物联网的主要技术和应用
物联网关键技术及其应用研究

物联网关键技术及其应用研究物联网作为一项新兴的技术,正在快速的发展和普及。
它将物品和设备连接在一起,通过互联网实现相互通信和协同工作。
这种智能化的连接方式对于现代社会的发展有着不可替代的作用。
在物联网的实现过程中,关键技术起着至关重要的作用。
本文将介绍物联网的关键技术及其应用研究。
一、感知技术感知技术是物联网中最为基础的技术之一。
它是指通过各种传感器将人们生活中的各种物品和环境产生的信息数字化,并传输至云端进行分析和处理的过程。
这些传感器可以检测到温度、湿度、气压、光照等各种环境因素,还能够监测到人们的行为习惯、健康状况等信息。
感应技术的应用范围非常广泛,包括智能家居、智能医疗、智慧城市等。
二、通信技术通信技术是物联网最重要的技术之一,它作为连接物体和物体之间的桥梁,使得物体之间可以互相通信。
物联网常用的通信技术包括Zigbee、802.15.4、LTE-M、NBIoT等。
其中,NBIoT技术可以有效地扩大物联网的覆盖范围,并提高连接设备的能耗效率。
NBIoT技术被广泛应用于物联网的智能家居、智能能源管理、智能城市等领域。
三、云计算技术在物联网的实现过程中,云计算技术发挥着至关重要的作用。
云计算可以提供大量的计算资源和存储资源,使得物联网设备的处理能力可以大幅提升。
此外,通过云端的算法和软件程序,可以对感测器获得的数据进行分析,从而提供更加精准的服务。
云计算的应用在智能家居、智慧城市等领域得到了广泛的应用。
四、安全技术随着物联网的不断发展,安全问题已经成为了制约其发展的主要因素之一。
在物联网中,数据通信、存储、传输等都涉及到安全问题。
一旦设备被非法攻击,那么很容易导致实际的财产损失和个人隐私的泄露。
因此,安全技术成为了一个非常重要的研究领域。
目前,物联网的安全技术主要包括密码学技术、权限管理、指令过滤等技术,它们通常被应用于智能家居、工业控制、智慧医疗等领域。
五、大数据技术在物联网中,大量的设备可以产生各种各样的数据,如何对这些数据进行处理和利用,是摆在物联网发展面前的一个难题。
物联网的主要技术和应用

物联网的主要技术和应用在当今科技飞速发展的时代,物联网(Internet of Things,简称IoT)正逐渐成为改变我们生活和工作方式的重要力量。
物联网是指通过各种信息传感器、射频识别技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器等各种装置与技术,实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程,采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息,通过各类可能的网络接入,实现物与物、物与人的泛在连接,实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。
那么,物联网到底依靠哪些主要技术来实现其功能,又在哪些领域得到了广泛的应用呢?一、物联网的主要技术(一)传感器技术传感器是物联网的“触角”,能够感知周围环境的各种信息,如温度、湿度、压力、光照、声音等。
这些传感器将物理世界中的各种数据转换为电信号,为物联网系统提供了最原始的数据来源。
从简单的温度传感器到复杂的图像传感器,它们的精度和性能不断提升,使得物联网能够更加准确地感知和理解周围的环境。
(二)射频识别技术(RFID)RFID 技术是一种非接触式的自动识别技术,通过无线电信号识别特定目标并读写相关数据。
它由标签、阅读器和天线组成。
标签附着在物体上,存储着物体的相关信息;阅读器通过天线发送和接收无线电波,读取标签中的信息。
RFID 技术在物流、库存管理、零售等领域有着广泛的应用,能够大大提高物品管理的效率和准确性。
(三)无线通信技术物联网中的设备需要通过网络进行通信,无线通信技术是实现这一目标的关键。
