物联网基础知识问答

物联网概念

物联网基础知识问答        物联网(IOT,Internet of Things)是“传感网”在国际上的通称。业界专家认为,物联网是一个宽泛概念,本质来说就是器等信息传感网络,全世界所有的物品都加入这一网络,基于互联网而又高于互联网。通俗地讲,物联网是万物都可以上网,物体通过装入射频识别设备、红外感应器、全球定位系统或其他方式进行连接,然后接入到互联网或是移动通信网络,最终形成智能网络,通过电脑或手机实现对物体的智能化管理。
        从技术的角度上来说,物联网是通过射频识别RFID)、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,把物与物、人与物进行智能化连接,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种新兴网络。从产业及应用的角度来上说,物联网是将现有的互联的计算机网络扩展到互联的物品网络,把任何物品与互联网、无线网络等连接起来,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础之上的延伸和扩展的一种网络,只是其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间。

M2M的概念是什么?

M2M协议        M2M(machine to machine)是所有增强机器设备通信和网络能力的技术的总称。
        M2M是指多种不同类型的通信技术有机的结合在一起:机器之间通信;机器控制通信;人机交互通信;移动互联通信。M2M让机器,设备,应用处理过程与后台信息系统共享信息,并与操作者共享信息。它提供了设备实时地在系统之间、远程设备之间、或和个人之间建立无线连接,传输数据的手段。
        M2M涉及到5个重要的技术部分:机器、M2M硬件、通信网络、中间件、应用。
        机器:实现M2M的第一步就是从机器/设备中获得数据,然后把它们通过网络发送出去。使机器“开口说话”(talk),让机器具备信息感知、信息加工(计算能力)、无线通信能力。使机器具备“说话”能力的基本方法有两种:生产设备的时候嵌入M2M 硬件;对已有机器进行改装,使其具备通信/联网能力。
         M2M硬件:M2M硬件是使机器获得远程通信和联网能力的部件。主要进行信息的提取,从各种机器/设备那里获取数据,并传送到通信网络。现在的M2M硬件共分为五种:嵌入式硬件、可组装硬件、调制解调器(Modem)、传感器 、识别标识(Location Tags)。
        嵌入式硬件:嵌入到机器里面,使其具备网络通信能力。常见的产品是支持GSM/GPRS或CDMA无线移动通信网络的无线嵌入数据模块。
        可组装硬件:在M2M的工业应用中,厂商拥有大量不具备M2M 通信和连网能力的设备仪器,可组装硬件就是为满足这些机器的网络通信能力而设计的。实现形式也各不相同,包括从传感器收集数据的I/O设备(I/O Devices),完成协议转换功能,将数据发送到通信网络的连接终端(Connectivity Terminals);有些M2M 硬件还具备回控功能。
        调制解调器(Modem):上面提到嵌入式模块将数据传送到移动通信网络上时,起的就是调制解调器的作用。如果要将数据通过公用电话网络或者以太网送出,分别需要相应的Modem。
        传感器传感器可分成普通传感器和智能传感器两种。智能传感器(Smart Sensor)是指具有感知能力、计算能力和通信能力的微型传感器。由智能传感器组成的传感器网络(Sensor Network)是M2M技术的重要组成部分。一组具备通信能力的智能传感器以Ad Hoc方式构成无线网络,协作感知、采集和处理网络覆盖的地理区域中感知对象的信息,并发布给观察者;也可以通过GSM网络或卫星通信网络将信息传给远方的IT系统。
        识别标识(Location Tags):识别标识如同每台机器、每个商品的“身份证”,使机器之间可以相互识别和区分。常用的技术如条形码技术、射频识别RFID(Radio-Frequency Identification)技术等。标识技术已经被广泛用于商业库存和供应链管理。
        通信网络:将信息传送到目的地。通信网络在整个M2M技术框架中处于核心地位,包括:广域网(无线移动通信网络、卫星通信网络、Internet、公众电话网)、局域网(以太网、无线局域网WLAN、Bluetooth)、个域网(ZigBee、传感器网络)。
        中间件:中间件包括两部分:M2M 网关、数据收集/集成部件。网关是M2M系统中的“翻译员”,它获取来自通信网络的数据,将数据传送给信息处理系统。主要的功能是完成不同通信协议之间的转换。
        应用:数据收集/集成部件是为了将数据变成有价值的信息。对原始数据进行不同加工和处理,并将结果呈现给需要这些信息的观察者和决策者。这些中间件包括:数据分析和商业智能部件,异常情况报告和工作流程部件,数据仓库和存储部件等。

什么是EPC编码?

