三分钟了解物联网

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什么是物联网?

物联网是指通过射频识别、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,以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络 ,实现任何时间、任何地点,人、机、物的互联互通 ,是新一代信息技术的重要组成部分。物联网概念最早出现于比尔盖茨1995年《未来之路》一书。

物联网的基本特征

物联网的基本特征从通信对象和过程来看,物与物、人与物之间的信息交互是物联网的核心。物联网的基本特征为整体感知、可靠传输和智能处理 。

物联网的关键技术

1.射频识别技术

一种简单的无线系统,由一个询问器(或阅读器)和很多应答器(或标签)组成。该技术让物品能够“开口说话”。这就赋予了物联网一个特性即可跟踪性。

2.传感网

它是由微传感器、微执行器、信号处理和控制电路、通讯接口和电源等部件组成的一体化的微型器件系统。它赋予了普通物体新的生命,它们有了属于自己的数据传输通路、有了存储功能、操作系统和专门的应用程序,从而形成一个庞大的传感网。这让物联网能够通过物品来实现对人的监控与保护。

3.M2M系统框架

它是一种以机器终端智能交互为核心的、网络化的应用与服务。它将使对象实现智能化的控制。M2M技术涉及5个重要的技术部分:机器、M2M硬件、通信网络、中间件、应用。基于云计算平台和智能网络,可以依据传感器网络获取的数据进行决策,改变对象的行为进行控制和反馈。

4.云计算

云计算旨在通过网络把多个成本相对较低的计算实体整合成一个具有强大计算能力的完美系统,并借助先进的商业模式让终端用户可以得到这些强大计算能力的服务。物联网感知层获取大量数据信息,在经过网络层传输以后,放到一个标准平台上,再利用高性能的云计算对其进行处理,赋予这些数据智能,才能最终转换成对终端用户有用的信息 。

发展前景广阔

1.政策利好行业发展

工信部等八部门联合印发《物联网新型基础设施建设三年行动计划(2021-2023年)》。目标到2023年底,在国内主要城市初步建成物联网新型基础设施,社会现代化治理、产业数字化转型和民生消费升级的基础更加稳固。强调在行业标准体系、网络数据安全、知识产权等方面不断完善提高,支持物联网健康发展。

2.技术突破带动行业发展

物联网行业发展的内生动力正在不断增强。连接技术不断突破,NB-Iot、eMTC、Lora等低功耗广域网全球商用化进程不断加速;物联网平台迅速增长,服务支撑能力迅速提升;区块链、边缘计算、人工智能等新技术题材不断注入物联网,为物联网带来新的创新活力。受技术和产业成熟度的综合驱动,物联网呈现“边缘的智能化、连接的泛在化、服务的平台化、数据的延伸化”等特点。各项技术不断突破带动行业不断发展。

3.应用领域丰富,市场前景广阔

随着物联网的快速发展,物联网在生活中的应用越来越广。物联网遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、工业监测、个人健康等多个领域,从服务范围、服务方式到服务的质量等方面都有了极大的改进,大大的提高了人们的生活质量。物联网应用领域丰富,市场需求逐渐被释放,市场前景广阔。

物联网市场规模

据中国互联网协会报告,截至2021年,物联网市场规模达1.84万亿元,预计2022年市场规模将达2.1万亿元。

物联网发展中需要解决的问题

虽然物联网近年来的发展已经渐成规模,各国都投入了巨大的人力、物力、财力来进行研究和开发。但是在技术、管理、成本、政策、安全等方面仍然存在许多需要攻克的难题, 具体分析如下:

1.技术标准的统一与协调问题

传统互联网的标准并不适合物联网。物联网感知层的数据多源异构,不同的设备有不同的接口,不同的技术标准;网络层、应用层也由于使用的网络类型不同、行业的应用方向不同而存在不同的网络协议和体系结构。建立的统一的物联网体系架构,统一的技术标准是物联网正在面对的难题 。

2.管理平台问题

物联网自身就是一个复杂的网络体系,加之应用领域遍及各行各业,不可避免的存在很大的交叉性。如果这个网络体系没有一个专门的综合平台对信息进行分类管理,就会出现大量信息冗余、重复工作、重复建设造成资源浪费的状况。每个行业的应用各自独立,成本高、效率低,体现不出物联网的优势,势必会影响物联网的推广。 物联网现急需要一个能整合各行业资源的统一管理平台,使其能形成一个完整的产业链模式 。

3.成本问题

各国对物联网都积极支持,在看似百花齐放的背后,能够真正投入并大规模使用的物联网项目少之又少。譬如,实现射频识别技术最基本的电子标签及读卡器,其成本价格一直无法达到企业的预期,性价比不高;传感网络是一种多跳自组织网络,极易遭到环境因素或人为因素的破坏,若要保证网络通畅,并能实时安全传送可靠信息,网络的维护成本高。在成本没有达到普遍可以接受的范围内,物联网的发展只能是空谈 。

4.安全性问题

物联网相对于互联网作为新兴产物,体系结构更复杂、没有统一标准,各方面的安全问题更加突出。其关键实现技术是传感网络,传感器暴露的自然环境下,特别是一些放置在恶劣环境中的传感器,如何长期维持网络的完整性对传感技术提出了新的要求,传感网络必须有自愈的功能。 这不仅仅受环境因素影响,人为因素的影响更严峻。射频识别技术是其另一关键实现技术,就是事先将电子标签置入物品中以达到实时监控的状态,这对于部分标签物的所有者势必会造成一些个人隐私的暴露,个人信息的安全性存在问题。不仅仅是个人信息安全,如今企业之间、国家之间合作都相当普遍,一旦网络遭到攻击,后果将更不敢想象。 如何在使用物联网的过程做到信息化和安全化的平衡至关重要 。

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没有传感器,哪来物联网?

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