其中,蓝牙、WiFi、Zigbee、LoRa 等技术各有特点。
蓝牙和 WiFi 适用于短距离、高速率的数据传输,常用于智能家居和移动设备;Zigbee 则适用于低功耗、短距离的设备组网,在工业控制和智能传感器网络中表现出色;LoRa 具有远距离、低功耗的特点,适用于大规模的物联网应用,如智能城市中的远程监测。
(四)云计算和大数据技术随着物联网设备数量的增加和产生的数据量的爆炸式增长,云计算和大数据技术成为处理和分析这些数据的重要手段。
物联网的技术及应用领域

物联网的技术及应用领域物联网技术及应用领域物联网(IoT,Internet of Things)是一种将各种物理设备与互联网相连的技术,使得这些设备能够相互通信并交换数据。
随着物联网技术的不断发展,其应用领域也日益广泛,包括工业制造、农业、医疗保健、智能家居、能源管理等各个领域。
1. 工业制造物联网技术在工业制造领域的应用越来越广泛。
传统的生产线和设备可以通过物联网技术实现智能化,实时监测设备状态和生产进度。
工厂可以利用物联网技术实现设备的远程控制和管理,提高生产效率和降低成本。
此外,在工业设备的维护和管理方面也有很大的潜力,通过物联网技术可以实现设备的远程监测和预测性维护,减少故障发生的可能性,提高设备的可靠性和利用率。
2. 农业物联网技术在农业领域的应用也非常广泛。
农业物联网系统可以用于远程监测农田的土壤湿度、温度、光照等环境参数,以及监测农作物的生长情况和健康状况。
通过这些数据,农民可以实现精准的灌溉和施肥,提高作物的产量和质量。
同时,物联网技术还可以用于远程监测农业设备的运行状态和维护情况,降低农业生产成本。
3. 医疗保健在医疗保健领域,物联网技术也有着广泛的应用。
通过智能穿戴设备和传感器,医生可以实时监测患者的健康状况,对高危患者进行远程监测和及时干预,提高医疗保健的效率和质量。
同时,物联网技术还可以用于医疗设备的远程监测和管理,提高医疗设备的利用率和可靠性。
另外,物联网技术还可以用于医疗信息系统的互联互通,实现医院内各类设备和信息系统的整合和共享。
4. 智能家居智能家居是物联网技术的又一重要应用领域。
通过将各种家用设备和电器与互联网相连,家庭主人可以实现对家电的远程控制和管理。
比如,可以通过智能手机远程控制空调、照明、窗帘等设备,实现远程监控家庭环境,并实现家庭设备的互联互通。
此外,智能家居系统还可以通过传感器实时监测家庭成员的活动状况和健康状况,保障家庭成员的安全和健康。
5. 能源管理物联网技术在能源管理领域也有重要的应用。
物联网的八大主要应用领域

物联网的八大主要应用领域物联网(Internet of Things,简称IoT)是指利用互联网将传感器、设备、数据和人员连接起来,实现智能化管理和控制。
物联网技术的应用领域非常广泛,下面将介绍物联网的八大主要应用领域。
一、智能家居智能家居是物联网最常见的应用之一。
通过将家中的电器设备、灯光、空调、安全系统等联网,实现智能化自动控制。
居民可以通过手机应用或语音助手远程操控家中的设备,实现智能家居的舒适、安全和节能。
二、智慧城市物联网在智慧城市领域也有着广泛的应用。
传感器和数据网络可以用于城市公共设施的监测与管理,如交通信号灯、垃圾桶、公共停车场等。
通过智能化管理,可以实现交通流畅、环境保护和资源优化利用。
三、智能农业物联网技术在农业领域的应用称为智能农业。
通过传感器监测土壤湿度、温度、光照等信息,结合数据分析和预测模型,实现精准的农业管理。
智能农业可以提高农作物产量、减少资源浪费,并支持农业可持续发展。
四、智能医疗物联网在医疗领域的应用称为智能医疗。
通过将医疗设备、患者监测设备和医疗记录系统连接在一起,实现实时监测和远程医疗服务。
物联网技术可以提高医疗服务的效率和准确性,改善患者的生活质量。
五、智能交通物联网在交通领域的应用称为智能交通。
通过车载传感器和交通管理系统的连接,可以实现交通信息的实时获取和智能化导航。
