发布时间:2023-10-08 17:37:34
序言:作为思想的载体和知识的探索者,写作是一种独特的艺术,我们为您准备了不同风格的14篇物联网技术研发,期待它们能激发您的灵感。
关键词:物联网;商业模式;技术发展
中图分类号:F618 文献标识码:A文章编号:1007-9599(2012)01-0000-02
Internet of Things Technology Development and Dusiness Model Study
Zhao Xun
(Tianjin Abundantly Technology Co., Ltd.,Tianjin300308,China)
Abstract:The Internet of Things is essentially strengthen the communication and information exchange on the basis of items to locate, identify,track,manage and monitor.The establishment of Things,aimed at the use of sensor technology and identification technology,and other information technology initiative to achieve the exchange of information between the physical means,the Internet platform.This article tries to Internet of Things technology development and business model issues related to conduct a preliminary analysis and recommendations.
Keywords:Internet of Things;Business model;Technology development
新技术发展促进了产业投资机会的增加。目前,世界各国都加大了建立和研究物联网的投入力度,我国也非常重视物联网建设工作。对物联网技术发展动向及其对商业模式的影响进行研究和探讨,无疑具有重要的现实意义。本文试就物联网技术发展与商业模式的一些相关问题作初步分析,并提出建议。
一、物联网和物联网技术
(一)物联网的定义与内涵
所谓物联网是指依据事先约定的协议将互联网与所有物品紧密连接起来的一种网络,其物质技术基础是全球定位系统、红外感应器、激光扫描器和射频识别等各种信息传感设备的运用。物联网实质上是在强化通讯与信息交换的基础上,将物品进行定位、识别、跟踪、管理与监控等。建立物联网的目的在于运用传感技术和识别技术等多种信息化高级手段,在互联网平台上主动实现实物间的信息交换。由此可见,互联网构成了物联网的核心基础,其中所发生的物品间连接从某种意义上说是人际网络通讯连接的扩展。换言之,物联网将信息通讯与交换的应用领域从人际连接转移到物品间的连接。
(二)物联网基本架构
应用层、网络/接入层与感知层构成了物联网的基本架构。应用层在物联网基本架构中位居最顶层,其主要任务是服务于数据的挖掘与技术。以提供各种通用的服务平台为媒介,诸多终端管理设备将感知层功能加以具体运用。
而网络/接入层可以被视为物联网的神经末梢,将融合接入和存储的信息直接传递给不同层次的电信用户。带宽需求、用户消费需求以及网络资源的接入与运营等因素都对物联网的接入技术及其应用的定位与范围产生不同程度的影响。从目前实际情况看,物联网接入技术呈现多元化发展趋势,这与用户需求多样化发展是相适应的。
感知层是物联网基本架构的最低层,它在一定的程度下是人的感觉器官在信息技术运用中得到了延伸。除了搜集事物信息之外,感知层还将分析、处理和反馈信息的过程智能化,并且许多相关设备利用这种智能化过程实现信息交换的协同化、嵌入式标识化以及互动化。
(三)物联网技术发展阶段
物联网基本架构中的应用层的功能和地位决定了产业化是物联网的发展形态。大致说来,物联网技术发展阶段主要细分为基础期、成长期、成熟期以及运行期。在基础期的发展阶段,重点是推动宽带无线移动通信网的广泛建设,在单个物体之间建立互联关系,促进物联网产业实现低成本、低功耗的发展模式。为此,要强化标准化建设,其主要内容是设计射频识别的隐私与安全标准,对无线频带进行明确的指定,对协议的控制与处理的分布式技术进行开发。与此同时,要拓宽物联网产业化应用领域,特别是推广射频识别应用于零售、物流和医药等诸多产业。在此基础上,畅通各种系统之间的交互机制,主要是对频率与协议加大完善力度。因此,实现技术突破,促进传感器、标签、主动系统的微型化和低廉化,以及射频天线的多波段智能化,将标签高频化,促进读取终端等诸多电子器件嵌入化和小型化。此外,物联网技术发展的基础期也应将低耗能源、低功耗芯片组、电源系统优化以及超薄电池等基础建设纳入规划,为有效管理能源奠定基础。在成长期阶段,建立物体之间的联网机制,形成各个领域都普遍应用的传感器网络与标签。产业标准化的设计与制定要适应特殊化需求,加强交互频率、交互式协议、电源以及容错协议等诸多领域的标准化建设。继续强化产业化应用建设仍然是成长期的关注课题,其关注点集中在界面互动操作、数据与控制的分布化等技术研发,提高网络的融合效度,增强物联网在恶劣环境中的运行能力。成长期的技术发展目标是提高设备器件的感知能力与信息容量,加快读取设备和标签的高频传输速度,实现片上射频的集成化,提升材料间的整合力度。除此之外,要大幅降低功耗,对能量进行有效管理,改善电池性能,高效捕获能量,建立功耗极低的芯片组。到了成熟期,技术发展实现半智能化向智能力的根本转变,使标签与物件的指令执行打破了时间和地域的限制。在这一发展阶段,需要深入推进标准化建设,对网络的交互活动制定科学标准,智能器件运行的不同系统之间的兼容问题得到有效解决。企业通过执行分布式代码的方式提高物联网产业化应用功能,并且拓宽了物联网在全球范围的应用前景。
二、商业模式
(一)商业模式的定义与内涵
商业模式是指公司结构以及伙伴关系等资本运营要素和公司为客户所实现的价值的系统性商业逻辑架构。从定义中不难发现,商业模式的运营不仅使客户价值通过公司经营得到实现,而且其参与者能够分享不同形态的利益。商业模式的内涵较为宽泛,不仅包含产品结构以及信息流、服务流和资金流等结构,而且包含商业模式参与者及其功能界定,也包含利益分配的渠道与机制。
(二)商业模式的类型
目前,商业模式主要分为自营型、合作型、通道型和定制型等四种类型。其中,自营型是指运营商依靠自身力量对业务及其流程进行开发,与客户进行直接的联系。显然,合作型采取了相反的运作路线,其主要表现是运营商从系统集成商中选择应用领域的合作伙伴,由合作伙伴负责售后服务与业务开发等项目,而运营商则确保业务在网络上正常运行,并为合作伙伴的业务及其收费计费进行推广与宣导。定制型则立足于客户的个性化需求开展M2M业务。而通道型则不强调客户的具体需求的特殊化。
根据运营主导地位的不同,物联网可以区分为移动运营商和系统集成服务商主导的两种商业模式。其中,通道型和自营型属于移动运营商主导的商业模式,定制型和合作型属于系统集成服务商主导的商业模式。
三、推动物联网商业模式发展
中国物联网商业模式的发展思路是突出了运营商的主导地位,这种商业模式主要是根据客户群体和客户市场的需求共性的定位,发挥运营商和传感技术的服务优势,建立智能终端并推进各种智能应用,引发了应用创新和社会化以及生活方式的深刻变化。但是,我国物联网市场的发展尚处于起始阶段,以运营商为主导地位的商业模式的发展动力主要来源于产业联盟和政府的推动,这就使得市场需求的研究与设计至关重要。然而,物联网理念中的智能产品的消费需求并不显著。因此,采购成本补贴等政府行为来发展物联网,是难以推动物联网商业模式的健康发展的。
为此,笔者建议:首先,增强基础技术研发力度,形成能够实现不同产业间有效联结的产业网络,进而促进技术、信息、业务、信息与物理等方面的有机融合;其次,国家应该加大物联网核心技术的科研投入和规划力度,并协调各类技术创新主体的分工与合作;再次,要增加政府在城市管理、食品安全、环境保护等物联网应用领域的资金投入,并支持物联网应用于智能家居、智能医疗、智能汽车等新兴重要领域,引导消费需求,为物联网商业模式的可持续发展奠定坚实的市场基础。最后,要加快技术标准化的建设,推动物联网产业化应用的深入发展以及信息化与产业化的深度结合,更好地满足不同行业与用户的个性化需求。
四、结论
促进物联网技术深入发展的关键在于创造更多的商业机会,而培育市场需求又是其重要着力点。只有加快相关方面的建设,才能推动网络运营商主导型的商业模式可持续发展。
参考文献:
[1]文雨人.物联网产业链已成为雏形,中国高新技术企业,2011,26
Abstract: At present, China's Internet of Things industry has been relatively mature, which has a significant impact on the e-commerce, and has greatly promoted the change of economic model. In this paper, based on the analysis of problems in the development of Internet industry in China, the countermeasures are put forward, in order to apply the Internet of things technologies into the first, second and third industry to promote the sustainable development of the Internet of things industry.
关键词: 物联网;信息技术;电子商务;具体应用;发展措施
Key words: Internet of Things;information technology;electronic commerce;specific application;development measures
中图分类号:TN929.5 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2016)21-0060-02
0 引言
目前,我国物联网技术还处于起步阶段,物联网技术的基础主要以射频识别及传感器为主,但是最近几年物联网技术的发展十分迅猛,为我国经济和电子商务的发展做出了巨大的贡献,目前物联网技术的发展越来越成熟,但是需要改进和提升的空间仍然很大,例如安全性和法律风险以及自动化程度方面还存在着一定的问题,本文结合我国目前物联网发展的现状进行分析,探讨物联网技术的发展对经济发展的具体作用。
1 物联网的概念及国内外发展现状
物联网的概念出现的比较晚,最早出现在1999年,指的是利用各种信息传感设备根据一定的协议将物品与互联网进行连接,并且将物品的数据和信息进行交换与互通。物联网是一次新的信息技术革命,它通过RFID无线射频技术和网络传输互联技术进行处理和计算,实现人与物,物与物的信息和共享,从而实现物品的识别,定位,跟踪和监控管理,为经营者根据商品流通的状况进行科学决策(如图1)。目前,我国经济已经步入了电子商务的发展阶段,电子商务遍布各行各业的各个角落,电子商务体系中包含库存,物流和电子支付等重要环节,物联网在电子商务环境下对我国经济的作用已经日益凸显。
1.1 国外物联网产业的发展现状
目前,很多发达国家和地区都将物联网的发展作为国家的信息化战略,物联网的发展方面,欧美,日,韩等国家起步比较早,总体实力相对较强,最初的物联网技术主要是条形码,扫描仪,RFID等用于物流或者商业零售方面的技术,随着传感器,短程通信等技术的发展,物联网技术目前已经涉及到环境监测,生物医疗和智能设施等领域。除此之外,法国,德国,新加坡利亚O国家也在紧急部署物联网发展战略,结块推进物联网基础设施的构建步伐。
1.2 我国物联网产业的现状
我国物联网技术的发展起步相对较晚,2009年,总理在无锡传感网工程技术研发中心视察指导工作时指出:在国家重点工程项目中,加快和推进传感网发展,尽快建立中国的传感信息体系。尽管我国物联网技术起步较晚,但是发展较快,目前,物联网技术通过以电子商务的途径已经广泛运用到仓库管理,电子票证,物流运输,车辆管理和工业生产线等领域。随着阿里巴巴,淘宝网,京东商城,苏宁易购等网络交易平台的构建,物联网技术在信息传达和处理等方面为国内电子商务的发展提供了丰富的需求和强大的技术力量,尤其是在购物这一块,任何一件商品通过条形码都可以查到产品的基本信息,包括产品型号,生产日期,保质期,产品生产许可证号等等,能从很大程度上改变以往窜货,假冒伪劣等问题,通过扫描企业二维码,还能查到企业的基本信息,查询产品生产许可证,了解企业资质等情况,而在以往物联网为实现之前,无法轻易的查询到产品的真伪,消费者更是无法通过常规手段了解产品是否合格。尽管从目前看来,物联网市场仍然需要时间来培育,但众多的参与者均看好物联网未来的发展前景。
2 物联网对电子商务发展的作用
传统的电子商务模式有着很多的不足,例如自动化程度不高,远程控制能力不强,无法实现规模化运营管理,但是物联网技术在提升自动化方面有着天然的优势,可以极大地促进商家远程控制能力的提升,实现规模化运营,对于促进各行业的发展起着巨大的推动作用。
2012年,我国物联网市场规模达到2650亿人民币,2013年达到5000亿,2014年超过6000亿,近几年我国物联网产业发展规模如图2所示。
我国物联网虽然起步较晚,但是发展水平与全球基本同步。从2007年开始,我国物联网技术开始运用到电子商务中,目前随着物联网在电子商务中的运用,电子商务呈爆炸式的增长(如表1所示)2007年开始电子商务的交易规模从百亿单位一跃上升到万亿单位,预计2016年将会突破40万亿,2015年线下支付交易的规模占全国商品交易总额的47.1%互联网支付比占33.6%,预计到2016第三季度互联网支付比例将达到48.8%新增15个百分点。对比2000年到2009年我国电子商务的发展速度,可以看出物联网技术的运用对电子商务的发展产生了巨大的推动作用。物联网对电子商务的发展起着巨大的推动作用。
从以上对比数据可以看出物联网技术的发展是推动电子商务发展的决定性因素,可以说没有物联网就没有电子商务的未来。物联网对电子商务发展的具体作用有以下几点:
2.1 库存
库存是一个整体概念,包括分公司,仓库和配送中心三个方面,以京东商城为例,目前京东商城在全国各地设立了多个分公司,每个分公司负责辖区内已经设置好的仓库和配送中心,这种多地库存的方式有一个支持其运转的只能库存网络体系,包括分公司网络,仓库网络和配送中心网络。分公司通过接入总公司的路由器与总公司相连,将其所辖的管理网络,藏酷网络,配送中心网络和下辖销售网络进行连接,通过RFID无线射频技术和ZigBee短距离无线通信技术建立一张辖区内的网络,并向总公司汇报实时销售数据,总公司根据遍布全国的销售网,对各地分公司的销售情况进行分析汇总,与连接的仓库和配送中心之间进行网络协调,控制仓储与商品配送以及分公司管理。
2.2 物流
电子商务的物流环节的特点是及时性,便捷性和安全性,整个物流环节就是按照企业计算机系统的指令,完成商品的配送和运输,物联网智能物流系统的作用就是对辖区内运输车辆的位置,运送商品的内容和数量进行管理,物流中心通过网关连接移动通信网络,移动通信网络通过M2M与运输车辆进行联络,再通过GPS系统显示在物流中心的显示屏上,管理人员通过GIS地图能够精确地掌握物流配送运输车辆的当前位置。
GIS物联网系统的运用能够解决商品运输不透明问题,并且可以追踪货物运行的动态,提高消费者的购物安全,GIS是典型的物联网技术应用。目前,京东利用GIS物联网信息系统目前已经形成了自己独特的物流优势,极大的提高了在行业内的竞争力,成为电子商务背景下物流行业后起之秀的翘楚。
2.3 支付
电子商务经济模式中,支付便捷是最大的特点,物联网技术的运用极大的提高了支付的安全性和便捷性,降低了支付环节中信息泄露的风险。物联网支付最大的便捷是实现了移动支付,移动支付主要分为掌上电脑支付和只能SD卡支付,掌上电脑支付以平板电脑作为载体,内置RFID读卡支付模块,将网上销售和智能卡支付结合在一起,实现简单安全的支付应用。智能SD卡支付,用户无需更换手机和SIM卡,在安全性,便捷性和用户体验等方面有着明显的优势。
3 总结
随着我国物联网技术的成熟,物联网相关产品的应用会越来越广泛,目前,物联网在使用的过程中给电子商务带来一定的法律风险,物联网技术目前还存在着一些问题,与西方发达国家相比,自动化程度不高,安全性也存在一定问题,物联网高端技术还不完善。除此之外,客户购买的产品被认为调包或者丢失的现象也很常见,还有例如危险物品的携带,邮寄违规物品等,这些物品的检查还存在一些技术方面的问题,因此,针对目前状况,在电子商务运用中,物联网技术还需要加强自动化配套设备的研发,提高物流企业的自动化程度,减少企业在人工方面的负担,提高企业的经济效益,对产品自动检测方面的技术也需要不断加强,通过对产品实施从登记,包装,运输和送达等整个流程实施跟踪监督,保证货物的安全性,相关单位要对我国物联网产业发展中的问题进行分析,有针对性的加以解决,加上政策指导和技术扶持,制定相关的标准,将物联网技术运用到第一第二第三产业之中,物联网产业的发展会越来越好。
参考文献:
[1]雷琦.计算机物联网技术在各个领域的应用[J].通讯世界, 2016(04):11-17.