        EPC的全称是Electronic Product Code,中文称为产品电子代码。EPC的载体是RFID电子标签,并借助互联网来实现信息的传递。EPC旨在为每一件单品建立全球的、开放的标识标准,实现全球范围内对单件产品的跟踪与追溯,从而有效提高供应链管理水平、降低物流成本。EPC是一个完整的、复杂的、综合的系统。

什么是条形码?

        条形码(barcode)是将宽度不等的多个黑条和空白,按照一定的编码规则排列,用以表达一组信息的图形标识符,也称作一维码。常见的条形码是由反射率相差很大的黑条(简称条)和白条(简称空)排成的平行线图案。条形码可以标出物品的生产国、制造厂家、商品名称、生产日期、图书分类号、邮件起止地点、类别、日期等许多信息,因而在商品流通、图书管理、邮政管理、银行系统等许多领域都得到了广泛的应用。

什么是传感器?

        传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将检测感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。

什么是红外线感应器?

        红外线传感器是利用红外线的物理性质来进行测量的传感器。红外线又称红外光,它具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性质。任何物质,只要它本身具有一定的温度(高于绝对零度),都能辐射红外线。红外线传感器测量时不与被测物体直接接触,因而不存在摩擦,并且有灵敏度高,响应快等优点。
        红外线传感器包括光学系统、检测元件和转换电路。光学系统按结构不同可分为透射式和反射式两类。检测元件按工作原理可分为热敏检测元件和光电检测元件。热敏元件应用最多的是热敏电阻。热敏电阻受到红外线辐射时温度升高,电阻发生变化,通过转换电路变成电信号输出。光电检测元件常用的是光敏元件,通常由硫化铅、硒化铅、砷化铟、砷化锑、碲镉汞三元合金、锗及硅掺杂等材料制成。

什么是激光扫描器?

        激光扫描器是一种远距离条码阅读设备,其性能优越,因而被广泛应用。激光扫描器的扫描方式有单线扫描、光栅式扫描和全角度扫描三种方式。激光手持式扫描器属单线扫描,其景深较大,扫描首读率和精度较高,扫描宽度不受设备开口宽度限制;卧式激光扫描器为全角扫描器,其操作方便,操作者可双手对物品进行操作,只要条码符号面向扫描器,不管其方向如何,均能实现自动扫描,超级市场大都采用这种设备。

什么是全球定位系统?

        全球卫星定位系统(Globle Positioning System) 是一种结合卫星及通讯发展的技术,利用导航卫星进行测时和测距。全球卫星定位系统以全天候、高精度、自动化、高效益等特点,成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影、运载工具导航和管制、地壳运动测量、工程变形测量、资源勘察、地球动力学等多种学科,取得了好的经济效益和社会效益。

什么是PLM服务器?

        根据业界权威的CIMDATA的定义,PLM是一种应用于在单一地点的企业内部、分散在多个地点的企业内部,以及在产品研发领域具有协作关系的企业之间的,支持产品全生命周期的信息的创建、管理、分发和应用的一系列应用解决方案,它能够集成与产品相关的人力资源、流程、应用系统和信息。

物联网的实现步骤和技术体系框架是什么?

物联网技术体系框        一般来讲,物联网的实现步骤主要如下:
        对物体属性进行标识,属性包括静态和动态的属性,静态属性可以直接存储在标签中,动态属性需要先由传感器实时探测;
        需要识别设备完成对物体属性的读取,并将信息转换为适合网络传输的数据格式;
        将物体的信息通过网络传输到信息处理中心(处理中心可能是分布式的,如家里的电脑或者手机,也可能是集中式的,如中国移动的IDC),由处理中心完成物体通信的相关计算。
        物联网技术体系包括感知层、应用层、网络层三部分。

二维码的概念及其特点有哪些?

