been greatly improved, with China's railway system development, the thing the application range of the networking technologies will be more widely. This paper mainly introduces the content networking technology, combined with the development of the railway traffic will be content in the use of the networking railway traffic is analyzed.
Keywords: things networking technology; Railway traffic; use
中圖分類號:C35 文獻標識碼:A文章編號:
信息技術的發展,大大改變了人類的生產與生活方式,從而引起了社會的變革與發展。隨著信息技術的不斷發展,信息的存在形式、傳遞方式以及利用方式的改變,更是帶來了革命性的變化,引起了由互聯網的應用到物聯網應用的變化,這也給日益發展的鐵路運輸帶來了機遇與挑戰,物聯網技術的的發展以及大范圍的應用,必將帶給鐵路鐵路交通深刻的變革與深遠的影響。
一、物聯網技術概述
(一)物聯網技術的內涵
物聯網的概念于1999年被提出,是繼互聯網、計算機之后的信息技術的第三次革命。物聯網的出現,打破了過去的傳統思維模式,將物理基礎設施以及IT基礎設施聯系起來,帶動了相關技術的快速發展。
物聯網又被稱為傳感網,主要是指將射頻識別、全球定位系統以及紅外感應器等的多種裝置與互聯網技術結合起來,從而形成一個巨大的網絡,通過這個技術,可以進行信息的交流與溝通,從而實現智能化的識別、跟蹤與定位,可以有效地監督與管理的一種網絡技術。物聯網技術通過在裝置上進行傳感器、電子標簽與無線網絡之間的連接,將物體智能化,實現了人與物的直接的交流,從而可以更好地實行監督與管理。
(二)物聯網的主要技術
1、射頻識別技術
射頻識別技術又被稱為電子標簽技術或是無線射頻識別技術,本質上是一種通信技術,主要特征是通過對無線電訊號的識別從而進行數據的讀寫,而不需要建立識別目標與系統之間的物理連接。射頻識別是一種自動識別技術,不需要人工的干預,操作方便,其原理主要是電子標簽進入相應的磁場后,接收射頻信號,并且憑借著電流散發的能量進行發送信息,解讀器將信息解碼后,將其相關的數據進行處理,從而實現信息的共享。
2、智能技術
智能技術是在事物中植入智能芯片,為了實現某種預期的目的,利用相應的知識與手段,使得物體具有一定的智能性,并可以與客戶進行溝通。主要是包括人工智能信息的獲取與信息的處理方面的研究以及對圖形、文字等的處理,并實現智能技術與系統的結合。
3、傳感技術
傳感技術是通過獲取信息并對其獲取的信息進行處理和識別的一種技術,傳感技術可以通過感知電、力、熱、光、聲以及位移等信號,從而為物聯網分析、處理、傳輸以及反饋提供數據信息。
5、云計算
云計算是將計算資源進行統一的管理和調度,從而能夠滿足數據處理的模型,具有很強的處理與儲存能力。
二、物聯網技術在鐵路交通中的運用
隨著物聯網技術的發展,信息化水平的提高,鐵路交通也朝著信息化的方向不斷的發展,而且我國的鐵路交通系統也具備了信息化的條件,前面已經介紹了物聯網的主要技術,下面就物聯網在鐵路交通中的運用提出幾點建議。
1、利用技術物聯網實現車站的信息共享
當前,雖然鐵路售票系統實現了聯網,但是車站的預留車票和上車補票仍然存在不足,導致車票資源的不協調并造成了浪費??梢岳蒙漕l識別技術實現信息的共享,在補票與預留票之間進行聯網,這樣可以充分利用車資源,從而實現車站信息的真正共享。
