...wd......wd......wd...物聯網技術與應用畢業設計〔論文〕題目：姓名：學號：專業：指導教師：2012年5月6日目錄摘要1第一章物聯網簡介及開展歷程21.1什么是物聯網21.2物聯網的開展歷程21.3物聯網的網絡架構4第二章物聯網關鍵技術52.1RFID技術52.2傳感器技術62.3納米技術82.4智能嵌入〔EmbeddedIntelligence〕技術9第三章物聯網的典型應用103.1智能交通103.2智能醫療123.3智能物流143.4智能家居15第四章物聯網開展存在的問題184.1網絡信息安全184.2缺乏應用的統一標準184.3亟待掌握核心技術184.4商業模式尚未成熟184.5管理平臺的建設19第五章我國物聯網開展的前景展望205.1物聯網列入國家開展戰略政府高度重視205.2物聯網在高校的開展205.3十大城市“十二五〞規劃全面布局物聯網21參考文獻22摘要物聯網作為一種新的網絡形式，相關理論研究和實踐應用正在探索過程中。本文介紹了物聯網的概念，給出了基于智能物體層、數據傳輸層、信息關聯層、應用服務層的物聯網四層體系架構，最后探討了物聯網在實現過程中所面臨的問題和挑戰。關鍵詞：物聯網，RFIDABSTRACTContentnetworkingasanewnetworkform,therelevanttheoriesandpracticeisintheprocessofexploration.Thispaperintroducesthecontentoftheconceptofnetwork,andgivestheobjectsbasedonintelligencelayer,datatransmissionlayer,informationassociationlayer,applicationservicelayerthingfourlayersstructureofthenetwork,andfinallydiscussesthecontentintheprocessofimplementingthesystemnetworkinthefacingproblemsandchallenges.Keywords:thingsnetworking,RFID第一章物聯網簡介及開展歷程1.1什么是物聯網目前在國際上對于物聯網尚沒有一個公認的定義，比較廣泛的解釋是，物聯網是指將各種信息傳感設備，如無線傳感器網絡〔WSN，WirelessSensorNetwork〕節點、射頻識別〔RFID，RadioFrequencyIdentification〕裝置、紅外感應器、移動手機、PDA、全球定位系統〔GPS，GlobalPositioningSystem〕、激光掃描器等各種裝置與互聯網結合起來而形成的一個巨大網絡。在這個網絡中，物品變得“有感覺，有思想〞，能夠彼此進展“交流〞，而無需人的干預。其實質就是將傳感器等裝置嵌入物體并進展聯網以最終接入互聯網，通過使物體具有“智慧〞，從而延伸人類感知、控制外部世界的能力。1.2物聯網的開展歷程早在1999年，美國麻省理工學院在建設“自動識別中心〞時就前瞻性地提出了“萬物均可通過網絡互聯〞的觀點，物聯網〔IOT，TheInternetofThings〕的概念由此產生。2005年11月17日，國際電信聯盟〔ITU，InternationalTelecommunicationUnion〕在突尼斯舉行的信息社會世界峰會〔WSIS，WorldSummitontheInformationSociety〕上，發布了?ITU互聯網報告2005：物聯網?〔ITUInternetReport2005:TheInternetofThings〕。