物联网的关键技术

物联网的关键技术主要包括：无线传感器网络、ZigBee、M2M技术、RFID技术、NFC技术、低能耗蓝牙技术。

1、无线传感器网络：无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSN)是一种分布式传感网络，它的末梢是可以感知和检查外部世界的传感器。

WSN中的传感器通过无线方式通信，因此网络设置灵活，设备位置可以随时更改，还可以跟互联网进行有线或无线方式的连接。通过无线通信方式形成的一个多跳自组织网络。

2、ZigBee：ZigBee，也称紫蜂，是一种低速短距离传输的无线网上协议，底层是采用IEEE 802154标准规范的媒体访问层与物理层。主要特色有低速、低耗电、低成本、支持大量网上节点、支持多种网上拓扑、低复杂度、快速、可靠、安全。

3、M2M技术：M2M全称Machine to Machine，是指数据从一台终端传送到另一台终端，也就是机器与机器的对话。

M2M应用系统构成有智能化机器、M2M硬件、通信网络、中间件。M2M应用领域有、家庭应用领域、工业应用领域、零售和支付领域、物流运输行业、医疗行业。

4、RFID技术：无线射频识别即射频识别技术（Radio Frequency Identification，RFID），是自动识别技术的一种，通过无线射频方式进行非接触双向数据通信。

利用无线射频方式对记录媒体（电子标签或射频卡）进行读写，从而达到识别目标和数据交换的目的，其被认为是21世纪最具发展潜力的信息技术之一。

5、NFC技术：NFC英文全称Near Field Communication，近距离无线通信。与RFID一样，NFC信息也是通过频谱中无线频率部分的电磁感应耦合方式传递，但两者之间还是存在很大的区别。

首先，NFC是一种提供轻松、安全、迅速的通信的无线连接技术，其传输范围比RFID小，RFID的传输范围可以达到几米、甚至几十米，但由于NFC采取了独特的信号衰减技术，相对于RFID来说NFC具有距离近、带宽高、能耗低等特点。

其次，NFC与现有非接触智能卡技术兼容，已经成为得到越来越多主要厂商支持的正式标准。

6、低能耗蓝牙技术：蓝牙低能耗（Bluetooth Low Energy，或称Bluetooth LE、BLE，旧商标Bluetooth Smart）也称低功耗蓝牙，是蓝牙技术联盟设计和销售的一种个人局域网技术，旨在用于医疗保健、运动健身、信标、安防、家庭娱乐等领域的新兴应用。

相较经典蓝牙，低功耗蓝牙旨在保持同等通信范围的同时显著降低功耗和成本。

目前物联网的实例主要集中在“车联网”上。车联网的经典实例是“G-BOS智慧运营系统”和陕汽“天行健车联网服务系统”。
以下内容摘自《G-BOS智慧运营系统用户 *** 作手册》
第一部分概述
HQG-BOS 系列产品是整合“人”、“车”、“线”三大要素的新一代智能运营管理工具。目
前已在公交、旅游、客运等领域逐渐取代了GPS 车载管理系统。HQG-BOS 系统提供电子身份
证、远程诊断、定期巡检、车辆运行数据实时跟踪、车辆运行状态实时报警、劫警、视频播
放、配件（价格）查询、维保项目（价格）查询、保养规划和提醒、收音机、麦克风等服务。
11 主要特性
HQG-BOS管理驾驶员
监控不良驾驶行为，提高安全性
提供客观的驾驶员评价报告
提供精确的油耗记录报告
帮助改进驾驶技巧
增加车辆使用寿命
HQG-BOS管理车辆
监控车辆的运行状态
车辆故障报警与远程诊断
经济合理的维修计划
HQG-BOS管理线路
实时监控车辆
优化车线匹配
12 主要功能
不良驾驶
掌握驾驶员驾驶行为，纠正不良 *** 作，保障行车安全
油耗管理
精确计算车辆油耗，纠正驾驶员不良 *** 作，降低车辆油耗
维修保养管理
实时车辆管控，精确维保计划，降低维修成本
远程故障报警管理
管理车辆动态，远程故障诊断，保证行车顺畅
多媒体功能（选配）
音视频播放，视频录像，收音机，麦克风
车辆和运营线路匹配管理
车线交互匹配，优化车线布局，提高运营效益
HQG-BOS车载设备用户手册
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第二部分工作原理
HQG-BOS 系列产品通过安装在客车上的HQG-BOS 车载终端从CAN 总线、各类传感器上
持续不断的采集发动机运行数据、车辆状况信息、驾驶员的 *** 控行为，同时接收GPS 卫星
定位信息记录车辆所在位置，并将所有信息通过无线通讯网络实时传送到数据处理中心。
HQG-BOS 车载终端同时还融合了行车记录仪、倒车监视器、故障报警显示台、视频播
放器、短消息接收器、收音机、麦克风等功能，实时将车辆相关信息提供给驾驶员和后方运
营平台。
数据处理中心通过商业智能技术将接收到的海量数据进行实时分析、整理，并结合国内
外先进管理思想将驾驶员不良驾驶行为、油耗数据、车辆运行情况、维修保养计划等内容以
直观的报告、图表等形式展现出来。
客户与集团调度中心可使用独立账号通过互联网随时随地访问基于鸿泉云网B/S 架构的
HQG-BOS 智慧运营系统网站，及时了解车辆运行情况和驾驶员驾驶 *** 控是
否存在违规行为，实时跟踪车辆运行轨迹，取得车辆是否需要维修保养的信息，从而制定相
应的策略，更可随时向前端运营车辆发送各类指令，进行实时的调度管控。
同样的，系统也可根据客户要求，自动生成各种类别、各个时间段、各种形式的管理报
告，满足客户对长期运营规划所需要的数据支持与决策依据。
杭州鸿泉产品部友情提供。

