物联网发展的瓶颈：感知层的关键技术
物联网感知层设计的主要技术要点研究
物联网感知层设计的主要技术要点研究物联网感知层是物联网中连接物理世界和虚拟世界的重要组成部分，它是实现物联网服务的基础，也是实现物联网智能服务的重要支撑。
它以传感器、无线识别技术、Wi-Fi、RFID等设备为代表，主要用于获取物联网接入的实时物理信息，这些信息可以集中处理，然后传输和存储，以便物联网用户做出决策或进一步操作。
一、传感器技术。
传感器技术是物联网中最基本的技术，它使物联网能够实现对实时物理信息的采集和传输。
包括温度传感器、光传感器、声音传感器等，他们可以根据需求探测周围环境的温度、光的强度和声音的幅度。
二、无线识别技术。
这种技术主要用于实现物联网设备间无线通信，它可以更方便地实现物理信息的采集和传输。
主要由Wi-Fi、RFID、NFC等技术组成，他们可以实现不同类型和功能的物联网设备之间的数据传输和控制。
三、存储技术。
这类技术主要用于处理物联网感知层中采集到的实时物理信息，并将其存储起来以便进行决策或进一步操作。
主要技术有系统存储技术、阵列存储技术等。
四、传输技术。
这项技术是实现物联网服务的重要部分。
它可以将不同类型和功能的物理信息从感知层传输到其他层，从而实现远程控制和管理，进而为物联网服务提供支持。
五、标准技术。
标准技术主要是指物联网感知层设计中所使用的相关标准体系，他们包括视频压缩标准、无线传输标准、安全体系等，旨在为物联网服务提供安全和可靠的基础。
以上就是物联网感知层设计的主要技术要点，他们是实现物联网服务和物联网智能服务的基础，也是实现物联网服务过程中的重要组成部分。
通过不断创新和开发，物联网感知层的技术将不断提高，促进物联网的发展，最终实现物联网的智能化服务。
物联网的发展及其关键技术介绍
物联网的发展及其关键技术介绍1. 物联网基础● 1.1物联网的定义及发展历程●物联网的概念于1999年提出，它的定义是：利用二维码，射频识别【RFID】，各类传感器等技术设备，使物体与互联网等各类网络相连，获取无处不在的信息，实现物与物。
物与人之间的信息交互，实现信息基础设施与物理基础设施的全面融合，最终形成统一的智能基础设施。
●1999年，麻省理工学院实验室提出物联网概念，即把所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来，实现智能化管理。
●2004年，日本提出u-japan计划，希望将日本建设成一个任何时间，任何地点，任何人都能上网的环境。
●2005年，在突尼斯举行的信息社会世界峰会上，国际电信联盟【ITU】指出，无所不在的“物联网”通信时代即将到来。
射频识别【RFID】，传感器技术，纳米技术，智能嵌入式技术将得到广泛应用。
●2008年，IBM提出“智慧的地球”概念，即“互联网+物联网=智慧的地球”，以此作为经济发展战略。
●2009年，我国国家领导人在无锡微纳物联网工程技术研究中心视察并发表讲话，表示中国要抓住机遇，大力发展物联网技术。
1.2 物联网与互联网的关系物联网可用的基础网络有很多，其中互联网通常最适合作为物联网的基础网络，特别是当物物互联的范围超出局域网时。
因此物联网的核心和基础目前任然是物联网，是在互联网基上延伸和扩展的网络。
下表具体描述了互联网与物联网的比较。
1.3 运营商与物联网完整的物联网产业链如图1-1所示，包括政府部门，科研院所，芯片生产商，终端生产商，系统集成商以及电信运营商等环节，涵盖了从标识，感知到信息传送，处理以及应用等方面。
整个产业链的核心是芯片生产商，终端生产商，系统集成商以及电信运营商。
图1-1 物联网产业链2. 物联网体系架构及关键技术物联网体系架构分三层，即感知层，传送层和应用层。
图2-1描绘了物联网3个层的基本结构。
2.1 感知层关键技术感知层包括两个部分：传感器和控制器，用于数据采集及最终控制；短距离传输网络，将传感器收集的数据发送到网关或将应用平台控制指令发送到控制器。
物联网的架构和关键技术
物联网的架构和关键技术物联网（Internet of Things, IoT）是指将各种物理设备与传感器通过互联网连接，实现信息的传输与交互。
它的出现使得各种设备可以实现相互联通，不再是孤立的存在。
本文将介绍物联网的架构和关键技术。
一、物联网的架构1.感知层：感知层是物联网的基础，它包括各种传感器、执行器和物理设备。
