物联网技术及其在社会不同领域中的应用研究
宋玉娥
（北京工业职业技术学院信息工程系，北京，100042）
摘要：物联网( Internet of Things)被预言为继互联网之后全球信息产业的又一次科技与经济浪潮，受到各国政府、企业和学术界的重视。本文首先介绍了物联网的基本概念，分析了其技术原理及其工作过程；然后着重研究了其在不同领域中的应用，包括智能公交系统、环境监控系统、图书管理系统、医疗系统等；最后对物联网的进一步发展趋势做了做了长远展望。 关键词：物联网；智能公交系统；环境监控；图书管理系统；医疗系统 中图分类号：
Research of the Internet of Things and Its Applications for Different
Fields of Society
Song Yu e
(Beijing Polytechnic College, Beijing 100042, China)
Abstract: Internet of things is predicted for a science and technology and economic wave of the global information industry, and attracted much attention of governments, enterprises and academia.This paper firstly introduces the basic concept of the internet of things, and analyses its technology principle and course of work。Then more attention is paid for the research of its applications for different fields, including Intelligent bus system，environmental monitoring system、library management system, medical system.At last the further development trend of the internet of things is predicted.
Key words: Internet of Things; Intelligent bus system; environmental monitoring system; library management system; medical system 0 引言
1991年美国麻省理工学院(MIT)的Kevin A Shton教授首次提出物联网的概念。1995年比尔 盖茨在他的《未来之路》这本书中提及到了物联网, 但未引起足够的重视。美国麻省理工学院1999年建立了“自动识别中心( Auto-ID )”, 提出了“万物皆可通过网络互联”的观点, 阐明了物联网的基本含义。初期的物联网仅停留于“传感网”的层次，但随着物联
网关键技术的不断进步，现在的物联网已经发展成为对物体具有全面感知能力以及对信息具有可靠传递和智能处理能力的连接物与物的智能信息网络。在未来10年左右时间里, 物联网将会并且一定会得到大规模应用，从而革命性地改变世界的面貌。 1 物联网技术原理及工作过程
物联网（The Internet of things）的一般定义是指通过射频识别（RFID）、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连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
物联网是对现有信息技术的一个集成应用, 包括传感器、集成电路、数据通信、自动化、高性能计算、信息处理及安全等。物联网产业链可以细分为标识、感知、处理和信息传送4个环节, 每个环节的关键技术分别为RFID、传感器、智能芯片和电信运营商的无线传输。物联网技术原理逻辑图如图1 所示。
图1 物联网技术原理逻辑图
它由终端感知系统、网络连接及后台运算3大部分组成。具体工作过程为: 物体上的电子产品码（EPC) 通过射频技术( RFID) 将信息告知解读器, 而后经过分布式处理Savant 服务器将信息通过无线网络或有线网络分别传输给对象命名服务器和物体标记语言服务器,查阅存放该电子产品码对应产品的服务器IP地址, 并同时获得该电子产品码对应的物体详细信息。
2 物联网在不同领域中的应用研究
物联网的基本功能包括：智能控制，信息识别，位置监测和动态监测功能等，在业务上分为垂直应用模式，行业共性平台模式和公共服务模式。垂直应用是针对一个企业或者行业开展业务，满足特定的行业和企业要求，例如电力，石油，铁路，公路的企业应用；行业共性模式是一类行业及其相关的行业和企业，例如物流相关领域，医疗相关领域等。虽然目前物联网处于零散应用的产业启动期，但应用已经较为广泛。 2.1 在智能公交系统中的应用
为了倡导低碳生活,越来越多的市民出行采用乘坐公交汽车的方式,但公交汽车行驶过程中的不确定性,使得乘客可能因为长时间等候公交车而延误出行，交通高峰时非常拥挤，乘车时间长等。公交车次信息的更改也需要工作人员一个站点一个站点的更改，浪费人力物力。所以人们迫切需要一个职能的公交系统以实现即时的信息传递。
