
处于经济危机中的当今世界迫切需要新科技革命牵引走出泥潭新能源云计算等多个领域的科技进步也正处于喷薄欲出的新阶段,甚至有欧美学者预言称“第三次工业革命”即将到来。作为深陷经济危机的传统经济、科技“高地”,欧盟正在全力寻找新科技革命的突破口。
欧盟在2010年实施的10年发展规划“欧洲2020战略”中提出,要发展“数字经济”和“绿色经济”,2011年又强调发展先进制造业。这三大领域也是全球经济发展的重点,相关的技术融合可能成为新一轮科技革命的突破口。
在“数字经济”领域物联网、多网融合技术趋势日显。在云计算领域,美国处于领先地位,主要的云计算服务提供商有微软、谷歌还有亚马逊等IT巨头。欧洲也处于国际先进之列,德国和法国的一些IT和电信企业纷纷开发了自己的云计算服务。由于物联网的发展尚处于初级阶段,世界各国还没有分出绝对高低。欧洲非常重视物联网的发展,2009年,欧盟发布了一份以《物联网——欧洲行动计划》为题的报告,提出要采取措施确保欧洲在建构新型互联网的过程中起主导作用。美国 早在1999年,在美国召开的移动计算和网络国际会议就提出,“传感网是下一个世纪人类面临的又一个发展机遇”; 过去在中国,物联网被称之为传感网。中科院早在1999年就启动了传感网的研究,并已取得了一些科研成果,建立了一些适用的传感网。2005年11月17日,在突尼斯举行的信息社会世界峰会(WSIS)上,国际电信联盟(ITU)发布了《ITU互联网报告2005:物联网》,正式提出了“物联网”的概念。
所谓“物联网”(Internet of Things),指的是将各种信息传感设备,如射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等种种装置与互联网结 合起来而形成的一个巨大网络。其目的,是让所有的物品都与网络连接在一起,方便识别和管理。 物联网是利用无所不在的网络技术建立起来的其中非常重要的技术是RFID电子标签技术。
以简单RFID系统为基础,结合已有的网络技术、数据库技术、中间件技术等,构筑一个由大量联网的阅读器和无数移动的标签组成的,比Internet更为庞大的物联网成为RFID技术发展的趋势。在这个网络中,系统可以自动的、实时的对物体进行识别、定位、追踪、监控并触发相应事件。
物联网又称“传感网”,以互联网为代表的计算机网络技术是二十世纪计算机科学的一项伟大成果,它给我们的生活带来了深刻的变化,然而在目前,网络功能再强大,网络世界再丰富,也终究是虚拟的,它与我们所生活的现实世界还是相隔的,在网络世界中,很难感知现实世界,很多事情还是不可能的,时代呼唤着新的网络技术。
无线传感网络正是在这样的背景下应运而生的全新网络技术,它综合了传感器、低功耗、通讯以及微机电等等技术,可以预见,在不久的将来,无线传感网络将给我们的生活方式带来革命性的变化。
定义:随机分布的集成有传感器、数据处理单元和通信单元的微小节点,通过自组织的方式构成的无线网络。
英文名:Wireless Sensor Networks;缩写:WSN
功能:借助于节点中内置的传感器测量周边环境中的热、红外、声纳、雷达和地震波信号,从而探测包括温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体的大小、速度和方向等物质现象。
目前较为成型的分布式网络集成框架是EPCglobal提出的EPC网络。EPC网络主要是针对物流领域,其目的是增加供应链的可视性(visibility)和可控性(control),使整个物流领域能够借助RFID技术获得更大的经济效益。
未来世界:传感器编织的物联网。生活方式将从“感觉”跨入“感知”。在互联网时代,网络即人与人之间的信息传播,而将来,网络将是物与物之间的信息交流。物联网也叫传感网,它的运用可大到军事反恐、城建交通,小到家庭、个人。“如果在家庭中布置传感器,在外地就能知晓家中各角落的情况,如果在人体上布置传感器,医院就能随时了解其健康状况。”研究院院长刘海涛先生透露,当物联网与互联网和移动通讯网相连,就可随时随地全方位“感知”对方,人们的生活方式将从“感觉”跨入“感知”的阶段。
EPC网络的关键技术包括:
