与物联网相关的技术范例6篇

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与物联网相关的技术

与物联网相关的技术范文1

[关键词]物联网;国际电子商务;RDIF;影响

[中图分类号]F724[文献标识码]A[文章编号]1005-6432(2014)31-0018-02

1引言

物联网是继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网被认为是下一个推动世界高速发展的重要生产力,在我国物联网被列为国家“十二五”期间重点发展的战略性新兴产业。2012年2月14日,中国的第一个物联网五年规划――《物联网“十二五”发展规划》由工信部颁布。我国正大力推动物联网关键技术研发和在重点领域的应用示范,力求“十二五”期间实现物联网核心技术的重大突破。本文将围绕物联网在电子商务方面的应用问题展开分析,总结学者的不同观点,追溯物联网的本质和主要技术,分析其在电子商务中产生的巨大影响及作用机制,并做出简要评论。

2国外相关研究综述

2.1物联网内涵方面的研究

目前,国外业界比较有代表性的物联网的定义有以下几种:

(1)美国麻省理工学院Auto-ID研究中心1999年最早提出的物联网(Internet of Things)定义为:把所有物品通过射频识别(RFID)和条码等信息传感设备与互联网连接起来,实现智能化识别和管理功能的网络。RFID 标签可谓是早期物联网最为关键的技术与产品环节,利用RFID技术,通过计算机互联网实现物品或商品的自动识别和信息的互联与共享。

(2)欧盟第七框架下 RFID 和物联网研究项目簇(Cluster of European Research Projects on The Internet Of Things:CERP-IoT)于2009年9月的《物联网战略研究路线图》研究报告认为,物联网是未来互联网的一个组成部分,可以被定义为动态的基于标准的和可互操作的通信协议且具有自配置能力的全球化网络基础架构。

(3)按照国际电信联盟(ITU)的定义,物联网主要解决物品与物品,人与物品,人与人之间的互联。但是与传统互联网不同的是,H2T是指人利用通用装置与物品之间的连接,从而使得物品连接更加的简化,而H2H是指人之间不依赖于PC而进行的互联。

2.2物联网技术方面的研究

美国很多大学在无线传感器网络方面开展了大量工作。如加州大学洛杉矶分校的CENS实验室、WINS实验室、NESL实验室等。麻省理工学院获得了DARPA的支持,从事着极低功耗的无线传感器网络方面的研究。奥本大学也获得DARPA支持,从事了大量关于自组织传感器网络方面的研究,并完成了一些试验系统的研制。宾汉顿大学计算机系统研究实验室在移动自组织网络协议、传感器网络系统的应用层设计等方面做了很多研究工作。

除了高校和科研研究所之外,国外的各大知名企业也都先后参与开展了无线传感器网络的研究。克尔斯博公司是国际上率先进行无线传感器网络研究的先驱之一,旗下的无线传感器网络硬件产品众多(包括IRIS,MicaZ,Imote2等),为全球超过2000所高校以及上千家大型公司提供无线传感器解决方案。目前Crossbow公司与软件巨头微软、传感器设备巨头霍尼韦尔、硬件设备制造商英特尔等都建立了合作关系。这些都为无线传感器网络进一步的发展以及最终的商业化奠定了坚实的基础。

3国内相关研究综述

3.1物联网含义方面的研究

我国在2010年3月的政府工作报告中对物联网有如下的说明:(物联网)是指通过信息传感设备,按照约定的协议,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。它是在互联网基础上延伸和扩展的网络。

石亚萍(2011)将物联网定义为通过各种信息传感设备,如传感器、射频识别(RFID)技术、全球定位系统、红外线感应器、激光扫描器、气体感应器等各种装置与技术,实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程,采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息,与互联网结合形成的一个巨大网络。

我比较倾向于张立志(2012)对物联网的定义:通过射频识别装置、无线传感器、全球定位系统、地理信息系统等信息传感设备,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。

3.2物联网对电子商务发展的影响研究

孙玮(2011)从企业库存管理、支付环节、物流方面等方面阐述了物联网对电子商务的推动作用。在电子商务企业仓库管理中,物联网技术可以通过对库存物品信息的实时感知,形成自动化库存,实现整个网上零售营销体系信息共享的目的;在支付环节中,网上零售商可以加强与电信运营商之间的合作,探索比较合理的新商业模式,发展多样化的手机支付业务;在物流方面,通过物联网和GPS技术相结合的方式,将配送包裹模块化,让消费者、网上零售客户和物流公司三方实时获悉货物的路线。孙玮认为电子商务在发展中遇到了瓶颈,而物联网的兴起会使问题得到妥善解决,促使电子商务更好更快发展。

4结论

从现有研究来看,有关物联网对电子商务发展的影响研究成果较多,研究方法相对比较成熟。目前关于物联网对我国电子商务发展的影响比较一致的结论有:物联网能够提升库存管理效率、优化网络营销环境、改善物流质量、提高售后服务、提升客户满意度等。进一步考察不难发现,已有的研究也存在一些不足:如在研究框架上,国内学者对物联网影响电子商务发展的作用机制的分析极为少见。而要应用物联网相关技术作用于电子商务,使电子商务更好更快发展又必须清楚其影响机理,因而这方面的研究亟待加强。

在今后一段时间内,国内的研究应从以下几个方面进行深入:首先,强化物联网影响电子商务发展的理论机制分析;其次,创新物联网影响电子商务发展的相关分析方法;再次,拓宽分析范围,即分析物联网对电子商务不同模式发展的影响,以期为指导实践提供有价值的参考。

参考文献:

[1]国务院中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要[R].2011(3)