智能交通可以提高交通效率、减少交通事故,并改善交通环境。
六、智能物流物联网在物流领域的应用称作智能物流。
通过物联网技术,可以实时监测货物的位置、温度、湿度等信息,提高物流管理和货物追踪的效率。
智能物流可以降低物流成本,提高物流服务的质量。
七、智能能源物联网在能源领域的应用称为智能能源。
通过将能源设备和电力网连接在一起,实现能源的智能管理和优化调度。
智能能源可以提高能源利用效率,减少能源浪费,推动清洁能源的发展。
八、智能制造物联网在制造领域的应用称为智能制造。
通过将制造设备和工厂生产线连接在一起,实现生产过程的智能化和自动化。
物联网的关键技术及物联网的应用

物联网的关键技术及物联网的应用在当今科技飞速发展的时代,物联网(Internet of Things,简称IoT)已经成为了引领变革的重要力量。
物联网将各种设备、物体与互联网连接起来,实现了智能化的感知、控制和管理,为我们的生活和工作带来了极大的便利和创新。
接下来,让我们深入探讨一下物联网的关键技术以及其广泛的应用领域。
一、物联网的关键技术1、传感器技术传感器是物联网获取信息的关键设备,它能够感知物理世界中的各种参数,如温度、湿度、压力、光照等,并将这些信息转换为电信号。
随着技术的不断进步,传感器的精度、灵敏度和可靠性不断提高,同时体积越来越小、成本越来越低,为物联网的广泛应用奠定了基础。
2、射频识别技术(RFID)RFID 技术通过无线电信号识别特定目标并读写相关数据,无需接触即可完成信息的采集和传输。
它在物流、仓储、零售等领域有着广泛的应用,能够实现快速、准确的物品识别和跟踪。
3、无线通信技术物联网中的设备需要通过无线通信技术与网络进行连接和数据传输。
常见的无线通信技术包括蓝牙、WiFi、Zigbee、NBIoT 等。
这些技术各有特点,适用于不同的场景和应用需求。
例如,蓝牙适用于短距离、低功耗的设备连接,而 NBIoT 则适用于大规模的物联网设备接入,具有覆盖广、功耗低等优点。
4、云计算和大数据技术物联网产生的海量数据需要强大的计算和存储能力进行处理和分析。
云计算提供了弹性的计算资源和存储空间,能够满足物联网数据处理的需求。
大数据技术则能够从海量的数据中挖掘出有价值的信息,为决策提供支持。
5、人工智能技术人工智能在物联网中发挥着重要作用,如通过机器学习算法对传感器数据进行预测和分析,实现智能控制和优化。
同时,图像识别、语音识别等人工智能技术也为物联网的人机交互提供了更加自然和便捷的方式。
6、网络安全技术随着物联网设备的增多和应用场景的扩展,网络安全问题日益突出。
保障物联网设备和数据的安全成为了至关重要的任务。
物联网的技术与应用

物联网的技术与应用随着信息技术的不断发展,物联网已经逐渐成为人们关注的焦点。
物联网是指利用各种传感器、连接设备和其他物品的互联网来进行通讯的系统,从而实现设备、家居、机器以及其他物品之间的自动化和互联互通。
它的核心技术是智能传感器、物联网通信协议以及云计算技术。
它的出现改变了人们的日常生活以及工业生产和服务方式,逐渐成为推动人类社会进步的重要力量。
一、物联网的技术智能传感器是物联网技术的基础,它能够感知物体的状态、环境和活动,并将这些信息传输到物联网平台。
传感器技术的不断发展推动了智能制造、智慧城市和智慧医疗等领域的发展。
随着传感器技术的不断提高,智能设备不仅能够感知单一的物理量,而是能够对更加丰富的物理量进行感知,比如光线、温度、湿度、气体、压力等等。
这为物联网的应用提供了更加广泛的场景。
物联网通信协议则是物联网领域的另一个技术重点。
物联网需要连接的设备数量非常庞大,并且这些设备的网络服务需求、能耗以及传感器等方面的特点和需求也不尽相同。
物联网通信协议的设计需要考虑这些方面的因素,以满足设备间互联互通的需求。
目前最流行的物联网通信协议有MQTT、HTTP、CoAP以及XMPP等。
云计算技术是物联网的另一个关键技术。
