物联网感知技术范例6篇

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物联网感知技术

物联网感知技术范文1

关键词 物联网 感知校园 建设

中图分类号:TP393 文献标识码:A

作为第三次信息技术革命的代表,物联网为人们提供了感知世界的能力,为技术创新和社会发展提供了一个前所未有的机遇。目前,物联网在交通、安防、物流、工业、农业、电网、医疗、教育、环保等领域得到了广泛应用。其中,基于物联网技术建设的“感知校园”,将是未来院校教育管理发展与改革的方向。

1 物联网发展现状

物联网是在互联网、移动通信网基础上,利用各种感知设备或手段自动获取物理世界各种物体的属性及状态信息,将所有能够独立寻址的物理对象互联起来,实现全面感知、可靠传输、智能处理,构建人与物、物与物互联的智能信息服务体系。从2009年起,美、欧、日、韩等国相继投入巨资深入研究探索物联网,并启动了以物联网为基础的“智慧地球”、“物联网行动计划”、“U-Japan”、“U-Korea”等国家性区域战略规划。我国也高度重视物联网的发展,目前,已经成功将RFID、M2M、传感器等物联网技术应用于物流、建筑、电力、城市交通、工业生产、食品追溯、移动支付等方面。可以预见,未来十年物联网在全球将实现大规模的普及与发展,形成万亿美元级的信息技术产业。

2 基于物联网技术的“感知校园”建设分析

目前,大多数校园已经建立了成熟的网络环境,配发和安装了各种教学信息系统、管理信息系统,校园可视化管理和信息化建设有了长足的进步。但仍存在着不足,比如,监控系统由于感知手段单一,存在监控死角多、人工参与多等问题,离智能化相差甚远;各种管理信息系统一定程度上提高了工作和生活效率,但也存在信息重复采集、一人多卡使用不便等问题。

“感知校园”是物联网技术应用于校园信息化建设的重要方向,是校园现代化管理的标志,可以有效解决上述存在的问题。其基本原理是:综合利用二维码、RFID、无线传感器等技术,对校园内的人员、车辆、仪器设备等对象进行标识;利用安装在教室、实验室、图书馆、食堂、供水系统等基础设施上的信息识别设备读取上述对象标签中的信息,并通过有线、无线网络传送到信息处理中心进行处理;处理结果再通过网络反馈给被标识的对象以及校园管理、安保等部门。通过这个过程来实现师生身份识别、图书借阅管理、教学管理、校内消费、安全防护等多重功能。对于“感知校园”的功能分析,具体如下:

(1)智能人员管理。为校园所属人员配备“一卡通”,通过遍布校园的感应点,可以实现对所属人员24小时不间断、不留死角、全自动实时感知与定位。管理人员可以通过感知校园管理平台实时了解所辖人员在位情况,对学生、职工的出勤、外出情况进行有效管控,实现电子点名、智能查岗等可视化管理。

(2)智能安防。使用智能门禁系统,智能识别所属人员、车辆特征,有效防止不法分子潜入;通过遍布校园的智能摄像头,能够对进入重要区域的可疑人员进行识别和报警,确保校园安全;为重要资产嵌入射频卡,可以实时感知其所在位置,防止丢失带来的经济损失。

(3)智能图书馆。为馆藏图书安装被动式射频标签,取代原来的条形码,通过使用书架感应器或手持智能终端,可以实现对图书资料所在的书架进行快速定位,方便借阅和管理。

(4)智能车辆管理。通过为校园车辆安装电子标签、卫星定位装置等,实现对公务用车、私家车、自行车等的准确定位和实时跟踪,公务用车还可通过嵌入的各类智能传感器,监控其工作状态、完好情况等,从而实现对其精细化管理。

(5)智能绿化。通过传感器技术,可以对校园的空气湿度、污染指数等进行实时监控,保障校园环境质量;可以根据当天的温度、湿度,实现自动调节教室灯光强弱,智能灌溉校园绿地等;可以根据昼夜环境,自动关闭或开启路灯。

3“感知校园”建设需注意的问题

3.1 统一数据标准

目前,物联网用到的各类传感器、射频标签制造标准各异、互不兼容,造成感知信息的数据格式千差万别,难以高效管理和集中控制。应加强这方面的统一,制定规范的数据标准,使用兼容的信息系统管理软件,使得校园资源能够统一管理,感知到的数据能够共享和合并处理,以提高管控水平。

