物联网技术在现代农业生产中的应用

第一篇：物联网技术在现代农业生产中的应用

物联网技术在现代农业生产中的应用

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物联网(The Internet of Things)，是将所有物品通过各种信息传感设备，如射频识别装置、基于光声电磁的传感器、3S技术、激光扫描器等各类装置与互联网结合起来，实现数据采集、融合、处理，并通过操作终端，实现智能化识别和管理[1]。物联网的核心和基础是互联网，不过用户端不仅局限于个人电脑，而是延伸到任何需要实时管理的物品和物品之间。物与物之间，小的如手表、钥匙，大的如汽车、楼房究竟通过什么方式和电脑网络互联呢？其实，最关键的技术就是“物”里内嵌微型感应芯片，把它变得智能化，让它可以“开口说话”。再借助无线网络技术，人就可以和物体“对话”了，物联网就是传达“声音”的媒介。

农业作为关系着国计民生的基础产业。其信息化、智慧化的程度尤为重要。物联网技术在农业生产和科研中的引入与应用，将是现代农业依托新型信息化应用上迈出的一大步。可以改变粗放的农业经营管理方式，提高动植物疫情疫病防控能力，确保农产品质量安全，从而引领现代农业的发展[2]。物联网在农业上应用现状

物物互联在农业和农村信息化领域已经有了初步应用，如：传感技术在精准农业的应用、智能化专家管理系统、远程监测和遥感系统、生物信息和诊断系统、食物安全追溯系统等。物联网的应用，通过实时传感采集和历史数据存储，能够摸索出植物生长对温、湿、光、土壤的需求规律，提供精准的科研实验数据；通过智能分析与联动控制功能，能够及时精确地满足植物生长对环境各项指标的要求，达到高幅度增产的目的；通过光照和温度的智能分析与精确干预，能够使植物特别是名贵花卉的花期完全遵循人工调节，目前，关于农业物联网应用的发展项目有很多。比如：土壤养分、墒情监测，为作物选择和耕种方式提供指导；粮情信息监测，为监管部门科学决策保护粮食安全提供有效数据；农业大棚温室监控、田间自动化管理,通过连续监测土壤湿度数据，实现多点同时滴灌补水；二维码动物溯源，通过食品追溯标签使消费者全面了解产品信息，确保食品安全。

1.1 农副食品安全

我国食品安全方面事故频发，其中一个很重要的原因是从生产到销售缺乏监管。加大对农副产品从生产到流通整个流程的监管，则可以将食品安全隐患降至最低，而物联网则可在这方面发挥重要的作用。根据对物联网事件追踪，国内已有多个地区把食品安全监管作为物联网产业应用的突破口。

目前，国内已出现“食品安全追溯系统”。以猪肉安全为例：进入农贸市场的猪肉安装上电子芯片，以跟踪猪肉产品的生产、加工、批发以及零售等各个环节。具体来说即在农贸市场的猪肉经营店配备电子溯源秤，消费者在购买猪肉时可索取含有食品安全追溯码的收银条，凭借收银条上的追溯码查询生猪来源、屠宰场、质量检疫等多方面信息[3]。这种做法目前在成都、青岛等地区已经展开。1.2 农业信息传送

天气预报是重要和首要的农业信息之一，但现代农业的发展需要更多支持因素。应为农民打造更宽广的农业信息渠道，所包含的信息内容也应从天气预报到施肥选择，从种子遴选到病虫害防治，从幼苗培育到收割入库等方面。所包含信息范围也应涵盖广义农业的各个方面，包括畜牧业、农副产品加工业以及渔业[4]。目前，在黑龙江部分地区已实现把测土配方施肥数据传输到农户手机上的业务功能，在山东日照部分地区启用了“真伪兽药短信查询举报系统”让养殖户和兽药经营户参与兽药监督。这种农业信息传送不仅仅可以提高农业生产效率，而且可为电信运营商提供更多拓宽业务的选择。1.3 智能化培育控制

现代化农业的一个突出表现是智能化培育控制。通过在农业园区安装生态信息无线传感器和其他智能控制系统，可对整个园区的生态环境进行检测，从而及时掌握影响园区环境的一些参数，并根据参数变化适时调控诸如灌溉系统、保温系统等基础设施，确保农作物有最好的生长环境，以提高产量保证质量[5]。2 物联网在农业上应用展望