在這份報告中，ITU指出無所不在的物聯網通信時代即將降臨，泛在通信〔UbiquitousCommunication〕的形式已經從短距離的移動收發設備擴展到長距離的設備和日常用品，從而促成了人和人、物和物之間的新的通信形式的誕生。信息技術和通信技術的世界中參加了新的維度：由過去的任何人〔anyone〕之間在任何時間〔anytime〕、任何地點〔anyplace〕的信息交換，開展成了任何物體〔anything〕之間、任何人之間在任何時間、任何地點的信息交換。圖1—1信息交換維度圖〔ITU發布〕2008年11月，IBM董事長兼CEO彭明盛〔Palmisano〕在紐約召開的外國關系理事會上，正式提出“智慧地球〞〔SmartPlanet〕。IBM指出，世界的根基構造正在朝著“智慧〞的方向開展，聯網對象即構成物聯網的車輛、設備、攝像頭、車道、管道等的數量正在邁向一萬億大關。“智慧地球〞戰略提出要將傳感器嵌入和裝備到電網、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統、大壩、油氣管道等各種物體中，并且被普遍連接，形成所謂物聯網，再通過超級計算機和云計算將物聯網整合起來，實現人類社會與物理系統的整合。2009年01月28日，奧巴馬總統在和工商領袖舉行的圓桌會議上，對IBM提出的“智慧地球〞概念給予積極回應。其中，要形成智慧型根基設施物聯網，已被美國人認為是振興經濟、確立競爭優勢的關鍵戰略。2009年08月07日，溫家寶總理在無錫新區調研時，深入闡述了感知中國、智慧中國的新理念，對無錫市微納傳感網工程技術研究中心給予高度關注，并提出了“把傳感網絡中心設在無錫、輻射全國〞的想法。溫家寶總理指出“在傳感網開展中，要早一點謀劃未來，早一點攻破核心技術〞，“在國家重大科技專項中，加快推進傳感網開展〞，“盡快建設中國的傳感信息中心，或者叫‘感知中國’中心〞。11月03日上午，溫家寶總理又在人民大會堂向首都科技界發表了題為?讓科技引領中國可持續開展?的講話，講話中指出，未來要著力突破傳感網、物聯網關鍵技術，及早部署后IP時代相關技術研發，使信息網絡產業成為推動產業升級、邁向信息社會的“發動機〞。這清晰地指明物聯網已經上升為國家戰略，其相關技術將得到大力開展。1.3物聯網的網絡架構圖1—2物聯網架構圖在物聯網的網絡構造中，包括四個層次：最底層是傳感器網絡層，即以傳感器、RFID以及各種手機、PDA等機器終端為主，完成對底層信息的全面感知和采集功能；第二層是傳輸網絡層，即通過現有的互聯網、廣電網絡、無線通信網等網絡，實現數據的會聚和傳輸功能；第三層是中間件層，通過構建中間件來屏蔽各類傳輸網絡的差異性，為上層應用提供統一的數據調用接口，同時對傳輸網絡層會聚上來的信息進展理解、推理和決策；最上層是應用和服務層，即通過對調用數據的處理和解決方案來管理和控制手機、PC等終端設備，實現人們所需要的應用服務；或者與行業專業技術深度融合，與行業需求結合，實現行業智能化。第二章物聯網關鍵技術ITU在?ITU互聯網報告2005：物聯網?報告中預測RFID技術、傳感器技術、納米技術和智能嵌入技術將在物聯網時代得到更加廣泛的應用。2.1RFID技術RFID〔RadioFrequencyIdentification，射頻識別〕是一種非接觸式的自動識別技術，它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據，識別工作無須人工干預，可工作于各種惡劣環境。RFID的基本組成局部如下：〔1〕標簽〔Tag〕：由耦合元件及芯片組成，每個標簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上標識目標對象；〔2〕閱讀器〔Reader〕：讀取〔有時也可以寫入〕標簽信息的設備，可設計為移動式或固定式；〔3〕天線〔Antenna〕：在標簽和讀取器間傳遞射頻信號。