车联网技术应用综述

第一篇：车联网技术应用综述

车联网技术应用综述

摘 要：车联网技术旨在解决交通运输领域中存在的交通安全、效率、环境等问题，文中介绍了车联网的基本概念、国内外车联网的发展史、国外车联网的行业步伐、国内车联网产业发展情况及规模等情况。并根据这些实际情况，展望了未来的车辆配置、待实现的服务和技术、以及车联网的发展趋势。

关键词：车联网；RFID；传感技术；大数据；移动计算

中图法分类号：TP393文献标识码：A文章编号：2095-1302（2014）06-0069-04

0引言

车联网技术旨在解决交通问题，首先车联网能有效预防交通碰撞事故的发生，一些最早研究车联网技术的国家已取得显著成绩。其次车联网可以使系统运营商和用户对出行方式做出最佳选择。再次，车联网技术降低了交通对环境的影响，在环境保护方面发挥重要作用。本文阐述了车联网的基本概念、发展史、国内外车联网行业步伐及发展情况，并对车联网未来的发展趋势进行展望。

1车联网的定义及系统功能要求

1.1车联网的定义

车联网（Connected Vehicles）：即由车辆位置、行驶速度、行驶路线等构成的信息交互网络，是一种向信息通信、环保、节能、安全等方向发展的车-网联合技术[1]。通过RFID、摄像头、传感器、GPS及图像处理等电子设备，实现对车辆、道路、交通环境等信息的采集；按照一定的通信协议和标准，在车-路-人-网-环境-基础设施之间进行无线通信或信息交换；云中心采用计算机技术分析和处理车辆数据信息，从而计算出不同车辆的最佳路线，及时汇报路况和安排信号灯周期，实现对人、车、路进行智能监控、调度和管理。车联网是物联网技术在交通系统领域的典型应用，是信息社会和汽车社会融合的结果。

1.2系统功能要求

一般地讲，车联网系统的功能要求有如下几条：

（1）无线电通信能力，如：单跳无线通信范围；使用的无线电频道；可用带宽和比特率；无线通信信道的鲁棒性；无线电信号传播困难的补偿水平，例如，使用路侧单元（RSU，Road Side Unit），用来满足车辆与基础设施间的信息交换；

（2）网络通信功能，如：传播方式：单播，广播，组播，特殊区域的广播；数据聚合；拥塞控制；消息的优先级；实现信道和连通性管理方法；支持IPv6或IPv4寻址；与接入互联网的移动节点相关的移动性管理；

（3）车辆绝对定位功能，如：全球导航卫星系统（GNSS），如全球定位系统（GPS）；组合的定位功能，如由全球导航卫星系统和本地地图提供的信息相结合的组合定位；

（4）车辆的安全通信功能，如：尊重匿名和隐私；完整性和保密性；抗外部攻击；接收到数据的真实性；数据和系统完整性；

（5）车辆的其他功能，如：车辆提供传感器和雷达接口；车辆导航功能。

2国内外车联网的发展史

2.1美国

早在20世纪50年代，部分美国私营公司开始为汽车研发自动控制系统。20世纪60年代，美国政府交通部门开始研究电子路径引导系统（Electronic Route Guidance Systems，ERGS）。70年代初至80年代，美国对智能交通系统的研究处于停滞阶段。

2006年，为解决迫在眉睫的安全问题，美国交通运输部（DOT）联手部分汽车制造商，对V2V安全应用程序原型进行开发和测试[2]，提高车载安全系统在自适应控制方面的性能。开发和测试成果对美国高速公路安全管理局（NHTSA）未来的决策起非常重要的参考作用。同年，提出车辆基础设施一体化（VII）概念。

2009年5月，启动商用车基础设施一体化工程（Commercial Vehicle Infrastructure Integration）。同年12月，DOT发布了《智能交通系统战略研究计划：2010-2014》[3]，目标是利用无线通信建立一个全国性多模式的地面交通系统，形成车辆、道路基础设施、乘客的便携式设备之间互连的交通环境，为期五年，每年投入1亿美元，核心项目为IntelliDrive（智能驾驶），预计于2014年完成。