物联网是将材料技术、通信技术、电子技术等各种现代化技术有效结合的重要应用系统,而计算机物联网技术在多个领域和行业中应用广泛,为了充分发挥计算机物联网技术应用优势,应仔细分析和研究物联网技术,推动计算机物联网技术的快速发展。本文简要介绍了计算机物联网技术,分析了计算机物联网的关键技术,阐述了计算机物联网技术应用和发展。
【关键词】计算机 物联网技术 应用 发展
近年来,我国现代化科学技术快速发展,计算机物联网技术是一种集信息共享、交流和传播的科技手段,具有高效、稳定、有效的特点,其在各个领域和行业中的应用越来越广泛,极大地推动各行各业的发展。
1 计算机物联网技术概述
计算机物联网技术主要包括三个技术层次:应用层、网络层和感知层,网络层又包括处理层和传输层。计算机物联网技术应用层包括数据存储、信息共享、交流平台等技术,其可有效实现物与人、物与物之间的感知和识别,是信息通讯和交换的关键平台;网络层主要用于传输相关信息数据,其不仅包括云计算、GRS/GIS技术、智能技术等处理层技术,而且包括移动通讯网、固网、互联网、卫星通信等传输层技术。感知层主要用于采集信息资料,包括识别码、智能机械、传感器、RFID、条形码和IC卡等技术。
2 计算机物联网的关键技术
2.1 网络通信技术
随着计算机物联网的不断发展,在计算机物联网技术中网络通信技术发挥非常重要的作用,网路通信技术包括网关技术、无线技术、有线技术等,M2M技术是一种重要的网络通信技术,其和有效结合近距离传输技术,如BlueTooth、RFID、Wi-Fi等,无线通信是M2M技术的关键,其发展空间非常广阔,其为物联网传递信息提供了重要的技术保障。
2.2 云计算
云计算技术在不同计算机中分布计算资源,用户可自由切换资源,结合具体需求,访问专门计算系统。物联网系统的云计算技术通过网络有效整合计算实体,极大地提高计算能力。
2.3 射频识别技术
射频识别技术是物联网中的一项重要技术,其也称为电子标签,其作为物联网的核心和基础部分,其利用射频信息,有效传输物联网信息,从而科学识别这些信息。射频识别技术包含天线、阅读器、标签等部分,其在实际应用中运用先进技术手段,有效识别不同状态下的物体,这项技术具有较强的抗干扰能力,不需要耗费大量人力,因此应用广泛。
3 计算机物联网技术应用和发展
3.1 物流领域
近年来,我国物流行业快速发展,发展规模持续扩大,而计算机物联网技术在物流领域应用广泛,发挥着非常重要的作用。物流领域的计算机物联网技术主要利用其智能性、集成性的特点,这使得物流系统的智能化程度更高,并且通过模仿人类智能,全面掌握物流领域的各种信息,实时监控物流运输的路线和车辆情况,掌握物流运输货物的性能和状态。同时,物流领域中计算机物联网技术的应用,便于工作人员实时掌握物流运输情况,科学采集重要物流信息。
3.2 家庭住宅
计算机物联网技术在家庭住宅中的应用,其通过利用各种现代化网络技术,极大地改变了家居生活方式,其包括灯光控制系统、温度调节系统、布线系统、住宅安放系统等,住户能够利用计算机物联网技术可以有效应用和操控家庭住宅中各种内部系统,科学管理家庭住宅中的各种应用系统,高效集成家居设施,为用户提供更多便利,营造舒适、高效的居住环境。
3.3 交通行业
当前,我国交通系统快速发展,智能化交通建设进程持续加快,而计算机物联网技术有效结合计算机技术、数据控制技术、通讯传输技术、信息技术、电子传感技术等先进技术,其在交通行业的应用也加快了智能化交通建设,并且其在智能交通管理系统中的运用,极大地推动了智能化交通系统发展。同时,计算机物联网技术具有准确、高效、实时等特点,其在智能化交通建设中的应用,有效利用现有的交通设施,不仅可减轻城市交通环境污染,而且有效减少交通系统超负荷量,全面提高城市交通系统的运输效率,因此在交通运输方面应加大对计算机物联网技术的应用和发展。
3.4 电网
计算机物联网技术除了在交通行业和电力行业中的应用,其应用前景非常广阔,应用价值较好。而计算机物联网技术在电网中的应用,极大地推动了电网智能化发展,有效提高了电力系统的安全性、可靠性和稳定性,全面提升电网运行的经济效益。而通过运用计算机物联网技术,实时监测电力系统的数据信息,一旦发现电网运行异常情况,可以帮助电力工作人员及时、有效地解决电网故障问题,采取有效的应急处理方案,确保电力系统的安全、稳定运行,减少电力企业的经济损失。电力系统和计算机物联网技术的有效结合,不仅可满足电力用户对于电网运行需求,而且可完善电力系统设置,有效提高电能质量。
3.5 农业
计算机物联网技术在农业领域中的应用,主要是有效结合农业生产的智能系统、安全系统和控制系统,高效整合云计算技术,极大地推动了农业生产的信息化、数字化和智能化发展。计算机物联网技术在农业生产中的应用,其全面考虑各种农业生产因素,如人工因素、环境因素等,通过传感器上传相关信息,所以相关工作人员可高效整合分析农业生产各项信息,通过远程操作和监控,加强农业生产各个环节的管理和控制,全面提高农业生产整体效益。同时,在农业生产中运用计算机物联网技术,可促进农业生产转变为高效农业、低碳农业、绿色农业,推动现代化农业发展,并且其可优化农业生产结构,不断提高农业生产效益,带动农业经济的可持续发展。
4 结束语
计算机物联网技术是一项重要的现代化科学技术,其在多个领域和行业的应用,极大地推动了各行业发展。相关工作人员应严格把握物联网的各项关键技术,结合计算机物联网技术特点,加大对计算机物联网技术的分析和研究,优化计算机物联网技术应用,充分发挥计算机物联网技术应用优势,推动各行各业的不断发展。
参考文献
[1]凌敏.浅谈物联网的关键技术及计算机物联网的应用[J].无线互联科技,2015(24):56-57.
[2]雷琦.计算机物联网技术在各个领域的应用[J].通讯世界,2016(04):99.
[3]邱月嫦.计算机物联网技术的应用及其带来的影响[J].电子技术与软件工程,2016(15):20.
[4]邹静,罗媛.探究计算机物联网技术在多领域的应用[J].科学中国人,2014(22):46.
