基于蜂窝通信技术的物联网定位探讨

第一篇：基于蜂窝通信技术的物联网定位探讨

基于蜂窝通信技术的物联网定位探讨

摘要:随着信息技术的快速进步，物联网产业蓬勃发展。作为物联网发展的关键定位技术，基于蜂窝通信技术的物联网定位已经成为了关注的焦点。当前物联网采用的定位技术主要有GPS定位技术和蜂窝通信定位技术，本文就是对蜂窝通信定位技术展开的研究。关键词：蜂窝通信；物联网；定位

目 录

一、前言..............................................3

二、物联网特点简介....................................3

三、蜂窝通信技术......................................4

四、基于蜂窝通信的物联网定位技术分析..................4

（一）场强定位技术.................................5

（二）到达入射角的定位技术.........................5

（三）到达时间/到达时间差的定位技术................5

五、结语.............................................6 参考文献...........................................6

一、前言

近年来，随着蜂窝移动通信技术的迅速发展，蜂窝无线定位技术越来越受到人们的重视。这主要归因于政府的强制性要求和市场本身的驱动。FCC于1996年10月颁布了无线E9ll呼叫应急服务功能，其核心是要求所有移动通信网络必须分阶段的提供紧急呼叫用户的经纬度位置信息。针对E911定位需求的具体实施，各国主要大公司均就GSM、IS-95CDMA以及第三代移动通信系统开始制定各自的定位实施方案。特别是 3GPP和3GPP2上对定位的要求更加具体化，这也是对蜂窝无线定位市场潜力的肯定。

另一方面，物联网对移动定位业务的需求日益迫切。蜂窝网络无线定位技术能够在物联网处于空闲状态或通话状态的情况下获取其地理位置等信息，利用物联网的定位信息，运营商可以为用户提供各种增值业务，如位置环境信息查询、紧急救援、智能交通、广告发布等等，同时还可以作为移动通信网络运行、维护和管理的辅助数据。到目前为止，基于蜂窝网络的无线定位技术的研究已经取得了很大的进展。可以预见在未来几年内，基于蜂窝网络定位技术的物联网将得以迅猛的发展。

二、物联网特点简介

如果把现有的计算机网络比作连接虚拟世界的信息网络，那么完全可以把物联网比作通过虚拟世界连接网把物理世界相互连接起来的一种网络。换一种角度来说，传统计算机网络把“人”，或者说计算机或终端设备的使用者联系到了一起，而物联网不仅把“人”，还把“物”，或者说各种设备、设施、生产操作对象等物品，直接联系到了一起。

基于传统网络的信息及服务要通过人的判断及操作才能作用于目标设备或物品，而物联网的构想是目标设备或者物品直接通过网络接收信息数据，自我判断、自我执行。学者们认为，在未来，由人工操作完成的信息数据收发将会大大减少，而由物体或智能设备自主完成得信息数据收发将会大大增加。这更意味着，设备或物体自主进行的智能操作会替代更多的人工操作。在我国，对物联网的认知主要在“感知”，因此大多数人将物联网看作成了一种传感网，认为采集监控是其主要功能。然而事实上，采集监控仅仅是物联网功能的一部分。虽然只是一部分，但却是很重要的一个环节。

三、蜂窝通信技术

蜂窝移动通讯技术是一种比较笼统的说法，我们现在的移动通讯技术，都属于蜂窝移动通讯。在移动通讯中，为了对地面进行无缝覆盖，有很多种方法，比如用正方形的小区、三角形的小区或正六边形的小区，但采用正六边形的小区来进行覆盖，有着频率规划容易，基站天线设定方便，综合成本低等诸多优点，因此一般移动通讯都采用正六边形的小区来进行覆盖规划。因为一个个正六边形连接对地面形成无缝覆盖，类似于蜜蜂的蜂房，所以一般俗称蜂窝移动通讯。

