物聯網技術的描述范例6篇

前言:中文期刊網精心挑選了物聯網技術的描述范文供你參考和學習,希望我們的參考范文能激發你的文章創作靈感,歡迎閱讀。

物聯網技術的描述

物聯網技術的描述范文1

關鍵詞:物聯網;包裝;應用

中圖分類號:TN929 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9599 (2012) 15-0000-02

物聯網,指通過各種信息傳感設備,如傳感器、射頻識別(RFID)技術、全球定位系統、紅外感應器、激光掃描器、氣體感應器等各種裝置與技術,實時采集任何需要監控、連接、互動的物體信息或過程,采集其聲、光、熱、電、力學、化學、生物、位置等各種需要的信息,與互聯網結合形成的一個巨大網絡[1]。

為了定義物聯網,并準確地描述其特征,現把互聯網和物聯網的特征描述如下:

1 物聯網的核心技術

物聯網是一個新興的研究領域,它需要各個學科和各種技術的不同融合。如傳感器技術,嵌入式計算技術,無線通信技術,分布式信息處理技術和現代網絡的研究領域。通過這些集成微型傳感器的支持,操作者可對整個環境和對象進行實時監控,隨時觀察和收集有關其相關信息。國際電信聯盟(國際電聯)將無線射頻技術(RFID),傳感器技術,納米技術和嵌入式技術的智能技術[2][3]統稱為物聯網技術。

下圖描述了物聯網的應用原理:首先收集來自物體的信息,然后通過互聯網將這些接收到的信息傳遞給智能元器件。一旦信息被處理,結果將傳遞給有關元器件,最終又回到現實世界。與此同時,它將根據指令驅使相關部件來執行相應操作。

1.1 RFID射頻識別

RFID是一種非接觸式自動識別系統,它是利用無線電波進行通信。通過射頻信號,便可以自動識別目標,訪問相關數據,身份查驗工作,不需要人工干預。RFID射頻技術提供了一個廣泛的識別范圍,可以是高速多標簽的對象,也可以在惡劣的環境下進行工作。一個典型的射頻系統是由閱讀器(Reader)與電子標簽(TAG)也就是所謂的應答器(Transponder)及應用軟件系統三個部份所組成,其工作原理是Reader發射一特定頻率的無線電波能量給Transponder,用以驅動Transponder電路將內部的數據送出,此時Reader便依序接收解讀數據,送給應用程序做相應的處理。標簽進入磁場后,接收解讀器發出的射頻信號,憑借感應電流所獲得的能量發送出存儲在芯片中的產品信息(Passive Tag,無源標簽或被動標簽),或者由標簽主動發送某一頻率的信號(Active Tag,有源標簽或主動標簽),解讀器讀取信息并解碼后,送至中央信息系統進行有關數據處理[4][5]。

1.2 傳感器技術

傳感器是一種檢測設備。它能感受到被測量的信息,并能將檢測感受到的信息,按一定規律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出,以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。它是實現自動檢測和自動控制的首要環節。

1.3 納米技術

納米技術(nanotechnology)是用單個原子、分子制造物質的科學技術。納米科學技術是以許多現代先進科學技術為基礎的科學技術,它是現代科學(混沌物理、量子力學、介觀物理、分子生物學)和現代技術(計算機技術、微電子和掃描隧道顯微鏡技術、核分析技術)結合的產物,納米科學技術又將引發一系列新的科學技術,例如納電子學、納米材科學、納機械學等。

2 互聯網在現代包裝工業的物聯網的應用

2.1 產品安全

包裝的最基本的要求是對被包裝產品提供安全保護。“安全”不僅是指在流通過程中,而且也指從流通過程到消費者手中消費者是否能辨別出產品的真偽。

以我國食品行業為例,假冒產品屢見不鮮,這些現象表明從生產到銷售的整個過程缺乏監督。加強監督,可以最大限度地減少潛在的安全隱患。物聯網將在這方面發揮了重要作用。比如豬肉安全問題,當豬肉進入到市場時,我們就將電子芯片置入其中,從最初的生產到批發,零售,都可進行有效的監督。我們將能夠跟蹤從初始生產到批發、零售。這種做法已在成都,青島及其他地區開始使用。

2.2 包裝產品的信息傳遞

包裝除保護產品外,它還具有傳遞產品信息的作用。產品信息不局限于產品本身的性質如重量,形狀,使用方法等,它還包括制造商的詳細信息,幫助消費者識別產品的優劣。例如,在傳感器芯片中記載了有關制造商和供應商信息,如生產日期,當把其植入產品的外包裝后,產品一旦檢測到問題,便可以追溯到它的源頭。目前,在中國的一些省份,土壤肥料的數據通過物網技術發送到農民手機上,使消費者可以通過短信息來對農藥產品的真偽進行查詢。通過這種途徑,不僅可以提高農業生產力,而且也為電信運營商提供了更多的業務。

2.3 智能化包過程控制

現代包裝的顯著特點是智能化控制。通過在包裝車間安裝無線傳感器和其他智能設備,就可以對包裝的整個過程進行檢測同時來獲得主要參數。根據參數的變化,并對其進行必要的調整,以此提高產品質量,確保產品品質。如液態奶的生產需要無細菌環境,智能化包裝過程就可以根據傳感器所提供的信號及時調整以達到所需的無菌生產環境。

3 物聯網技術在包裝工業的展望

物聯網在包裝其他方面也起到了重要作用。比如對電信運營商和終端商,他們將物聯網系統置入潛在市場中,通過物聯網系統,便可解決產品安全性,對產品信息進行合并,對消費者提供有針對性的信息服務。物聯網的應用也提供了制造商間的合作,為芯片生產企業提出了相應要求——芯片生產應符合客戶的特定需求(如信息的可追溯性)以及相應配套設備的研究和開發。

物聯網技術可以用在生產過程的各個階段以提高生產效率。在生產和包裝過程中,通過物聯網技術的應用,實時車間信息可以進行分析,特別是對環境要求較高的產品;在產品包裝的最后環節,物聯網技術可以應用于信息收集,從而實現從生產到包裝的智能化。

4 結論

物聯網技術的發展將對現代包裝工業產生深遠的影響。包裝行業應該抓住這一機遇,積極探索物聯網與現代農業之間的關系。

參考文獻:

[1]李一,陳火峰.關于物聯網的研究思考[J].價值工程,2010,18

[2]孫宏嶺,周行.物聯網在豬肉供應鏈管理中的應用研究[J].中國畜牧雜志,2010,18

[3]王春萌,張大鵬.物聯網在農業生產與食品安全中的應用[J].農業信息網絡,2010,8

[4]王常偉.物聯網技術在糧食物流中的應用前景分析[J].糧食與飼料工業,2010,8

物聯網技術的描述范文2

中圖分類號:TP3文獻標識碼:A文章編號:1672-3791(2012)04(a)-0000-00

1物聯網技術與我國煤炭生產現狀概述

隨著國家對礦山安全的重視程度不斷加強,礦山企業在各種安全監控、生產自動化系統方面的投入逐年加大,對保證礦山的安全和正常生產起到了重要作用。由于我國煤炭儲存條件復雜,煤礦自動化水平低,井下用人多,生產安全監控系統采用的技術比較落后,功能單一,使得生產成本高,安全形勢不容樂觀。