二维码        概念:二维码也叫二维条码二维条形码二维条码/二维码(2-dimensional bar code) 是用某种特定的几何图形按一定规律在平面(二维方向上)分布的黑白相间的图形记录数据符号信息的;在代码编制上巧妙地利用构成计算机内部逻辑基础的“0”、“1”比特流的概念,使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息,通过图象输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息自动处理。
        特点:
        高密度编码,信息容量大:可容纳多达1850个大写字母或2710个数字或1108个字节,或500多个汉字,比普通条码信息容量约高几十倍。
        编码范围广:该条码可以把图片、声音、文字、签字、指纹等可以数字化的信息进行编码,用条码表示出来;可以表示多种语言文字;可表示图像数据。
        容错能力强,具有纠错功能:这使得二维条码因穿孔、污损等引起局部损坏时,照样可以正确得到识读,损毁面积达50%仍可恢复信息。
        译码可靠性高:它比普通条码译码错误率百万分之二要低得多,误码率不超过千万分之一。
        可引入加密措施:保密性、防伪性好。
        成本低,易制作,持久耐用。
        条码符号形状、尺寸大小比例可变。
        二维条码可以使用激光或CCD阅读器识读。

物联网与数字城市有何关联?

        “数字城市”(英文:digital city)是一个概念,它是“数字地球”的一个组成部分,可以看作是一个系统工程或发展战略,但不能看作是一个项目或一个系统。它可能包括了很多系统,但是要对它下一个确切的定义是很难的,也难以界定哪些是属于数字城市的内容,到了什么样的信息化水平可以看作是实现了数字城市。但它并不是一个虚拟的东西,也不是一个可望而不可及的东西,它是一个在未来城市建设和城市生活中随处可见,随时可用,无处不在的“系统”。“数字城市”是一个城市发展的战略目标,并有一个逐渐发展的过程,而且在发展过程中将会对城市建设、市民生活、经济发展逐渐带来效益和方便。

移动互联网、3G与物联网的关系?

        移动互联网与物联网
        移动互联网在网络传输、终端等方面,都有现实的应用优势。当物联网深入人们的工作、生活之后,也给移动互联网应用带来了更多的机会。
        下面介绍几个较为明显的应用:
        手机终端可以集合读写器的功能。
        目前RFID的读写器成本很高,尤其是超高频应用的读写器,一般都在万元左右。手机终端作为某些应用场合的读写器,不但节约了购买成本,更且在便捷性方面有了更大的提高,用户可以不必随身携带多个读写器设备。中国移动的手机二维码应用,就是此类应用的初步尝试。
        手机终端也可以集合标签的功能。
        手机终端不但可以作为读写器,同样可以承担标签的功能,对于各种常用的卡类服务,均可以集合在手机中实现。2006年在厦门试行的NFC公交卡项目,就是此类模式的一种变形。随着技术与应用环境的成熟,各种银行卡、公交卡、门禁卡等,均将在手机中集成。
        移动网络可以局部替代进物联网传输。
        这也是移动互联网的最大优势,服务使用者可以在局部环节上,不限于物联网的传输,而是使用移动网络来进行数据的存取。中国的移动运营商对物联网的重视,也是基于此点的考虑。
        以上是移动互联网在进物联网融合方面的一些优势,进物联网的服务体系非常大,其应用也将覆盖到人们生存环境的各个角落。移动互联网的应用在未来将与物联网形成很好的结合,手机上网也将不再仅仅是娱乐,真正的移动互联网时代才刚刚开始。
        3G与进物联网
        3G带来了巨大的机会,尤其是物联网时代,3G将促进物联网有效发挥无缝通信的巨大威力。与之相辅相成的是,物联网实现了人与物、物与物的传播。
        进入3G时代后,接入网络的智能手机、进智能家电传感器终端等的数量越来越多;另外随着物联网逐渐向云计算、泛在网发展,每一个终端都可能成为服务器,这些发展更加需要借助IPv6优势来解决问题和拓展能力。中国电信在推进下一代互联网建设的同时,从终端研制、网络设计、软件研发等方面全面推进IPv6与物联网应用的融合,借助IPv6提升物联网基础通信能力,利用IPv6特性拓展物联网技术和应用能力。中国电信在IPv6物联网推进过程中分享成果,充分利用新技术手段提高生产服务水平和市场竞争力,推动产业链的合作共赢,为我国实现下一代互联网演进具有重要的指导意义,对于物联网产业的发展具有积极推进作用和参考价值。

