姓名：张文文
数字农业论文
学号：A10150323
学院：工程学院
班级:管理类1503
联系方式:18845042932
物联网的应用及发展前景
关键词：物联网技术
网络结构 应用模式 应用领域
应用前景
摘要：物联网被称为信息技术的第三次革命性创新.本文主要介绍了物联网的概念、体系架构以及物联网的应用,并讨论了物联网的发展前景以及发展中面临的相关问题。
1.引言
物联网（IOT）是新一代信息技术的重要组成部分，也是“信息化”时代的重要发展阶段。它有两层意思：其一，的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；其二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信，也就是物物相息。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术，广泛应用于网络的融合中，也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网是互联网的应用拓展，与其说物联网是网络，不如说物联网是业务和应用。因此，应用创新是物联网发展的核心，以用户体验为核心的创新2.0是物联网发展的灵魂。
2.物联网的关键技术 2.1.RFID RFID（Radio Frequency Identification，射频识别）是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。 2.2.传感器技术
传感器是一种物理装置或生物器官，能够探测、感受外界的信号、物理条件（如光、热、湿度）或化学组成（如烟雾），并将探知的信息传递给其它装置或器官 2.3.无线传感网络（WSN）
无线传感网络（WSN）是由大量传感器节点通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织网络系统，其目的是协作感知，采集和处理网络覆盖区域中感知对象信息，它能够实现数据的采集的量化，处理融合和传输应用。 2.4.RFID和WSN融合
RFID侧重于识别，能够实现对目标的标识和管理，同时RFID系统具有读写距离有限、抗干扰性差、实现成本较高的不足；WSN侧重于组网，实现数据的传递，具有部署简单，实现成本低廉等优点，但一般WSN并不具有节点标识功能。RFID与WSN的结合存在很大的契机。
3物联网的网络结构
最底层是传感器网络层，即以传感器、RFID以及各种手机、PDA等机器终端为主，完成对底层信息的全面感知和采集功能；
第二层是传输网络层，即通过现有的互联网、广电网络、无线通信网等网络，实现数据的汇聚和传输功能；
第三层是中间件层，通过构建中间件来屏蔽各类传输网络的差异性，为上层应用提供统一的数据调用接口，同时对传输网络层汇聚上来的信息进行理解、推理和决策；
最上层是应用和服务层，即通过对调用数据的处理和解决方案来管理和控制手机、PC等终端设备，实现人们所需要的应用服务；或者与行业专业技术深度融合，与行业需求结合，实现行业智能化。
4.物联网的应用模式
根据其实质用途可以归结为两种基本应用模式：
对象的智能标签。通过NFC、二维码、RFID等技术标识特定的对象，用于区分对象个体，例如在生活中我们使用的各种智能卡，条码标签的基本用途就是用来获得对象的识别信息；此外通过智能标签还可以用于获得对象物品所包含的扩展信息，例如智能卡上的金额余额，二维码中所包含的网址和名称等。 对象的智能控制。物联网基于云计算平台和智能网络，可以依据传感器网络用获取的数据进行决策，改变对象的行为进行控制和反馈。例如根据光线的强弱调整路灯的亮度，根据车辆的流量自动调整红绿灯间隔等。
5.物联网的应用领域
物联网用途广泛，遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、环境监测、路灯照明管控、景观照明管控、楼宇照明管控、广场照明管控、老人护理、个人健康、花卉栽培、水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等多个领域。
5.1.智能交通 目前的智能交通系统（ITS，Intelligent Transport System）主要包括以下几个方面：先进的交通信息服务系统、先进的交通管理系统、先进的公共交通系统、先进的车辆控制系统、先进的运载工具操作辅助系统、先进的交通基础设施技术状况感知系统、货运管理系统、电子收费系统和紧急救援系统。
5.2智能物流