EPC编码:长度为64位、96位和256位的ID编码,出于成本的考虑现在主要采用64位和96位两种编码。EPC编码分为四个字段,分别为:①头部,标识编码的版本号,这样就可使电子产品编码采用不同的长度和类型;②产品管理者,如产品的生产商;③产品所属的商品类别;④单品的唯一编号。
Savant,介于阅读器与企业应用之间的中间件,为企业应用提供一系列计算功能。它首要任务是减少从阅读器传往企业应用的数据量,对阅读器读取的标签数据进行过滤、汇集、计算等 *** 作,同时Savant还提供与ONS、PML服务器、其他Savant互 *** 作功能。
对象名字服务,类似于域名服务器DNS,ONS提供将EPC编码解析为一个或一组URLs的服务,通过URLs可获得与EPC相关产品的进一步信息。
信息服务,以PML格式存储产品相关信息,可供其他的应用进行检索,并以PML的格式返回。存储的信息可分为两大类,一类是与时间相关的历史事件记录,如原始的RFID阅读事件(记录标签在什么时间,被哪个阅读器阅读),高层次的活动记录如交易事件(记录交易涉及的标签)等;另一类是产品固有属性信息,如产品生产时间、过期时间、体积、颜色等。
物理标示语言,PML是在XML的基础上扩展而来,被视为描述所有自然物体、过程和环境的统一标准。在EPC网络中,所有有关商品的信息都以物理标示语言PML来描述,是EPC网络信息存储和交换的标准格式。物联网面临的四大现代挑战
1 物联网的硬件设计
人们首先要从 社会 发展的角度来考虑物联网的发展。在以往,与互联网连接的设备的问题是硬件设计。
起初,笔记本电脑通过Wi-Fi连接到互联网,但由于缺乏相应的通信基础设施,人们无法在任何地方使用Wi-Fi,所以笔记本电脑也并不方便携带和使用。
在2007年苹果发布iPhone之前,连接到互联网的手机的用户体验通常非常糟糕。而目前iPhone和Android手机应用非常普遍,人们通常使用手机访问互联网。
与此同时,还推出了一些连接互联网的可穿戴设备,如智能手表和腕带,其功能包括帮助监测人们的 健康 状况。
最近,智能家电已经成为智能家居的重要组成部分。例如,智能电视成为最常见的设备。人们可以直接观看在线视频并上网冲浪。此外,更多智能家电将以智能冰箱、智能烤箱、智能洗衣机、智能加热器的形式进入人们的家中。
一开始,笔记本电脑和手机使用2G/ 3G网络。如今,Wi-Fi和4G是最常用的通信技术。当可穿戴设备连接手机时,由于其能源效率的原因,蓝牙技术是最佳选择。但是由于某些应用场景的限制,这些技术无法扩展。例如,智慧城市使用传感器的特性来收集数据并将其发送回服务器。这些传感器通常无法使用Wi-Fi。通常,传感器与服务器之间的距离很长,因此蓝牙技术无法在这样的应用中使用。
2低功耗远程通信
为此,行业厂商开发了一些低功耗和长距离通信技术,称为低功耗广域网。 LoRa是一种流行的无线电调制技术,它促进了许多应用,例如智能远程测量仪,但仍有很多工作要做。
物联网设备传统上是采用传感器来收集数据或控制器。当人工智能应用于这些设备时,这些设备将变得越来越智能。由于物联网设备没有足够的计算能力来处理收集到的数据,因此将它们发送回服务器。然而,目前它耗费了太多的通信能量,而物联网设备并不总是能够上网。
3 人工智能集成物联网
最近,学术界和工业界开始应用机器算法,而不是“云计算”。iPhone X中的Face ID就是一个很好的例子。实际上,直接在手机上运行这些人工智能算法并不容易,因为这些算法是为服务器或计算机设计的,而不是针对物联网设备的。因此,需要考虑资源受限的物联网设备的优化。因此,更智能的物联网应用将变得更加可用。
4物联网设备的安全
工程师的另一个任务是确保物联网设备的安全。由于计算资源受限,物联网设备容易受到网络攻击。与个人电脑不同,人们无法在其上安装任何防病毒软件,其方法也不高效。为了保护物联网设备,需要仔细设计替代的安全方法。而且,物联网设备也能收集敏感数据。
在未来一年中,与物联网相关的更多技术将会逐渐成熟并应用于人们的日常生活中,以提高生活质量,但这四个技术领域需要取得更多的进展。
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