2011年8月到2012年初，针对车联网技术，美国在六个不同地区进行了现实环境下驾驶员安全驾驶测试，用以评估用户对新的V2V技术接受程度。2012年秋天到2013年秋天，继续开展对安全驾驶模型的研究工作，以测试车联网安全技术的有效性[4]。

2012年12月，DOT发布了《2015-2019 ITS战略计划》[5]，就有关美国下一代ITS战略研究计划草案进行了对话与讨论，该报告显示美国在保持以往研究项目连续性的同时，已开始制订2015-2019年ITS研究计划，确立研究和发展的重点和主题，以满足新兴的研究需求，进一步提高车联网的安全性、流畅性和环境保护。

2.2日本

日本ITS的研究始于20世纪70年代。20世纪80年代中期至90年代中期，相继完成了路――车通信系统（RACS）、交通信息通信系统（TICS）、超智能车辆系统（SSVS）、安全车辆系统（ASV）等方面的研究。

2000年4月，日本ETC国家行动计划开始正式实施，目标是2003年3月前在全国范围内建设至少900个收费站，实现高速公路联网不停车收费和服务系统。2003年7 月，智能交通系统战略委员会发布了《日本智能交通系统战略规划》，对智能交通系统的短期和中长期的发展构想提出了战略规划。2011年，日本全国高速公路系统引进“ITS站点智能交通系统”，它能够及时向车载导航系统快速提供海量交通信息和图像，有效的缓解了交通拥堵和改善驾驶环境。

2.3中国

1986年，第一套国产信号控制系统在南京开发。1991年，第一套国产信号控制系统在南京主城区安装完毕，并通过了调试。

2007年12月初，通用汽车公司与上汽集团成立了一家名为上海安吉星信息服务公司的合资企业，在亚洲市场推出通用汽车的Onstar服务。2009年，随着赛格导航、好帮手、城际通等企业陆续推出相关Telematics车载信息服务系统，标志着中国进入Telematics时代。

2010年，首届“车联网”研讨会成功召开，提出“车联网”概念。2010年10月，国务院在“863”计划中提出智能车、路协同关键技术研究以及大城市区域交通协同联动控制关键技术研究。“十二五”期间，工信部从产业规划、技术标准等多方面着手，加大对车载信息服务的支持力度，以推进汽车物联网产业的全面铺开，预期2020年实现可控车辆规模达2亿。

2011年，第二届“车联网”产业链合作研讨会在上海召开。7月，CNF2011-中国车联网产业发展论坛在深圳国际会展中心成功举办，对车联网的商业模式进行了首次探讨。12月，由多家高校、科研机构、企业发起组建的中国车联网产业技术创新战略联盟在北京成立，其宗旨是推进中国汽车信息化领域的协同创新，推动智能交通发展，带动基于移动互联网技术的车联网的应用。

3国内外车联网行业的步伐对比

3.1国外

本文从以下四个方面对国外车联网行业的步伐进行对比：

（1）车路协同系统应用场景：以美国、欧盟和日本为代表的发达国家对车路协同系统的应用场景基本定义完毕，不同组织对应用场景的定义基本一致。

（2）车路协同系统通信协议标准化：美国和欧盟分别定义了车-车，车-路通信协议标准，目前美国的Dedicated Short Range Communication（DSRC）协议在学术和企业界比较普及，同时IEEE也定义了802.11P通信协议用于车-车及车-路通信。

（3）车路协同系统技术进展：现阶段仍然处于相关技术的探讨、实验和测试阶段，尚未进行大规模推广和应用。

（4）两种推进方式：美国模式是政府主导，科研机构积极参与和配合；日本模式则是在政府的协调下，由工业、企业等带头参与和配合[6]。表1所列是美国和日本的推进方式对比。

表1美国和日本的推进方式对比优/劣势 美国 日本

优势 有专用通信频道

强大的政府支持

有明确专注的项目 有主导项目

强大的政府支持

ETC技术为基础

劣势 合作伙伴太少 参与者过多，责任不明确

原始设备制造商不积极

3.2国内车联网产业发展情况与发展规模

（1）产业发展情况

国内货运车联网技术与产业发展迅猛，表2列举了我国在货运车联网领域的相关企业信息[7]。

（2）发展规模

通过对近年来我国车联网产业规模与车联网用户数量的相关数据的调查与分析，得出了图1所示的产业规模图，图1直观地显示出近年来或未来我国在车联网领域的产业规模的不断增大以及车联网市场的巨大潜力[8-11]。