现在的GSM、cdma、3G通讯，包括以前的模拟移动通讯，都属于蜂窝移动通讯。蜂窝通信是采用蜂窝无线组网方式，在终端和网络设备之间通过无线通道连接起来，进而实现用户在活动中可相互通信。其主要特征是终端的移动性，并具有越区切换和跨本地网自动漫游功能。蜂窝移动通信业务是指经过由基站子系统和移动交换子系统等设备组成蜂窝移动通信网提供的话音、数据、视频图像等业务。蜂窝移动通信业务包括：900/1800MHz GSM第二代数字蜂窝移动通信业务、800MHz CDMA第二代数字蜂窝移动通信业务、第三代数字蜂窝移动通信业务。

蜂窝移动通信已成为世界范围内的一项非凡成功之作，其发展如此迅速以致业务需求远远超过了原先的预测。大多数情况下，经营者只限定在一个固定频段上，几乎无望增加频谱而原来的模拟技术也不能加以扩展跟上需求的发展。较新的技术具备了频谱的更有效利用以及为用户提供改善的安全性和更多的便利。即使如此，分配给这些新技术的频段常常与老技术所用的重叠，这使得转移策略复杂起来。

传统上欧洲使用900MHz频段而北美使用800MHz频段。多数亚洲国家同时使用两个频段。欧洲900MHz分配频率的主要模拟标准是全接入通信系统，虽然某些欧洲国家使用其它标准GSM是 900MHz频段的一种数字系统，已为欧洲采用为共同标准并在世界上许多其它国家使用，提供了非常有用的漫游设备。此外，GMS标准已用于1800MHz(DCS 1800)。一些国家正建立独立的1800 MHz网而另一些正试图用此频段增加其GSM容量。因为在两个频段上使用相同协议，现在越来越普遍使用GMS－900和GSM－1800这些术语而不用GSM和DCS1800。

四、基于蜂窝通信的物联网定位技术分析

利用移动蜂窝网络对物联网定位的方法主要有三类，(l)基于电波场强的定 位技术；(2)基于电波到达入射角(AOA)的定位技术；(3)基于电波到达时间(TOA)或到达时间差(TDOA)的定位技术。

（一）场强定位技术

电波场强定位技术根据物联网接收的信号强度与物联网至基站的距离成反比关系，通过测量接收信号的场强值和已知信道衰落模型及发射信号的场强值可以估算出收发信机之间的距离，由多个距离测量值(至少三个)可以估算物联网的位置。这一技术的关键在于如何建立一个能够准确的反映服务传播范围内的无线电波传播模型，这在实际应用中很难实现。除此之外，由于小区基站的扇形特性、天线有可能倾斜、无线系统的不断调整以及地理环境、车辆等因素都会对定位精度产生影响。由于移动通信环境中电波传播的复杂性，决定了这种技术在定位精度上的局限性，但是由于该技术比较简单易行、在对精度要求不是很高的情况下仍被采用。为了改善其性能，人们开始研究利用电波传播中的射线跟踪方法来逛一步提高定位的精度

（二）到达入射角的定位技术

电波到达入射角的定位技术利用基站的阵列天线来测出物联网来波信号的人射角、构成从基站到物联网的径向连线，即测位线，这两条连线的交点即为目标物联网的位置。由于两条直线只能相交于？点，这种方法不会产生定位模糊性。但是它需要在每个小区基站上放置4？12组的天线阵。这些天线阵？起工作，从而确定物联网发送信号相对于基站的角度。当有多个基站都发现了该信号源时，那么它们分别从基站引出射线，这些射线的交点就是物联网的位置。AOA的优点在于它仅需要两个基站参与便可实现物联网定位，同时不存在物联网位置的模糊性问题。但是该技术需要在现有的基站增加天线阵列，由此增加了大量的建设费用。与此同时，电波到达入射角估计会受到由多径和其它环境因素所引起的无线信号波阵面扭曲的影响，物联网距离基站较远时，基站定位角度的微小偏差也会导致定位距离的较大误差。