作者简介
张皓(1983-),男,河北省保定市人。硕士学位。现为河南工学院计算机科学与技术系实验师。主要研究方向为图形图像处理,计算机应用。
【摘 要】知识产权;FRID;物联网技术
0 引言
食品安全关系到广大人民群众的身体健康和生命安全,关系到经济健康发展和社会稳定,关系到政府和国家的形象。现有的食品安全,只有通过互联网平台,利用物联网技术,将食品安全暴露在公众的监督之下,才能让不安全的食品远离人民百姓,才能让党和政府真正的实现为人民服务。这都有赖于基于物联网的信息化技术发展。这也是国际上食品安全追溯管理模式的发展趋势。目前,农业部、质检总局等部委在我国北京、上海、天津、南京、济南等城市建立了40多个食品质量安全监管系统试点,开展食品质量安全追溯信息系统试点示范项目并取得了一定的成效,初步制定了一些相关的标准和指南。
为使物联网技术在河南省食品质量安全监管中发挥更大的促进作用,使河南省农业稳定发展和农民持续增收能够得到长期有效的体制机制支持,必须建立健全物联网技术在河南省食品质量安全监管中的长效发展机制。
1 建立河南省农业物联网综合服务平台满足食品溯源服务需求
通过农业物联网关键技术的突破、综合服务平台和应用示范工程建设,建成支撑河南省现代农业发展的三大农业物联网服务体系:政府快速决策指挥体系,农产品生产、加工、流通、交易、消费全程供应链管理体系,农产品质量安全溯源体系,促进农业信息服务网络化、农业资源管理数字化、农业生产过程管理精准化、农业装备智能化,在我省形成农业物联网应用工程典范,为我省加快发展“两高一优”农业、建设农业强省、实现农业走在中部崛起前列目标提供有力支撑。
农业物联网综合服务平台,充分利用和整合河南省各种农业信息化资源,为政府决策、企业经营管理、基层农业科技人员和农业生产经营主体提供综合服务。平台面向农业主管部门、农业生产经营主体、消费者提供综合。在监督上,能够对生产厂家、产品流向准确把握,在产品出现问题时,能快速控制相应同类产品的的铺货流向,做出应对措施。
在生产上,能够对供应商,原料,生产厂家,负责人,产品的形成到最后的产品流向准确把握,一目了然,在产品出现质量时候能快速的定位到产品的每个环节,及时地控制产品的流向。进一步地,企业便可对商品的出库、入库、物流等环节通过快速阅读二维码实现严格监控,并使分销网络中的各个业务网点具备了强大的商品核查功能,业务网点可根据需要对商品销售区域、产品属性等进行核查和匹配,核查功能具体将通过便携式二维码识读设备来实现。
在商品管理上,生产厂家通过将二维条码技术与进销存软件、企业广域网络的结合,便可对商品分销的全流程实现全面、有效、安全的管理和监控。并进一步得到宝贵的商品仓储、物流、销售等数据,为企业总部的经营决策提供宝贵的统计数据。具体的功能将包括分销区域管理(地区管理、负责人管理)、区域业绩管理、个人业绩管理、报表管理等。
在商品防伪上,产品使用两套二维码,食品溯源二维码及食品防伪二维码,食品溯源二维码可多次扫描,扫描后连接WEB平台返回食品溯源信息;食品防伪二维码在商品购买后使用,连接WEB平台返回食品真伪,扫描一次后失效。
2 加快食品安全领域FRID知识产权关键技术研发
2.1 海量数据的后台管理系统
由于食品行业特性,品牌多、数量大,本管理平台所需要面对的是千万级的用户群体,食品安全信息通过计算机或移动终端的访问是随机的。“共享”是系统的灵魂,这些数据以云的方式存储和管理,实现各种接入设备与移动通讯网和互联网相连,实现物联网络的构建,物联网全球还没有成熟的技术和标准,也没有一套完整的无线传感器网络的安全策略。但在互联网技术目前已经有很成熟的技术和标准、也有一套完善的安全防护策略。
2.2 海量数据的运算引擎:充分利用云计算检索平台的全球社区力量
二维码快速识技术:因为应用场景的复杂性,移动端必须具备快速的二维码识别、解析技术,实现二维码的快速加密解密以及时效性等问题。 食品检疫信息:食品检疫机构在给食品做检疫监测时,采用移动智能终端来采集食品检疫等信息,并把该数据上传到中心服务器的数据库,以此作为食品检疫的信息追溯源头。
在加工企业的电脑上登记食品的来源信息,包括:产地、种植户和食品批号等信息。食品加工品装箱上有食品加工品的质量安全信息追溯码,当零售商进行分销食品加工品时,利用智能溯源电子称配置的条码扫描枪将食品加工品质量安全信息追溯码粘贴到包装袋上。
食品加工前信息登记的具体业务描述:当食品运输到加工企业时,要进行食品的信息登记,通过加工企业的RFID识读设备读取食品种植信息,RFID技术,物联网中非常重要的技术是RFID电子标签技术。电子标签,又称为射频标签、应答器或数据载体;若正确读取到食品种植信息时,输入食品检疫号、选择食品产地等信息,并把该信息保存到服务中,注意:在保存信息之前,要提示信息是否填写完整。并生成追溯码写入装箱RFID标签。天线用于发射和接收射频信号。
2.3 在操作系统和数据库市场格局早已确定的情况下,中间件发展尤为重要
物联网中间件处于物联网的集成服务器和感知层、传输层的嵌入设备中。射频识别技术有以下特点:
1)数据的读写功能
2)电子标签的小型化和多样化
3)耐环境性
4)可重复使用
5)穿透性
6)数据的记忆容量大
7)系统的安全性
2.4 食品产品EPC 信息内容设计
食品产品信息可分为固定信息和可变信息两类。固定信息大部分是与食品产品交易项目相关联的信息。可变信息是食品产品交易项目随具体单元不同而变化的信息,如:食品产品的有效期、批号、包装数量等。可变信息只与食品产品项目的具体单元有关。
2.5 食品信息采集子系统
1)在生产食品的源头,无论是动物饲养过程中吃的饲料信息,还是在植物种植过程中施加的肥料信息,均可以使用RFID电子标签存储到食品安全生产数据库中,以此来作为将来食品安全追溯原始数据。
2)通过严格的控制流通过程,运送到消费者手中食品的安全性将会大大提高,因此,无论是在餐桌或是货架,消费者通过追溯系统既可查到食品的生产日期、原料产地、生产者等详细生长信息,通过食品安全测评系统对食品进行等级认证,以此就可以确保食品安全。
3)食品变质后,评估系统将实时改变评估结果,提醒消费者慎重购买,并且通知零售商将过期产品撤下货架。从下往上进行追溯,也就是说如果消费者在零售销售点购买的食品发现了安全问题,就可以向上层进行追溯,最终确定问题的所在,这种方法主要用于产品回收或撤销中。
2.6 食品物流跟踪子系统
2.7 食品回收物流跟踪
超市和食品零售企业面对的是最终消费者,当超市里的消费者或售货员取走货架上的食品并最终付款时,货架上的射频识读器会通过食品包装上的EPC,辨认出食品的信息。
2.8 食品物流信息子系统
食品物流信息子系统提供的服务主要包括以下方面:.为每一食品单体提供身份认证,无论是食品批发企业、食品零售企业、超市还是消费者,都可以从食品物流信息子系统查明他们购入食品的真伪,防止假冒食品进入流通环节。
3 物联网发展策略
3.1 领导重视
成立主要由企业参与的物联网产业联盟,整合资源,密切配合,促进物联网技术在各行业各企业的应用;设立河南省物联网专家委员会,依托河南省现有或已引进的科技创新专家资源,搭建河南省物联网发展咨询决策智囊团,为全河南省物联网发展决策咨询;充分调动各县区和各部门的工作积极性,建立工作责任体系,进一步明确物联网工作职责,举全河南省之力推进物联网工作,及时有效地解决专业化园区建设、技术发展、标准制定、应用示范等物联网发展中的矛盾和问题。
3.2 产业政策
支持物联网产业链关键环节的企业做大做强。鼓励物联网企业租用开发区及园区标准厂房用于物联网重点项目开发建设。
3.3 人才培养和人才吸引政策
加大对物联网领域重点学科的支持力度,鼓励和支持河南省高等院校开设物联网相关专业,扩大学位点布局和人才培养规模。建立研发集聚、产业集聚带动人才集聚的机制。进一步发挥行业协会和产业联盟在促进物联网发展、推进行业自律以及维护企业合法权益等方面的积极作用。
3.4 开展河南省农业物联网示范工程
以传感技术、无线通信技术、计算机网络技术、农业资源数据库技术等物联网技术为支撑,建立智能化果蔬大棚,实时采集温室(大棚)内的空气、土壤温湿度、视频等数据,实时分析参数并调整温、湿、光照等环境控制设备,实现环境参数自动调节、信息、病虫害防控等功能。
3.5 扩大宣传和交流合作
加强与各有关主管部门的沟通和联系,争取得到国家和省有关行业主管部门的关心、指导、认可和支持,创造有利于河南省物联网产业发展的良好环境。建设物联网网站,编辑出版物联网刊物,普及物联网知识,宣传物联网作用。
【参考文献】
[1]刘幺和.物联网原理与应用技术[M].北京:机械工业出版社,2011.9.
[2]刘化君.物联网技术[M].北京:电子工业出版社,2010,9.
[3]周洪波,物联网:技术、应用、标准和商业模式[M].北京:电子工业出版社,2010.
[4]刘禹.RFID在食品安全中的应用方案[J].计算机工程与应用,2006.
[5]丁振华,李锦涛.RFID中间件研究进展[J].计算机工程,2006.
关键词:物联网;产业;发现现状;技术研究
中图分类号:TP393 文献识别码:A 文章编号:1001-828X(2015)015-000-01
一、物联网概念
物联网概念“InternetofThings”最早在比尔・盖茨1995年的《未来之路》中首次被提及以来已经发展了十来年。目前,不同国家和机构组织对物联网的认知还不够统一,对其也有着各自不同的理解和定义。
二、我国物联网产业的发展现状
(一)形成了较为丰富的物联网基础应用
随着社会经济的不断发展,自2010年以来,由于我国的物联网产业开始被正式提升到国家战略发展高度以后,物联网产业的发展就面临了前所未有的机遇与挑战。根据相关的数据调查显示,中国的RFID 产业在2010年时的纯收入就已经达到了121.5亿元人民币.同比增长了42.8%,并且保持着较快的发展速度。现阶段,我国的RFID产业也已经仅次于美国和英国,在世界上排名第三位。在这个基础上,RFID 技术也已经逐渐的被应用到了物流、工业生产以及城市交通等多个领域当中,再加上3G网络的应用于发展,使得各个运营商又开始推出了全新的移动支付方式,以此来使得RFID技术又增加了一个全新的应用领域,那就是移动支付,如此便形成了较为丰富的物联网基础应用。
(二)物联网标准建设已经起步
从某种程度上来京,造成物联网发展缓慢的一个最主要的原因,就是物联网标准的缺失问题。现阶段,无论是中国还是国际上其他的发达国家,都没有真正的为物联网所涉及的各个领域,来建立起一个有效的且统一的标准。自2009年以来.我国政府对于物联网产业发展的投入越来越多,这就使得物联网标准的制定工作得到了社会各个方面上的广泛关注与重视,并且于2010年6月9日,成立了中国物联网(传感网)标准联合工作组.在这个工作组织中,已经有17个行业协会组织、14个部委,并且有24个标准化组织加入。从某种程度上来看,该工作组的成立,能够在很大程度上表示着我国物联网标准制定与研究工作得到了巨大的发展。
三、中国物联网技术发展存在的问题
(一)标准缺位阻碍物联网技术发展
现阶段,我国和国际上的其他国家都还没有形成一个统一的物联网应用标准,这就在很大程度上导致行业之间以及企业之间在物联网的应用上很难行成一个统一的标准。也正是由于这种统一标准的缺乏,才会使得物联网项目之间并不能实现良好的互通,也因此使得物联网领域中,实现广域化的应用难度大幅增加。也就是说,物联网技术标准缺位,将会成为限制与影响物联网产业发展的一个非常重要而又关键的因素,这样一来不仅不能够实现物联网之间的互联互通,同时也会影响到整个物联网产业快速与持续发展。
(二)物联网核心技术环节有待突破
我国的科学院对于传感网的研究相对于其他国家来说要早很多,并且已经在多个网络通信技术应用项目上得到了一定的发展成果。同时,我国的产业化推进也相对来说比较迅速,无论是在材料还是技术上都已经形成了一个完整的产业链,发展前景相当可观。不过,做为物联网技术中的关键环节,二维码技术和RFID技术在西方发达国家的研究起步较早、发展也较快,导致我国呈现出一种比较落后的状态,并且其在终端设备的研究以及芯片设计制造等方面也都处于较为落后的地位。
(三)物联网信息安全问题亟待解决
简单来说,我们要想真正的促进物联网技术的应用与发展,就必须要对物联网技术的网络安全加以管理与制约。就目前的实际情况来看,物联网技术中所存在的各个网站之间的无线网络技术以及互联技术等方面都还存在着严重的信息安全隐患,这就非常容易导致其出现信息的泄漏问题。如果说我们不能及时的采取有效措施来对其加以保护,就非常容易引起企业机密与个人隐私的暴露问题。所以说,如何才能更好地对海量的用户隐私与信息进行保护.是现阶段物联网发展所必须要集中解决的核心问题。
四、物联网的发展前景
物联网被认为是继计算机、互联网与移动通信网之后的第三次信息产业浪潮,基于其在国民经济中广阔的发展前景各国都在争相发展,纷纷出台战略指导规划,规范物联网的有序发展。物联网将是更多行业信息化过程中一个比较现实的突破口,将能催生一个上万亿的高科技市场,将大大推进信息技术元件的生产,给国内行业带来巨大商机。
(一)加大研发投入,参与国际标准的制定
无论是世界上的哪一个国家,其在进行物联网的发展完善上,往往都会强调研发投诉,当然,中国亦是如此。简单来说,没有投入就不会有产出,投入不足也是限制其发展的一个重要原因。物联网是由多种新技术进行交叉融合之后的产物,而这种新技术的不断交叉与融合应用,同样也是推动物联网技术的产生与发展的一个重要关键。
现阶段,我国在对物联网产业的核心技术进行研究与开发时还是与世界先进水平之间存在着较大的差距,如果说我们想要有效的减小这种差距,就必须要全面根据我国物联网产业发展的实际情况,并进一步结合现阶段已有的研究基础,来对将要发展与研究的核心技术进行有效的选择,使其能够逐步在某些领域实现技术突破,达到世界领先。
(二)创建一批国家级物联网产业基地
如果说,一个新兴的产业想要得到全面的发展,就要求其必须要进行产业的有效聚集和全面延伸。因此,如果我们想要促进物联网产业的持续快速发展,首先要做的就是进行产业空间布局的合理规划,然后再再次基础上,来为其配备上相关的配套产业,从产业的发展绘画以及政府的税收上来对其进行多个方面的优惠与扶持,只有这样,才能真正有效的实现物联网产业上的空间聚集,并引导其形成一个良好的产业集群。
参考文献:
[1]刘勇燕,郭丽峰.物联网产业发展现状及瓶颈研究.中国科技论坛,2012(4).
[2]袁国智,董毅明.我国物联网产业现状及其发展对策分析.商业时代,2011,4.
关键词: 无线Mesh网络; 同步; 时隙利用; 数据包连发
中图分类号: TN711?34; TP393.04 文献标识码: A 文章编号: 1004?373X(2014)15?0049?06
Research on data packet continuous transmission technology
in synchronization wireless Mesh networks
LI Qian1, LIU Jing?wei1, L? Ren?jian1, 2, HAN Zhong?hua1
(1. North China Institute of Computing Technology, Beijing 100083, China; 2. Beijing University of Posts and Telecommunication, Beijing 100876, China)
Abstract: Only one data packet is sent in a time?slot in synchronization wireless Mesh network based on the existing multi?directional antenna array, which will decrease the slot utilization rate when data packets are sent in high modulation rate at transmitting node. To solve this problem, the technology of data packet continuous ransmission in this network environment is studied. The detailed design scheme of the number of maximum data packet continuous ransmission, calculation opportunity, sequence number, acknowledgment mechanism, parameters and node processing flow is offered in this paper. The technology was fully tested in actual hardware environment. The comparison result shows, when data packets are sent in high modulation rate at transmitting node, the technology of the data packet continuous ransmission can improve time?slot utilization, and the performance of the network can be improved obviously.