物联网农业应用链上的其它环节，如电信运营商以及终端商应充分发掘潜在市场，为各自在物联网版图上占有一席之地未雨绸缪。为监管部门提供食品安全追溯的行业解决方案，并进一步将方案发展到奶制品、畜牧业、养殖业和渔业等方面；整合农业信息资源，为农民提供具有针对性的信息服务；与有关行业协会、统计部门展开合作，为农户提供有用的农作物产销信息，为温室、系统和芯片生产企业提供行业信息；在芯片生产上应具有针对性，开发适合特定业务（如信息溯源）的芯片；加大对芯片应用的配套设备的研发[6]。

农产品生产不同的阶段，都可以用物联网的技术来提高工作效率。在种植和培育阶段，应用物联网分析实时的土壤信息，来选择合适的农作物；在农产品的收获阶段，应用物联网可以实现一个廉价的信息采集, 从而在种植收获阶段进行更精准的测算。3 物联网技术在我市农业上应用的措施与建议

依托政府、专业协会、相关研发机构和企业，建立物联网技术研发及应用推广联合中心。基于传感网络和3G网络融合的新应用，首先在设施蔬菜生产中进行示范应用，通过在温室内布置光照、温度、湿度等无线传感器、摄像头和控制器，使得园区管理者可以随时随地通过3G手机或电脑，进行远程监测、远程控制浇灌和开关卷帘等设备，并可实时查看到农业大棚内的温度、湿度等信息。实现对农业大棚的自动化管理，提高工作效率。

3.1 示范应用研制智能化监控、人工辅助管理技术

适用于一般经济条件的农户提高温室栽培管理水平，即对智能化实时监控及动态决策方案通过人工管理加以实施。其关键技术主要包括温室综合环境变量监控系统，各种温室作物智能化管理决策系统，系列传感器、计算机芯片与机电一体化系统。可以根据用户需求，随时进行处理，为设施农业综合生态信息自动监测、对环境进行自动控制和智能化管理提供科学依据。通过模块采集温度、湿度等信号，经由无线信号收发模块传输数据，实现对大棚温湿度的远程控制。3.2 研制智能化监控、自动化管理技术

适用于经济条件较为富裕的农户、设施农业企业以及示范展示，提高温室栽培管理水平，即对智能化实时监控及动态决策方案通过综合环境控制与电动执行器自动实施。其关键技术包括温室控制模式和计算机监控系统。其中，计算机监控系统采用由中心控制计算机、现场控制机、系列传感器、电动执行器和局端总线型数字通讯网络等组成的分布式计算机监控系统。采用物联网技术，在温室生产中大量采用无线传感器管理、调控温度、湿度、光照、通风、二氧化碳补给，营养液供给及PH值、EC值等，使栽培条件达到最适宜水平，以合理利用资源，提高产品的产量和质量。同时具有综合环境控制、肥水灌溉决策与控制、紧急状态处理和信息处理等功能。

运用物联网技术的智能化温室是集农业科技上的高、精、尖技术和计算机自动控制技术于一体的最先进的农业生产设施。比较人工的控制来说，智能控制最大的好处就是能够相对恒定的控制大棚内部的环境，对于环境要求比较高的植物来说，更能避免因为人为因素而造成的生产损失。相对生产来说，将物联网技术应用到大棚生产以后，产量与质量比人工控制的大棚都有极大的提高。3.3 农产品物流和安全管理与溯源

在生鲜农产品流通方面，需要对储运环境的温度和农产品的水分进行控制，环境温度过高可能会发生大批农产品的腐烂，水分不足品质会受到影响，在这个环节要借助物联网的帮助。

物联网技术可以实现畜禽产品从养殖、屠宰刀运输销售的全过程质量控制，并实现质量溯源，可实现畜禽生产档案管理（畜禽信息、饲料信息、疾病防疫等），实现FID标签和条码间信心的转换，条码标签的打印，基于网站、电话和手机短信的畜禽产品质量安全细细的溯源查询功能。结束语

尽管设施农业在我国已经取得一定成绩，但是相比国外先进国家仍存在很大差距，平均单位产量低于国外的30％，单位产量成本大于国外的50％，由于不合理的使用农药，产品质量远低于国外水平。其落后的主要原因是资金缺乏、设施农业技术装备落后；没有获取专家指导的途径，大多沿袭传统的种植方法，生产管理粗放，造成设施的智能化水平低[8]。

