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识别与处理

时间:2022-04-09 百科知识 版权反馈
【摘要】:物联网有三项关键技术,分别是传感器技术、射频识别技术和嵌入式系统。网络层利用互联网、无线宽带网、无线低速网络、移动通信网络等各种网络形式,将感知层获取的数据,安全可靠地传输到应用层。物联网的网络层基本综合了已有的全部网络形式,构建起更加广泛的“互联”。因此,应用层与现实世界紧密相连,是物联网价值的真正体现。

物联网有三项关键技术,分别是传感器技术、射频识别技术和嵌入式系统。

1.传感器技术。传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将感受到的信息按一定规律变换成为电信号或者其他形式进行输出,以满足数据的传输、处理、存储、显示、记录和控制的要求,是实现自动检测和自动控制的首要环节。在物联网中,传感器类似人的感觉器官,能够让物品具有“活”的性质。因此,传感器的大规模部署和应用,是构成物联网不可或缺的基本条件。如图是安装在传输带上用来计数的光电传感器。

传送带上的光电传感器

物联网主要使用多种多样的无线传感器,比如:红外动作感应器、可燃气探测器、烟感探测器、温度感应器、移动感应器、光线感应器和气体传感器等。

2.射频识别技术。射频识别也称为RFID标签,它是一种无线通信技术,可以不通过机械接触或光学接触,就能对物品标签中的数据进行读写。识别过程无须人工干预,可工作于各种恶劣环境。

一种RFID标签

RFID标签包含三个部分,一是标签,每个标签具有唯一的电子编码,附着在物品上;二是阅读器,用来读取或写入标签上的数据;三是天线,用来在标签和阅读器之间传递射频信号。

与普通的条形码相比,RFID标签具有绝对的优势。第一,它可以识别单个的、非常具体的物品,而条形码只能识别一类物品;第二,它可以透过外部材料读取数据,而条形码必须依靠激光直接照射读取信息;第三,它可以同时对多个标签进行识读,而条形码只能一个一个读取。

此外,RFID标签的信息存储量非常大,数据可以加密,修改自如。可以远距离识别而不需要处在阅读器的视线里,物品可以是静止的也可以是高速运动的,也可以将标签直接嵌入到物品之内。

嵌入式系统

3.嵌入式系统技术。嵌入式系统是一种被嵌入到被控制物体内部、为特定的应用而设计的专用计算机系统,它包含适用于应用需求的硬件和软件。在日常生活中,嵌入式设备随处可见,比如手机数码相机、智能家用电器等,另外在安全防护、自动控制以及远程管理等方面有重要应用。

在智能化的物联网中,物理世界的实体必须具有高效的感知能力、计算能力和执行能力,而这三项能力,都是依靠嵌入式技术来实现的。因此,在物联网中,嵌入式系统处于最核心、最基础的地位,它被“嵌入”到物体当中,使物体有了“大脑”,具备了“思考”的能力。

嵌入式系统在物联网关键技术中的应用如下图。

物联网系统的架构可以大致分为三个层面:感知层、网络层和应用层

1.感知层:感知层位于物联网我最底层,是信息采集的关键部分。感知层的功能是通过传感网络获取环境信息。它首先通过传感器采集物品的数据,然后通过RFID标签、条码、工业现场总线、蓝牙、红外等短距离传输技术传递数据。感知层所需要的关键技术包括检测技术、短距离无线通信技术等。

2.网络层:网络层位于物联网的中间,如同一个纽带连接着感知层和应用层。网络层的功能是“传送”,即通过网络进行信息传输,向上传送数据和向下层传达命令。网络层利用互联网、无线宽带网、无线低速网络、移动通信网络等各种网络形式,将感知层获取的数据,安全可靠地传输到应用层。

物联网的网络层基本综合了已有的全部网络形式,构建起更加广泛的“互联”。每种网络都有自己的特点和应用场景,互相组合才能发挥出最大的作用,因此在实际应用中,信息往往以不同的网络或几种网络组合的形式进行传输。

3.应用层:应用层位于物联网的最顶层,它的功能为“处理”,即通过云计算平台进行信息处理。应用层可以对感知层采集的数据进行计算、处理和知识挖掘,从而实现对物理世界的实时控制和精确管理。

应用层的核心围绕两个方面:一是“数据”,应用层需要完成数据的管理和数据的处理;二是“应用”,仅仅管理和处理数据还远远不够,必须将这些数据与各行各业的应用相结合,为用户提供具体服务。因此,应用层与现实世界紧密相连,是物联网价值的真正体现。

物联网系统的架构

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