Keywords: wireless Mesh network; synchronization; time?slot utilization; data packet continuous ransmission
0 引 言
无线Mesh网络是一种多跳网状的宽带无线网络,具有覆盖范围广、带宽高、鲁棒性强等特点,在机动指挥与应急通信方面有着广阔的应用前景。
无线Mesh网络多采用异步组网技术[1?12]。该网络在节点个数较少并且节点之间距离较近时的性能比较理想,但当网络规模扩大时,所有节点因竞争信道导致了网络吞吐量急剧下降,无法实现高速的端到端无线数据传输,业务的服务质量也就难以保证。
目前出现了一种基于多方向天线阵列的同步无线Mesh网络(以下简称为同步无线Mesh网络)[13]。该网络除通过定向天线实现了节点之间的远距离数据传输外,还采用了同步组网技术,通过精准的时隙划分,网络内所有节点的通信都被安排在合适的时隙中,避免了节点因竞争信道而导致网络吞吐量的急剧下降,通过高效的时隙分配策略则进一步提高了网络的吞吐量。另外,网络中节点之间具有一定的父子关系,网络管理也变得更加简单。
现有同步无线Mesh网络采用了一个数据时隙(以下简称为基本时隙或时隙)内单一数据包的收发机制,即每个节点在一个时隙内只发送或接收一个数据包,当底层调制速率较低时,该数据包的长度较短,其收发时间会占满整个时隙,即时隙的利用率较高;而当底层调制速率较高时,该数据包的长度受到底层无线接口最大传输单元长度(MTU)的限制,其收发时间不能占满整个时隙,因而时隙内会有很大的浪费。
为在底层高调制速率下提高时隙利用率,本文对同步无线Mesh网络下的数据包连发技术进行了研究,提出了设计方案并对性能进行了对比分析。
1 同步无线Mesh网络数据包连发技术
数据包连发技术涉及到时间帧结构、包类型、单时隙内的数据包连发技术与多时隙内的数据包连发技术。
1.1 时间帧结构
时隙浪费与时隙长度有关。当时隙较长时,高调制速率下会产生时隙内的时间浪费;当时隙长度设计得过小时,由于协议控制包的开销而导致时隙内数据收发利用率下降,另外,也给底层同步平台设计带来难度,系统资源消耗也因此增加。因此,时隙长度应主要参考系统在实际使用时最大可能出现的底层调制速率值,同时保证底层同步平台能够实现,而系统资源消耗也能够接受。
时间帧结构如图1所示。
图1 时间帧结构
时间帧结构中具有以下两种类型的时隙:
(1) Hello时隙。Hello时隙的时间长度为1个基本时隙长度,用于网络内节点向未入网节点提供接入服务。
(2) 数据时隙。数据时隙内的每个基本时隙用于实际数据传输。
时间帧结构是同步无线Mesh网络内各节点协调工作的基础。
1.2 包类型
节点在每个时隙内的通信都会涉及各种包的交互,数据通信则与以下包相关:
1.2.1 轮询包
该包用于父节点调度子节点,该包还可以进一步细分为如下两类:
(1) 父子轮询包
当父节点向子节点发送数据时,父节点会在时隙开始时首先向子节点发送一个父子轮询包,该包发完后,父节点再接着向子节点发送数据包。
该包中含有父节点本次即将连发数据包的个数与父节点规定的时隙合并的个数。
(2) 子父轮询包
当父节点接收子节点的数据时,父节点会在时隙开始时首先向子节点发送一个子父轮询包,该包发完后,父节点将等待接收子节点发送的数据包。
该包中含有父节点规定的时隙合并的个数。
1.2.2 确认包
当数据包为需确认数据时,接收完数据的节点将立即向对端发送一个确认包,否则接收完数据的节点将结束该时隙内的收发动作。
1.2.3 数据包
数据包格式如图2所示。
图2 数据包格式
第一层包头的内容与节点之间点对点基本通信相关,如基本数据包类型、目的节点地址、源节点地址、序列号、后续数据包个数等。
第二层包头,由同步无线Mesh网络协议中不同的功能模块所定义,如模块类型、该模块内的数据包类型、数据净荷长度、QoS标记。
数据净荷为以太网帧。
校验在数据发送时由无线网卡添加。
1.3 单时隙内的数据包连发技术
1.3.1 功能说明
为提高时隙利用率,发送节点应在每个时隙内尽可能多地发送数据包。
每个时隙内的数据包连发如图3所示。
图3 单时隙内数据包连发
1.3.2 最多连发的数据包个数与计算时机
(1) 单时隙内数据包最多连发个数
发送节点通过计算后应在一个时隙内尽可能多地发送数据包,但需要规定最多发包个数,规定最多连发数据包的个数不超过16个,一个时隙内连发数据包的个数一般为2或3。
(2) 轮询包与确认包的发送时间
轮询包与确认包的发送时间(单位:μs)为固定值,可按式(1)计算:
[t=数据包长×8+B+NwNDBPS×4+20] (1)
各值的含义如下:
包长为无线接口数据长度,单位为字节;[B]为PLCP头部中服务类型的比特数;[Nw]为尾比特数;[NDBPS]为一个OFDM符号含有的比特数,6 Mb/s时的值为24,9 Mb/s时为36,12 Mb/s时为48,18 Mb/s时为72,24 Mb/s时为96,36 Mb/s时为144,48 Mb/s时为192,54 Mb/s时为216。
(3) 每个数据包的发送时间
每个数据包的发送时间在数据包被加入到数据发送队列时便已计算好,仍按公式(1)计算。
(4) 单时隙内数据包最多连发个数的计算时机
发送节点在当前时隙开始时计算该时隙内最多能够发送多少个数据包。
1.3.3 序列号与确认机制
为所有数据包安排序列号并加入确认机制。接收节点根据发送节点所指示的数据包连发个数进行接收、检验序列号连续性并对实际收到的最后一个数据包进行确认。
接收节点刚刚收到的数据包中的序列号如果与收到的上一个数据包的序列号不连续,则丢弃刚刚收到的数据包。
接收节点在当前时隙的后两个基本时隙单位开始时刻设定确认包等待定时器,该定时器设定在该处可以保证接收节点能够在25 km距离条件下将确认包发送给发送节点。接收节点如果在当前时隙内收到了发送节点的所有应发数据包后,则立即向发送节点回复一个确认包,并取消确认包超时定时器;否则,接收节点在确认包等待定时器超时后再向发送节点回复一个确认包。
1.3.4 涉及到的参量
数据包连发过程中涉及到以下参量:
数据包最大连发个数。一个时隙内所发送的数据包个数与多个连续时隙所发送的数据包个数都不应超过该值,数据包连发个数过多,失败重传的次数也会增加,网络性能反而下降。
最大时隙合并个数。该值表示某个发送节点与某个接收节点之间共享的连续时隙数,在连续时隙里可以持续收发数据包。
发送节点应发数据包个数。发送节点在当前时隙内计算出能够发送的数据包个数。
发送节点实发数据包个数。发送节点在当前时隙内实际发送的数据包个数,在正常情况下,发送节点实发数据包个数与发送节点应发数据包个数相等。
接收节点应收数据包个数。接收节点在当前时隙内应该接收到的数据包个数。
接收节点实收数据包个数。接收节点在当前时隙内实际接收到的数据包个数。
发送序列号。发送节点发送数据时在每个数据包中添加的序列号,该序列号按模递增。
接收序列号。接收节点接收数据时从每个数据包中获得的序列号,在正常情况下,接收序列号应等于发送序列号,即接收序列号也是按模递增。
1.3.5 父节点流程
父节点在当前时隙内的处理流程如图4所示。
(1) 父节点在当前时隙中断到来时开始确定是发送数据还是接收数据,即确定父子节点之间数据传递的上下行关系。
(2) 当父节点向子节点发送数据时,父节点根据1.3.2节中的各种时间值计算出当前时隙内能够发送的数据包个数并将该值填到父子轮询包中。另外,时隙合并个数设为1,表示仅在当前一个时隙内进行数据包连发。
(3) 父节点向子节点发送父子轮询包,在父子轮询包发送成功后,父节点继续向子节点连续发送所有数据包。
(4) 父节点会在所有数据包发送完毕后等待接收子节点的确认包,等待接收确认定时器的超时时间设在当前时隙结束时。
(5) 父节点如果收到了子节点发送的确认包后,根据确认包中的确认序列号判断出已经被子节点成功接收的数据包,将这些数据包从发送队列中删除并释放内存。
(6) 父节点在等待确认定时器超时后仍没有收到子节点发送的确认包时,根据已发送数据包的发送次数决定在后续时隙中是否重发,如果这些数据包已经达到最大发送次数,则将这些数据包从发送队列中删除并释放内存,否则在后续时隙中继续重发。
(7) 当父节点准备接收子节点发送的数据包时,父节点将时隙合并个数设为1,并将该值填到子父轮询包中。
(8) 父节点向子节点发送子父轮询包,在子父轮询包发送成功后,父节点等待从子节点接收数据包。
(9) 父节点接收的数据包如果序列号不正确,父节点则将这些数据包从接收队列中删除并释放内存,否则,父节点将在发送确认定时器超时前接收完子节点发送的所有数据包。
(10) 当发送确认定时器超时后,父节点针对已收到的最后一个数据包向子节点发送确认包。
1.3.6 子节点流程
子节点在当前时隙内的处理流程如图5所示。
(1) 子节点在当前时隙中断到来时等待接收父节点发来的轮询包。
(2) 子节点如果收到的是子父轮询包,子节点则记录时隙合并个数,并计算出当前时隙内能够发送的数据包个数。
(3) 子节点向父节点连续发送所有数据包。
(4) 子节点会在所有数据包发送完毕后等待接收父节点的确认包,等待接收确认定时器的超时时间设在当前时隙结束时。
(5) 子节点如果收到了父节点发送的确认包后,根据确认包中的确认序列号判断出已经被父节点成功接收的数据包,将这些数据包从发送队列中删除并释放内存。
(6) 子节点在等待确认定时器超时后仍没有收到父节点发送的确认包时,根据已发送数据包的发送次数决定在后续时隙中是否重发,如果这些数据包已经达到最大发送次数,则将这些数据包从发送队列中删除并释放内存,否则在后续时隙中继续重发。
(7) 子节点如果收到的是父子轮询包,子节点准备接收父节点发送的所有数据包。
(8) 子节点接收的数据包如果序列号不正确,子节点则将这些数据包从接收队列中删除并释放内存,否则,子节点将在发送确认定时器超时前接收完成父节点发送的所有数据包。
(9) 当发送确认定时器超时后,子节点针对已收到的最后一个数据包向父节点发送确认包。
(10) 如果子节点没有收到父节点的轮询包,则子节点在当前时隙内什么也不做。
1.4 多时隙内的数据包连发技术
多时隙内的数据包连发技术,又称时隙合并技术,该技术是对单时隙内数据包连发技术基础上做出的功能提升,发送节点通过在多个连续时隙内连发数据包,减少了中间时隙内的轮询包与确认包的个数,从而进一步提高时隙利用率。多时隙内的数据包连发示意如图6所示。
图6 多时隙内的数据包连发示意
多时隙内的数据包连发技术中的最多连发的数据包个数与计算时机、序列号与确认机制、涉及到的常量与变量、父子节点的处理流程与单时隙内的数据包连发技术均相同,这里不再赘述。它们的不同之处在于:
(1) 父子节点需要计算多个连续时隙内最多能够发送多少个数据包。
(2) 父子节点将多个连续时隙中除第一个时隙以外的后续所有时隙中的状态机取消,仅执行第一个时隙中的状态机。
2 理论性能对比
现分别对单跳网络在使用单时隙内的数据包连发技术前后的理论性能进行对比:
2.1 约束条件
(1) 每个时间帧内有980个数据时隙,即时间帧使用效率为98%。
(2) 在实验室内或近距离条件下进行对比,忽略传播时延,忽略实际平台所带来的各种时延。
(3) 轮询包与确认包均始终以6 Mb/s的调制速率发送,按公式(1)可算出它们的发送时间均为48 μs。
(4) 发送节点分别以6~54 Mb/s调制速率发送数据包。
(5) 不使用组包功能,但使用分段功能。
(6) 同步无线Mesh网络协议数据包净荷为以太网帧,而以太网帧最大长度为1 518 B,因此发送节点能够发送的最大数据包长度为1 518+40+4=1 562 B。
2.2 理论性能对比
理论性能对比情况分别见表1~表7。
表1 发送节点以9 Mb/s发送数据包
[\&单时隙内单包\&单时隙内多包\&数据包个数\&1\&1\&数据包长度 /B\&991\&991\&时隙使用效率 /%\&90.4\&90.4\&带宽 /(Mb/s)\&7.8\&7.8\&]
表2 发送节点以12 Mb/s发送数据包
[\&单时隙内单包\&单时隙内多包\&数据包个数\&1\&1\&数据包长度 /B\&1 323\&1 323\&时隙使用效率 /%\&90.4\&90.4\&带宽 /(Mb/s)\&10.4\&10.4\&]
表3 发送节点以18 Mb/s发送数据包
[\&单时隙内单包\&单时隙内多包\&数据包个数\&1\&2\&数据包长度 /B\&1 562\&1 562,384\&时隙使用效率 /%\&71.2\&90.4\&带宽 /(Mb/s)\&12.2\&15.3\&]
表4 发送节点以24 Mb/s发送数据包
[\&单时隙内单包\&单时隙内多包\&数据包个数\&1\&2\&数据包长度 /B\&1 562\&1 562,1 029\&时隙使用效率 /%\&54\&90.4\&带宽 /(Mb/s)\&12.2\&20.3\&]
表5 发送节点以36 Mb/s发送数据包
[\&单时隙内单包\&单时隙内多包\&数据包个数\&1\&3\&数据包长度 /B\&1 562\&1 562,1 562,1 167\&时隙使用效率 /%\&36\&90.4\&带宽 /(Mb/s)\&12.2\&33.6\&]
2.3 结 论
(1) 在6~12 Mb/s调制速率下,一个时隙内只能发送一个数据包,因此单时隙内单包发送与单时隙内多包发送的性能相同。
(2) 在达到18 Mb/s调制速率或以上时,采用单时隙内多包发送的时隙使用效率仍为90.4%,其性能明显高于单时隙内单包发送的性能。
表6 发送节点以48 Mb/s发送数据包
[\&单时隙内单包\&单时隙内多包\&数据包个数\&1\&4\&数据包长度 /B\&1 562\&1 562,1 562,1 562,261\&时隙使用效率 /%\&28\&90.4\&带宽 /(Mb/s)\&12.2\&38.8\&]
表7 发送节点以54 Mb/s发送数据包
[\&单时隙内单包\&单时隙内多包\&数据包个数\&1\&4\&数据包长度 /B\&1 562\&1 562,1 562,1 562,942\&时隙使用效率 /%\&24.8\&90.4\&带宽 /(Mb/s)\&12.2\&44.1\&]
3 结 语
对基于多方向天线阵列的同步无线Mesh网络下的数据包连发技术进行了研究,给出了最多可连发的数据包个数与计算时机、序列号与确认机制、涉及到的参量、父子节点处理流程的详细设计方案。理论性能对比结果表明,在发送节点采用高调制速率发送数据包时,在该网络下采用数据包连发技术能够大幅度提高时隙利用率,网络性能明显提升。
参考文献
[1] VASUDEVAN S, KUROSE J, TOWSLEY D. On neighbor discovery in wireless networks with directional antennas [C]// INFOCOM 2005 24th Annual Joint Conference of the IEEE Computer and Communications Societies. [S.l.]: IEEE, 2005, 4: 2502?2512.