“物聯網”概念的問世,打破了煤炭生產行業生產自動化和安全保障技術發展的傳統思維。過去的思路一直是將物理基礎設施和信息基礎設施分開。對煤礦安全生產而言,在“物聯網”時代,各類傳感器、電纜、電氣設備、鋼筋混凝土等將與芯片、寬帶整合為統一的基礎設施,基于物聯網可以對煤礦復雜環境下生產系統內的人員、設備和基礎設施實施有效的協同管理和控制。物聯網為建立煤礦安全生產與預警救援新體系提出了新的思路和方法。

物聯網技術支持下的煤炭生產自動化,在生產組織和流程方面將會發生明顯的變化,具有以下的特征:將礦山地理、礦山建設、礦山生產、安全管理、產品加工與運銷、礦山生態等綜合信息全面數字化,將感知技術、傳輸技術、信息處理、智能計算、現代控制技術、信息管理等與現代采礦及礦物加工技術緊密相結合,構成礦山中人與人、人與物、物與物相聯的網絡,動態詳盡地描述并控制礦山安全生產與運營的全過程。

2煤炭生產安全監控的物聯網技術及其實現

從煤礦安全監控方面看,基于物聯網技術的煤炭生產自動化是在實現綜合自動化的基礎上,實現三個方面的物聯網。即:礦工周圍環境的物聯網,實現主動式安全保障;礦山設備的物聯網,實現預知維修;礦山災害風險預測的物聯網,實現各種災害事故的預警預報。

主要包括以下自動化系統的建設:1、系統集成平臺建設:建設全礦井安全、人員、設備的感知集成平臺,實現全礦井地面遠程監控。2、礦山網絡平臺建設:包括井上、井下高速工業以太網和調度指揮控制中心工業以太網建設;利用無線傳感器網絡建立覆蓋煤礦井下,保障出現故障或災害情況下通信鏈路的通暢。3、人員安全環境物聯網平臺的建設:集成現有安全監測、人員定位系統,實現礦工對周圍環境的感知和信息傳輸。4、設備物聯網系統建設:對井上、井下各生產系統的遠程監控,對礦井進行自動化監控,感知設備工作健康狀況。所有自動化子系統將連接到統一的物聯網平臺,從而實現面向生產自動化的物聯網體系,該系統由一個功能完善的軟件控制系統進行控制。

需要指出的是,煤礦井下移動設備、人員、及礦山災害的分布式監測均需要無線網絡,這包括無線語音、無線數據、無線信息傳輸。其用途包括:設備工況監測監控、災害環境信息監測、人員定位、機車管理、通信等,形成一個完善的無線感知平臺。這樣就能夠保證在出現自然災害時,系統能夠保持正常工作,為生產救援提供最大的支撐。

3煤炭生產物聯網系統及其實現

從煤礦生產方面看,基于物聯網技術的煤炭生產自動化是在實現生產自動化的基礎上,實現三個方面的物聯網。1、煤炭采掘系統的自動化及其物聯網。2、運輸提升系統自動化及其物聯網。3、礦井提升系統的自動化及其物聯網。

目前,煤炭采掘系統自動化方面具有以下特點:(1)采煤設備向電牽引方向發展,使裝機容量越來越大。(2)以計算機為核心具有多種傳感器的工況監測與故障診斷系統,已成為先進高效綜采設備的主要特點。 (3)工作面輸送機向重型化、大運量、高壽命、高強度發展。

運輸提升系統的物聯網,主要對以下情況進行監測:膠帶機打滑、堆煤、煤位、超溫灑水、煙霧、溫度、沿線急停、跑偏、斷帶等。智能跑偏及拉線保護是對膠帶機運行當中的跑偏故障進行保護和沿線出現緊急情況時進行緊急停車。堆煤保護要求監測煤點是否堵塞,出現故障能控制膠帶機緊急停車。煙霧保護監測驅動部因機械摩擦產生的煙霧,并能控制膠帶機緊急停車。超溫灑水保護對驅動部發生火災進行停車灑水保護。打滑保護監測要求在膠帶機上安裝測速傳感器。溫度保護是通過設置在電機上的溫度傳感器連續監測電機溫度。斷帶保護通過斷帶保護傳感器監測膠帶是否斷裂。

礦井提升系統的自動化及其物聯網,可以通過建設一個調度指揮中心實現,如圖1所示。結合煤礦提升機控制系統的具體情況,在提升機房增設主控器以及相應傳感器,通過礦井工業以太網實現提升機遠程監控。針對裝卸載系統,分別增設裝載站PLC系統和卸載站PLC系統,實現對裝卸載系統的遠程監控??傮w網絡在調度室監測主、副井實時數據,在工作站上進行工況的顯示

4 結語

如何利用物聯網技術解決煤礦生產自動化過程中人員安全環境的感知問題,解決礦山災害狀況的預測預報、減少或避免重大災害事故的發生,解決安全生產的智能控制,煤炭工業物聯網技術的發展潮流以及產業標準等,都是面向生產自動化的物聯網技術在煤炭行業的應用需要解決的問題。本文介紹了自動化的物聯網技術的主要優點,指出了面向生產自動化的物聯網技術在煤炭行業實現過程中的需要注意的問題。針對我國煤礦生產技術的現狀,提出了面向生產自動化的物聯網技術在煤炭生產和安全保障方面實現的基本方案,為建立煤礦安全監控與自動化生產新體系提出了新的思路和方法。

參考文獻

[1] 煤炭企業信息化組織管控體系研究, [J]煤炭經濟研究,2011,(10)

物聯網技術的描述范文3

關鍵詞 物聯網;LTE通信網絡;網絡架構;同心實現;系統性能

中圖分類號:TN929.5 文獻標識碼:A 文章編號:1671—7597(2013)042-053-01

物聯網是今后社會發展的必然趨勢。物聯網將移動通信技術、智能終端技術、無線傳感技術以及相關的技術進行了有機融合,利用這種融合極大的拓展了網絡的應用領域和應用范圍,使得網絡的概念延伸到社會生活的各個層面,為移動通信業務帶來了更加廣闊的發展空間。但是,物聯網的發展需要高傳輸速率、高帶寬資源、高通信質量的通信網絡支持,特別是移動視頻監控、VoIP語音業務、移動數據傳輸等都需要高速無線通信系統支持。傳統的2G移動通信技術和現行的3G通信技術在滿足物聯網的通信需求方面均存在不足,無法適應物聯網的發展要求。而LTE技術的出現則很好的解決了物聯網對移動通信的系統要求,促進物聯網的高速有效開展。

1 物聯網技術分析

物聯網技術是指應用RFID、GPS定位、激光掃描器等多種無線信息傳感設備將絕大部分現實世界的物品按照適當的通信和描述協議接入到互聯網絡中進行數據傳輸、信息交換或物品監控,以實現便捷性、實時性的物品和信息的智能定位、識別與管理。