[2]工业和信息化部物联网“十二五”发展规划[R].2012(11)

[3]石亚萍物联网现状分析与发展探讨[J].商场现代化,2011(7)

[4]张立志物联网环境下的供应链库存管理研究[N].武汉理工大学,2012(6)

[5]王大文电子商务下的物流配送问题分析[J].中国市场,2007(15)

[6]许忠我国中小企业电子商务发展存在问题分析[J].中国市场,2009(41)

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关键词:物联网 高校

1 物联网的概念及发展现状

物联网是通过射频识别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。物联网的概念最早是由美国麻省理工学院提出。2005年国际电信联盟(ITU)发表了题为《The Internet of Things》的年度报告,向世界宣告物联网时代即将到来。目前,作为科技热点各国都加强了物联网的研究与基础设施投入。2009年6月,欧盟委员会宣布了“物联网行动计划”,同年8月,日本也制定了实现以人为本的数字化社会的U_Japan计划。在我国,2009年8月7日,国务院总理视察中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心时发表重要讲话之处建立传感信息中心的重要指示;同年11月3日总理再次指出要着力突破传感网、物联网关键技术。目前我国各行各业竞相发展物联网相关技术,政府也投入巨大的支持,高校也开始培养网联网专业人才满足社会需求。

2 高校申办物联网相关专业的现状

2010年教育部的《教育部办公厅关于战略性新兴产业相关专业申报和审批工作的通知》的文件,在申报范围中就有提到鼓励申报传感网、物联网技术专业,并提出支持高校开展战略性新兴产业人才培养是高等学校调整人才培养结构,推进高等教育改革与发展。由此可见物联网专业人才是当前为国家战略性新兴产业发展所需高素质专门人才,物联网专业的申报受到国家的支持。从2010年开始,各个高校开始申办物联网相关专业。并且有将近40所高校院系在教育部获批了包括“物联网工程”、“传感网技术”和“智能电网”三个物联网相关的专业。

3 物联网专业的教学目标

从物联网的定义来看,物联网专业是培养大学生从事物联网领域的系统设计、系统分析与科技开发及研究。所以在专业设置方面要培养学生具电子技术、现代传感器、无线网络技术、高频和微波技术等物联网基础技术,了解有线和无线网络通信理论、信息处理与计算机技术、系统工程等基础理论,并掌握物传感层,传输层与应用层关键设计等物联网专门知识和技能,并且有跟踪本专业领域新理论、新知识、新技术的能力以及较强的创新实践能力。

4 物联网专业开设的思路

根据培养目标,物联网专业开设要从基础课和专业核心课两方面设计。基础课方面,开展通用型的基础类课程,基础类课程为一般高校中信息类专业、通信类专业、计算机应用类专业的通用基础课程,如计算机电路基础数据库基础与应用局、域网组建与管理、通信技术基础高级语言程序设计工程、制图基础等,该类课程是物联网应用、开发及研究的基础知识储备。

专业核心课程方面,主要是针对测控技术与仪器;信号与系统;传感器与自动检测技术;智能嵌入技术;射频识别技术;传感器网络技术等的专业核心课。具体设计如下:①单片机和嵌入式相关知识,主要讲授微机原理与接口技术,微控制器体系和原理,实时操作系统,C语言编程技术等等从简单的单片机深入到嵌入式;②无线片上系统(SoC)相关知识,主要讲授无线单片机通讯接口设计,嵌入式开发软件,无线有线收发器原理和结构以及通讯原理等相关知识;③无线通讯和无线网络相关知识,主要讲授短距离无线数据通讯基础和原理,无线自组网相关技术尤其是ZIGBEE无线技术及其高级技术,网络安全和加密技术及无线网络算法高级技术原理;④高频微波知识方面,主要讲授高频微波技术,调制和解调技术,天线原理以及阻抗匹配和反射,微波放大器设计,无线单片机高频测试和调试方法及原理等;⑤RFID知识方面,主要讲授电磁技术基础,RFID相关技术如标签防冲突算法以及EPC和IS0-18000-6C通讯协议和原理,RFID读卡器原理和设计,及其数据库结构和原理等;⑥物联网传输层相关知识,讲授物联网网关原理和结构,GSM/GPRS技术、3G技术原理,M2M 数据传输及通讯等相关知识;⑦高级无线网络知识方面,讲授Wi-Fi/蓝牙,ZIGBEE PRO 无线通讯协议栈原理和设计,WIFI传感器网络原理和结构及内置多ARM和WI-FI收发器的无线单片机,蓝牙技术和低功耗蓝牙无线技术原理。

5 建立完整的物联网实验平台

高校开设物联网专业,除了有合理的知识教学,还要建设相关的实验平台。在射频识别技术方面,围绕RFID的一些关键技术,在产业化方面如标签芯片设计与制造,天线设计与制造,RFID标签封装技术与装备,RFID标签集成,读写器设计等;在应用方面如RFID应用体系架构,RFID系统集成与数据管理,RFID公共服务体系,RFID检测技术与规范。在无线传感网络方面,围绕无线传感器网络组网技术,无线加密技术,路由算法等内容进行实验室建设,并把无线传感网络和其他的无线技术,包括无线局域网,蓝牙,红外以及3G等网络进行融合,实现异构网络之间的无缝连接以及通讯,为实现一个具有动态可扩充能力的新型传感网络数据库管理系统搭建一个平台。

参考文献:

[1]康伟.物联网在高校的应用探讨[J].山西经济管理干部学院学报,2010.3(1):105-107.

