時間：2023-12-08 17:20:45
導語：在物聯(lián)網(wǎng)感知技術的撰寫旅程中，學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領您探索更多的創(chuàng)作可能。
【關鍵詞】物聯(lián)網(wǎng)，感知技術
1、感知技術分析
物聯(lián)網(wǎng)的架構分為感知層、網(wǎng)絡層和應用層，本文將感知層涉及的相關技術統(tǒng)稱為感知技術。感知技術是物聯(lián)網(wǎng)的基礎，它跟現(xiàn)在的一些基礎網(wǎng)絡設施結合能夠為未來人類社會提供無所不在、全面的感知服務，真正實現(xiàn)所謂的物理世界無所不在，物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)接的對象包括智能裝置及通過傳感器感知的整個物理世界。物聯(lián)網(wǎng)感知層涉及的技術眾多，這里對自動識別技術、傳感技術、定位技術、傳感網(wǎng)標準作簡要分析。
1.1自動識別技術。自動識別技術是以計算機技術和通信技術為基礎的一門綜合性科學技術，是數(shù)據(jù)編碼、數(shù)據(jù)標識、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉藴驶侄巍０l碼識別技術、射頻識別技術、語音識別技術、生物特征識別技術、圖象識別技術、OCR、磁識別技術等。自動識別技術要素是標識與識讀，物聯(lián)網(wǎng)中用標識代表連接對象，具有唯一數(shù)字編碼或可辨特征，識別分別是數(shù)據(jù)采集技術和特征提取技術，標識編碼和特征的唯一性、統(tǒng)一性對物聯(lián)網(wǎng)應用至關重要。每一種自動識別技術的固有特性都使應用具有優(yōu)勢和限制，許多情況下必須多種技術、多種手段并用，來滿足實際應用需要，如：條碼和RFID就經(jīng)常聯(lián)合采用。
1.2傳感技術。傳感器將物理世界中的物理量、化學量、生物量轉(zhuǎn)化成供處理的數(shù)字信號，從而為感知物理世界提供最初的信息來源。感知的對象包括溫度、壓力、流量、位移、速度等。物聯(lián)網(wǎng)感知層除了有傳感器，還有執(zhí)行器和控制器，通過通信模塊與網(wǎng)關互聯(lián)或先行組網(wǎng)與網(wǎng)關互聯(lián)，包括傳感網(wǎng)、工業(yè)總線等。IEEE 1451傳感器接口標準規(guī)定了智能傳感器的通用接口命令和操合，一定程度上解決了當前工業(yè)總線標準不統(tǒng)一問題，降低了傳感網(wǎng)應用集成開發(fā)的難度。目前市場上智能化、網(wǎng)絡化的傳感器種類和功能都有成長，隨著技術進步體積和成本呈下降趨勢。
1.3定位技術。可應用于物聯(lián)網(wǎng)的定位技術分為衛(wèi)星定位、無線電波定位、傳感定位等。衛(wèi)星定位技術有GPS、GLONASS、北斗等。美國GPS技術比較成熟，且廣泛應用。我國的北斗衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)也已經(jīng)取得較大進展，中國北斗導航定位系統(tǒng)預計2020年前后覆蓋全球，但目前北斗系統(tǒng)的并發(fā)容量、定位精度和終端成本還有待進一步發(fā)展。俄羅斯的GLONASS也在從新布網(wǎng)，但競爭力還無從判斷。
無線電波定位主要是蜂窩移動通信系統(tǒng)的小區(qū)定位技術，運營商提供小區(qū)定位服務，但定位精度與GPS有差距。
另外，可利用物聯(lián)網(wǎng)感知層進行定位，如利用RFID傳感、車牌，集裝箱圖像識別等也可感知物體的位置。
1.4傳感網(wǎng)標準。傳感網(wǎng)就是感知設備組網(wǎng)，通常是指由大量傳感器節(jié)點構成的無線傳感器網(wǎng)絡，是物聯(lián)網(wǎng)應用的重要技術和建設熱點。傳感網(wǎng)與通信網(wǎng)的融合，實現(xiàn)人與物、物與物的互聯(lián)，形成物聯(lián)網(wǎng)。如此多種類和數(shù)量的物理設備整合，需要相應的技術標準和行業(yè)標準。ITU是最早進行傳感網(wǎng)標準化的組織之一。ISO/IEC JTCl正式成立傳感網(wǎng)標準化工組（WG7）。我國成立了國家傳感器網(wǎng)絡標準化工作組，積極參與國際傳感網(wǎng)標準化工作，具有較高的話語權。作為物聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術之一，國際國內(nèi)傳感網(wǎng)技術標準工作正在進行當中，將不斷有新標準出臺，其對能建立什么樣服務價值鏈的產(chǎn)業(yè)鏈規(guī)模意義非凡。
2、未來物聯(lián)網(wǎng)技術可應用地震抗災
在未來的物聯(lián)網(wǎng)時代，人與物、物與物的時刻相連與動態(tài)感知，以及智能決策和泛在應用，使城市減災救助服務工作的重點前移，從災后救助逐步轉(zhuǎn)移到以防為主的感知預警。可以說這是革命性的轉(zhuǎn)變，大大減少了災難的發(fā)生，從被動應急救助逐步轉(zhuǎn)向主動的預警防災。物聯(lián)網(wǎng)在救災中的應用給災難救援帶來極大的便利。
隨著自然環(huán)境的惡化，自然災難在近幾年頻繁出現(xiàn)，而作為新興技術的物聯(lián)網(wǎng)技術，在面對災難時也將更多的應用到災難的預防與救援當中，RFID、無線傳感、GPS全球定位、條碼技術等在各種自然災害面前都發(fā)揮著各自的作用，為人們的生命財產(chǎn)安全提供很好的技術保障。
在時間就是生命的災難面前，物聯(lián)網(wǎng)技術為在各種情況下的突發(fā)事件，贏得了更多的應急和救援時間。那物聯(lián)網(wǎng)技術具體在災難中有哪些作用呢？對人們生命財產(chǎn)安全的保護又能起怎樣的作用呢？下面淺談物聯(lián)網(wǎng)技術在災難中的各種應用。
早在幾年前，英國研究者已開始研究使用RFID和傳感器來監(jiān)控地震中的房屋，他們把已建成在希臘的原型稱為“自治愈”房屋。這種房屋在墻中專門設計了縫隙空間，并且墻體中加入了可在強壓下變?yōu)榱黧w的材料。如果受到地震引起的壓力，流體回流到縫隙中，不會對固體墻面產(chǎn)生影響。其結果是，房屋依舊存在，但可能會移動位置。如果建筑沒有坍塌，通過RFID和傳感器收集的數(shù)據(jù)會用來判別位置偏移量。此外，建筑中的RFID標簽和傳感器可以共同構建一套警報系統(tǒng)，來預警即將到來的地震。
作為物聯(lián)網(wǎng)的核心技術，在災難中的RFID的識別和引導作用應用較大，而物聯(lián)網(wǎng)的其他技術也大有用武之地。在長江三峽庫區(qū)特殊地帶滑坡災難監(jiān)測預警中，無線傳感器網(wǎng)絡（WSN）技術得到了很好的應用，利用各種傳感器實時采集信息，通過無線的方式將信息傳輸給控制中心，能夠解決布設有線監(jiān)測系統(tǒng)的缺陷，而且適用于GMS網(wǎng)絡信號無法覆蓋的偏遠山區(qū)滑坡災害監(jiān)測。正是由于WSN本身的冗余性、無線性、網(wǎng)絡的自組織性，而具有較強的抗破壞能力，可以在基礎通信設施可能被毀壞的情況下，完成一定的通信任務，所以WSN技術才能成功應用到滑坡危險地帶的災難監(jiān)測預警中。
類似的用于地質(zhì)監(jiān)測的物聯(lián)網(wǎng)技術，還有對瑞士阿爾卑斯山地質(zhì)和環(huán)境狀況的長期監(jiān)控有應用，監(jiān)控現(xiàn)場不再需要人為的參與，而是通過無線傳感器對整個阿爾卑斯山脈實現(xiàn)大范圍深層次監(jiān)控，包括：溫度的變化對山坡結構的影響以及氣候?qū)ν临|(zhì)滲水的變化。所搜集到的數(shù)據(jù)除可作為自然環(huán)境研究的參考外，經(jīng)過分析后的信息也可以作為提前掌握山崩、落石等自然災害的事前警示。
1 引言
物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things，簡稱IoT)是一種建立在互聯(lián)網(wǎng)基礎之上，由物物相連來進行數(shù)據(jù)交換和信息通訊的新型互聯(lián)網(wǎng)。而物聯(lián)網(wǎng)信息的安全感知技術和交互技術是當前中國信息技術研究的一個熱點問題，也是世界上各個國家和各個領域高度關注的一個焦點問題。
2 物聯(lián)網(wǎng)信息安全感知技術的分析研究
2.1 數(shù)據(jù)收集技術
所謂數(shù)據(jù)的收集工作，指的是數(shù)據(jù)的各個感知節(jié)點集中到某一個匯聚節(jié)點的匯集過程。數(shù)據(jù)收集技術的關鍵在于傳遞數(shù)據(jù)信息的過程中對數(shù)據(jù)可靠性和信息安全性的保證，依據(jù)應用的不同，數(shù)據(jù)收集會有不同的制約目標。數(shù)據(jù)的可靠性和信息的安全性是數(shù)據(jù)傳遞過程中的重點，而數(shù)據(jù)的傳輸就是為了保障數(shù)據(jù)信息從感知節(jié)點能夠一路暢通地安全傳遞到匯聚節(jié)點上。就目前而言，最常用的數(shù)據(jù)收集技術就是多路徑傳輸和數(shù)據(jù)重傳。在感知節(jié)點和匯聚節(jié)點之間建立起多條傳輸路線和傳輸方式的傳輸模式就叫做多路徑傳輸，其本質(zhì)是將感知節(jié)點的數(shù)據(jù)信息同時沿多條路徑向匯聚節(jié)點傳輸，從而保障和提高數(shù)據(jù)信息的可靠性和安全性。
數(shù)據(jù)收集當中重點考慮的問題便是能量均衡以及能耗約束。如圖1所示，在物聯(lián)網(wǎng)的綜合安全系統(tǒng)模型中，多路徑方法能夠同時通過多個路徑將數(shù)據(jù)傳送至指定目標，但往往會消耗大量能源。而數(shù)據(jù)重傳則是將全部需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流量放置于統(tǒng)一路徑之上，不僅影響了網(wǎng)絡的能量均衡，并且當傳輸路徑出現(xiàn)問題，技術人員便需對路由進行重建。針對上述問題，物聯(lián)網(wǎng)研發(fā)人員對兩種方式進行了改善。以TSMP多路徑數(shù)據(jù)傳送方式為例，該方式基于全局時間同步這一條件，將網(wǎng)絡視為多途徑的時間片陣列，通過調(diào)整時間片以避免數(shù)據(jù)之間產(chǎn)生沖突，使得數(shù)據(jù)能夠有效快速地傳輸。數(shù)據(jù)傳輸是物聯(lián)網(wǎng)信息安全感知技術中的重要技術之一，對物聯(lián)網(wǎng)信息安全感知具有積極意義。
2.2 數(shù)據(jù)融合技術
數(shù)據(jù)的融合技術是物聯(lián)網(wǎng)信息安全感知技術中的核心技術。數(shù)據(jù)的融合指的是利用飄逸均值濾波法來消除多元異構數(shù)據(jù)的大量傳輸及其所導致的噪音數(shù)據(jù)和冗余數(shù)據(jù)，將凈化和簡化過后的數(shù)據(jù)信息傳遞到匯聚節(jié)點，不僅可以降低數(shù)據(jù)的傳遞量和在傳遞過程中可能發(fā)生的數(shù)據(jù)沖突，還有效提高了多元異構數(shù)據(jù)的處理效率和連續(xù)性數(shù)據(jù)的傳送質(zhì)量。
通常情況下，技術人員在數(shù)據(jù)層方面可使用概率統(tǒng)計法、卡爾曼濾波以及回歸分析法等較為傳統(tǒng)數(shù)據(jù)融合方式，以便消除數(shù)據(jù)當中的多余信息、異常數(shù)據(jù)以及去除噪聲。技術人員在研究以簇結構為基礎的數(shù)據(jù)融合問題時，可使用Bayes方法進行數(shù)據(jù)融合，以避免物聯(lián)網(wǎng)在收集數(shù)據(jù)的過程中，簇頭節(jié)點出現(xiàn)數(shù)據(jù)之間沖突的現(xiàn)象。技術人員使用Bayes方式能夠估算物聯(lián)網(wǎng)傳送數(shù)據(jù)中所包含節(jié)點的具體數(shù)量。技術人員若要使得Bayes方式的計算效率得到提升，可以應用后驗概率的分布式進行計算。使用后驗概率分布式計算之前，技術人員需先對物聯(lián)網(wǎng)初始數(shù)據(jù)進行回歸分析，之后便可利用數(shù)量較少的數(shù)據(jù)獲取感知數(shù)據(jù)全部或局部的數(shù)據(jù)估計。
3 物聯(lián)網(wǎng)信息交互技術的分析研究
3.1 網(wǎng)絡和內(nèi)容之間的信息交互
網(wǎng)絡和內(nèi)容之間的信息交互指的是向用戶展示需求的信息內(nèi)容，并在進行交互的過程中對感知到的數(shù)據(jù)信息進行匯集、分類、組織、融合和儲存的處理工作。其中，網(wǎng)絡和內(nèi)容的信息交互主要是指數(shù)據(jù)信息的組織和儲存。由于網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)信息的流動量很大，針對數(shù)據(jù)信息的組織工作和儲存工作就會產(chǎn)生各種各樣的問題。就目前的問題狀況來看，物聯(lián)網(wǎng)的信息感知和信息交互都將會朝著分布式的數(shù)據(jù)儲存技術改善和發(fā)展。
物理網(wǎng)絡當中能夠?qū)?shù)據(jù)的存儲分為外部存儲以及局部存儲兩種方式。然而兩種數(shù)據(jù)闡述方式都存在一定的弊端。外部數(shù)據(jù)存儲無法承受較大的傳輸量，而局部數(shù)據(jù)存儲管理方式復雜，用戶數(shù)據(jù)搜索也需要較大的成本，且儲存空間有限。技術人員可圍繞數(shù)據(jù)建立儲存方式，先建立某一協(xié)議，之后按照所制定的協(xié)議，將數(shù)據(jù)分布式存儲于網(wǎng)絡之中的某部分節(jié)點當中。這一方法與無線感知網(wǎng)絡所具備的特性相符，故而在無線感知網(wǎng)絡數(shù)據(jù)儲存以及管理中廣泛應用。不僅使得圍繞數(shù)據(jù)建立的數(shù)據(jù)儲存方式在運行過程中需依照網(wǎng)絡分布進行，同時使得數(shù)據(jù)在搜索以及管理網(wǎng)絡內(nèi)部數(shù)據(jù)儲存規(guī)則時更為便利。
3.2 內(nèi)容和用戶之間的信息交互