物聯網技術正處于起步階段,還未形成一個統一的、完整的網絡體系和技術方案。就目前研究進展和物聯網特性而言,物聯網技術分為三個主要層次:感知層、網絡層以及應用層。其中感知層主要用于對物品進行智能識別和信息收集;網絡層主要使用無線或有線接入技術將物品接入互聯網,無線接入技術主要由LTE技術、Wi-Fi技術或Wi-MAX技術等提供支持;應用層主要對所收集的信息進行處理和應用,并通過網絡層向感知層傳輸控制指令。

2 LTE技術分析

LTE技術是一種長期演進技術,該技術可以極大的提升無線網絡的網絡接入速率,擴大網絡承載終端容量,提供高速數據傳輸業務。LTE技術應用正交頻分復用技術、多輸入多輸出技術等關鍵技術為無線網絡通信提供下行100 Mbit/s,上行50 Mbit/s的信息通信速率,其頻譜利用率較HSUPA有2~4倍的提升。

其中,正交頻分復用技術可以在有限的頻譜空間內建立多個正交子信道,利用相互獨立,互不干擾的子載波對需要傳輸的數據進行調制并利用上述子信道進行數據傳輸,這就成倍的降低了高速數據的傳輸速率,提高了頻譜利用率。

多輸入多輸出技術則是在數據的收發端采用多根接收天線組成天線陣列,進而在接收端和發送端建立起多條數據傳輸通道,在不改變通信帶寬的前提下成倍提高數據通信效率。該技術的實質就是利用空間復用技術對有限的信道容量進行拓展,向用戶提供更高的復用增益和分集增益,提升信道的性能和數據傳輸質量。

3 基于LTE技術的物聯網技術分析

3.1 基于LTE的物聯網體系架構

基于LTE的物聯網架構體系按照物聯網結構可以分為三個部分,分別為物聯網傳感網絡、LTE數據傳輸網絡以及物聯網服務或應用網絡。

其中,物聯網傳感網絡負責對接入物聯網的傳感器和終端設備等進行信息采集、控制和管理接入物聯網的服務終端,利用物聯網網關對物聯網接入設備進行數據通信和設備管理。用戶可以利用LTE接入網所支持的服務器對網絡覆蓋范圍內的設備或物品進行管理。

LTE數據傳輸網絡用于實現數據傳輸控制。應用LTE系統中的eNB可以對用戶數據的IP頭進行加密壓縮,其中S1-MME接口可用于信令傳遞、SGW選擇,用戶尋呼,S1-U接口可用于傳輸用戶信息;MME可以對接入子層的命令執行和數據傳輸進行安全控制,對空閑終端進行尋呼,進行目標切換,實現核心網網元間的信令交換和SGSN選擇等;SGW可以充當移動錨點,提升終端的網絡性能和移動性能。

物聯網服務或應用網絡則是實現物聯網的實際控制和管理。其中,對象命名服務器可以提供外接與服務器之間的數據傳輸接口,供終端用戶應用管理程序對相關終端實物進行管理或對采集的數據進行處理;內部中間件是LTE數據傳輸網絡與物聯網應用服務器的數據通信接口,可為兩者之間的數據通信提供多種安全防護策略,保證數據通信的安全;物聯網服務器主要承擔物聯網數據的存儲、管理、應用等功能。

3.2 基于LTE的物聯網通信實現分析

物聯網的傳感終端采集的數據流在接入到LTE網絡中時會產生龐大的、高頻次的數據流量,這種數據特性是普通的2G或3G業務所無法承擔的。LTE通信技術將這些流量轉變為多個低速子數據流在OFDM子信道中傳輸,同時應用HARQ技術等對通信頻帶等進行自適應調度,適時調整通信協議中的相關參數實現頻譜資源的有效利用及大量數據的實時傳輸。

LTE核心網中不存在主動釋放機制,及LTE鏈路的釋放不是自動完成的,這就為物聯網中的終端實時在線提供了可能。若終端不需要實時在線,只需要通過NAS發送釋放信令給LTE即可斷開與LTE網絡的連接,脫離物聯網網絡。

3.3 基于LTE的物聯網特性分析

就接入角度而言,LTE系統中的用戶都可以根據網絡參數進行信道適配和頻帶資源共享,這就極大的提升了整個物聯網的配置靈活度,促使物聯網中的數據通信和資源使用維持在最佳狀態。

雖然LTE系統不提供主動釋放機制,但是當系統在一定時間內沒有檢測到數據傳輸時可以自動進入省電模式,這種特性可以有效提高網絡設備的工作效率,降低資源消耗和使用成本。

LTE系統應用層二調度器對網絡資源進行動態調配,可以實現用戶終端的實時在線,對于諸如語音、視頻、數據傳輸等特殊業務還能夠通過調整相關參數的方式優化物聯網數據結構,以滿足這類業務的開展,具有非常強的適用性。

4 總結

LTE技術可以依托其強大的數據處理功能承載無線物聯網的接入和應用服務,保證物聯網業務的穩定有序開展,為物聯網的成熟和完善提供強力支持。

參考文獻

[1]李昊,胡興.LTE無線通信技術與物聯網技術的結合與發展[J].郵電設計技術,2012(1).

[2]韓瀅,程剛,裴斐.LTE與物聯網的融合現狀和發展研究[J].移動通信,2012,36(19).

物聯網技術的描述范文4

關鍵詞:物聯網; 用戶接受;影響因素; 用戶接受模型

中圖分類號:C39 文獻標識碼:A DOI:10.3963/j.issn.16716477.2012.03.007武漢理工大學學報(社會科學版) 2012年 第25卷 第3期 吳標兵:物聯網用戶接受度實證研究

網絡x.0是用來描述網絡技術發展階段的。互聯網是Web 1.0。Web 2.0是社會化媒介的涌現和用戶生成的內容。Web 3.0是語義網絡。物聯網又被稱為Web 4.0。

一般來說,物聯網這個詞是指相互連接的網絡化的日常物體所形成的網絡。它通常被視為一個自我配置的無線傳感器網絡,其目的是將所有的物或人互連:任何人,任何物,任何時間,任何地點都可以相互通信。支撐物聯網的技術有全球定位系統(GPS)、地理信息系統(GIS)和無線射頻識別(RFID)等等。物聯網依賴于互聯網的信息架構,是互聯網的擴展和延伸。

近年來,物聯網正成為一種國家和地區的戰略維度,經濟和社會發展的制高點以及學術研究的熱點。但物聯網領域所做的很多研究只是物聯網定義和相關技術,依舊停留于抽象概念的網絡架構\[1\]。

在社會和經濟管理實踐中,物聯網決策的制定,國民經濟和社會發展規劃,智慧城市的頂層設計往往缺少對用戶這一利益層的重視和細致分析以及有效的評估機制。技術有一個堅定的信念:它不斷地向用戶演示它在技術功能上如何先進,其應用價值將是不言自明的。當突破性技術被開發時,這可能造成大量需求。有時事實并非如此:用戶對看似“完美”的技術沒有興趣,即使一切都做得很“對”。從技術應用失敗的歷史案例中,我們在這里可以得到一個經驗教訓:用戶對技術的理解和接受是技術應用成敗的關鍵,而用戶對技術的理解和接受的關鍵是換位思考。