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【关键词】物联网 技术理念 应用策略

1 前言

随着社会经济活动的愈加频繁,商品的交换在现代贸易行为中更加注重信息的传递,因此在为了满足人们对人与物、物与物之间的信息传递,物联网概念逐渐浮现在人们眼前。现代物联网技术是传统的互联网技术在用户端的延伸与拓展,物联网技术不仅极大地丰富了互联网技术的内涵,更是对人类商业活动产生了巨大的影响。但是我国的物联网还处于起步阶段,相关技术理念还没能得到深入地开发应用。

2 物联网技术的特点

2.1 主动感知性

区别于传统的互联网技术仅作为信息传递和处理的技术手段,物联网技术要求实现对人与人、人与物、物与物之间的主动感知,即通过射频识别装置、传感器、二维码等信息识别设备及载体设备完成对物体存在信息的即时感知。该过程的工作原理是通过在物体内的微型感应芯片向区域内的传感器传递信息再与局域无线网络、互联网等通信网络进行信息交互实现对物理世界信息的感知。

2.2 可靠的信息链

物联网技术主要是通过区域内的有线、无线等信息传输方式进行实时的信息传递,在这个过程之中,物联网技术还涉及将所传递的信息进行整理及初步的处理。因此,物联网技术相对于其他信息传递技术而言在使用过程对信息链的可靠性要求更高,信息的完整度必须要得到最大限度地保证。

2.3 庞大的数据信息

一方面物联网技术是从传统互联网技术中发展而来,另一方面物联网技术的对象不仅仅包含了人与人还包含了人与物、物与物,因此物联网技术的数据来源较传统互联网而言更加庞大。庞大的信息源意味着物联网必须具备处理海量数据信息的能力,这也是物联网技术在实际应用中最需要克服的关键所在。

2.4 智能化处理

物联网区别于传统互联网的关键一点在于信息处理的智能化。传统的互联网技术要求对信息进行逻辑分析处理或对信息数据进行建议的智能化处理,但是在物联网领域,超常规的智能化处理是对数据处理分析的基本手段。这也是未来物联网技术能够应用于商业网络运行的关键。

3 物联网技术的关键理念

3.1 信息的采集

物联网技术的数据依赖于射频识别设备、传感器、电子标签等设备共同作用完成的信息采集过程。这其中电子标签一般被用作于物品的条形码、二维码等包含有物品相关信息的可被设备识别的标签。而电子标签的规范化也决定了在物联网技术中各类物品之间信息传递的准确性。射频识别设备主要被用于识别物品的电子标签,通过对存储在物品电子标签上的信息的读取,射频识别设备完成了对物品信息采集的第一步。而传感器在物联网技术中的应用则是将客观物理世界中的各种物理信号转变成为相关的信息,并将这些信息传递至物联网中作为对物理信息记录的关键数据。

3.2 网络通信技术

物联网技术是从传统互联网技术发展而来的新型的信息传输技术。因此,物联网技术的核心关键在于信息的传递。尽管在实际的应用中,不论有线与无线均可实现物联网信息的传递,但是无线技术以其更加便捷的性能成为物联网技术发展的主流信息传输技术。另一方面,各类网络通信技术的迅猛发展在一定程度上也为物联网技术提供了发展的原动力。

3.3 智能云处理技术

本文在前文已经对物联网庞大的信息容量的特点作了一定的分析。由于物联网连接了海量的传感器节点,庞大的信息需要被统一进行整合处理,而在传统的互联网技术中,该情况容易造成网络中沉淀大量冗余信息。因此,在物联网技术中智能云处理技术显得尤为关键。通过对海量数据进行融合处理,再通过相关智能技术的处理加工,物联网技术为人类提供极大的便利。

4 物联网技术应用策略分析

4.1 商品生产环节的应用

随着对生活品质要求的逐步提高,人们对所使用的商品的品质来源也更加关注。将物联网技术应用于商品生产环节,不仅可以帮助企业实现生产线的自动化水平,更可以帮助消费者了解相关商品的生产信息,保证商品质量。

4.2 商品流通环节的应用

现代物流业对物品流动信息的处理可以通过物联网技术得到更进一步地提升。通过物联网技术,人们可以及时地获取商品的物流位置等相关信息,也可以了解到商品在仓储、周转、运输过程中的实时情况,保证了商品信息在流通环节的准确顺畅。

4.3 商品使用环节的应用

将物联网技术应用于商品使用环节,可以帮助企业及时了解商品的流向以及商品在使用过程中暴露出的相关问题,便于企业及时调节生产策略与改进工艺。

5 结语

对比发达国家,我国的物联网技术还有相当大的提升空间。这其中包括向技术标准、建设规范等还没能得到充分地完善。因此,着眼于未来长期的发展,我们还需要持续加强物联网建设。相信未来在物联网技术的发展下,我们的生活会更加精彩。

参考文献

[1]余振亭.物联网技术理念与应用策略浅述[J].数字技术与应用,2015(05)226.

[2]朱洪波,杨龙祥,于全.物联网的技术思想与应用策略研究[J].通信学报,2010(11)2-9.

[3]巫细波,杨再高.智慧城市理念与未来城市发展[J].城市发展研究,2010(11)56-60+40.

[4]刘尚儒.物联网在物流领域的未来应用[J].北方经贸,2014(04)50-51.

[5]朱洪波,杨龙祥,朱琦.物联网技术进展与应用[J].南京邮电大学学报(自然科学版),2011(01)1-9.

[6]李侠.物联网的技术思想与应用策略研究[J].今日科苑,2015(06)99.

