物联网技术在军事领域的应用

第一篇：物联网技术在军事领域的应用

物联网技术在军事领域的应用

摘要

无线传感器网络可以协助实现有效的战场态势感知，满足作战力量“知己知彼”的要求。典型设想是用飞行器将大量微传感器结点散布在战场的广阔地域。关键词：物联网 军事

前言：信息技术正推动着一场新的军事变革。信息化战争要求作战系统“看得明、反应快、打得准”，谁在信息的获取、传输、处理上占据优势(取得制信息权)，谁就能掌握战争的主动权。无线传感器网络以其独特的优势，能在多种场合满足军事信息获取的实时性、准确性、全面性等需求。

无线传感器网络可以协助实现有效的战场态势感知，满足作战力量“知己知彼”的要求。典型设想是用飞行器将大量微传感器结点散布在战场的广阔地域，这些结点自组成网，将战场信息边收集、边传输、边融合，为各参战单位提供“各取所需”的情报服务。

根据白宫的信息技术专家介绍，计算机、通信及小型化技术进步正引导美军进入一个新时代，在防御技术上产生“革命性”效果。隶属于总统办公厅的国家信息技术研究与发展综合办公室主任大卫?纳尔逊说，无线传感器网络技术，预示着为战场上带来新的电子眼和电子耳，“能够在未来几十年内变革战场环境”。

由于无线传感器网络具有密集型、随机分布的特点，使其非常适合应用于恶劣的战场环境中，使其非常适合应用于恶劣的战场环境中，包括侦察敌情、监控兵力、装备和物资，判断生物化学攻击等多方面用途。友军兵力、装备、弹药调配监视;战区监控;敌方军力的侦察;目标追踪;战争损伤评估;核、生物和化学攻击的探测与侦察等。

鉴于无线传感器网络在军事应用的巨大作用，引起了世界许多国家的军事部门、工业界和学术界的极大关注.美国自然科学基金委员会2003年制定了传感器网络研究计划,投资34 000 000美元,支持相关基础理论的研究.美国国防部和各军事部门都对传感器网络给予了高度重视,在C4ISR的基础上提出了C4KISR计划,强调战场情报的感知能力、信息的综合

能力和信息的利用能力,把传感器网络作为一个重要研究领域,设立了一系列的军事传感器网络研究项目.美国英特尔公司、美国微软公司等信息工业界巨头也开始了传感器网络方面的工作,纷纷设立或启动相应的行动计划.日本、英国、意大利、巴西等国家也对传感器网络表现出了极大的兴趣,纷纷展开了该领域的研究工作。

无线传感器网络的典型应用模式可分为两类，一类是传感器结点监测环境状态的变化或事件的发生，将发生的事件或变化的状态报告给管理中心;一类是由管理中心发布命令给某一区域的传感器结点，传感器结点执行命令并返回相应的监测数据。与之对应的，传感器网络中的通信模式也主要有两种，一是传感器将采集到的数据传输到管理中心，称为多到一通信模式;一是管理中心向区域内的传感器结点发布命令，称为一到多通信模式。前一种通信模式的数据量大，后一种则相对较小。

在这里收集了一些目前西方国家(主要是美国)在无线传感器网络军事应用方面的主要研究：

1)智能微尘(smart dust)智能微尘(smart dust)是一个具有电脑功能的超微型传感器，它由微处理器、无线电收发装置和使它们能够组成一个无线网络的软件共同组成。将一些微尘散放在一定范围内，它们就能够相互定位，收集数据并向基站传递信息。近几年，由于硅片技术和生产工艺的突飞猛进，集成有传感器、计算电路、双向无线通信模块和供电模块的微尘器件的体积已经缩小到了沙粒般大小，但它却包含了从信息收集、信息处理到信息发送所必需的全部部件。未来的智能微尘甚至可以悬浮在空中几个小时，搜集、处理、发射信息，它能够仅依靠微型电池工作多年。智能微尘的远程传感器芯片能够跟踪敌人的军事行动，可以把大量智能微尘装在宣传品、子弹或炮弹中，在目标地点撒落下去，形成严密的监视网络，敌国的军事力量和人员、物资的流动自然一清二楚。

2)目标定位网络嵌入式系统技术

目标定位网络嵌入式系 统技术(Network Embed System Technology)是战场应用实验是美国国防高级研究计划局主导的一个项目，它将实现系统和信息处理融合。项目的定量目

标是建立包括10 ~100万个计算节点的可靠、实时、分布式应用网络。这些节点包括连接传感器和作动器的物理和信息系统部件。基础嵌入式系统技术节点采用现场可编程门阵列(FPGA)模式。该项目应用了大量的微型传感器、微电子、先进传感器融合算法、自定位技术和信息技术方面的成果。项目的长期目标是实现传感器信息的网络中心分布和融合，显著提高作战态势感知能力。2003年该项目成功验证了能够准确定位敌方狙击手的传感器网络技术，它采用多个廉价音频传感协同定位敌方射手并标识在所有参战人员的个人计算机中，三维空间的定位精度可达到1.5米，定位延迟达到2秒，甚至能显示出敌方射手采用跪姿和站姿射击的差异。

防核生化袭击 美国Cyrano Sciences公司已将化学剂检测和数据解释组合到一种专有的芯片技术中，称为Cyrano NoseChip。基于这一技术可创建一个低成本的化学传感器系统，捕获和解释数据，并提供实时告警，以应付恐怖分子使用化学武器进行的攻击。该系统在前端使用一个C320手持传感器负责收集有关化学剂的数据，该传感建有与后方笔记本电脑的无线连接，电脑上运行着远程监控和服务器程序。该系统使用IBM公司的无线通信设备WebSphere MQ Everyplace传输数据，这个手持设备还可以小型化为微小结点，部署到监测环境中去，形成自主工作的无线传感器网络。

3)灵巧传感器网络

“灵 巧传感器网络”(SSW:Smart Sensor Web)是美国陆军提出的针对网络中心战的需求所开发的新型传感器网络。其基本思想是在战场上布设大量的传感器以收集和中继信息，并对相关原始数据进行过滤，然后再把那些重要的信息传送到各数据融合中心，从而将大量的信息集成为一幅战场全景图，当参战人员需要时可分发给他们，使其对战场态势的感知能力大大提高。SSW系统作为一个军事战术工具可向战场指挥员提供一个从大型传感器矩阵中得来的动态更新数据库，并及时向相关作战人员提供实时或近实时的战场信息，包括通过有人和无人驾驶的地面车辆、无人驾驶飞机、空中、海上及卫星中得到的高分辨率数字地图、三维地形特征、多重频谱图形等信息。系统软件将采用预先制定的标准来解读传感器的内容，将它们与诸如公路、建筑、天气、单元位置等前后相关信息，以及由其他传感器输入的信息相互关联，从而为交战网络提供诸如开火、装甲车的行动以及爆炸等触发传感器的真实事件的实时信息。SSW系统是关于传感器基于网络平台的集成，这种集成是通过主体交互作用来实现的。例如，一个被触发的传感器主体可能会要求在其范围内激活其他传感器，达到对前后相关信息的澄清和确认，该要求信息同来自气候或武器层的SSW中的信息相结合，就生成一幅有关作战环境的全景图。

4)无人值守地面传感器群

美国陆军近期确立了“无人值守地面传感器群”项目,其主要目标是使基层部队指挥员具有在他们所希望部署传感器的任何地方灵活地部署传感器的能力.该项目是支持陆军“更广阔视野”的3个项目之一。