物联网的系统数据量庞大,需要实时监控处理和存储。
云计算技术可以提供基于云的存储和计算资源,以低成本解决数据存储和计算问题。
同时,云计算还提供了复杂算法和服务,可帮助企业和用户解决不同的应用需求和问题。
二、物联网的应用智能家居是物联网的最常见应用之一。
通过智能家居设备的连接与智能化控制,用户可以实现对家居环境的一键管理,甚至可以让家居系统自动化地实现某些工作,获得更加便利和高效的生活体验。
例如,智能照明系统可以自动调整光线,智能门窗可以实现自动开关等。
智能家居系统还可以进行远程控制,方便人们出差和旅游时对家庭设备的管理和控制。
物联网在运输、物流等领域也有广泛应用。
运输物资和商品需要监控和处理非常多的信息,包括货运过程和旅途中的安全等方面。
物联网的五大用途

物联网的五大用途物联网(Internet of Things,IoT)是指通过各种传感器、设备和网络连接,实现物品之间的互联互通,并通过数据传输和分析实现智能化的网络。
物联网技术的应用范围广泛,下面将介绍物联网的五大主要用途。
一、智能家居物联网技术在家居领域的应用被称为智能家居。
通过将家居设备与互联网连接,可以实现远程控制、自动化管理以及智能化的功能。
例如,智能家居可以实现远程智能开关灯光、调节室内温度、监控家庭安全等功能,提高居住者的生活质量和安全性。
二、智能交通物联网技术的另一个重要应用领域是智能交通系统。
通过将交通工具、道路设施和交通管理系统互联互通,实现交通信息的实时获取和处理,可以提高交通系统的效率和安全性。
例如,智能交通系统能够实时监测交通拥堵情况,调整路灯控制策略,提供实时导航服务等,对减少交通事故和缓解交通压力起到重要作用。
三、智能医疗物联网技术在医疗领域的应用被称为智能医疗。
通过将医疗设备、医疗器械和医疗系统连接在一起,实现数据的实时共享和远程监测,可以提高医疗的精准性和效率。
例如,在智能医疗中,医生可以通过远程监控患者的生命体征,实时调整治疗方案;医疗设备可以自动上传患者的健康数据,帮助医生进行疾病预防和诊断。
四、智能工业物联网技术在工业领域的应用被称为智能工业,也被称为工业 4.0。
通过将生产设备、仓储设备和生产管理系统互联互通,可以实现智能化的生产和管理。
例如,在智能工业中,生产设备可以通过传感器实时监测设备运行状态,提前预测设备故障,并自动调度维修;生产管理系统可以实时收集和分析生产数据,帮助企业提高生产效率和产品质量。
五、智慧城市物联网技术在城市建设和管理中的应用被称为智慧城市。
通过将城市中的各种设施、设备和系统互联互通,实现城市信息的实时获取和智能化管理,可以提高城市的可持续发展和居民的生活质量。
例如,在智慧城市中,智能路灯可以根据交通和环境状况自动调节亮度,降低能源消耗;智能垃圾桶可以实时监测填充情况,提高垃圾处理的效率。
物联网的技术与应用

物联网的技术与应用物联网(Internet of Things)简单说就是把普通的物品连接到互联网上,让各种现实世界中的物体得以互相沟通和交流。
物联网技术获得了高度的关注度,被认为是大数据和云计算等技术的延伸和发展。
它能够给我们带来更便捷的生活和更高效的生产方式,极大地提高了企业的生产效率和产品质量,同时也改变了人们日常生活的方式和节奏。
本文将介绍物联网的技术和应用,旨在帮助读者更好地了解和掌握这一趋势。
一、物联网技术1.感知网络感知网络是物联网的基础。
它通过采集嵌入式传感器、RFID TAG(射频识别标签)、智能识别终端、无线射频固定装置等设备获取现实中物体的状态及信息,如温度、湿度、声音、光线、压力等,整合并传送给网络中的其他设备和云端。
2.数据处理大量的传感器数据传输到云端后,需要进行数据处理。
云端数据处理能够发现数据中间存在的模式和规律,生成更有价值和更精准的信息。
例如,在智能家居领域,数据处理能够根据业主的使用情况,自动调控家电开关,使得家居环境更加智能化。