2、利用物聯網技術進行列車的跟蹤與定位
當前我國的鐵路系統主要采用軌道電路與查詢應答的方式對列車進行定位,但是精確度不足且投資較大等,因此,利用物聯網技術對列車進行跟蹤與定位,可以將定位處理單元、數據存儲器以及車載數據閱讀等的實現準確。及時以及高效的定位。
3、利用物聯網技術進行車票的識別
鐵路客票利用物聯網技術進行內部數據的加密,這樣的話只有特定的系統才可以進行數據的讀寫,這對車票造假可以進行一定的打擊,與此同時,檢票人員進行檢票時只需要對車票上的電子標簽進行閱讀,從而加快了旅客進站出站的速度,不僅方便了乘客,也大大提高了工作效率。
4、利用物聯網技術實現自動檢售票
在我國,自動售票系統已經投入使用,并且取得了不錯的效果,不僅節約了資源,還大大提高了工作效率,但是,自動檢票系統卻一直沒有施行,如果廣泛使用RFID電子客票,并且根據乘客的需求進行特定的自動檢票,不僅有利于乘客的需求,還節約了人力,從而大大提高了工作效率。
5、利用物聯網技術進行集裝箱的追蹤與監控
集裝箱運輸是鐵路貨運的主要方向,有很大的發展空間。當前的集裝箱主要是通過箱號的圖像進行識別,如利用攝像頭來對集裝箱的表面進行刷新,但是這種方法不僅效率低,而且受天氣的影響比較嚴重,如果將物聯網技術應用到集裝箱的識別與管理中,從而開發出信息化的集裝箱,這樣,不僅可以隨時監測集裝箱的運輸狀態,還可以加強管理,防止丟失,還可以提高經濟效益與價值。
6、利用物聯網技術進行倉庫的管理倉庫管理系統
物聯網技術可以應用到鐵路的倉庫管理中,對倉庫中的貨物貼上電子標簽,利用物聯網技術的唯一性與穿透性,借助貨物上的電子標簽,可以準確的記錄商品的序號以及相應的日期等,這樣可以方便管理人員對貨物進行準確的管理,還可以避免貨物的毀損等。
結語:
物聯網技術可以說是一次技術革命的變革,其發展與應用必將給人類的生產與生活方式帶來深刻的變革。鐵路交通一直是我國國民經濟的支柱產業,與人們的生活有著直接的聯系,因此,對鐵路交通的發展也提出了更高的要求,隨著鐵路交通的大力發展,對其的信息化要求也是越來越高,物聯網技術在鐵路交通中的應用正是順應了這一趨勢,推動了鐵路交通的快速發展。雖然物聯網技術發展時間不是很長,很多技術還處在發展階段,但是隨著不斷地實踐與探索,物聯網技術一定會在鐵路交通中發揮出更大的作用,從而帶動鐵路交通更好的發展。
參考文獻:
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[3]王曉亮,宓奇,彭蘇勉,關忠良.物聯網在我國鐵路運輸領域的應用與發展探討[J].鐵道通信信號,2010(03)
物聯網的主要技術范文5
【關鍵詞】 物聯網 云計算 數據挖掘
隨著科技的快速發展,物聯網技術應用在社會生活中越來越廣泛,包括芯片技術、無線網絡技術、傳感技術以及GPS導航定位技術等正在不斷完善與創新,信息傳感、收集與處理分析技術也越發趨于成熟。在此背景下,更多的物聯網應用被人們開發應用,成為互聯網之后的又一大信息技術熱點領域。由此,物聯網技術也被人們寄予了更多的期望,因此需要更加深入和廣泛的研究,從而不斷推進更新更實用的物聯網應用的開發[1]。
在物聯網應用中,最主要的技術障礙就是數據挖掘,當前隨著云計算平臺的出現,物聯網數據挖掘技術有了新的發展方向,這使得目前我國眾多行業都在開發搭建基于云計算平臺的物聯網數據挖掘技術,從而讓物聯網具備更加厚實的IT計算能力、數據挖掘技術分析能力和平臺拓展能力。因此,物聯網行業產業的后續發展與當前云計算平臺的發展有著極其密切的關系,而基于云計算平臺的物聯網數據挖掘技術則明顯有著更加廣闊的發展空間。
一、物聯網概述
1.1 物聯網