5)战场环境侦察与监视系统

美国陆军最近确立了“战场环境侦察与监视系统”项目.该系统是一个智能化传感器网络,可以更为详尽、准确地探测到精确信息,如一些特殊地形地域的特种信息(登陆作战中敌方岸滩的翔实地理特征信息,丛林地带的地面坚硬度、干湿度)等,为更准确地制定战斗行动方案提供情报依据.它通过“数字化路标”作为传输工具,为各作战平台与单位提供“各取所需”的情报服务,使情报侦察与获取能力产生质的飞跃.该系统组由撒布型微传感器网络系统、机载和车载型侦察与探测设备等构成。

6)传感器组网系统

美国海军最近也确立了“传感器组网系统”研究项目.传感器组网系统的核心是一套实时数据库管理系统.该系统可以利用现有的通信机制对从战术级到战略级的传感器信息进行管理,而管理工作只需通过一台专用的商用便携机即可,不需要其他专用设备.该系统以现有的带宽进行通信,并可协调来自地面和空中监视传感器以及太空监视设备的信息.该系统可以部署到各级指挥单位。

7)防生化网络

2002年5 月,美国Sandia国家实验室与美国能源部合作,共同研究能够尽早发现以地铁、车站等场所为目标的生化武器袭击,并及时采取防范对策的系统.该研究属于美国能源部恐怖对策项目的重要一环.该系统融检测有毒气体的化学传感器和网络技术于一体.安装在车站的传感器一旦检测到某种有害物质,就会自动向管理中心通报,自动进行引导旅客避难的广播,并封锁有关入口等.该系统除了能够在专用管理中心进行监视之外,还可以通过www.xiexiebang.com Hail)、“一次性系索浮标”和“先进声通信系统”。

对现役装备来说，“海洋网”是一种可自由部署的水下网络系统。它可以提供水下指挥、控制、通信和导航，采用“远程声呐调制解调器”，能够利用固定或移动的水下节点通过声传播来实现通信。

通信的速度和深度对于潜艇的发展来说至关重要，特别是改善了潜艇只能在海洋表面或潜望镜深度以内才可以通过卫星的无线电频率通信的问题。

第二篇：物联网的军事应用

物联网的军事应用关系着国家安全

物联网是新技术革命的产物，代表了计算机技术和通信技术的未来，是继互联网之后又一重大的科技创新；是建立在技术迅猛发展和无处不在的网络基础上的一个全新技术领域。物联网被很多国家称为信息技术革命的第三次浪潮，以及继计算机、互联网、移动通信网之后信息产业的又一重大里程碑。如果说第一代互联网是人与物的交流，第二代是人与人的交流的话，那么第三代将是物与物的交流，通过现实空间物与物的智能互联，让物品“开口说话”，实现感知世界。倘若如此，整个世界的面貌将为之焕然一新。

物联网是一个先进、综合、复杂的网络系统，它利用RFID（射频识别技术）、无线数据通信等技术，为每一件物品建立全球的、开放的标识代码，并通过互联网实现物品的自动识别和信息的互联共享，达到其在全球范围内的身份识别与“透明”管理，从而构建一个覆盖世界上万事万物的“Internet of Things（物联网）”。

1、物联网推动军事信息化变革，关系国家安全

信息技术正推动着一场新的军事变革。信息化战争要求作战系统“看得明、反应快、打得准”，谁在信息的获取、传输、处理上占据优势(取得制信息权)，谁就能掌握战争的主动权。物联网概念的问世，对现有军事系统格局产生了巨大冲击。它的影响绝不亚于互联网在军事领域里的广泛应用，将触发军事变革的一次重新启动，使军队建设和作战方式发生新的重大变化。当前，世界主要军事强国已经嗅到了这股浪潮的气息，纷纷制定标准、研发技术和推广应用，以期在新一轮军事变革中占据有利位置。因此物联网引起美国、欧盟、日本等大国和组织的极大关注，并将其纳入了国家顶层战略计划。2003年，美国国防部力推RFID条码识别技术，使之为世界所知。当前，美国将微纳传感技术列入经济发展和国防安全重点建设项目，以物联网应用为核心，全面反映感知、互联、智能的“智慧地球”计划也得到奥巴马府的积极回应和支持，其经济刺激方案中将投资110亿美元用于智能电网及相关项目的研发建设。

物联网被许多军事专家称为“一个未探明储量的金矿”，正在孕育军事变革深入发展的新契机。物联网的无线传感器网络以其独特的优势，能在多种场合满足军事信息获取的实时性、准确性、全面性等需求。可以设想，在国防科研、军工企业及武器平台等各个环节与要素设置标签读取装置，通过无线和有线网络将其连接起来，那么每个国防要素及作战单元甚至整个国家军事力量都将处于全信息和全数字化状态。大到卫星、导弹、飞机、舰船、坦克、火炮等装备系统，小到单兵作战装备，从通信技侦系统到后勤保障系统，从军事科学试验到军事装备工程，其应用遍及战争准备、战争实施的每一个环节。可以说，物联网扩大了未来作战的时域、空域和频域，对国防建设各个领域产生了深远影响，将引发一场划时代的军事技术革命和作战方式的变革。

通过采用智能尘埃(Smart Dezert)、智能物体(Smart Matter)、微机电系统(MEMS)、无线传感器网络(WSN)、微传感器网络(MSN)，GPS、RFID、红外等技术，物联网的未来军事应用主要体现在战场感知精准化、武器装备智能化、后勤保障灵敏化以及网络战模式的变化等几个方面。

A、战场感知精确化——可以监测到一粒沙子的陨落

战后局部战争的实践充分说明，战场安全性是相对的，整体防御体系难免存在一定漏洞，要想弥补之，就必须对包括现有指挥控制系统在内的相关系统进行升级改造，使战场感知能力不断适应未来作战的需要。物联网可以担当此重任。

据称，美军目前已建立了具有强大作战空间态势感知优势的多传感器信息网，这可以说是物联网在军事运用中的雏形。美国国防高级研究项目管理局已研制出一些低成本的自动地面传感器，这些传感器可以迅速散布在战场上并与设在卫星、飞机、舰艇上的所有传感器有机融合，通过情报、监视和侦察信息的分布式获取，形成全方位、全频谱、全时域的多维侦察监视预体系。据报道，伊拉克战争中，美军多数打击兵器是靠战场感知行动临时传递的目标信息而实施对敌攻击。

有人将信息化条件下作战称为“传感器战争”，而物联网堪称信息化战场的宠儿，将为战场上带来新的电子眼和电子耳。与当前美军传感器网相比，物联网最大的优势在于其可以在更高层次上实现战场感知的精确化、系统化和智能化。可以把过去在战场上需要几小时乃至更长时间才能完成处理、传送和利用的目标信息，压缩到几分钟、几秒钟，甚至同步。它能够实现战场实时监控、目标定位、战场评估、核攻击和生物化学攻击的监测和搜索等功能。