內(nèi)容和用戶之間的信息交互也相當關鍵和重要，具體指的是用戶向物聯(lián)網(wǎng)輸入所需內(nèi)容的一部分關鍵信息而從隨即得出的相關資料中檢索到自己想要的數(shù)據(jù)信息這樣一種互動性的信息交互。作為物聯(lián)網(wǎng)的用戶在物聯(lián)網(wǎng)的信息交換模型中通過在物聯(lián)網(wǎng)龐大的數(shù)據(jù)庫中輸入關鍵字詞來進行相關的查詢和模糊性的匹配，以此搜索和獲取到自己需要的信息和數(shù)據(jù)。除了輸入關鍵詞以外，還可以利用語音或是其它指令的錄入來進行互動，進而獲取到用戶需要的信息數(shù)據(jù)內(nèi)容。
內(nèi)容與用戶之間的信息交互包括兩方面內(nèi)容。
其一，控制信息的傳輸。控制信息的傳輸是向網(wǎng)絡中各部分節(jié)點輸入各類信息的過程，所輸入的信息包括收集的數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡設置信息、搜索指令等。與數(shù)據(jù)收集有所不用，控制信息的傳輸是從一點到多點的數(shù)據(jù)傳送過程。控制信息傳輸對可靠性有較高的需求，同時，數(shù)據(jù)收集以及搜索指令還要求物聯(lián)網(wǎng)達到低延遲這一標準。若物聯(lián)網(wǎng)覆蓋范圍較廣，技術人員還應考慮能耗問題。就目前來說，大部分用以限制信息傳輸?shù)膮f(xié)議都是以Adhoc網(wǎng)絡的洪泛以及謠傳協(xié)議作為基礎建設而成。
其二，信息交互對象的選擇。技術人員還應確保網(wǎng)絡能夠長期保持運行狀態(tài)。在安裝無線無線感知網(wǎng)絡時，技術人員實際設置的節(jié)點應遠遠多于網(wǎng)絡覆蓋所需的節(jié)點。使得信息在交互過程當中，部分節(jié)點處于非工作狀態(tài)。當物聯(lián)網(wǎng)運行到一定狀態(tài)時，部分節(jié)點子集方才開始工作。這樣既能保證物聯(lián)網(wǎng)長期保持在工作狀態(tài)，同時也降低了能耗，促進了物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。
4 結束語
作為建立在互聯(lián)網(wǎng)的基礎之上并且不斷向外擴展和延伸的一種信息網(wǎng)絡，物聯(lián)網(wǎng)正在掀開信息技術領域的一頁新的篇章。其信息安全感知技術主要是指數(shù)據(jù)的收集、壓縮、融合、清洗和聚集等方面的技術。而信息交互技術則包括網(wǎng)絡、用戶和信息內(nèi)容三者之間兩兩相關的交互關系。
作者簡介：
[關鍵詞]形成期；中部；物聯(lián)網(wǎng)技術；接受；應用
[中圖分類號]F49；F552.7 [文獻標識碼]A [文章編號]1006-5024（2013）10-0106-05
一、物聯(lián)網(wǎng)應用概述
物聯(lián)網(wǎng)是通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進行信息交換和通信，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤和管理的一種網(wǎng)絡。物聯(lián)網(wǎng)技術發(fā)源于美國，作為一個科技大國，美國十分重視3s技術（RS，GIS，GPS）的發(fā)展。同時，物聯(lián)網(wǎng)在對美國第二產(chǎn)業(yè)的改造以及提升第三產(chǎn)業(yè)的競爭力方面受益頗豐。國內(nèi)方面，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)在各個領域被廣泛應用并產(chǎn)生了可觀效益。不過，物聯(lián)網(wǎng)大多屬于行業(yè)應用，而生活應用并不多。中國工程院院士陳俊亮指出，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展要“用”字當頭。一項新技術產(chǎn)生后終究要靠人們接受后大規(guī)模的商業(yè)應用才能成長乃至成熟。因此，對物聯(lián)網(wǎng)技術的市場應用進行研究，是發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)的一項重要研究課題。應用的基礎是該項技術被普通百姓廣泛接受。只有人們接受了某項技術才會大規(guī)模地應用，大規(guī)模應用使得成本下降，規(guī)模經(jīng)濟逐漸顯現(xiàn)，盈利越來越多。本文意在研究影響形成期中部地區(qū)物聯(lián)網(wǎng)技術接受和應用的因素，從而提出相應的對策。
二、技術接受模型（TAM）及其后續(xù)擴展模型
技術接受研究領域最具代表性的理論是F.D.Davis的技術接受模型（Technology AcceptanceModel，TAM），Venkatech and F.D.Davis的技術接受擴展模型（The Extension of the TechnologyAcceptance Model，TAM2），技術接受及使用綜合模型（Unified Theory of Acceptance and Use ofTechnology，UTAUT），Venkatesh and Bala的技術接受模型3（TAM3）。而在社會心理學里的計劃行為理論（Theory of Planned Behavior，TPB）、社會認知理論（Social Cognitive Theory，SCT），以及創(chuàng)新擴散理論（Innovation Diffusion Theory，IDT）也被借用到技術接受研究領域。而在上述的8個模型中，應用最廣、影響最深遠的應該是Davis的技術接受模型（TAM）。技術接受模型給出的有關信息技術接受方面的結論是：人們使用信息技術的行為是由使用意向決定的，使用意向由使用的態(tài)度和對技術的感知有用性決定，而使用的態(tài)度是由對技術的感知有用性和感知易用性決定的，感知易用性還影響感知有用性，而感知有用性和感知易用性是由外部變量決定（見圖1）。
技術接受模型的特點是含義清晰，形式簡單，易于驗證。因此，應用此模型進行研究比較多。該模型的局限性是：該模型背景是發(fā)達國家廣泛應用信息技術，成本低但收益顯著；相比而言，發(fā)展中國家的信息技術應用十分有限。因此，發(fā)展中國家的研究不能照搬Davis的技術接受模型。此外，在模型研究對象上，以往的研究對象大多是學生，對象同質(zhì)性問題突出。而且，對一些復雜信息系統(tǒng)如ERP的研究，Zviran，Pliskin，Levin發(fā)現(xiàn)技術接受模型中的影響關系并沒有像對簡單系統(tǒng)的研究那樣顯著。Fiona Fui-Hoon Nah等提出，應用技術接受模型進行實證研究的一個前提是：用戶對信息系統(tǒng)的使用有一定程度的選擇權（即使用意愿）。而對復雜信息系統(tǒng)如ERP的使用，使用者是公司的職員，他們的使用取決于公司推行應用ERP的意志，大多是被動地強制接受，技術接受模型不太適用復雜系統(tǒng)的研究。因此，國內(nèi)學者針對我國應用信息技術的現(xiàn)狀，建議在利用技術接受模型研究或構建技術接受模型時，應關注信息系統(tǒng)的過程性，如對模型的適應范圍、適用階段、應用方法和過程等方面加以考慮，結合信息技術生命周期觀點研究或構建模型，以及考慮中國的信息化現(xiàn)狀與西方發(fā)達國家差距懸殊的特點，建議從信息收益、信息能力、信息分化觀點構建適合我國的技術接受模型，特別是針對物聯(lián)網(wǎng)這一復雜系統(tǒng)，應該結合該技術和產(chǎn)業(yè)在我國的具體發(fā)展階段、各個地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展差異狀況以及信息化水平的不同，來構建適合我國國情以及各區(qū)域省情的物聯(lián)網(wǎng)技術接受模型。
三、形成期中部地區(qū)物聯(lián)網(wǎng)技術接受模型構建
根據(jù)上述中外學者對技術接受模型研究成果和模型構建方面的建議，本研究基于Davis的技術接受模型，以我國信息化地區(qū)差距巨大的現(xiàn)狀為依據(jù)，綜合考慮物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展階段及產(chǎn)業(yè)的形成階段，以及我國信息化的信息收益和人們的信息能力，構建適合中部地區(qū)信息化具體情形的形成期物聯(lián)網(wǎng)技術接受模型。
（一）物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)處于形成期
產(chǎn)業(yè)必須經(jīng)歷起步期、成長期、成熟期和衰退期，而新興產(chǎn)業(yè)主要包括形成、成長和發(fā)展三個階段。前端是新興技術向新興產(chǎn)業(yè)的過渡期；中間是主導設計確立后，技術快速擴散、市場急劇發(fā)展、產(chǎn)業(yè)配套逐步形成的成長期；后端是產(chǎn)業(yè)走向市場穩(wěn)定、收益遞減和擴散減弱的成熟期。綜合新興產(chǎn)業(yè)的上述演化特點，認定我國物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展階段處于起步期向成長期的過渡期，即產(chǎn)業(yè)形成期。
（二）中部地區(qū)信息化和信息收益現(xiàn)狀
表1是2009年全國及四個類型地區(qū)信息化發(fā)展指數(shù)比較表，中部地區(qū)的大部分省份屬于第三類地區(qū)。表中數(shù)據(jù)顯示，無論是各類分指數(shù)還是總指數(shù)，中部地區(qū)與全國平均水平都相差較大，而與第一類地區(qū)則差距更大，很多指數(shù)與第四類地區(qū)幾乎沒有區(qū)別，中部地區(qū)的信息化水平接近全國最低指數(shù)，特別是基礎設施指數(shù)、產(chǎn)業(yè)技術指數(shù)和發(fā)展效果指數(shù)與全國平均、第一、第二類地區(qū)相差較大，這是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展及物聯(lián)網(wǎng)技術應用不可忽視的現(xiàn)實。由于中部地區(qū)的信息化基礎較差，利用信息資源獲得的收益較少，所以，表1中第三類地區(qū)的發(fā)展效果指數(shù)與第一類地區(qū)相差0.512，與全國平均發(fā)展效果指數(shù)相差0.105。可見，中部地區(qū)信息收益之低。加上本來的經(jīng)濟基礎不雄厚，發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)技術的基礎極不扎實。根據(jù)賽迪顧問研究公布的中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)地圖，中部地區(qū)6省的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展遠不及北京、上海、江蘇等發(fā)達地區(qū)，與西部的四川和陜西也具有較大的差距，處于等待發(fā)展的狀況。
（三）形成期中部地區(qū)物聯(lián)網(wǎng)技術接受模型構建
根據(jù)辯證唯物主義“事物的發(fā)展是具體的、歷史的”觀點，結合物聯(lián)網(wǎng)技術和產(chǎn)業(yè)的具體特點、特殊的發(fā)展階段以及中國的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)大多屬于政府主導、應用具有偏強制性或較少有選擇權的特點，考慮中部地區(qū)的信息化相對落后的現(xiàn)狀，構建形成期中部物聯(lián)網(wǎng)技術接受模型（見圖2）。
（四）基于形成期中部地區(qū)物聯(lián)網(wǎng)技術接受模型的物聯(lián)網(wǎng)技術接受與市場應用的影響因素
1 感知安全與感知隱私
感知有用性是指用戶主觀上認為某一特定系統(tǒng)所提升的工作績效程度。感知安全是指用戶主觀上認為使用物聯(lián)網(wǎng)技術對個人或組織安全的威脅。物聯(lián)網(wǎng)一般被分為感知層、傳輸層和應用層。感知層面臨的威脅有針對RFID的安全威脅、針對無線傳感網(wǎng)的安全威脅和針對移動智能終端的安全威脅；傳輸層將面臨異構網(wǎng)絡跨網(wǎng)認證安全問題；應用層面臨著未來連接為一個大的網(wǎng)絡平臺的網(wǎng)絡融合問題和安全問題。感知隱私是指用戶主觀上認為使用物聯(lián)網(wǎng)技術對個人隱私的威脅或泄露。從人的活動或組織工作的一般規(guī)律可知，人或組織對物聯(lián)網(wǎng)技術的感知安全與感知隱私越強烈，則人或組織越覺得該項技術不可用，感知安全與感知隱私與物聯(lián)網(wǎng)技術的感知有用性呈負影響關系。據(jù)此，應該盡快消除物聯(lián)網(wǎng)使用的安全與隱私障礙。
2 感知收益與感知成本
感知收益是所獲得的利益，感知成本是所付出的代價。消費者感覺到使用物聯(lián)網(wǎng)技術能獲得收益，則越傾向于使用物聯(lián)網(wǎng)技術。使用物聯(lián)網(wǎng)技術的成本越高，則越不易于使用物聯(lián)網(wǎng)技術。
3 感知易用性
感知易用性是用戶使用物聯(lián)網(wǎng)技術所付出努力的程度。消費者或組織越感覺到容易使用物聯(lián)網(wǎng)技術，則越感覺到物聯(lián)網(wǎng)技術有用。目前，物聯(lián)網(wǎng)技術的應用主要是行業(yè)應用，消費者或組織較少有選擇權。Rawstorne等和Karahanna等提出用象征性接受（symbolic Adoption）來替代技術接受模型（TAM）中的行為意愿。象征性接受是指人們或組織（主要是領導）在思想認識上已經(jīng)對新技術的接受。目前，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展主要是由政府推動，因此，本文認為消費者或組織對物聯(lián)網(wǎng)技術的感知易用性對感知有用性和象征性使用有顯著的正向影響，消費者或組織對物聯(lián)網(wǎng)技術的感知有用性對象征性使用有顯著的正向影響。
4 兼容性和便利條件