物聯網(IOT)指的是運用各種各樣的傳感設備來進行信息傳遞的計算機集群,這是在計算機互聯網之后的再一次飛躍,包括計算機技術、通信技術(移動通信技術、傳感器技術網絡)等,而且還是下一代網絡發展的大方向。物聯網具有全面感知性、信息傳遞可靠性以及智能化處理性,例如運用有線網絡或者無線網絡將通過傳感器采集到的數據信息傳遞出去,經過云計算等技術進行數據分析處理,整合共享,而后達到對物體的智能化控制。因此,物聯網一般至少包括傳感器等電子元件、數據存儲處理系統以及有線或者無線網絡[2]。
1.2 云計算
云計算指的是在互聯網支持的基礎上,通過互聯網服務為用戶提供的依據需求而確定服務的計算方式。由于服務資源來源于互聯網,并且互聯網通常使用云狀圖案來表示資源,所以稱之為云計算。云計算有著集群優勢,同時具備高速運算能力和較高的數據存儲能力,因而如今正被廣泛而深刻的應用至IT行業中,具有高容錯性與高伸縮性的特點。目前在云計算平臺搭建中,用戶主要依靠Hadoop來進行,作為云計算平臺搭建基礎,可以極為有效的利用集群計算能力與數據存儲能力,從而實現大量數據的分析處理。
二、數據挖掘技術概述
2.1 數據挖掘技術的含義
數據挖掘技術產生時間并不算久,可自從20世紀90年代產生以來,在人類社會中產生了巨大的影響,同時受到了人們的廣泛應用。目前來說,數據挖掘并不是一個獨立的學科,而是交叉學科,因此不同領域不同行業的人對其理解也存在不同之處,因而對其準確的定義還沒有定論。目前,大部分學者比較認同的關于數據挖掘技術的含義是韓家煒等人對其的定義[3],包括三個方面的內容,第一,具有大量的數據來源,并且是真實的數據;第二,通過數據挖掘獲得的信息對人們有著較高的價值與作用;第三,獲得信息是可以被人們理解分析,被人們接受與運用,能夠以此來做出判斷或決策。
2.2 數據挖掘技術的特征
數據挖掘技術具有分布廣、規模大、節點資源有限以及安全性復雜等特征。物聯網數據本身具有分布廣的特點,因為數據一般都存儲在不同的地方,其次,物聯網數據極為龐大,本身有許多傳感器節點,因而需要有能夠快速解決處理數據的中央節點,再次,節點資源并不是無限的,因而中央節點一般不需要所有的數據,但需要數據參數,從而依靠分布式節點將用戶需要的數據傳輸出去。
三、在云計算平臺下的數據挖掘技術分析
在當前的云計算平臺中,最主要的是以Hadoop為基礎搭建而成的平臺,在此以Hadoop為例,簡單介紹云計算平臺中數據挖掘技術。主要分為四大部分,分別為物聯網感知層、物聯網傳輸層、數據層和數據挖掘服務層。
3.1物聯網感知層
物聯網感知層主要依靠在目標區域范圍內放置極多的數據采集節點來發揮感知作用。具體來說,節點主要是通過傳感器、攝像頭以及其他設備進行數據采集工作,而采集到的數據則會依靠物聯網感知層所具備的網絡通信設備進行匯聚,將所有的數據傳送到節點,而后經過匯總存儲之后再次通過傳輸層輸送到云計算平臺的數據處理中心[4]。
3.2物聯網傳輸層
物聯網傳輸層主要包括傳感器、無線(有線)網絡等,通過諸多網絡設備搭建的高速度無縫數據傳輸系統,能夠快速將物聯網感知層采集到的數據通過網絡傳送到數據處理中心,從而實現全方位的互通互聯目標,也就是將各種類別的監測處理設備聯網傳輸,實現設備之間網絡信息的傳遞。
3.3數據層
數據層是物聯網云計算平臺中數據挖掘技術的關鍵部分,物聯網本身具有異構性和海量性的特征,因而在數據層內將物聯網設備采集到的數據進行存儲處理分析的能力是基于云計算的物聯網數據挖掘平臺的關鍵。數據層中主要包括數據源轉化與存儲兩大部分,其中,數據源轉化主要對物聯網異構性的數據進行轉化,而存儲部分則是使用Hadoop搭建的平臺中的HDFS系統進行分布式存儲,從而將海量性的數據完整存儲到數據節點[5]。