信息技術接受相關研究文獻和成果較多,比如技術接受模型(Technology Acceptance Model,TAM)、理理論((Theory of Reasoned Action,TAR)等。相較其他理論,TAM在預測用戶使用IT意愿上更具有效性\[24\]。國外個別學者使用TAM來解釋消費者對RFID技術的接受,但是該文只將TAM情境化,而沒有建立一個合理的模型\[5\]。國內研究物聯網用戶接收的文獻不多,筆者曾在《物聯網用戶接受行為影響因素探究》(簡稱“探究”) 一文中對物聯網接收行為的影響因素進行了細致的定性分析,并建立了相應的模型,但是沒有進行定量分析\[6\]。本文的著眼點在于用戶對物聯網技術的接受的實證研究,以確立科學的評價和預測機制。

一、實證研究

(一)研究假設和模型量表

1.研究假設。根據“探究”的物聯網用戶接受度模型,見圖1。

圖1 物聯網用戶接受度模型

本文對18個假設進行歸類:

假設1.1~假設1.7 互動性、成本感知、兼容性、社會因素、易用性感知將顯著(正) 影響用戶有用性感知;安全感知、隱私感知將顯著(負) 影響用戶有用性感知。

假設2.1~假設2.3 創新性、兼容性、社會因素將顯著(正) 影響用戶易用性感知。

假設3.1~假設3.8 創新性、互動性、有用性感知、易用性感知、兼容性、社會因素將顯著(正) 影響用戶接受度;隱私感知、成本感知將顯著(負) 影響用戶接受度。

2.模型量表。在不影響實質內容的情況下,本文對“探究”中的“用戶接受度模型量表”進行適度的歸納、優化,建立較為明晰、合理的量表,見表1。

(二)問卷設計和樣本收集

本問卷以手機校園卡物聯網應用為例。問卷調查按照下列程序進行:第一步,閱讀文獻和訪談,確定影響用戶接受手機校園卡物聯網技術的因素指標體系,設計測量項,形成調查問卷初稿。所有項均用Likert7級量表進行測量。人口統計變量也包括在其中。第二步,預調查,把調查問卷發放給20位在攻讀本科或碩士學位的不同專業學生,讓他們對問卷提意見。優化問卷結構、提問方式以及操作指南。第三步,將問卷中的結構變量和觀測變量的問題全部打亂,并將一個觀測變量的測量項從正反兩個方面進行設置,以檢測回收問卷的有效性。第四步,正式調查,調查對象是武漢大學使用校園手機卡的不同專業的學生,他們對手機校園卡的使用有直接的經驗。這樣,樣本符合研究的目的。本問卷調查以面候調查為主,留置調查為輔。在被調查之前講解了必要的注意事項,在調查中對被調查者的問題進行說明。第五步,調查問卷的回收和甄別。發放300分問卷,收回278問卷,回收率為90.2%。剔除6份無效問卷,最終有效問卷為272份。本研究的分析變量有10個,有效樣本為272份,多于有效樣本是分析變量10倍的要求,符合統計要求。

(三) 模型檢驗

在數據分析中,用結構方程模型(Structural Equation Model,SEM)方法對變量設計、研究假設和系統模型進行驗證,主要采用SPSS18.0和LISREL8.7兩種軟件來完成。

1.探索性因子分析。首先對問卷進行檢驗,以確定是否適合做因子分析,并采用KMO檢驗和Barelett球度檢驗。檢驗結果顯示,KMO值為0.929,Barelett體驗值0.001水平上顯著,表明所獲取的數據適合采取探索性因子分析。第二步采用主成份分析法,以特征根大于或等于1為因子提取原則,提取有效因子數目,再選擇方差最大正交旋轉法,對因子進行旋轉;提取10個有效因子,解釋88.984%的方差。第三步,對提取出的因子進行分析,按因子負荷系數大于0.75為原則,選擇所提取的因子應該保留的觀測變量。分析表明,所有觀測變量均與對應因子匹配。

2.信度和效度分析。根據旋轉成份矩陣,各觀測變量在對應因子的負載遠高于在其他因子的交叉負載,表明所有觀測變量具有較好的效度。本文采用Cronbachα系數及復合信度來考察內部一致性信度,使用平均提煉變差AVE值來考察模型中結構變量聚斂效度及其判別效度。如果α值大于0. 7或復合信度系數大于0. 8,說明模型中各結構變量的觀測變量具有很好的一致性,可以判定數據可靠性較高,模型具有可信性。如果AVE值大于0. 5(AVE平方根大于0. 707),說明結構變量具有較強的聚斂效度;如果AVE的平方根大于結構變量之間的相關系數,說明結構變量之間具有較強的判別效度。研究結果表明,模型具有較好的信度和效度,見表2、表3。

3.路徑分析。本部分進一步研究變量之間的因果關系:一是以接受度作為因變量,以創新性、互動性、安全感知、隱私感知、成本感知、有用性感知、易用性感知、社會因素為自變量的路徑分析;二是以有用性感知作為因變量,創新性、互動性、安全感知、隱私感知、成本感知、易用性感知、社會因素為自變量的路徑分析;三是以易用性感知作為因變量,創新性、互動性、安全感知、隱私感知、成本感知、社會因素為自變量的路徑分析。驗證分析結果表明模型中的18個假設都得到支持。有用性感知、易用性感知、接受度的解釋方差分別為0.461、0.212、0.716。用LISREL8.70對模型進行分析,產生本模型的擬合指數。各指數中除了GFI 略小于推薦值外,均優于推薦值,顯示模型具有較好的擬合度。見表4。

二、討論和啟示

(一)隱私和安全

物聯網技術符合現代社會的控制特征,并對公民的隱私和安全產生影響。物聯網不可避免會增強有關人和物的信息收集的可能性。而且,無論是通過數據所有權人還是數據合法持有人,自動決定的可能性將極大可能地創造信息失控的印象。在零售行業,如果個人身份數據和特別的產品代碼聯系在一起,存儲在RFID標簽中,零售商就能建立起顧客的檔案和顧客購買行為的檔案。這不僅能幫助零售商推導出他們顧客的購買行為習慣,還能推導出顧客獨特的健康狀況、生活方式和旅行休閑愛好等。單位組織對個人信息收集這一行為,加劇了顧客對他們自身隱私的關注,因為收集的信息有可能被第三方利用。從用戶的角度看,對于物聯網技術的實施(比如校園手機卡),用戶更多地考慮到直接的隱私威脅。

根據歐盟委員會報告\[7\], 66%的顧客要求商場明確標明商品是否采用了RFID標簽。74%的雇員關心雇主是否用RFID跟蹤其行為。然而,在跟蹤危險物品時,公眾更樂意接受RFID的使用。盡管物聯網RFID技術主要應用于識別物品或跟蹤貨物,但是RFID技術也可以用來直接或通過各種來源搜集個人信息。隱私問題比起設施安全更引起關注,它涵蓋網絡中個人數據的使用、存儲和采集。因此,對于公眾接受RFID來說,充分的隱私保護尤為重要。雖然隱私問題的感知是因人、因文化環境而異,取決于個人的容忍度,但是消費者對隱私問題重要性的感知逐漸增強,這可能來自于不斷增長的對互聯網、物聯網技術潛在風險的累積性認知。在物聯網技術日益浸入生活的時候,隱私重要性日益凸顯。所以隱私感知直接對物聯網技術接受度產生負相關影響。安全是一個技術含量較高以及在認知上更為深層次的命題。對于特定用戶來說,物聯網安全因素不容忽視。