（三）到达时间/到达时间差的定位技术

到达时间／到达时间差的定位技术是基于蜂窝网络的无线定位系统应用最广泛的一项技术。到达时间定位技术通过测量从目标物联网发出的信号以直线到 5 达基站的时间，根据电磁波在空中的传播速度可以得到物联网与基站之间的距离。物联网即位于以基站为圆心，物联网到基站的电波传播距离为半径的圆上。通过多个基站进行上述测量计算，物联网的二维位置坐标可出三个圆的交点确定。到达时问定位技术要求接收信号的基站知道物联网发送信号的时间，并要求基站有非常精确的时钟。为了克服这一缺点，人们提出了到达时间差的定位技术，它是通过检测物联网信号到达两个基站的时间差来实现物联网定位的，而不是到达的绝对时间来确定物联网的位置，这就大大降低了对时间同步要求。很明显，物联网一定位于以两个基站为焦点的双曲线上。所以通过建立两个以上双曲线方程，求解双曲线的交点即可得到物联网的二维位置坐标。

以上两种基于时间的定位技术的只要求基站能够从接收到的射频信号中准确的提取时延估计值，而无需对现有的网络设备加以大规模的改造就可以实现对物联网的高精度定位，因此成为了蜂窝网络无线定位技术的研究重点。TruePosition公司所提供40米精度的定位业务就是采用了U-TDOA定位技术。

五、结语

随着蜂窝移动通信的发展,定位技术已应用到各行各业,基于位置的服务种类也更为广泛,因此在研究基于蜂窝通信技术的物联网定位有很大的意义和价值。目前的基于蜂窝通信技术的物联网定位技术还存在着很多问题, 除了要对现有的算法进行改进,研究蜂窝移动通信网的定位性能,提高定位精度外,还要考虑各种算法对网络和物联网的改动,即算法的可行性等问题。但随着技术的发展, 基于蜂窝通信技术的物联网定位精度必然会大幅度提高，定位技术的应用范围也将会更加广泛。

参考文献

[1]赵聪.现代蜂窝移动通信系统中定位技术.广东通信技术，2011(09)[2]吴静.3G定位业务的网络结构分析.移动通信，2006(05)[3]张朝柱.TDOA技术在GSM和CDMA网络中的应用分析[[J].黑龙江大学白然科学学报.2010(3)[4]王映民，孙韶辉等.TD-LTE技术原理与系统设计.北京:人民邮电出版社，2010 [5]范平志.蜂窝网无线定位技术 [M ].北京电子工业出版社 , 2001.6

第二篇：物联网通信技术心得体会

物联网通信技术实验心得体会

来到大学我的专业是物联网工程，这个看起来高大上的专业确实很高大上，物联网有广阔的前景，需要学习的科目也是很多的，通过了这几年对物联网的了解和学习，特别是在学习了物联网通信这门课之后让我更加了解了物联网，更加向往物联网的独特魅力。

物联网是新一代信息技术的重要组成部分。其英文名称是“The Internet of things”。由此，顾名思义，“物联网就是物物相连的互联网”。这有两层意思：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，进行信息交换和通信。

因此，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相连接，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网被视为互联网的应用扩展，应用创新是物联网的发展的核心，以用户体验为核心的创新是物联网发展的灵魂。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。

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，即纳入物联网的“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，即网络系统应具有自动化、自我反馈与智能控制的特点。

首先，它是各种感知技术的广泛应用。物联网上部署了海量的多种类型传感器，每个传感器都是一个信息源，不同类别的传感器所捕获的信息内容和信息格式不同。传感器获得的数据具有实时性，按一定的频率周期性的采集环境信息，不断更新数据。

其次，它是一种建立在互联网上的泛在网络。物联网技术的重要基础和核心仍旧是互联网，通过各种有线和无线网络与互联网融合，将物体的信息实时准确地传递出去。在物联网上的传感器定时采集的信息需要通过网络传输，由于其数量极其庞大，形成了海量信息，在传输过程中，为了保障数据的正确性和及时性，必须适应各种异构网络和协议。