由于在物聯網平臺中,對于不同的目標會采用不同的數據類型來表現,某種情況下,相同的目標也會采用不同的數據類型來表現,因此數據源轉化的作用主要體現在保持數據的完整,防止異構性的物聯網數據在轉化中出現損毀,從而達到保證數據挖掘目標。數據源轉化在系統中的作用相當于數據層與感知層的連接線,通過數據包的解碼轉換將不同的數據轉換成需要的數據類型,并且分布式存儲到數據處理中心。
3.4數據挖掘服務層
數據挖掘服務層包含數據準備、數據挖掘引擎以及用戶三大部分。其中,數據準備部分的主要用途是對數據的清零、轉化以及規約等。數據挖掘引擎則主要包含數據挖掘算法以及模式評估,而用戶部分則主要將數據挖掘的內容進行可視化的表現。用戶部分是整個云計算平臺中數據挖掘技術面對用戶的直接體現,因而具有友好性,能夠讓用戶通過操作來對數據挖掘任務進行處理認知。
四、云計算平臺上物聯網數據挖掘技術應用分析
數據挖掘工作流程為:用戶發出數據挖掘的請求之后,主要控制節點收到用戶請求之后會首先判斷能否進行任務,并且將結果回饋給用戶。若是可以進行,主要控制節點就會調用數據挖掘算法,然后根據算法進行分布式數據挖掘工作。通過挖掘數據任務的劃分之后,將具體內容傳送到眾多節點中,節點再具體進行數據挖掘[6]。
本次選擇Hadoop搭建云計算平臺,并以此進行模擬實驗。
首先,選擇一臺實驗所需要的PC機器,配置基于普通水平的2G內存,操作系統為win7。然后在PC端安裝虛擬機,虛擬機的操作系統都是Linux操作系統。從而開始部署分布式節點,本次共安裝3個虛擬機。其次,需要安裝與Linux版本相適應的Eclipse7.5開發環境,并且于PC機上安裝SSH服務,用于實驗開始之后傳遞實驗數據。3臺虛擬機中也安裝SSH服務,以便于Hadoop平臺運用。
配置安裝完畢后,選擇采用關聯規則算法的數據,將數據依據C++代碼程序轉換成標準的PML文件,文件大小為1G,然后將文件利用HDFS傳入Hadoop平臺,采用分布式存儲。接下來,運行Apriori算法 [7],根據計算結果來判斷能否找到實驗數據集合中所有的項目,然后,選用不同大小的文件再次重復實驗,以此來得到較為準確的結果。實驗運行Hadoop平臺計算得到的數據如下表1。
從表1中可以看出,伴隨著文件不斷擴大,在Hadoop平臺上運行,采用Apriori算法所運行的時間也隨之上升。經過大量模擬實驗后,可以看出Hadoop平臺有著較高的拓展性能,能夠滿足當前市場對于物聯網大量數據挖掘的要求[8]。
五、結語
隨著社會經濟與科學技術日新月異的發展,物聯網技術也在不斷的趨于成熟。當前物聯網海量的異構性數據也在呈現著飛速增長的態勢,導致物聯網數據挖掘技術越來越顯得困難重重。
在此背景下,基于云計算的物聯網挖掘技術與傳統的物聯網數據挖掘相比,其能夠通過分布式存儲的方式以及分布式并行的計算方法更好的滿足人們對物聯網數據挖掘的要求,并且還能夠通過計算存儲遷移功能來避免數據存儲過大導致節點出現故障的問題,不僅縮短了數據傳輸的時間,提高了數據傳輸的穩定性和完整性,而且還極大的提高了數據挖掘的效率與質量,有著極大的應用前景。
因此,本文所提出的基于云計算的物聯網數據挖掘系統對于當前物聯網應用的發展有著深遠的意義,并且經過Hadoop平臺進行模擬數據挖掘實驗后,也驗證了這種方案有著極大的可行性。
參 考 文 獻
[1]卜范玉,王鑫,張清辰. 基于云計算的物聯網數據挖掘模型[J]. 電腦與信息技術,2012,06:49-52.
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[5]張旺軍. 基于云計算的物聯網數據挖掘模式分析[J]. 網友世界,2013,13:39-40.
[6]李立,張玉州,江克勤. 一種改進的基于云平臺的物聯網數據挖掘算法[J]. 安慶師范學院學報(自然科學版),2014,02:37-40.