作者简介

张鹰(1971-),男,湖北省武汉市人。大学本科学历。现为河南省科学院应用物理研究所有限公司助理研究员。主要研究方向为计算机科学与电子技术应用。

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【关键词】计算机 物联网 物流 技术

由于计算机技术已发展到一个较高的水平,互联网也开始逐渐应用到人们的工作、生活当中。且由于互联网应用范围的普及,带动了淘宝、京东等一系列购物网站的兴起,促使物流领域得到了快速发展,从而产生了物联网技术。经相关研究表明,物联网技术的应用范围极其广泛,可在物流的配送管理、追溯网络系统、可视化智能管理等方面得到充分的利用,对物流领域的发展起了极大的促进作用。但是,在应用过程中,由于物联网多方面技术仍未发展成熟,在应用过程中依然在许多方面中存在问题。为加强技术创新及完善能力,我们应针对相关问题,作出应对策略,使物流领域的经济化水平更上一层楼,提升人们生活购物、各行业的运输质量。

1 计算机物联网技术的价值

在应用计算机物联网技术时,可以通过联网对物流链中的业务流程进行管理,例如物流工作开展过程中需经过货物生产、入库、装卸、整理、搬运等几个环节完成业务项目。但是由于这些各项业务形成的物流链会相互制约,只要有任意一个环节出现问题,那么极有可能会对其它环节也造成影响。然而通过使用物联网管理,可以对每个环节进行实时监控,改善了传统物流过程的业务管理问题。物流工作开展过程中工作人员还可以通过物联网对货物进行了解,并及时调整货物配送路线,减少货物运输及配送环节的人工、交通成本,还可准确地了解货物库存情况,能够及时应对突况。且由于物联网技术的发展,货物在运输过程中每次出库或入库均需收集相应的信息,使客户能够通过网络便可查询相关物流信息,提升了物流领域的透明度,使物流查询过程变得更为方便简洁,进而使物流工作能够更为全面、高效地展开。

2 物流领域使用物联网技术存在的问题

2.1 信息问题

由于物联网技术需要通过互联网上传信息,并⑵涔蚕聿拍芄煌瓿苫本信息传递。但是由于互联网作为一个开放式的信息共享平台,导致在物联网中进行传递的消息很有可能被网络黑客破解,或受到病毒的攻击,对其进行恶意利用,从而导致信息泄露,安全出现漏洞。极有可能会导致货物信息或客户个人信息外泄,对物流企业,对顾客都会造成难以预想的经济或其他方面的损失。

2.2 成本问题

由于物联网技术属于现代高科技技术,在应用过程中会需要使用较为高端的电子标签、视频读写器等现代化设备。使用此类设备虽然能够有效提高物流过程中的工作效率,但是与传统模式中使用的条形码成本对比可知,这些现代化电子设备的成本较高。在如今物流领域中也存在着一些较为小型的物流公司,会注重考虑各种经济构成成本,所以不会使用需要较高设备成本的物联网技术。因此,物联网在推广应用的过程中,还需要重视以较低的经济成本解决技术需求的问题。

2.3 技术问题

在物联网技术逐渐扩大应用范围后,类似于网络传输、可追溯性管理、卫星定位等多方面的技术都已渐渐趋于成熟。但是在无线射频识别(RFID)及传感器等方面的技术仍处于初期使用阶段,远达不到可以成熟使用的地步。但是由于其技术在物流领域中运用前景十分良好,所以还需加强对其技术的研究。在目前物联网技术研究中,也缺少相对专业的人才,使其技术难以得到有针对性地提高。

3 在物流领域中应用物联网的有效措施

3.1 加强信息加密安全建设

在物联网运作过程当中,可以通过建设相应的专业防御联网攻击系统,在网络信息遭到侵入或破坏的时候,可以通过系统识别自动进行防御,避免祸及到联网中的其余相关部分。并及时通知相关人员对遭到破坏的传输结点进行修复,从而起到防止信息泄露的有效作用。还可通过加强物联网中身份验证步骤、限制异常访问、联合云计算等技术对异常读取信息的现象进行检测,及时地拦截异常信息的访问,从而加强了物联网信息的安全性。在对信息进行加密的环节当中,可以使用明文对应用端口、感知端口进行简单加密,使其能够在正常情况下使用,而对于其余结点则需进行严格的加密措施,可对外来侵入和攻击起到一定的防护作用。

3.2 培养专业技术钻研团队

各级政府和相关部门应重视物联网工程建设,并针对物流领域的工作性质,制定相应的扶持政策。可通过调动相应的科研组的力量,拨付相应的经费,对计算机物联网技术进行基本的了解,并联合相关领域的企业进行技术钻研及创新,不仅可研究将物联网技术发展成熟的相关技术知识,还需研究如何以最低成本应用该项技术,使其得到最大限度的利用。还可提倡各高校建立相关物联网技术研究专业,从教育中有针对性地培养专业人才,从而迅速建立起相关的专业知识钻研团队。从而能够使计算机物联网技术得到科学合理的发展,促使其技术在物流领域中能够得到更为全面、更完善的发展。

4 结语

在信息技术时代快速发展的大环境下,物流领域也应该紧跟时代脚步,加强自身科技化水平的建设。计算机物联网技术能够有效地促使物流领域在更为简便、全方面的基础下进行科学合理的发展。但是由于物联网技术应用时间相对较短,各项方面的技术也还未达到成熟的地步,仍存在信息安全不到位、使用成本较高、专业技术发展不完善等问题。本文中通过分析物联网的使用价值及潜在问题,提出如加强信息加密安全建设、加强专业团队技术钻研等措施,对物联网的发展做出相关的建议。希望物流领域能够在计算及物联网技术的应用过程中,逐渐走向成熟,能够有效地提升人们的生活质量,加强物流业的经济化发展。

参考文献

[1]李如平,徐珍玉,朱炼,等.基于物联网的物流智能控制系统应用与研究[J].鲁东大学学报( 自然科学版),2016(32):26-30.