物聯(lián)網(wǎng)技術或產(chǎn)品的兼容性是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的一道障礙。為了降低成本和安全考慮，消費者更傾向于購買兼容性高的產(chǎn)品。同時，針對中部地區(qū)的信息化現(xiàn)狀，人們更不易于接受和使用物聯(lián)網(wǎng)，因為該區(qū)域的信息化水平和信息能力都較低。信息基礎設施的改善和信息人才數(shù)量的增加，將改善使用物聯(lián)網(wǎng)的便利條件，更易于該技術的接受與使用。因此，物聯(lián)網(wǎng)技術的兼容性和便利條件對象征性使用有顯著的正向影響。
5 感知有用性與象征性接受
感知有用性取決于人們對物聯(lián)網(wǎng)技術的安全感知、隱私感知、收益感知與成本感知。加強使用該技術的安全管理，減少使用成本，增加收益將增加有用性感知，進而增強物聯(lián)網(wǎng)技術的象征性接受。四、中部地區(qū)物聯(lián)網(wǎng)技術接受與應用建議
根據(jù)上述形成期中部地區(qū)物聯(lián)網(wǎng)技術接受模型，可以看到，便利條件和兼容性影響到人們對物聯(lián)網(wǎng)技術的象征性使用。而感知安全、感知隱私、感知成本和感知收益又影響到人們對物聯(lián)網(wǎng)技術的有用性感知。因此，應該大力加強物聯(lián)網(wǎng)基礎設施建設，培育更多懂物聯(lián)網(wǎng)技術和管理的人才，進一步降低物聯(lián)網(wǎng)的成本、增加使用物聯(lián)網(wǎng)的收益，以及要對物聯(lián)網(wǎng)進行大膽又具有前瞻性的管理。
（一）大力降低信息資費，加強信息基礎設施建設，縮小中部與發(fā)達地區(qū)間的“信息鴻溝”
物聯(lián)網(wǎng)的基礎網(wǎng)絡包括互聯(lián)網(wǎng)、移動通訊網(wǎng)和無線傳感網(wǎng)（wireless sensor network，WSN）。目前的電信網(wǎng)絡是物聯(lián)網(wǎng)工作的主要通道。大力降低上網(wǎng)資費，使得人人有條件上網(wǎng)，人們就有能力使用層次更高的物聯(lián)網(wǎng)。同時，通過多種培訓方式培養(yǎng)和提高人們獲取、使用和鑒別信息的能力，使人們的信息意識提高到新的水平。西方發(fā)達國家物聯(lián)網(wǎng)應用表明，大力降低包括網(wǎng)絡通訊費用在內(nèi)的信息費用，是物聯(lián)網(wǎng)廣泛應用的有力支持之一。國內(nèi)的入網(wǎng)資費、入網(wǎng)設備的資費等偏高致使使用者較少，進而形成使用成本升高的惡性循環(huán)，而政府對物聯(lián)網(wǎng)軟、硬件提供商提供補貼是行之有效的辦法，這樣人們可以較少的成本使用物聯(lián)網(wǎng)，而經(jīng)營者又可以在使用者較少的情況下有盈利，進而繼續(xù)物聯(lián)網(wǎng)制造或服務的經(jīng)營，達到規(guī)模經(jīng)濟的效果。
（二）利用已有網(wǎng)絡和設備資源，避免重復建設，降低感知成本
目前使用物聯(lián)網(wǎng)的成本很高，與行業(yè)和企業(yè)自行研發(fā)、自行設計、自成體系、缺乏整體規(guī)劃等不無關系。這些現(xiàn)狀造成物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品兼容性差，相應地提高了使用成本，減少了使用收益。在物聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務形態(tài)上，采用以政府為主導、以系統(tǒng)集成商和電信運營商為核心的業(yè)務形態(tài)，有利于把握好物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的機遇，整合資源，打造物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)高地，從而避免重復建設，降低感知成本，提升感知收益。這個過程中的主要問題是政府的定位、系統(tǒng)集成商和電信運營商的利益分配等。政府在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展初期可以是主導者，但是隨著物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展，政府應由主導者蛻變?yōu)檩o導者，讓市場去管理市場自己的事。此外，兼容性差使得消費者不敢大膽使用物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品，結果是物聯(lián)網(wǎng)消費者減少，消費者數(shù)量減少又提高了物聯(lián)網(wǎng)成本，與規(guī)模經(jīng)濟背道而馳。
（三）培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)復合型人才
培養(yǎng)既懂技術、又懂管理和經(jīng)營的物聯(lián)網(wǎng)復合型人才，能降低感知安全和感知隱私的負面作用。目前，懂物聯(lián)網(wǎng)的人不多，對其認識還在概念接受階段。營造一個人人懂物聯(lián)網(wǎng)、用物聯(lián)網(wǎng)的氛圍非常重要。目前的高校、科研院所培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)人才，懂物聯(lián)網(wǎng)技術的工科人才較多，而精通物聯(lián)網(wǎng)管理與應用的人才不多。實際上，由物聯(lián)網(wǎng)帶來的管理問題與挑戰(zhàn)遠比互聯(lián)網(wǎng)要多，如使用者的安全管理與隱私的保護等。歐盟在《物聯(lián)網(wǎng)——歐盟行動計劃》中的14項行動計劃中就包括管理、隱私及數(shù)據(jù)保護、“芯片沉默”的權利等內(nèi)容。歐盟早對物聯(lián)網(wǎng)安全與隱私等進行研究，希望盡早解決物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的管理障礙。我國高校應盡快培養(yǎng)懂技術、經(jīng)濟與管理的物聯(lián)網(wǎng)復合型人才。在工科專業(yè)學生的課程設置中要有管理、經(jīng)濟、營銷、隱私倫理等人文的課程，而在物聯(lián)網(wǎng)管理等文科專業(yè)中應加強物聯(lián)網(wǎng)技術結構、物聯(lián)網(wǎng)工作原理等課程的學習，這樣可以增加社會對物聯(lián)網(wǎng)的了解和應用。
（四）增強有用性和易用性感知
【關鍵詞】信息感知；物聯(lián)網(wǎng)；智能處理
0 引言
物聯(lián)網(wǎng)的定義是通過RFID裝置、紅外感應器、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進行信息交換和通信，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡。從技術上理解，物聯(lián)網(wǎng)就是指物體通過智能感應裝置，經(jīng)過傳輸網(wǎng)絡，到達指定的信息處理中心，最終實現(xiàn)物與物、人與人之間的自動化信息交互與處理的智能網(wǎng)絡[1]。從應用上理解，物聯(lián)網(wǎng)是指把世界上所有的物體都連接到一個網(wǎng)絡中，形成物聯(lián)網(wǎng)，然后物聯(lián)網(wǎng)又與現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)結合，實現(xiàn)人類社會與物理系統(tǒng)的整合，達到更加精細和動態(tài)的方式管理生產(chǎn)和生活。
1 物聯(lián)網(wǎng)的層次模型
物聯(lián)網(wǎng)可以劃分為一個4層的層次化模型[2]：感知識別層、網(wǎng)絡構建層、管理服務層和綜合應用層。在感知識別層：各種感知識別物體信息的標簽技術、傳感器技術、智能設備用于采集物體的信息，設置反作用于物體的原有的運行狀態(tài)。這個層次的技術體現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)具備交叉學科的特性。在網(wǎng)路構建層：以各種網(wǎng)路技術，包括互聯(lián)網(wǎng)，作為物體信息的傳輸紐帶，進而實現(xiàn)物體與物體、物體與人等之間的廣泛的互聯(lián)互通。這個層次的技術主要是已有的或者新興的各種網(wǎng)絡通信技術。在管理服務層：利用各種計算技術實現(xiàn)對物體信息的綜合利用。這層的技術最終會表現(xiàn)為物聯(lián)網(wǎng)的中間件形式，可能是物體接入技術相關的、應用領域相關的或者是通用的。在綜合應用層：直接面向豐富多彩的各種物聯(lián)網(wǎng)應用，如物流、環(huán)境監(jiān)測等。物聯(lián)網(wǎng)工程多學科交叉的特點，使得很難建立一個面向物聯(lián)網(wǎng)實際應用的可靠而完備的知識體系[3]，一方面多種學科的知識，特別是計算學科的知識都可以可靠地應用于物聯(lián)網(wǎng)工程中，然而另一方面，物聯(lián)網(wǎng)應用的豐富多彩又決定了很難形成一個完備的知識體系。所以在物聯(lián)網(wǎng)課程的教學內(nèi)容組織上，只能在物聯(lián)網(wǎng)層次化模型中的每層中，選取若干的關鍵技術進行介紹，而不是去滿足知識體系的完備性。在感知識別層：主要介紹RFID為主的標簽識別技術、傳感器和一些智能設備。在網(wǎng)路構建層：主要介紹互聯(lián)網(wǎng)和一些無線網(wǎng)路。在管理服務層：主要介紹一些關鍵技術，如搜索技術、海量信息處理、智能信息處理、安全技術等。在綜合應用層：介紹一些物聯(lián)網(wǎng)的典型的應用場景和應用案例。
由此可見，物聯(lián)網(wǎng)由3個核心體系組成：全面感知（即利用RFID、傳感器、二維碼等隨時隨地獲取物體的信息）、可靠傳遞（即通過各種電信網(wǎng)絡與互聯(lián)網(wǎng)的融合，將物體的信息實時準確地傳遞出去）、智能處理[4]（利用云計算、模糊識別等各種智能計算技術。對海量的數(shù)據(jù)和信息進行分析和處理，對物體實施智能化控制）。而目前全國各高校關于物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的建設仍然屬于摸索期，有些偏向于信息傳遞方面，有些偏向于數(shù)據(jù)處理方面。
2 物聯(lián)網(wǎng)信息感知
物聯(lián)網(wǎng)的信息感知技術指的是信息傳輸和數(shù)據(jù)傳輸。然而，在信息傳輸和數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中，常常會出現(xiàn)一些現(xiàn)象，如信息和數(shù)據(jù)出現(xiàn)丟失，此時，需要一種技術方案來解決，因此物聯(lián)網(wǎng)的信息感知主要包含三個方面[5]：收集數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)壓縮、數(shù)據(jù)融合和數(shù)據(jù)聚集。其中，數(shù)據(jù)的收集主要是指數(shù)據(jù)感知結點與匯聚節(jié)點的匯集[6]，以便確保傳遞的高效性，減少數(shù)據(jù)在傳輸過程中的失誤，主要的有效措施為數(shù)據(jù)重傳、冗余傳輸和多路徑傳輸。數(shù)據(jù)壓縮技術主要針對規(guī)模加大的網(wǎng)絡，當所有的感知數(shù)據(jù)都匯集流動到匯聚節(jié)點時會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)流量信息[7]，此時，感知信息的數(shù)據(jù)冗余問題研究，需要進行信息的壓縮處理技術，主要的方法為基于排序法和基于管道法，在實際處理中還應進行一定的優(yōu)化，提升效果。數(shù)據(jù)融合技術主要是針對多源的異構網(wǎng)絡數(shù)據(jù)，使得少量價值高的信息傳輸?shù)絽R聚節(jié)點，從而減少了數(shù)據(jù)的傳輸量，來保證數(shù)據(jù)傳遞的高效性，主要方法為概率統(tǒng)計方法、卡爾曼濾波算法和回歸分析法。通過這些算法來消除冗余的信息[8]，去除噪聲和異常值。聚集數(shù)據(jù)指的是所收集的是全部的感知信息數(shù)據(jù)[9]，然而，在應用當中，僅僅有少量的數(shù)據(jù)有作用，因此，聚集數(shù)據(jù)需依據(jù)觀察者的實際需求對數(shù)據(jù)進行匯聚和融合。
3 總結
綜上所述，物聯(lián)網(wǎng)技術取得了一定的發(fā)展，但是某些技術還有待完善，我們需要進行更加深入的研究。
【參考文獻】
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關鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)工程；知識體系；課程體系
作者簡介：朱金秀（1972-），女，江蘇常州人，河海大學計算機與信息學院（常州），副教授；韓光潔（1972-），男，黑龍江伊春人，河海大學計算機與信息學院（常州），副教授。（江蘇常州213022）
基金項目：本文系國家“物聯(lián)網(wǎng)工程”特色專業(yè)建設項目、江蘇省高等教育學會“十二五”高等教育科學研究規(guī)劃課題“‘卓越計劃’課堂有效教學方法”（KT2011174）的研究成果。
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2012）16-0067-02