通过大规模节点部署有效避免侦察盲区，为火控和制导系统提供精确的目标定位信息。同时，其感知能力不会因某一节点的损坏而导致整个监测系统的崩溃，各汇聚节点将数据送至指挥部，最后融合来自各战场的数据形成完备的战场态势图。IPv6作为物联网的关键技术之一，因其海量的地址空间、高度的灵活性和安全性、可动态进行地址分配以及完全的分布式结构等特性，是以前所有技术难以相比的，具有重大的军事价值。通过IPv6技术，完全可以实现为物联网每个传感器节点分配一个单独的IP地址，世界上的一草一木，武器库里的一枪一弹，都会被分配一个IPv6地址。通过飞机向战场洒落肉眼观察不到的传感器尘埃，利用物联网实时采集、分析和研究监测数据，哪怕是一粒沙子的陨落也不会逃脱，真正实现感知世界每个角落。

B、武器装备智能化——全自主式作战机器人和无人飞机

自20世纪60年代在印支战场崭露头角以来，作为一支新军，军用机器人受到了军事强国的高度重视，纷纷投入巨资予以研究与开发，仅美国目前已开发出和列入研制计划的各类智能军用机器人就达100多种。军用机器人巨大的军事潜能和超强的作战功效，使其成为未来战争舞台上一支不可忽视的军事力量。另外再阿富汗战争中，美国投入大量的无人飞机进行复杂地形的侦查工作，实现远程打击。

目前，虽然越来越多的普通技能的机器人和无人飞机走入了军营，但这些机器人和无人飞机的应用范围有限，机动能力、智能化程度不高，且仍需人员遥控。真正意义上的军用机器人和无人飞机，机动速度更快、部署更加灵敏，高智能化水平使其具备独立遂行作战任务的能力。因此，要制造出能在战场上使用的完全“智能”的机器人和无人飞机还有很多技术问题亟待突破。

而物联网是一种能将包括人在内的所有物品相互连接，并允许它们相互通信的网络概念，不仅是物与人、物与物之间相连，还包括机器和机器之间的通信，所以物联网被誉为“武器装备的生命线”。

随着信息技术的进一步发展，物联网与人工智能技术、纳米技术的结合应用，未来战场的作战形式将发生巨大变化。新一代网络协议，能够让每个物体都可以在互联网上有自己的“名字”，嵌入式智能芯片技术可以让目标物体拥有自己的“大脑”来运算和分析，纳米技术和小型化技术还可以使目标对象越来越小。在不远的将来，你不仅可以与身边一切物体“交流”，而且物体与物体之间也可以“开口讲话”。在这些技术支持下，具有一定信息获取和信息处理能力的全自主智能作战机器人和无人飞机将从科幻电影中步入现实，各种以物联网为基础的自动作战武器将成为战场主角。

在巷战中，这些机器人和无人飞机配合，可以进行远程投放，可代替作战人员钻洞穴、爬高墙、潜入作战区，快速捕捉战场上的目标，测定火力点的位置，探测隐藏在建筑物、坑道、街区的敌人，迅速测算射击参数，保证实施精确打击。机器人和无人飞机小分队还可以在非常危险的环境中进行协同作战，它们具有智能决策、自我学习和机动侦察的能力，比人类士兵以更快的速度观察、思考、反应和行动，远离战场前沿的指挥官和操作人员只须下达命令，不需要任何同步控制，机器人和无人飞机小分队就可以完成任务并自行返回指定地点。

C、后勤保障灵敏化——真正实现动态自适应性后勤

信息化条件下作战对后勤保障的依赖性大大增强，“兵马未动，粮草先行“。即使是作为世界头号军事强国的美国，也认识到其后勤体系仍然存在诸多弊端。

伊拉克战争初期，美军由于后勤计算和判断上的失误导致战前准备不足，特别是没有预先把伊拉克战场恶劣的保障环境考虑在内，迟滞了美英联军的作战行动。战区内堆积的物资虽然比海湾战争时少，但只不过是由“大山”变成了“小山”。与此同时，运往伊拉克战场的物资在“最后1战术英里”失去了可见性，前线保障物资频频告急，甚至出现了饥饿的士兵向伊平民“讨饭”的一幕。美军前线的香烟、肥皂、水果等补给捉襟见肘，在美军士兵内部甚至出现了战场 “黑市交易”。

对于战争中暴露出的问题，美国审计局在一份报告中指出：“可视性水平远没有达到部队现实需要的水平，更不用说保障未来作战了。”因此，要实现从“散兵坑到工厂”的全程可视，还必须进一步深化信息技术研发，以新技术新产品推动后勤领域的全面变革。

而物联网似乎是专为军队后勤“量身打造”的一项完美技术，可以弥补后勤领域的诸多不足。首先，它可以有效避免后勤工作的盲目性。随着射频识别技术（RFID）、二维条码技术和智能传感技术的突破，物联网无疑能够为自动获取在储、在运、在用物资信息提供方便灵活的解决方案。在各种军事行动全过程中，实现准确的地点、准确的时间向作战部队提供数量适当的装备与补给，避免多余的物资涌向作战地域，造成不必要的混乱、麻烦和浪费。同时能够准确感知、实时掌握特殊物资运输和搬运方面的限制，对操作人员技能、工具和设施的要求，货品更换和补充时间等。并根据战场环境变化，预见性地做出决策，自主地协调、控制、组织和实施后勤行动，实现自适应性的后勤保障能力。其次，它能最大限度地提高补给线的安全性。

基于物联网的后勤体系，具有网络化、非线性的结构特征，具备很强的抗干扰和抗攻击能力，不仅可以确切掌握物资从工厂运送到前方散兵坑的全过程，而且还可以提供危险报、给途中的车辆布置任务以及优化运输路线等。特别是可以把后勤保障行动与整个数字化战场环境融为一体，实现后勤保障与作战行动一体化，使后勤指挥随时、甚至提前做出决策，极大地增强后勤行动的灵活性和危机控制能力，全面保障后勤运输安全。

基于物联网的后勤体系可以有效避免重要物资的遗失。世界各国都非常重视战场物资的管理，极力避免武器装备、重要零部件等物资的遗失。但伊拉克战争期间，美军一中转中心在战争期间竟丢失了1500个防弹衣插件；由于不知道物资具体位置，17个速食集装箱被遗忘在补给基地达1星期之久。而无线射频识别（RFID）标签作为物联网的重要组成部分，能储存96位码，无线射频识别（RFID）芯片大约可以储存 3.5×1051种组合信息，可识别2.68亿个以上的独立制造厂商及每个厂商的100万种以上的产品。美国防部通过这种灵巧标签得到的大量组合信息可在全军范围内追踪每件装备。随着射频识别标签技术的成熟、成本的降低，物联网完全可应用于单件武器上，这将更加严格地控制武器库，而且有助于寻找在战场上丢失的威胁性极大的武器。

D、物联网引发未来网络战新模式——超越赛博空间

据美国《空军时报》5月30日报道，5月7日至5月27日，美空军太空司令部在内华达州的内里斯空军基地进行了第6次“施里弗”太空演习，从中可以看出美国对未来网络战模式的判断与应对。关于此次演习，美军对外仅阐述了三项重要目的：一是研究太空空间和赛博空间的“替代概念、能力和力量”，以应对未来需求；二是探索太空空间和赛博空间对未来威慑战略的贡献；三是研究使用综合手段在太空空间和赛博空间执行作战的一体化程序。此次演习将太空与赛博空间视为所有防御作战和国土安全作战方面的核心，并高度重视整合太空与赛博空间攻防作战，以及发挥盟国和商业伙伴在赛博空间方面的作用，凸显了美军对二者的倚重。