物聯網的主要技術范文6
關鍵詞:物聯網(IOT);射頻識別(RFID);網絡應用;關鍵技術
中圖分類號:TP393.4 文獻標識碼:A 文章編號:2095-1302(2012)08-0078-03
Features and application of Internet of Things
MA Yin
(Jiangsu College of Information Technology, Wuxi 214153, China)
Abstract: A comprehensive analysis of Internet of Things (IOT) is made. The origin and basic concepts of IOT is presented firstly. The current research on IOT at homeland and abroad and application of IOT are introduced secondly. The key techniques of IOT such as the architecture, perception and terminal technology, security of IOT and intelligence are discussed in detail. Combined with the development and current industry situation, the suggestions about IOT application and technical improvement are made finally.
Keywords: Internet of Things (IOT); Radio Frequency Identification (RFID); Internet application; key technique
0 引 言
隨著信息技術的發展,智能化管理與服務也得到快速發展,物聯網正是在這樣的條件下發展起來的新興產業。物聯網是以感知為核心的物物互聯的綜合信息系統,其發展將促進傳統生產、生活方式向著現代智能化的方式轉變,可大大提高生產力和社會運行效率,提升人們的生活質量。物聯網是繼計算機、互聯網之后,世界信息產業的第3次革命。
早在1995年,比爾·蓋茨在《未來之路》中就已經提及物物互聯的概念,但受限于當時無線網絡、硬件及傳感設備的發展情況而未引起重視。1998年,美國麻省理工學院(MIT)創造性地提出了當時被稱為EPC系統的物聯網構想。1999年,在建立物品編碼、RFID技術和物聯網的基礎上,美國Auto-ID中心首先提出“萬物皆可通過網絡互聯”,從此闡明了物聯網的基本含義[1]。
物聯網的基本思想產生于上世紀末,但近年來,隨著信息技術的發展,物聯網才真正引起人們的關注。2005年,在信息社會世界峰會(WSIS)上,國際電信聯盟(ITU)了《ITU互聯網報告2005:物聯網》[2]?!秷蟾妗分赋?,無所不在的“物聯網”通信時代即將來臨:通過一些關鍵技術,用互聯網將世界上的物體都連接在一起,使世界萬物都可以上網,世界上所有物體都可以通過互聯網主動進行信息交換。射頻識別技術(RFID)、傳感器技術、納米技術、智能嵌入技術和機器人技術等將得到更加廣泛的應用。歐洲智能系統集成技術平臺(EPOSS)于2008年在《物聯網2020》[3]報告中分析預測了未來物聯網的發展主要經歷四個階段:2010年之前廣泛應用于物流、零售和制藥等領域;2010—2015年實現物與物之間的互聯;2015—2020年進入半智能化階段;2020年之后實現全智能化。目前,物聯網的產業發展和應用正在由第一階段向第二階段過渡期,物物互聯的應用范圍不斷擴大。RFID 在歐美國家已具有成熟的產業鏈,這些國家主要將RFID 技術應用于交通、車輛管理、身份識別、生產線自動化控制、倉儲管理及物資跟蹤等領域。我國目前的物聯網雖然只有小規模應用,但物聯網的戰略性新興產業地位已經明確。
1 物聯網關鍵技術及特點
物聯網是一個基于互聯網、傳統電信網等信息載體,讓所有能夠被獨立尋址的普通物理對象實現互聯互通的網絡。它具有普通對象設備化、自治終端互聯化和普適服務智能化的重要特征。物聯網是一種復雜多樣的綜合網絡系統,根據信息生成、傳輸、處理和應用過程,可以把物聯網分為感知識別層、網絡構建層、管理服務層和綜合應用層。
1.1 感知識別層
感知識別層由大量具有感知和識別功能的設備組成,可以部署于世界任何地方、任何環境之中,被感知和識別的對象也不受限制。感知識別技術是物聯網的核心技術,是聯系物理世界和信息世界的紐帶,主要作用是感知和識別物體,采集并捕獲信息。關鍵技術不僅包括射頻識別技術、無線傳感器等信息自動生成設備,也包括各種智能電子產品用來人工信息生成,主要是感知和識別設備的功耗、物體標簽信息的濃縮和寫入、物體信息代碼的分類匹配等。近年來,各類可聯網的電子產品層出不窮,智能手機、個人數字助理(PDA)、多媒體播放器、上網本、筆記本、平板電腦等迅速普及,人們可以隨時隨地接入互聯網,分享信息。信息生成方式的多樣化是物聯網區別于其他網絡的重要特征。
1.2 網絡構建層