物聯(lián)網(wǎng)（Internet of things，IOT）的概念是在1999年提出的，根據(jù)2005年國際電信聯(lián)盟（ITU）的定義，[1]物聯(lián)網(wǎng)主要解決物到物（Thing to Thing，T2T）、人到物（Human to Thing，H2T）、人到人（Human to Human，H2H）之間的互聯(lián)。這一高度交叉的新興前沿領域在國際上備受關注，美國IBM公司基于物聯(lián)網(wǎng)提出“智慧的地球”概念；中國科學院早在物聯(lián)網(wǎng)概念誕生之初就啟動了傳感網(wǎng)研究。2009年，無錫物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)研究院成立，總理考察時提出“感知中國”的概念。2010 年3 月9 日教育部網(wǎng)站發(fā)出通知：我國擬針對互聯(lián)網(wǎng)、綠色經(jīng)濟、低碳經(jīng)濟、環(huán)保技術、生物醫(yī)藥等國家決定大力發(fā)展的重要戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，在高校本科教育階段設立相關專業(yè)。這其中就包括增設物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)，以期為重要戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)——物聯(lián)網(wǎng)相關產(chǎn)業(yè)培養(yǎng)高素質(zhì)人才。
自2010年7月教育部批準30余所高校院系建設物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)以來，中國電子學會物聯(lián)網(wǎng)專家委員會、教育部電子信息與電氣學科教學指導委員會、教育部高等學校計算機科學與技術教學指導委員會一直高度關注物聯(lián)網(wǎng)及相關專業(yè)建設。全國高校物聯(lián)網(wǎng)及相關專業(yè)教學指導小組組織高校在物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的知識體系、課程體系、工程實踐和人才培養(yǎng)等方面進行了一系列的探索，國內(nèi)高校也根據(jù)自身的情況對物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的課程體系進行了探索。[2-4]2010年7月，河海大學（以下簡稱“我校”）成為首批獲批物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的30所大學之一；2011年3月，我校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)成為第七批國家特色專業(yè)。物聯(lián)網(wǎng)目前屬于新興產(chǎn)業(yè)，中國高校剛剛開始開設物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)，沒有成熟的經(jīng)驗可以借鑒。筆者近年來致力于物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)建設，分析物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的知識體系及核心知識領域，力求歸納物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)建設的專業(yè)共性基礎，并結合我校特色，構建了物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的課程體系，以期為兄弟高校物聯(lián)網(wǎng)相關專業(yè)課程規(guī)劃拋磚引玉。
一、物聯(lián)網(wǎng)的技術體系分析
在業(yè)界，物聯(lián)網(wǎng)大致被公認為有三個層次，[1，5-7]底層是用來感知數(shù)據(jù)的感知層，第二層是數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡層，最上面則是內(nèi)容應用層。
感知層包括傳感器等數(shù)據(jù)采集設備，包括數(shù)據(jù)接入到網(wǎng)關之前傳感器網(wǎng)絡。感知層是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展和應用的基礎，RFID技術、傳感和控制技術、短距離無線通訊技術是感知層涉及的主要技術。
網(wǎng)絡層將建立在現(xiàn)有的移動通訊網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)基礎上，其主要功能是直接通過現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)或移動通信網(wǎng)（如GSM、TD-SCDMA）、無線接入網(wǎng)（WiMAX）、無線局域網(wǎng)（Wi-Fi）、衛(wèi)星網(wǎng)等基礎網(wǎng)絡設施，對來自感知層的信息進行接入和傳輸。網(wǎng)絡層中的感知數(shù)據(jù)管理與處理技術是實現(xiàn)以數(shù)據(jù)為中心的物聯(lián)網(wǎng)的核心技術。感知數(shù)據(jù)管理與處理技術包括傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)的存儲、查詢、分析、挖掘、理解以及基于感知數(shù)據(jù)決策和行為的理論和技術。
物聯(lián)網(wǎng)應用層利用經(jīng)過分析處理的感知數(shù)據(jù)，為用戶提供豐富的特定服務。云計算平臺作為海量感知數(shù)據(jù)的存儲、分析平臺，將是物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡層的重要組成部分，也是應用層眾多應用的基礎。
物聯(lián)網(wǎng)各層次間既相對獨立又緊密聯(lián)系。為了實現(xiàn)整體系統(tǒng)的優(yōu)化功能服務于某一具體應用，各層間資源需要協(xié)同分配與共享。以應用需求為導向的系統(tǒng)設計可以是千差萬別的，也不一定所有層次的技術都需要采用；即使在同一個層次上，對可供選擇的技術方案也可以進行按需配置。
二、物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)知識體系分析
所謂專業(yè)體系就是把一個專業(yè)領域內(nèi)的專業(yè)知識組織成專業(yè)干線清晰、知識點層次分明、結構銜接完整的一個知識框架。在分析物聯(lián)網(wǎng)技術體系的基礎上構建物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的知識體系，“物聯(lián)網(wǎng)工程”知識結構中的專業(yè)知識部分應能夠構成物聯(lián)網(wǎng)整體的框架并體現(xiàn)其關鍵技術。因此物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)知識體系應包括感知層、網(wǎng)絡層和應用層的知識和系統(tǒng)整體架構與優(yōu)化的知識。對應的核心知識領域為：對應于感知層為射頻識別技術與無線傳感器網(wǎng)絡的技術；對應于網(wǎng)絡層為通信與網(wǎng)絡技術、異構網(wǎng)絡互聯(lián)與協(xié)同技術；對應于應用層為數(shù)據(jù)處理技術和信息安全技術；對應于物聯(lián)網(wǎng)整體的框架為物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)設計和物聯(lián)網(wǎng)工程規(guī)劃與設計。
基于以上討論，物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的知識體系要能實現(xiàn)這樣的培養(yǎng)目標：培養(yǎng)造就具有物聯(lián)網(wǎng)技術基礎理論、物理信息系統(tǒng)標識與感知、計算機網(wǎng)絡理論與技術和數(shù)據(jù)分析與信息處理技術等相關專業(yè)知識；具有物聯(lián)網(wǎng)及其相關領域的系統(tǒng)、網(wǎng)絡、終端、協(xié)議等方面的研究、設計、開發(fā)能力以及組織和實施物聯(lián)網(wǎng)應用項目的能力；并在創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)意識、競爭和團隊精神以及外語運用能力等方面有良好的素養(yǎng)，能適應國家現(xiàn)代化與信息化建設需要，為我國工業(yè)化和信息化融合、為信息產(chǎn)業(yè)服務的高層次、高素質(zhì)的復合型和創(chuàng)新型高等工程技術與管理人才。
三、物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)核心課程構成
物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)課程體系應盡可能多地覆蓋本專業(yè)的知識體系。圍繞物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)涉及的學科知識領域和知識點，該專業(yè)知識部分由四個部分組成：基礎類、感知類、網(wǎng)絡與通信類、數(shù)據(jù)處理與領域應用類。
基礎類課程為：數(shù)理類課程，例如高等數(shù)學或離散數(shù)學、線性代數(shù)、概率與統(tǒng)計、物理等；電路類課程，例如電路、模擬電子技術、數(shù)字邏輯與系統(tǒng)、高頻電子電路等；程序類課程，例如程序設計語言C、數(shù)據(jù)結構與算法、Java語言程序設計等。感知類課程為：射頻技術（RFID原理及應用）、傳感器技術（與設計）、微機原理與接口、模式識別與狀態(tài)監(jiān)控、物聯(lián)網(wǎng)定位技術、數(shù)據(jù)獲取與信息處理系統(tǒng)等。網(wǎng)絡與通信類類課程為：計算機網(wǎng)絡、射頻技術與無線通信、通信原理、無線傳感器網(wǎng)絡原理、短距離無線與移動通信網(wǎng)絡、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫技術等。數(shù)據(jù)處理與領域應用類課程為：物聯(lián)網(wǎng)工程導論、信號與系統(tǒng)、數(shù)字信號處理、嵌入式系統(tǒng)設計、云計算與云存儲、定位應用開發(fā)技術、物聯(lián)網(wǎng)工程規(guī)劃與設計、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)綜合設計、移動開發(fā)等。
四、物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)課程體系構建探索
物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)是以應用為驅(qū)動的專業(yè)，專業(yè)人才的培養(yǎng)根據(jù)專業(yè)共性基礎和我校在物聯(lián)網(wǎng)方面的領域區(qū)域特色。因此我校培養(yǎng)模式堅持以水利特色為主導，發(fā)揮水利學科的傳統(tǒng)優(yōu)勢；整合優(yōu)化專業(yè)課程體系設計包括學科基礎課程群、物聯(lián)網(wǎng)工程專題課程群，使學生有興趣、有研究、有實踐地學習專業(yè)領域的知識，逐步地、系統(tǒng)地增長工程實踐能力、創(chuàng)新能力與科學研究能力。
學科基礎課程群：按基礎類、感知類、網(wǎng)絡類、應用類將相關課程分為四大課程群，有效克服每門課程各自為陣造成的“內(nèi)容重復、銜接不緊”等弊端。物聯(lián)網(wǎng)工程專題課程群：根據(jù)專業(yè)共性基礎和我校在物聯(lián)網(wǎng)方面的領域區(qū)域特色，重點建立無線傳感網(wǎng)技術、物聯(lián)網(wǎng)應用開發(fā)兩個方向，明確制定各方向的課程體系，為學生提供充分的選課空間和時間，使學生的個性得到充分發(fā)揮。
1.無線傳感器網(wǎng)絡
該方向側重無線傳感器網(wǎng)絡與應用的研究，強調(diào)物聯(lián)網(wǎng)傳輸與網(wǎng)絡層的開發(fā)與實踐。通過課堂教學與實踐、畢業(yè)實習以及前沿技術講座等多種形式，學生將掌握扎實的無線傳感網(wǎng)絡的基礎理論，具有無線傳感網(wǎng)絡及應用軟件的開發(fā)和研究，方向重點是物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡層和感知層的研究與設計。
2.物聯(lián)網(wǎng)應用開發(fā)
該方向側重物聯(lián)網(wǎng)應用技術的研究，強調(diào)物聯(lián)網(wǎng)應用層的開發(fā)與實踐。通過課堂教學與實踐、畢業(yè)實習以及前沿技術講座等多種形式，學生將掌握扎實的物聯(lián)網(wǎng)技術的基礎理論，系統(tǒng)掌握物聯(lián)網(wǎng)基礎及應用軟件的開發(fā)方法和開發(fā)工具，方向重點是物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡層和應用層的研究與設計。并增加水聲通信技術、水聯(lián)網(wǎng)及水環(huán)境檢測應用作為我校的行業(yè)特色。
綜上所述，我校的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程體系結構如圖1所示。
在課程設置中，把行業(yè)應用特色納入個性化課程、專業(yè)課模塊，形成學術型和技術型兩套既有共性、又有個性的課程體系。該課程體系堅持以水利特色為主導，夯實基礎教學，為學生未來發(fā)展創(chuàng)造條件，以方向選修課為平臺，拓寬學生的知識和認識視野，妥善化解突出特色和拓寬視野間的矛盾。
五、結束語
物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)不是以理論為主導，重點是工程應用，教學應該由應用來驅(qū)動，時刻做好準備，不斷調(diào)整教學內(nèi)容。課程設置及內(nèi)容應重在特色，在實施過程中，將高度重視特色專業(yè)點建設工作，大力加強課程體系和教材建設，改革人才培養(yǎng)方案，強化實踐教學，加強教師隊伍建設，緊密結合國家經(jīng)濟社會發(fā)展需要，推進專業(yè)建設與人才培養(yǎng)，切實為同類高校相關專業(yè)建設和改革起到示范和帶動作用。
參考文獻：
[1]ITU Internet report 2005:The Internet of Things[R/OL]..