故由此知道通信在物联网中的地位，物联网主要是靠通信技术来传递信息。学习物联网通信这个学科我们做了很多的实验都是基于凌阳科技开发板来学习的。做的实验也是挺多的，通过实验使得我们更加的了解物联网通信。比如：io输入和输出实验，数码管的动态显示实验，定时器实验，单片机与PC机串口通信实验，无线通信实验，光照度传感器实验，ZigBee网络实验等。

通过实验我们理解了串口通信原理，掌握了CC2530单片机与PC机串口的通信的方法。了解了CC2530无线通信工作的原理和无线模块驱动的方法。也了解了ZigBee的星状网络结构等等。学习完了之后收货很丰富，学到很多通信方面的东西还有对物联网的应用实现更加的了解。

第三篇：物联网技术

 1.关于我国的产业结构的下列说法中，错误的是（单选题3分）o o o o

得分：3分

A.部分传统行业集中度相对偏低 B.具有较强国际竞争力的大企业偏少 C.技术密集型产业和生产性服务业比重偏高 D.加工工业和资源密集型产业比重过大

 2.根据世界银行的统计数据，2009年全球制造业第一大国是（）。（单选题3分）o o o o 得分：3分

A.日本 B.德国 C.美国 D.中国

 3.世界上首次证明工业控制系统本身也有漏洞的事件是（）。（单选题3分）得分：3分

o o o o A.2007年，俄罗斯黑客成功劫持Windows Update下载器 B.2010年，黑客袭击全球最大中文搜索引擎“百度” C.2010年，黑客攻击了伊朗核电站的离心机工业控制系统 D.1999年，黑客入侵美国国防威胁降低局的军用电脑

 4.对于现有的重大工程和生产装备，节能减排最有效的办法是（）。（单选题3分）o o o o 得分：0分

A.使用清洁能源 B.排污收费 C.加强法律监督 D.先进控制与优化  5.国家的地位首先是由它的经济实力决定的，而大国的经济实力主要由（）决定。（单选题3分）o o o o

得分：3分

A.农牧业 B.金融业 C.建筑业 D.制造业

 6.工业软件指专门为工业部门使用的软件，下列软件中属于工业软件的是（）。（单选题3分）o o o o

得分：0分

A.照相机内的嵌入软件 B.计算机操作系统 C.微软的办公软件 D.通用数据库系统

 7.“两化深度融合”是我国新型工业化、从“制造大国”走向“制造强国”的必由之路，“两化”是指（）。（单选题3分）o o o o

得分：3分

A.城镇化和信息化 B.工业化和信息化 C.工业化和城镇化 D.农业化和工业化

 8.下列选项中，不属于华盛顿邮报所列的驱动未来经济的颠覆性技术的是（）。（单选题3分）o o o o

得分：3分

A.高级机器人 B.云计算 C.移动互联网 D.核动力航母  9.工业软件指专门为工业部门使用的软件，下列软件中属于工业软件的是（）。（单选题3分）o o o o

得分：0分

A.微软的办公软件 B.计算机操作系统 C.照相机内的嵌入软件 D.通用数据库系统

 10.按照德国“第四次工业革命”概念，工业4.0是基于（）。（单选题3分）得分：3分

o o o o A.物联网和务联网的智能环境 B.第三次工业革命 C.第四道蜂窝移动通信技术 D.国家的巨额资金支持

得分：4 11.我国的自主创新能力不强，这主要表现在（）。（多选题4分）分

o o A.核心技术对外依存度较高

B.产业发展需要的高端设备、关键零部件和元器件、关键材料等大多依赖进口

o o

 C.外向型企业的数量越来越少，国家免除部分产品的出口退税 D.具有自主知识产权的产品少

12.美国国家基金委员会2006年提出CPS的概念，CPS是一类将数字化、网络化系统与物理过程密切整合的设备系统,下列选项中属于这一范畴的有（）。（多选题4分）o o o 得分：0分