4车联网发展展望

4.1未来的车辆配置

对于未来的车联网发展，未来的车辆均应配置以下功能：

（1）自动控制模块：自动驾驶；

（2）车辆状态感知模块：胎压、车速、车身系统、硬件配置是否工作正常；

（3）周围环境感知：交通信息、道路信息；

（4）驾驶员身体状态感知：疲劳度、注意力；

（5）无线通信模块：与路侧单元、周围车辆、控制中心通信；

（6）辅助驾驶模块：语音控制、导航控制、定位精确；

（7）娱乐信息模块：网络购物、聊天、上网、多媒体下载、电子商务等等；

（8）其他硬件配置：车辆身份证、数字仪表、自动空调、感应雨刷、灯光控制、电控座椅、智能玻璃（娱乐信息、导航等模块数据可以在前挡风玻璃上显示）；

（9）软件配置：智能交通控制系统、智能人车协同系统、自我学习。

（a）中国车联网产业规模（b）中国车联网用户数量

图1中国车联网发展规模图

4.2未来的服务和技术

车联网将会是未来的互联网的一部分，未来的车辆将能够同周围的其它车辆或环境共享信息和服务，如驾驶信息，生态驾驶信息，交通状况信息，以及周围的车辆和环境信息，车联网所带动的新兴服务将是未来互联网服务不可分割的组成部分。来自环保，安全，经济，福利等方面的社会需求，必将导致利益相关者大力推动这些新兴服务的发展。车联网服务与未来的互联网服务是互动的，而未来互联网概念会是车联网概念的基石。

4.3车联网发展趋势

未来的车联网发展趋势，主要体现在以下几个方面[12-15]：

（1）以生态为中心的驾驶

随着地球石油储备的减少，油价将显著上升；同时车辆的增多，尾气排放严重将引起环境污染，导致全球气候变暖。未来的驾驶将以生态为中心，减少化石燃料消耗和碳排放，促进可持续发展，呈现出以下六大趋势：一是生态信号操作；二是生态车道；三是动态低排放区；四是能支持替代燃料汽车业务；五是有生态出行信息；六是有生态综合的走廊管理（生态ICM）。

（2）活动安全协议

主要包括安全驾驶；安全走廊服务；协同驾驶。

（3）智能交通

未来，车辆本身就是一个通信集线器，它允许货物和数码设备连接互联网，提供车队管理和货运信息服务，如：跟踪和定位货物，货物状态等等。这些服务将嵌入整个货物供应链和物流链。

（4）集成式移动服务

传统的一些互联网服务，如社交网络等以后将迅速出现在我们的车上。当然，这种服务是可定制的。

（5）智能协同交通

车辆的传感器收集信息，通过某种方式将数据发往云中心，云中心将数据隔离起来（网络安全），然后将数据分发到不同的部门处理，利用这些数据进行交通控制。

（6）敏捷的导航系统

安装卫星导航系统的汽车将接近100%，系统根据每辆车提供的流量数据而不是传统的基础设施采集数据。依靠高度灵敏的导航系统，甚至可以将路边的路标撤去。部分导航系统将与主流的交通管理控制系统一体化，使车辆能快速获取系统的指示和建议。而导航系统计算路径时，将会根据驾驶员的喜好进行计算。

另外，高质量的导航付费服务将继续存在，并与购置新车捆绑。同时互联网将提供质量稍差的免费资源。

5结语

车联网技术作为21世纪的高新技术之一，受到各国政府和专家学者的广泛重视。车联网技术在解决交通问题，尤其是在快捷出行、安全行车、环境保护等方面已经取得了显著的成绩。随着科技的发展、国家政策的支持和研发经费的不断投入，在不久的将来，V2R（车与路）、V2P（车与人）、V2V（车与车）和V2I（车与基础设施）的信息交互必将得到长足的进步。人们将告别红绿灯、告别交通事故、告别污染等一系列问题，车联网必将成为人类生活不可分割的重要组成部分。