圖2—1RFID基本組成圖RFID技術的基本工作原理：標簽進入磁場后，接收到閱讀器發出的射頻信號，無源標簽或被動標簽〔PassiveTag〕憑借射頻電磁波束中所獲得的能量發送出存儲在芯片中的產品信息，有源標簽或主動標簽〔ActiveTag〕那么主動發送某一頻率的信號；閱讀器讀取信息并解碼后，將信息送至中央信息系統進展相關數據處理。RFID的關鍵技術如下：〔1〕標簽的能量供應有源標簽自帶電池，用于給數據載體供電。而無源標簽工作所需能量那么從射頻電磁波束中獲取，和有源射頻識別系統相比，無源系統需要較大的發射功率，射頻電磁波在標簽上經射頻檢波、倍壓、穩壓、存儲電路處理，轉化為標簽工作所需的工作電壓。〔2〕標簽到閱讀器的數據傳輸標簽回送到閱讀器的數據傳輸方式可歸結為三類：〔a〕利用負載調制的反射或反向散射方式〔反射波的頻率與閱讀器的發送頻率一致〕；〔b〕利用閱讀器發送頻率的次諧波傳送標簽信息〔標簽反射波與閱讀器的發送頻率不同，為其高次諧波〔n倍〕或分諧波〔1/n倍〕〕；〔c〕其它形式。〔3〕數據傳輸的完整性與安全性由于數字信號在傳輸的過程中會受到干擾，故其傳輸至接收端可能發生誤判，為保證數據的完整性，可以使用校驗和法來識別傳輸錯誤并進展校正，最常用的是奇偶校驗法以及冗余校驗法。在與安全相關的領域，例如出入系統、售票系統越來越多地應用射頻識別系統，在數據傳輸的過程中難免不受到攻擊，因此必須采取一定的防范措施保證數據安全，例如可以通過在閱讀器與標簽之間建設密鑰來對要傳輸的數據進展加密，到達安全的目的。〔4〕多目標識別技術〔反碰撞算法〕當閱讀器信號作用范圍內存在多個標簽，同一時刻有兩個或兩個以上的標簽向閱讀器返回信息時，將產生沖突。解決沖突的算法稱為反碰撞算法。傳統無線電技術〔如通信衛星、移動網〕已有空分多路法、頻分多路法、時分多路法以及碼分多路法來解決類似問題。但在射頻識別系統中，由閱讀器和標簽構成的無線網絡有以下特征：〔a〕規模：每個閱讀器工作區域內可能存在大量標簽；〔b〕體積：標簽附著在各種商品上，體積不能太大；〔c〕成本：粘貼標簽的商品本身價值可能很低，所以標簽的成本不能太高；〔d〕通信量：標簽內包含的信息量很少，閱讀器與標簽間的通信時間很短。所以解決射頻識別技術標簽沖突的反碰撞算法存在與傳統無線電技術不同之處。現有的反碰撞算法主要是ALOHA算法、分隙ALOHA算法、二進制搜索算法等。2.2傳感器技術傳感器是一種物理裝置或生物器官，能夠探測、感受外界的信號、物理條件〔如光、熱、濕度〕或化學組成〔如煙霧〕，并將探知的信息傳遞給其它裝置或器官。國家標準GB7665－87對傳感器下的定義是：“能感受規定的被測量并按照一定的規律轉換成可用信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉換元件組成〞。根據傳感器工作原理，可將其分為三大類：〔1〕物理傳感器物理傳感器應用某些物理效應，諸如壓電效應，磁致伸縮現象，離化、極化、熱電、光電、磁電等效應，將被測信號量的物理量轉換成便于處理的電信號。〔2〕化學傳感器化學傳感器包括那些以化學吸附、電化學反響等現象為因果關系的傳感器，被測信號量的微小變化也將轉換成電信號。〔3〕其它幾種常見的傳感器如下：〔a〕電阻式傳感器電阻式傳感器是將被測量，如位移、形變、力、加速度、濕度、溫度等這些物理量轉換成電阻值的器件。主要有電阻應變式、壓阻式、熱電阻、熱敏、氣敏、濕敏等電阻式傳感器。〔b〕電阻應變式傳感器傳感器中的電阻應變片具有金屬的應變效應，即在外力作用下產生機械形變，從而使電阻值隨之發生相應的變化。電阻應變片主要有金屬和半導體兩類。〔c〕壓阻式傳感器壓阻式傳感器是根據半導體材料的壓阻效應在基片上經擴散電阻而制成的器件。