3.通信协议物联网中设备之间的通信协议需要和现有的互联网协议衔接,如TCP / IP协议、HTTP协议、SNMP协议等。
同时,物联网设备之间的通信也需要更加可靠、安全以及稳定才能满足各种应用场景的需求。
因此,通信技术的不断发展和创新是实现物联网推广的基础。
二、物联网应用1.公共安全公共安全是物联网重要的应用领域之一。
物联网技术可以集成现有的监控系统,同时,结合感知网络,提供更加便捷和高效的安全保障,如交通监测、视频监控、智能门禁、恶劣天气预警等。
物联网的智能应用给执法部门、安检机构带来更加高效的执法和安全保障。
2.智能家居智能家居系统根据业主的居住习惯和需求,通过感知网络和数据处理技术控制整个室内环境。
具体包括空调、热水器、照明、窗帘、音响等各种家电设备的自动控制以及传感器设备的状态监测,让用户可以在家中实现智能化的生活。
3.车联网车联网是汽车与互联网的结合,通过构建感知网络,对车辆的各种状态进行实时监控,如维护、轮胎压力、车速、油耗、车辆位置等,同时,能够实现车辆之间的通信。
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物联网的主要技术和应用摘要:本文简单介绍了物联网的起源、发展和特点。
然后根据信息生成、传输、处理和应用的原则,把物联网分为4层:认知层、网络层、管理层、应用层。
并逐层介绍它们所用到的技术。
最后以智能电网、智能交通和智能建筑为例展示物联网的具体应用。
关键词:物联网智能电网智能交通智能建筑一、概述1、基本概念究竟什么是物联网,由于对其认识的不够深入和不同领域研究者出发点的不同,现在还没有一个公认和明确的定义。
但大家都认可的是“物联网是一个基于互联网、传统电信网络等信息承载体,让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络”。
换句话说,在物联网世界,每一个物体均可寻址,每一个物体均可通信,每一个物体均可控制。
普遍认为物联网是继计算机、互联网和移动通信后引领信息产业革命的新一次浪潮。
又由于物联网所倡导的物物互联规模要远大于现阶段的人与人通信业务,因此物联网的预期市场前景也要远大于之前的计算机、互联网和移动通信等。
2、起源和发展1995年比尔·盖茨在《未来之路》一书中就提出了“物物互联”的构想;1999年美国Auto-ID中心首先提出建立在物品编码、无线射频技术和互联网基础上的物联网概念。
物联网的基本思想虽然成型与上世纪末,但在这些年才真正引起人们的关注。
2005年国际电信联盟(ITU)发布了《ITU互联网报告2005:物联网》,指出物联网时代即将来临,世界上所有的物体小到纸巾达到房屋都可以通过互联网主动进行信息交换。
随后世界许多国家都提出了自己的物联网发展战略。
包括2009年美国IBM提出的“智慧地球”、欧盟的《Internet of Things—An action plan for Europe》行动方案、日本的《i—Japan 战略2015》信息化战略等。
温家宝总理在2009年8月考察时也提出了“感知中国”战略构想,随后我国政府高层一系列的讲话、报告和相关政策都表明中国要抓住机遇,紧跟世界先进潮流,大力发展物联网技术。
3、主要技术物联网在逻辑上可以分为认知层、网络层、管理层和应用层。
把它与传统的信息系统构架相比,多了一个认知层。
认知层,即遍布在我们周边的各类传感器、条形码、摄像头等组成的传感器网络。
它的作用是实现对物体的感知、识别、检测及数据采集,以及反应和控制等。
这些作用改变了传统信息系统内部运算能力强但是但是对外部感知能力弱的状况,因此认知层是物联网的基础,也是物联网与传统信息系统的最大区别所在。
网络层,即由各种有线及无线节点、固定与移动网关组成的通信网络与互联网的融合体。
主要作用是把认知层的数据接入网络以供上层使用。
它的核心是互联网(包括下一代互联网),而各种无线网络则提供随时随地的网络接入服务。