關鍵詞 物聯(lián)網(wǎng)；感知層；安全
中圖分類號 TP 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)012-0219-01
早在2009年，總理就曾提出“感知中國”的理念，并將物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)正式列入為我國五大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一，重點寫入當年的“政府工作報告”。如今，隨著淘寶、天貓等營銷成功的物聯(lián)網(wǎng)模式在我國的全民推廣，物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)日漸受到全民關注，物聯(lián)網(wǎng)也將成為下一個推動世界高速發(fā)展的“重要生產(chǎn)力”！由于物聯(lián)網(wǎng)是由感知層、網(wǎng)絡層以及應用層三部分組成。感知層的信息安全與否，直接影響著物聯(lián)網(wǎng)的普及、發(fā)展與興衰，因此，討論物聯(lián)網(wǎng)的感知安全，具有重要的時代性。
1 物聯(lián)網(wǎng)及其感知層的安全研究
1.1 物聯(lián)網(wǎng)的安全研究
物聯(lián)網(wǎng)的安全問題主要體現(xiàn)在，它有別與傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)絡，物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡層安全與業(yè)務層安全并非相互獨立，而是將網(wǎng)絡平臺和應用平臺集成于原有的移動網(wǎng)絡。雖然移動網(wǎng)絡可以為物聯(lián)網(wǎng)提供一定的安全性，如加密機制、認證機制等成熟的安全防御措施的運用，但物聯(lián)網(wǎng)有其獨特的運行特性，以往的傳統(tǒng)安全認證遠不能保障物聯(lián)網(wǎng)感知層信息的的絕對安全，因此物聯(lián)網(wǎng)在攻克傳統(tǒng)移動通信網(wǎng)絡安全問題的同時，還應重視其有別于移動通信網(wǎng)絡安全的特殊信息安全問題。
1.2 物聯(lián)網(wǎng)感知層的安全研究
眾所周知，物聯(lián)網(wǎng)是由感知層、網(wǎng)絡層和應用層三部分組成。感知層的主要功能是對監(jiān)測信息的感知和標識，并提供原始信息的收集。由于感知層中的收集器、感知器和信息管理設備的運行環(huán)境是最容易受到病毒、黑客攻擊、控制、破壞的薄弱終端環(huán)節(jié)，因此保證物聯(lián)網(wǎng)感知層的運行環(huán)境安全，是物聯(lián)網(wǎng)能否順利運轉(zhuǎn)的關鍵所在。
物聯(lián)網(wǎng)感知層是由RFID設備、傳感器、攝像頭、CPS定位系統(tǒng)、激光掃描儀等設備組成。當感知層進行數(shù)據(jù)采集時，信息通常采用無線網(wǎng)絡方式傳輸，這種傳輸方式如果運用在公共場，由于缺乏有效的信息保護措施，極易被他人非法干擾、竊聽、盜取。隨著傳感器在物聯(lián)網(wǎng)感知層中的大規(guī)模應用，越來越多的設備需要傳感器來標識，僅僅依靠輔助的人力資源和計算機設備遠程操控傳感器完成高精度、高復雜度的信息感知識別工作，感知層的信息安全保障將大打折扣。在遠程條件下，物聯(lián)網(wǎng)感知層中設備主要是在無人監(jiān)控的區(qū)域完成部署任務，這樣并不利于抵御非法攻擊者接觸這些無人監(jiān)控的設備，防止其對其中的傳感器設備進行破壞，入侵者也可以通過傳感器通信協(xié)議源代碼的破譯，對感知層設備進行集中的監(jiān)聽、控制和破壞。
2 物聯(lián)網(wǎng)感知層的信息安全防護措施研究
針對物聯(lián)網(wǎng)自身有別于傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)絡的特點，和感知層存在的安全隱患，筆者總結出以下幾點物聯(lián)網(wǎng)感知層信息安全的防范對策，希望起到拋磚引玉的作用。
2.1 針對傳感層機密性采取安全控制措施
筆者認為，可將當今成熟有效的密鑰管理機制運用于傳感層內(nèi)部，力爭為傳感層內(nèi)部搭建安全的信息通信平臺。例如在每次進行重要的機密信息通信傳遞時，可建立臨時會話密鑰，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩裕灰部梢赃x擇物聯(lián)網(wǎng)射頻識別系統(tǒng)，總之每項安全措施的選擇，都應首先考慮具有密鑰、密碼和認證功能的多重保護程序的成熟系統(tǒng)，作為有效保障物聯(lián)網(wǎng)感知層機密信息安全的重要屏障。
2.2 重視節(jié)點認證，提高傳感層的安全性
在物聯(lián)網(wǎng)中，有些傳感層在使用共享數(shù)據(jù)時，需要采取節(jié)點認證機制，最大程度避免非法節(jié)點的接入。加強節(jié)點認證，可以有效區(qū)別對稱密碼和非對稱密碼。如果使用對稱密碼，其認證方式需要設置節(jié)點間的共享密鑰。此項措施不僅提高了共享數(shù)據(jù)的傳輸效率，也大大降低了網(wǎng)絡節(jié)點的資源消耗。節(jié)點認證方案，目前已經(jīng)在傳感層的保護措施中逐步推廣。而非對稱密碼技術如果在傳感層中使用，通常需要傳感層的各項設備具有快速的計算能力和高速的通信能力，并對網(wǎng)絡層的安全格局也提出了更高的要求。在密鑰認證的基礎上，建立會話密鑰，完成密鑰協(xié)商，都是使用非對稱密碼技術的必要流程。由于非對稱密碼技術的使用，對感知層的設備先進性和平臺安全性都有著極高的要求，也阻礙了節(jié)點認證中非對稱密碼技術的推廣和使用。
2.3 加速構建適應我國信息安全實情的監(jiān)管體系
由于物聯(lián)網(wǎng)這個新興產(chǎn)業(yè)在我國的起步發(fā)展剛剛開始，物聯(lián)網(wǎng)的監(jiān)管體系也暴露出他自身的弊端，如管理部門多而分散，執(zhí)法主體不明確，權責細化不清晰，缺乏針對情節(jié)不同、嚴重程度不同的網(wǎng)絡信息管理紛爭制定的相應執(zhí)法操作標準。筆者認為，我國的信息安全監(jiān)管部門應完善管理機制，鑒于傳感層的網(wǎng)絡安全問題一般不涉及其他網(wǎng)絡層的安全，存在的問題相對獨立，受外界惡意攻擊的幾率最大，因此制訂科學、系統(tǒng)、可操作性強的信息安全監(jiān)管體系，有利于更及時、準備的將非法竊聽、攻擊、干擾傳感層網(wǎng)絡安全的舉措，遏制在萌芽之中，對觸及法律底線的影響網(wǎng)絡安全的非法活動，及時阻擊，壓力打擊，絕不姑息。只有不斷提升監(jiān)管層的執(zhí)法安全等級，才能打造安全的物聯(lián)網(wǎng)信息平臺。
3 結束語
物聯(lián)網(wǎng)感知層的安全與否，直接關系著物聯(lián)網(wǎng)能否安全運營，因此在構建感知層之前，應充分調(diào)研，用仿真設備對感知層進行安全評估和風險預測，設計最符合實際需求的實施方案提高感知層的安全等級，提高物聯(lián)網(wǎng)的運營過程安全系數(shù)，保障物聯(lián)網(wǎng)的順利運營。
參考文獻
隨著物聯(lián)網(wǎng)技術的興起，國內(nèi)有很多公司開發(fā)出了應用于高校的物聯(lián)網(wǎng)實驗平臺，例如無錫泛太科技有限公司、深聯(lián)致遠科技有限公司和杭州喜馬拉雅集團科技有限公司等。這些公司的物聯(lián)網(wǎng)實驗平臺存在如下問題。1.各公司開發(fā)的物聯(lián)網(wǎng)實驗平臺往往只提供相關項目的代碼，由于公司的研發(fā)人員不具備教學經(jīng)驗，他們提供的項目很難與本專業(yè)的相關課程進行有機的結合。2.各公司開發(fā)的物聯(lián)網(wǎng)實驗平臺采用的都是高端的ARM處理器，由于電子信息工程專業(yè)的學生只開設了51單片機的課程，由51過渡到帶有嵌入式操作系統(tǒng)的高端ARM處理器的學習難度較大。3.各公司開發(fā)的物聯(lián)網(wǎng)實驗平臺只提供物聯(lián)網(wǎng)的感知層和網(wǎng)絡層的相關實驗，即使個別的平臺也提供了應用層的實驗，但這些實驗很難與電子信息工程專業(yè)開設的相關課程進行有效的結合，學生在這樣的平臺下實驗，很難達到較好的效果。4.各公司開發(fā)的物聯(lián)網(wǎng)實驗平臺價格昂貴，每套價格都在萬元以上，如果以此平臺建立物聯(lián)網(wǎng)實驗室，資金投入較大。
二、物聯(lián)網(wǎng)與電子信息專業(yè)課程體系的對應關系
物聯(lián)網(wǎng)技術與電子信息工程專業(yè)課程體系的關系如圖1所示。由圖可以看出物聯(lián)網(wǎng)可分為三個層，分別為感知層、網(wǎng)絡層和應用層。下面研究這三個層與課程體系的對應關系。1.感知層與課程體系的對應關系。感知層是物聯(lián)網(wǎng)的皮膚和五官，主要負責數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)短距離傳輸兩部分，物聯(lián)網(wǎng)的該層與專業(yè)課程體系中的Zigbee技術、RFID技術與應用、傳感器及檢測技術和單片機原理與應用等課程相對應。傳感器及檢測技術課程從屬于物聯(lián)網(wǎng)領域，傳感器是獲取信息的工具，位于系統(tǒng)之首，其作用相當于人體的五官，直接感受外部信息，將信息轉(zhuǎn)化成可用信號，對系統(tǒng)的智能化起著決定性作用，智能程度愈高，系統(tǒng)對傳感器的依賴程度愈大。ZigBee技術在射頻與無線電技術、物聯(lián)網(wǎng)技術、工業(yè)通信技術等領域具有廣泛的應用。它是一種短距離、低復雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的雙向無線網(wǎng)絡技術。Zigbee技術是物聯(lián)網(wǎng)平臺感知層的一個重要組成部分。RFID技術是一種利用無線通信實現(xiàn)的非接觸式自動識別技術，是基于射頻識別的自動識別類的項目的核心技術，并且RFID技術也成為了物聯(lián)網(wǎng)感知層的核心技術。傳感器及檢測技術課程在物聯(lián)網(wǎng)的感知層負責的是數(shù)據(jù)的采集。Zigbee技術、RFID技術與應用這兩門課程在物聯(lián)網(wǎng)的感知層負責的是數(shù)據(jù)的短距離傳輸。單片機原理與應用課程在物聯(lián)網(wǎng)的感知層負責的是數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)短距離傳輸之間的橋梁。2.網(wǎng)絡層與課程體系的對應關系。網(wǎng)絡層主要負責把感知層感知到的數(shù)據(jù)無障礙、可靠及安全地進行傳送，物聯(lián)網(wǎng)的該層與專業(yè)課程體系中的通信原理、信息論與編碼、通信網(wǎng)及接入技術和工業(yè)通信技術基礎等課程相對應。這些課程給物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡層技術提供理論支撐，是物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡層理論基礎。3.應用層與課程體系的對應關系。應用層主要負責把感知和傳輸來的數(shù)據(jù)進行分析和處理，做出正確的控制和決策，物聯(lián)網(wǎng)的該層與專業(yè)課程體系中的電子系統(tǒng)軟件設計、監(jiān)控系統(tǒng)軟件基礎、3G技術應用和數(shù)字圖像處理等課程相對應。
三、物聯(lián)網(wǎng)實踐教學平臺的設計