参 考 文 献：

[1]刘小洋，伍民友.车联网：物联网在城市交通网络中的应用[J].计算机应用，2012，32（4）：900-904.[2] US Department of Transportation Research and Innovative Technology Administration.ITS strategic plan [EB/OL].[2013-11-01].http：//.[10]张翔.智能汽车及车联网市场研究[EB/OL].[2012-04-24].[2013-11-07].http：//?id=297709.[11] VICS.VICS supports drivers in relaxed and safe driving [EB/OL].[2013-11-09].http：//www.xiexiebang.computing

第二篇：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

第三篇：数控机床联网技术应用

数控机床联网技术应用

CAD/CAM一体化技术和局域网技术普及和应用，目前多数企业新产品设计开发、工艺过程编制和数控机床程序编制效率和质量上都到了明显提高，企业技术管理与生产管理已经进入了网络化时代。而与CAD/CAM密切相关数控机床管理仍然处于原始状态，成为制约企业现代化管理水平提高瓶颈。我公司与北京雷梯斯特控制技术公司合作，成功解决了这个问题，实现了全公司数控机床网络化管理，使企业管理水平到了新提高。

一、数控机床联网前主要问题

1.程序传输方面

一些程序量要求相对较少数控机床，一直是采用最原始手工键盘输入方式，这种方法弊病是：（1）效率低；（2）占用机时长；（3）易出错。

而一些程序输入量比较大数控机床，则使用一个台式计算机放机床边专门用于程序传输。这种方法缺点是：（1）环境恶劣，计算机维护困难。（2）通讯软件为DOS版本，升级换代困难；（3）一台计算机针对一台数控机床，设备资源浪费；（4）操作方法复杂，对操作者素质要求高；（5）多人操作一台计算机，程序文件管理混乱。

另外我们曾经用笔记本电脑进行程序传输，频繁对传输电缆进行插拔操作，笔记本电脑串行接口极易被烧毁。

2.程序管理方面

（1）FAUNC系统，其程序号只能使用Oxxxx；西门子系统，其程序号只能使用%MPFxxxx，因程序号码资源有限，同一个程序号有可能对应多个零件图号，应用中易产生混乱。

（2）使程序号与零件图号相互对应，必须有专人负责对程序进行记录管理，此项工作繁杂、易出错。

以上弊端严重影响着我公司数控加工生产效率，迫切需要寻找一种改善数控机床现状有效方法，对其进行系统化管理。

二、针对问题制定解决方案

进行多方面调研，认为目前我公司内部局域网已经发展到了一定规模，尤其是CAD/CAM一体化应用已经非常普遍，数控机床走网络化管理道路是解决问题最佳选择。

我们选择了北京雷梯斯特控制技术公司开发CNC LINK4.0数控机床联网系统，双方合作对我公司所有数控设备逐一进行调试联接，最终接入局域网进行统一管理。

1． 系统组成机床联网系统包括：（1）网络服务器、（2）局域网线、（3）CAD/CAM计算机、（4）CNCLINK-4.0管理系统、（5）联网系统主控机、（6）远程通讯接口、（7）通讯电缆、（8）数控机床

其中网络服务器、局域网线、CAD/CAM系统和数控机床是企业已存资源；CNCLINK-4.0系统管理机是一台安装了联网专用软件工业级PC计算机，可以将客户管理端软件安装局域网任何一台计算机上作为管理工作站；联网系统管理机是一台专用计算机，运行UNIX操作系统，其作用是接受各工作战调度，向网络上所有数控机床发送指令，实现机床信息统一管理；远程通讯接口设备是专用于主控机与机床间通讯多串口分配器，其特点是可实现远距离传输而无信号损失；通讯电缆是普通4芯屏蔽电缆，两端加光电隔离器以避免干扰信号。

2．机床联网系统主要功能

（1）彻底摆脱手工输入程序和单机输入程序局面，实现长距离自动程序传输。

（2）用于管理PC机可以放置局域网任何位置，不受距离影响，而主控机距离数控机床最远距离允许达到1500M。

（3）并行传输程序，即一台主控机可以同时面向我单位目前16台数控机床进行数据通讯。

（4）操作简单，无需借助其他设备或编程员帮助，操作工人机床操作面板上输入相应指令，就可以上传或下载零件加工程序。

（5）主控机24小时工作，随时对网络上数控机床实施管理及数据通讯，不会影响机床三班倒或节假日加班运行。

（6）传输可靠性高，专用软件本身有数据校验功能，传输过程中一般不会出现错误，特殊情况下如有错误计算机立即报警。软件同时具有上传和下载文件检查功能，每个文件上传后均可返回一个检查文件，确保数据安全。