[2]刘b.计算机应用技术与现代物流发展关系探究[J].天津职业院校联合学报,2015(04):114-117.

[3]郭源生.信息技术与现代物流的融合与创新发展[J].民主与科学,2015(02):12-14.

[4]姜博.计算机物联网技术在物流领域中的应用与创新[J].科技传播,2015(10):51-52.

与物联网相关的技术范文5

(1.安徽中医药大学 医药信息工程学院,安徽 合肥 230012;2.安徽省中医药科学院 计算机中医应用研究所,

安徽 合肥 230012;3.合肥工业大学 计算机与信息学院,安徽 合肥 230009)

摘要:物联网服务相比普通Web服务存在一定的特殊性,现有Web服务组合技术难以直接应用于物联网中.分析了物联网服务组合技术的相关内容,并从物联网服务建模、物联网服务选择与匹配以及物联网服务访问控制三方面对国内外研究现状进行了概述和分析,最后指出了物联网服务组合技术的应用价值和前景.

关键词 :物联网;Web服务;服务组合

中图分类号:TP393文献标识码:A文章编号:1673-260X(2015)05-0010-03

1 引言

“物联网”是继计算机、互联网与移动通信网之后的世界信息产业第四次技术革命,其最终价值体现在服务及其应用上,需以应用为导向,提供可靠和高效的服务[1].在实际应用中,物联网通过服务组合来实现用户动态信息处理,以满足实际需求.由于物联网环境下Web服务在服务描述对象、服务资源以及服务环境上的特殊性,现有Web服务组合技术难以直接应用于物联网中,为此需对物联网环境下服务组合技术进行研究.本文首先分析了物联网服务组合技术的相关内容,并就相关方面的国内外研究现状进行了概述和分析,最后指出了物联网服务组合技术的应用前景和价值.

2 物联网服务组合技术的相关内容

Web服务组合,从广义上讲,包括服务发现、服务选择、服务组合和服务安全四个阶段.物联网服务也是如此,应能按照用户需求,对封装特定功能的现有服务进行动态组装和管理,并能自动发现和选择服务,以实现物联网服务的动态性及组合过程的自动化.为此,笔者认为,物联网服务组合技术应从以下几个方面着手研究:

2.1 物联网服务建模

为便于用户在物联网环境下搜索符合特定功能的服务(发现服务),需对物联网服务进行建模.这是一个多角度问题,需综合考虑服务交互、服务功能和服务状态三方面因素.

2.2 物联网服务选择与匹配

当对物联网服务完成建模之后,在确保物联网服务安全性的前提下,接下来还需研究物联网服务选择策略和匹配算法等一系列相关问题,以便更好地满足实际需要.

2.3 物联网服务的访问控制

物联网服务的使用前提是必须保证该服务是安全的、可靠的,并且用户具有该服务的访问权限,这就是服务的访问控制问题.当选择相关合适服务完成服务匹配并组合相关服务实现复杂功能之后,必然涉及到服务的访问控制问题,以更好地满足用户需要.

3 国内外研究概况及分析

总体而言,国内外目前与物联网服务组合技术直接相关的研究成果比较少,现从物联网服务建模、物联网服务选择与匹配、物联网服务访问控制三方面对国内外相关研究现状进行分析.

3.1 物联网服务建模

国内外学者已经对物联网服务模型的构建展开了相关研究.文献[2]通过采用统一建模语言构建物联网信息服务模型,以此分析物联网的相关特征能力.文献[3]从领域、时间和位置三方面属性定义了物联网服务的信息模型,但该模型具有一定的局限性,仅适用于传感网的相关应用.文献[4]在对物联网服务建模方法讨论的基础上,基于生物自主特征,提出了一个具有自组织和自治能力的物联网服务实体模型,但该模型仅停留在概念层次,有待进一步改进和完善.文献[5]将物联网服务应用到传感器查询中,需要对物联网服务进行相关建模工作,从中反映出物联网服务建模的重要应用价值.文献[6]从物联网工业应用发展的角度出发,详细分析了面向服务的物联网体系架构及其关键技术.

从上可看出,国内外目前与物联网服务建模直接相关的研究成果比较少,并且都是从某个单一方面去考虑,并没有融合用户需求因素,从服务交互、服务功能和服务状态三方面去构建物联网服务模型.

3.2 物联网服务选择与匹配

目前,国内外对Web服务选择与匹配的相关研究已经非常成熟,但具体针对物联网服务选择与匹配的研究并不多.杨斌等提出基于SOA的物联网应用基础框架[7],但对于该框架下物联网服务选择及匹配尚未进行研究.Dominique Guinard等人在物联网与企业应用的集成方面做了大量的研究工作[8-10],在文献[9]中给出了物联网与企业服务集成的架构SOCRADES,并在文献[10]中给出了该架构下的服务查找过程,但是尚未对物联网服务的选择及匹配过程展开研究.文献[11]采用Web Services技术,以具体QoS指标及指定的服务组合规则为依据,实现动态的物联网服务选择及匹配.文献[12]仅从用户非功能属性方面考虑物联网的服务选择与匹配,尚未从用户需求方面考虑物联网服务的选择与匹配问题.文献[13]融合用户需求因素,提出一种需求驱动的物联网服务组合方法,但尚未考虑物联网服务与计算环境的匹配问题.

从上可看出,国内外对物联网服务选择与匹配的研究基本处于起步阶段,并没有综合考虑计算环境、用户需求等多方面因素,提出一种切实适合物联网服务的选择策略和匹配方法.