當基片受到外力作用而產生形變時，各電阻值將發生變化，電橋會產生相應的不平衡輸出。〔d〕熱電阻傳感器熱電阻測溫是基于金屬導體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進展溫度測量的。熱電阻傳感器主要是利用電阻值隨溫度變化而變化這一特性來測量溫度及與溫度有關的參數。〔e〕溫度傳感器室溫管溫傳感器：室溫傳感器用于測量室內和室外的環境溫度，管溫傳感器用于測量蒸發器和冷凝器的管壁溫度。排氣溫度傳感器：排氣溫度傳感器用于測量壓縮機頂部的排氣溫度。〔f〕光敏傳感器光敏傳感器是最常見的傳感器之一，在自動控制和非電量電測技術中占有重要地位。最簡單的光敏傳感器是光敏電阻，當光子沖擊接合處時就會產生電流。我國近年來在傳感器的設計、關鍵工藝、可靠性、產品開發等方面均有不同程度的突破與創新。〔1〕“九五〞攻關完成的傳感器CAD技術，可以實現傳感器的全過程設計；〔2〕微機械加工技術，在國內首次實現了用微機械加工工藝批量生產壓力傳感器；〔3〕建成了目前國內唯一具有上世紀90年代國際先進制造設備、工藝及規模化生產能力的微機械加工傳感器的生產線；〔4〕可靠性技術的開展,使傳感器的成品率普遍提高10％、可靠性水平提高一到二個等級。傳感器領域的主要技術將在現有根基上予以延伸和提高。傳感器技術的開展趨勢可以從四個方面概括：〔1〕開發新材料、新工藝和開發新型傳感器隨著光纖材料、納米材料、超導材料、人工智能材料的不斷開展，制造傳感器的材料逐漸具備能夠感知環境條件變化的功能，識別和判斷功能，發出指令和自采取行動功能。利用這些材料能夠研制無線傳感器、光纖傳感器、智能傳感器和金屬氧化傳感器等新型傳感器。〔2〕傳感器的多功能和集成化多功能是指一個傳感器能夠檢測兩個或兩個以上的參數；集成化能夠實現軟件和硬件的集成，數據的集成與融合，傳感器陣列的集成和多功能、多參數的復合傳感器。〔3〕傳感硬件系統與元器件的微小型化參考集成電路微小型化的經歷，實現傳感技術硬件系統的微小型化可以提高其可靠性，加快處理速度，降低成本，節約資源與能源，減少對環境的污染。〔4〕通過傳感器與其它學科的穿插整合，實現無線網絡化傳感器與多學科穿插融合將推動無線傳感器網絡的開展。無線傳感器網絡是由大量具有無線通信能力與計算能力的微小傳感器節點構成的自組織分布式網絡系統。利用微傳感器與微機械、通信、自動控制、人工智能等多學科的綜合技術，實現傳感器的無線網絡化，使其能根據環境自主完成指定任務。2.3納米技術納米技術，是研究構造尺寸在1至100納米范圍內材料的性質和應用。納米技術的使用可以使得物聯網中的物體變得“更輕、更高、更強〞。“更輕〞是指借助于納米材料和技術，傳感器等感知設備的制備體積更小更輕盈；“更高〞是指納米材料具備更高的光、電、磁、熱性能；“更強〞是指納米材料有著更強的力學性能〔如強度和韌性等〕。納米技術主要包含以下四個方面：〔1〕納米材料納米材料是一種既具不同于原子、分子，也不同于宏觀物質的特殊性能材料。當物質到納米尺度后，約為0.1－100納米，其性能就會發生突變。納米材料的制造主要采用納米技術。納米技術是利用光刻及腐蝕等技術，從宏觀尺度自下而上的自組裝的制造材料。〔2〕納米動力學在動力學上，納米技術主要運用于微機械和微電機，或總稱為微型電動機械系統〔MEMS〕，如有傳動機械的微型傳感器、光纖通信系統、特種電子設備、醫療和診斷儀器等。MEMS系統采用類似集成電器設計和制造的新工藝，其特點是部件尺寸小，刻蝕深度達數十至數百微米，寬度誤差小。〔3〕納米生物學和納米藥物學納米生物學一方面利用新興的納米技術研究生物學問題；另一方面利用生物大分子制造分子器件，模仿和制造類似生物大分子的分子機器。納米生物學開展到一定技術時，可以用納米材料制成具有識別能力的納米生物細胞，并可以吸收癌細胞的生物醫藥，注入人體內，可以用于定向殺癌細胞。