（7）程序可WINDOWS平台上实现长文件名管理，可以实现文件名与零件号统一管理方式，彻底改变了程序号对NC程序管理束缚。

（8）借助软件传输日志功能可查看数据传输日期、时间、文件名、上传下载等内容，记录操作者操作过程及出错信息。

（9）每台数控机床均可访问或下载本机床目录和公共目录下NC程序。

（10）对具有DNC功能数控系统，可以网络上实现DNC加工。

（11）数控机床联网数量不受限制。从系统示意图中可以看出，联网系统主控机是安装企业局域网上，从原理讲上网上可以安装任意多个主控机，而每个主控机又可以联接32台数控机床。

三、方案实施后效果

实现数控机床联网后，我公司数控程序管理和程序传输方面有了明显改善。联网前数控程序基本处于初级管理状态，编程员工艺员提出任务书编制程序。较短程序，程序完成后编程员将程序单打印，放专用程序袋中保存，每台机床对应一个程序袋，操作者需要程序时由编程员负责复印或打印并发给操作者使用。较长程序，则由编程员自己保存计算机硬盘中，需要时由编程员负责拷贝成软盘并交给操作者使用。

数控机床联网后，依赖于专用网络管理软件功能，所有编制好程序均放对应于每台机床目录下，每个程序零件图号编制名字，不会发生重名现象，操作者随时指令了解网络上程序并下载使用。

联网前后对比有下面几点明显改变：

1． 缩短传输程序时间，也就是节约了昂贵数控机床机时费用。

2． 准确性高，零件程序重复使用时重新传输也可以保证绝对正确。

3． 操作者劳动强度减低，只需机床面板输入简单指令就完成了程序传输。

4． 修改容易，首次使用程序现场进行了修改，上传后可供下次调用。

5． 程序管理实现了统一化。

6． 责任清楚，一旦出现问题，很容易分析出编程原因或操作原因。

四、应用实例

1． 数控十米元车

主要加工对象是汽轮机低压转子，目前已编制了三个产品低压转子成熟程序，程序总数量809个，总长度214K，已经超出了机床存储器容量，实现机床网络化管理后，编程员将这些程序存储联网系统主控机中，当机床更换加工零件时，工人加工对象，程序清单下载程序，无需编程员再做任何辅助工作。

2． 数控落铣床

主要加工对象是汽轮机汽缸、低压转子铣棕树型叶根槽、转子联轴器孔等，其特点是零件繁杂，程序种类多，不易管理，机床联网使程序管理有序化，方便了操作者随时调用。

润扬大桥项目是我公司承接国家重点建设项目，工期非常紧，其中散索鞍座是曲面零件，其曲面加工安排这台机床采用四轴联动方式铣成，零件尺寸大，程序量也很大，程序总数量62个，总长度1944K，远远超出机床存储器容量。工期紧，要求机床24小时不停机加工。采用了数控机床联网技术后，实现了程序随时传输。铸造毛坯余量不均匀，需要经常实际修改程序，编程员只需CAD/CAM计算机上将余量稍做修改，生成新程序并放网络主控机上，操作者就可以立即下载运行，联网系统为保证该国家重点项目制造周期起了关键作用。

3． 数控两米立车

主要加工对象是汽轮机联轴器、隔叶件等曲面回转体零件，程序种类多，程序数量大。有一次操作失误，机床存储器中零件程序被全部删，有机床联网系统，工人从网上很快将程序全部重新下载，没有而耽误生产。

4． CK7530元车

这是一台新安装带6把刀库数控车床，最初运行阶段，编程员和操作者都需要有一个适应过程，有大量数控程序需要调整。借助于机床网络系统，很方便实现了这项很烦琐工作，待全部程序调整好后，将其放网络上，以后就可以重复调用。

五、结束语

目前我厂安装运行CNCLINK4.0数控机床联网系统是基于RS232串口通讯技术而建立网络系统，数控技术发展，具备以太网上运行数控系统逐渐到了广泛应用，今后数控机床联网系统将与企业内部局域网成为一个统一系统，其维护与管理将变更为快捷方便。

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。