3.2 注重系统集成

目前,校园已经安装视频监控系统或其他信息处理系统,“感知校园”建设应着重考虑新建校园管理平台与原有信息系统的兼容性,从而减少重复建设,最大程度确保与已有系统的兼容性和衔接性。

3.3 控制建设成本

“感知校园”建设牵涉的感知对象种类多,各对象所需感知的信息复杂程度差别也较大,如果统一使用某种感知技术,不仅会造成大量信息冗余,而且会提高感知成本。应根据各感知对象不同特点,综合采用不同感知技术,从而有效节约建设成本。

参考文献

物联网感知技术范文2

【关键词】物联网技术;建筑能耗预测;能耗监测系统

1引言

随着经济的发展与人口数量的增加,人们对能源的需求也急速增长,统计结果表明,全国建筑全过程能耗与碳排放变化总体上呈现出一致性的阶段性特点,2005年~2019年,我国建筑的全过程能耗由9.34亿吨标准煤上升到22.33亿吨标准煤,年均增长率6.3%,建筑全过程碳排放由22.34亿吨二氧化碳增长到49.97亿吨二氧化碳,年平均增长率为5.92%,其中,2019年建筑运行阶段碳排放21.3亿吨,占全国碳排放的21.6%,虽然年均增长率逐渐放缓,但是建筑运行过程中能源消耗依然占很大比重,因此,建筑物的能耗监测与预警成为众多学者的研究对象。胡莹坚[1]为避免地下室中布线困难等问题,开发了基于LoRa技术的建筑物能耗监测系统;陈辉[2]以建筑物耗能特点为研究对象,在建筑物节能标准中提取影响能耗的主要因素,并建立神经网络算法对建筑物能耗仿真,提高建筑物能耗评估的智能度;侯骁虎[3]以物联网技术、传感器技术与软件开发技术为实现手段,结合当前国内外高校在能耗监测应用系统开发与应用方面所积累的经验,为某高校开发了校园能耗监测综合管理平台。开发基于物联网技术的电力能耗感知预测系统,对建筑物电力能耗进行实时预测和监控,存储过往历史数据,预测用电高峰期与低谷期,实现电力资源的“削峰填谷”,可以有效提高能源的使用效率,减少能源浪费。

2建筑能耗感知预测系统

2.1物联网技术概述

21世纪以来,物联网技术发展迅速,已经成为我国信息产业的重要组成部分。物联网技术主要通过前端设备的布置,将采集到的信号与网络进行连接,通过有线或者无线方式将信号实时传输[4],实现对物体的有效定位、识别等功能。物联网技术架构主要分为三层,即:感知层、网络层和应用层[4]。感知层依靠安装布置在物体上的传感器设备,对物体信息采集与发送,网络层在接收到信息后,使用互联网、无线网络等技术将信息传送到应用层,通过应用层对信息进行智能处理,实现物体实时监控或控制的智能化管理体系。物联网技术的发展和通信技术的进步加快了我国智慧城市的发展进程,建筑能耗感知与预测作为智能建筑的重要分支,也将得到更加广泛的应用。

2.2系统架构

建筑能耗感知预测系统主要依托于物联网技术以及智慧城市管理平台(见图1),整体系统架构根据物联网基本架构分为感知层、传输层和应用层三部分,应用层依据系统实际应用功能分为能耗数据管理子系统及能耗预测子系统两部分。本文研究对象为建筑物的电力耗能,能耗管理子系统对建筑物已发生的耗能进行有效记录与存储,能耗预测子系统根据传感设备采集到的预测指标对建筑物能耗进行预测,便于建筑管理人员对能耗进行有效把控。

3系统功能

3.1能耗感知模块

物联网技术的本质是通过互联网实现物与物之间的相互连接,并实现物与物之间的信息联通和交互[5]。建筑物能耗的实时感知依赖互联网设备的布置,能耗数据通过传感器设备采集后,利用无线通信技术传输到服务器,服务器将数据进行处理后存储在后台数据库,并在能耗管理平台展示能耗情况。传感装置用于采集各类数据,包括能耗监测数据和环境监测数据,能耗监测数据用于建筑物能耗实时感知,环境监测数据用于能耗预测。能耗感知模块会对房间的能耗实时监测对比,当房间内的耗能超过历史消耗能耗的最高值时,则会在系统页面对建筑管理人员提示,建筑管理人员不仅可以查看能耗实时数据,还可对历史数据进行分类筛选、搜索等操作,便于管理人员的决策。

