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物联网架构及应用初探
来源: | 作者:pmtab757e | 发布时间: 2020-02-11 | 293 次浏览 | 分享到:
      物联网的英文名称为"The  Internet  of Things” 。由该名称可见,物联网就是“物物相连的互联网”。这有两层意思:第一,物联网的核心基础仍然是互联网,是在互联网基础之上的延伸和扩展的一种网络;第二,扩展到了任其用户端延伸和何物品与物品之间,进行信息交换和通信。因此,物联网的定义是通过射频识别(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。

1、从技术架构上来看,物联网可分为三层:感知层、网络层和应用层。

2、感知层由各种传感器以及传感器网关构  技术架构图示成,包括二氧化碳浓度传感器、温度传感器、湿度传感器、二维码标签、RFID 标签和读写器、摄像头、GPS等感知终端。感知层的作用相当于人的眼耳鼻喉和皮肤等神经末梢,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。

3、网络层由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网、网络管理系统和云计算平台等组成,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。

4、应用层是物联网和用户(包括人、组织和其他系统)的接口,它与行业需求结合,实现物联网的智能应用。


 物联网关键技术

物联网关键技术包括如下技术: 

自动感知技术:传感器设计,中间件与数据处理软件设计; 

嵌入式技术;移动通信技术;计算机网络技术;智能数据处理技术:中间件与应用软件设计、海量数据存储与计算、数据挖掘;智能控制技术;信息安全技术等。



应用场景

1、物联网在农业中的应用

①农业标准化生产监测:是将农业生产中最关键的温度、湿度、二氧化碳含量、土壤温度、土壤含水率等数据信息实时采集,实时撑握农业生产的各种数据。

②动物标识溯源:实现各环节一体化全程监控、达到动物养殖、防疫、检疫、和监督的有效结合,对动物疫情和动物产品的安全事件进行快速、准确的溯源和处理。

③水文监测:包括传统近岸污染监控、地面在线检测、卫星遥感和人工测量为一体,为水质监控提供统一的数据采集、数据传输、数据分析、数据发布平台,为湖泊观测和成灾机理的研究提供实验与验证途径。

2、物联网在工业中的应用

①电梯安防管理统:该系统通过安装在电梯外围的传感器采集电梯正常运行、冲顶、蹲底、停电、关人等数据,并经无线传输模块将数据传送到物联网的业务平台。

②输配电设备监控、远程抄表:基于移动通信网路,实现所有供电点及受电点的电力电量信息、电流电压信息、供电质量信息及现场计量装置状态信息实时采集,以及用电负荷远程控制。

③企业一卡通:基于RFID—SIM卡,大中小型企事业单位的门禁、考勤及消费管理系统;校园一卡通及学生信息管理系统等。

 3、物联网在服务产业中的应用

①个人保健:人身上可以安装不同的传感器,对人的健康参数进行监控,并且实时传送到相关的医疗保健中心,如果有异常,保健中心通过手机提醒体检。

②智能家居:以计算机技术和网络技术为基础,包括各类消费电子产品、通信产品、信息家电及智能家居等,完成家电控制和家庭安防功能。

③智能物流:通过GPRS/3G网络提供的数据传输通路,实现物流车载终端与物流公司调度中心的通信,实现远程车辆调度,实现自动化货仓管理。


④移动电子商务:实现手机支付、移动票务、自动售货等功能。

⑤机场防入侵:铺设感测节,覆盖地面、栅栏和低空探测,防止人员的翻越、偷渡、恐 袭击等攻击性入侵。

从推动经济发展角度来讲,作为计算机、互联网、移动通信后的又一次信息化产业浪潮,物联网有望成为后金融危机时代经济增长的引擎,被称为是下一个万亿级的通信业务。物联网的发展给运营商带来了巨大的机遇与挑战, 可以预见,随着物联网市场的进一步发展和成熟,电信运营商的优势将完全体现,而话音市场的饱和等因素也促使电信运营商向物联网方向转移。

物联网在物流产业应用

  一、物联网对物流产业的影响

物流领域是物联网相关技术最有现实意义的应用领域之一。物联网的建设,会进一步提升物流智能化、信息化和自动化水平。推动物流功能整合。对物流服务各环节运作将产生积极影响。具体地讲,主要有以下几个方面:。