这些设备负责感知环境中的信息，并将数据采集传输给物联网平台。
2.网络层：网络层负责将感知层中采集到的数据进行传输并连接各个设备。
其中包括无线传输技术、有线传输技术和卫星通信等。
3.平台层：平台层是物联网的核心部分，它负责数据的处理和存储，并提供给上层应用使用。
常见的物联网平台包括云计算平台、大数据平台等。
4.应用层：应用层是物联网最终对用户提供服务的一层，它通过对物联网平台的访问，实现各种应用功能。
比如智能家居、智慧物流、智慧城市等。
二、物联网的关键技术1.传感技术：物联网依赖于各种传感器来获取环境中的信息。
传感技术包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器等。
这些传感器能够将环境中的参数转化为电信号，并通过无线或有线传输技术传输给其他设备。
2.通信技术：物联网中各个设备之间需要进行数据的传输和通信。
常见的通信技术包括蓝牙、WiFi、ZigBee等。
这些技术能够实现设备之间的无线连接，使得数据能够快速地传输和交互。
3.云计算技术：云计算技术在物联网中起到了重要的作用。
它能够提供数据的存储和处理能力，使得物联网中的大量数据能够被有效地处理和存储。
同时，云计算技术还可以为上层应用提供强大的计算能力。
4.安全技术：由于物联网中涉及到的设备和数据非常庞大，因此安全问题成为物联网发展的重要考虑因素。
安全技术包括身份认证、数据加密、物理安全等。
这些技术能够保护物联网中的数据和设备不受到恶意攻击和非法访问。
5.大数据技术：物联网中产生的数据非常庞大，对数据的处理和分析成为了一个重要的问题。
大数据技术能够对物联网中的数据进行高效的存储、分析和挖掘，从中发现有价值的信息，为决策提供支持。
物联网的发展瓶颈
物联网的发展瓶颈如今在我们身边已经可以看到许多物联网的设备了，大到智慧城市、无人商店，小到智能手环、智能温度控制仪等，我们已经享受到了物联网所带来的便利，但与此同时，科幻电影中万物互联的场景依然还比较遥远，我们总是习惯性地把未来预估得足够近，而技术的发现显然拉远了我们与未来的距离。
一、物联网发展缓慢的原因简单来说，物联网如今的发展依然非常缓慢。
当然若说缓慢也只是相对的，物联网的概念是在 1999 年被正式提出，如今经过将近 20 年的发展，若只从物联网本身出发，其技术进步已经相当大了，可谓从无到有的突破。
但是如今物联网的发展已经满足不了人们日益提高的消费观念，加上其他诸多原因，导致了目前物联网依旧处在一个低速发展的状态。
若是要探寻物联网发展为何依旧缓慢，目前可以归纳出以下几个原因：物联网依赖于众多传感器通过网络连接，进行数据交互，最后形成整个物联网体系，因此准确来说物联网本质上是一种传感器网络、自组织及多跳网络。
但是想要实现一个分布式传感器采集网络，并不是想象中那么容易的事情。
传统的无线网络如蜂窝、WLAN 等，在高速移动的情况下通过优化路由和带宽分配策略可以达到较好的通信智联。
但是这种方案在传感器网络上是有缺陷的，首先受限于能源的供给，目前只能采取电池或者太阳能进行供电，无法直接提供能量，所以当前传感器设计的重点在于保证功能完整情况下最大化地节能和增加网络的生存周期。
其次无线模块的发射距离和发射功率相关，但是当通信节点之间距离大于最大发射距离时该如何解决？最后当无线节点没电时又要怎么解决？可以说上述问题便是目前无线传感网络研究中最核心的三个基本问题，几乎所有的研究都是在攻克这三项难关。
如果这三个问题不解决，那么无线传感网络就无从谈起，更别提物联网的商业化了。
二、如何解决物联网发展慢的瓶颈目前对于基本问题市面上也有一些相应的解决方案。
第一个路由策略问题学术界已经有很多研究了，平面路由策略比如泛洪（F l oo d i n g）、S P I N、定向扩散等等。
物联网感知层技术
应用事例
蓝牙耳机、蓝牙鼠标、蓝牙键盘、蓝牙音箱等产品
红外技术
红外通信技术是一种点对点的数据传输协议，是传统的设备之间连接线 缆的替代。它利用950nm近红外波段的红外线作为传递信息的媒体，即通信 信道。发送端将基带二进制信号调制为一系列的脉冲串信号，通过红外发射 管发射红外信号。吸收端将吸收到的光脉转换成电 信号，再经过放大、滤波 等处理后送给解调电路进行解调，还原为二进制数字信号后输出。
应用事例
支付宝扫码支付
短距离无线通信技术
蓝牙技术
红外技术
蓝牙技术
