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科技生产与生活物联网的关键技术包括哪些

来源:遥感 时间:2023/1/12

科技生产与生活:物联网的关键技术包括哪些?众所周知,真正促使了物联网的快速发展,是以技术不断创新为前提。而在物联网发展的过程中,它的核心技术包括射频识别技术(RFID标签)、条形码技术、通信技术、遥感技术以及智能信息设备等。

1、射频识别技术

射频识别技术是指利用射频信号通过空间耦合实现无接触信息传递并通过所传递的信息道道自动识别的目的。RFID技术最早是在军事领域内开发,最要引用在如何区分识别敌我飞机。在20世纪60年代,人们开始探索RFID技术应用到其他领域,在此它也只是防止被标识目标被偷,而无法区分被标识物体的区别。在20世纪70年代,在各个领域内的学者、公司和政府等都开始积极研究开发RFID技术,挖掘其经济价值。在20世纪80年代,RFID技术得以完善,开始应用到不同的领域内。欧洲特殊的工业市场最早应用它来跟踪、定位不能使用条码技术的产品上;美国主要应用于运输业和访问控制;在挪威开始电子收费系统中应用,得到很好的效果。随后开始在世界范围内开始普及。由于RFID技术使用较晚,到目前仍没有统一的国际标准。

RFID技术在国外起步较早,而中国却起步较晚,但是中国在短短的时间内取得了显著的成绩,不经掌握了高频芯片的设计技术,并成功实现产业化,而且超高频芯片业已经开发完成。在中国开始使用RFID技术,例如中国的二代身份证、中国火车管理系统、智能交通、城市建设、移动支付等多领域中展开。如今,RFID技术已经融入人们生活的方方面面,它给我们带来的方便和快捷已经让我们深深的感受今天生活的美好。

2、传感器技术

年最早的传感器作为连接物理世界和电子世界的中介出现。传感器可以获取到人类无法感知的世界的信息,这弥补了人类生理上的限制,扩大了人类认识未知世界的范围。例如:人类无法感觉出温度微小的变化,更不能去感觉上千度高温的变化,而传感器则可以帮助我们实现。到了信息时代,由于科学技术的进步,传感器已经出现在我们生活中的各个角落,包括热水器的控温、电视机的遥控器、空调的温度传感器等等,当然,它也应用在其他的领域如工农业生产、医疗卫生、环境保护、军事国防等。可以看出,通过传感器我们已经大大改善了生活水平和提高了改造世界的能力。

目前,绝大部分计算机处理的都是数字信号,传感器技术就是计算机应用中的关键技术,它把模拟信号转换成数字信号后计算机才能进一步处理。传感器技术的发展,可以使计算机的计算能力更强,并且更加智能。在物联网时代,通过感知识别技术,可以实现物与物之间的信息交互,是融合物理世界和信息世界的重要一环,是物联网区别于其他网络的最独特的部分。可以说,传感器技术给物联网带来新的发展契机。在中国,传感器技术要落后于西方发达国家,为了推进物联网的全面发展和实践,这就要求中国在传感器技术方面得到突破。

3、M2M技术

M2M(Machine-To-Machine)技术是指机器对机器的通信,即M2M是无线通信和信息技术的整合,它使系统、感应终端设备、后台信息系统及操作者之间实现信息共享。它提供这四者之间的无线连接,是实现数据传送的必要条件。这个词在国外用得较普遍,侧重于末端设备的互联和集控管理。在M2M中,主要的远距离连接技术是GSM、GPRS和UMTS,其近距离连接技术主要有.11b/g、蓝牙技术、Zigbee、射频识别技术和无线传感技术。此外,还有一些其他技术,如超文本语言和Corba,以及基于全球定位系统、无线终端和网络的位置服务技术。