  1、生产物流环节

基于物联网的物流体系可以实现整个生产在线的原材料、零部件、半成品和产成品的全程识别与跟踪。减少人工识别成本和出错率 通过应用产品电子代码(Electronic Product Code,简称EPC)技术。就能通过识别电子标签来快速从种类繁多的库存中准确地找出工位所需的原材料和零部件。并能自动预先形成详细补货信息。从而实现流水线均衡、稳步生产。

  2、运输环节

物联网能够使物品在运输过程中的管理更透明。 可视化程度更高 通过在途运输的货物和车辆贴上EPC标签。运输线的一些检查点上安装上RFID接收转发装置。企业能实时了解货物目前所处的位置和状态。实现运输货物、线路、时间的可视化跟踪管理。此外。还能帮助实现智能化调度。提前预测和安排最优的行车路线。缩短运输时间,提高运输效率。

  3、仓储环节

将物联网技术(如EPC技术)应用于仓储管理,可实现仓库的存货、盘点、取货的自动化操作,从而提高作业效率。降低作业成本。入库储存的商品可以实现自由放置。提高了仓库的空间利用率;通过实时盘点,能快速、准确地掌握库存情况。及时进行补货。提高了库存管理能力。降低了库存水平: 同时按指令准确高效地拣取多样化的货物,减少了出库作业时间

  4、配送环节

在配送环节。采用EPC技术能准确了解货物存放位置。大大缩短拣选时间,提高拣选效率,加快配送的速度。通过读取EPC标签,与拣货单进行核对,提高了拣货的准确性 此外。可确切了解目前有多少货箱处于转运途中、转运的始发地和目的地。以及预期的到达时间等信息。

  5、销售物流环节

当贴有EPC标签的货物被客户提取,智能货架会自动识别并向系统报告 通过网络。物流企业可以实现敏捷反应。并通过历史记录预测物流需求和服务时机。从而使物流企业更好地开展主动营销和主动式服务。

二、物联网在物流产业应用中出现的问题

虽然物联网会给物流产业带来很多积极的影响。但总体来说,物联网的应用还是处于初级阶段,离我们的期望还有不少差距,存在很多问题,具体主要体现在以下几方面:

  1、技术方面

物联网促进物流智能化,物联网属于通用技术。而物流业是个性需求最多、最复杂的行业之一,甚至在一些领域,应用要求比技术开发难度还大。因此,要充分考虑物联网通用技术如何满足物流产业个性需求。此外,信息如何及时、准确地采集,如何使信息实现互联互通,如何及时处理海量感知信息并把原始感测数据提升到信息,进而把信息提升到知识。这都是物联网需重点研究的问题。

  2、标准化方面

物联网的实现需要一个标准体系的支撑,这样才能够做到物品检索的互操作性。但是,目前所制定的标准并没有形成一个统一的标准体系,由于在标准制定过程中各领域独立进行,使所制定的标准之间缺乏沟通和协调,没有采用统一制式的编码,这给物联网各种技术的融合造成了难度,阻碍了物联网在物流业的推广。

  3、安全方面

作为物联网的关键技术,RFID还存在着很多技术上的不成熟和设计缺陷:首先是隐私问题。RnD技术存在的最大问题就是信息的泄露,由于RFID的基本功能要保证任意一个标签的标识fID1或标识符都能在远程被任意的扫描,且标签自动地,不加区别地响应阅读器的指令并将其所存储的信息传输给阅读器 这一特性可用来追踪和定位某个特定用户或物品,从而获得相关的信息。但是也存在未经授权的机构或个人对RFID标签的读取和写入,甚至进行非法追踪、盗取货物或机密信息,以谋求利益或蓄意破坏。此外,由于物联网离不开互联网的支持,因此也会面临互联网存在的安全隐患,也会面临病毒和黑客的攻击,导致系统瘫痪。企业商业机密的泄露,使企业丧失市场机会,给企业造成重大经济损失

  4、成本方面

当前制约物联网技术在物流产业中应用的一大障碍就是成本价格 当前可以实现远距离扫描的标签每个成本要1美元左右,一个解读器成本大约为1000美元左右,而物联网技术的应用成本还包括接收设备、系统集成、计算机通讯、数据处理平台等综合系统的建设等,这给物流产业,尤其是低利润率的物流产业带来沉重的负担。所以,若没有急迫需求,企业很少会去主动应用电子标签。而目前即使有应用物联网技术的,也主要集中在行业利润较高和单件物品价值较高的领域