赛博空间是哲学和计算机领域中的一个抽象概念，指计算机以及计算机网络里的虚拟现实。赛博空间强调人的活动和思想无界限。从此次演习的主要内容以及赛博空间概念中可以发现，美军不仅要实现对网络及虚拟现实的控制，更包括对现实世界的控制，这已经超越了网络战本身。

总体而言，未来的网络战取决于三个方面的快速发展。

一是互联网军事化。现代互联网最早就是从美国军方内部网络发展而进入民用的，全世界绝大多数的根服务器在美国，为美国攻击和瘫痪他国网络提供了方便。随着网络技术的发展，以及它在各领域越来越广泛地应用，互联网有可能成为新的作战领域，即成为对立双方攻防的目标。二是物联网军事化。物联网是通过射频识别、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，如美军“全球鹰”无人侦察机就是典型应用。物联网一旦军事化后，与其联接的武器装备和设备设施将完全暴露在网络攻击中。

三是无线联接技术。无线联接技术智能化和无线植入技术，是实现网络无限延伸的基础，是网络战拓展到陆、海、空、天、电以及各类武器装备的主要途径。

由此不难看出，赛博空间与包括太空空间在内的各种实体空间正越来越紧密地联系在一起，这意味着网络战将不仅仅存在于虚拟现实之中，不仅要实现对网络及虚拟现实的控制，更包括对现实世界的控制，这已经超越了网络战本身。

美智库华盛顿战略与预算评估中心5月公布的一份报告则直接强调，未来在与中国可能发生的冲突中，美国必须认真考虑包含卫星在内的天基系统被攻击而失能时，如何快速部署临时性替代手段，以继续发挥指挥和控制等作用。

目前，美军的替代方案就是，在“临近空间”部署无人机等航空器。所谓“临近空间”，是指距地表20～100公里处的空域，其下面的空域(20公里以下)是传统航空器的活动空间，其上面的空域(100公里以上)则是航天器的范围。由于这一高度在绝大部分地面防空火力之外，战斗机也不能飞行作战。如果有飞行器能在此高度飞行，即便速度很慢，也很安全。因此，美国空军最近正在发展新一代具备侦察监视和通信用途的无人机、飞艇和气球，以便部署在这一高度范围，发挥替代天基系统的应急作用。

以美军“全球鹰”无人侦察机为例，该机可在两万米高空(属于临近空间范畴)飞行，自主飞行时间长达41小时，一天内可侦察13.7万平方公里的区域。“全球鹰”的机动性使它能不间断地对目标实施高清晰侦察，且不容易受战术伪装的欺骗。当前美军正在加大无人机“自动空中加油”的研究，一旦“全球鹰”具备了自动空中加油能力，其滞空时间和航程将大增。尽管美国间谍卫星的侦察精确度已小于1米，但因卫星定轨运行，其侦察范围及时间都受限，无人侦察机则能对某一地域进行全天候定点侦察。而且由于天基武器的发展，间谍卫星一旦被摧毁，就很难在短期内重新部署。但高空无人侦察机的机动性很强，具备了自动空中加油能力，就能长时间滞留在战区上空，完成间谍卫星在被摧毁或受到干扰时“无法完成的任务”。

2、提升我国物联网基础技术研发和应用，保障国家安全

鉴于物联网和无线传感器网络在军事应用的巨大作用，引起了世界许多国家的军事部门、工业界和学术界的极大关注。美国自然科学基金委员会2003年制定了传感器网络研究计划，投资34,000,000美元支持相关基础理论的研究。美国国防部和各军事部门都对物联网和传感器网络给予了高度重视，在C4ISR的基础上提出了C4KISR计划，强调战场情报的感知能力、信息的综合能力和信息的利用能力，把物联网和传感器网络作为一个重要研究领域，设立了一系列的军事传感器网络研究项目。美国英特尔公司、美国微软公司等信息工业界巨头也开始了物联网和传感器网络方面的工作，纷纷设立或启动相应的行动计划。日本、英国、意大利、巴西等国家也对物联网和传感器网络表现出了极大的兴趣，纷纷展开了该领域的研究工作。

物联网是推动军事信息化变革的技术力量之一，最早由美国提出和发展的，总体来说，目前美国在物联网技术基础方面占有绝对的优势。

其中，无线、传感器和嵌入式技术作为物联网和传感网络的核心技术，美国很早就在开展智能尘埃(Smart Dezert)、智能物体(Smart Matter)、微机电系统(MEMS)、无线传感器网络(WSN)、微传感器网络(MSN)，GPS、RFID、红外等技术的研发，这些都是物联网要用的重要技术。

在基础芯片和通信模块方面，德州仪器是美国著名的模拟器件解决方案和数字嵌入及应用处理半导体解决方案供应商，在物联网领域能够提供ZigBee芯片和移动通信芯片产品。英特尔是全球最大的计算机、网络和通信产品制造商，在物联网方面能够提供Wi-Fi芯片、蓝牙芯片、WiMAX芯片和RFID芯片产品。意法半导体、高通、飞思卡尔等芯片企业也可以提供物联网所需的基础通信芯片。此外，Telit、Cinterion、Sierra Wireless等通信模块企业将通信芯片整合成能够独立完成通信功能的模块，可以直接嵌入到设备中使其拥有通信能力。

在传感网和RFID方面，美国是传感网技术的发源地，目前也在全球市场处于领先地位，拥有Crossbow Technology、Dust Networks、Eka Systems、Honeywell、Ember等全球领先的传感网公司。目前全球主要的RFID企业也集中在美国，包括Aero Scout、Savi Technology、RFCode、摩托罗拉、ODIN等。

所以现在的物联网无论从技术还是大规模应用来说，都还是以美国为主，全世界绝大多数的物联网核心网络层设备（服务根服务器、数据中心等）都在美国，并且物联网为物品建立全球的、开放的标识代码并通过互联网实现物品的自动识别和信息的互联共享，为美国攻击和瘫痪他国物联网的网络和应用提供了方便。随着物联网技术的发展以及它在各领域越来越广泛地应用，物联网的安全将关系着国家安全。

虽然物联网的概念已经引起全球关注，但有许多核心技术还需攻克，其发展之路仍然十分漫长。并且物联网在军事上的推广和应用还不是一个单纯的技术问题，涉及世界范围内的军事政策、法律、道德、文化等方方面面，所以广义的物联网似乎非常遥远。但物联网的雏形就像互联网早期的形态局域网一样，虽然有这样那样的缺陷和不足，但其战略意义和深远影响是不容质疑的，所以我国必须尽早进行基础技术的研究。事实上，物联网在军事上的应用目前尚处于起步阶段，标准、技术、运行模式以及配套机制等还远没有成熟。这就为我国现阶段进行物联网的基础技术研发和应用提供了良好的机遇，主要体现在如下几个方面：

首先是标准化问题。物联网是一个国家工程甚至是世界工程，需要标准化的数据库、标准化的软硬件和数据接口、互联互通的网络平台、统一的物体身份标识和编码系统，才能让遍布世界每个角落的物体接入网络，被世界识别、掌握和控制。各类协议标准如何统一则是一个十分漫长的过程，这正是限制物联网发展的关键因素之一。