3.3 物联网服务的访问控制

由于物联网环境的异构性和动态变化特点,其对服务访问控制策略的安全性和灵活性提出了更高要求,物联网服务的访问控制问题已引起国内外学者的高度重视,如文献[14-15]就明确提到无线和移动网络的访问控制问题,实际上这就是物联网服务访问控制的实质与核心.文献[16]为了适应物联网主客体间访问控制的需要,提出一种基于情景演算的物联网访问控制模型,支持状态演算、规则演算等,在物联网应用中具有较好的可行性.文献[17]为较好地实现对物联网服务数据的访问控制,在物联网架构中引入PKL模块,提出一个基于PKL的物联网安全访问模型,提升了物联网服务访问控制的安全性.

与此同时,更多的学者是针对传统网络服务访问控制RBAC(Role Based Access Control,RBAC)模型应用在物联网上的诸多不适,对其扩展和改进,以满足物联网服务的访问控制需要.如文献[18-19]引入环境属性,提出一种基于属性的访问控制方法,以实现物联网的细粒度访问控制,较好地满足了物联网服务的访问控制需求.文献[20-21]针对无线或移动网络环境下对资源访问控制的特殊需求,在传统RBAC模型的权限授予策略中融入位置信息因素,提出一个支持空间上下文的访问控制模型SC- RBAC.文献[22]则在上述基础上,提出一个基于空间索引树的访问控制模型,以提高在授权过程中的查询与判断效率.文献[23]针对现有访问控制模型难以适应环境变化的问题,在传统RBAC模型中增加事件触发机制并引入环境角色概念,提出一个面向环境适应的RBAC模型.文献[24]在RBAC模型基础上通过对角色委托授权周期的时间约束描述,提出一个支持时间约束的RBAC模型,以完成用户到用户的服务委托.文献[25]综合时间、空间以及尺度等元素,在传统RBAC模型的角色激活策略中增加时间和位置等约束条件,提出一个基于尺度的时空RBAC模型.文献[26]以电力调度系统为应用背景,在传统RBAC模型基础上通过设置角色和权限的可信度激活阈值而完成对角色和权限的激活控制,提出一个基于可信度的RBAC模型.文献[27- 28]在环境、角色和时态概念的基础上,通过对行为的定义以及环境、时态和行为的层次结构分析,提出一个基于行为的RBAC模型,并讨论该模型中环境、时态与角色三要素之间的关系.

从上可看出,上述对物联网服务的访问控制研究往往都集中在某一个影响因素上,而实际中物联网服务访问控制取决于多种因素,需综合考虑由时间、位置、用户、环境、角色等构成的上下文整体信息.

4 结束语

物联网服务相比普通Web服务存在一定的特殊性,现有Web服务组合技术难以直接应用于物联网中.本文分析了物联网服务组合技术的相关内容,并从物联网服务建模、物联网服务选择与匹配以及物联网服务访问控制三方面对国内外研究现状进行了概述和分析.物联网服务组合技术具有广泛的应用前景,通过物联网应用服务的集成与融合可快速准确地实现应用服务相关信息的获取与共享,从而推进交通、医疗、家居、政务、商业、社区、农业等诸多应用领域智慧化服务[29]的实现进程,为推进物联网技术的应用,以及今后智慧化服务的建设提供科学依据,具有重要的现实意义和应用价值.

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与物联网相关的技术范文6

【关键词】物联网;发展瓶颈;应对策略;产业链;商业模式

【中图分类号】F281 【文献标识码】A 【文章编号】 1002-736X(2012)03-0064-03

物联网(Intemet ofThings)指的是将无处不在的末端设备和设施,包括具备“内在智能”的传感器、移动终端、工业系统、楼控系统、家庭智能设施、视频监控系统等和“外在使能”的,如贴上RFID的各种资产、携带无线终端的个人与车辆等“智能化物件或动物”或“智能尘埃”,通过各种无线/有线的长距离/短距离通讯网络实现互联互通,应用大集成以及基于云计算的SaaS(软件即服务:Software-as-a-service)营运等模式,提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、远程控制、安全防范、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面等管理和服务功能,实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。物联网有两层含义:第一,物联网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;第二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间(人与人:Human ToHuman;人与物:Human To Things;物与物:Things To Things)进行信息交换和通信(姚晓霞,2010)。

一、我国物联网发展的瓶颈分析

(一)标准统一和技术瓶颈

1.标准统一瓶颈。物联网其实就是利用物体上的传感器和嵌入式芯片,将物质的信息传递出去或接收进来,通过传感网络实现本地处理,并联入到互联网中去。由于涉及到不同的传感网络之间的信息解读,所以必需有一套统一的技术协议与标准,而且主要是集中在互联上,而不是传感器本身的技术协议。现在很多所谓的物联网标准,实际上还是将物联网作为一种独立的工业网络来看待的具体技术标准,而应对互联需要的技术协议才是真正实现物联网的关键。我国从事物联网终端生产的企业众多,行业需求多样化导致物联网终端模块接口和传输标准难以统一;同时,由于物联网潜在的安全问题,国内学者在要不要与国际统一标准和如何统一标准的问题上存有分歧。没有统一的标准,物联网广域化全程全网的应用难以实现。需要重点解决的几个标准是:(1)超高端口的WI-FI(无线互联技术:Wireless Fidelity)接口的应用标准;(2)职能传感器的标准;(3)M2M(实物对实物:Machine To Machine)的标准;(4)传感器主网和协同处理的标准(李志清、李璇,2009)。