物联网是对现有信息技术的一个集成应用,包括传感器、集成电路、数据通信、自动化、高性能计算、信息处理及安全等。在公交车量上安装GPS终端，用来进行数据采集、信息交互、信息显示、连接并控制其它设备的功能。并把GPS收集到的信息上报，通过公交车智能监控调度平台对车载终端上报的数据进行分析处理，并连接 GIS 地理信息系统，以实现车辆监控、数据信息统计管理、车辆运营调度、自动排班管理、电子站牌信息更新等功能。及时更新电子站牌上的公交距离站牌的时间，人们也可以通过公交IC打卡器（公用的USB接口）或互联网来获得车辆信息，让人们确定自己的乘车路线。公交车智能监控调度系统与车载终端之间采用移动公司 2G、2． 5G 或 3G 移动通信网实现数据交互，可确保数据传输的稳定性和可靠性。
2.2物联网在博物馆文物保存环境的应用：
博物馆珍藏的东西，是国家身份的象征、民族历史的见证，具有极高的历史、科学、文化和艺术价值，同时也是我们弘扬优秀传统文化，创建和谐社会，建设高度发达的社会主义物质文明、精神文明和政治文明，实现中华民族伟大复兴的不可再生的文化资源。
但据“全国馆藏文物腐蚀损失调查”项目研究结果显示，在各地国有文物博物馆收藏文物中，有50． 66% 存在不同程度的病害，尤其是对环境因素作用敏感的纺织品、纸质、竹木漆器等有机质地文物，中度以上病害发生率占半数以上，文物腐蚀损失状况相当严重并呈加重之趋势，这已成为博物馆文物保护中亟待解决的突出问题。
最主要的原因还是环境因素的影响，包括温度、湿度、污染气体、光辐射、虫害和霉菌等环境因素。如何控制环境使得我们的文化遗物得到更好的保护是当前每一个文化工作者迫切想解决的问题。而物联网的核心是传感网络技术。利用射频识别( RFID) 、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，与无线通讯相结合，把物体与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理，以及对环境变化的监测与管理。从而使得我们的文化遗产得到更好的保护。 2.3 在图书馆的应用
目前图书馆一般使用条形码来标识图书，但是条形码容易出现破损，不能防水、防磁、不能耐高温，内容不能更改等缺点。在图书馆中使用物联网中的射频识别技术(RFID)可以极大地提高图书馆管理的效率，具体表现为：(1)简化借还书工作，实现读者自助借还书，节约人力成本。目前多数图书馆借还书工作不但要扫描条形码，还要上磁和消磁，并且要一本一本进行，比较繁琐，占用读者时间较多。但使用RFID技术可以一次读取多本图书，大大减
少了读者的等待时间。如果图书馆提供了采用RFID技术的自助借还书外围设备，读者可以快速的自己办理图书的借还工作，这样就大大减少了图书馆的人力投入，目前很多高校图书馆都已经实现了图书的自助借还。(2)方便图书的盘点工作。现在读书的盘点方式都是将图书取出一本一本进行扫描，非常繁琐。采用RFID技术可以在不动图书的情况下一次读取多本图书的信息，并通过无线电波方式将信息传送给系统中心，操作简单，方便快捷。 2.4 在医疗领域中的应用
物联网在医疗卫生领域中的多个方面均发挥着重要的作用，例如诊疗体征录入、婴儿防盗、、护理流程、移动药物管理、移动检验标本管理、临床路径等管理。我们举例说明。
（1）医药管理。通过物联网技术，要求在RFID标签中存储药品名称、产地、品种、生产批次及生产、加工、运输、销售等环节的信息。如果药品出现不正常的问题，，如质量问题，价格问题等，就可以通过标签追溯它产生的全过程，进而判断哪个环节出现了故障，从而有针对性的进行整改，有效解决医药流通中存在的成本、安全和管理等问题，使得患者用上安心药。
（2）生命体征采集。即利用物联网终端采集患者的血压、血糖等生命体征。把医疗传感仪集成在电子血压仪、电子体温计、电子血糖仪等仪器里，按时测量患者最新的生命特征数据（如血压，体温，心率，脉搏，血糖等），通过网络将测量结果传送到医生的电脑中，医生便能及时了解到他负责的患者的生命体征等情况，进而及时制定对应的治疗措施，为患者健康保驾护航。特别是在监护危重患者、抢救伤病员和监护老年患者等领域将能发挥重要作用，已有相应的专利面世。
（3）病人定位、跟踪与管理：将腕式RFID标签佩戴于工作人员和患者手腕上，医院病房的各个进出口都安装RFID阅读器，病人移动时身上的标签接受区域信号产生器产生的信号，并向信号产生器发送标签的ID号。根据这个ID号，就可以确定病人的位置，进而对病人采取相应的措施，进行跟踪管理。
从以上应用中可以看出物联网可以有效提高我们的工作效率、各个领域的整体信息化水平和服务水平，从而最终实现实时、智能的互联互通的动态服务。 3 发展趋势
随着物联网关键技术的一个个攻破以及产业链的慢慢成熟，它的应用将逐渐变得多样化、泛在化。首先，行业用户的需求永远是物联网发展的主要推动力，以需求带动应用，并通过应用拉动需求，进而促进行业标准的制定，推动行业的发展。展望将来的若干年，物联网终端将会广泛的应用于工业、农业、交通、安防、能源等生活中的各行各业。其次，随着
物联网产业的不断发展进步，物联网的应用将会逐步从行业方面的应用转向个人方面的应用、家庭的应用，越来越多的深入到我们生活中的方方面面，物联网将会使我们的生活变得更加“聪明”、更为“善解人意”。通过物联网终端自动读取信息，并且这些信息通过互联网进行传递，物品将会自动获取信息并及时进行传递，这就使得信息的“处理-获取-传递”整个过程有机地联系在了一起。毫无疑问，这对人类社会生产力又是一次重大的解放。 4 结束语
本文探讨了物联网的技术原理及其工作过程，着重研究了它在智能公交系统、环境监控系统、图书馆里系统以及医疗系统中的实现原理及带来的便利，并对物联网将来的发展趋势进行了分析与预测。我们相信，随着物联网关键技术的进步，物联网时代的来临，将会使我们的生活和工作发生翻天覆地的变化。 参考文献：
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