[2] CHARBONNEAU Terrance Wayne. Scan synchronous directional antennas for time division multiple access in multi?hop Ad Hoc wireless networks [D]. USA: Purdue University, 2005.
[3] 李佳,周杰.无线Mesh网络集中式信道分配算法设计[J].无线电工程,2009,39(12):3235?3237.
[4] 韩冬,鄢楚平,王志泉,等.基于NDIS的无线Mesh网络协议的研究和实现[J].计算机工程与设计,2011,32(3):784?787.
[5] 苏家勇,许磊,周国.无线Mesh网络中的信道分配问题研究[J].无线电通信技术,2009,33(5):4?6.
[6] 张克非,杨寿保,胡云,等.基于多QoS参数约束的无线Mesh网络路由机制研究[J].计算机应用研究,2009,26(3):994?996.
[7] 秦莹莹.无线Mesh网络路由协议研究[J].软件导刊,2012,11(2):99?101.
[8] 刘贺,张陆勇,陈明刚,等.无线Mesh网络集中式信道分配算法设计[J].无线电工程,2011,41(5):4?6.
[9] 谢桂芳,段盛,罗玉玲.无线Mesh网络信道分配研究[J].计算机工程与应用,2011,47(18):85?87.
[10] 邱振谋,姚国祥,官全龙,等.多信道无线Mesh网络的多播信道分配算法[J].计算机工程,2011,37(6):107?109.
[11] 何萍实,徐子平.无线Mesh网络中使用双收发器的多信道MAC协议研究[J].计算机应用研究,2010,27(1):327?329.
关键词:社区安防;物联网技术;安防领域
中图分类号:TP277 文献标识码:A 文章编号:1007-9599 (2012) 16-0000-02
1 前言
物联网已成为当前世界新一轮经济和科技发展的战略制高点之一,发展物联网对于促进经济发展和社会进步具有重要的现实意义,物联网技术为推动国家信息产业从大到强,实现自主创新提供了新的发展机遇。通过全面推广物联网技术,可以实现道路和车辆的安全、便捷、快速的交通;可以通过公共卫生物联网来实现人民群众在家诊断疾病和居家养老的需要;通过将城市公共安全体系与社区安防物联网相互连接,可以实现社区公共安全物联网的全面覆盖。这样一来,我们可以看出物联网技术正在全面改善人们的工作、学习和生活。本文就物联网技术的发展和在安防领域的应用研究进行探讨。
2 物联网技术的发展
物联网技术包括了应用层、网络层、对象层和感知层四个层次,是在Internet技术的基础之上,采用无线数据通信技术、RFID技术来构造了一个可以覆盖各种食物的 “Internet of Things”。物联网技术给人民的生活带来了很大的改变,所有物品都可以利用激光扫描器、全球定位系统、红外感应器、射频识别(RFID)等信息传感设备来和互联网联系起来,在生产环节采用电子产品代码(EPC)技术能够快速地从品类繁多的库存中准确、快速地锁定所需的零部件和原材料,在自动化生产线运作的过程中有效实现跟踪和识别零部件、产成品、半成品、原材料,从而提高生产的效益和效率,减少人工出错率和识别成本。物联网在产品运输环节能够通过在运输路线设置安装RFID接收转发装置,同时对在途车辆和货物贴上电子产品代码(EPC),这样一来,就可以使得经销商和供应商能够通过物联网实时掌握货物预计到达时间,所处的状态和位置,在掌握好这些信息之后,就能够大幅度提高车辆利用率,合理调度车辆,减少运输成本,提高运输的安全性。
在安防领域,物联网技术的信息安全极为重要,原因在于一旦信息传输出现篡改、泄密和失效,那么必然会给将整个安防系统带来严重的后果,那么应该进行及时的预防和处理,处理技术有安全数据接入技术、入侵检测技术、安全路由技术、密钥管理技术等,而解决的关键就在于要从多个层面来解决安全漏洞,加强信息安全防范。物联网信息安全的重点在于网络层的安全技术,这是因为有线通讯存在光缆转换复杂、敷设线缆困难等问题,无线通讯存在病毒入侵、信号截取、强信号压制等问题,所以应该结合具体的使用情况,来选择是采用无线通讯,还是采用有线通讯。如果采用线通讯,那么应该最大程度地提高无线网络的安全性,克服拓扑结构和信道节点的缺陷。感知层要解决的问题就是前端传感器的可靠性和可使用性,有效地提升选用优质器材的水平。而应用层的安全技术能够通过安全数据和安全路由来修复、检测数据,再通过高性能计算机将有害数据剔除掉,将信息流有效地梳理。
总之,物联网技术能够在无需人干预的前提下,有效地实现物品与物品之间的“交流”,实现智能化管理、监控、跟踪、定位、识别,进行及时的信息通讯和数据交换。
目前来看,我国的物联网技术还处于一个发展的初始期,因此在物联网技术推进的过程中,应该将物联网应用于重点领域和重点行业,优先选择关联性高、带动作用强的重点领域进行示范试点,重点推进物联网技术在公共安全、节能环保、交通运输、电网、物流、农业、工业、医疗等领域的应用。
3 物联网技术在安防中的应用
目前我国对于物联网技术正在处于一个发展和探索,已经建立了一系列的专门研发机构,如物联网研发中心、传感网研发中心等,在健康监测、智能交通、公共卫生、智能家居、环境监控、工业安全生产、城市公共安全等领域进行了相应的尝试,物联网技术在未来正在朝着更加广阔的领域扩展。
物联网技术在安防中的应用,最为重要的技术就是视频感知技术,我国安防行业企业在近三十年的时间内一直都把研发重点发在视频监控技术。
例如,2010年在上海举办的世博会就成功地将物联网技术应用于园区的安防工作中。无论参观者在哪个场馆,或者哪个公共设施都会无时无刻不感受到物联网技术带来的便利。
物联网技术,尤其是视频智能感知技术大量应用于安全防护领域,为未来在智能交通、环境监控、城市管理、国家安全等领域应用物联网技术打下了一个极为良好的基础平台,具有极为重要的意义。
4 社区安防中应用物联网技术
物联网时代的社区安防就是采用网络传输、智能图像分析、传感器、RFID等多种信息技术,有效地将移动电话、网络摄像头、警报器、照明设备和互联网连接起来,建设能够具有实时监控管理的家庭安防综合应用系统、社区智能视频分析系统、社区车辆出入口管理系统、智能对讲门禁、社区周界防护系统等,同时还实现公安信息平台与社区安防信息进行对接。
社区安防管理系统主要由多种模块组成,如车辆出入管理系统、小区信息系统、小区智能视频监控、周界红外报警系统等。家居智能化管理主要由室内安防预警、远程监控、远程控制、无线可视对讲、家电智能控制、灯光智能控制等模块组成。该方案借助于警方、物业、业主三者间的快速响应,具有主动威胁告警和自动感知威胁的双重功能,能够在最大程度上使得事故损失减少。简易系统架构图如图1所示。
该系统的建设是以可靠、先进、适用、经济、成熟的物联网技术作为基础,同时与公安信息平台有效对接、紧密结合,依托现有的监控中心管理系统和信息网络系统,合理配置资源,充分考虑了拟建系统和已建系统在业务流程、数据结构、应用功能上的高度统一,采用的体系结构具有智能化、模块化、开放性,整个系统运行和管理具有协调、高效、科学的特点,构筑出了保障可靠、处置快捷、操作方便、反应灵敏、控制有力、防范有效、指挥高效的防控体系,有效地实现了“自动报警、信息共享、快速响应、联网布控、实时监控”的社区安防目标。
参考文献:
[1]李旸,李芬萍.“物联网”对商业银行供应链金融产品的几点影响[J].西部金融,2010,(05):147-149
[2]梁国伟,李长武,李文军.网络化智能传感技术发展浅析[J].微计算机信息.2004。21(05):123-126
[3]陈莉.计算机网络安全与防火墙技术研究[J]. 中国科技信息 , 2005,(23):106-109.
[4]W.Du et al.A Witness-based Approach for Data FusionAssurance in Wireless Sensor Networks.GLOBECOM.2003:129-134.
关键词:物联网;数据融合;属性约简;实时性
中图分类号:TN929.5;TP212.9
物联网实现了物与物的互连,主要作用是缩小物理世界和信息系统之间的距离。物联网底层可以接入传感器网络、RFID、个域网等,连接到物联网的异构融合网络上,从而形成一个广泛互连的网络。物联网由各种异构网络组成,因此物联网产生大量冗余信息,造成通信带宽的浪费、实时性差,如何将这些数据进行整合,成为一个必须要解决的问题。
数据融合技术可以有效解决上述问题。在物联网中对感知信息进行融合处理,只将少量有意义的信息传输到汇聚节点,大大减小数据的传输量,提高物联网实时性[1]。目前,物联网数据融合这方面的信息还比较少,主要集中在决策层[2]。还没有人提出从时间、空间和属性三方面对数据进行融合。本文提出同时包含时间、空间和属性融合的算法,该算法先对原始数据进行时间和空间的首次融合,进而在此基础上对数据进行属性融合。
1 基于时间和空间的数据融合
1.1 时间有效性
物联网底层网络由多种异构网络组成,各个网络的数据类型不同、表达方式不同,数据的有效性也不同。物联网需要在一定的时间范围内对数据进行处理、传输和利用,这样才能有效减少网络传输量,均衡负载、提高实时性[3]。
定义数据集合X(x1,x2,...,xn)引入数据的时效数学期望,用来表示数据的生命周期,即所表示的数据具有时间特性。定义概率分布P(p1,p2,...,pn),用时效概率函数fi(t)表示数据di在时间区间[0,t]内保持数据有效的概率。
di代表当时数据的值,Δt代表距离上次更新数据后的时间差(每次更新完数据值后,Δt=0,E(xi)表示数据对应的有效时间。
Δt是从上次更新完数据到现在的时间差,每次更新完数据值,时间差Δt要重新归零。当Δt的数值大于数据有效时间E(xi),表明数据需要重新进行采样替换。节点重新进行空间数据融合,将最新感知数据替换已超过失效期的数据。
2 属性融合
物联网各节点采集到数据是海量的、多源的、异构的,将基于决策层的数据融合引入物联网,目的是消除数据的冗余性和不确定性。目前常用的基于分类的融合方法有贝叶斯推断、模糊集、D-S证据理论[4]等,这些算法在不同程度上都有不同程度的缺陷。相对而言,粗糙集理论在处理不确定性方面时优于贝叶斯推断、模糊集、D-S理论等方法。而且粗糙集理论的优点是它无需提供基础数据以外的任何先验信息。通过知识的简化与知识依赖性分析,完全由已知数据导出决策规则。
但传统的粗糙集理论效率不高,将遗传算法引入粗糙集理论[5],提高数据融合效率。遗传算法是一种有效的优化技术,其特点并行性对于解空间庞大且复杂的搜索问题,有着很明显的优势。
2.1 遗传算法
编码:采用二进制编码,将属性的幂集映射到染色体,染色体长度为N。染色体每一位对应其属性,取0表示删除其对应属性。
种群的选择:采用轮赌算法,对于给定规模为N的种群,个体Xj被选择的概率为:
按照适应度P(Xj)概率分布选择个体,生成新的数据串。
交叉因子:按概率Pc随机选择N・Pc组,每组两条染色体,对每一组染色体的每一位按相同的概率进行交叉。
变异因子:对个体中的每位按概率Pm随即决定是否需要进行反转。
适应度函数:
其中P为对X对应选择的属性集,E(V),n为属性集A的长度,αβ为平衡系数,一般选取1α≤|U|,0β≤1/|A|。
2.2 算法描述
步骤1:由初始化产生的初始群体求决策表中的核,对于核中的属性,用1表示,其他位置则随机取1或者0。
步骤2:根据适应度函数计算适应值,在计算过程中并上核属性编码来计算适应值。
步骤3:利用轮赌选择方法,采取最优个体构成新的群体。
步骤4:按照交叉因子对种群进行交叉操作。
步骤5:按照变异因子对种群进行变异操作。
步骤6:当连续繁殖很多代的最优个体的适应值没有改变时,循环结束。否则,转入步骤3。
3 结束语
物联网通过接入各种异构的网络,将世界上的所有物体连接到信息网络中,缩小了物理世界和信息系统之间的距离。结合物联网数据具有时间和空间特性,本文从时间、空间和属性上对物联网各种异构的数据进行融合,提高了物联网的实时性,减少了物联网数据的冗余,减小了物联网络的带宽。
参考文献:
[1]凌云.基于物联网的异构传感数据融合方法研究[J].计算机仿真,2011(11).