A.智能机器人技术 B.节约灌溉技术 C.智能电网 o

 D.汽车电子控制系统

13.在工业信息化中应用M2M技术可以实现的基本功能有（）。（多选题4分）得分：4分

o o o o A.资产跟踪、供应链管理 B.远程监视、控制、诊断 C.产品技术方案的优化 D.故障设备的自动修复

得分：0分  14.当前，我国的产业结构不合理主要表现为（）。（多选题4分）o o A.技术密集型产业和生产性服务业比重偏高

B.空间布局与资源分布不协调，地区产业结构趋同，部分行业重复建设和产能过剩严重

o o C.部分传统行业集中度相对偏低，产业集聚和集群发展水平不高 D.一般加工工业和资源密集型产业比重过大

得分：0分  15.嵌入式系统的主要应用领域有（）。（多选题4分）o o o o A.数据应用 B.消费电子 C.移动通信 D.工业控制

得分：0分  16.下列产品中，应用了嵌入式系统的有（）。（多选题4分）o o o o A.汽车电子

B.MP3/MP4等消费电子 C.公共交通无接触智能卡 D.移动通信设备  17.根据美国国家情报委员会的“全球趋势2030 ”，未来一段时间内在信息技术方面需要重点发展的技术有（）。（多选题4分）o o o o

得分：0分

A.转基因技术 B.数据技术 C.智慧城市技术 D.社交网络技术

得分：4分  18.在重大工程中实现节能减排的途径有（）（多选题4分）o o o o A.采用先进控制和优化技术 B.通过生产工艺的技术改造 C.采用绿色化的工艺设计技术 D.对工程成本进行严格控制

得分：4分  19.下列事例中能说明我国是制造大国的有（）。（多选题4分）o o o o A.蛟龙潜水器下水 B.北斗导航系统的成功开发 C.神舟飞船上天 D.高铁设备的制造

 20.从经济、社会发展角度来看，未来社会的重要技术有（）。（多选题4分）得分：0分

o o o o A.健康技术 B.自动化技术 C.信息技术 D.资源技术  21.我国主要资源产出率、能源产出率、水资源产出率、矿产资源回收率、工业固体废弃物综合利用率、工业用水重复利用率等指标与发达国家相比有较大差距。（判断题3分）o o 得分：3分

正确 错误

 22.“颠覆性技术”是其出现能对原有产业产生颠覆性影响的技术。（判断题3分）得分：3分

o o 正确 错误

得分：3分  23.美国了提出“第四次工业革命”。（判断题3分）o o 正确 错误

 24.工业软件及其应用技术是现代企业核心竞争力，是“两化”深度融合的标志。（判断题3分）o o

得分：3分

正确 错误

 25.对中国制造企业而言，国内外市场远未饱和，这使我国依靠产品产量翻番来实现GDP翻番成为可能（判断题3分）o o

得分：3分

正确 错误

得分：3分  26.物联网和务联网将人、对象和系统联系起来。（判断题3分）o o 正确 错误

得 27.当前，围绕产品的服务所产生的利润远远低于制造产品。（判断题3分）分：0分

o 正确 o

 错误

28.从技术带动分，产业革命的阶段经历了三个阶段，“第三次工业革命”是电气技术带动的。（判断题3分）o o

得分：3分

正确 错误

 29.在全球制造业第一次大分工中，我国在国际分工中处于开发设计和市场销售环节。（判断题3分）o o

得分：3分

正确 错误

得 30.当前，我国产品的单位能耗居高不下，减排任务更为严重。（判断题3分）分：3分

o 正确

第四篇：物联网技术

物联网能否成为后危机时代的救市主 背景介绍

物联网：联网是新一代信息技术的重要组成部分。其英文名称是“The Internet of things”。由此，顾名思义，“物联网就是物物相连的互联网”。这有两层意思：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，进行信息交换和通信。因此，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相连接，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