3.2能耗预测模块

能耗预测模块配合能耗管理系统,根据历史数据对建筑物未来能耗进行准确预测,合理优化用电配置,减少建筑用电浪费和碳排放。本研究基于物联网技术采集能耗预测所需指标,构建BP(Backpropagation反向传播)神经网络进行建筑物能耗预测,其基本流程如图2所示,通过传感器采集室外温度等所需信息,将采集到的信息传输到管理平台,将模型数据拟合后便得到建筑能耗预测结果,将结果返回用户界面。BP神经网络算法是一种多层前馈神经网络,基于最速下降法进行求解[6],能够模拟人的思维模式对机制进行学习,被广泛地应用于建筑领域的能耗预测。BP神经网络包括输入层、隐含层与输出层,在本研究当中,输入层指标包括建筑面积、室外温度、空调维持温度以及人员密度四个指标,经过拟合后得到建筑物耗电量结果,即输出层,其神经元个数为一,而隐含层的神经元个数是通过算法训练过程中的不断调整达到最优的。本研究中算法的训练数据为天津市中新生态城某幼儿园的历史数据,数据集温度覆盖-8%至32℃,基本满足全年所有工况。算法训练完成后进行封装,在进行能耗预测时将建筑面积、室外温度、空调维持温度以及人员密度四个指标输入算法,算法经过拟合计算后得到建筑能耗预测结果,并将结果返回用户界面,如图2结果输出部分所示。

4系统典型应用

4.1信息存储功能

智慧城市管理平台后台内置数据库,存储建筑能耗历史数据,便于管理者查询使用的同时,可用于算法训练优化迭代。

4.2信息查询功能

可以按照时间段对能耗数据进行查询筛选,同时,还可以按照能耗量筛选数据,便于管理者分析历史数据,合理制定能源使用策略。

4.3能耗异常预警功能

系统可对能耗实时感知,并与历史平均数据进行对比,若出现过高或过低的异常情况,则在管理平台中显示警报,提示建筑管理人员对该建筑或房间的能耗情况进行调查。

4.4能耗预测功能

构建BP神经网络,使用物联网设备采集相关指标,自动预测耗电量,得到某一房间或建筑的预测耗能,给建筑管理人员的能源分配决策提供指导。5结语综上所述,随着物联网技术的进步和智慧城市的发展,基于物联网技术构建建筑物能耗感知预测系统,可以使建筑物能耗可视化、存储历史数据、赋能城市管理水平、提高建筑管理能力以及能源使用效率。

参考文献

[1]胡莹坚.基于LoRa技术的建筑物能耗监测系统在人防地下室中的实现[J].现代建筑电气,2020,11(8):28-30.

[2]陈辉.基于神经网络分析的建筑物耗能仿真模型分析[J].佳木斯大学学报(自然科学版),2022,40(1):13-15+138.

[3]侯骁虎.高校校园能耗监测综合管理平台的设计与实现[D].大连:大连理工大学,2017.

[4]梁禹鹏.基于物联网技术的未来智能楼宇系统探析[J].智能建筑与智慧城市,2022(1):113-115.

[5]付川琪.基于CFD仿真和SVM算法的建筑能耗预测系统云平台[D].南京:南京信息工程大学,2021.

物联网感知技术范文3

1 物联网技术概要 

在整个的物联网构架中包含了传感网和互联网两个部分,它们功能不同,传感网负责信息的采集和传递,互联网则是去实现这种信息的传输,可见二者是相互相存的,缺一不可。就物联网技术论文而言,它包括射频识别、传感以及智能嵌入等技术,我们可以通过这些技术的相互连接来实现对世界上众多事物的网络覆盖。 

1.1 射频识别技术(RFID) 

即是通过将无线传感网络采集到的规范及各种具有互用性的信息传输到中央信息系统,再通过中央信息系统进行相关的识别和通信,最后配合开放性的计算机网络来实现各种信息的交换和共享。 