其次是信息安全问题。在未来的物联网中，每件装备都将随时随地连接在这个网络上，随时随地被感知，在这种环境中如何确保信息安全，防止军事信息被他人利用，将是物联网在军事领域推进过程中需要突破的重大障碍之一。由于物联网在很多场合都需要无线传输，美军认为“攻破任何无线系统是非常轻而易举的事情”，而目前类似“安全壳”（Secure shell）和“安全槽层”（secure socket layer）的基础安全技术还在试验当中。恐怖分子很可能会利用射频识别技术来查询美军的装备并获取数据，甚至了解到装备的具体位置。同时，物联网规模庞大，作为世界范围内军事要素智能互联的重要平台，一旦遭到破坏，对于视保密为生命的军队来讲将是致命的打击，不但会影响到物联网本身的运行，而且会危及国家安全，甚至引发连锁反应，出现世界范围内的系统瘫痪，使军队陷入一片混乱。

最后还有资金和成本问题。实现物联网在军事领域的广泛应用，首先必须在所有装备哪怕是一枚子弹中嵌入电子标签等存储体，并需安装众多读取设备和庞大的信息处理系统，这必然导致大量军费的投入。在成本尚未大幅降低和各方利益机制及运作模式尚未成型的背景下，物联网的发展将受到限制。

第三篇：数字信号处理在物联网领域的应用

为自己所爱盖楼。

关于数字信号处理在物联网领域应用的文献综述

专业：物联1303 姓名：李红莉 学号：20136025

伴随着计算机技术的发展,计算机数字时代已经成为主流,而数字信号处理技术[1]则是数字时代的主力军,是不可或缺的技术。所以关于数字信号处理的技术发展[2]也一直受到人们的关注,数字信号的应用领域十分广阔,有通信领域,图像图形技术领域,仪表仪器领域,PC领域等等,还有未来不断挖掘的新应用领域,无疑会将数字信号处理技术推到高峰。此外,数字信号处理[3]的计算发展也一直掌握着处理器DSP的结构演变与发展。而物联网[4]是新一代信息技术的重要组成部分，近几年来，物联网技术受到人们的广泛关注。

其中物联网技术在医疗保健领域[5]的应用越来越受关注。依托医疗行业巨大的市场机遇，物联网有望成为远程医疗行业又一个重要前沿。物联网能够使医疗设备在移动性、连续性、实时性方面做到更好，以满足远程医疗门诊管理解决方案。可以用于及时监测相关诊断信息。通过无线网的普及，提高效率、节省医院人手和提高医疗服务质量。

数字信号处理在物联网中的一大重要应用是心电信号处理[6]。心电信号处理需要数字滤波器即FIR滤波器和IIR滤波器。在数字信号处理中，为了不产生相位失真，通常要求滤波具有零相位。实现零相位数字滤波可以采用FRR或RRF方法。而心电图信号取自安置在心脏部位的电极，其幅度非常微弱，极易受到外界干扰，从而降低了判断的准确性。其中最显著的就是电源干扰，数字信号处理中的自适应滤波可实现消除心电图的电源干扰[7]。消除干扰后将病人的原始信号经过数字信号处理中的滤波后在心电图中显示出来反应病人的身体状况是否正常。

参考文献

[1]孙金林.数字信号处理技术的发展与思考[J].赤峰 学院学报,2011,5.[2]李方慧.数字信号处理技术的新进展[M].北京理工 大学出版社,2010:8.[3]周军晓, 崔莹超.论数字信号处理技术应用领域[J].消费电子, 2013, 第12期:19-19.[4]戴威.浅谈物联网技术及应用领域[J].华章, 2010, 27期.[5]王羽，徐渊洪，杨红，等．物联网技术在患者健康管理中的应用框架［J］．中国医院，2010，14（8）：2-4．

[6]朱洪俊.心电信号零相位数字滤波[J].北京生物医学工程, 2003, 04期:260-262.[7]王建君, 陈日新, 王东.数字信号处理在医学上的应用--心电图的抗干扰测量[J].计算技术与自动化, 2000, 第2期:45-47.

第四篇：探究物联网在消防安全领域的应用

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探究物联网在消防安全领域的应用

探究物联网在消防安全领域的应用

摘要: 物联网在消防领域有着广阔的应用前景，如果能够有效发挥其监控、跟踪、反馈等功能，一定会对社会消防安全产生深远的影响。本文探讨了消防物联网在从人员动态管理、消防资源管理、城市消防远程监控管理等3个方面在消防领域的应用，提出了了物联网技术发展方面的建议。

关键词:物联网;消防安全;应用

中图分类号：D035.36文献标识码： A

1、物联网的概念

物联网是新一代信息技术的重要组成部分。其概念最早是在1999年提出的，是指通过各种信息传感设备与技术，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，按约定的协议，与互联网结合形成的一个巨大网络进行信息交换和通信。其目的是实现物与物、物与人，所有的物品与网络的连接，方便识别、管理和控制。

2、物联网技术架构

从技术架构上来看，物联网可分为3层:感知层、网络层和应用层。感知层由各种传感器以及传感器网关构成，包括二氧化碳浓度传感器、温度传感器、湿度传感器、二维码标签、RFID标签和读写器、摄像头、C PS等感知终端、在消防物联网中，传感器被安装在监测区域或者嵌入到消防装备器材等相关设备中，感知和识别物体以及状态，实时采集和捕获各种使用场景所产生的相关信息，接收并执行各项指令。

网络层包括有线和无线通信网、网络管理系统和云计算平台等，将感知层的各种信息传递到应用层，并将应用层的指令传回感知层。

应用层是物联网和用户(包括人、组织和其他系统)的接口，它与行业需求结合，实现物联网的智能应用。在应用层，消防或单位管理人员通过对现场传感器、RFID电子标签等进行管理，定期保养、实

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时查验，消防指挥中心或单位接收各类传感器传送的信息，掌握监控各类资源和人员情况，进行综合调度指挥和管理。

3物联网在消防领域内的应用

3.1人员动态管理

消防救援人员既包括专业消防人员，也包括其他应急救援人员如矿山抢险人员、医疗救护人员、危险化学品专业人员以及环境保护人员等。随时掌握这些人员的状况、位置分布、实时状态以及救援人员在灾害现场所处环境状况等，对掌握灾情、正确采取救援措施以及保护救援人员安全、实施智能调度至关重要。借助物联网技术可以达到上述需求，在救援人员、救援设备和通信联络工具中安装信息传感设备，如射频识别((RFID)装置、红外感应器、CPS系统、有毒气体感应装置、温湿度探测器等，通过各类通信网络与指挥中心或各类监控中心连接，形成一个基于物联网的网络信息管理系统，将救援人员的位置、周围环境温度和有害气体浓度等。数据通过通信网络传输到指挥中心实现对人员及所处环境信息的全方位掌控，实现智能化监控和调度指挥。救援人员随身携带的生物传感器能实时检测救援人员的生理信息，当救援人员生理指标出现异常时现场外部的监控器发出报警，指挥员可以及时组织撤离或者进行营救，大大提高了对进入建筑内部救援人员的安全保障能力。

3.2消防资源动态管理

消防资源是指能够用于灭火和应急救援的所有物资装备，包括消防部门配备的车辆器材装备、储存的灭火和抢险救援物资，也包括社会其他部门企事业单位存储的可用于灭火和应急救援的所有物资装备。消防装备物资管理系统利用RFID ,GPS、无线传感器网络、现代通信技术、数据采集技术、计算机处理技术、云处理技术与海量多功能传感器相结合，实现对消防部队装备物资的实时高效管理。