[2]胡永利,孙艳丰,尹宝才.物联网信息感知与交互技术[J].计算机学报,2012(06).
[3]吕炳潮,杨扬,伍民友.实时信息的理论研究及应用[J].计算机工程与设计,2010(18).
[4]潘泉,王增福,梁彦.信息融合理论的基本方法与进展[J].控制理论与应用,2012(10).
摘要:文章基于物联网的特征、技术思想及其与新兴产业的关系,重点研究了实现物联网产业化应用的关键――泛在无线技术,主要包括末梢感知层、网络融合层、无线资源管理以及对数据进行综合处理的信息处理等关键技术。文章指出物联网的本质是利用“泛在网络”实现“泛在服务”,是一种更加广泛深远的未来网络应用形态。物联网正催生一场战略性新兴产业革命,将带来千载难逢的机遇,全面推动社会的经济振兴和社会进步。
关键词: 物联网;泛在网;后互联网;异构网络融合;云计算
Abstract: This paper discusses one of the key aspects of industrial IoT: ubiquitous wireless technology. Ubiquitous wireless technology includes peripheral perception layer, network convergence layer, radio resource management, and information processing for integrated data. In this paper, we suggest that the essence of IoT is to achieve ubiquitous services through a ubiquitous network, which is a far-reaching network. We also suggest that IoT will create opportunities and promote economic revitalization and social progress.
Key words: Internet of things; ubiquitous networks; post internet; heterogeneous network convergence; cloud computing
1 物联网的技术思想
物联网作为全球战略性新兴产业已经受到国家和社会的高度重视。物联网的应用标志着互联网的发展已经开始进入一个新的历史阶段,而基于互联网的产业化应用和智慧化服务将成为下一代互联网的重要时代特征。物联网将充分发挥新一代信息通信技术的发展优势,与传统产业服务深度融合,促进传统产业的革命性转型,研究满足国家产业发展需求的信息化解决方案,推动信息服务产业的发展与建设,实现战略信息服务产业的智慧化;将形成以新兴信息服务业为龙头,网络运营业为支撑,网络设备制造业为补充的完善的产业结构。
物联网的技术思想可以定义为利用“泛在网络”实现“泛在服务”,是一种更加广泛深远的未来网络应用形态;其原意是用网络形式将世界上的物体都连接在一起,使世界万物都可以主动上网。它的基本方式是将射频识别设备(RFID)、传感设备、全球定位系统或其他信息获取方式等各种创新的传感科技嵌入到世界的各种物体、设施和环境中;把信息处理能力和智能技术通过互联网注入到世界的每一个物体里面,令物质世界被极大程度的数据化,并赋予生命;物联网希望世界万物能够智慧化地上网,使物体会“说话”、会“思考”、会“行动”。
物联网的本质就是借助于网络智慧化的实现,把各种事物以信息化的方式通过网络表现出来;物品能够利用RFID等传感技术彼此进行智慧“交流”,而无需人的干预;通过互联网实现物品的自动识别和信息的互联与共享。
物联网最为明显的特征是物物相连,而无需人为干预,从而极大程度地提升效率,同时降低人工带来的不稳定性。因此,物联网在行业应用中将发挥无穷的潜力。比如,将感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中,然后将“物联网”与现有的互联网整合起来,实现人类社会与物理系统的整合。
在一个网络物理平台上提供多种业务,这才是多域资源和服务融合的真正内涵。真正的多域融合以后,将会提供一个统一的网络平台,所有的业务就都可以在这个网络平台上实现,当然,接入方式是多种多样的,但整个网络将会是一个统一、融合的网。融合后的网络,将能够为用户的使用带来极大的方便。
物联网是一个多设备、多网络、多应用、互联互通、互相融合的一个大网,相关的接口、通信协议等都需要有一个统一标准来指导。而目前,各地的物联网都各有自己的标准。标准很多,又缺乏权威性,这就导致不同的物联网项目难以互通,成为一个个“孤岛”。仅仅RFID在全球就有几十个标准化组织出台了250个标准,而全球两万多种传感器的标准化现状可想而知。因此统一的标准对物联网产业化发展显得至关重要。不仅可以让各地正开展的示范应用的成功案例在其他地区进行有效复制,推而广之,并且能让一个个信息“孤岛”有效融合,整合资源链,在一定程度上避免重复建设带来的资源耗费从而提高效率。
广泛的物联网应用需求必将积极推进物联网标准体系的构建,建立跨行业、跨领域的物联网标准化协作机制,鼓励和支持企业积极参与国际标准化工作,推动中国具有自主知识产权的技术成为国际标准。国家将围绕物联网关键技术和产业,开展技术攻关和产业化推进工程,着力突破传感器网、物联网关键技术,加快通信网、传感网络以及物联网的结合,推动形成完整产业链和自主发展的规模产业化能力,提升整体产业层级和在国际分工体系的位置,推动形成具有国际竞争力的物联网制造和运营产业体系。国家将大力支持自主知识产权的创造和应用,鼓励企业建立专利联盟,加大对物联网知识产权保护和管理。
物联网的技术思想正在催生一场战略性新兴产业革命[1-3],物联网时代的到来将给我们带来千载难逢的机遇。
物联网产业发展的核心价值是传促使传统产业在这场新兴产业革命的新一轮竞争中占领制高点,抢占先机,掌握主动权,引领世界信息化的发展与建设,全面推动社会的经济振兴和社会进步。
2 泛在无线技术是实现物
联网产业化应用的关键
物联网可以理解为是泛在网的应用形式[4],而不是传统意义上的网络概念。
泛在网是在异构网络融合和频谱资源共享基础上实现无所不在的网络覆盖,是一种基于个人和社会的需求。
泛在网利用现有的和新的网络技术,实现人与人、人与物、物与物之间无所不在并且按需进行的信息获取、传递、存储、认知、决策、使用等综合服务的网络体系[5]。
泛在无线技术是泛在网在连接物质世界过程中实现末梢效应和边缘价值的核心技术,也是促进物联网产业化应用的关键。
泛在网通过泛在无线技术完成与物质世界的连接,并且实现环境感知、内容感知以及智慧性,为个人和社会提供泛在的、无所不含的信息服务和应用。泛在网具有比物联网更广泛的内涵。
作为泛在无线技术重要组成部分的传感网可以看作是物联网的一种末梢网络和感知延伸网。传感网是多个由传感器、数据处理单元和通信单元组成的节点,通过自组织方式构成范围受限的无线局域网络。传感网为物联网提供事物的连接和信息的感知。
目前,与物联网紧密相关的无线通信技术已渗透到社会各领域,成为很多行业的支撑,并形成新的经济增长点。随着无线通信网络发展所呈现出的高速化、宽带化、异构化、泛在化趋势,由于泛在网络实现的关键就在于泛在无线技术,泛在无线通信成为近年来无线通信领域关注的热点之一。
作为泛在无线通信的一个重要应用,无所不在的“物联网”通信时代即将来临,从长远来看,物联网的产业化应用有望成为后互联网时代经济增长的引擎。
通信网络正在朝着泛在网络发展,而泛在无线接入是泛在网络和物联网的核心和关键技术。泛在网络能够随时随地提供网络服务,泛在网络中用户通过智能终端可以从网络上获得除传统的话音、短信、视频业务外的各种各样的服务。泛在网络是一个无处不在的网络,人们可以在任意时间任意地点接入网络。泛在网络帮助人类实现在任何时间、任何地点,任何人、任何物都能顺畅地通信。通信对象可以是机器对机器、机器对人、人对机器和人对人。随着国民经济的发展和社会信息化水平的日益提高,泛在网络已经成为国内外政府、学术界、运营商、社会团体、设备厂商关注的重要话题。
3 泛在无线通信技术研究
进展
在物联网产业发展的过程中,关于泛在无线通信技术的研究进展已经在业界引起了广泛的关注,所涉及的关键无线技术主要包括:末梢感知层的关键技术、网络融合层的关键技术、无线资源管理的关键技术以及对数据进行综合处理的信息处理等关键技术。
3.1 末梢感知层
末梢感知层的关键技术主要涉及数据的感知、采集和传输技术,其中无线技术主要集中在数据传输部分。物联网的末梢网络主要是以无线传感器为代表的大规模自组织网络结构。传感器网络内部署了海量的多种类型传感器,每个传感器都是一个信息源,不同类别的传感器对不同的环境和信息进行感知并捕获数据。传感器按一定周期采集不同类型的数据,所采集的信息内容和信息格式也不同。数据采集需要采用短距离低功率的无线通信技术,之后要将数据传输到控制中心或者处理平台,经过处理后,由应用平台控制实现不同的系统应用。因为本文主要探讨物联网与无线技术,因此,以下着重说明短距离无线通信技术和无线传感器网络。
3.1.1 短距离无线通信技术
鉴于物联网的无线连通方式有部署灵活、移动性、渗透性强等特点,近年来,世界众多站在技术前沿的国家和企业在制订标准、研究新技术和应用解决方案方面纷纷予以关注,以期掌握市场主动。国家近期也通过一系列措施支持和鼓励中短距离无线通信、与无线传感技术相关技术的研发和产业化。
短距离无线通信尤其适合物联网的感知延伸层的组网和应用,尤其以无线个域网(WPAN)为主的无线通信网络为主要内容。目前,主流的微功率短距离的无线通信技术如WLAN、UWB、RFID[6]、Bluetooth、Zigbee、60 GHz毫米波的WPAN等,其中大部分技术的工作频率都集中在了2.3~2.4 GHz频段上。2.4 GHz频段无线系统主要有Bluetooth、Wi-Fi、Wireless USB、Zigbee以及无绳电话和微波炉等系统与设备。如此密集的系统分布,必然造成该频段的资源紧缺,频谱日益拥挤,电磁兼容问题日益凸现。
蓝牙(Bluetooth)技术[7-8]是一种适用于短距离无线数据与语音通信的开放性全球规范。目前,蓝牙技术已经经历了艰难的酝酿阶段,进入了全面起飞阶段。蓝牙越来越多地嵌入到中高档产品中,如PDA、移动电话、无绳电话、台式计算机、笔记本计算机、MP3播放机、数字相机和便携式上网设备等,并从移动信息电器逐步拓展到汽车、工业控制、医疗设备等新的领域。
Wi-Fi[9-10]是一种可以将个人电脑、手持设备(如PDA、手机)等终端以无线方式互相连接的技术。其技术标准采用IEEE 802.11b标准。Wi-Fi可以帮助用户访问电子邮件、Web和流式媒体。它为用户提供了无线的宽带互联网访问。同时,它也是在家里、办公室或在旅途中上网的快速、便捷的途径。在物联网应用中,Wi-Fi将作为无线和有线相连接、短距离与长距离通信相衔接的桥梁,发挥更大的作用。
Zigbee[11]使用IEEE 802.15.4标准作为媒体访问控制(MAC)和物理(PHY)层规范,并在此基础上定义了应用层(APL)、网络层以及用户应用框架。
Zigbee之所以能在自动控制领域得到广泛应用,是由于它自身具备的多种优点,包括低功耗、低成本、低速率、近距离、短时延、高容量、高安全、免执照频段。
总之,除了底层的传感器技术、海量的IPv4/IPv6地址资源、自动控制、智能嵌入等配套技术之外,实现真正的无所不在的、大规模的物与物联网,更为重要的是在传输层实现统一协作的通信协议基础,而这其中,各种无线电通信技术,将起到特别关键作用。
WPAN、WLAN、NGBWA等无线通信技术,以及基于这些无线技术相结合的融合应用将是物联网产业链中,最为重要的组成部分。
3.1.2 无线传感器网络
无线传感器网络[12-13]将以其网络规模大、自组织性强、网络拓扑动态变化强、以数据为中心等优势成为物联网不可或缺的主要部分。
ITU架构中泛在传感器网络、基础骨干网络和泛在传感器接入网络是物联网网络架构中可能采用无线传输技术的部分,也是物联网频谱需求的主要来源。
传感器网络基础骨干网络以传统的公共移动通信网络和数字集群网络为代表,泛在传感器接入网络则以短距离无线传输技术为代表。
物联网在各个行业(如智能家居、智能安全、动物溯源、智能医院、智能交通、智能物流等)领域应用中,末端设备和设施,包括具备“内在智能”的(如传感器、移动终端、工业系统、楼控系统、家庭智能设施、视频监控系统等)和“外在使能”的(如贴上RFID的各种资产、携带无线终端的个人与车辆甚至“智能尘埃”等)物理界实体,都需要通过各种传感器设备、无线、有线的通信网络实现互联互通,以实现其“智能化物件或动物”的特质,这其中无线传感器网络的应用需求最为强烈。