M2M的重点是在于机器间的无线通信,存在的方式有以下三种:机器对机器、机器对移动电话、移动电话对机器。业内人士曾预计在未来M2M的通信将会占通信业务的三分之二,这巨大的潜在市场不仅仅局限在通信业内,而且还可以用于双向通信。M2M技术综合了信息获取、卫星导航系统、通信技术、传感器终端、操作者、各种网络等技术的系统。能够使业务流程自动化,集成信息处理系统和设备的实时状态,并创造增值服务。这一平台可在安全监测、自动抄表、机械服务和维修业务、自动售货机、公共交通系统、车队管理、工业流程自动化、电动机械、城市信息化等环境中运行并提供广泛的应用和解决方案。

中国主要是三大通讯营运商在推进M2M建设。年中国移动拥有万台M2M终端设备。在“国际光线通信论坛”中国电信上海研究院李安民认为“中国电信对物联网的探索主要以M2M为主,而M2M游牧式的通信方式对移动通信网络也提出了特殊的要求”。随着接入网络的M2M终端数量不断增加,目前的移动通信网络必须做出适应性的调整,区分出M2M通信流量后再进一步满足其特定的需求。

在M2M通信发展过程中,它的交互模式分为三个阶段。第一阶段以数据采集为主,如各种指标采集应用、定位跟踪应用、环境监测应用等;第二阶段涉及在数据采集基础上的远程控制和信息发布,此阶段前向流量将逐渐增加;第三阶段是机器与机器之间的直接通信,此阶段前反向流量将走向均衡化。中国当前仍以数据采集为主阶段,面临着诸多困难的解决。在M2M应用中与市场需求联系紧密,到具体行业应用层面,出现了诸多问题如产业链不完善、没有统一技术标准、不能形成产业集群等。

4、两化融合

中国是在工业化不发达的基础上进入了信息社会,因此就要求中国必须同时发展工业和信息两大行业,走一条切实符合中国国情的全新道路。在中国政府提出了“以信息化带动工业化,以工业化促进信息化”的新型工业化道路。经过长期发展和完善,两化融合的理论逐渐成熟;在科学发展观的指导下,两化融合不断深入。

工信部明确确立了“系统推进、多维推进、关键突破”的总体思路,即宏观、中观、微观或说线(行业)、面(地域)、点(企业)的三级推进思路。宏观上,为了促进生产力解放,提升社会生产效率,就要大力推进信息化和工业化深入融合。两化的深度融合,进而打破传统生活模式,产生新的生活模式,提高全民生活品质。在精神层面上,也可以最大程度的促使全民转变原有的生活观念和思维模式,使信息文明最大程度的传播,达到社会和谐健康发展;从生产层面上,两化深度融合,可加速中国经济结构转型、解放生产力、促进经济增长,实现全面进入经济信息社会。

中观上,两化融合必然极大的影响产业结构,从而形成相互合作、相互竞争的关系,调整产业结构以及产业结构升级换代,从而带来更大的经济收益。中国当前阶段政府同时发展高新技术产业和传统基础产业,推动服务业全面法。就是在两化融合的趋势下,将经济增长方式从粗放式向集约式转变,从中观层面上推动工业经向信息经济过渡。微观上,体现在企业规模经济上。企业规模经济效益实现的关键技术条件是现有新的产业领域中掌握高新技术,使其不断代替传统技术,增强企业核心竞争力。

工业化是中国社会向前发展的基础,而信息化是覆盖国民经济和社会发展全局的战略任务。从而信息技术不仅要在改造提升传统工业中发挥作用,而且要广泛应用在经济社会各领域,提高信息化整体水平。

信息化与工业化融合有以下四层含义:一是指信息化与工业化发展战略的融合。信息化发展战略与工业化发展战略要协调一致,信息化发展模式与工业化发展模式要高度匹配,信息化规划与工业化发展规划、计划要密切配合;二是指信息资源与工业资源的融合。两大资源的融合能最大化的节约材料、能源等不可再生资源;三是指虚拟经济与工业实体经济融合。虚拟经济和实体经济相融合可以孕育新一代经济的产生,极大促进信息经济、知识经济的形成与发展。目前,物联网的快速发展正是虚拟经济和实体经济相融合的典型代表,但物联网经济仍需进一步发展;四是指信息技术与工业技术、IT设备与工业装备的融合。只有两者的技术设备相融合,才产生新的科技成果,形成新的生产力。