使用的技术包括互联网、移动通信网络、WiFi等无线宽带网络和蓝牙等无线低速网络等。
管理层,其作用是在高性能计算机和海量存储技术的支撑下,将大规模数据高效可靠地组织起来,为上层服务层提供智能的支撑平台。
包括能储存大量数据的数据中心、以搜索引擎为代表的网络信息查询技术、智能处理系统和保护信息与隐私的安全系统等。
应用层,即物联网技术与各类行业应用相结合,通过物联网的“物物互联”实现无所不在的智能化应用,例如智能物流、智能电网、智能交通、环境监测等。
4、主要特点物联网最主要的特点,也是他与传统信息网络最大的区别是物联网突破了以前只能人与人或人与机器互联的模式。
物与物之间也可以通过网络彼此交换信息、协同运作、相互操控。
这可以称作“异构设备互联化”,即不同种类不同型号的设备利用无线通信模块和标准通信协议,形成自组织网络,实现信息的共享和融合。
从而在各行各业中创造出自动化程度更高、功能更强大、对环境适应性更好的应用系统。
二、认知层相关技术1、无线射频识别技术(RFID)1.1 概述通过上面的介绍我们已经知道,物联网追求的是“物物互联”,但是当赋予地球上所有的物品以唯一地址时,对各个物品所蕴含的信息的储存、识别、读取和传输就十分重要。
这就需要应用到自动识别技术。
自动识别技术主要包括以下几种:光符号识别技术、语音识别技术、生物计量识别技术、IC卡技术、条形码技术和射频识别技术等。
其中条形码技术在我们生活中应用的十分广泛,几乎在每件商品上都有条形码的身影。
但是它也有例如读取速度慢、储存能力小。
工作距离近等很明显的缺点。
近年来无线射频识别技术(RFID)逐渐完善,它有许多独特的优势,例如防水防磁、读取速度快、储存能力强和识别距离远等,因此RFID能十分好的替代现有的条形码技术。
特别是当有通信能力的RFID技术和赋予任何物体IP地址的IPv6技术相结合后,充分释放了它们二者的优点,使物联网所倡导的人和人、人和物、物和物的互联称为可能。
1.2 无线射频识别(RFID)的发展射频识别技术(RFID)是利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)来实现无接触信息传递并通过所传递的信息来达到自动识别目的的技术。
RFID技术的雏形甚至可以追溯到二战时期雷达系统为了区分敌我而使用的敌我飞机识别器(IFF)。
20世纪60年代,人类对RFID的研究正式拉开大幕。
而随着大规模集成电路、可编程存储器、微处理器以及软件技术和编程语言的发展,RFID技术才开始逐渐推广和部署在民用领域。
发达国家如美国、德国等在RFID技术上起步较早也发展较快,因而具有比较成熟和先进的RFID系统。
而在中国,RFID技术也已经广泛应用于铁路机车识别、二代身份证、危险品管理等多个领域。
相信随着RFID产品种类的不断丰富和价格的逐渐降低,RFID技术将更加大规模的应用到我们的生活中,深刻影响各行各业。
1.3 无线射频识别(RFID)技术分析我们通常将RFID系统分为3个部分:阅读器、天线和电子标签。
在工作时,阅读器通过天线发出电子信号,标签在接收到信息后发射自己内部储存的信息,这些信息再通过天线被阅读器接收,最后再被主机所接收。
阅读器和电子标签之间通过耦合元件实现信号的空间耦合,其方式有两种,即变压器模型的电感耦合和雷达模型的电磁反向散射耦合。
阅读器是RFID系统中最重要的组成部分,它的作用是通过天线主动向标签询问标识信息,因而在使用中经常把它和天线集成于一个设备。
天线的作用是在阅读器和标签间传递射频信号,由于RFID系统的工作频率范围很广,主要的工作频率有125kHz、13.56MHz、433MHz、2.45GHz等,所以天线与标签间的匹配问题就十分重要。
标签是由芯片、微型天线和耦合元件组成的,它附在物体上,用来标识目标对象。
当标签接收到阅读器发出的射频信号,利用感应电流的能量发出储存在芯片内的电子编码或主动发出信号。