物联网科技的发展也必将深刻影响现代农业的未来。农机企业要抓住物联网建设的重大历史机遇，做到早学习、早认识、早研究、早部署、早见效，切实加强科学研究部署，积极探索物联网与现代农业应用的结合点，确立研究及应用方向。

参考文献

[1] 张进京.物联网的应用实例与效益[J].中国信息界,2010(3):73～76 [2] 王亚唯.物联网发展综述[J].科技信息,2010(3):54～56 [3] [4] [5] [6] 张应福.物联网技术与应用[J].通信与信息技术,2010(1):50～53 魏崴.“物联网”之初探[J].华东科技,2010(2):52～53 马一丁.透过应用看物联网发展前景[J].中国电子商情,2003(3):36～37 杨永志,高建华.试论物联网及在我国的科学发展[J].中国流通经济,2010(2):46～49 [7] 李文清,郭宗良.物联网的成长与发展综述[J].网络与信息,2010(2):27～27 [8] 邱红光.物联网让我们迈向智慧地球[J].科学与财富,2010(1):114～119

第二篇：物联网在工业企业生产中的应用

“物联网在工业企业生产中的应用”

系列产品介绍

本产品是一个系列应用系统，它根据企业的生产特点、生产方式和生产过程衍生出若干不同的应用产品，以适应不同企业的不同需求，并采用模块化设计理念，可根据企业的特殊要求定制相应的功能加入原有产品，本公司已推出并成熟应用的产品有：

1、生产设备互连

利用数字化生产设备提供的数据接口，将各生产设备从物理上连接成一个网络，利用协议转换软件将网络组成一个通用的IP网络。主要功能：

 利用信息平台来设置生产参数，如个数、长度、重量等

 自动抄录各种生产数据  按时段自动统计生产量

 实现生产工人、生产过程、生产设备、生产数量之间的完整融合，将这些数据之间的对应关系利用图表的方式显示出来，一目了然。

 实时获取和告知生产现场的当前数据。

 计算每台设备的单位时间生产能力，根据这些数据来为每台生产设备设置生产参数，合理配置生产任务。 与订单管理系统等统一使用完成根据订单自动配置生产任务（升级版）

2、物品识别定位系统（生产原材料、成品、半成品为固体个体）

利用RFID等识别定位技术来标识生产过程中使用的原材料、半成品和成品，并利用物联网技术将该系统接入计算机网络，完成对物品数量、所处位置、责任人员信息等 的数字化管理。主要功能：

 物品识别，根据企业的管理要求，对不同物品在仓库、车间、成品库等之间的流转进行识别和定位。 原材料消耗数量的自动统计  半成品、成品数量的自动统计  基于RFID的仓库管理

 以仓库为核心实现原材料采购、仓库库存、生产消耗、半成品/成品数量之间的自动核对  按时段统计原材料的损耗

3、能耗自动检测系统

利用有关装置完成对电能、气能、热能消耗数据的自动采集，并将这些系统接入物联网，利用计算机网络提供的信息功能完成对这些数据的管理。

 按时段自动统计生产过程中消耗的电能、气能、热能等数据，并根据根据当地收费标准计算出不同时间的能耗成倍支出。

 给出能耗与生产效率之间的对应关系，供生产管理者使用。

 实时给出电、气、热等物理量的特征参数，以帮助对这些物理量有特殊要求的生产过程来改善供能质量。 能耗、生产班组、生产数量等的图表显示

4、生产设备状态检测和故障呼叫

利用生产设备（数字化）提供的数字接口获取该生产设备的内部参数和运行过程中的动态参数，利用无线传输技术与相应的集中控制装置连接成一个小型的物联网，并利用公众网络将人与设备连接起来，利用信息技术对这些数据进行管理，并根据企业生产管理的要求作出相应的处理。 实时获取生产现场各生产设备的当前状态  按时段统计各生产设备的故障率

 故障呼叫，当设备发生故障时，按序分时呼叫相应的设备维护责任人员。

 掉电保持，利用本产品提供的备用电源可保存生产设备掉电时的各种参数，以便上电时恢复生产

5、生产现场重要信息远程告知

在生产现场随时会产生与企业管理、企业成本支出、企业发展相关的各种信息，根

据企业管理的要求，这些信息应该实时告知各级企业管理人员，以便企业各级管理人员 作出相应的管理工作，做到企业的有序、有据和实时的管理，提高生产管理的实时性，同时企业领导通过对这些信息的获取，也可随时了解企业现状，达到不到现场也能掌控企业。