利用物联网技术，将分布在不同单位、不同地方以及不同种类的消防资源，按类型、功能、有效性、所属单位等属性信息进行分类，并植入RFID电子标签，将分散的资源等信息集成到统一的网络信息管理系统，进行集中、动态、实时的智能管理和应用。这样，指挥决策部门通过智能的网络信息管理系统就可动态掌握资源的使用和库

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存情况，为应急救援决策提供科学依据。消防基层中队日常交接班、装备管理部门进行装备器材检查，只需通过手持终端扫描并与之前的记录进行自动的对比分析，就可以迅速了解器材装备的基本情况，避免装备的漏查和丢失等情况的发生。RFID等物联网技术在消防物资装备领域的应用能提高消防装备与物资管理的信息化智能化和自动化水平，增强消防装备与物资的统筹管理能力和资源整合共享，能加快消防装备管理现代化建设，能进一步提升消防部队的核心战斗力、3.3城市消防远程监控管理

城市消防远程监控系统可以通过各种传感设备、视频采集设备等感知和采集现场信息，借助消防物联网网络层传输到消防指挥中心网络信息管理系统进行智能化管理和辅助决策。通过在消防喷淋的管网中安装感应芯片可以掌握喷淋装置的压力，从而监控喷淋管网内是否有水。水的压力，在烟感和温感设备后段安装感应芯片，可以随时掌握烟感和温感的状态。在消防泵开关阀上安装电子芯片，可以远程掌握消防泵的开关状态。在消火栓、消防水池、天然水源等重要位置安装水流触发传感器等，可以随时掌握消防水源的位置、状态、压力等数据。在消防安全通道内使用智能视频监控技术，通过视频处理技术，分析前端摄像头拍摄范围内或指定区域内是否有长时间占位的物体并发出告警，管理部门可以随时掌握消防安全通道被占用堵塞等安全隐患。

4.建议

4.1 加大物联网宣传力度

针对物联网建设过程中，联网单位积极性不高、联网效果不理想的实际状况，各级消防机构要充分利用各种载体，采取各种形式，大力宣传消防物联网建设在各单位信息化建设中的重要地位、主要内容、长远意义，争取各社会单位特别是消防安全重点单位主动介入到此项工作中来，让消防物联网建设早日发挥其重要作用。

4.2切实规范系统

运营管理经过一定时间的摸索，各地已建成的消防物联网在运营管理中已经积累了不少经验，迫切需要的是尽快将这些经验用制度固定下来。比如，根据实际，制定《监控中心信息反馈办法》《消防设

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施故障处理机制》等规章制度，让整个系统在制度下合理运行。同时，消防物联网运营管理单位要加强与联网单位的沟通协调，提高监测、预警、反馈水平，推动系统向专业化、规范化、制度化方向发展。

4.3完善系统

信息采集机制消防物联网建设，要将信息采集放到关键环节去抓。一是在首次录入时，要安排专人，认真核实消防设施设置、火灾探测器等资料信息和点位，提高初次采集的准确性;二是要根据各联网单位的发展变化，跟踪所采集信息资料的动态状况，及时进行数据更新;三是建立健全消防物联网信息采集机制，让系统信息采集真正成为常态化，具有动态性。

4.4建立综合消防管理网络

在消防物联网建设过程中，要综合发挥消防机构、联网单位、社会公众和消防物联网管理者的作用功能，避免过分依赖某一方面的力量。首先，各级消防机构在通过物联网对联网单位消防设施运行状况、消防控制室值班等情况巡检的基础上，加强不定时突击检查，防止系统出现监控盲点。其次，各联网单位在收到物联网反馈的故障信息后，要及时组织人员查找问题，进行整改，确保物联网切实发挥作用。最后，社会公众要进行监督，及时向物联网运营管理者、联网单位提出建议，督促各方面步调一致、形成合力。

结束语

物联网技术体系是涉及计算机、有(无)线通信、多网络互联互通、传感采集和集成技术的多学科、多领域的综合性技术体系在社会公共安全领域有广泛的需求和应用前景。该技术还处于起步阶段，技术突破、标准、成本、安全问题制约着其快速发展。随着物联网技术的快速发展消防物联网必定能够发挥技术优势，在社会火灾防控，灭火救援和部队管理等方面发挥巨大作用，为消防事业的发展带来革命性的变化。

参考文献

【1】工业和信息化部电信研究院.物联网自皮书((2011。.2011.【2】隋虎林，范玉峰.消防物联网技术体系研究.消防科学与技术，2012, 31(11。.最新【精品】范文 参考文献

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【3】陆军，沈亚飞.浅析物联网技术在消防领域中的全新应用.消防技术与产品信息2011.(8。

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第五篇：物联网技术及应用

电子商务前沿讲座 物联网技术及应用

姓名 王丹 学号 2008012849 班级 08电子商务 完成时间 2011-12-9

物联网技术及其应用

摘要：近来，物联网屡被提及，各种迹象已经很明确的说明：在未来10-15年内我们将见证新一轮信息技术产业革命的巨大变革。本文重点介绍了物联网技术的发展以及其在相应行业的典型应用，并列举了世界重点国家的物联网发展战略，对物联网知识提供较为详尽的描述。

关键词：物联网；组网；网络架构

一、物联网概念的提出

物联网(the Internet of things)这一概念于1999年正式提出，但是最早出现在贝尔·盖茨1995年所著的《未来之路》中，当时Bill Gates 已经率先提及internet of things 这一概念，只是限于当时无线网络、硬件和传感技术的限制，并未得到广泛认同和发展。1998年，美国麻省理工大学(MIT)创造性地提出了当时称作EPC系统的“物联网”的构想；1999年，美国 Auto-ID首先提出“物联网”的概念，称物联网主要是建立在物品编码、RFID技术和互联网的基础上；2005 年，ITU发布了《ITU互联网报告2005：物联网》，综 合二者内容，正式提出“物联网”的概念，包括了所有 物品的联网和应用。目前较为公认的物联网的定义是： 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，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。

二、主要国家的物联网发展战略

2005年4月8日，在日内瓦举办的信息社会世界峰会（WSIS）上，国际电信联盟专门成立了“泛在网络社会（UbiquitousNetworkSociety国际专家工作组”，提供了一个在国际上讨论物联网的常设咨询机构。根据这个工作组的报告，2005年，许多国家已经纷纷开始“无处不在物联网”的发展战略，包括日韩基于物联网的“U社会”战略、欧洲“物联网行动计划”以及美国“智能电网”、“智慧地球”等登。此外，物联网已经开始在军事、工业、农业、环境监测、建筑、医疗、空间和海洋探索等领域投入应用。2009年包括Google在内的互 联网厂商、IBM、思科在内的设备制造商和方案解决商以及AT&T、Veri-zon、中移动、中国电信等在内的电信运营企业纷纷加速了物联网的战略布局，以期在未来的物联网领域取得先发优势。

（一）、美国的物联网战略

美国非常重视物联网的战略地位，在国家情报委员会（NIC）发表的《2025对美国利益潜在影响的关键技术》报告中，将物联网列为六种关键技术之一。美 国国防部在2005年将“智能微尘”（SMARTDUST）列为重点研发项目。国家科学基金会的“全球网络环境研究”（GENI）把在下一代互联网上组建 传感器子网作为其中重要一项内容。2009年2月17日，奥巴马总统签署生效的《2009年美国恢复与再投资法案》中提出在智能电网、卫生医疗信息技术应 用和教育信息技术进行大量投资，这些投资建设与物联网技术直接相关。物联网与新能源一道，成为美国摆脱金融危机振兴经济的两大核心武器。