1.2 传感技术 

通过利用各种传感器将自然信息源处的信息进行识别和处理,其中识别主要是将已经处理了的信息进行辨识分类,而信息处理则是对信号的预处理、选择、后处理以及信息特征的提取等。 

1.3 嵌入式技术 

简单而言就是操作系统、计算机硬件与应用程序所组成的一个捆绑系统,计算机实为信息处理的部件,在嵌入式技术的应用中,可以通过嵌入式的系统终端借助网络来进行感知。 

1.4 Wi-Fi 

Wi-Fi是将电脑和手机等终端通过无线连接的方式连接起来的一种技术,它是接入点下的无线网络结构。 

2 物联网技术在智能化住宅小区中的应用 

基于前文的概念简述,我们将对智能化小区中的RFID和传感器技术的应用进行分析。 

2.1 无线传感器网络技术的应用 

就无线传感器网络技术而言,它是物联网在智能化小区实际应用中的一项关键技术,它不仅仅是实现了各种物理信息与网络间的连接,同时还将物联网通过嵌入式技术进行处理的已经检测和感知过的信息集成,进行相应的数据传输。智能化住宅小区通常采用树状的无线传感器网络结构,这样的网络结构使得信息基础可靠,便于控制。并且,其节本结构包括了传感器和TIZC3530 无线模块等组成部分,此结构中对于数据的处理、管理和转发都是由协调器完成。对于传感器节点来说,经过通电复位便会搜索到协调器节点,如果确实不能搜索到协调器节点,我们还可以通过路由器来完成搜索,这样也可以实现协调器与网络的连接。协调器与PC机通过串口相连,最后再通过超级终端来实现命令的发送以及数据的显示。 

终端节点连网之后,需要出于一种待机的状态,需要发送相关数据时,才会对相应的网络路径进行数据的接收与发送。就智能化住宅小区的无线传感器网络来说,其核心是 TIZC3530 无线射频芯片,对于其终端节点而言,是可以灵活放置的,可以大大节省功耗,有效提升监控能力。此外,如果小区业主家中也设置相关的传感器节点,同样可以通过无线网与互联网相连来完成对家中的环境实现远程监控。 

2.2 射频技术的应用 

如今烦人射频技术已经被广泛地应用在社会的各个领域,射频技术又称射频标签,目前对此项技术最为典型的应用除了有汽车晶片防盗器还有物流管理和生产线自动化等。射频信号在空间中的耦合就可以实现相关信息的对接与传递,同时再对这些信息进行识别,就目前而言,射频技术已经成为了住宅小区在安防管理中的一项重要技术,通过这种技术可以很好地对车辆和人口的动态管理。从物联网技术在住宅小区车辆管理系统来看,射频技术即是物联网构成的一个关键技术, 射频技术可以通过其功能实现车上卡片和设备主机之间的信息交换,进而达到对小区内的车辆信息进行识别,同时还将小区内的车辆进行有效地管理。在对小区内整个车辆的管理中,车辆上对车的相关信息进行了标签化的储存和管理,只要通过射频技术来读取相应的射频标签,我们就可以明确地知道车的相关信息,进而确定车辆的身份。而对于一套完整的射频技术系统而言,主要是由 Reader与Transponder 两部份组成,Transponder具备不接触、不需要电池以及不刷卡的优势,同时其安全性非常高。当Transponder 接收到Reader发射出的特定频率中的无限电波后驱动Transponder电路输出其内部身份信息,再由 Reader 来接收内部身份信息,通过在智能化住宅小区中应用这种技术来实现对车辆的管理,可以有效防止车辆被盗,实现维护小区稳定以及治安稳定的目标,起到保护住户财产安全的作用。 

物联网感知技术范文4

物联网的理念最初基于射频识别/产品电子代码(以下简称RFID/EPC)技术提出,随着感知技术与网络技术的突破而不断提升和完善。以物联网为核心的信息技术被誉为第三次信息技术革命,物联网是从信息自动提取、信息整合、物品局域联网、局部系统的智能服务与管控等向全网融合逐步深化的过程。