物联网技术

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叫做物联网技术。

物联网在生活中的作用

物联网的应用很广泛，具体到我们的生活当中，如智能安防，可以监测非法入侵；自动控制，可以无线控制空调中、窗帘等；智能冰箱，可以自动贮藏食物等等，这一系列的应用表明，我们将会生活在更加智能化的社会中。

只要在出门前按一下手机，就能够轻松的预约到附近要去的商场的停车位了，这是不是很神奇呢?随着物联网的发展，已经可以实现通过手机来预定停车位的方法了。今日在伤害举行的物联网大会上，各个通信商的案例都说到了这一点，物联网带来的方便正在慢慢靠近。

物联网交通

手机登录能看路况

周末开车出门购物吃饭，却总担心找不到车位，今后，只要用手机登录点击“停车查询”，就能以最快速度找到停车位，并通过短信提前预订车位。

据了解，“停车查询”是正在试点建设中的公共停车智能管理项目，采用感应技术，把实时停车位信息，通过网络汇总到公共停车平台，并实时统计出各停车场的车辆进出登记数据。只要发送一条短信，还能提前预订车位，并有导引图传送到手机上，既不用担心车位被人抢先一步占去，也不必担心迷路。

近日普陀区科委会同上海移动等单位对“上海市TD建设与应用试点示范区”建设内容进行了调研与协调，明确将在中环商圈试点TD建设，以中环百联购物中心和梅川路步行街作为中心区域，试点内容包括了物联网智能停车系统、手机版虚拟商城和无线支付等多个技术。

不开车的市民也能享受物联网带来的交通便利。据中国移动上海公司相关人士介绍，1月底上海移动正式启动了“刷手机乘轨交”业务，移动用户到营业厅将普通 SIM 卡升级成 RFID-SIM卡，开通相关功能就能“刷”手机乘坐轨交。目前，上海轨交已有三分之二的闸机可提供手机刷卡使用，不再需要交通卡，也不需要准备零钱买票，带上手机就能出门。

物联网医疗

可让专家远程会诊

去医院看病不仅要在家和医院之间奔波，在医院挂号、候诊排队也费时耗力。有了基于物联网的“智慧医疗”后，看病也会变得很轻松，甚至可以足不出户，让专家远程会诊，并给出诊疗建议。

在昨天物联网大会现场，上海电信展示的“智慧医疗”方案描摹了这样一幅场景：当身体不适时，只需取出手机，点击进入其中的智慧医疗程序，并将便携式心电监测仪贴在胸前，采集的心电检测数据会自动通过蓝牙传输到手机上，再由手机自动传输到医疗的后台专家服务系统。医院的专家在对数据进行分析后，给出的诊疗建议立马就会以短信的方式到达用户手机。

值得一提的是，“智慧医疗”系统还具备与医院电子病历联网的功能，市民可以通过二代身份证登录查询自己的电子病历。“智慧医疗”系统已开始在本市个别区的中心医院试用，并具备大范围推广的条件。

无独有偶，上海联通昨天也披露了一项基于物联网的“智慧医疗”方案——护心甲，尤其适合中老年和体弱多病者，使用者按下“一键求助”功能键，预置的三个亲友手机号码会同时收到报警短信，通过对便携监护仪的位置定位，救护车便可准确到达。

物联网家电

远程无线视频监控

举家外出旅游，不放心家中的安全，掏出手机进入相应的界面，就可以查看由布设在家中的无线监控探头实时传来的画面。在昨天的大会演示区，三家运营商都不约而同地展示了无线视频监控业务。

在这一技术的支持下，在不久的将来，各中小学校、幼儿园都将成为“智能校园”，每名师生的脸部图片信息将被集合于数据库内，一旦校园内出现不符合数据库储存的信息，报警系统就会立即启动。该技术还可对商家、景区等监控区域内的行人进行精确的跟踪、识别、计数，并可发出流量预警。目前，电信的无线视频监控客流统计系统，已经被连锁商店特力屋所应用，管理人员坐在办公室里，就可以查看各门店的人流情况。