（二）、欧盟的物联网战略

欧洲在信息化发展中落后美国一步，但欧洲始终不甘落后。2005年4月，欧盟执委会正式公布了未来5年欧盟信息通信政策框架“i2010”，提出，为迎 接数字融合时代的来临，必须整合不同的通信网络、内容服务、终端设备，以提供一致性的管理架构来适应全球化的数字经济，发展更具市场导向、弹性及面向未来 的技术。

2006年9月，当值欧盟理事会主席国芬兰和欧盟委员会共同发起举办了欧洲信息社会大会，主题为“i2010-创建一个无处不在的欧洲信息社会”。

自2007年至2013年，欧盟预计投入研发经费共计532亿欧元，推动欧洲最重要的

（四）、我国的物联网战略

随着物联网迅速发展及欧美各国相应的制定出符合本身物联网发展的国家战略，2009年，温家宝总理在无锡考察时对物联网的发展提出了三点要求：一是把传感系统和3G中的TD-SCDMA技术结合起来；二是在国家重大科技专项中，加快推进传感网的发展；三是尽快建立中国的传感信息中心，或者叫“感知中国” 中心。我国开始把物联网作为我国未来重要的发展战略。

在2009年12月的国务院经济工作会议上，明确提出了要在电力、交通、安防和金融行业推进物联网的相关应用。我国已在无线智能传感器网络通信技术、微型传感器、传感器终端机和移动基站等方面取得重大进展，目前已拥有从材料、技术、器件、系统到网络的完整产业链。目前，我国传感网标准体系已形成初步框架，向国际标准化组织提交的多项标准提案已被采纳,中国与德国、美国、韩国一起，成为国际标准制定的主导国之一。我国的物联网战略实施主要分三个阶段：关键应用阶段、规模应用阶段和普遍应用阶段。

我国物联网战略规划图

关键应用阶段：以相关行业的领先企业为龙头，探索工业信息化、农业信息化和社会信息化中的关键应用，以应用创新拉动技术创新，初步形成合理的产业格局和产业价值链。领先企业引领关键应用的产业化突破是这个阶段的关键，这个阶段的成功与否对产业发展的前途至关重要。

规模应用阶段：随着技术的演进，进一步扩大物联网信息化应用的深度、范围和规模，显著提升物联网应用的信息化份额，形成物联网产业与传统产业融合互动的发展格局。

普遍应用阶段：在全国城乡建立与经济和社会发展需求相适应的普遍信息服务体系，建成完善的物联网产业链和产业布局，确立中国在全球物联网产业发展中的核心地位。

三、物联网架构

物联网经典架构主要由四层组成，自下而上分别为：感知层，传送层，运营层和应用层。如果拿人来做比喻的话，感知层就如同皮肤和五官这些视觉、触觉和嗅觉器官，主要用来识别物体，采集相关信息；经过感知层采集到的信息，途径人体神经网络（传送层）迅速传递到大脑，经过人体脑部（运营层）的汇总分析，作出应对各种复杂的情况的具体反应（应用层）。

感知层：包括传感器等数据采集设备以及相应的传感器网络。该层的主要任务是将现实社会的各种物理量通过诸多手段，实时并自动化的转化为虚拟世界可以处理的数字化信

息。感知层是物联网发展和应用的基础，RFID技术、传感和控制技术、短距离无线通信技术是感知层涉及的主要技术，其中又包括芯片研发、通信协议研究、RFID材料、智能节电供电等细分领域。

传送层：该层的主要任务是将感知层采集到的信息，通过传感器网、通信网、互联网等各种网络进行汇总传输，从而将大范围内的信息加以整合，以备处理。该层设计的典型技术如Ad-Hoc(无线自组网)、Wi-Fi、GSM、TCP/IP技术等。

运营层：该层的主要任务是将经过传输层整合汇总的信息进行分析和处理，并在必要时，将各种信息按照应用途径进行分类管理，形成新的信息基础架构，为各种应用提供信息支撑平台。该层涉及的典型技术如GIS(地理信息系统)、ERP(企业资源计划),此外，还涉及到API接口，专家系统等应用模块。

应用层：利用分析处理的感知数据，为用户提供丰富的特定服务。物联网的应用可以分为监控型(物流监控、污染监控等)、查询型(智能检索、远程抄表等),控制型(智能交通、智能家居、路灯监控等)、扫描型(手机钱包、高速公路不停车收费)等。应用层是物联网研究和发展的目的。

四、物联网实现关键技术

要实现上述的物联网架构，单一的技术是难以胜任的。物联网是一系列技术以及管理有机结合的产物。下面，简要介绍支撑物联网实现的几项关键技术。

（一）、RFID技术

无线射频识别技术（Radio Frequency Idenfication，RFID）是一种非接触的自动识别技术，其基本原理是利用射频信号和空间耦合（电感或电磁耦合）或雷达反射的传输特性，实现对被识别物体的自动识别。

RFID系统至少包含电子标签和阅读器两部分。RFID阅读器（读写器）通过天线与RFID电子标签进行无线通信，可以实现对标签识别码和内存数据的读出或写入操作。典型的阅读器包含有高频模块(发送器和接收器)、控制单元以及阅读器天线。

射频识别系统的基本模型如下图所示。其中，电子标签又称为射频标签、应答器、数据载体；阅读器又称为读出装置，扫描器、通讯器、读写器(取决于电子标 签是否可以无线改写数据)。电子标签与阅读器之间通过耦合元件实现射频信号的空间(无接触)耦合、在耦合通道内，根据时序关系，实现能量的传递、数据的交换。

电感耦合模型的读写器

电磁反向散射耦合型的RFID读写器

发生在阅读器和电子标签之间的射频信号的耦合类型有两种。

(1)电感耦合。变压器模型，通过空间高频交变磁场实现耦合，依据的是电磁感应定 律，如右图所示。

(2)电磁反向散射耦合：雷达原理模型，发射出去的电磁波，碰到目标后反射，同时携带回目标信息，依据的是电磁波的空间传播规律。

电感耦合方式一般适合于中、低频工作的近距离射频识别系统。典型的工作频率有：125kHz、225kHz和13．56MHz。识别作用距离小于1m，典型作用距离为10～20cra。

电磁反向散射耦合方式一般适合于高频、微波工作的远距离射频识别系统。典型的工作频率有：433MHz，915MHz，2．45GHz，5．8GHz。识别作用距离大于1m，典型作用距离为3—l0m。

（二）、传感技术

传感技术同计算机技术与通信技术一起被称为信息技术的三大支柱，它是现代科学技术发展的基础条件，遵循信息论和系统论原理。从仿生学观点，如果把计算机看成处理和识别信息的“大脑”，把通信系统看成传递信息的“神经系统”的话，那么传感器就是“感觉器官”。传感技术是关于从自然信源获取信息，并对之进行处理（变换）和识别的一门多学科交叉的现代科学与工程技术，包括传感器设计、信息处理、信息识别、遥感观测等。

网络节点作为无线传感网的主要组成，首先是一个传感器，主要实现物联网中物物、物人之间信息交换的必要部分。目前无线传感网更加关注各种信息的采集和处理，利用压缩、识别、融合和重建的方法处理采集的信息，以满足网络多元化的应用需求。