仓储管理可以简单概括为8项关键内容:追-收-查-储-拣-发-盘-退,随着制造环境的改变,产品周期越来越短,订单式生产、大批量定制的生产模式,对库存限制的要求越来越高,仓储管理及精确定位在企业的整个管理流程中起着非常重要的作用,及时准确的进发货及精准的库存控制,对企业的竞争能力有着至关重要的影响。基于物联网技术的仓储系统管理能够有效地帮助企业实现仓储精准管理和智能化。

物联网技术概述

从物联网本质上看,物联网是现代信息技术发展到一定阶段后出现的一种聚合性应用与技术提升,将各种感知技术、现代网络技术和人工智能与自动化技术聚合与集成应用,使人与物实现智慧对话。物联网技术的发展几乎涉及到了信息技术的方方面面,是一种聚合性,系统性的创新应用与发展,因此被称为信息技术的第三次革命性创新。

物联网主要有三层架构,即感知层、网络层和应用层。结合物联网基础架构,物联网主要分为三大技术体系:一、感知技术体系,二、通信与网络技术体系,三、智能技术体系。物联网的本质概括起来,主要体现在三个方面一是互联网特征,即对需要联网的物一定要能够实现互联互通的互联网络;二是识别与通信特征:即纳网的“物”一定要具备自动识别与物物通信(M2M)的功能;三是智能化特征:即网络系统应该具有自动化、自我反馈与智能控制的特点。围绕三大技术本质,目前物联网实现多样化发展感知技术更加丰富,除RFI技术以外,面向所有感知技术开放,凡是能够起到自动感知的技术体系都可以纳入物联网感知技术体系,目前常用的传感知技术、RFID技术、GPS卫星定位与识别技术、视频识别或机器视觉技术等都可纳入物联网终端感知技术体系:网络方面,互联网、传感网、局域网、电视网、电信网也在走向融合,也可纳入物联网网络技术体系:智能应用则更加广泛了,从而打开了智能物流发展创新的空间,一个智慧物流的时代正向我们走来。

物联网技术在仓储管理中的应用概述

现代仓储系统内部不仅物品复杂、形态各异、性能各异,而且作业流程复杂,既有存储,又有移动,既有分拣,也有组合。借助物联网技术实现的智能仓储管理系统在物联网三层架构基础上,支撑仓储管理具体业务的实现。一般应用框架如图所示。

1、智能仓储感知技术应用

在智能仓储中,为了对仓储货物实现感知、定位、识别、计量、分拣、监控等,一般采用传感器、RFID,条码、激光、红外、蓝牙、语音及视频监控等感知技术。目前在仓储系统中感知技术应用最为广泛的是条码和RFID技术。在物流作业系统,基于RFID技术能够实现对高附加值产品自动识别与定位,使产品信息自动进入物流管理信息网络系统,对产品的生产、加工等物流的全过程进行信息追溯和网络检索查询。借助物流运作的单元化技术,以物流单元为终端节点,实现对物流单元的自动感知、定位、追踪、管理与控制,形成以物流单元为终端节点的物联网体系,从而实现智慧物流运作与管理。

智能仓储的网络与传输技术应用

现代物流趋势之一是实现网络化和智能化,在制造企业内部,现代仓储配送中心往往与企业生产系统相融合,仓储系统作为生产系统的一部分。物流行业为了使移动或存储中形态各异“物”能够联网,最常采用的网络技术是局域网技术、无线局域网技术、互联网技术、现场总线技术和无线通信技术。

在区域范围内的物流管理与运作的信息系统,常采用企业内部局域网直接相连的网络技术,并留有与互联网、无线网扩展的接口;在不方便布线的地方,常采用无线局域网技术;

在大范围物流运输的管理与调度信息系统,常采用互联网技术、GPS技术、GIS地理信息系统技术相结合,组建货运车联网,实现物流运输、车辆配货与调度管理的智能化、可视化与自动化:在以仓储为核心的物流中心信息系统,常采用现场总线技术、无线局域网技术、局域网技术等网络技术;在网络通信方面,常采用无线移动通信技术、3G技术、M2M技术、直接连接网络通信技术等。

3、智能仓储作业与管控技术

智能仓储管理系统,借助物联网技术与仓库管理系统(WMS)相结合,实现仓储业的智能化与自动化。常采用的智能技术有:自动控制技术、智能机器人技术、智能信息管理系统技术、移动计算技术、数据挖掘技术等等。