雖然對信息的搜索和分析可以作出控制性的預測,但是這種預測又增加許多不確定的因素。隱私入侵而產生的反作用可能會導致虛假信息泛濫的非暴力性不合作或物理破壞監視設備的暴力革命。監控系統愈是強大,其健壯性愈是脆弱。技術基礎設施失靈,它將對經濟和社會產生災難性后果。遠程控制物體也可能導致我們變得有依賴性,并失去我們在個人層面上的優勢。隱私和安全問題可能成為物聯網社會接受問題上的一個隨時都會被引爆的炸彈。

(二) 社會因素

作為社會因素的熟人評議、媒體輿論、行政建議等對物聯網技術接受的作用具有直接的引導性和培植力。從某種程度上講,物聯網技術的接受取決于社會因素。物聯網技術的應用一方面要加強各種媒體對物聯網應用的輿論宣傳和適當監督;另一方面要加強合理的非強迫式的行政建議和行政指導,凸顯政府部門在物聯網發展中的引導、指導和監管作用。技術是一種社會進程,需求僅僅是技術一個動因,并非決定因素。技術的發展程度、形式和功能取決于社會對技術的管理和控制程度。

(三) 創新性

研究表明,開放的思維對物聯網技術接受的重要性,保守意識是物聯網發展的障礙。創新性對技術接受度和易用性感知有顯著的正相關影響。但創新性對有用性感知并沒有呈現的顯著正相關影響??梢宰鞒鋈缦陆忉專夯趧撔滦缘暮闷嫘膶π率挛锏慕邮茉诩夹g應用初期的易用性方面起到一定作用。但是有用性感知是一個事實判斷。實踐是檢驗“有用”與否的重要標準。因而創新性與其他因素相比較對有用性感知的影響并不顯著。

(四) 其他因素

有用性感知是技術接受度的最大影響因素。這表明,在物聯網技術接受上,用戶秉持“有用即真理”的哲學理念。易用性感知是有用性感知和接受度與用戶之間的工具性橋梁、界面和基礎設施。

成本感知對于有用性感知和接受度有直接的影響。運營商、設備制造商需要采取各種措施以降低物聯網技術的歷史成本和未來成本,需要運營商、設備制造商提高成本的透明度。物聯網技術處于發展的初級階段,如果用戶認為接受物聯網技術導致其成本超出預期,用戶接受物聯網技術的可能性就會降低。可以預測,成本是物聯網技術接受的門檻。

物聯網是互聯網的延伸和演進:物聯網不僅僅限于以計算機作為互聯終端,它還將其他任何物納入互聯的網絡世界,形成無處不在的網絡?;有允腔ヂ摼W的生命源泉,沒有互動性就沒有互聯網。以此演繹,沒有互動性也沒有物聯網。互動性是物聯網技術應用成熟的標志。與用戶互動的能力作為關鍵信息來源,成為商業模式的重要因素。

物聯網是多種技術的融合和創新。如果用戶不需要改變相關配置來配合新技術的應用,就越有可能提前接受該技術。兼容性成為物聯網技術應用成敗的技術關鍵。

樣本是本文的一個的局限。未來的研究應通過從不同的人群收集數據進行調節變量來進一步檢驗和確證該模型。

\[參考文獻\]

\[1\] Duquennoy S,Grimaud G,Vandewalle J.The Web of Things:interconnecting devices with high usability and performance\[C\]∥ Embedded Software and Systems,2009.ICESS ''09.International Conference in Zhejiang on 2527 May,2009:323330.

\[2\] Agarwal R,Karahanna E.Time flies when you''re having fun:Cognitive absorption and beliefs about information technology usage\[J\].MIS Quarterly,2000,24(4):665693.

\[3\] Korzaan M L.Going with the flow:Predicting online purchase intentions\[J\].The Journal of Computer Information Systems,2003,43(4):2531.

\[4\] Zhang Xiaoni,Prybutok V R,Koh C E.The role of impulsiveness in a TAMbased online purchasing behavior model\[J\].Information Resources Management Journal,2006,19(2):5468.

\[5\] Hossain,Muhammad M,Prybutok,Victor R.Consumer Acceptance of RFID Technology:An Exploratory Study\[J\].IEEE Transactions on Engineering Management,2008,55(2):316328.

物聯網技術的描述范文5

關鍵詞:智能家居;物聯網技術;應用

中圖分類號:O434 文獻標識碼: A

一、智能家居的概述

美國是最早提出智能家居概念的國家,主要指的是建立在住宅平臺基礎上的一種現代化的居住環境,不僅實現了信息家電、網絡通信、建筑設備和信息設備的自動化,還擁有管理、服務、機構和系統等多項功能,為居住者提供一個舒適、安全的環境,方便居住者的生活,減少環境污染。家居生活是一個相對復雜的系統,涉及多個子系統,在綜合布線、音視頻、網絡通信、安全防范及計算機等多種先進的技術支持下,把多個子系統連接為一個統一的整體,從全局角度出發,全面管理居民的生活狀況,在提高居民居住安全性和居民時間利用效率、優化生活方式的同時,還能達到減少資源消耗、降低費用的效果。

根據小區、用戶的不同需求,可以將智能家居劃分為兩大類,即要求在室內進行聯網的系統和要求將控制、連網進行集中統一連接的系統。其中前者包括一些具有私密性特點的家電控制、燈光控制、自來水控制等系統,該類系統具有單獨性,無法同公共管理部門進行數據交換,而后者則涵蓋抄表控制、對話等系統,這部分系統可以同外部單位相連接,能夠進行統一的控制。

二、物聯網概述

物聯網的英文描述為“TheInternetofthings”,即“物――物相連的互聯網”。在傳統互聯網人與物互通的基礎上,實現物與物互通,是互聯網發展的應用和業務層面的拓展。其主要特征是全面感知、可靠傳遞和智能處理。全面感知是指利用RFID、二維碼、傳感器等隨時隨地獲取和采集物體信息;可靠傳遞是指通過無線網絡和互聯網的融合將物體信息準確傳遞;智能處理是指利用云計算、數據挖掘及智能識別等人工智能技術對海量數據信息進行分析處理,完成對物體的智能化控制。

物聯網是一種全新的動態網絡,能夠隨時隨地實現人與人、人與物、物與物之間的交互。從系統角度上來看,物聯網可劃分為三層體

系,如下:感知層:從人類世界或者物理世界獲取相關的數據,包括各類標識、音頻視頻和各種物理量。位于最底層,是發展和應用的基礎,有全面感知的核心能。

網絡層:先將感知層感知到的數據匯聚到傳輸網絡中,在匯聚到應用層,即傳遞感知層感知到的數據。

應用層:把感知和傳遞的信息進行分析處理,做出正確控制和決策,實現智能化的管理、應用和服務。為物聯網的發展提供驅動力。

此外?;谖锫摼W的智能家電必將為人們提供未來生活方式的全新解決方案。將物聯網技術應用到家用電器中,可以使家電具有智能感知及信息網絡功能,能使家庭中的家電設備之間信息交互、家電設備與產品和用戶之間也可以進行信息交互,方便人們的日常家居生活,使生活方式更加合理,生活模式更舒適、健康、環保。