通过设备互连、物品识别和定位等功能将生产现场的各种信息实时传输至相应的设备，再通过GSM等公众网络实时传送给各级企业管理者的手持设备，以便阅读。 信息获取  信息定制  信息分级管理  信息传送

 信息回复处理及考核

6、生产配件和产品防盗系统

对于生产原材料、配件、成品、半成品为固体个体的企业生产方式，利用RFID等识别定位技术将这些物品接入物联网，根据企业管理要求将物品管理人员的信息利用IC卡等技术接入物联网。实现物品的数字识别、区域定位、人员管理权限、物品与人员的管理区域等管理功能，实现物品流转的有序、有据和有责。

 物品识别和定位，利用电子标签、RFID等实现物品的数字识别和区域定位。

 人员识别，利用IC卡等实现人员的数字识别  物品、人员、区域关系管理，根据企业管理要求建立严格的管理人员、物品及其所处区域的关系，做到物品在企业任何一个区域都能找到相应的责任人，知道其从哪儿来，将到哪儿去，责任人分别是谁。 物品流转管理，物品在仓库、生产车间、成品/半成品仓库之间的流转均需通过物品识别和人员权限管理系统，进出配置固定的RFID识别装置，室内固定存放时配备移动RFID识别装置，做到进出有据，存放有时，责任到人。

 物品进/出门管理，只有在没有识别标注时物品才能采购进门，只有当物品所有的管理者都释放其权限时，物品才能出门。

7、生产考核系统 一般的生产加工企业生产一线的员工工资都采用计件工资，传统的考核系统采用的是人工抄录、纪录等方式进行的，这种方式费时、费力，且由于人工考核难免融入人情，也就很难做到公正、公平，本系统采用自动采集生产数据，建立生产数据与员工工号之间的对应关系，克服了上述缺点。 按时采集生产设备的生产数据，对采用数字化生产设备进行生产的企业，可以采用设备互连系统中的生产数据的动态采集，获取动态生产数量的数据采集，利用数据库系统中的生产安排，建立生产员工、时间、生产数量的对应关系，完成员工业绩的统计和考核。

 利用物品识别，统计成品/半成品的数量，建立生产员工、时间、生产数量的对应关系，完成员工业绩的统计和考核。

第三篇：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：

[1] 呈

曼 王让会，《物联网技术与应用》，《物联网与地理信息系统》，2010。[2] 甘志祥，《物联网的起源和发展背景的研究》，《现代经济信息》，2009。[3] 百度百科，www.xiexiebang.com。[4] 《物联网周刊》，2010年03月

第四篇：物联网技术及应用总结

第一章 物联网概述

 物联网是一个信息承载体，让物理对象实现互联互通网络。

 物联网是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体，让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。

 它具有普通对象设备话、自治终端互联化和普适服务智能化三个重要特征。 物联网分四层：感知识别层、网络构建层、管理服务层、综合应用层。

感知识别层 RFID、传感器等智能电子产品。

网络构建层：无线城域网 WIMAX，无线局域网WI-FI，无线个域网蓝牙 Zig bee，无线广域网 移动通信及其技术，互联网  主要特点：

网络终端层面 联网终端规模化、感知识别普适化 通信层面

异构设备互联化 数据层面

管理处理智能化 应用层面

应用服务链条化 第二章 自动识别技术与RFID  自动识别技术：光符号识别技术

语音识别技术：语音拨号、语音导航、室内设备控制等。生物计量识别技术：虹膜、指纹识别技术

IC卡技术：集成电路卡，通过嵌入卡中的电擦除式可编程只

读存储器（EEPROM）集成电路芯片来存储信息。

按是否有微处理器：存储卡、CPU卡

按与读卡器通信方式：接触式、非接触式IC卡 存储容量大、安全保密好、CPU卡数据处理能力

条形码技术：扫描和译码

信息密度低、容量小

二维码技术：阅读器（扫描装置和译码装置）

存储量大、抗损性强、安全性高、可传真影印、印刷多样性、抗干扰能力强

 射频识别技术：利用射频信号通过空间耦合（交变磁场或电磁场）实现无接触信息传递并通过传递信息达到识别的目的。

应用：工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理、高速 公路自动收费、物品管理、门禁系统 五个组件构成：阅读器（传送器、接收器、微处理器）、天