5.2.1 智能物流是将RFID技术、数据通信传输技术、控制技术及计算机技术等应用在物流配送系统中，帮助实现物品跟踪与信息共享，提高物流企业的运行效率，实现可视化供应链管理，提升物流信息化程度。其中，RFID作为前端的自动识别和数据采集技术，被应用在物流的零售、存储、运输、配送／分销和生产等各主要作业环节，是实现智能物流的重点。
（1）提高物流基础设施的信息化和自动化水平
通过将RFID标签放置在货柜、集装箱、车辆等物流基础设施内，在物流企业仓库内部、出入库口、物流关卡等安装RFID读写器，实现物品自动化出入库、盘点、交接环节中的RFID信息采集，达到对物品库存的透明化管理。通过RFID技术与物流运输设备的结合，可以进行物流基础设施信息化的升级，提高其信息化和自动化水平。
（2）促进物流功能的整合
通过RFID技术整合物流系统的功能，提升原系统效率。RFID有助于实现物流系统内部多个业务环节之间的信息共享和自动化，整合多个业务功能，从而有效提升系统的整体运作效率。
（3）提高物流市场流通效率，规范物流市场秩序
RFID技术能够快速、准确地采集相关数据，保证企业及供应链内数据信息的及时性、可靠性、有效性和安全性，实现对各类数据信息的全程监管，改善诸多领域（如粮食物流、应急物流、食品安全）缺乏有效监管的现状。此外，将RFID与传感器技术及无线通信技术相结合，还能够实现对重要物品（如危险品、药品）的在途监控，便于进行管理和监督。
5.2.2 智能物流的发展重点：
（1）货运集装箱追踪与管理
实时记录箱、货、流信息，开关箱时间和地理位置信息，实现集装箱物流信息的全程实时在线监控。
（2）货运车辆的跟踪与管理
为道路货运车辆贴上RFID标签，标签中记录车牌号、运输起讫地点、运输线路、车辆所属运输企业、货物基本信息等。
（3）配送中心管理
在货品包装箱外加贴RFID标签，并在配送中心收货处、仓库入口／出口处等地安装固定RFID读写器，在搬运设备上安装移动RFID读写器，以及配合使用手持读写器，实现对配送中心货物的出入库管理。
（4）航空集装设备及行李追踪
通过使用RFID电子标签和读写设备，机场可以建立起自动管理行李的新流程，用以追踪旅客行李，保证其安全流动，同时缩短行李处理时间，提升行李标签的识别率。
5.3 环境监测
物联网技术中有传感器和通信技术，它能大大提高我们获取各个事物信息的能力，提高环境监测过程中的信息传送、信息采集以及实时监控水平，增加人对于环境的监测能力，甚至未来可能会增强人类对于环境的调控能力。
5.3.1.物联网如今在环境监测中的应用
(1)大气污染监测
如今我国城市空气质量堪忧，尤其是一些大中型城市，一些由重型工业发展而来以及人口持续增多的城市大气污染都相对严重。其中就有人们熟知的PM2.5，而物联网技术就能够有效的应用到大气污染的监测过程中，监测空气中可吸入颗粒物的含量，空气中有毒有害物质的含量，甚至能够监测大气中的氧气含量、二氧化碳含量、氮气含量等等。并且通过实时传输就能够把监测器上的相关数据传输到气象控制中心，再传输给电视台新闻中心等告知民众。我国在城市空气质量监测的物联网应用上确实已经有一个完善的体系。
(2)水污染监测
在河流河道水质监测中，水库水质监测中，污水处理质量监测中都已经进行了物联网技术的应用。通过传感器监测水质中含有的各种污染物含量，气体含量，有毒有害物质含量；而后传送到中央控制系统中，计算机自动进行比对分析判断水质情况和水质安全情况，所有的数据都会自动进行储存备案，一旦发现问题自动报警，而且人也能够对系统进行干预，人为进行实时的监测观察。
(3)海洋污染监测
我国的海洋污染物联网系统建设还处于初期阶段，但是很多国家都很早就对海洋污染监测的物联网系统建设进行着研究。海洋污染物联网系统建设能够监测一个国家海洋的水质情况，污染物情况，能够在发生一些人为灾害或者自然灾害时及时的发现、及时处理。比如能够在发生核污染时及时发现污染物是否达到国家的近海，在发生轮船原油泄漏时也能够及时的判断原有泄露的污染情况并及时的作出处理，控制污染。所以说海洋环境监测也有着极高的必要性。 (4)生态环境监测
生态环境的物联网监测系统其实是一个较为宽泛的系统概念，但也已经逐步的被应用，一般来说这样的一个检测系统不仅仅包括以上提及的几个已经投入使用的环境监测系统，它还包括视频监控系统，生态环境的中的生物、动物生存情况的监测等等一系列的监控。最终汇集到中央控制系统中。生态环境的物联网监测应用主要是在一些自然保护区，沙漠绿植研究，生态恶化监测中逐步被应用。 5.4医疗健康
5.4.1医用传感器和生物医学传感器研制：包括新型医学传感技术的研制；小型化、微型化医用传感器研制；医用传感器的模块化设计；医用多传感器融合技术；综合运用数字信号处理、模式识别、分布式计算等技术，实现对多模医学信息自动分析综合，实现初步自动决策和评估。