物联网和互联网有何关联?如何对比?

        关联:物联网的英文名称为“The Internet of Things”。由该名称可见,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通讯。
        相比互联网,物联网具有以下诸多特点:
        首先,终端的多样化。以前的互联网主要是电脑互连的网络,当然现在能上网的设备越来越多了,除电脑之外,还有手机、PDA(掌上电脑)以及诸如机顶盒之类的东西,但在物联网这里,这些还不够。人们坐在家里环顾四周,就会发现身边还有很多东西是游离于互联网之外的,像电冰箱、洗衣机、空调等。人们开发物联网技术,就是希望借助它将我们身边的所有东西都连接起来,小到手表、钥匙以及刚才所说的各种家电,大到汽车、房屋、桥梁、道路,甚至那些有生命的东西(包括人和动植物)都连接进网络。这种网络的规模和终端的多样性,显然要远大于现在的互联网。
        其次,感知的自动化。物联网在各种物体上植入微型感应芯片,这样,任何物品都可以变得“有感受、有知觉”。例如,洗衣机可以通过物联网感应器“知晓”衣服对水温和洗涤方式的要求;人们出门时物联网会提示是否忘记带公文包;借助物联网,人们可以了解到自己的小孩一天中去过什么地方、接触过什么人、吃过什么东西等。物联网的这些神奇能力是互联网所不具备的,它主要是依靠一种名为RFID射频识别)的技术来实现的。对许多人来说,RFID可能是一个陌生的词汇,但它并不神秘。我们坐公交时所用的公交卡刷卡系统、高速公路上的不停车收费系统都采用了RFID技术。在物联网中,RFID发挥着类似人类社会中语言的作用,借助这种特殊的语言,人和物体、物体和物体之间可以相互感知对方的存在、特点和变化,从而进行“对话”与“交流”。
        再次,智能化。物联网通过感应芯片和RFID时时刻刻地获取人和物体的最新特征、位置、状态等信息,这些信息将使网络变得更加“博闻广识”。更为重要的是,利用这些信息,人们可以开发出更高级的软件系统,使网络能变得和人一样“聪明睿智”,不仅可以眼观六路、耳听八方,还会思考、联想。
        可以预见,这种全新的物联网将给经济与社会带来巨大的变化。在此基础上,物联网还将形成规模庞大的新产业。目前,互联网仍在蓬勃发展,但随着互联网普及率的日趋饱和,其发展空间也将越来越小,人们急需寻找一种能替代互联网的新技术。物联网被认为是未来网络技术发展的新亮点,它将催生一个庞大的新兴产业。据美国权威咨询机构Forrester(弗雷斯特研究公司)预测,到2020年世界上物联网业务将达到互联网业务的30倍。因此,“物联网”也被称为继计算机、互联网之后,世界信息产业的第三次浪潮。
        对我国而言,物联网发展还具有特别的战略意义。互联网诞生于美国,多年来,美国一直引领着互联网的发展,中国的互联网发展跟随着美国亦步亦趋,相对被动。而面对着新兴的物联网,我国与其他国家都处于同一起跑线上,这无疑为我国摆脱发达国家在网络技术上的垄断提供了一次良机。事实上,我国的科研机构早在1999年就提出了“感应网络”的概念,比国外提出“物联网”概念早了五六年,现在我国在某些感应技术方面也处于世界领先水平。因此,在未来的物联网浪潮之中,我国完全有可能、也有潜力站在世界之巅。
        物联网的发展,对推动我国经济发展方式转变也有着重要作用。它既可以形成物联网相关的各种高新产业,同时也为传统互联网的发展开拓了新的空间。另一方面,物联网可以提升我国传统制造业的水平。众所周知,我国是制造业大国但不是制造业强国,其重要原因之一在于,我国工业产品的智能化水平不高。通过引入物联网技术,我国传统制造业可以提升产品的技术含量,从而提升附加值,改变目前我国制造业中常见的“高消耗、低产出”状况。