〔4〕納米電子學在電子學領域，納米技術的應用包括基于量子效應的納米電子器件、納米構造的光／電性質、原子操縱和原子組裝等。電子技術的趨勢要求器件和系統更小、更快、更冷。更小是指器件和電路的尺寸要更小；更快是指響應速度要更快；更冷是指單個器件的功耗要更小。納米技術的應用能夠使電子技術的開展更快地到達這些要求。2.4智能嵌入〔EmbeddedIntelligence〕技術嵌入式技術是將計算機作為一個信息處理部件，嵌入到應用系統中的技術，即將軟件固化集成到硬件系統中，將硬件系統與軟件系統一體化。嵌入式具有軟件代碼小、高度自動化和響應速度快等特點。嵌入式技術的關鍵在于核心芯片的選擇，核心芯片的特點有：〔1〕有可擴展的處理器構造，能最迅速地開發出滿足應用的高性能嵌入式微處理器；〔2〕嵌入式微處理器必須功耗很低；〔3〕對實時多任務有較強的支持能力；〔4〕具有功能很強的存儲區保護功能。嵌入式技術的應用，使得系統的架構更加清晰簡捷。系統的軟件采用分層設計，不僅方便維護，而且大大提高了代碼的利用率，縮短了開發周期。第三章物聯網的典型應用3.1智能交通智能交通是指采用先進的信息技術、數據通信傳輸技術、電子傳感技術、控制技術和計算機技術，使車輛和道路智能化，以實現安全快速的道路交通環境，從而到達緩解道路交通擁堵、減少交通事故、節約交通能源和減輕駕駛疲勞等目的。智能交通是一個綜合性體系，包含的子系統分為以下幾個方面：〔1〕交通管理系統該系統包括：〔a〕在途駕駛員信息〔b〕交通狀況監視〔c〕車流量管理〔d〕交通指揮控制〔e〕突發事件管理系統〔2〕公共交通運營系統該系統包括：〔a〕公共運輸管理〔b〕途中換乘信息〔c〕滿足個人需求的非定線公共交通〔3〕電子收費系統該系統通過電子卡或RFID電子標簽由計算機實現自動收費，大大提高車輛通行能力，降低收費口擁堵風險。圖3—1智能公共交通系統示意圖圖3—2電子收費不停車系統圖〔4〕旅行信息系統該系統包括：〔a〕出發前的出行信息〔b〕出行中的實時交通線路引導〔c〕出行中的擁擠區域躲避建議〔5〕運營車輛高度管理系統該系統通過汽車的車載電腦、管理中心計算機與GPS、傳感器等設備聯網，實現駕駛員與調度管理中心之間的雙向通信、信息查詢、自動售票和車輛自動定位等功能，來提高商業車輛、公共汽車和出租汽車的運營效率。〔6〕緊急事故處理系統該系統包括：〔a〕緊急告警與人員安全〔b〕應急車輛管理〔c〕不安全品應急處理〔d〕應急響應和疏散〔7〕車輛控制和安全系統該系統包括：〔a〕車輛的縱向、側向、穿插口避撞〔b〕事故安全保護〔c〕道路周邊不安全預警，例如提前感知彎道、上下坡、限高通行區或者前方不明物體穿越等。〔d〕自動駕駛〔8〕道路天氣管理系統該系統包括：〔a〕道路天氣信息發布〔b〕路面情況監視〔c〕前方路面情況預測〔9〕駕駛員幫助系統該系統包括：〔a〕導航幫助〔b〕疲勞駕駛告警〔c〕惡劣環境下的安全駕駛，例如低能見度時駕駛員主動視覺增強和濕滑路面的速度控制等。在以上眾多智能交通子系統中，有兩點功能為每個系統所共有且必備：首先要求每個智能交通控制系統需要具備數據感知和采集功能，其次要求每個系統需要具備數據分析處理和匯總分發功能。根據國家未來的開展規劃，智能交通系統的建設將繼續加大開展力度，主要從以下幾個方面進展建設：〔1〕在50個左右的大城市推廣交通信息服務平臺建設，提供交通信息查詢、交通誘導等服務；〔2〕在200個以上的城市開展城市智能控制信號系統，形成智能化的交通指揮系統；〔3〕在100個以上的大城市推進大城市公共交通區域調度和相應的系統的建設，加大電子化票務的建設與應用。智能交通系統的開展趨勢將表現為綜合化、社會化的開展模式。由于智能交通體系涉及相關的市民、公安交通管理、交通部門車輛管理、城市建設、通信等相關部門，因而未來智能交通必然是一個涉及以交通與公安為主的多部門驅動的開展過程。