物聯(lián)網(wǎng)的三個層都有相應的課程與之對應，但學生在進行課程的理論學習和實踐學習的時候，課程之間比較孤立，很難建立這種對應的關系，所以導致課程的理論和實踐教學效果較差。通過以上分析可以看出物聯(lián)網(wǎng)技術與電子信息工程專業(yè)課程體系有著緊密的關系，該關系是設計并實現(xiàn)基于物聯(lián)網(wǎng)技術的實踐教學平臺的基礎。以物聯(lián)網(wǎng)技術與電子信息專業(yè)課程體系的對應關系為依托，結合本專業(yè)理論教學與實踐教學的特點設計符合本專業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)實踐教學平臺。該實踐教學平臺如圖2所示。該平臺硬件由ARM嵌入式主板、模塊板和PC機平臺或手機平臺構成。模塊板中RFID模塊、Zigbee模塊、藍牙模塊、傳感器模塊和GPS模塊主要負責物聯(lián)網(wǎng)感知層的功能，感知層的每一個模塊都有與之對應的理論課程，在利用模塊進行感知層實驗時可以讓學生更深刻地理解與之對應的理論課程的知識點，達到理論與實踐的統(tǒng)一。模塊板中以太網(wǎng)模塊、GPRS模塊和WIFI模塊主要負責物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡層的功能，網(wǎng)絡層的兩個模塊都有與之對應的理論課程，同樣在利用模塊進行網(wǎng)絡層實驗時可以讓學生更深刻地理解通信原理、信息論與編碼這些理論性較強的課程的知識點。PC機平臺或手機平臺主要負責物聯(lián)網(wǎng)應用層的功能，基于這兩個平臺的應用層軟件開發(fā)，可以將傳輸層上傳的數(shù)據(jù)進行更好地顯示和存儲，這正是監(jiān)控系統(tǒng)軟件設計這樣的專業(yè)課所涉及的知識。而ARM嵌入式主板是感知層模塊和網(wǎng)絡層模塊之間的橋梁。它一方面負責與傳感器模塊及短距離傳輸模塊進行通信進行數(shù)據(jù)的獲取，另一方面它將獲取到的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡層模塊進行傳輸與上位機進行通信。
ARM嵌入式主板采用意法半導體公司的STM32系列處理器，方便學生由51快速的過渡到ARM處理器的學習，PC機平臺選用Windows操作系統(tǒng)，手機平臺選用Android操作系統(tǒng)。
四、教學效果
物聯(lián)網(wǎng)在中國物流行業(yè)應用的發(fā)展歷程
物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展是一個從信息自動提取、信息整合、物品局域聯(lián)網(wǎng)、局部系統(tǒng)的智能服務與管控等向全網(wǎng)融合的逐步深化的過程。在中國，物流行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術的應用經(jīng)歷了三個階段。
(一)啟蒙階段(2003～2004年)
在啟蒙階段，物流行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應用是從兩個獨立的技術路線開始探索的，一是基于RFID／EPC的技術路線，二是基于GPS／GlS的技術路線。
1999年，國際上在RFID／EPC的基礎上提出了物聯(lián)網(wǎng)概念，2003年1 1月，EPC global成立，同年，基于RFID／EPC的物聯(lián)網(wǎng)概念引入中國，在中國成立了EPC global的分支機構。2004年4月，中國舉辦了第一屆EPC與物聯(lián)網(wǎng)高層論壇，10月，舉辦了第二屆EPC與物聯(lián)網(wǎng)高層論壇。同年，關于物聯(lián)網(wǎng)的圖書首次在中國出版。在這一時期，中國物流領域掀起了第一輪物聯(lián)網(wǎng)概念炒作與應用的小，組織了一系列關于RFID／EPC的會議，一些關于RFID技術與應用的雜志與網(wǎng)站開始創(chuàng)辦，人們對RFID技術在物流行業(yè)應用也寄予厚望。在物流領域，基于RFID技術的解決方案、應用案例不斷涌現(xiàn)，智慧化的物流系統(tǒng)開始出現(xiàn)。
GPS／GIS技術與物流可視化管理系統(tǒng)的理念，大約從1999年前后在國內(nèi)物流領域開始探討和報道，自2001年開始探索GPS在物流貨運監(jiān)控與聯(lián)網(wǎng)管理上的應用，2003年開始出現(xiàn)一些成功的應用案例。這一階段是應用GPS／GIS感知與定位技術結合互聯(lián)網(wǎng)技術，對移動中的物流運輸車輛與貨物實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)、跟蹤、定位、調(diào)度、配貨等智能管理與運作，初步具備了物聯(lián)網(wǎng)的特征，但是當時這一技術路線及其應用案例并未納入物聯(lián)網(wǎng)理念范疇。
(二)起步發(fā)展與探索階段(2005～2009年)
雖然物聯(lián)網(wǎng)在物流行業(yè)的發(fā)展一開始就遇到了很多問題，但是人們并沒有停止物聯(lián)網(wǎng)在物流行業(yè)應用的探索。如：針對RFID芯片成本問題，一方面通過加快技術創(chuàng)新，不斷降低RFID芯片成本，另一方面，物流行業(yè)也結合實際探索RFID技術應用模式，消除成本帶來的影響。
其中最為典型的應用是“中國集裝箱電子標簽系統(tǒng)”在航運“物聯(lián)網(wǎng)”項目中的應用。“集裝箱RFID貨運標簽系統(tǒng)”通過RFID無線射頻識別技術與互聯(lián)網(wǎng)的有機結合，可為貨主、港口、船公司、海關、商檢等相關單位提供集裝箱實時狀態(tài)信息，對提高集裝箱運輸?shù)陌踩胶瓦\輸效率具有重要意義。
除了以集裝箱為單元的物聯(lián)網(wǎng)應用，很多企業(yè)還在探索以更小的物流單元――托盤物流單元為終端節(jié)點的物流行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。比如，煙草行業(yè)對全行業(yè)使用的托盤均要求嵌入RFID標簽，實現(xiàn)煙草物聯(lián)網(wǎng)應用。
在GPS／GIS方面，為了實現(xiàn)智能調(diào)度、可視化運輸管理，很多企業(yè)建立了基于互聯(lián)網(wǎng)的物流運輸GPS追蹤系統(tǒng)，從而實現(xiàn)對全公司所有車輛在全國各地移動過程中的感知、定位、追蹤與智能調(diào)度管理。社會的物流信息平臺，也借助這一技術，對在途車輛提供在線配貨信息服務，實現(xiàn)回程空車可就近配貨、在線監(jiān)控與管理，從而實現(xiàn)貨運物聯(lián)網(wǎng)應用。
(三)理念提升階段《2009年至今》
2005年11月17日，國際電信聯(lián)盟(ITU)借用了原來基于RFID／EPC技術提出的“物聯(lián)網(wǎng)”概念，從更廣泛的角度提升了物聯(lián)網(wǎng)理念，了《ITU互聯(lián)網(wǎng)報告2005：物聯(lián)網(wǎng)》，宣布了無所不在的“物聯(lián)網(wǎng)”通信時代來臨。得益于ITU在2005年的以物聯(lián)網(wǎng)為標題的年度報告，物聯(lián)網(wǎng)理念得到了全面提升，形成目前以感知技術、網(wǎng)絡通信技術和智能應用技術為核心的三大物聯(lián)網(wǎng)本質(zhì)特征。
圍繞三大本質(zhì)特征，目前物聯(lián)網(wǎng)感知技術更加豐富，除RFID技術以外，面向所有感知技術開放，凡是能夠起到自動感知的技術體系都可以納入物聯(lián)網(wǎng)感知技術體系，目前常用的傳感技術、RFID技術、GPS衛(wèi)星定位與識別技術、視頻識別或機器視覺技術等都可納入物聯(lián)網(wǎng)終端感知技術體系；網(wǎng)絡方面，互聯(lián)網(wǎng)、傳感網(wǎng)、局域網(wǎng)、電視網(wǎng)、電信網(wǎng)也在走向融合，可納入物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡技術體系；智能應用則更加廣泛，打開了智能物流發(fā)展創(chuàng)新的空間，一個智慧物流的時代正向我們走來。
物流申的物聯(lián)網(wǎng)技術
(一)物聯(lián)網(wǎng)概念與主要技術體系
目前物流行業(yè)大多數(shù)人認可的物聯(lián)網(wǎng)定義為：物聯(lián)網(wǎng)是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”，即通過各類傳感裝置、RFID技術、視頻識別技術、紅外感應、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協(xié)議，根據(jù)需要實現(xiàn)物品互聯(lián)互通的網(wǎng)相連接，進行信息交換和通信，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的智能網(wǎng)絡系統(tǒng)。
物聯(lián)網(wǎng)的特征主要體現(xiàn)在三個方面：一是互聯(lián)網(wǎng)特征，即對需要聯(lián)網(wǎng)的物～定要能夠?qū)崿F(xiàn)互聯(lián)互通的互聯(lián)網(wǎng)絡；二是識別與通信特征，即納網(wǎng)的“物”一定要具備自動識別與物物通信(M2M)的功能；三是智能化特征，即網(wǎng)絡系統(tǒng)應該具有自動化、自我反饋與智能控制的特點。
(二)物流中應用的物聯(lián)網(wǎng)主要技術
根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的特征來劃分，物聯(lián)網(wǎng)主要有三大技術體系，一是感知技術體系；二是通信與網(wǎng)絡技術體系；三是智能技術體系。下面結合其在物流行業(yè)應用情況進行分析。
1、物流業(yè)常用的物聯(lián)網(wǎng)感知技術
為了對物流中的“物”進行識別、追溯，常采用的是RFID技術、條碼自動識別技術：
為了對物流中的“物”進行分類、揀選、計數(shù)，常采用的是RFID技術、激光技術、紅外技術、條碼技術等；
為了對物流中的“物”進行定位、追蹤，常采用的是GPS衛(wèi)星定位技術、GIS地理信息系統(tǒng)技術、RFID技術，車載視頻技術等；
為了對物流作業(yè)中的“物”進行監(jiān)控，常采用的是視頻識別技術、RFID技術、GPS技術等：
為了對物品，尤其是特殊物品的性能及狀態(tài)進行感知與識別，常采用的是傳感器技術、RFID技術與GPS技術等：
綜合來看，在物流行業(yè)目前最常用的物聯(lián)網(wǎng)感知技術主要有RFID技術、GPS技術、傳感器技術、視頻識別與監(jiān)控技術、激光技術、紅外技術、藍牙技術等。
2、物流行業(yè)常用的物聯(lián)網(wǎng)通信與網(wǎng)絡技術
在區(qū)域范圍內(nèi)的物流管理與運作的信息系統(tǒng)，常采用企業(yè)內(nèi)部局域網(wǎng)直接相連的網(wǎng)絡技術，并留有與互聯(lián)網(wǎng)、無線網(wǎng)擴展的接口；在不方便布線的地方，常采用無線局域網(wǎng)技術；
在大范圍物流運輸?shù)墓芾砼c調(diào)度信息系統(tǒng)，常
采用互聯(lián)網(wǎng)技術、GPS技術、GIS地理信息系統(tǒng)技術相結合，組建貨運車聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)物流運輸、車輛配貨與調(diào)度管理的智能化、可視化與自動化：
在以倉儲為核心的物流中心信息系統(tǒng)，常采用現(xiàn)場總線技術、無線局域網(wǎng)技術、局域網(wǎng)技術等網(wǎng)絡技術；
在網(wǎng)絡通信方面，常采用無線移動通信技術、3G技術、M2M技術、直接連接網(wǎng)絡通信技術等。
綜合分析，物流行業(yè)為了使移動或存儲中形態(tài)各異“物”能夠聯(lián)網(wǎng)，最常采用的網(wǎng)絡技術是局域網(wǎng)技術、無線局域網(wǎng)技術、互聯(lián)網(wǎng)技術、現(xiàn)場總線技術和無線通信技術。
3、物流行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)常用的智能技術
在企業(yè)廠區(qū)的生產(chǎn)物流物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，常采用的智能技術主要有ERP技術、自動控制技術、專家系統(tǒng)技術等；
在大范圍的社會物流運輸系統(tǒng)，常采用的智能技術是數(shù)據(jù)挖掘技術、智能調(diào)度技術、優(yōu)化運籌技術等；
在以倉儲為核心的智能物流中心，常采用的智能技術有自動控制技術、智能機器人技術、智能信息管理系統(tǒng)技術、移動計算技術、數(shù)據(jù)挖掘技術等；
以物流為核心的智能供應鏈綜合系統(tǒng)、物流公共信息平臺等領域，常采用的智能技術有智能計算技術、云計算技術、數(shù)據(jù)挖掘技術、專家系統(tǒng)技術等智能技術。
綜合來看，物流行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)常用的智能技術有智能計算技術、云計算技術、移動計算技術、ERP技術、數(shù)據(jù)挖掘技術和專家系統(tǒng)技術等。
物聯(lián)網(wǎng)技術在物流業(yè)的應用狀況分析
(一)感知技術應用狀況