物联网“概念”如火如荼，作为提供产业有生力量的大学自然不甘寂寞，于是乎，各个学校都在筹建、设立物联网专业，可从各方面渠道的信息看，似乎所想传授的知识五花八门，有侧重传感的，有侧重通讯的，有侧重某项应用领域的，如智能电网、智能交通等，似乎不像以往的专业设置，有相对统一的方向。 出现这个局面，首先就说明一点：物联网不应是一个传统形式本科专业，至少不适合作为一个本科专业而存在！ 现实中很多领域都有这个特征，它有广泛的需求，且孕育着极大的机会，但由于其所涉及的知识属于跨学科的，需要多方面的基础及专业知识作为铺垫，故作为本科专业有些勉为其难。 我很早就听过的一个说法：海洋学院不应该面向高中生招生，应该是从学过相关专业的本科毕业生中选拔，因为海洋研究要用到各方面的专业知识，它属于二级学科，需要一些基础性的专业知识背景，如生物、化学、流体力学等，而这些知识是高中生所不具备的，如果要他们在海洋学院的四年中学会这些，估计和海洋相关的知识几乎没有时间传授了，这样毕业的学生和普通院校有何差别？ 对比今天的物联网，似乎也有“海洋学院”的影子。 如果把物联网提升到目前所宣传的那个高度，要培养一个能应对如此“宽泛”领域的人才，似乎也应该是作为一个二级学科而存在。 首先这些人应该在普通本科中学会一些基础性的专业知识，如测量、传感、通讯、大规模计算和统计等，然后再进入物联网专业，结合自己所具备的专业知识背景，侧重研究物联网的某一分支，如侧重于基于联网需求设计测量部分，或基于测量特征设计通讯链路和协议，或基于收集来的巨量信息研究如何用“云”来储存和分析，从而使其成为有效信息而非“字典”。 这些都不是一个高中生所能直接面对的，而把所需的专业知识作为物联网专业的基础知识来传授，时间不够，本来这些就是四年的本科课程，学完这些，留给物联网的相关知识传授时间有限了，只能培养出一个无特色的学生，这和设置此专业的初衷不是相悖吗？ 所以，如果要培养一个真正意义上的物联网人才，靠本科四年的学习难以胜任！ 所谓真正意义上的“物联网人才”，按我的理解应该是：能将目前的现实需求纳入物联网，从而产生有别于传统解决方案的革命性变化。 听起来有些“玄”，但目前的宣传就是如此，甚至有过之而无不及，腾“云”驾“物”是在媒体上看到的最经典的描述！何时能落地，似乎还欠火候。 那针对目前的物联网热，学校应该如何应对呢？ 依本人愚见：暂时不去想培养那些“真正的物联网人才”，那些未来的****并非本科教育所能造就，作为大量输送技术骨干进入社会的工科院校，着眼点应该是如何培养一个能在未来的工作中应对物联网需求的技术人员。 要做到这点，首先应该分析物联网到底衍生出那些新的东西？ “物联网”三个字实际上表达了其含义： 第一：“物”，乃所关注的对象 第二：“联”，乃所采取的手段 第三：“网”，乃解决问题的工具 这三个部分中，“物”早已存在，最为悠久，人们对“物”可以说是“关怀备至”了，至今仍在不断深入，并非物联网所带来的新生事物。 而“网”虽较“年轻”，但由于技术手段的进步，人们也已将其功能发挥的“淋漓尽致”，“网”已经给人们生活带来了巨大变化。 唯一属于物联网带来的新生事物就是“联”，即将“物”连接到“网”上！ 联网的设备已很多，为何此时将“物”连到网上就成了新东西？ 先分析一下以往的联网设备有什么特征。目前联网的设备主要是计算机、手机、电视等，还有一些幕后设备，如交换机、路由器等，究其特征，无一例外是和人交互，或者是服务于与人交互。所以，以往的互联网也可以称之为“人联网”！ 而如今“物联网”所指的“物”，多为面向自然界的物，关注的是其生物、理化等特征，是一些不具备智能的物，即便是和人相关，此时所关注的也是人的生物特征而非智能，所以完全区别于现存的“互联网”所承载的内容。