3.2智能醫療智能醫療利用無線傳感器技術、短距離通信技術〔ZigBee、WiFi〕、蜂窩移動通信網〔2G/3G〕、互聯網技術等先進通信技術，促進醫療設備的微型化和網絡化，促進醫療信息的共享化，同時促進醫療模式向預防為主的方向開展。在未來的智能化醫療信息系統中，病患基本信息、病歷記錄、各種實驗室檢驗信息，乃至財務信息都將被整合在其中。智能醫療開展的三個階段如下：〔1〕醫院管理信息化〔HMIS，HospitalManagerInformationSystem〕階段。在HMIS階段，通過建設醫院內部部門級信息化管理、全院級信息化管理、人力資源管理等系統，實現醫院內部各部門之間信息的共享。〔2〕臨床管理信息化〔HCIS，HealthCareInformationSystem〕階段在HCIS階段，要建設電子病歷、電子處方、影像管理、重癥監護等系統，以病患信息的采集、存儲、展現、處理為中心，為臨床醫護人員和醫技科室服務。例如電子處方應用能有效防止醫療事故并實現對用藥成本的控制。在使用電子處方時，醫生用電腦或者數字手持設備，通過一個加密網絡將處方直接傳送至后臺，在醫院、藥店和衛生管理當局聯網共享的數據平臺上進展統一登記和共享查詢，電子處方系統可以非常方便地查詢到病患的用藥史和過敏源，還可以防止藥物間的相互沖突引發的不良反響。同時，醫生也可以通過電子處方系統了解到病患的藥費負擔，選擇相應價位的藥品。由于電子處方系統直接與醫保系統聯網，病患還能對自身的財務負擔進展估計，決定是否選擇某些不在報銷目錄之內的新藥、特效藥。電子病歷系統可以幫助為病患進展診斷的任意醫生，通過登錄該系統來了解病患的過往病史和醫學診斷材料，如X光片、化驗結果和用藥歷史等等，免去重復診斷、化驗的過程。這樣不但可以節省救治時間，還可以降低高昂的儀器診斷費用。〔3〕區域醫療衛生服務〔GMIS，GlobalMedicalInformationService〕階段在區域醫療衛生服務階段，將以電子處方系統和電子病歷系統為根基，整合成為個人電子安康檔案，然后進展聯網，再拓展到單個醫院之外的社區、城市乃至更大范圍內的醫療信息共享，以實現“區域醫療信息網絡〞和“整合醫療平臺〞。區域醫療信息網絡將實現從科室和醫院的醫療信息孤島到跨醫院、跨社區的整合的信息共享的轉變。在此網絡中，信息能夠自由地在醫院間得到必要的共享，特別是在查找和獲得外部信息〔如其它醫院中的特色專科〕和病患在醫院間轉診時。通過各醫院的系統，病患信息能夠得到及時必要的收集和存儲并被添加到個人安康檔案中，供今后區域醫療系統范圍內的各醫療機構調用。圖3—3區域整合醫療平臺圖〔IBM發布〕3.3智能物流智能物流是將RFID技術、數據通信傳輸技術、控制技術及計算機技術等應用在物流配送系統中，幫助實現物品跟蹤與信息共享，提高物流企業的運行效率，實現可視化供應鏈管理，提升物流信息化程度。其中，RFID作為前端的自動識別和數據采集技術，被應用在物流的零售、存儲、運輸、配送／分銷和生產等各主要作業環節，是實現智能物流的重點。圖3—4智能物流示意圖〔1〕提高物流根基設施的信息化和自動化水平通過將RFID標簽放置在貨柜、集裝箱、車輛等物流根基設施內，在物流企業倉庫內部、出入庫口、物流關卡等安裝RFID讀寫器，實現物品自動化出入庫、盤點、交接環節中的RFID信息采集，到達對物品庫存的透明化管理。通過RFID技術與物流運輸設備的結合，可以進展物流根基設施信息化的升級，提高其信息化和自動化水平。〔2〕促進物流功能的整合通過RFID技術整合物流系統的功能，提升原系統效率。RFID有助于實現物流系統內部多個業務環節之間的信息共享和自動化，整合多個業務功能，從而有效提升系統的整體運作效率。