2.技术瓶颈。物联网技术的核心和基础仍然是“互联网技术”,是在互联网技术基础上的延伸和扩展的一种网络技术;其用户端延伸和扩展到了任何物品和物品之间,进行信息交换和通讯。因此,物联网技术的定义是: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,将任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理的一种网络技术。“智慧地球”与欧盟“E-Europe”和“12010”、日本“U-Japan”、韩国“U-Korea”等计划,其核心都是基于传感的物联网络和云计算,通过在基础设施和制造业上大量设立传感器,捕捉运行过程中的各种信息,然后通过传感网,进入互联网,通过计算机分析处理发出智慧指令,再反馈到基础设施和制造环节,从而提高生产效率。然而,在这核心中的传感器领域,基本上都是国外巨头垄断,国内少数几家厂商也大多是在国外的芯片基础上加工,在操作系统、中间件、云存储、云计算等各个环节,中国厂商都居下风,现在的应用很多都是用外资的产品。据CSIP报告,中国的信息产业目前非常缺乏核心专利。半导体专利国外企业占85%,电子元器件、专用设备、仪器和器材专利国外企业占70%,无线电传输国外企业所占比例高达93%,移动通信和传输设备国外企业也占到了91%和89%(甘志祥,2010)。

(二)基础设施瓶颈

在物联网应用基础设施服务业领域,虽然不是所有云计算产业都可纳入物联网产业范畴,但云计算是物联网应用基础设施服务业中的重要组成部分,物联网的大规模应用也将大大推动云计算服务发展。国内云计算商业服务尚在起步,SaaS已形成一定规模,而真正具有云计算意义的IaaS(基础设施即服务:Infrastructure as a Service)和PaaS(平台即服务:Platform-as-a-Service)商业服务还未开展。目前,我国在云计算服务的基础设施(IDC中心)建设、云计算软硬件产业支持和超大规模云计算服务的核心技术方面与发达国家存在差距(宋凯,2010)。

(三)产业链瓶颈

我国物联网产业链(如图-1)的雏形基本形成,由于涉及多个行业,行业间壁垒、标准、安全等因素的影响使得产业链成员间的参与程度和协作程度不高,各环节的发展也存在不均衡性特点。

我国物联网产业链发展现阶段的特征有以下三个。(1)物联网产业链各环节发展不均衡。我国物联网产业基本形成了由芯片设计制造、应用设备制造、软件及应用开发、系统集成、网络运营等环节组成的产业链。但是,在芯片设计制造、软件应用及开发等技术含量相对较高的环节相对薄弱,而且高端产品仍旧以国外产品为主导,相关技术研发水平和标准制定工作进展缓慢。(2)我国物联网产业链各环节收益先后及未来发展成长空间差异明显。应用设备制造环节(具体包括RFID和传感器厂商)是首先受益的企业,因为现阶段RFID和传感器等终端产品需求最为广泛,需求相对成熟,且可以大批量生产和应用,市场竞争格局最为激烈。(3)我国的物联网产业链在系统集成环节尚不完善,尤其缺少龙头企业。虽然通信运营商正在试图扮演这一角色,但由于企业自身的限制(需要更多的注意力在通信领域)和行业发展的需要(摆脱对国外厂商的依赖,如IBM),要求有专门的厂商能够扮演好这一角色。这一环节将成为我国物联网产业“木桶”最短的一板,这一环节的发展将极大影响我国物联网产业未来的发展前景(汤一平、陈宗年,2010)。

(四)商业模式瓶颈

本文综合国内一些专家学者的主要观点,将我国现有的物联网商业模式概括为以下四种类型。

1.自营模式。即拥有较强经济和技术实力者自行搭建物

联网运作所需的一整套系统直接提供给用户。该模式较适合对私密性要求高、个性化需求明显以及跨行业拓展难度较大的行业应用,如电力远程监控、水文监控、污染源监控等。但其缺点是企业由于受到经济和技术的限制较难发展,同时,前期投入成本较大,短期无法获得理想收益,致使企业对此种模式望而却步。

2.合作模式。即由终端设备商、通讯运营商以及系统集成商构成其主体。其中,终端设备商负责传感设备、标志等的制造,通讯运营商提供平台,系统集成商负责开发和运营业务;或者是系统集成商仅开发业务,由电信运营商在平台上代表其实施应用控制。此种模式往往存在种种合作方式、利润分配、服务衔接等诸多方面的问题,致使此种合作方式发展缓慢(袁国智,2011)。

3.广告模式。即广告商以租赁方式使用平台运营商所搭建的传感器终端、网络及开发的应用等,取得广告收入后向平台运营商支付相关费用。此种模式的物联网应用由于受到用户需支付大额使用费用和应用平台的单调性(个性化服务难以提供)等限制,发展也较缓漫。

4.通道模式。即只提供网络连接通道,如中国移动、韩国SK电讯、Verizon等。此种模式是被动的等待模式,建立在前端感知和后台数据处理及应用迅速发展的基础上,致使此模式在促进物联网的发展上存在一定的局限性(张云霞,2010)。

在中国,产业链上的各厂商都各自为战,而且数量众多,随着物联网的发展,未来必定要实现全盘贯通,需要将视野拓展,而不仅限于原有的小格局。在大背景发生骤扩的同时,必将呼唤新的商业模式的出现。

(五)复合型人才瓶颈

要快速发展物联网,人才是不可或缺的。物联网产业链可以分为标志、感知、处理和信息传送等多个环节,每一个环节都需要大量的专业人才。这些人才横跨RFID技术、芯片技术、电子技术、光电技术、无线测控、精密测量、遥感遥测、导航定位、信息通信等方面,还有计算机图像处理采集、模式识别、结合各个应用行业领域的智能决策等领域。同时,掌握扎实的物联网基础理论知识,具有丰富的产品开发研制以及工程应用实践能力的高层次人才,是物联网领域所需要的复合型人才。