5.4.2高安全可靠性：针对物联网医疗器械特殊的使用环境和对象，综合质量管理、风险评估、人机功效等手段，研究医疗器械的可靠性、安全性。
5.4.3大规模数据分析及智能决策：研究基于云计算的大规模医疗数据分析方法及网络系统；基于专家数据库诊断、治疗智能决策系统；基于多模信息融合的医疗决策推理机；复杂医疗事件的实时分析方法
5.5.食品溯源
综合利用网络技术、无线传输技术，实现短信、二维码、POS机等多终端追溯农产品质量。当农产品出现质量问题时，政府可及时调度产品下架处理，实现宏观调控；消费者可采取法律手段，维护自身权益。高运输效率，尽量避免无效运输。
5.6智能家居
5.6..1 基于楼宇对讲系统技术的智能家居系统 由于楼宇保安对讲系统产业化成熟，并使单纯的楼宇对讲系统向家庭自动化系统过渡，产品基于楼宇对讲系统技术(系统结构和传输系统)，在各户室内分机增添功能终端设备(防盗、防火、照明、家用电器等)，通过与房地产企业之间的合作进行销售。国内有实力的对讲厂家，都致力于智能家居系统应用及推广，如：冠林推出的AH8000数字家居系统。AH8000系统室内终端是集成可视对讲功能、安防功能、门禁功能、信息功能、多媒体功能、电器控制功能、IP电话功能为一体的网络控制产品;采用最先进的数字通讯技术，对住宅内的照明，火灾，安防，煤气感应，远程抄表，数码家电等器具进行集中控制;同时可通过因特网用电脑，电话，手机对相关设备进行远程控制。该产品已被列为国家康居示范工程选用产品。
5.6.2 基于现场总线技术的家庭自动化系统
基于现场总线技术的智能家居系统技术含量高、功能强，实施容易，多与工程配套，销售多采用跟装修公司和设计师合作的方式。智能灯光控制系统大都采用总线技术，如ABB、奇胜、索博等。 ABBpriOn系列房间控制解决方案是目前国内集成家用电器设备功能最多的房屋控制解决方案。它将采光、照明、采暖、温度和家电等多种房间控制需求集成到一个控制面板上进行操作。控制面板采用3.5英寸彩色触摸显示屏，可以直观显示多种家用电气设备的工作状态。用户只要在简洁美观的壁挂式面板上通过点击按钮就可以完成各项复杂操作;同时，用户可以通过prion系列对建筑物内的每一个房间的相关设备进行逐一设定与控制。该方案荣获《时尚家居》“2010年度最时尚家居用品”大奖。
5.6..3 基于智能手机的智能家居系统
基于智能手机的智能家居系统属新兴产业技术，利用人们随身携带的智能手机与中央控制器进行会话，并在中央控制器的控制下，通过相应的硬件和执行机构，实现对家电的远程控制和家庭内部状况的实时监测。“Android@Home”正是属于此类产品。这类产品的销售模式目前尚不明朗，笔者认为根据消费类电子产品的特点，销售方式应该会以跟装修公司和设计师合作为主。
6.物联网领域的前景及机遇和挑战
6.1物联网应用前景和发展展望：物联网的发展代表了整个社会信息化的发展方向。就产业来说，长期的发展目标是 实现人与人之间无缝的联系和沟通。这个目标发展到现在，已经基本实现了。那么今后向什么方向发展？2009 年开始，以“物联网”、“智能地球”为代表的信息化概念在全球范围内出 现，为通信产业未来的发展指明了方向。 在全球金融危机后期的大背景下，物联网的本质是行业信息化，各国政府大力推动物联网发展的动力在于寻找新的经济增长点和创造就业。在这样的大背景下，在全球范围内，运营商 成为了物联网的重要推动者。 运营商将在物联网的发展中获得巨大的利益， 同时带领整个通 信产业，朝一个更深入的方向发展。 6.2物联网规模化发展面临三大挑战
从整个物联网的发展情况来看，我们认为物联网仍然处在一个规模成长前夜的阶段。要实现规模化的发展，仍面临着一系列的瓶颈，需要解决一系列的问题。这些问题概括总结起来就是横向欠缺整合，纵向亟待深入。与之相对应的还有第三个问题，就是伴随物联网进一步的发展和规模化，将会对通信网络产生压力，并且产生一系列的新问题，需要对整个基础 网络针对物联网进行优化。 6.3总结来说，物联网的规模化发展，面临的三大挑战是：
第一，需要实现物联网横向的整合，打造社会公共的物联网基础架构。并在标准化、规 范化的基础上，形成真正的物联网产业联盟。
第二，需要促进物联网在各个行业的纵深发展。应抓住新的关键技术、政府示范项目以 及新的商业模式等契机，实现重点行业的突破，并由点带面，促进整个物联网向各个行业的 纵深发展。
第三，基础网络优化。通信产业界形成共识，就是物联网的规模化发展，将对基础网络产生一系列优化的需求。比如为了满足庞大的物的数量，要对号码优化；为了满足物的低功 耗、低移动的影响，要对无线资源进行优化等。