〔3〕提高物流市場流通效率，標準物流市場秩序RFID技術能夠快速、準確地采集相關數據，保證企業及供應鏈內數據信息的及時性、可靠性、有效性和安全性，實現對各類數據信息的全程監管，改善諸多領域〔如糧食物流、應急物流、食品安全〕缺乏有效監管的現狀。此外，將RFID與傳感器技術及無線通信技術相結合，還能夠實現對重要物品〔如不安全品、藥品〕的在途監控，便于進展管理和監視。智能物流的開展重點：〔1〕貨運集裝箱追蹤與管理實時記錄箱、貨、流信息，開關箱時間和地理位置信息，實現集裝箱物流信息的全程實時在線監控。〔2〕貨運車輛的跟蹤與管理為道路貨運車輛貼上RFID標簽，標簽中記錄車牌號、運輸起訖地點、運輸線路、車輛所屬運輸企業、貨物基本信息等。〔3〕配送中心管理在貨品包裝箱外加貼RFID標簽，并在配送中心收貨處、倉庫入口／出口處等地安裝固定RFID讀寫器，在搬運設備上安裝移動RFID讀寫器，以及配合使用手持讀寫器，實現對配送中心貨物的出入庫管理。〔4〕航空集裝設備及行李追蹤通過使用RFID電子標簽和讀寫設備，機場可以建設起自動管理行李的新流程，用以追蹤旅客行李，保證其安全流動，同時縮短行李處理時間，提升行李標簽的識別率。3.4智能家居智能家居〔SmartHome〕是以住宅為平臺，利用綜合布線技術、網絡通信技術、安全防范技術、自動控制技術、音頻視頻技術將家居生活有關的設施集成，構建高效的住宅設施與家庭日程事務的管理系統，提升家居安全性、便利性、舒適性、藝術性，并實現環保節能的居住環境。智能家居有兩層含義，一層含義是指住宅環境，即單個住宅中的智能家居或小區中實施的基于智能小區平臺的智能家居工程；另外一層含義是指智能家居系統產品，包括硬件、軟件、集成與安裝服務、售后在內的一個完整服務過程。與傳統家居相比，智能家居除了具有傳統的居住功能，提供舒適安全、宜人的家庭生活空間之外，最大的特點是將傳統家居的被動靜止構造轉變為具有能動智慧的工具，提供全方位的信息交換功能，幫助家庭與外部保持信息交流暢通，優化人們的生活方式，幫助人們有效安排時間，增強家居生活的安全性，降低家庭能耗。圖3—5智能家居應用場景圖智能家居系統目前所包含的主要子系統有：〔1〕家居布線系統家居布線系統是一個安裝在住宅內，根據家居布線標準實施的布線系統，主要支持語音、數據、視頻、家居自動系統、環境管理、保安、警報及對講機等服務。家居布線系統是智能家居其它子系統相互連接和對外連接的通道，是實現智能家居的前提。〔2〕家庭網絡系統家庭網絡系統主要包括三方面功能：網絡通信、媒體娛樂和家庭控制。家庭網絡在家庭范圍內〔可擴展至鄰居、小區〕將家電、安全系統、照明系統通過有線或無線方式與廣域網相連。〔3〕中央控制管理系統智能家居的中央控制管理系統相當于電腦的CPU，所有的子系統都會接入到這個控制中心。中央控制管理系統通常通過智能家居管理軟件完成設備管理、場景設置、能源管理、日程管理、安防布撤防、安防監控、物業管理等操作。〔4〕照明控制系統家居照明控制系統可以根據環境變化、用戶個性需求等條件自動采集照明系統中的各種信息，并對所采集的信息進展相應的邏輯分析、推理、判斷，對分析結果按要求的形式存儲、顯示、傳輸，進展相應的工作狀態信息反響控制，以到達預期的控制效果。家居照明系統是一套控制系統，包括調光模塊、開關模塊、控制面板、液晶顯示觸摸屏、智能傳感器、編程插口、時鐘管理器等用于控制和管理的設備。〔5〕家庭安防系統家庭安防系統是指為家庭設備與成員的安全而安裝的防護保全與報警系統，例如可視對講、家庭監控、防盜防護、周界探測與入侵報警。家庭安防系統可以通過在家中安置溫度、煤氣或煙感等探測器，視頻監控設備，門磁和窗磁，緊急求救按鈕等設備，結合語音告警、圖像傳輸等手段來實現防護與報警。〔6〕家庭影院與多媒體系統家庭影院與多媒體控制系統在智能家居中是開展較為成熟的子系統之一。