物联网关键技术

摘 要

近年来,随着智慧地球、智慧城市、智能家居等热点话题的兴起,物联网产业逐渐成熟,正在从科研单位的实验室走进了普通居民的生活.物联网被认为是信息产业在计算机和互联网的高度发展之后的第三次革命浪潮.我国当前物联网产业发展迅速,了解物联网的关键技术,将会对它的发展有更深入的认识.

【关 键 词】物联网互联网

1物联网概述

物联网作为未来网络发展的主要驱动力,其概念的提出已经很久,最近几年由于和大数据的结合,已经成为下一代网络的整合部分,是在当前互联网基础上的功能和范围的延伸.物联网技术主要通过统一编码物品和制作通讯协议,将传感技术结合通信、控制技术按照标准将任何物品之间、以及物品与互联网之间相连,进行信息的共享和管理.2005年在信息社会世界峰会（WSIS）上,国际电信联盟（ITU）正式在其发布的《ITU互联网报告2005：物联网》中给出了“物联网”的概念.作为信息化浪潮下下一个振兴经济的关键点,在许多国家物联网已经上升到了国家战略的高度.美国权威咨询机构FORRESTER预测在未来五年内,物联网将达到一个万亿级的通信业务,产业容量将达到30倍于人与人之间的通信需求产生的经济拉动力.基于这种原因,全球各国都在大力发展物联网.

近年来,物联网已经在人们的生活、工作中起到了巨大的作用.在销售业、智慧交通和智能家居中的使用最为广泛.这种新技术的使用大大降低了劳动时长,带了了巨大的经济效益.随着物联网技术的通信协议规范得到逐渐的统一化,它的发展不断走向成熟,而同时大量新型传感器的使用,是的它的适用范围得到了很大的增加,在农业、制造业、建筑业甚至是防恐中都得到体现.其中以美国、中国、日本和欧盟等多个国家和地区的不断努力,使得一个开放、透明的物联网标准开始逐渐形成,确保了行业的健康发展.我国近年科技实力不断加强,科研资金投入逐年加大,同时由于较早就对物联网技术开始了研究,并从国家发展战略的高度予以重视,现在保持了较高的实力,技术积累优势明显,是国际物联网标准制定的主导国之一.

2物联网的关键技术

物联网虽然是物物互联,但是其基础还是互联网.以互联网通信为核心,依靠传感器、射频识别（RFID）、红外感应器（InfraredSensors）、智能IC卡、GPS系统、无线通讯装置等信息传感和通信设备,按约定的协议,实现对接入互联网的物体进行监控和管理[2].

物联网的关键技术从单一模块分,可以区分为射频识别技术、传感器技术和无线通信技术的结合使用.

2.1射频识别技术

射频识别技术（RadioFrequencyIdentifi-cation,缩写RFID）是一种利用RF信号及其空间耦合传输特性对物体进行自动身份信息识别的技术.RFID系统的组成有主机、传输天线、电子标签和读写器组成.

2.2无线网络技术

无线网络技术是物联网功能构成的主要部分.特别是短距离的无线通讯技术,是物联网中进行信息交换和识别活动最活跃的部分.目前常用的技术主要有NFC、Bluetooth、Z-we、ZigBee、UWB、WI-FI、RFID等.

NFC近场通讯技术在标签识别和数据传输中运用广泛,是下一代智能移动设备的标配.它的通讯频率固定在13.56MHz,是对RFID技术的改进,能快速匹配设备和连接.

ZigBee主要面向低速率无线个人区域网,适用于家庭监控、远程控制、工业监控、安全系统、传感器网络和玩具等领域.在生物医学领域,这项技术在许多的产品上都得到使用,包括迈瑞等公司的多种型号的血糖仪、家庭监护仪均采用了这种通信方式.

Bluetooth使用的工作频率为2.4G-2.5G之间,具有低成本、低功率、近距离无线连接简单安全的特点.可以实现10m全双工通信.

“UWB”（ultrawideband）是一种使用1GHz以上带宽的超宽带无线技术.

Wi-Fi属于无线局域网的一种,可以实现各种设备的高速互联.在部署物联网之时,考虑到设备成本和易用度,WLAN都是十分方便的.国内厂商小米、TP-Link等公司最近在智能路由器领域的新产品,都是以物联网的家庭流量入口为重点.

2.3传感器技术

传感器是物联网中实现自动检测和自动控制的首要环节.它能够感受并处理被测量信息,使其变为系统可以辨识的信号.传感器的发展是物联网拓宽应用范围的关键所在.高精度传感器技术一直被国外所掌握.目前,国内的高端传感器市场研发还处于空白期.在工业、家庭、医疗卫生领域,传感器的精度和稳定性是其性能研发的难点.

宏观角度下,物联网产业的布局和生态如果从整体来看,则可以分为平台怎么写作和终端接入技术两大块：

（1）平台怎么写作技术.平台怎么写作技术关系到这个物联网产业的生态圈的建立.一个适合未来发展的物联网应用体系,应该具有强适应能力和通用的数据平台,兼容行业内大部分使用者的需求,可以实现业务流程写作、各种设备的冗余自修复、数据集中管理、平台间物件的通信管理等.

（2）终端接入技术.物联网系统的庞大要求了它的终端种类的繁杂,各个终端设备的互联互通是物联网接入技术的关键.根据现阶段的发展状况,通信模块、物联网网关和智能终端是目前物联网终端接入所关注的重点内容.制定统一的国家（国际）标准,是打通物联网产业不同方向、拓展不同领域进行信息交流的重中之重.

3结束语

物联网的发展前景已经得到了世界的认可,无线传感器网络的铺设和通信技术的应用是物联网技术的关键,借助软硬件的结合实现智能感知是基础,良好的识别技术是保障.在当前大数据和云计算的背景下,物联网与新技术的结合,对智慧地球的建设起到了越来越大的作用.很明显,它将成为网络技术的下一个爆发点.对物联网关键技术的了解,将对以后的学习工作起到一定的指导作用.