线、标签

标签的数据存储方式主要采用EEPROM 标签分类：被动式、主动式、半主动式 频率：低频LF 30-300k高频HF 3-30mhz 超高频 UHF300mhz-3ghz 应用：门禁、公交卡、邮包跟踪、道路收费、跑步计时、商品防伪 第三章

 传感器：能够被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置  传感器组成：敏感元件、转换元件、基本电路

 传感器分类：热敏、光敏、气敏、力敏、磁敏、湿敏、声敏等  传感器设计需求：低成本与微型、低功耗、灵活性与扩展性、鲁棒性  传感器应用：小区安防、夜间作战、红外温度计、酒精检测、空调、洗衣机、手机、汽车、家居

 ETX 无线传感网中路径选择指标（选择最小代价的路径） CTP 数据收集协议  Drip 数据分发协议

 无线传感网应用：救援、军事、环境监测 第四章

 定位系统是感知识别层

 位置信息三大要素：时间、空间、人物

所在地理位置时间、所在地理位置、所在地理位置对象  GPS系统三大组成部分：宇宙部分（24颗工作卫星）

地面监控部分

用户设备部分（三点定位）

定位原理：三点定位

典型应用：空间位置服务（汽车防盗紧急救生定位、交通导弹导航）

时间服务（CDMA通信系统、电力系统）优点：精度高、全球覆盖

缺点：定位速度、启动慢，室内效果差、需GPS接收机  蜂窝基站定位（移动通信）

定位方法：（单基站）COO 优点：简单快速、适用紧急情况 缺点：不精确

（多基站）TOA、TDOA需三个基站（AOA需两个基站）优点：不需接收机、启动快、室内可接受 缺点：精度低、造价高  无线室内环境定位

多径效应、阻碍作用（波长长，传播距离长，穿透力弱）

RSS技术 利用信号强度，利用已有无线设备（蓝牙、WIFI）

 WI-FI基站定位

无线AP定位

AP三参数：MAC地址、SSID名称、RSSI信号强度  定位技术

基于距离TOA

需参考点和测量目标时钟同步

基于距离差TDOA 参考点和目标不用同步，参考点之间需时钟同步

基于信号强度RSS  新型定位技术：网络定位（适用于无线传感网、自组织网络）

通过少量位置已知节点定位出全网络节点 挑战：保证信息精度又保护个人隐私

大规模应用（庞大的数量增长、为RFID所用）

第五章

 1G 模拟通信

AMPS系统

2G 数字通信

CDMA、GSM系统

3G IMT-2000系统（W_CDMA、CDMA2000、TD-SCDMA）4G LTE 5G 超低时延、低成本、低功耗、超可靠、全球覆盖 第六章

 无线网络的基本组成：无线网络用户

无线连接 基站

 无线网络分为四类：

无线广域网 覆盖整个城市甚至国家

1.通过多个地面相邻基站接力传播 2.通过通信卫星系统传播 1G模拟信号

2G数字信号 GSM（全球移动通信系统）、CDMA（码分多址）

带宽10Kbps 3G CDMA2000、TD-SCDMA 带宽2Mbps 无线城域网 覆盖整个城市 WIMAX

带宽75Mbps 无线局域网 WI-FI 无线个域网 蓝牙 30m 1Mbps

红外线 1m 100Kbps  无线宽带网络 带宽超过1.54Mbps（WIMAX、WI-FI、3G） 无线连接特点：

1.信号强度衰减 2.非视线传播 3.同频信号干扰 4.多径传播干扰 5.隐藏终端问题  WI-FI的IE802.11协议

最大带宽 100Mbps（600Mbps）

架构 1.基站模式

基本服务组：一个基站和多个无线网络用户组成

被动扫描 接入点周期性广播识别帧 用户收集帧并发送请

求建立连接

主动扫面 无线网络用户主动广播探测帧

2.自组织网络 没有基站

无线设备相对集中且有限WI-FI接入点无法覆盖

介质访问控制协议CSMA（用户先监听信道，占用则不发送数据）

CSMA／CA 冲突避免（802.11使用）即使信道为空，也为

避免冲突等待一小段时间再发送数据

CSMA／CD 冲突检测（以太网使用）

使用CA原因：1.CD需全双工，硬件代价高

2.无线信号衰减 隐藏终端使信号难以检测

隐藏终端问题解决：RTS、CTS预留信道（CA向接入点发送RTS，接入点广播CTS，RTS发送者发送数据）

 WIMAX的IEEE802.16协议

架构 基站模式 介质访问控制

全双工信道传输、可扩展性、QoS（时分多址转换）

第七章