在中國物流信息化領域，應用最普遍的物聯(lián)網(wǎng)感知技術首先是RFID技術。RFID標簽及智能手持RF終端產(chǎn)品有比較廣泛的應用，RFID技術主要用來感知定位、過程追溯、信息采集、物品分類揀選等。
其次是GPS／GIS技術。物流信息系統(tǒng)采用GPS／GIS感知技術，用于對物流運輸與配送環(huán)節(jié)的車輛或物品進行定位、追蹤、監(jiān)控與管理；尤其在具有運輸環(huán)節(jié)的物流信息系統(tǒng)，大部分均采用這一感知技術。
視頻與圖像感知技術居第三位。該技術目前還停留在監(jiān)控階段，需要人來對圖像分析，不具備自動感知與識別的功能，在物流系統(tǒng)中主要作為其他感知的輔助手段，也常用來對物流系統(tǒng)進行安防監(jiān)控，用于物流運輸中的安全防盜等，這一系統(tǒng)往往會與RFID、GPS等技術結合應用。
傳感器的感知技術居于第四位。傳感器感知技術及傳感網(wǎng)技術是近兩年才在物流領域得到重視與應用的技術。目前，傳感器感知技術也是與GPS、RFID等技術結合應用，主要用于對危險物流系統(tǒng)、糧食物流系統(tǒng)、冷鏈物流系統(tǒng)的物品狀況及環(huán)境進行感知。傳感技術豐富了物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的感知技術手段，在食品、冷鏈物流和危險品物流具有廣泛應用前景。
掃描、紅外、激光、藍牙等其他感知技術在物流領域也有少量應用，主要用在自動化物流中心自動輸送分揀系統(tǒng)，用于對物品編碼自動掃描、計數(shù)、分揀等方面，激光和紅外也應用于物流系統(tǒng)中智能搬運機器人的導引。(注：上述掃描指自動輸送分揀機上的條碼掃描，不包括手持終端的條碼掃描)。
各類感知技術在物流業(yè)應用情況如圖1所示。
根據(jù)對相關資料的統(tǒng)計分析，多項感知技術集成應用的情況也較多，如RFID技術與傳感器技術結合、GPS技術與RFID技術結合、車載視頻與GPS技術結合等。
(二)網(wǎng)絡與通信技術應用狀況
現(xiàn)代物流的特點是系統(tǒng)化和網(wǎng)絡化，目前，物流系統(tǒng)全部是網(wǎng)絡化的運作，很少有物流系統(tǒng)是點對點的單線管理與優(yōu)化。因此，物流信息化的最大趨勢是網(wǎng)絡化與智能化。
在物流系統(tǒng)中，企業(yè)內(nèi)部的生產(chǎn)物流管理系統(tǒng)往往是與企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的運作與管理相融合，物流系統(tǒng)作為生產(chǎn)系統(tǒng)的一部分，在企業(yè)生產(chǎn)管理中起著非常重要的作用。企業(yè)內(nèi)部物流系統(tǒng)的網(wǎng)絡架構，往往都是以企業(yè)內(nèi)部局域網(wǎng)為主體建設的獨立的網(wǎng)絡系統(tǒng)。
在物流公司，面對大范圍的物流作業(yè)，由于貨物分布在全國各地，并且貨物在實時移動過程中，因此，物流的網(wǎng)絡化信息管理往往借助于互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)與企業(yè)局域網(wǎng)相結合應用，但也有企業(yè)全部采用局域網(wǎng)技術。
在物流中心，物流網(wǎng)絡往往基于局域網(wǎng)技術，也采用無線局域網(wǎng)技術，組建物流信息網(wǎng)絡系統(tǒng)。
在數(shù)據(jù)通信方面，往往是采用無線通信與有線通信相結合，新的物流信息系統(tǒng)還大量采用了3G通信技術等先進的技術手段。
根據(jù)對物流信息化案例的不完全統(tǒng)計，采用互聯(lián)網(wǎng)技術的占68％，采用局域網(wǎng)技術的占63％，采用無線局域網(wǎng)技術的占24％，有的系統(tǒng)采用多種網(wǎng)絡技術，如圖2所示。
(三)智能管理技術應用狀況
根據(jù)對相關資料的統(tǒng)計分析，目前，物流信息系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對物流過程智能控制與管理的還不多，物聯(lián)網(wǎng)及物流信息化還僅僅停留在對物品自動識別、自動感知、自動定位、過程追溯、在線追蹤、在線調(diào)度等一般的應用，專家系統(tǒng)、數(shù)據(jù)挖掘、網(wǎng)絡融合與信息共享優(yōu)化、智能調(diào)度與線路自動化調(diào)整管理等智能管理技術應用還有很大差距。只是在企業(yè)物流系統(tǒng)中，部分物流系統(tǒng)可以做到與企業(yè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)無縫結合，智能運作；部分全智能化和自動化的物流中心的物流信息系統(tǒng)，可以做到全自動化與智能化物流作業(yè)。
幾種重要的物聯(lián)網(wǎng)技術在物流業(yè)的應用領域與前景
(一)RFID技術在物流業(yè)的應用領域及前景
RFID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(shù)據(jù)，識別工作無需人工干預，可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID技術可識別高速運動物體，并可同時識別多個標簽，操作快捷方便。
1、RFID技術在物流業(yè)的應用
在物流領域，RFID電子標簽可以應用于自動倉儲庫存管理、產(chǎn)品物流跟蹤、供應鏈自動管理、產(chǎn)品裝配和生產(chǎn)管理、產(chǎn)品防偽等多個方面。大量使用RFID電子標簽可以提高整個供應鏈和物流作業(yè)管理水平。RFID在物流業(yè)的重點應用方向包括：貨運集裝箱追蹤與管理；道路貨運車輛的跟蹤與管理；托盤等裝載設備的跟蹤管理；配送中心管理；航空集裝設備、貨物追蹤及行李管理；機場貨運車輛的智能調(diào)度與管理。
2、RFID技術的應用前景分析
物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展給RFID在物流業(yè)應用帶來良好的發(fā)展機遇。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展，在物流領域，RFID的應用將會由點到面，逐步拓展到更廣的領域。據(jù)中國RFID產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟和計世資訊(CCW Research)預測，物流領域的應用將是中國RFID市場增長最快的領域之一，主要體現(xiàn)如下：
(1)醫(yī)療與藥品智能追溯系統(tǒng)進入成長期。醫(yī)療領域的RFID市場已基本完成培育期，正在進入成長期，在醫(yī)療領域采用RFID可以用生機勃勃來形容，幾乎每一個RFID項目都可以立即得到回報。
(2)食品衛(wèi)生和動物疾病防疫領域發(fā)展迅速。食品衛(wèi)生和動物疾病防疫等安全問題為RIFD的大規(guī)模普及提供了契機，采用RFID標簽，組建智能追溯的食品物聯(lián)網(wǎng)體系，可以監(jiān)控貫穿食品和藥物供應
鏈的實時信息，對動物的原產(chǎn)地和疾病進行追蹤和控制。
(3)智慧物流與供應鏈市場需求可觀，但對技術的要求則比較高。智慧物流供應鏈管理對RFID的市場需求量十分可觀，只是目前還受種種因素的限制。通過識別每一個貨品、貨箱及托盤，RFID標簽為運營商提供了清晰了解分銷鏈的能力，從而識別任何一件貨品，檢查貨品狀態(tài)及來源史，并將貨品發(fā)送到供銷網(wǎng)絡中的任何地點。
(4)資產(chǎn)與物品倉儲管理的增長將使閉環(huán)應用成主流。越來越多的企業(yè)開始考慮如何將RFID用于閉環(huán)應用。目前的IT資產(chǎn)管理就是一種RFID技術在閉環(huán)的應用，通過部署RFID系統(tǒng)來跟蹤資產(chǎn)設備，可以更安全地追蹤到設備的位置及使用者的身份，能避免因設備丟失造成的損失，并能保持敏感數(shù)據(jù)的安全性。RFID技術還可用于跟蹤生產(chǎn)環(huán)境中的工具和用品及工廠內(nèi)的消耗物品。
(5)與電信技術的融合衍生出了NFC等新領域。電信技術與RFID技術結合可為各行業(yè)建立物聯(lián)網(wǎng)與信息化最后1公尺的建設提供開放、標準化的基礎，極大地節(jié)約社會資源，創(chuàng)造經(jīng)濟效益。目前一些管理市場化水平比較高、信息化基礎比較完善的行業(yè)，將成為RFID通信技術應用的先行行業(yè)，比如電子支付、物品管理、物流管理、生產(chǎn)制造、安全控制等領域的應用潛力都比較大。
總之，RFID技術在物流信息化領域應用市場前景廣闊，物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展更為RFID技術在物流業(yè)的大規(guī)模應用創(chuàng)造了良好的市場環(huán)境。
為了抓住RFID市場機遇，筆者建議，企業(yè)在物流業(yè)RFID技術應用的開發(fā)方面瞄準下列六個方向。
(1)針對物流行業(yè)應用RFID技術進展緩慢的現(xiàn)狀，支持開發(fā)適用于各種物流環(huán)境的特種電子標簽，包括各種材質(zhì)的托盤、周轉(zhuǎn)箱標簽、集裝箱標識標簽、溫度傳感標簽、堆場定位標簽、車輛標簽等。
(2)開發(fā)整合集成RFID技術的物流裝備，進行RFID技術與現(xiàn)有物流裝備的整合。
(3)支持RFID中間件的開發(fā)，開發(fā)支持多協(xié)議讀寫器，同時能與現(xiàn)有的物流倉儲、運輸?shù)裙芾硐到y(tǒng)無縫對接的RFID中間件系統(tǒng)。
(4)支持與鼓勵面向物流行業(yè)的RFID公共信息服務平臺的開發(fā)與應用示范，實現(xiàn)跨地區(qū)、跨行業(yè)的RFID信息的識別、采集、傳輸與信息應用服務，滿足物流企業(yè)進行RFID系統(tǒng)快速部署的需求，并與現(xiàn)有物流信息公共平臺進行互聯(lián)互通。
(5)支持物流行業(yè)RFID應用標準的研究和制定，包括物流領域RFID數(shù)據(jù)規(guī)范、RFID技術與物流裝備的整合標準、基于RFID技術的物流操作規(guī)范，RFID中間件與物流系統(tǒng)、數(shù)據(jù)平臺的數(shù)據(jù)交換標準等。
(6)推廣RFID技術在物流業(yè)九大重點工程中的應用示范，包括在多式聯(lián)運和轉(zhuǎn)運設施、大型物流園區(qū)、城市配送及冷鏈物流、大宗商品和農(nóng)村物流、制造業(yè)和物流業(yè)聯(lián)動發(fā)展、物流公共信息平臺、物流標準和技術推廣、物流科技攻關、應急物流中的應用示范。
(二)全球衛(wèi)星導航技術在物流業(yè)的應用領域與前景
全球定位系統(tǒng)(GPS)是美國國防部發(fā)射的24顆衛(wèi)星組成的全球定位、導航及授時系統(tǒng)。北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)是與GPS相類似的技術，是中國自行研制開發(fā)的區(qū)域性有源三維衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)(CNSS)，是除美國的全球定位系統(tǒng)(GPS)、俄羅斯的GLONASS之后第三個成熟的衛(wèi)星導航系統(tǒng)。這些全球衛(wèi)星定位導航系統(tǒng)與電子地理系統(tǒng)結合，可以對移動的物體進行定位、追蹤、檢測、聯(lián)網(wǎng)，該技術是對移動中的物品進行聯(lián)網(wǎng)與定位追蹤最好的技術手段，也是物流行業(yè)最主要應用的物聯(lián)網(wǎng)技術之一。
1、全球衛(wèi)星導航技術在物流業(yè)的應用
GPS應用于車輛運行管理中，可對運輸?shù)能囕v和貨物進行實時定位、跟蹤和監(jiān)控，還可以對車輛進行調(diào)度，同時提供車輛報警等功能，以確保貨物安全，因此，車載式GPS有著廣闊的發(fā)展前景。具體可以應用于對特種專用車輛的定位跟蹤、城市出租車管理、公交系統(tǒng)、長途運輸?shù)阮I域。
在基于GPS的物流配送監(jiān)控系統(tǒng)中，GPS主要輔助實現(xiàn)車輛跟蹤、路線的規(guī)劃導航、話務指揮、信息查詢、緊急救援與應急物流等物流配送監(jiān)控功能。
在基于網(wǎng)絡的GPS系統(tǒng)中，通過在互聯(lián)網(wǎng)上構建公共GPS監(jiān)控平臺，可以免除物流運輸公司自身設置監(jiān)控中心所導致的大量費用，包括各種硬件配置、管理軟件等。網(wǎng)絡GPS使投資費用降低和無地域性限制的信息獲取，提高了GPS的普及率，從而增加了物流業(yè)的利潤。