物联网不仅可以给人们提供交通上的方便，还能给人们其他的生活也提供一些方便，随着物联网的发展只会让人们的生活更加方便，交通、医疗、家电等等人们的衣食住行都离不开物联网了

生活物联网应用将傻瓜化

有云计算作为物联网的云服务平台，通过计算智能、人工智能、专家系统、决策支持、知识管理、数据挖掘和数据仓库等技术的支持，和模型库、方法库、专家库等进行分析、推理，使生活物联网将能够预测使用者的行为、自动决策、自动提醒，并利用触摸式、声控式、感应式等人性化的技术，让老百姓以傻瓜化的方式使用生活物联网成为可能。例如，已经有厂家推出了的具有云服务语音识别功能的物联网微波炉，你放进牛排发出 “帮我烤个牛排”口令，微波炉便会开始帮你烤牛排。

生活物联网将满足个性化需求

在物联网实现高级形态后，生活物联网将统一工作于开放的操作系统平台之上，厂家和个人可以开发出许许多多个性化的应用软件，实现个性化的远程监控、设备控制、生物识别等功能。老百姓不光是在选择购买时，而且在使用过程中，都可以随时通过生活物联网应用商店，下载智能应用软件，实现自己所要的功能。例如，你将随时可以在生活物联网应用商店上下载一个适合你老妈方言的微波炉智能语音软件，也可以下载一个新的烤牛排火力控制软件。

生活物联网的价格将平民化

智能产品一直给人的印象是以高科技、高价位，但随着生活物联网标准的成形和融合，软件对硬件逐步替代的比例逐步增加，软件的大规模可复制性，将让老百姓以平民化的价格使用生活物联网成为可能。

生活物联网的春天将很快到来

许多传统的家电、安防、通讯、计算机、医疗器械、GPS导航设备厂家，和新兴的物联网、无线传感网公司，其中也不乏行业巨头，正看好并积极进入生活物联网领域，已经投入开发了不少生活物联网的新产品，为物联网走进老百姓的家庭准备了各种各样的解决方案。国内外众多企业的进入，在带来更多竞争的同时也在制造更多的机会，必将推动生活物联网更快地发展，生活物联网的春天将很快到来。

物联网市场规模究竟有多大？

目前并没有一个准确数据。国内调研机构易观国际给出的数据显示，物联网中射频产业2009年市场规模将达到50亿元，由此催生的电信、信息存储处理、IT解决方案等市场潜力惊人。美国研究机构Forrester预测，物联网所带来的产业价值要比互联网大30倍，物联网将会形成下一个万亿元级别的通信业务。

庞大的市场将把几乎所有的信息企业都囊括在内。据海通证券提供的资料来看，识别芯片技术主要掌握在NXP(Philips)、TI(德州仪器)、Infineon(英飞凌)等厂商手中，国内涉足芯片的企业包括大唐微电子、同方微电子、华虹NEC等；传感器领域内国际顶尖厂商包括Honeywell、BOSCH、OMRON、Frost

我的观点：我认为物联网可以成为后时代的救世主。

其实我对这个辩题的概念是很模糊的，首先后危机时代是什么很空洞的概念，危机又是什么。救世主又是什么概念。但是我能理解的我所知道的就是物联网的技术已经慢慢的成熟了，的确在我们的社会中起到越来越重要的地位。

我在一篇文章中看到联网中射频产业2009年市场规模将达到50亿元，由此催生的电信、信息存储处理、IT解决方案等市场潜力惊人。美国研究机构Forrester预测，物联网所带来的产业价值要比互联网大30倍，物联网将会形成下一个万亿元级别的通信业务。这个是2009年的数据，更加别说现在的数据了，而且我看到资料，国家也很支持这项工程。有政策有技术他当然可以有发展的余地。但是对于救世主这个说法有点夸张和空洞了。至于后时代这个说法，我觉得先过了2012 12月21 再说吧。后时代是需要有划时代的东西来区分的。至少现在物联网不是。

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：

[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