工业化和信息化融合的方向包括:

①信息技术和工业的融合。信息技术已经成为工业提高生产效率和增加附加值的原动力。据统计,在汽车的整车成本中平均含有20%的信息技术或产品,国际上某些高级品牌汽车已经超50%-60%的比重。在化学工业和生物医药等领域,将已有的实验数据输入以信息技术为基础的运算模型中,节省了人力和缩短实验周期,从而降低产品成本,对市场的变化能够更快的反映以作出应对策略。在信息产业与传统工业融合过程中,将提高生产工艺的精度,优化产业结构,让传统工业成为信息化进程的坚实基础。信息技术可以更好的分析和控制能源物资的消耗和污染物的监控,促进工业行业内节能减排和低碳发展,自动形成淘汰行业内落后的生产者。

②网络融合。网络融合到现阶段还是指通信网络、计算机网络、电视网络的三者融合。但是只要是指高层业务应用的融合,表现为技术上趋向一致,网络层上可以实现互联互通形成无缝覆盖,业务层上交叉渗透,经营上互相竞争、相互合作的关系,面向用户提供多样化、多媒体化、个性化服务为同一目标逐渐交汇在一起,行业管制和政策方面也趋向统一。

③信息技术和服务业融合。信息技术可以提升传统服务业,推广服务范围,增加服务内容,为用户提供更为优质的服务。在信息技术平台的拓展下,信息服务将会更灵活、边便捷的提高消费者所需的服务内容。将信息技术应用推广到如商贸、餐饮、医疗等领域是,就会增加就业模式,创新传统服务业的发展模式。

④信息技术与商业企业相融合。通过信息技术在企业运营过程中全面融合,会将企业整体效率都得到提高。生产中,通过围绕产品的研发设计以及生产流程和质量监督等方面进行信息化推送,这将提高生产过程的效能。在资源配置中,在其计划、实施等关键环节推进信息化,可以提高企业对市场变化的敏感性。在管理中运营信息技术将利用决策支持系统平台进行数据挖掘和企业业务流程优化,提供更深层的数据分析结果,为企业的决策更加科学化。

5、云计算、大数据与物联网

云计算与大数据都是基于互联网发展到一定阶段的产物,都是依托信息通信技术的创新而发展,也可以理解为同一事物的不同表象。云计算就是依托网络进行商业化分布式计算技术,同时提供海量数据的存储能力即是云存储。云计算提供了安全可靠的数据处理和存储中心,用户不用在担心数据丢失或计算机病毒入侵等安全隐患,而且它还能轻松实现不同设备间的数据共享,为用户使用互联网提供了无限的可能。

云计算是物联网的核心技术,推动着物联网发展。云计算的数据计算和存储是物联网的初级发展阶段表现形式,当物联网发展到高级阶段时则需要虚拟化云计算技术与互联网融合形成泛在服务网络。在物联网传感器不断的嵌入世界范围内所有物体中,必然会产生越来越多的数据。移动终端数量激增的同时与其他通信设备的交互性信息联通,这就形成无法计量的数据。这些数据处理量巨大、结构复杂、类型繁多,若没有云计算技术支撑下的互联网是无法对其进行利用而获取价值。因此大数据是依托云计算技术的数据处理整合下,形成的商业价值和知识服务能力。

年美国政府将大数据上升为国家战略,推动挖掘数据中蕴藏的巨大价值,可以认为大数据是知识经济的一个表现,蕴含着巨大的价值。美国麦肯锡咨询公司预测在中国大数据产品的潜在市场规模可达1.57亿万元,将会开拓一个新兴的巨大市场。综述所述,云计算是物联网存在的核心环节;大数据则是由物联网的扩展领域而逐渐形成的海量数据,大数据依托于云计算的分布式数据处理、整合,以挖掘其潜在的价值。可以看到在未来世界发展方向是数据成为核心消费品,在商业上将会影响企业的业务模式和决策并改变其组织结构,提高管理运营效率;在公众领域,人们的生活方式将会改变,生活质量将会提高,个人即是信息的消费者也是生产者。

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