蓝牙是一种多装置之间通信的标准，它支持话音和数据通信。蓝牙无线 传输的主要特点有传输距离短(10米)，支持话音和数据通信，价廉易用(所有 蓝牙设备之间可直接通信)等。蓝牙的标准是IEEE802.15，工作在2.4GHz 频带， 带宽为1Mb/s。
检测技术
传感器技术
RFID(射频识别技术) 二维码技术
传感器技术
传感器能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用电信号的器件 或装置 通常根据其基本感知功能分为热敏元件、光放射线敏感元件、色敏元件和味敏元 件等十大类。 传感器的存在和发展，让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官，让物体慢 慢变得活了起来，让我们可以更好地与物理世界进行信息交流。
物联网感知层技术介绍
物联网感知层简介
感知层是物联网的核心，是信息采集的关键部 分。感知层位于物联网三层结构中的最底层，其功 能为“感知”，即通过传感网络获取环境信息。感 知层是物联网的核心，是信息采集的关键部分。 感知层由基本的感应器件（例如RFID标签和读 写器、各类传感器、摄像头、GPS、二维码标签和 识读器等基本标识和传感器件组成）以及感应器组 成的网络（例如RFID网络、传感器网络等）两大部 分组成。 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。
物联网关键技术有哪些-有什么-包括什么
物联网关键技术有哪些-有什么-包括什么随着物联网的发展越来越迅速，其包涵的技术也逐渐应用我们的生活中。
比如有：无线射频识别(RFID)技术;无线节点技术;地面通信网络;空间卫星通信网络;通信协议;中间件技术等。
1.感知层的关键技术①无线射频识别(RFID)技术无线射频识别(RFID)技术，俗称电子标签(E-Tag)，是一种利用射频通信实现的非接触自动识别技术。
RFID系统由射频标签、读写器和应用系统三部分组成，其中射频标签由天线和芯片组成，每个芯片包涵唯一的识别码。
读写器是依据必须要使用相应协议来读写标签信息的设备，通过网络系统进行通信，从而完成对射频标签信息的采集、解码、识别和数据〔管理〕，有手持式和固定式两种。
应用系统主要完成对数据信息的存储和管理，并能对标签进行读写控制。
②无线节点技术无线传感器网络节点的功能组成在不同的应用中有所不同，但一般由数据采集模块、处理模块、无线通信模块、定位系统、运动管理器和能量供应模块组成。
每个节点是一个微型的嵌入式系统，具有网络节点的终端和路由器的双重功能。
除了本地信息收集和数据处理外，它还必须存储、管理和融合从其他节点转发的数据。
2.网络层的关键技术①地面通信网络在通信层，物联网承载网正从人与人的连接走向人与物以及物与物的连接，万物互联是一种必定的趋势。
它要么是有线传输，要么是无线传输。
②空间卫星通信网络物联网是一个无处不在的网络，传统的移动通信网络无法为大面积或特定领域(如沙漠、海洋等)提供高发度、全覆盖的实时数据采集和数据传输服务，导致这些地区的物联网应用缺乏必要的远程通信网络支持。
此外，在严重的灾害条件下，地面基础设施容易遭到破坏和损毁，地面应急网络建设不便，这使得物联网应用和灾害应急监测受到限制。
卫星技术在物联网中的应用正好可以弥补移动通信网络的不够。
3.应用层的关键技术①通信协议物联网的价值在于智能服务或业务的应用。
物联网不是一个 "单一的、孤立的 "网络，它与现有网络进一步融合，延伸并应用于各种网络环境，构成了一个无处不在的网络，其核心基础是业务应用协议的〔制定〕，这也是实现智能服务的基础。
物联网发展六大瓶颈
编者语：目前“物联网”正从一个概念逐步进入“落地”阶段，因此，必须突破我国物联网产业发展瓶颈，推动物联网产业健康发展。
全国政协委员徐晓兰两会提案物联网，徐晓兰认为，目前制约我国物联网产业健康发展的瓶颈主要有六个方面。
加快物联网标准化体系建立步伐，在核心技术上实现突破和创新，实施重点应用领域的重大专项。
全国政协委员、中国电子信息产业发展研究院副院长徐晓兰每年都会提交多个提案，今年，徐晓兰把目光投向了物联网。
徐晓兰在接受记者独家专访时表示，目前“物联网”正从一个概念逐步进入“落地”阶段，因此，必须突破我国物联网产业发展瓶颈，推动物联网产业健康发展。