对这种复合型人才的培养,我国高校从2011年才开始进行招生,而开设此专业的高校少之又少。即使开设了物联网专业的高校,师资培养又面临严峻的问题。同时,由于物联网跨越的领域较广,高校专业课程的设置也存在困难,难以同时开设物联网所需的所有技术型课程,且有可能长期存在培养出分散型特长的物联网人才的格局,短时间内无法满足社会的需要。

二、我国物联网发展的应对策略分析

(一)着力发展物联网技术

瞄准国际发展前沿,攻克制约物联网产业发展的核心关键技术,积极引进国际物联网先进技术,进行消化吸收和再创新,加强共性技术研究,建立具有自主知识产权的物联网标准体系和专利池,提升物联网产业发展自主可控能力与国际竞争力。本文从物联网的框架结构(感知层、传输层、云端数据分析处理层、物联网应用层)出发,认为重点研发内容应聚集在五个方面:(1)新型传感器及传感节点研发技术;(2)传感节点组网与协同处理技术;(3)物联网软件及系统集成技术;(4)物联网应用抽象及标准化技术;(5)物联网共性支撑技术(适用于物联网的可编程技术、测试技术和环境建模技术等共性技术)。

(二)努力搭建物联网平台

采取引进、合作、培育等方式,快速集聚一批国家、省、自治区及直辖市物联网领域高层次科研力量和研发机构,按照统一规划、市场运作、鼓励企业参与的原则,建立健全物联网技术创新和产业发展所需的各级各类服务平台,协调发展各平台的优势。

建设物联网公共技术服务和中介服务平台。围绕企业技术创新共性需求,建设集研发、中试、小批量生产和测试于一体,国内领先、国际先进的物联网公共技术服务平台、公共测试服务平台以及综合信息咨询服务平台。建设完善科技投融资、产学研合作、成果转化、信息共享、政策咨询、市场推介、知识产权、人才培训、综合配套等功能齐全的公共服务平台(无锡市物联网产业发展规划纲要,2010)。

面向重点领域,先期在工业、农业、物流、电力、交通、环保、水利、医疗、安保、家居、园区等领域建设物联网应用示范工程,为物联网的应用创新和产业发展提供市场环境,培育完整的市场应用服务体系。

(三)大力培育物联网产业

以市场为导向,充分利用物联网产业爆发力强、关联度大、应用范围广的特点,以应用为突破和带动,强化商业模式,按照产业关联度大小,重点培育和发展物联网核心产业、支撑产业和带动产业三大重点产业领域。

1.物联网核心产业。在“共性平台+应用子集”架构下,重点发展与物联网产业链紧密相关的硬件、软件、系统集成、运营与服务四大核心领域,着力打造各类传感器、新型传感网芯片设计、制造和封装、软件/中间件、系统集成、网络服务、内容服务、物联网技术应用等产业,加快形成物联网核心产品及高端服务的产业集群。

2.物联网支撑产业。积极培育、扶持和引进微纳器件、集成电路、通信设备、微能源、新材料、计算机、软件等物联网产业发展所必需的支撑产业。

3.物联网带动产业。利用物联网大规模产业化和应用对先进制造业、现代服务业和传统产业带来的根本变革,重点推进带动效应大的现代装备制造业、现代农业、现代服务业、消费电子、交通运输及其它传统产业改造升级和发展(无锡市物联网产业发展规划纲要,2010)。

(四)尽力创新物联网商业模式

结合我国国情,根据当地实际经济技术水平,充分发挥政府牵引、统筹规划协调的作用,充分利用现有社会资源,探索新的物联网商业模式,逐步形成在原有商业模式基础上的具有中国特色的物联网商业模式。

本文认为以下两种商业模式值得借鉴。

1.政府BOT模式。由运营商搭建公共平台,项目运营商自行建设物联网识读器和物联网识读标识,同时支付给运营商相关通信费用,通过项目的运营收入来支付相关费用。比较典型的例子就像公共停车位的收费管理,通信运营商搭建停车场管理的平台并制定相关规范,项目运营商通过BOT模式建设相关公共停车场的收费系统,通过公共停车位的收费来补贴相关设备及通信费用。

2.移动支付模式。由客户进行相关平台的建设,并自行搭建相关设备,租赁通信运营商的网络,通过佣金进行相关费用的贴补(袁国智,2011)。

(五)全力建设物联网学科体系和人才培养体系

物联网产业横跨电子信息制造业、智能装备制造业、软件和信息服务业i大产业,集计算机、通信、网络、智能计算、传感器、嵌入式系统、微电子等多个技术领域。这是一个横跨多个专业的领域,需要跨专业的复合型人才,以我国高校现有的专业设置格局,培养出的相关方面人才对物联网整体的框架很难有全方面的认识,因此,增设物联网信息技术专业势在必行,有利于对本科学生进行全方位的物联网相关技术培养,同时建设物联网大学科技园,促进优势学科资源汇聚。开展物联网各类相关技术人才培训,加快培养物联网学科带头人和产业人才。全面整合各级各类人才引进计划,加大“高层次创新创业人才引进计划”、“333高层次人才培养工程”和“引进领军型海外留学归国创业人才”等招才引智和人才培养计划在物联网方面的实施力度,大力引进物联网国内外高层次创新创业人才和团队,加快集聚国内外物联网高端人才资源(无锡市物联网产业发展规划纲要,2010)。