三、物聯網技術在智能家居領域的應用

物聯網技術主要包含三個層面,即感知層面、網絡層面和應用層面。物聯網常見的感知技術包括RFID技術、二維碼技術、傳感器技術、攝像頭、GPS等;進行網絡傳輸的技術主要包括3G、Wi-Fi、藍牙、接入網等;計算技術主要是指進行海量數據處理的技術包括數據挖掘和數據推送。網絡層面包含電信運營(移動、有線、衛星通信網絡等)、物聯網運營(信息中心、管理中心等)、平臺、軟件、系統設備、系統集成及終端設備。應用層面包含環境監測、智能交通、智能建筑、智能家居、遠程醫療、城市管理、公共安全、工業監控、綠色農業、資源管理等。

物聯網技術在智能家居的應用包含了家居環境控制、家庭安防、智能家電等多個領域,一個完全的智能家居系統按照前文所述包含了20個子系統。在物聯網技術支撐下,用戶可以將家用電器之間組成一個物物相連的網絡,然后在互聯網的基礎上,對家庭中的設備、產品進行監控;在家電或者產品發生故障時能夠通過網絡自動進行短信、電話等智能報警;家用電器能夠智能地記錄用戶的生活習慣和生活方式,利用數據挖掘、情境感知等技術為用戶進行合理的信息推送,實現人與家電、環境、產品的自然交互。物聯網技術貫穿智能家居從終端設備的研發、系統集成及運行到用戶使用的全過程。從技術角度來看,物聯網智能家居技術的核心技術是通訊或控制協議,涉及硬件接口和軟件協議兩部分,可以簡單的劃分為無線與有線技術。

有線技術包含了RS485、IEEE802.3(Ethernet)、EIB/KNX、LonWorks、X-10、PLC-BUS、CresNet,AXLink等。其中X-10,PLC-BUS是專門針對智能家居行業制定的通訊技術。X-10電力線載波技術在上世紀70年代產生,在我國2000年前后引入并開始推廣,該技術可以在電力線上通訊,免于智能家居系統部署的時候另外布線。該技術對電網運行環境依賴性較高,由于設備成本、技術穩定性及信息

安全等問題市場局面一直難于打開。PLC-BUS提高了一定的通訊穩定性,但是難以保證持續穩定的質量,對電網環境的依賴性仍舊很強,使用成本和信息安全的問題無法根本性解決。盡管電力線載波技術已經有40多年的技術積淀,但是由于成本和技術瓶頸,智能家居產品在有線技術開發方面不斷地進行新的嘗試,各種技術的優缺點暫時不能滿足客戶的需求,也許這也是今天多種有線技術并存的原因。

無線技術包含了RFID智能識別技術、藍牙(Bluetooth)、WiFi、Zigbee、Z-Wave、Enocean等。RFID是一種通過無線電波進行數據傳輸的非接觸式的自動識別計技術,它通過無線電信號進行數據讀寫并識別特定目標,具有無接觸、識別速度快、自動化程度高、抗干擾、識別多個物體等優點。RFID是20世紀90年代興起的,發展至今被認為是自動識別領域中應用最廣泛的、識別效果最好、最重要的一項技術。WiFi作為低成本、最易與互聯網連接的智能家居技術解決方案被廣為應用。ZigBeeZigBee技術的特點包括:低功耗、成本低、低速率、時延短、高容量、工作可靠、高安全等。ZigBee的設計可用于支持特定應用軟件的開發和部署。應用規范和ZigBee的堆棧相連,讓制造商更快、更容易地推出特別針對某些應用的無線產品??捎玫膽靡幏栋彝プ詣踊⒅悄苣茉?、通信、醫療、遠程控制(RF4CE,或稱消費電子射頻)、建筑自動化和零售服務。Z-Wave主要針對家庭和小型商用建筑的監控和控制,廣泛適用于照明控制、安全和氣候控制。其它應用包括煙霧探測器、門鎖、安全傳感器、家電和遠程控制。

物聯網智能家居系統從技術和應用的角度來說穩定性、可拓展性(靈活性)、安全性及經濟性都是重要衡量指標。目前為止,無論是有線技術還是無線技術都沒有一個得到廣泛認可的技術標準。有線技術基于專用通訊線纜,某種程度上來說其穩定性較好,但是可拓展性較差(系統擴展、改良需要重新布線)、成本高也是其難以跨越的門檻。與之相比無線技術的高速發展在可拓展性(靈活性)及經濟性方面都具有優勢。穩定性和安全性方面兩者各有千秋,都在不斷發展完善。

結束語:

綜上所述,隨著科學技術的快速發展,智能家居的概念開始走向大眾而物聯網的出現更好地將智能家居推到了一個新的高度。本文研究基于物聯網的智能家居系統,首先介紹智能家居和物聯網,然后介紹物聯網在智能家居中的應用。本文設計的智能家居系統能夠實現監控、報警、控制等功能,體現出智能家居的方便性和實用性,以及廣泛的應用前景。

參考文獻:

[1]陳謐.智能家居的物聯網技術及其應用[J].現代建筑電氣,2014,02:47-49+63.

[2]高川翔.面向智能家居的物聯網體系結構研究[J].信息系統工程,2014,09:21-22.

[3]張永剛,王斌.物聯網技術在智能家居中的應用[J].智能建筑與城市信息,2012,02:27-30.

[4]吳曉,周建平,梁楚華,許燕.物聯網技術在智能家居中的應用研究[J].物聯網技術,2012,11:71-73.

物聯網技術的描述范文6

關鍵詞:物聯網;設備管理;管理接口;管理協議

中圖分類號:TP393 文獻標識碼:A 文章編號:2095-1302(2013)12-0078-03

0 引 言

近年來,隨著無線局域網通信技術以及半導體元器件技術的不斷進步,代表著互聯網下一步演進方向的物聯網技術逐步從概念和理論走向了實際的部署和應用。物聯網的應用范圍非常廣泛,在智能家居、智能交通、公用事業、電子醫療、環境監測、庫存管理等領域都有著十分廣闊的應用前景。據預測,到2020年將有500億臺各種設備被連接到互聯網[1],從而實現所有能夠從網絡連接中獲益的設備都被連接到互聯網。

隨著物聯網應用和設備的日益普及,用戶在日常生產和生活中將會面對和使用越來越多的物聯網設備。如何正確配置和管理這些海量設備將是一個很大的問題,尤其是對于缺乏專業知識的普通終端用戶而言。因此,需要這些物聯網設備能夠支持遠程的配置和管理功能,以便可以建立一個物聯網設備管理系統來由專業人員遠程地配置和管理它們,爭取實現物聯網設備的即插即用,從而減輕普通終端用戶的負擔。另外,在很多應用場景中由于部署以及成本等多方面限制,物聯網設備通常都具有體積小、價格低廉、無固定電源供電的特點。受這些限制,它們的存儲能力、計算能力、網絡性能以及電源容量往往十分有限。因此,傳統互聯網中所使用的網絡設備管理協議和方法對于這些物聯網設備來說負荷過重,從性能到能耗等多方面的要求都難以滿足而無法有效使用。這就需要針對能力受限的物聯網設備開發更高效的管理協議及方法,相關研究已經吸引了學術界越來越多的關注和努力。國際和國內的多個相關標準組織也已經開始了對物聯網設備管理標準的討論與制定。IETF、OMA、IPSO、ESTI、CCSA等組織都起草或者了相關標準。