徐晓兰分析，我国物联网已进行了大量实质性探索，《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》和“新一代宽带无线移动通信网”重大专项中均将物联网列入重点研究领域。
中央领导的关注、大企业的推动、政府部门的表态无疑为物联网提供了良好的发展环境。
但是，纵观我国物联网产业的发展现状与趋势，可谓喜忧参半。
物联网行业应用需求广泛，潜在市场规模巨大，政府各部门对发展物联网产业态度积极，这是产业发展的“喜”。
“忧”的一面主要表现为在物联网产业发展初期，存在诸多产业发展制约因素。
六个方面制约物联网发展徐晓兰认为，目前制约我国物联网产业健康发展的瓶颈主要有六个方面：一是统筹规划和顶层设计缺乏。
我国各地政府机构积极开展推动物联网相关产业发展工作，成立了有关园区、产业联盟，但是在全国范围内尚未进行统筹规划，部门之间、地区之间、行业之间的分割情况较为普遍，产业缺乏顶层设计，资源共享不足。
此外，规划意识与协调机制薄弱，凸显出难以形成产业规划、研究成本过高、资源利用率过低、无序重复建设现象严重的态势。
二是标准规范缺失。
物联网具有多学科性质，其涉及的技术多种多样，导致涉及的标准也非常多，而目前尚没有一个统一的标准体系出台。
随着物联网相关领域研究的不断深入，研究范围的不断扩大，标准规范的缺失将导致整个物联网产业的混乱。
物联网的发展瓶颈和关键技术
众所周知，物联网将成为通信业下一个战略增长级领域。
物联网虽然是一个新兴的高科技产业，但其发展仍离不开产业链的繁荣，离不开一大批企业的参与和投入。
运营商将把握机遇，开拓创新，为物联网的可持续发展做出应有的贡献。
物联网虽然是一个新兴的高科技产业，但其发展仍离不开产业链的繁荣，离不开一大批企业的参与和投入。
运营商将把握机遇，开拓创新，为物联网的可持续发展做出应有的贡献。
物联网将成为通信业下一个战略增长级领域。
物联网虽然是一个新兴的高科技产业，但其发展仍离不开产业链的繁荣，离不开一大批企业的参与和投入。
运营商将把握机遇，开拓创新，为物联网的可持续发展做出应有的贡献。
物联网的发展瓶颈虽然物联网在中国的发展初期势头凶猛，但总体还处于初级发展阶段，存在以下问题和瓶颈。
一是目前国内以物为互联的应用需求呈现出层次低、规模小、个性化的特征，难以激发产业链各环节积极参与和资金投入热情。
二是物联网核心技术研发速度慢，还不能完全满足应用需求。
相对于互联网，物联网的应用要复杂很多，千变万化。
在面对复杂的需求环境时，我们的芯片、敏感器件等基础技术特别是高精度技术，与国际先进水平还存在一定差距。
三是国内还缺乏物联网发展规范和技术标准的指引，没有标准就没有规模化。
物联网将是一个多设备、多网络、多应用、互联互通、互相融合的一个大网。
在物联网建设中，传感器、计算机、接口标准、通信协议等方面都需要有国家标准的指引，才能整合和节约资源，降低成本。
四是需要破除跨行业的壁垒。
物联网将推动传统工业的信息化改造，实现行业信息化、部门信息化，从而推动社会整体的信息化。
信息的共享和信息服务，就意味着要破除跨行业间的壁垒，建立新的共享与协同型的管理体系和生产流程。
目前，我国整体信息化水平还比较低，各行业发展不均衡，因此要实现物联网时代的互联互通，还有很长的路要走。
物联网并非空穴来风，利用现有的信息技术确实能实现许多不同类型的物联网应用，如手机支付、视频监控、节能减排等。
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供稿：5联网(/)
物联网（Internet of Things）1999年由MIT提出。
2005年11月国际电信联盟ITU 发布了《国际电信联盟互联网报告2005：物联网》，开始聚焦这个词。
它是指：把任何物品通过信息传感设备（如RFID）与互联网连接起来，进行信息交换和通信，可实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。
物联网本身的结构复杂，主要包括三大部分：首先是感知层，承担信息的采集，可以应用的技术包括智能卡、RFID电子标签、识别码、传感器等；其次是网络层，承担信息的传输，借用现有的无线网、移动网、固联网、互联网、广电网等即可实现；第三是应用层，实现物与物之间，人与物之间的识别与感知，发挥智能作用。
具体的核心，是感知层中的技术，从现在阶段来看，物联网发展的瓶颈就在感知层。
国际电信联盟（ITU）将传感器技术、射频技术（RFID）、微机电系统（MEMS）、智能嵌入技术列为物联网关键技术。