一套家庭影院的設備通常包括DVD播放器、功放機、音箱、大屏幕的顯示系統。〔7〕背景音樂系統背景音樂系統通過家居布線，將聲音源信號接入家庭中任何需要背景音樂的地方，通過控制面板獨立控制鋪設在不同地點的背景音樂專用音箱，讓每個房間都能獨立地實現音樂播放、音樂選擇和音量控制等功能。智能家居的開展趨勢：〔1〕整體智能家居系統功能所謂整體智能家居系統，就是對更多智能家居子系統采用統一的協議標準，進展統一的控制、管理和聯動。例如只用一個遙控器，或者用電腦就能統一控制任何一個智能家居子功能，并能實現各子功能之間的相互功能。〔2〕控制傻瓜化通過智能設備的邏輯判斷與人工智能的功能，真正讓人享受輕松、自由、安全的智能生活。例如觸摸式、聲控式、感應式等更多人性化的技術將會被廣泛應用。第四章物聯網開展存在的問題4.1網絡信息安全物聯網的核心和根基仍然是互聯網，在物聯網快速開展的今天，國內大型企業、政府機構，如果與國外機構，進展工程合作，如何確保企業商業機密、國家機密不被泄漏。這不僅是一個網絡信息方面的技術問題，甚至還涉及到國家安全問題，必須引起高度重視。4.2缺乏應用的統一標準我們知道，互聯網如今之所以已經普及到世界每個角落，是因為互聯網開展到今天，標準化問題解決的非常好，全球進展傳輸的協議TCP/IP協議，路由器協議，終端的構架與操作系統，都解決的非常好，很方便上網。在物聯網核心層面是基于TCP/IP協議，但是在接入層面，協議種類很多，如GPRS、短信、傳感器、TD.SCDMA等，物聯網需要一個統一的協議根基。4.3亟待掌握核心技術傳感器是一種物理裝置或生物器官，能夠探測、感受外界的信號、物理條件(如光、熱、濕度)或化學組成(如煙霧)，并將探知的信息傳遞給其他裝置或器官。如果把物聯網比作人，那么傳感器就像人體的五官。目前在傳感器技術領域我國尚無話語權。我國的傳感器芯片，從技術到制造工藝，都落后于美國等興旺國家。傳感器是物聯網的根基，沒有它，物聯網就是無源之水、無本之木。4.4商業模式尚未成熟物聯網產業的開展，商業模式最為重要，也就是說只有解決了誰為應用買單的問題，物聯網才能實現可持續開展。煤炭行業因為對安全生產的重視，所以應用得比較多。現在不少地方政府都在建設物聯網示范工程，但示范之后，能否使產業形成自身的生存開展能力，關鍵還是看能不能找到適宜的商業模式。另外，現在大家都在做具體的行業應用，但是如果在更高層的公共平臺沒有建設統一的標準，還是難以實現物聯網的真正效用，這需要各級政府和產業界共同推動。4.5管理平臺的建設物聯網技術的相關應用已經越來越普遍。但對應于每一種具有實際管理要求和應用的物聯網，都需要開發與之相關的管理平臺或服務，這使物聯網的應用受到一定的限制和影響。開發一種通用的物聯網管理平臺，可以用于所有不同的異構網絡，并且實現對該網絡資源的管理將會使物聯網的應用更加普遍和靈活。沒有這個平臺，各自為政的結果一定是效率低，成本高，很難開展起來，也很難起到效果。第五章我國物聯網開展的前景展望有人預測，如果物聯網全部構成，其產業要比互聯網大30倍！物聯網將會成為下一個萬億元級的通信業務。專家預測10年內，物聯網就可能大規模普及，將廣泛運用于智能交通、環境保護、政府工作、公共安全、安全家居、智能消防、工業監測、老人護理、個人安康等多個領域，一個上萬億元規模的高科技市場就此誕生。2010年，中國物聯網產業呈現出一片欣欣向榮的開展態勢。5.1物聯網列入國家開展戰略政府高度重視2010年對于中國RFID與物聯網產業，是極其重要和具有里程碑意義的一年。從年初到年末，一系列推動物聯網開展的舉措頻頻出臺。業界所期盼已久的中國RFID與物聯網產業開展的春天正在到來。這一年中國RFID與物聯網產業的開展呈現出八大特點。特點一：物聯網開展被正式列入國家開展戰略，開場真正得到各級政府