1 物聯網設備管理的學術研究

學術界針對物聯網設備管理中的不同問題進行了大量的各種研究,包括如何在物聯網中使用現有網絡管理協議,借鑒現有網管協議開發新的適用于物聯網專用網管協議,針對不同物聯網應用場景進行網絡管理等多個方向。

1.1 物聯網中的設備管理研究

PANDEY等總結了包括休眠設備、低功耗松散網絡、混雜網絡、移動網絡、雙向通信、動態網絡、時間敏感數據網絡等多種M2M網絡應用的特性和需求,提出了包括故障管理、配置管理、軟件升級、位置管理、QoS與SLA監控以及安全管理等通用的M2M網絡管理需求[2]。計劃后續開展針對物聯網業務的管理研究,以及如何將設備管理與業務管理相結合。

物聯網設備的部署可以通過管理平臺遠程地進行引導啟動和配置,并可提供一種在家庭網絡的場景中對無線設備進行注冊驗證的方法,通過具有驗證功能的注冊服務器,保證無線設備能夠安全接入到選定的家庭網絡,獲取相應的配置信息[3]。在物聯網設備被正確配置完成部署之后,它們仍舊會有bug修復、功能升級以及其他的維護需求,需要進行固件升級和軟件更新。在很多應用場景中,物聯網設備的數目是海量的,且部署在非常廣闊的區域內,完全靠人工現場升級是不現實的,這就需要設備管理支持遠程的在線更新功能。為了適應物聯網窄帶寬、低能耗的特點,要盡量減少網絡流量,避免不必要的重復傳輸,只傳輸需要更新的軟件部分。設備在進行了軟件更新之后往往需要重啟系統,但是系統重啟往往會使設備丟失之前運行中的所有狀態信息(如路由表等),為此, CHANG Y等為物聯網設備實體的遠程管理更新設計了一種動態軟件更新模型,以支持在不需要重啟設備的情況下進行軟件的在線升級[4]。該模型將實時應用分解為多個可重用的任務并將它們組織為樹狀結構,通過遍歷這些任務節點并調用相應的處理程序來逐個執行這些任務以實現應用。由于不同處理程序之間互不相關,就可以在不干擾其他任務執行的情況下對一個任務進行替換和更新。應用場景、故障管理、位置管理、QoS管理等也在不同的應用場景中對物聯網設備的正常工作起著重要作用。ZHANG Yan等分析了家庭場景中不同設備和網絡的特性后,重點討論了如何在家庭網絡中有效進行QoS管理,設計了一種采用跨層聯合管理和速率控制機制來根據不同應用的QoS需求在資源受限的家庭網絡中合理地分配資源的方案[5]。

1.2 物聯網中使用現有網管協議研究

要對物聯網中的受限設備進行管理,首先能夠想到的就是既有的互聯網設備管理協議是否能夠直接用于物聯網及其效果如何。使用既有協議具有標準成熟度高,可以避免額外的標準開發工作,易與原有網管系統和設備兼容等優點。SEHGAL A等嘗試在運行Contiki操作系統的Atmel公司的AVR Raven硬件平臺上實現了輕量級的SNMP協議和NETCONF協議。比較發現SNMP協議比NETCONF具有更高的效率,占用的運算時間和存儲空間都相對較少[6]。這些網管協議通常使用TLS/DTLS等安全機制來提供安全保證,這些安全機制往往需要更大的開銷。另外,由于大報文會帶來在不同協議層上的分片以及重組開銷,會需要較多的資源,建議更多地使用低負荷的小報文實現。經過適當優化,部分既有的互聯網設備管理協議可以用于一些受限的物聯網設備。

1.3 物聯網中的新型管理協議研究

除了改進傳統互聯網管理協議,一些學者也開展了新型物聯網管理標準的研究和驗證工作。GLIGORIC N等人討論了處于3GPP LTE網絡中物聯網設備的管理問題[7]。建議可以使用OMA-DM定義的管理機制進行物聯網設備管理,OMA-DM使用的HTTP和XML對于物聯網中的受限設備來說負荷過重。建議使用輕量級的應用層協議CoAP來替代HTTP,這也是OMA lightweight M2M標準項目當前的工作重點。而在各種可以用于替代XML的壓縮報文格式之中,通過比較驗證了EXI相比Core Format Link和Protobuf會更有效率且更容易實現。另外,由于受電池容量的限制,為達到節能的目的,多數LTE網絡中的物聯網設備都會有休眠模式,如果要對處于休眠模式的設備進行遠程管理,首先需要將設備喚醒,建議可以使用短消息(SMS)來喚醒處于休眠狀態的設備。

2 標準化工作

許多從事物聯網相關產品設計和生產的公司也進行了大量的研究工作,并在各相關標準組織中致力于物聯網管理協議的標準化活動。

2.1 互聯網工程任務組(IETF)

作為全球最具權威的互聯網技術標準化組織,IETF有專門的操作與管理域負責開發和制定互聯網管理的相關規范,曾經制定了SNMP[8]、NETCONF[9]、YANG[10]等用于網絡管理的協議和描述語言,在IP網絡的管理中被廣泛使用。這些協議和語言定義了如何描述一個被管理的對象,定義了管理架構和管理功能接口,以及如何傳輸這些管理信息。IETF仍在進行新的網絡管理技術的研究和開發,以便應對層出不窮的新應用場景和新需求。

隨著物聯網技術的興起,IETF陸續成立了多個工作組進行受限環境下IP網絡技術的研究,包括研究在低功耗無線個域網(802.15.4)上實現的IPv6協議棧的6lowpan工作組,研究在資源受限節點上實現IPv6的6lo工作組,研究家庭網絡的homenet工作組,研究各種輕量級實現的lwig工作組,研究低功率松散網絡條件下輕量級路由協議的roll工作組,研究受限網絡環境下安全傳輸的dice工作組,研究受限IP網絡中面向資源應用協議的core工作組等。其中,core工作組制定了受限RESTful環境下的鏈接格式標準(CoRE Link Format RFC6690)[11],該標準中定義的鏈接格式可用于高效地描述受限物聯網web服務器的資源,包括它們的屬性以及鏈接關系等。特別地,core工作組剛剛完成了一種專門用于受限設備和網絡的web傳輸協議—— 受限應用協議(CoAP)[12]—— 的制定。CoAP是一種類HTTP的用于REST架構的輕量級應用層協議,承載于UDP之上,采用request/response交互模型,支持GET、PUT、POST、DELETE方法。該協議的設計充分考慮了低功耗、功能有限的物聯網設備的需求,具有報文頭開銷小,解析復雜度低,機制簡單,支持多播等特點。目前與之相配套的相關協議族也正在逐步制定中,涉及內容包括組通信[13]、接口描述[14]、分塊傳輸[15]、資源觀測[16]等。CoAP及其配套協議族可以作為應用層協議來傳輸物聯網中的各種管理消息。另外,IETF中建立了專門的討論受限網絡中管理問題的非工作組郵件列表COMAN,目前正針對受限設備的管理需求[17]和備選的管理技術[18]等熱點問題進行熱烈討論,并計劃將來就此課題成立專門的工作組。