1、传感器技术
传感技术同计算机技术与通信技术一起被称为信息技术的三大支柱。
从仿生学观点，如果把计算机看成处理和识别信息的“大脑”，把通信系统看成传递信息的“神经系统”的话，那么传感器就是“感觉器官”。
传感技术主要研究关于从自然信源获取信息，并对之进行处理（变换）和识别的一门多学科交叉的现代科学与工程技术，它涉及传感器（又称换能器）、信息处理和识别的规划设计、开发、制／建造、测试、应用及评价改进等活动。
传感技术的核心即传感器，它是负责
实现物联网中物、物与人信息交互的必要组成部分。
获取信息靠各类传感器，它们有各种物理量、化学量或生物量的传感器。
按照信息论的凸性定理，传感器的功能与品质决定了传感系统获取自然信息的信息量和信息质量，是高品质传感技术系统的构造第一个关键。
信息处理包括信号的预处理、后置处理、特征提取与选择等。
识别的主要任务是对经过处理信息进行辨识与分类。
它利用被识别（或诊断）对象与特征信息间的关联关系模型对输入的特征信息集进行辨识、比较、分类和判断。
因此，传感技术是遵循信息论和系统论的。
它包含了众多的高新技术、被众多的产业广泛采用。
它也是现代科学技术发展的基础条件，应该受到足够地重视。
微型无线传感技术以及以此组件的传感网是物联网感知层的重要技术手段。
2、射频识别（radio frequency identification，RFID）技术
射频识别技术是20世纪90年代开始兴起的一种非接触式自动识别技术，该技术的商用促进了物联网的发展。
它通过射频信号等一些先进手段自动识别目标对象并获取相关数据，有利于人们在不同状态下对各类物体进行识别与管理。
射频识别系统通常由电子标签和阅读器组成。
电子标签内存有一定格式的标识物体信息的电子数据，是未来几年代替条形码走进物联网时代的关键技术之一。
该技术具有一定的优势：能够轻易嵌入或附着，并对所附着的物体进行追踪定位；读取距离更远，存取数据时间更短；标签的数据存取有密码保护，安全性更高。
RFID目前有很多频段，集中在13.56MHz 频段和900MHz频段的无源射频识别标签应用最为常见。
短距离应用方面通常采用
13.56MHz HF频段；而900MHz频段多用于远距离识别，如车辆管理、产品防伪等领域。
阅读器与电子标签可按通信协议互传信息，即阅读器向电子标签发送命令，电子标签根据命令将内存的标识性数据回传给阅读器。
RFID技术与互联网、通讯等技术相结合，可实现全球范围内物品跟踪与信息共享。
但
其技术发展过程中也遇到了一些问题，主要是芯片成本，其他的如FRID反碰撞防冲突、RFID 天线研究、工作频率的选择及安全隐私等问题，都一定程度上制约了该技术的发展。
3、微机电系统（MEMS）
微机电系统（Micro Electro Mechanical Systems，简称MEMS）是指利用大规模集成电路制造工艺，经过微米级加工，得到的集微型传感器、执行器以及信号处理和控制电路、接口电路、通信和电源于一体的微型机电系统。
MEMS技术近几年的飞速发展，为传感器节点的智能化、小型化、功率的不断降低制造了成熟的条件，目前已经在全球形成百亿美元规模的庞大市场。
近年更是出现了集成度更高的纳米机电系统（Nano-Electromechanical System，简称NEMS）。
具有微型化、智能化、多功能、高集成度和适合大批量生产等特点。
MEMS技术属于物联网的信息采集层技术。
4、智能嵌入技术
嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可裁剪，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。
它一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等四个部分组成，用于实现对其他设备的控制、监视或管理等功能。
目前，大多数嵌入式系统还处于单独应用的阶段，以控制器（MCU）为核心，与一些监测、伺服、指示设备配合实现一定的功能。
Internet现已成为社会重要的基础信息设施之一，是信息流通的重要渠道，如果嵌入式系统能够连接到Internet上面，则可以方便、低廉地将信息传送到几乎世界上的任何一个地方。
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