目前,我们在无线传感器网络方面研发的技术包括:
・无线传感网接入技术,内容包括基于无线传感器网络的多网络融合系统结构和多种无线传感器网络接入技术的比较。
・无线传感网路由技术,内容包括无线传感器网络路由协议设计。
・无线传感网拓扑控制技术,内容包括无线传感器网络功率控制技术和典型的拓扑控制方法。
・无线传感网中数据聚合与管理,内容包括无线传感网数据聚合技术,无线传感网数据管理技术以及无线传感网安全技术。
3.2 无线频谱资源应用与管理策略
我们对物联网应用过程中对无线资源特别是无线频谱资源的需求做了分析。
在末梢网络中,以无线传感器网络的频谱需求为例,无线传感器网络所能提供的无线通信带宽是十分有限的,特别是在2.4 GHz的通信频段上,聚集了蓝牙、Wi-Fi、ZigBee等无线网络,使得该频段的信道变得十分拥挤。
从全局的观点考虑,根据ITU-R M.2078等国际报告[14],4G还需要352~1 152 MHz的频率,这些频谱都是按照4G的用户流量模型为人与人的通信而设计的,并不包括物联网的频谱需求,因此解决物联网的频谱需求的难度远远大于4G。
无线频谱资源紧张可能成为物联网应用的“瓶颈”问题。同时,我们发现,可以通过有效的资源管理机制实现频谱的合理和高效再利用,从而解决频谱资源紧张问题,使资源的供需达到平衡。
无线资源管理可以从国家政策和规划角度得到很好的再配置,我们也对该方面提出了相关的建议。例如对物联网频谱的合理规划与管理、物联网频率划分调整及频率保护政策、参照国际惯例对物联网频谱进行规划、建立物联网的流量模型及常见应用模型、为典型的物联网应用制订频谱标准、借鉴频谱拍卖机制适当实施频谱开放计划等等。
目前,我们主要从技术方面提出了适合于物联网无线资源管理的各种措施,包括:从空时频能复用角度,开发频谱池、频谱聚合、智能天线、软件无线电、多点协作等技术;在授权频段开发D2D直通技术,在非授权频段,开发多种短距离通信技术共存技术等;从系统级角度开发频谱分析、频谱决策、频谱监视、频谱搬移和频谱共享等频谱管理技术;从频谱二次利用角度开发可见光通信、太赫兹通信、白色空间通信以及开发2.5 GHz、3.3~3.4 GHz、3.5 GHz、5 GHz、5.15~5.725 GHz等新频段业务;此外,在无线资源管理方面,着重开发无线技术的电磁兼容和电磁干扰技术,为无线资源的有效复用、多种技术和系统的高效共存提供保障。
3.3 异构网络融合与协同技术
网络的异构性主要体现在以下几个方面:
・不同的无线频段特性导致的频谱资源使用的异构性。
・不同的组网接入技术所使用的空中接口设计及相关协议在实现方式上的差异性和不可兼容性。
・业务的多样化。
・终端的多样化。
不同运营商针对异构网络所实施的相应的运营管理策略不同。
以上几个方面交叉联系,相互影响构成了无线网络的异构性。这种异构性对网络的稳定性、可靠性和高效性带来了挑战,同时给移动性管理、联合无线资源管理、服务质量保证等带来了很大的问题。
网络融合的主要策略可以理解为各种异构网络之间,在基础性网络构建的公共通信平台之上,实现共性的融合与个性的协同。
所谓“融合”是在技术创新和概念创新的基础上对不同系统间共性的整合,具体是指各种异构网络与作为公共通信平台的移动通信网或者下一代网络的融合,从而构成一张无所不在的大网。
所谓“协同”则是在技术创新和概念创新的基础上对不同系统间个性的整合,具体是指大网中的各个接入子网通过彼此之间的协同,实现共存、竞争与协作的关系以满足用于的业务和应用需求。
不同通信网络的融合是为了更好地服务于异构通信网络的协同。协同技术是实现多网互通及无线服务的泛在化、高速化和便捷化的必然选择,也是未来的物联网频谱资源共享亟待解决的问题。
具体来说,异构网络融合的实现分为两个阶段:一是连通阶段,二是融合阶段。
连通阶段指各种网络如传感器网络、RFID网络、局域网、广域网等都能互联互通,感知信息和业务信息传送到网络另一端的应用服务器进行处理以支持应用服务。
融合阶段是指在网络连通层面的网络平台上,分布式部署若干信息处理的功能单元,根据应用需求而在网络中对传递的信息进行收集、融合和处理,从而使基于感知的智能服务实现得更为精确。从该阶段开始,网络将从提供信息交互功能扩展到提供智能信息处理功能乃至支撑服务,并且传统的应用服务器网络架构向可管、可控、可信的集中智慧参与的网络架构演进。因此,异构网络融合不是对现有网络的革命与颠覆,而是对现有网络分阶段的演进、有效地规划异构网络融合的研究与应用。
3.4 海量信息处理技术与云计算
在物联网中,从末梢网络采集了大量的数据,这些数据需要进行处理才能实现各种不同的应用需求。于是,海量信息智能处理与云计算技术应运而生。根据泛在无线网络中数据信息的特点,可以采用诸如数据时间对准技术、集中式数据融合算法及分布式数据融合算法等技术进行数据融合,采用分类、估值、预言、相关性分组或关联规则、聚集、描述和可视化、复杂数据类型(Text、Web、图形图像、视频、音频等)挖掘等进行数据挖掘。
目前,我们针对海量信息处理和云计算方面,建立了相应的实验平台,涵盖网络信息处理等领域的应用,围绕机器翻译、语言信息处理、海量信息存储与搜索、网络内容技术、语义计算、Web挖掘与服务、云计算、网络通信及安全等若干领域的理论技术与应用开展研究。
4 结束语
如今,物联网正越来越多地运用到人们的生活中。全中国的力量都被发动起来迎接物联网时代的到来,作为科研力量之一的学校和科研团队一直努力在物联网研究方面做出有价值的工作,目前,我们研发了智慧校园系统、校园环境控制系统、云计算开发平台,将各种信息与服务孤岛融合成为一个统一的平台,统一了门户,统一了用户的身份,实现了全校资源、服务和用户的融合共享;采用云计算和新一代信息技术使校园服务逐步实现智慧化。将人才培养、科学研究、服务社会融为一体。需要融合、需要创新、需要共享,这是物联网的方向。还有一个是面向服务、面向应用,而云计算就是基础。相信,我们会继续为物联网时代做出更多有意义的成果。
在后互联网时代的国家物联网产业化发展和技术应用策略中应当高度重视泛在无线通信技术的研发,并加快推进与物联网产业化应用的深度融合,以新兴信息服务业为龙头优先发展基于网络的新兴智慧服务产业,以社会发展的服务需求为导向发展物联网。
物联网不仅需要技术革命,它更是牵涉到新兴经济领域各个行业、各个产业的发展,需要多种力量的整合。这就需要国家的新兴经济产业政策和立法上要走在前面,要制订出适合新兴产业革命和发展的政策与法规,保证新兴经济的正常发展。
对于物联网时代的新兴产业和经济发展,必须要有政府的政策支持,必须要有专门人员和专门机构来研究和协调,这样物联网才能真正带动新兴经济的发展而大有作为。
5 参考文献
[1] ITU Internet Reports 2005: The Internet of things [R]. ITU, 2005.
[2] GIUSTO D, IERA A, MORABITO G, et al. The Internet of things [M]. New York, NY, USA: Springer, 2010.
[3] 朱洪波,杨龙祥, 于铨. 物联网的技术思想与应用策略研究 [J]. 通信学报, 2010,31(11) 1-8.
[4] 朱洪波, 杨龙祥, 朱琦. 物联网技术进展与应用[J].南京邮电大学学报:自然科学版, 2011, 31(1): 1-7.
[5] 朱晓荣, 孙君, 齐丽娜, 等. 物联网 [M]. 北京:人民邮电出版社, 2010.
[6] 沈苏彬, 范曲立, 宗平, 等. 物联网的体系结构与相关技术研究 [J]. 南京邮电大学学报:自然科学版,2009, 29(6):1-11.
[7] 马凯, 庄奕琪, 程雪梅. 蓝牙无线信道建模及系统仿真 [J]. 移动通信, 2004,(S3): 1-5.
[8] 戴迎. 蓝牙室内信道模型与同频干扰研究 [J]. 计算机工程与应用, 2008,(05): 12-17.
[9] 李扬. Wi-Fi技术原理及应用研究 [J]. 科技信息, 2010,06(1):241-241.
[10] 季晓澎. IEEE 802.11n关键技术研究 [D]. 北京邮电大学, 2009.
[11] 关健. 无线个人区域网ZigBee与Wi-Fi的干扰分析 [D]. 北京:北京邮电大学, 2009.
[12] 赵忠华, 皇甫伟, 孙利民, 等. 无线传感器网络管理技术 [J]. 计算机科学, 2011,01(01):08-14。
[13] 胡湘华. 无线传感器网络节点调度方法研究 [D]. 国防科学技术大学, 2008.
[14] Internet of things ― An action plan for Europe [R]. Commission of the European Communities, 2009.
收稿日期:2012-02-20
作者简介
朱洪波,南京邮电大学副校长、教授、博士生导师,南京邮电大学物联网研究院院长、物联网科技园董事长兼首席科学家,江苏省重点学科“通信与信息系统”博士点学科带头人,江苏省“无线通信”重点实验室主任,教育部“泛在无线通信与传感网技术”重点实验室常务副主任,国际电信联盟无线电通信局(ITU-R)第三研究组(SG3)副主席,中国电子学会学术工作委员会副主任、物联网专家委员会副主任,中国通信学会无线电应用与管理委员会副主任,科技部国家“973”计划信息学科领域专家组成员,国家自然科学基金通信学科评审专家组成员,工信部国家科技重大专项评审专家组成员,研究方向为移动通信与宽带无线技术、泛在无线通信与物联网技术、电波传播与电磁兼容等。
物联网技术是计算机网络技术发展的时代产物,结合传感设备、射频识别设备、身份检验设备等,将网络技术融入到人们的生活中,将虚拟的网络和生活实物紧密的结合到一起,实现生活和工作的智能化和信息化。从我国的物联网技术发展来看,整体发展比较迅速,技术研发处于测试阶段,很多技术并不成熟,科研方向也不明确,导致我国物联网技术的发展遭遇瓶颈。目前物联网运作形态如下图1所示:
1当代物联网技术发展的瓶颈
1.1物联网信息安全问题
网络自身的虚拟性和不稳定性导致物联网技术存在严重的信息安全问题。物联网技术应用是基于网络的连接进行信息传输和信息处理,在网络信息传输技术、不同网络间的信息传输以及无线网络技术等方面都存在着信息安全问题,信息容易被窃取和破坏。由于有关设备和系统在物联网技术存在信息安全隐患,所以,当代物联网技术发展的瓶颈和处理简析李正煊李芳芳韩建伟河北省电子信息产品监督检验院050000如何确保物联网技术信息安全、保护用户隐私成为制约物联网技术发展的瓶颈,是当前需要解决的主要问题。
1.2物联网IP地址冲突或不足问题
物联网技术的应用是一项十分复杂的系统工程,要想实现网络和实物的有效连接,确保网络信息的准确性,需要每一个实物对应着其唯一的IP地址。但是,由于物联网技术的不成熟,相关数据开发和数据维护不足以满足物联网技术的应用需求,以前应用于物联网技术IPv4地址无法实现IP地址的一一对应,要想实现IP地址不冲突和相互对应,就需要应用IPv6地址,但是,如何从IPv4地址向IPv6地址进行转型升级,实现物联网的同步进行,以及如何处理IPv4与IPv6地址的兼容性问题,也是制约物联网技术发展的瓶颈。
1.3物联网技术标准不规范
由于我国的物联网技术发展处于起步阶段,相关经验不足,技术研发没有重点,物联网技术应用没有规范泳衣的标准。由于物联网技术主要在行业与行业或企业与企业之间应用,没有统一的物联网技术应用标准,就无法实现物联网信息的互联互通,导致物联网技术区域化现象严重,难以形成规模。随着物联网技术的应用领域不断拓展,物联网的应用标准问题日益凸显出来,制约着物联网技术的发展。
1.4物联网核心技术有待提高
由于我国物联网技术的起步比较晚,发展也相对滞后,很多技术还不成熟,技术研发存在瓶颈。核心技术研发问题是制约我国物联网技术发展的主要因素,与发达国家相比,缺少完整的产业链,技术研发和应用、推广都存在着明显差距。如,RFID技术与二维码扫描技术作为物联网核心技术,有关技术开发和系统集成技术都存在着问题,制约着我国物联网技术的发展。
2促进物联网技术发展的处理建议
2.1实现物联网标准化和规范化发展
根据我国物联网技术发展的实际情况,制定出符合我国物联网技术发展需求的规定和政策,推动我国物联网建设的稳定健康发展。物联网技术融合了多个学科、多种技术,技术研发难度大,物联网技术应用缺少标准化和规范化。所以,国家需要明确物联网技术的发展战略,确定物联网技术的发展方向,加大科研投入,实现物联网技术的规范化和标准化发展。