2.2 開放移動聯盟(OMA)

由全球主要的移動運營商、設備和網絡供應商及信息技術公司組成的開放移動聯盟也早已認識到對處于多種網絡中海量的各種輕量級設備和連接進行監控,配置和管理都是必不可少的功能,計劃制定一系列的標準來解決這些問題。目前,已經開始了輕量級物聯網設備管理框架[19]的制定。該協議將所有的管理項都描述為對象和資源,并且定義了常用的管理接口,可用于快速部署客戶端/服務器模式的物聯網業務。OMA當前定義了LWM2M服務器、接入控制、設備、連接、固件五種對象,每種對象下有各種相關資源,例如,設備對象下有制造商、固件版本、重啟、電池電量等多種資源。為提高描述和傳輸這些資源的效率,OMA為這些對象和資源都分配了相應的數字ID,例如設備對象下的重啟資源可以描述為“/3/8”。管理接口包括設備發現和注冊接口、引導接口、設備管理及業務使能接口和信息報告接口,可以使用CoAP協議來實現這些接口。通過這些管理接口對管理相關的對象和資源進行操作,即可實現相應的管理功能。

2.3 IPSO 聯盟

IPSO聯盟是一個致力于推廣IP協議族用于智能設備間通信的全球性非營利組織,致力于為相關標準組織提供服務,促進行業的推廣和發展。IPSO了其第一個技術指南[20],使用IETF標準為基于IP的智能設備構建了一個簡單高效的RESTful的設計模型。該模型為如何使用HTTP、REST、XML、JSON、COAP等web技術來實現物聯網管理和應用描述了一個特定的模板。使用功能集的形式定義了智能設備可用于向后臺業務表示自身資源的REST接口。 圖1所示就是IPSO定義的物聯網智能設備功能集,其中Device、Power、Load Control、Location、 Configuration都是管理相關的功能集。

2.4 其他標準組織

還有其他一些區域性的標準化組織也在進行物聯網設備管理方面的研究工作。歐洲電信標準化協會(ETSI)專門設立了一個新的技術委員會來制定物聯網通信標準,這些標準[21,22]分別定義了與寬帶論壇 TR069管理協議以及OMA設備管理一致的管理信息模型,另有一些關于管理架構、接口、應用場景的標準也在制定中。中國通信標準化協會(CCSA)的泛在網技術委員會(TC10)也對部分場景下的管理功能進行了研究,如感知節點的電源管理,嵌入式通用集成電路卡(eUICC)遠程管理,醫療無線體域網管理等,但還沒有標準項目針對物聯網下的網絡管理架構、模型以及協議進行研究。

3 結 語

伴隨著近年來物聯網技術的逐步成熟以及應用的日益普及,對于眾多物聯網設備的遠程管理需求也日益體現。由于物聯網設備普遍具有低計算能力、低存儲、低功耗的特性,如何高效地實現對它們的遠程管理具有相當的挑戰性。學術界和工業界都對此問題進行了深入的研究,分析了物聯網特有的管理需求;探討了使用傳統的IP網絡管理協議,開發新的專用于物聯網管理協議等多種方式來實現物聯網的遠程管理;并且在LTE網絡、家庭網絡等多種應用場景中進行了實現和驗證。通過比較和討論,傳統IP網絡的管理協議直接用于受限的物聯網設備負荷過重,難以滿足低負荷、低功耗的需要。開放移動聯盟(OMA)參考其原有的設備管理協議而定義的輕量級物聯網協議中所定義的管理框架和接口更適用于物聯網應用場景。IPSO定義了可供OMA參考的設備管理資源和模型。通過管理接口對管理資源進行相應的操作,就可以實現配置管理、故障管理、電源管理等各種管理功能。IETF所制定的應用于受限環境的應用層協議(CoAP)及其相關協議可用于實現這些管理接口以及傳輸管理消息。管理相關資源的描述可以使用IETF制定的Link Format數據格式,實現信息的高效的表述及傳輸。隨著物聯網管理相關標準的不斷完善,物聯網設備和技術必將獲得更加廣泛的應用。

參 考 文 獻

[1] Ericsson. More than 50 billion connected devices [EB/OL].[2011-02-14]. http:///cn/news/110214_more_than_50_billion_244188811_c.

[2] PANDEY S, CHOI M J, KIM M S, et al. Towards management of machine to machine networks [C]// Proceeding of 2011 13th Asia-Pacific Network Operations and Management Symposium. Taipei: APNOMS, 2011, 1-7.

[3] SLAVOV K, SALMELA P M. Method of authenticating home operator for over-the-air provisioning of a wireless device: United States, US 2009/0253409 A1 [P]. 2009-10-08.

[4] CHANG Y, CHI T,WANG W, et al. Dynamic software update model for remote entity management of machine-to-machine service capability [J]. IET Communication, 2013, 7(1): 32-39.

[5] ZHANG Yan, YU Rong, XIE Sheng-li, et al. Home M2M networks: architectures, standards, and QoS improvement [J]. IEEE Communications Magazine, 2011, 49(4): 44-52.

[6] SEHGAL A, PERELMAN V, KURYLA S, et al. Management of resource constrained devices in the Internet of Things [J]. IEEE Communication Magazine, 2013, 50(12): 144 -149.

[7] GLIGORIC N, KRCO S, DRAJIC D, et al. M2M device management in LTE networks [C]// Proceedings of 2011 9th telecommunications forum (TELFOR). Belgrade, Yugoslavia: TELFOR, 2011: 414-417.

[8] CASE J, FEDOR M, SCHOFFSTALL M, et al. A simple network management protocol (SNMP) [S]. RFC1157, IETF, 1990.

[9] ENNS R, BJORKLUND M, SCHOENWAELDER J, et al. Network configuration protocol (NETCONF) [S]. RFC6241, IETF, 2011.

[10] BJORKLUND M. YANG-a data modeling language for the network configuration protocol[S]. RFC6020, IETF, 2010.

[11] SHELBY Z. Constrained RESTful Environments (CoRE) link format [S]. RFC6690, IETF, 2012.

[12] SHELBY Z, HARTKE K, BORMANN C. Constrained Application Protocol (CoAP) [S]. draft-ietf-core-coap-18, IETF, 2013.

[13] RAHMAN A, DIJK E. Group communication for CoAP [S]. draft-ietf-core-groupcomm-16, IETF, 2013.

[14] SHELBY Z, VIAL M V. CoRE interfaces [S]. draft-ietf-core-interfaces-00, IETF, 2013.

[15] BORMANN C, SHELBY Z. Blockwise transfers in CoAP [S]. draft-ietf-core-block-14, IETF, 2013.

[16] HARTKE K. Observing resources in CoAP [S]. draft-ietf-core-observe-11, IETF, 2013.

亚洲精品一二三区-久久