（三）、EPC系统

1999年美国Auto-ID Center 将RFID技术与Internet结合,提出了EPC(Electronic Product Code)概念。产品电子代码是物联网的主要支撑，它的载体是RFID电子标签，传递介质是互联网。电子标签、产品电子码、互联网构成了物联网的基本构想。RFID中存储的EPC,通过传感器网络识别并自动采集到中央处理系统，利用开发的计算机网络进行信息交换、处理与共享，实现物品的透明化管理。

EPC系统充分利用了RFID和网络技术的优点，很好的解决了产品的唯一标示、同时识别多个物品和“非可视化识别”问题，其最终目标是为全球的每一个物体建立全球的、开

放的标示标准。该系统由全球电子代码体系、RFID系统以及信息网络系统3部分组成，主要包括EPC编码标准，EPC电子标签，射频识别器，神经网络软件，对象名解析服务以及实体标记语言6方面。

（四）、地理信息系统(GIS)地理信息系统(GEO-information system),是一种特定的十分重要的空间信息系统，它是在计算机软硬件支持下，对整个或局部空间中的有关地理信息分布的数据进行采集、存储、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。

GIS所处理和管理的对象是多种地理空间实体数据及其相互关系，包括空间定位数据、图形数据、遥感数据、属性数据等，用于分析和处理一定地理区域内分布的现象和过程，解决复杂的规划、决策和管理问题。

典型的GIS系统结构如下：

物理网技术是构建“智慧地球”、“智慧城市”、“智慧物流”、“智慧能源”、“智慧电力”等基础，其技术的发挥，必须将每个传感器和动态信息进行空间定位，摆脱单点应用的限制。而地理信息系统正好为物联网技术的发展提供了所需的空间基础，还可以进行空间处理、空间分析、建模等功能，并且有利于跨行业、跨地区的数据共享及相互操作，是物联网发展的强劲动力和重要支撑。

（五）、智能技术

智能技术是为了有效的达到某种预期的目的，利用知识所采用的各种方法和手段，它是一些列技术的统称和综合应用。目前较为成熟的智能技术主要有：机器学习、数据挖掘、语言网格、知识网格、自主计算、神经计算、内容计算和专家系统等。智能技术的发展很大程度上促进了人们所处的物质世界的数字化、网络化和智能化。

物联网的重要价值之一在于它试图将世界中的物体以传感和智能的方式关联起来，因而智能技术也是物联网成功实现的关键技术之一。通过将智能系统植入物体，如嵌入式芯片等，使物体能够主动或被动的与用户进行沟通和交流，从而具备一定的智能性。

五、物联网技术的应用

物联网应用领域非常广泛，大到国际性军事反恐、区域性的城市交通，小到家庭、个人。当物联网与互联网、移动通讯网相联时，可随时随地全方位“感知”对方，人们的生活方式将从“感觉”过渡到“感知”阶段，并进一步过渡到“控制”阶段，应用前景十分广泛，正如IBM所描述的“智慧地球”理念一样：

“我们把智慧系统嵌入系统和流程当中，使服务的交付、产品开发、制造、采购和销售得以实现，使从人、资金到石油、水资源乃至电子的运动方式都更加智慧，使亿万人生活和工作方式都变得更加智慧。”

物联网把新一代IT技术充分运用在各行各业之中，具体的说，就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种设备中，然后将物联网与互联网整合起来，实现信息的共享，是物体达到智慧状态，并且使人类能够随时捕捉物体的动态信息，从而提高资源利用率、生产力水平，改善人与自然之间的关系。

（一）、车辆定位与监控

该类应用是将GIS系统与物联网技术充分结合，从而实现车辆的准确定位以及跟踪其实时的运转情况，如机器部件是否正常运转，汽车油耗程度等等。该类应用典型的系统拓扑结构如下：

系统描述：

 油箱传感器安装在油箱内部采集油箱液位数据；  采集和传输设备安装在驾驶室内；  中国移动GPRS覆盖整个中国地区；

 油量监控应用系统PC服务器部署在运营商IDC机房；

 企业办公网络可以通过internet,通过浏览器访问油量监控系统web获得服务；  管理人员手机访问GPRS服务，无线访问油量监系统Wap服务。

（二）、无线医疗

很难想象病人无需住在拥挤的病房就能享受到同等医疗服务，然而随着物联网技术的 快速发展，它正逐渐成为现实。通过将相应的无线监测设备与人体绑定，或者人体直接带上无线设备，或者将其植入人体的某个器官，远程的医疗服务中心就能够随时捕捉到人体的生理和病例变化，既能够提高疾病的预防能力，同时还能及时追踪疾病的监控和治疗情况，得到病人的病人的及时反馈，而且大大节省了病人的看病时间和成本，医院的病房安排。

戴着“多功能手表”

（三）、智能电网

优化电力工业的结构和布局，减轻电力发展对资源和环境的依赖，是我国电力工业当前和今后一个时期必须给与高度重视的一个重要问题。物理网技术的成熟为解决这一难题提供了可行的解决方案。在当期整个电力系统的生产、储存、配送、输送和消费的各个环节，存在着生产效率低下、传输浪费严重、配送安排不合理以及消费不能及时反馈的诸多问题。智能电网则通过终端遥感器在客户之间、客户和电网公司之间形成及时链接的网络互动，实现数据的实时、高效、双向的效果，从而提高电网的综合效率。在智能电网的指导下，电力资源将在充分满足用户需求的情况下，实现合理的生产、科学合理的配送计划、以最低的成本进行电力传输；而不再是由供向需的单方向流动。

（四）、智能物流

物联网最重要的应用是现代物流领域，该领域明确提出要把物联网最为发展的重点。目前我国物流领域成本偏高，占总成本的18%-20%。物联网在物流管理中的应用目标是通过物联网的建设，形成集成化的信息平台，实现物流系统的现代化。具体来说，可利用物联网相关技术对包裹进行统一编码，嵌入EPC标签，这样在物流途中就可以实施监控，有利于及时发现物品运输过程中出现的问题；另外，通过RFID技术读取EPC编码，并将其传输到数据处理中心，可供企业和消费者实时查询，切实增强用户满意度，有效提高物流服务质量。

（五）、农业生产

物联网在农业生产上的应用同样广泛，主要体现在远程控制和实时采集方面。智能农业可以通过无线信号收发模块传输数据，实时监控大棚的温湿度、光照、土壤酸碱性、CO2浓度等影响农作物生长的重要因子，并随时进行科学处理，从而确保农产品的正常生长，提高农作物产量和质量。另外，在农作物的销售环节，可以运用成熟的物联网技术在农产品基地与消费者之间搭建网络消费平台，这样可以让消费者了解农作物的生长过程，从而在最为需要的时候购买到最为舒心的产品。

六、结语

继计算机、互联网两次浪潮之后，物联网技术定义应用和普及必将带来新一轮信息产业浪潮。事实证明，这一趋势已经不可阻挡。它不仅会带来产业的变革，还会对管理模式、人们的生活方式产生深远影响。随着物联化与智能化技术的不断提高，智慧将充斥在地球的每一个角落，我们将享受到最新的科技文明成果，并依靠这一成果科学合理的规划、指导工业生产、农业安排、医疗卫生、城市交通、能源开发、自然保护等等，我们期待这一天的早日到来，并为之而不懈努力。

参考文献：

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