2.2加强物联网信息安全建设
物联网技术是有大量的网络终端设备和现代化电气设备组成,利用网络进行信息传输和处理,如果缺少规范严格的监管,必然出现信息安全问题。所以,有关部门需要建立网络安全监管机构,制定物联网网络安全管理制度,规范物联网的环境。同时,研发部门还需要加强网络安全技术、系统安全管理系统、应用安全技术等信息安全技术的研发,提高物联网信息的保密性和安全性,有效屏蔽未授权用户,避免个人信息被窃取、更改和破坏,确保物联网系统的安全。
2.3加大物联网技术研发力度
技术研发是促进物联网技术发展的核心,技术水平的提高是发展物联网技术的关键。国家必须加大对物联网技术研发的投入,明确物联网技术的发展方向,攻破技术难关,促进物联网技术的发展。
2.4优化物联网核心技术
当前,我国的互联网技术的发展与世界发达国家相比还存在着一定的差距,主要的差距就是物联网核心技术水平较低。所以,我国根据物联网技术发展的实际情况,了解物联网技术的技术发展需求,加大资金投入和研发力度,注重在某一关键领域的科研投入,实现我国物联网技术的突破性发展,使物联网技术的发展形成完整的产业链条,优化产业结构,实现物联网技术全面健康发展。
3结语
一是智能工业领域。重点支持工业生产过程控制、生产环境检测、制造供应链跟踪、产品全生命周期检测等物联网系统,形成综合管理监测平台,促进经济效益提升、安全生产和节能减排。二是智能农业领域。重点支持农业生产精细化管理、生产养殖环境监控、农产品质量安全管理与产品溯源等物联网系统,形成重点农产品质量管理平台,保障农产品安全。三是智能环保领域。重点支持城市大气环境实时监测、重点流域和湖泊水质监测、工业污染源排放实时监控等物联网系统,形成重点地区和行业的实时监控和预警平台,改善环境质量。四是智能物流领域。重点支持覆盖库存监控、配送管理、安全追溯全流程的物联网系统,形成跨区域、行业、部门的物流公共服务平台,提高物流效率,保障物流的安全和可控。五是智能交通领域。重点支持交通状态感知与交换、交通诱导与智能化管控、车辆定位与调度、车辆远程监测与服务等物联网系统,形成城市交通实时监控和管理平台,提升交通管理水平。六是智能安防领域。重点支持社会治安监控、危险化学品运输监控等物联网系统,形成重点区域和行业的监控和管理平台,提升公共安全管理的信息化水平。
在关键技术研发和产业化项目方面,专项资金重点支持物联网信息感知、传输、处理等方面的关键技术研发和产业化。主要包括读写智能终端技术研发及产业化、多功能智能传感器技术研发及产业化、低功耗射频SoC芯片和产品技术研发及产业化、实时图像识别技术和应用系统的技术研发。
根据相关数据显示,2012年我国物联网产业市场规模达到3650亿元,比上年增长38.6%,预计到2015年,一批物联网核心技术将实现突破,初步形成物联网产业体系。另有业内专家预测,2015年我国物联网产业将超5000亿元,到2022年,物联网技术将推动全球企业的利润总和增长21%。
【关键词】物联网 智慧旅游 应用
物联网是以互联网为基础,借助信息传感设备,通过信息交换与通信实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的网络体系。随着技术的不断成熟,物联网已经被广泛的运用于各种实践,这其中就包括旅游业的发展。因此,探讨物联网在智慧旅游发展中的运用具有重要的意义。
一、物联网在智慧旅游领域应用的可行性
(一)技术上具有可行性
首先,从当前的技术水平来看,当前,物联网领域无线射频识别技术、移动通信技术特别是无线通讯技术、传感器网络技术等技术已经不存在技术应用上的障碍,可以满足智慧旅游的基本需求。其次,从技术研发能力来看,随着我国研发人才的不断增多,国家、企业对研发重视程度的提升.特别是企业日渐承担起研发主体职责的基本现实使得物联网领域的研发实力不断增强.这将为下一代物联网技术创新提供有效的支撑。再次,从技术转化能力来看,在市场机制的作用下,物联网企业与旅游业会通过技术合作等方式来开展研发工作,从而会促进物联网技术的运用。
(二)经济上具有可行性
首先,从政府(包括政府部门及其管理的景区)经济实力来看,当前我国总体经济实力不断增强为物联网技术在智慧旅游领域的应用提供了基础,2011年,我国人均地区生产总值,人均财政总收入分别达到3.50,0.77万元,研究与实验发展经费支出占国内生产总值的比重达到1.83%。其次,从消费者的购买实力来看,2011年国内出游人数达到26.4亿人次,旅游收入19306亿元,这表明居民对旅游的消费能力不断增强,从而为促进物联网技术的运用提供了基础。
二、物联网在智慧旅游领域应用面临的主要挑战
(一)对物联网在智慧旅游中应用的认识还不清晰
首先,物联网在智慧旅游中的推广运用存在不足,智慧旅游作为一个新生事物,其本质内涵、发展趋势都还有待进一步明确,这就使得在智慧旅游建设中存在较大的风险.无论是政府部门还是企业在将物联网用于智慧旅游的投入上都可能存在不足。其次,游客对物联网的功能与使用方法存在认识上的差异,从我国的现实来看,大量的居民特别是年纪相对较大的居民对物联网相对不熟悉.对如何利用物联网指导旅游业存在认识上的不足.且当前缺乏这方面的指导书,从而使得大量的功能没有被有效的开发出来。
(二)物联网应用于智慧旅游的支撑体系尚不完善
将物联网应用于智慧旅游需要有完善的基础设施作为支撑,然而这方面当前还存在诸多不足。首先,从基础设施来看,虽然部分城市已经构建了或者正在构建无线网络、智能交通体系等智慧旅游的必要设施,但智慧旅游共建共享、智慧管理等系统的建设还处于起步阶段,难以全面的支持智慧旅游的发展。其次,物联网本身还存在一些技术有待突破.如物联网的关键技术空口技术――即如何进入网络的问题,我国尚未建立自己的标准,即使传感器技术,我国也落后于国外近10年,这都表明我国物联网的很多技术尚不成熟。
(三)物联网应用于智慧旅游的配套机制尚不完善
首先,产学研金政一体化机制尚未完全建立,从实际来看,我国物联网企业普遍缺乏资金供给,风险投资规模也很小,而政府在产业融资等环节也还存在缺位的问题,这就使得这种一体化机制落后于现实需求。其次,政府配套制度还不完善,政府对于行业发展规划以及标准建立等方面处于落后的状态,在激励社会资本进入这一领域、知识产权保护等方面也存在不足,从而出现配套制度不完善的问题。
三、促进物联网在智慧旅游领域应用的对策建议
促进物联网在智慧旅游领域的应用.可以从加快技术研发提升技术支撑能力,搭建平台促进物联网在智慧旅游领域应用,积极完善物联网在智慧旅游领域应用的保障体系等方面着手。
(一)加快技术研发提升技术支撑能力
首先,要积极组织关键共性技术攻关,有效解决技术难题。政府部门要加大投入,通过设立重点实验室、研究中心等方式,整合高校、企业等方面的研究力量.努力解决物联网应用于智慧旅游方面的识别等方面的技术难题。其次,要努力构建以企业为主体的技术创新体系,发挥企业在技术研发投入、技术成果应用等方面的主体作用,形成可持续的创新体系。再次,要积极引入、培养技术创新人才,要通过建立完善的人才引进、培养、使用机制,鼓励各类优秀人才进入物联网和智慧旅游两大领域,从而提升技术研发能力。
(二)搭建平台促进物联网在智慧旅游领域应用
首先,要搭建资源共建共享平台,要充分利用物联网领域的各项先进适用技术,将各种旅游资源有效的整合到统一的,能够互联互通的平台中,以便于资源的使用。其次,要搭建物联网应用于智慧旅游服务平台,除利用智慧旅游本身的智能性的基础上,还要充分利用人工服务与咨询等各种服务手段的优势,形成一个完整的服务体系。再次,要搭建产学研金政一体化合作平台,增强金融体系、政府部门服务于物联网、智慧旅游领域技术创新与技术应用的能力。此外,还要搭建内外合作平台,内部合作平台主要是智慧旅游框架下各旅游企业之间、企业与政府之间的合作,外部合作平台主要是智慧旅游框架下各主体与外部主体的合作.如物联网企业与国外物联网企业的合作等。
通信产业网讯 1月17日,工业和信息化部印发了《信息通信行业发展规划(2016-2020年)》及《信息通信行I发展规划物联网分册(2016-2020年)》。规划旨在全面构建新一代国家信息通信基础设施,有效推动宽带网络提速降费,全面推动物联网产业健康有序发展。同时,规划也是指导信息通信业未来五年发展、加快建设网络强国、推动“四化”同步发展、引导市场主体行为、配置政府公共资源的重要依据。
在建设网络强国方面,规划提出,到2020年,信息通信业整体规模进一步壮大,综合发展水平大幅提升,“宽带中国”战略各项目标全面实现,基本建成高速、移动、安全、泛在的新一代信息基础设施,初步形成网络化、智能化、服务化、协同化的现代互联网产业体系,自主创新能力显著增强,新兴业态和融合应用蓬勃发展,提速降费取得实效,信息通信业支撑经济社会发展的能力全面提升,在推动经济提质增效和社会进步中的作用更为突出,为建设网络强国奠定坚实基础。
规划还提出四大重点任务:第一,完善基础设施。第二,创新服务应用。第三,加强行业管理。第四,强化安全保障。
在物联网发展方面,规划提出,到2020年,具有国际竞争力的物联网产业体系基本形成,包含感知制造、网络传输、智能信息服务在内的总体产业规模突破1.5万亿元,智能信息服务的比重大幅提升。推进物联网感知设施规划布局,公众网络M2M连接数突破17亿。物联网技术研发水平和创新能力显著提高,适应产业发展的标准体系初步形成,物联网规模应用不断拓展,泛在安全的物联网体系基本成型。
在推动核心技术部署方面,规划特别强调,要推动核心技术的超前部署和集中攻关,实现从跟跑并跑到并跑领跑的转变。加强移动互联网、物联网、云计算、大数据、移动智能终端等技术研发和综合应用,提升安全可控水平,推进核心技术成果转化和产业化。支持5G标准研究和技术试验,推进5G频谱规划,启动5G商用。支持面向车联网的无线接入技术标准和试验验证环境建设,拓展在智能辅助和自动驾驶等领域的应用范围。强化面向服务的物联网传输体系架构、通信技术研究,加快窄带物联网技术应用。推动SDN、NFV技术商用化进程,基础网络中半数以上网络功能通过SDN、NFV实现。加强超低损耗大有效面积光纤、超高速超大容量超长距离光传输等关键技术研发与应用。支持IPv6应用服务建设,鼓励移动互联网应用基于IPv6进行开发和服务,实现国内主要网站均支持IPv6访问,手机应用排名前100的中文APP 80%支持IPv6。推进未来网络试验床建设,强化国内外节点部署和互联互通,参与国际标准研究制定,增强未来网络自主创新能力。支持建立物联网专用测试服务平台,强化物联网与移动互联网、大数据、云计算等融合应用的相关测试设备和系统研发。
本报讯 为加快推进物联网有序健康发展,工业和信息化部联合其他部委和单位制定了10个物联网发展专项行动计划,对2015年物联网行业将要达到的总体目标作出了规定。
专项行动计划具体包括顶层设计、标准制定、技术研发、应用推广、产业支撑、商业模式、安全保障、政府扶持措施、法律法规保障、人才培养等方面。其中,顶层设计专项行动计划提出,到2015年,初步实现部门、行业、区域、军地之间的物联网发展相互协调,以及物联网应用推广、技术研发、标准制定、产业链构建、基础设施建设、信息安全保障、频谱资源分配等相互协调发展的局面,基本形成各环节协调发展、协同推进、相互支撑的发展效应。
标准制定专项行动计划提出,到2015年,进一步加强和完善推进物联网标准化工作的组织架构、协调机制和工作制度;重视自主创新,按照共性先立、急用先立的原则,研制一批基础共性、重点应用和关键技术标准;同步推进国际国内标准化工作,争取在国际标准化组织/国际电工委员会(ISO/IEC)和国际电信联盟(ITU)等国际组织中取得实质性突破。通过行动计划的实施,物联网标准化工作取得显著成效,我国主导的物联网国际标准领域不断扩大,有力支撑物联网产业发展。
技术研发专项行动计划提出,到2015年,突破智能传感器、物联网大数据处理与智能信息管理、行业应用软件等方面的关键技术,推动物联网技术与新一代移动通信、云计算、下一代互联网、卫星通信等技术融合发展,加快物联网技术创新体系和能力建设,培育形成我国自主的物联网产业链,全面提升我国物联网产业核心竞争力。
应用推广专项行动计划提出,要到2015年,在工业、农业、节能环保、商贸流通、交通能源、公共安全、社会事业、城市管理、安全生产等领域开展物联网应用示范,部分领域实现规模化推广。在无锡国家传感网创新示范区实施典型应用示范,建设具有较强影响力的应用先行区。通过应用示范和应用推广,形成一批物联网综合集成应用的典型解决方案,显著提升物联网应用水平,使物联网成为促进经济发展、改善社会管理、提升公共服务的重要力量。(周寿英)