 物联网对海量信息存储的需求

 大数据：数量大、种类多、速度快、价值高  网络存储体系：DAS直接附加存储

将存储设备和主机通过缆线直接与服务器或工作站相连

优点 好管理、成本低、结构简单

缺点 信息孤岛，对存储资源利用低、资源共享能力缺失

NAS网络附加存储

计算机连接到一个仅为其他设备提供基于文件级数据存

储服务的网络

优点 网络的存储实体实现文件级别共享、性能增强但依

赖于网络流量 SAN存储区域网路

通过网络方式连接存储设备和应用服务器的存储架构

优点 支持服务器从SAN启动、存储共享、存储管理简

化、提高存储空间利用率

 数据中心：计算机系统及其配套设备、数据通信连接、环境控制设备、监控

设备、安全装置

Google数据中心

软件技术 GFS、MapReduce（针对超大规模数据集的编

程模型和系统）、Big Table（分布式存储系统）降低数据中心成本：服务器成本（及时应对需求的动态变化）、网络设备成 本、能源成本（减少能耗）云计算

 云计算对服务器要求：稳定性、可用性、安全性

对操作系统要求：Linnux  虚拟化方式

应用层虚拟化（效率低）、内核层虚拟化（方便学习扩展，效

率较高）、半虚拟化（最高效）、硬件辅助虚拟化、沙盒（消耗

资源少，安全性高）、Docker 第十一章

 RFID安全隐患：窃听、中间人攻击、欺骗重放克隆、拒绝服务攻击、物理破

解、篡改信息、病毒

RFID隐私问题：信息泄漏、跟踪

保护机制：早期物理安全机制、基于密码学的安全机制（哈希锁、树形协议）

第五篇：物联网技术实际应用

物联网技术实际应用

其定义是：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相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络概念。简单一句话就是：把所有物品通过信息传感设备与互联网连接起来，以实现智能化识别和管理。

物联网的应用其实不仅仅是一个概念而已，它已经在很多领域有运用。

应用领域：

智能家居：智能家居是利用先进的计算机技术，物联网技术，通讯技术，将与家具生活的各种子系统有机的结合起来，通过统筹管理，让家具生活更舒适，方便，有效，与安全。智能家居通过物联网技术将家中的各种设备（如音视频设备、照明系统、窗帘控制、空调控制、安防系统、数字影院系统、网络家电以及三表抄送等）连接到一起，提供家电控制、照明控制、窗帘控制、电话远程控制、室内外遥控、防盗报警、环境监测、暖通控制、红外转发以及可编程定时控制等多种功能和手段。与普通家居相比，智能家居不仅具有传统的居住功能，兼备建筑、网络通信、信息家电、设备自动化，集系统、结构、服务、管理为一体的高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境，提供全方位的信息交互功能。帮助家庭与外部保持信息交流畅通，优化人们的生活方式，帮助人们有效安排时间，增强家居生活的安全性，甚至为各种能源费用节约资金。

智能电网：智能电网是在传统电网的基础上构建起来的集传感、通信、计算、决策与控制为一体的综合数物复合系统，通过获取电网各层节点资源和设备的运行状态，进行分层次的控制管理和电力调配，实现能量流、信息流和业务流的高度一体化，提高电力系统运行稳定性，以达到最大限度地提高设备效利用率，提高安全可靠性，节能减排，提高用户供电质量，提高可再生能源的利用效率。智能电网由很多部分组成，可分为：智能变电站，智能配电网，智能电能表，智能交互终端，智能调度，智能家电，智能用电楼宇，智能城市用电网，智能发电系统，新型储能系统。

智能工业：智能工业是物理设备、电脑网络、人脑智慧相互融合、三位一体的新型工业体系。是将具有环境感知能力的各类终端、基于泛在技术的计算模式、移动通信等不断融入到工业生产的各个环节，大幅提高制造效率，改善产品质量，降低产品成本和资源消耗，将传统工业提升到智能化的新阶段。智能工业主要应用在：生产过程控制、生产环境监测、制造供应链跟踪、产品全生命周期监测，以促进安全生产和节能减排。

物联网的应用绝不局限在上面三个方面，随着物联网技术的发展，现在很多领域都引入了物联网技术，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。物联网是互联网的应用拓展，与其说物联网是网络，不如说物联网是业务和应用，它已经融入了我们的生活。