标签利用三种方式进行数据存储:电可擦可编程只读存储器(EEPROM)、铁电随机存取存储器(FRAM)和静态随机存取存储器(SRAM)。
一般主要采用的方式是EEPROM。
而根据是否内置电源又可将标签分为三类:被动式标签、主动式标签和半主动式标签。
2、传感器技术2.1概述传感器扩展了人感知周围环境的能力,是现代生活中人类获取信息的重要手段。
最早的传感器早在1861年就已经出现。
随着科技的进步,现代传感器走上了微型化、智能化和网络化的发展路线,其典型代表就是无线传感器节点。
无线传感器节点与传统传感器最大的不同,就是它不仅包括传感器部件还集成了微处理器和无线通信芯片,因此无线传感节点不但能从外界获取信息还能对信息进行分析和传输。
2.2无线传感器网络无线传感网是由大量微型、低成本、低功耗的传感器节点组成的多跳无线网络。
它主要用于长期、实时、大规模、自动化的环境监测。
随着节点软硬件技术的发展使节点的价格更加低廉,所以节点的部署也可以更加广泛,计算能力也可以更强更智能。
一方面,传感器将朝着低价格、微体积的方向发展;另一方面,传感器将和智能手机、医疗设备等结合,朝着智能化、人性化的方向发展。
而物联网的兴起也带给传感网新的发展契机。
物联网将扩展传感网的应用模式,实现更透彻的感知、更深入的智能,实现“物物相联”。
3、定位系统3.1概述位置信息是最重要的信息之一,具体而言它包括三大要素:所在的地理位置、处在该地理位置的时间、处在该地理位置的对象。
可见位置信息的内涵十分丰富,可以根据时间、空间和人物信息制定个性化的服务。
由于位置信息的重要性,如何获取位置信息就成为了物联网时代一个重要的课题。
随着几十年来技术的发展,人类开发出了一些比较成熟的定位系统,是定位变得越来越简单。
3.2定位系统及技术·GPS GPS(Global Positioning System)是目前世界上最常用的卫星导航系统。
GPS 计划开始于1973年,是由美国国防部领导研制的。
在1994年由24颗工作卫星组成的GPS 卫星星座网组网成功,从此GPS正式投入使用。
GPS主要由三大部分组成:宇宙空间部分、地面监控部分和用户设备部分。
GPS定位的原理很简单,首先测出接收机与三颗卫星之间的距离,然后利用三点定位方式得到接收机的位置。
在GPS系统中,根据卫星的空间位置和到接收机的距离可以做出一个球面,三个卫星就有三个球面,这样在空间中三个球的交集就是两个点,而距离地面近的点就是接收机的位置。
然而在实际的应用中,由于参考卫星和接收机的距离是由发送和接收的时间差乘以光速来确定的,这就导致微小的时间测量误差就会导致位置误差很大。
因此实际上需要借助至少四颗卫星。
由于GPS在军事和民用方面的巨大作用,为了避免受制于人,其他国家也陆续展开了自主的卫星导航系统的研究和部署。
目前已经投入使用的有俄罗斯的GLONASS系统和我国的北斗一号区域性导航系统。
欧盟的伽利略系统预计将在2014年投入使用。
我国正在建设自主研发的北斗二号系统,届时将可以实现全球范围的导航覆盖。
·蜂窝基站定位GPS系统虽然应用十分广泛,但是它也有弊端,例如在室内的定位效果就十分不理想,而且定位速度比较缓慢。
而且并不是所有的移动设备都配备了GPS模块,此外有时对定位的精度需求并不是特别高。
因此人们需要用蜂窝基站定位来作为GPS 系统的补充。
在通信网络中,通信区域被划分成一个一个蜂窝小区,通常每一个小区有一个基站。
目前大部分的GSM、CDMA、3G等通信网络均采用了蜂窝网络架构,在移动通信时,设备是始终与一个基站联系的。
蜂窝基站定位也就是利用了这种广泛采用的蜂窝网络。
蜂窝基站定位的方法有许多种。
最简单的是COO方法,它只利用一个基站,因此误差范围相当大,但优点是定位速度快,适用于情况紧急的场合。
在多基站定位法中,常用的是ToA和TDoA。
前者的原理类似于卫星定位系统;后者则是利用信号到达基站的时间差来通过方程求解位置,因此减少了时间不一致所带来的误差。
这两种方法都至少需要三个基站。