IPV6与物联网的关系?

IPV6        基于Internet的各种物联网应用正在迅猛地发展,由此带来的物联网终端接入量急剧膨胀。而与此情景截然不同的是,Internet当前使用的IP协议版本IPv4正因为各种自身的缺陷而举步维艰。在IPv4面临的一系列问题中,IP地址即将耗尽无疑是最为严重的。为了彻底解决IPv4存在的问题,国际互联网工程任务组从1995年开始,着手研究开发下一代IP协议,即IPv6。IPv6具有长达128位的地址空间,可以彻底解决IPv4地址不足的问题,除此之外,IPv6还采用分级地址模式、高效IP包头、主机地址自动配置、服务质量、内置认证和加密等许多新技术。从物联网系统中的传感器终端,到接入层设备,到骨干传输网络,到智能应用服务器,再到各类客户端,IPv6带来的巨大的地址空间和端到端通信特性为物联网的发展创造了良好的网络通信条件和能力拓展。
        (1)、扩展的编址丰富互联需求
        IPv6采用128位地址长度,几乎可以不受限制地提供IP地址,解决IP地址耗尽危机,每件物品都可以直接编址,从而确保了端到端连接的可能性。
        (2)、自动配置便于即插即用
        随着移动互联网络上语音、视频、数据等服务的发展,对即插即用自动配置和地址重新编号的需求已经变得日益重要。IPv6的内置地址自动配置功能使大量IP物联网终端不用任何手动配置就可以轻松发现网络,并获得新的、全球唯一的IPv6地址。这使利用因特网的物联网设备实现了即插即用。
        (3)、简化的报头格式提供高效的传输
        由于IPv6的数据包远远超过64K字节,应用程序可以利用最大传输单元,获得更快、更可靠的数据传输。同时在设计上改进了选路结构,采用简化的报头定长结构和更合理的分段方法,更方便与采用硬件来实现转发,使路由器加快数据包处理速度,提高了转发效率,从而提高网络的整体吞吐量。
        (4)、强制的安全机制保障端到端的传输安全
        在IPv4中IPSec为可选项,而在IPv6协议族中则是强制的一部分。IPv6内置的安全扩展包头使端到端、网络到网络的通信加密、验证实施变得更加容易。通过提供全球唯一地址与嵌入式安全,IPv6能够在提供诸如访问控制、机密性与数据完整性等端到端安全服务的同时,减少对网络性能的影响。
        (5)、增强的移动IP支持满足物联网移动应用
        物联网应用中除了需要物物间在任何时间以任何方式进行互联以外,还需要能在任何地点进行互联,包含移动终端在网间切换时能不必脱离其现有连接即可自由移动,这是一种日益重要的网络功能。与IPv4不同的是,IPv6的移动性是使用内置自动配置获取转交地址,因而无需外地代理。此外,这种内联机制使通信节点能够与移动节点直接通信,从而避免了在IPv4中所要求的三角路由选择的额外系统开销。其结果是,在IPv6中,移动IP结构的效率大为提高。
        (6)、增强的QoS服务保证传输服务质量
        IPv6报头中的业务级别和流标记通过路由器的配置可以实现优先级控制和QoS保障。属于同一传输流,且需要特别处理或需要服务质量的数据包,可以通过流标签标记。增强的QoS服务一方面能满足物联网应用中的实时性、优先级等服务质量需求,另外还可以根据传感器数据传输需求特点,实行差异化服务,合理分配网络带宽。

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