在基于GPS技術的智能港口物聯(lián)網(wǎng)中，通過利用GPS等技術，可建立港口物聯(lián)網(wǎng)支撐技術與平臺。如江陰打造的智能港系統(tǒng)，包括專用車載GPS監(jiān)控系統(tǒng)、集裝箱卡車GPS監(jiān)控軟件、專用車載GPS監(jiān)控系統(tǒng)軟件等，這些技術為江陰打造智能港口提供了關鍵技術。
2、GPS技術在物流業(yè)的應用前景
隨著中國物流產(chǎn)業(yè)的振興，基于GPS／GIS的移動物聯(lián)網(wǎng)技術將獲得巨大發(fā)展。預計未來幾年，中國物流領域?qū)PS系統(tǒng)具有巨大的市場潛力和不可估量的發(fā)展前景，對GPS系統(tǒng)的需求量將以每年30％以上的速度遞增。
(三)無線傳感網(wǎng)在物流業(yè)應用領域與前景
無線傳感器網(wǎng)絡(WSN，Wireless SensorNetworks)是由部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)大量的廉價微型傳感器節(jié)點組成，通過無線通信方式形成的一個多跳的自組織的網(wǎng)絡系統(tǒng)，其目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡覆蓋區(qū)域中感知對象的信息，并發(fā)送給觀察者。
WSN在物流的許多領域都有應用價值，包括生產(chǎn)物流中的設備監(jiān)測、倉庫環(huán)境監(jiān)測、運輸車輛及在運物資的跟蹤與監(jiān)測、危險品物流管理、冷鏈物流管理等。
WSN在物流中具有巨大的應用潛力，但是大規(guī)模的應用還有待時日。根據(jù)實地調(diào)研和文獻資料分析得知，目前，無線傳感器網(wǎng)絡在物流業(yè)中的應用十分有限，大部分還停留在學術研究或是開發(fā)實驗階段。要在物流業(yè)獲得廣泛應用，其中有很多關鍵技術還需探討，如能量管理、節(jié)點定位、拓撲控制、MAC協(xié)議和路由協(xié)議等技術，此外，應用成本問題也需解決。
(四)智能機器人在物流業(yè)應用情況及前景
智能機器人是物聯(lián)網(wǎng)家族的重要成員，是物聯(lián)網(wǎng)智能應用的執(zhí)行者之一。智能機器人技術也是物聯(lián)網(wǎng)重要的技術產(chǎn)品。借助于物聯(lián)網(wǎng)，將機器人納入物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，利用機器人的自動化性能，可實現(xiàn)智能作業(yè)與管理。
物流行業(yè)機器人的應用最早出現(xiàn)在1995年，在我國煙草行業(yè)物流作業(yè)系統(tǒng)中首先得到應用。當時，卷煙廠采用智能碼垛機器人對卷煙成品進行碼垛作業(yè)，用AGV(自動搬運車)進行自動搬運作業(yè)，節(jié)省了大量人力，減少了煙箱破損，提高了自動化水平。這時的機器人還只是單線的點對點作業(yè)，尚未融入物流網(wǎng)絡系統(tǒng)。
目前，智能機器人在我國煙草、汽車、醫(yī)藥等行業(yè)的物流系統(tǒng)中得到了廣泛應用。隨著物流信息技術的發(fā)展，智能機器人也有獨立的作業(yè)環(huán)節(jié)開始融入物流作業(yè)系統(tǒng)，成為現(xiàn)代物流系統(tǒng)的組成部分，成為智慧物流的重要裝備。
在中國現(xiàn)代物流系統(tǒng)中，智能機器入主要有兩種類型，一種是從事堆碼垛物流作業(yè)的碼垛機器人，一種是從事自動化搬運的無人搬運小車AGV，這些智能機器人在全自動化物流系統(tǒng)中執(zhí)行物流網(wǎng)絡系統(tǒng)的堆碼垛作業(yè)指令和自動化智能搬運作業(yè)指令。
關鍵詞：zigbee；智能安防；數(shù)據(jù)采集；物聯(lián)網(wǎng)
中圖分類號：TP277 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）06-0230-02
物聯(lián)網(wǎng)技術是智能安防系統(tǒng)的基礎，利用物聯(lián)網(wǎng)技術協(xié)助人力來實現(xiàn)防火、防盜、報警應急措施。本系統(tǒng)中應用了物聯(lián)網(wǎng)技術中的部分技術，通過無線傳感器技術、zigbee技術實現(xiàn)智能安防的效果。本文研究設計一種智能安防系統(tǒng)，達到智能化安防目的。
1 物聯(lián)網(wǎng)技術
物聯(lián)網(wǎng)技術是智能安防系統(tǒng)的基礎，利用物聯(lián)網(wǎng)技術協(xié)助人力來實現(xiàn)防火、防盜、報警應急措施。本系統(tǒng)中應用了物聯(lián)網(wǎng)技術中的部分技術，通過無線傳感器技術、zigbee技術實現(xiàn)智能安防的效果。本節(jié)主要講述物聯(lián)網(wǎng)相關技術。
1.1 物聯(lián)網(wǎng)核心思想
物聯(lián)網(wǎng)的核心思想是在Internet基礎上，利用Zigbee技術、無線射頻識別RFID技術、無線數(shù)據(jù)通訊技術等技術建立的一個能夠使用全球物品信息實時共享的網(wǎng)絡系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)就是在各種建筑設施、各種管道以及家用電器等各種物理實體上嵌入感應器和裝備，通過互聯(lián)網(wǎng)把這些物理實體連接起來，感應器和裝備中安裝有程序，從而實現(xiàn)對這些物理實體的遠程控制。人們使用控制中心計算機通過物聯(lián)網(wǎng)可以管理和控制分布到不同地點設備、機器和人員，并且通過更加細致和動態(tài)的方式來優(yōu)化人類社會的生產(chǎn)生活，從而實現(xiàn)物理世界與人類社會的和諧相處與有機融合。
目前，物聯(lián)網(wǎng)因其巨大的應用前景而廣泛地受到各國政府、學術界以及工業(yè)界的重視。根據(jù)美國獨立市場研究機構FORRESTER預測，世界物聯(lián)網(wǎng)相關技術和應用的市場價值到2020年將達到萬億級，到那時世界物聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務量將會大大超過現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務量。
1.2 物聯(lián)網(wǎng)的結構組成
物聯(lián)網(wǎng)是指在現(xiàn)實世界的物理實體中嵌入具有一定感知能力、計算能力和執(zhí)行能力的芯片和軟件。感知、傳輸和處理是物聯(lián)網(wǎng)的三個關鍵環(huán)節(jié)。物聯(lián)網(wǎng)各組成的部分分工協(xié)作、有機結合實現(xiàn)物與物之間的溝通。目前在業(yè)界物聯(lián)網(wǎng)的體系結構大致認為有三個層次：感知層，網(wǎng)絡層，應用層，如圖1所示。
感知層位于物聯(lián)網(wǎng)層次模型架構的最低層，具有全面感知的能力。它相當于物理接觸層，是物聯(lián)網(wǎng)應用與發(fā)展的基礎。該層主要用來通過各種技術手段將采集到的現(xiàn)實世界的物理量經(jīng)過調(diào)制、編碼等信息處理技術處理后轉(zhuǎn)化為虛擬世界可處理的數(shù)字化的數(shù)據(jù)。在感知層主要使用的設備有傳感器、攝像頭，RFID網(wǎng)絡層的主要作用是負責把感知層感知的數(shù)據(jù)進行傳送，實現(xiàn)控制信息和感知數(shù)據(jù)的雙向傳送，在物聯(lián)網(wǎng)的體系結構中，網(wǎng)絡層位于層次模型的中間。物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡層包括網(wǎng)絡的管理中心、通信與互聯(lián)網(wǎng)融合網(wǎng)絡等。網(wǎng)絡層解決的是感知層所采集到數(shù)據(jù)傳送到其他地方尤其是遠距離地方的問題，使感知層感知到物理實體的數(shù)據(jù)能夠通過網(wǎng)絡層進行安全可靠地進行傳送。物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)能夠之間能夠通過各種不同接入設備相連接。此外網(wǎng)絡層可以進行信息網(wǎng)格管理和存儲查詢。網(wǎng)絡層管理采集來的數(shù)據(jù)。應用層將物聯(lián)網(wǎng)技術與行業(yè)專業(yè)系統(tǒng)相結合利用經(jīng)過處理的感知數(shù)據(jù)為用戶提供豐富的特定服務。
2系統(tǒng)需求分析
本論文設計的智能安防系統(tǒng)主要包括：安防區(qū)域溫度信號采集分析、安防區(qū)防盜入侵、煙霧信號采集分析放火災、網(wǎng)絡控制切斷電源。安裝在安防區(qū)域的門窗、廳堂等場所的各種無線傳感器，通過zigbee節(jié)點把數(shù)據(jù)上傳到zigbee網(wǎng)關，zigbee網(wǎng)關再通過串口、wifi把采集到的信息上傳到上位機，以備查看信息或?qū)嵤┛刂啤?/p>
在需要布控的區(qū)域安放無線傳感器，利用溫度傳感器搜集周邊環(huán)境溫度信號，以此判斷是否有火情信息。在貴重物品看管或房屋入侵方面，利用紅外傳感器探知是否有人入侵，以此保證貴重物品或房屋等場所的安全。可以全程訪問各種信號，并對搜集的數(shù)據(jù)進行分析處理。
3網(wǎng)絡架構設計
3.1網(wǎng)絡拓撲結構的設計
Zigbee網(wǎng)絡拓撲結構有三種類型：星型、樹形、網(wǎng)絡型。本系統(tǒng)采用星型網(wǎng)絡拓撲結構，在布控地點安放zigbee節(jié)點，在各個zigbee節(jié)點周圍尋找合適位置安放zigbee網(wǎng)關。
智能安防系統(tǒng)的網(wǎng)絡設計方案采用星型方案，zigbee網(wǎng)關負責收集zigbee節(jié)點傳來的信息，zigbee網(wǎng)關具有wifi功能，把收集到的數(shù)據(jù)通過wifi傳到上位機或手機、平板設備中，上位機或手機、平板設備的軟件對收集來的各種數(shù)據(jù)進行整理分析，發(fā)現(xiàn)超出值域的就會報警，如圖2所示。
3.2 節(jié)點設備的選擇
智能安防系統(tǒng)的網(wǎng)絡設備包括三個部分：第一部分，zigbee節(jié)點負責收集各種信號，板載資源包括煙霧報警傳感器、溫濕度傳感器、紅外信號傳感器等各種安全類的傳感器，根據(jù)需要選擇相應的傳感器，zigbee節(jié)點的處理器芯片選擇的是CC2530；第二部分，zigbee網(wǎng)關負責收集zigbee節(jié)點傳來的數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)通過串口或wifi傳輸?shù)缴衔粰C或手機、平板設備上，Zigbee網(wǎng)關選擇的處理器芯片是CC2530，zigbee網(wǎng)關的wifi通信模塊選擇低功耗WIFI芯片ESP8266；第三部分，上位機負責收集整理數(shù)據(jù)，也可以開發(fā)對應的Android軟件。
處理器芯片選擇CC2530，該芯片是2.4GHz 的CC253x 片上系統(tǒng)解決方案適合于廣泛的應用，它們可以很容易建立在基于IEEE 802.15.4 標準協(xié)議上面。CC253x性價比較高，適合應用在大量的zigbee網(wǎng)絡節(jié)點，結合了RF收發(fā)器的功能，增強型8051，系統(tǒng)內(nèi)部配有可編程Flash，8KB RAM及其它功能。CC2530有多種運行模式，使得它非常適應超低功耗要求的系統(tǒng)。運行模式之間的轉(zhuǎn)換時間短進一步確保低能源消耗。CC2530最小系統(tǒng)的設計包括的模塊包括：復位電路、振蕩電路。
4軟件設計
智能安防系統(tǒng)的軟件設計包括兩部分：上位機臺式機軟件設計、移動設備APP設計。無論哪種設備的軟件，后臺模塊軟件流程圖3所示。
5結束語
本文主要利用zigbee節(jié)點完成無線傳感器的數(shù)據(jù)收集，利用zigbee網(wǎng)關接受節(jié)點發(fā)送來的數(shù)據(jù)，并利用串口或wifi傳輸數(shù)據(jù)到上位機或移動設備，控制設備判斷數(shù)據(jù)是否超出值域，從而決定是否發(fā)出警報，時鐘每隔1分鐘采樣一次zigbee節(jié)點的數(shù)據(jù)。該項目是我校科研項目“物聯(lián)網(wǎng)技術在安防系統(tǒng)中的應用（No.20140510）” 研究成果。
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