目前,能够实现物流全过程智能控制与管理的还不多,物联网及物流信息化还仅仅停留在对物品进行自动识别、自动感知、自动定位、过程追溯、,在线追踪、在线调度等一般应用水平上。在专家系统、数据挖掘、网络融合与信息共享优化、智能调度与线路自动化调整管理等智能管理技术的应用方面还存在很大差距。

未来物联网在智能仓储方面的发展趋势

1、统一标准,共享物流的物联信息

目前物联网技术绝大部分的应用还是局部的、局域网络的应用,系统间难以融合,各自的网络有各自的标准体系,易形成物联网信息孤岛。尽管目前的物联网仓储应用是闭环和相对独立的,没必要实现全部的物品互联到一个统一的网络体系。但是,在物联网基础层面,统一的标准与平台是必须的。局部的物联网系统、物联局域网等都可以在统一的标准体系上建立。

2、互联互通,融入社会物联网

物联网是聚合型的系统创新,必将带来跨系统、跨行业的网络建设与应用。随着标签与传感器网络的普及,物与物的互联互通,将给企业的物流系统、生产系统、采购系统与销售系统的智能融合打下基础,网络的融合必将产生智慧生产与智慧供应链的融合,企业物流完全智慧的融入企业经营之中,打破工序、流程界限,打造智慧企业。

物联网感知技术范文5

关键词:物联网;RFID;互联网

中图分类号:TP391.44 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2013) 12-0000-01

一、前言

在1999年,美国麻省理工学院提出了一种新的概念,称为“物联网”,它的英文全称是Internet of Things,是一种基于互联网又有别于互联网的全新概念,可以说物联网就是“物物相连的互联网”。物联网是将信息技术应用到我们的生活中,是通过嵌入式技术将传感器放入实物当中,通过无线网络对没有生命的物体的进行网络互联与数据信息采集,并在互联网平台上实现海量数据信息的发送与接收。

二、物联网的概念

物联网也称为M2M,是传统的物流信息化工作的进一步深化,也是互联网延伸至物理世界的一种体现,它涉及众多技术,包括实时定位、短距离无线通信、RFID、传感器网络等。物联网将互联网中的用户终端延伸到任何需要实时管理的物品,其目的是给没有生命的物品赋予生命,加强人与物品间的交流。国际电信联盟(ITU)2005年的一份报告曾描绘了物联网时代的蓝图,我们在回家前先发条短信,家里浴缸就能自动放好水或者电饭煲自动做好饭等等,这些都是物联网带给我们的便利条件。

三、物联网的关键技术

物联网的关键技术主要体现在三个方面,分别是信息感知技术、信息传输技术和信息处理技术。信息感知技术主要依靠传感器网络和RFID等技术实现。传感器网络是物联网的技术核心,主要用来对物理世界的信息感知,就像人的皮肤一样用来感知外界信息。传感器网络是由大量微型传感器一起组成的,其中每一个微型传感器都相当于一个通信基站,并通过无线信号组成一个网络系统,把得到的信息传送给物联网的使用者。RFID全称是Radio Frequency IDentification是一种射频识别技术,也可以称为电子标签技术,是通信技术的一种,利用射频信号通过空间耦合实现数据信息的传递,并且不需要芯片和接收器接触,在一定距离内就可以传输信号。现在RFID技术应用相当广泛,如果对学生证植入了RFID芯片那就可以一证多用,同时拥有门禁、食堂买饭和图书馆借书等多项功能。而信息传输技术主要依靠Internet互联网技术实现的,互联网技术同时也是物联网的基础技术,物联网技术是从互联网技术中衍生出来的,物联网是利用RFID等物体感知技术来实现的,然后再利用无线网络等技术接人互联网,构造出一个真实世界的物体和虚拟空间的数字信息相结合的网络,并实现网络中物与物或者用户与物之间的通信或控制。在信息处理技术方面可以依靠云计算这一新兴技术来实现,因为物联网的使用将产生大量的数据信息,传统的单一服务器将难以承受如此大规模的数据交换,就是在高级的服务器它的CPU处理能力以及内存容量都难以满足不断发展的物联网业务。因此,在开放的物联网环境中采用高速、高效的新兴计算技术是十分必要的,而这种高速、高效的计算就是“云计算”,他是一种基于分布式的计算模式,把在各地的服务器联合起来的计算方式。这三个方面虽然不是物联网全部的关键技术,但也是物联网重点需要解决的技术,它们是物理网发展和实现的关键。

