理论教育 物联网关键技术及应用实践

物联网关键技术及应用实践

时间:2023-10-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:现有的传感器技术尚不能满足物联网广泛应用的需要。无线传感器网络技术是实现物联网广泛应用的重要底层网络技术,可以作为移动通信网络、有线接入网络的神经末梢网络,进一步延伸网络的覆盖。此外,大范围的物联网广泛应用,需要完整的后端管理平台,支持大量终端的多种接入方式。

物联网关键技术及应用实践

物联网作为实现人与客观世界的全面信息交互的全新网络,在其感知、传输、处理三大核心环节中涉及了众多学科和跨领域的关键技术,主要包括以下关键技术:

(1)新型传感器技术

物联网技术的核心是信息的收集与反馈,信息收集需要依靠大量的传感器来完成。现有的传感器技术尚不能满足物联网广泛应用的需要。新型传感器具有低功耗、低成本、支持PnP(即插即用)、智能化,甚至传感器本身具备一定的判断能力的特点。

(2)无线传感器网络技术

无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)由部署在监控区域内大量的微型传感器节点组成,通过无线通信方式形成多跳的自组织网络。传感器网络需要支持灵活的网络管理和灵活的路由机制,支持多种类型设备的协同工作,支持带宽管理,支持节能管理,支持特定设备的QoS(服务质量)管理等。无线传感器网络技术是实现物联网广泛应用的重要底层网络技术,可以作为移动通信网络、有线接入网络的神经末梢网络,进一步延伸网络的覆盖。

(3)移动通信网络优化技术

移动通信网络作为覆盖范围最广、应用最普及的无线通信网络,在物联网体系架构中具有不可替代的重要作用,并且是物联网发展初期最主要的终端接入手段。然而,目前的移动通信网络从根本上说都为了满足人人通信的需要,并未考虑到人与物通信、物与物通信的需求。因此,必须从物物通信的业务模型出发,对移动通信网络进行优化。通过设计更低带宽、更低码率编码的传输方式,支持更小资源粒度的分配;增强L2/L3协议,支持大量低数据率终端的接入;简化同步、小区搜索、随机接入、切换过程以及移动性管理;简化调度、功控、HARQ(混合自动重传请求)和链路自适应

(4)异构网络接入与组网技术

物联网应用中,大量设备会以不同的方式接入网络,如LAN、WiFi、WiMax、GSM、TD-SCDMA、WSN等。因此,这就要求各类异构网络能够实现互联互通,而且要求网络设备、智能终端根据自己的应用需求、通信能力、能源供给情况、网络环境等智能地选择接入方式。此外,异构网络还必须能够支持多种终端或网元间的相互协同、以完成某一任务为目标的、临时的动态组网,以提高物物互联的效率

(5)网络与终端管理技术(www.daowen.com)

物联网的广泛应用需要对网络实施有效的管理,即使是最末梢的网络同样需要有效的管理。由于物联网的广泛性,设备的多样性,网络和终端的管理能力需要具备相当的弹性,也就是说管理能力可配置,这一点是目前物联网发展广泛应用的一个瓶颈。此外,大范围的物联网广泛应用,需要完整的后端管理平台,支持大量终端的多种接入方式。

(6)智能的信息处理技术

大量传感器采集的海量信息汇聚到业务平台,对平台的信息处理、存储、分析、数据挖掘提出了极高的要求。如何利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术,对海量的跨地域、跨行业、跨部门的数据和信息进行分析处理,实现智能化的决策和控制是我们面临的巨大挑战。

(7)能耗管理技术

大量物体互联成网时,不同的物体有不同的能量供给情况,有些设备有固定持续的供电,有些设备只能依靠电池供电甚至只能依靠能量转化技术来工作,因此物联网需要解决不同设备在低能耗时的联网问题。

(8)安全技术

物联网终端大量处于无人值守的环境中,且具备终端节点数量巨大、感知节点组群化、移动性低等特点,这对物联网终端的安全性提出更高的要求,具体包括防盗用、物理安全、通信安全、存储安全、终端应用运行环境安全等。

(9)应用开发环境技术

物联网因应用领域不同而千差万别,因此,如何高效、快捷地开发应用是物联网大规模开展的必要条件。应用开发环境是在硬件和操作系统上,支持应用软件开发和运行的一类软件,它是基于分布式处理、位于操作系统和应用程序之间的通用软件。应用开发环境能够使应用软件相对独立于计算机硬件和操作系统平台,可以认为是操作系统为适应分布式计算的功能扩充。

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