目前互联网的绝大多数信息是服务于智能的，属于“上层建筑”，而物联网要关注的则是“经济基础”。 因为这些“物”相对“低能”，以往联网的方式就要做相应改变，以适应其特征，这才是物联网的精髓所在。 “物”有千百种，均有相应的专业在探究，而“网”也有相应的分支在完善，至于数据分析、云计算、分布式运算、并行计算等早已是深入研究的课题。后两者近年来已不断融合、完善，有了长足的进步。只是前者和后两者似乎有些像平行线，暂无交点。 物联网则是要在这两条平行线间架起一座桥，使前者的信息能借助于后者得到升华！ 但由于“物”的“低能”和“多样性”特征，使得原有的联网手段不再适合，正是这种缺位才催生了物联网教学的需求！ 因此，探究各种“物”所适合的联网手段，应该是培养一个可以应对物联网需求的工程技术人员的重点。 虽说联网应该是通讯的范畴，但以往通讯的关注点是媒介、链路和协议，而作为物联网应用需求，应该是关注各种通讯方式的特征，结合所需联网的“物”之个性，选择合适的通讯方案，侧重点是“选择”。 要做出合适的选择，就要对各类通讯方式的特点予以准确的把握，扬长避短，并合理的加以组合，从而达到最可靠、经济的方案。 不要一提到物联网就是 ZigBee、Wifi，实际上每种通讯方式都有其利弊和适用的环境。智能电网上的检测用 ZigBee 就不一定比“载波”合适；智能家居的很多节点或许用简单的“485总线”集中后再由WiFi 或 ZigBee转接入网更加经济、可靠。 所以，准确地把握对象特征和应用场景，同时熟知各类通讯技术的优势、缺陷，是一个合格的物联网应用技术人员的核心素质。 至于物联网的高层次应用，即那些汇集了巨量数据的“云”该如何处置？如何产生效益？那是少数精英的事，需要大量技术人员的是这个金字塔的塔基。 具体而言，针对物联网应用需求，学习应该关注： 1、 理解最基本的通讯原理，尤其是串行通讯，因为只要距离略远，并行通讯基本无使用可能，而现实中的各类通讯，不论是有线的RS232、485、USB、以太网，还是红外、蓝牙、Wifi，其实质都是串行通讯，区别只在于介质和协议。 2、 通过最简单的UART通讯，理解握手、冲突、争抢、仲裁等通讯中常见的问题，以及丢帧、误码的可靠性问题，理解通讯协议的作用和含义。 3、 通过简单的实际应用，理解各种场景的需求，何时要速度？何时要可靠？何时要响应快？何时要低功耗？ 4、 结合所面临的需求，尝试各类通讯，只要会用即可，因为随着MCU的无所不在，各类通讯模块使用越来越简单，看似神秘的3G通讯，也能用和古老的Modem一样的AT命令让其工作。对于多数人而言，只能做到会用即可，设计、生产这类模块的事情交给地球上少数人去 *** 心吧。就像 PC，全世界都在用，但只有Intel和AMD为此劳神，似乎也并未耽误PC的普及和使用啊！ 5、 选择一个分支，系统地贯穿一下各个层面，从“物”开始，到“网”结束，无所谓实用，只要涵盖的物联网的要素即可，重要是通过实际的体验，感受将“物”连到“网”上后所遇到的问题。 总之，我觉得，如果是培养一个应用类的技术人员，不需要特别的传授什么“物联网”的专业知识，而是用已有的专业知识，围绕上述重点实践即可，重要的是体验和阅读理解，因为未来的应用是多种多样的，无法预知，所以培养把握对象特征的能力是非常重要的。 最后，推荐一本关于各类通讯的书： 《嵌入式网络通信开发应用》 怯肇乾著北京航空航天大学出版，ISBN978-7-5124-0179-2 面对如此众多的通讯方式，想要全面了解并非易事，很多书都是只描述一部分，此书却全面收集了各种现存的通讯方式，为选择合适的通讯提供了极大的便利。 详细目录见“好书交流”栏目。

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