四、物联网的体系结构

物联网是一个新颖的概念,但对物联网的体系结构却有统一的规定,从上至下分别为:应用层、网络层和感知层。

(一)应用层

应用层是最上层,它在感知层和网络层之后工作,将所获得的所有信息进行汇总,相当于是整个物联网的“大脑”,经过对信息的加工,从而进一步提高信息的利用度,其功能包括对采集数据的分析、转换、汇集,以及用户层事件的触发等。应用层中又分出两个子层,分别是应用服务子层和应用支撑平台子层。首先是应用服务子层,它主要是把一些正常的服务智能化,就像智能家具、智能交通信号平台和畜牧业数字化等等领域。而应用支撑平台子层多用于跨行业、跨系统之间的信息互通和共享。

(二)网络层

网络层相当于人的神经中枢和大脑,能够实现大范围信息通信,由各种私有网络、有线和无线网络、Internet互联网和云计算平台等组成,将感知层得到的数据传到各个地方,实现大范围内的远距离通信。

(三)感知层

感知层是物理网的最外层主要是对物理世界中各类事物信息的采集与识别,就像人的眼睛和耳朵一样用来感知和识别事物,它主要使用RFID和传感器等信号接收技术。

五、物联网的信息安全

物联网技术本质上是互联网技术的升级,是把真实的事物进行信息化处理,因此就会出现网络漏洞。随着互联网向物联网不断转化,物联网不仅继承了原有网络的信息安全问题,同时又出现了一些物联网自身的安全问题,无论物联网应用背景本身是否是安全敏感的,在构建这个物联网应用系统时一定要注意信息安全的防护,所构建的物联网系统一旦遭到网络攻击,就会导致整个系统的崩溃或瘫痪,造成不可弥补的损失。

六、物联网的应用发展

中国的物联网产业发展程度虽然和美国这样的发达国家比还有很大差距,但在物联网应用上已经取得长足的进展。目前物联网已经广泛应用于各个行业当中,其中就包括传统的农业、金融业等,在现代化工业制造中也得到了广泛的应用。物联网的发展将为国家的发展、公共安全的维护、各类灾害与风险的防范提供了良好的平台,实现更加透明清晰的感知、更加全面的网络互通和更加智能化的管理。

七、结束语

尽管物联网在中国才刚刚起步,但它带来的便利条件还是显而易见的。虽然现阶段物联网的发展还面临着许多的问题,但随着国力的强盛科技的发展,早晚有一天物联网会成为我们生活中不可或缺的伙伴。

参考文献:

物联网感知技术范文6

【关键词】物联网;安全特性;安全问题;安全措施

【中图分类号】T314;P9【文献标识码】A【文章编号】1672-5158(2013)02-0401-01

物联网是互联网技术、通信技术、射频识别技术等多种技术飞速发展下的产物。一方面,物联网可以节约社会成本,显著提高社会发展的经济效益;另一方面,物联网建设所使用的支撑技术可以得到有力的推广和应用。利用物联网,我们日常生活中所涉及的各种物质都可以得到有效整合和管理。但是物联网的强大功能也产生了庞大的数据信息,这些数据如果无法得到保障,则很容易影响物联网技术的发展,因此物联网中的安全问题已经成为制约其发展的主要问题。

1 物联网及其相关安全特征分析

物联网可以实现现实世界和虚拟世界的实时交互,其核心技术为无线网络技术和传感网络技术等,综合这些技术人们可以将生活中产生的信息利用网络等方式进行传递、应用或者分享等。物联网技术中,与安全相关的特征主要分为三个层:感知层、传输层、处理层。

其中感知层的主要作用是利用多种设备和技术,如传感器、射频发射和接收装置、卫星定位装置、网络摄像头等,实时获取或者感知物体信息。只有具有可感知特征,且该特征具有唯一可识别性的物品才能够被接入到物联网中,并根据其特性进行分类或者应用。例如,在物联网中的汽车丢失或被盗可以利用车载GPS对其进行定位以方便找回。

