物联网关键技术

                        物联网关键技术
物联网的产业链可细分为标识、感知、信息传送和数据处理这4个环节,其中的核心技术主要包括射频识别技术,传感技术,网络与通信技术和数据的挖掘与融合技术等。
(1) 射频识别技术。
RFID技术是一种无接触的自动识别技术,利用射频信号及其空间耦合传输特性,实现对静态或移动待识别物体的自动识别,用于对采集点的信息进行“标准化”标识。鉴于RFID技术可实现无接触的自动识别,全天候、识别穿透能力强、无接触磨损,可同时实现对多个物品的自动识别等诸多特点,将这一技术应用到物联网领域,使其与互联网、通信技术相结合,可实现全球范围内物品的跟踪与信息的共享,在物联网“识别”信息和近程通讯的层面中,起着至关重要的作用。另一方面,产品电子代码(EPC)采用RFID电子标签技术作为载体,大大推动了物联网发展和应用。
从分类上看,RFID技术根据电子标签工作频率的不同通常可分为低频系统(125kHz、134.2kHz),高频系统(13.56MHz),超高频(860MHz-960MHz)和微波系统(2.45GHz、5.8GHz)等。
低频和高频系统的特点是阅读距离短、阅读天线方向性不强等,其中,高频系统的通讯速度也较慢。两种不同频率的系统均采用电感耦合原理实现能量传递和数据交换,主要用于短距离、低成本的应用中。
超高频、微波系统的标签采用电磁后向散射耦合原理进行数据交换,阅读距离较远(可达十几米),适应物体高速运动,性能好;阅读天线及电子标签天线均有较强的方向性,但该系统标签和读写器成本都比较高。
根据电子标签供电方式的不同,电子标签又可分为无源标签(Passive Tag)、半有源标签(Semi-Passive Tag)和有源标签(Active Tag)三种。    无源电子标签不含电池,它接收到读写器发出的微波信号后,利用读写器发射的电磁波提供能量,无源标签一般免维护,重量轻、体积小、寿命长、较便宜,但其阅读距离受到读写器发射能量和标签芯片功能等因素限制;    半有源标签内带有电池,但电池仅为标签内需维持数据的电路或远距离工作时供电,电池能量消耗很少;    有源标签工作所需的能量全部由标签内部电池供应,且它可用自身的射频能量主动发送数据给读写器,阅读距离很远(可达30米),但寿命有限,价格昂贵。
在未来的几年中,RFID技术将继续保持高速发展的势头。电子标签、读写器、系统集成软件、公共服务体系、标准化等方面都将取得新的进展。随着关键技术的不断进步,RFID产品的种类将越来越丰富,应用和衍生的增值服务也将越来越广泛。    RFID芯片设计与制造技术的发展趋势是芯片功耗更低,作用距离更远,读写速度与可靠性更高,成本不断降低。芯片技术将与应用系统整体解决方案紧密结合。标签封装技术将和印刷、造纸、包装等技术结合,导电油墨印制的低成本标签天线、低成本封装技术将促进RFID标签的大规模生产,并成为未来一段时间内决定产业发展速度的关键因素之一。读写器设计与制造的发展趋势是读写
器将向多功能、多接口、多制式、并向模块化、小型化、便携式、嵌入式方向发展。同时,多读写器协调与组网技术将成为未来发展方向之一。
RFID技术与条码、生物识别等自动识别技术,以及与互联网、通信、传感网络等信息技术融合,构筑一个无所不在的网络环境。海量RFID信息处理、传输和安全对RFID的系统集成和应用技术提出了新的挑战。RFID系统集成软件将向嵌入式、智能化、可重组方向发展,通过构建RFID公共服务体系,将使RFID信息资源的组织、管理和利用更为深入和广泛。
(2)传感器技术。信息采集是物联网的基础,而目前的信息采集主要是通过传感器、传感节点和电子标签等方式完成的。传感器作为一种检测装置,作为摄取信息的关键器件,由于其所在的环境通常比较恶劣,因此物联网对传感器技术提出了较高的要求。一是其感受信息的能力,二是传感器自身的智能化和网络化,传感器技术在这两方面应当实现发展与突破。
将传感器应用于物联网中可以构成无线自治网络,这种传感器网络技术综合了传感器技术、纳米嵌入技术、分布式信息处理技术、无线通讯技术等,使各类能够嵌入到任何物体的集成化微型传感器协作进行待测数据的实时监测、采集,并将这些信息以无线的方式发送给观测者,从而实现“泛在”传感。在传感器网络中,传感节点具有端节点和路由的功能:首先是实
现数据的采集和处理,其次是实现数据的融合和路由,综合本身采集的数据和收到的其他节点发送的数据,转发到其他网关节点。传感节点的好坏会直接影响到整个传感器网络的正常运转和功能健全。
(3)网络和通信技术。物联网的实现涉及到近程通讯技术和远程运输技术。近程通讯技术涉及RFID,蓝牙等,远程运输技术涉及互联网的组网、网关等技术。
作为为物联网提供信息传递和服务支撑的基础通道,通过增强现有网络通信技术的专业性与互联功能,以适应物联网低移动性、低数据率的业务需求,实现信息安全且可靠的传送,是当前物联网研究的一个重点。传感器网络通讯技术主要包括广域网络通信和近距离通信等两个方面,广域方面主要包括IP互联网、2G/3G移动通信、卫星通信等技术,而以iPv6为核心的新联网的发展,更为物联网的提供户高效的传送通道;在近距离方面,当前的主流则是以IEEE802.15.4为代表的近距离通信技术。
M2M技术也是物联网实现的关键。与M2M可以实现技术结合的远距离连接技术有GSM、GPRS、UMTS等,WIFI、蓝牙、ZigBee、RFID和UWB等近距离连接技术也可以与之相结合,此外还有XML和Corba,以及基于GPS、无线终端和网络的位置服务技术等。M2M可用
于安全监测、自动售货机、货物跟踪领域,应用广泛。
(4)数据的挖掘与融合。从物联网的感知层到应用层,各种信息的种类和数量都成倍增加,需要分析的数据量也成级数增加,同时还涉及到各种异构网络或多个系统之间数据的融合问题,如何从海量的数据中及时挖掘出隐藏信息和有效数据的问题,给数据处理带来了巨大的挑战,因此怎样合理、有效的整合、挖掘和智能处理海量的数据是物联网的难题。结合P2P、云计算等分布式计算技术,成为解决以上难题的一个途径。云计算为物联网提供了一种新的高效率计算模式,可通过网络按需提供动态伸缩的廉价计算,其具有相对可靠并且安全的数据中心,同时兼有互联网服务的便利、廉价和大型机的能力,可以轻松实现不同设备间的数据与应用共享,用户无需担心信息泄露,黑客入侵等棘手问题。云计算是信息化发展进程中的一个里程碑,它强调信息资源的聚集、优化和动态分配,节约信息化成本并大大提高了数据中心的效率。

本文发布于:2024-09-20 20:36:29,感谢您对本站的认可!

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