传输层主要用于将感知层中采集到的信息进行处理后传递到物联网的信息处理层。传输层是数据传递的通道,,这种通道可能只在一个网络架构中存在,也可能是具有多个不同属性的网络架构共同组成的,因而传输层具有高融合度的属性。例如,当森林中发生火灾时,分布设置在森林中的传感器对火灾信息手机后通过无线网络如移动通信网、卫星通信网、互联网等将信息传递给接收端,接收端在接收到信息后可以在最短时间内对灾情进行处理,减小火灾带来的损失。

处理层主要用于对所接收到的信息进行处理,分析判断信息的真实性、安全性以及希望实现何种功能等。处理层中的数据不仅仅具有内容数据,可能还会包括指令数据,若出现恶意指令或者对指令操作不当则很有可能造成严重的损失。例如,通过智能终端系统,用户可以非常方便的随时随地对智能家居的工作状态和工作方式进行控制等。

2 物联网中存在的安全问题分析

物联网中的三个关键层次都涉及到大量的数据信息,如果不采取有效的防护措施则很有可能为物联网应用带来风险,影响用户的物联网体验度,甚至带来经济财产损失。

在感知层中存在的问题主要有三个方面,首先,物联网的感知终端如智能传感节点等可能会受到网络以外的恶意攻击,造成采集数据信息错误或者采集错误数据信息;其次,物联网的感知节点可能会受到来自网络内部的信息攻击,导致感知节点失效等,破坏传感网系统;再次是原始数据采集完毕后需要进行传输,在数据采集完毕后信息很有可能被截获或者破解,使得用户信息存在潜在的安全隐患。

传输层的主要作用是用来进行数据传递,这种传递可能涉及多个网络架构或者多个传输节点,在信息传输的每一个过程存在安全隐患。最突出的安全问题表现在互联网中存在的安全问题都可以传递至物联网的传输层,对互联网的攻击方式都可以被应用中物联网的传输层中,如DOS攻击、伪装攻击、中间人攻击等。

处理层负责对数据进行分析,并根据分析结果下达指令等,在处理层中存在的问题主要集中在下述几个方面。当物联网中的感知终端数量过多,所采集和提供的数据量过大时,若处理层的处理能力不足则很有可能造成信息处理不及时,系统响应迟钝;若设备出现故障或者系统出现漏洞时,不仅会影响系统的工作效率,还可能造成数据丢失或被盗;人为的破坏也会带来信息泄露等危害。

3 物联网安全问题的应对策略

为减少安全故障的发生,有效抑制安全问题的出现,可以从以下几方面着手。

首先,在感知层中设立密钥管理机制。虽然感知终端因终端属性不同而具有多样性,可能很难满足统一的安全管理机制,但是采用一定技术手段保证感知层数据信息的机密性和认证性还是非常有必要的。鉴于感知层具有相对独立的网络环境,故现有的安全解决方案均可适用于感知层安全防护中,但是需要注意的是,为满足更高的安全防护需求,尽量使用具有高安全等级的防护方案。

其次,对于传输层的安全机制可以在传输层各节点之间进行节点认证和密钥协商协议处理,根据实际需要设定或者选择适当的保密算法和数据完整性验证服务。在端到端的安全防护中可以在采用密钥协商协议的基础上添加端到端的认证机制、数据完整性验证机制和机密性算法选取机制等。具体的防护措施可以根据物联网的具体传输模式进行制定。

再次,处理层涉及到数据的存储和处理,可采取的安全防护措施有数据库访问控制机制、内容筛选机制、私密信息保护技术、数据加密技术、信息泄露追踪技术、数据读写操作记录技术、知识产权保护技术还有数据销毁技术等。处理层处于整个物联网的核心,对处理层的数据访问必须进行限定,以保证物联网信息安全。

总结

物联网在为我们的生活工作带来了极大的便利的同时也存在着多种多样的信息泄露隐患,为保证物联网的健康发展,保证用户信息的安全,必须对物联网中的安全问题给予高度重视并采取有效措施,推动物联网的可持续发展。

参考文献

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[2] 彭勇,谢丰,郭晓静,劼宋丹,李剑.物联网安全问题对策研究[J].信息网络安全,2011(10)

[3] 叶青.物联网安全问题技术分析[J].网络安全技术与应用,2010(10)