物联网基础知识

物联网基础知识 物联网被称作第三次信息产业革命，受到各国政府重视，自从温家宝总理 2009 年在无锡提出“感知中国”以来中国物联网产业经过三年多的发展，已经 具有一定规模，到底什么是物联网，都有哪些核心技术，现在的发展状况如 何，以下是笔者对物联网基础知识做的简单整理，仅供大家参考学习。 一、什么是物联网一、什么是物联网 物联网是新一代信息技术的重要组成部分。 其英文名称是 “The Internet of things” 。由此，顾名思义， “物联网就是物物相连的互联网” 。这有两层意思 第一，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；第二，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 通信。因此，物联网的定义是通过射频识别（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，把任何物品与互联网相连接， 进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理 的一种网络。 二、二、物联网认识误区物联网认识误区 由于物联网属于新兴的朝阳产业，到目前还没有一股真正意义的概念，目前 对其认识存一下误区。 误区之一误区之一 把传感网或 RFID 网等同于物联网。事实上传感技术也好、RFID 技术也好， 都仅仅是信息采集技术之一。除传感技术和 RFID 技术外，GPS、视频识别、红 外、激光、扫描等所有能够实现自动识别与物物通信的技术都可以成为物联网 的信息采集技术。传感网或者 RFID 网只是物联网的一种应用，但绝不是物联网 的全部。 误区之二误区之二 把物联网当成互联网的无边无际的无限延伸，把物联网当成所有物的完全 开放、全部互连、全部共享的互联网平台。实际上物联网绝不是简单的全球共 享互联网的无限延伸。即使互联网也不仅仅指我们通常认为的国际共享的计算 机网络，互联网也有广域网和局域网之分。 物联网既可以是我们平常意义上的互联网向物的延伸；也可以根据现实需 要及产业应用组成局域网、专业网。现实中没必要也不可能使全部物品联网； 也没必要使专业网、局域网都必须连接到全球互联网共享平台。今后的物联网 与互联网会有很大不同，类似智慧物流、智能交通、智能电网等专业网；智能 小区等局域网才是最大的应用空间。 误区之三误区之三 认为物联网就是物物互联的无所不在的网络，因此认为物联网是空中楼阁， 是目前很难实现的技术。事实上物联网是实实在在的，很多初级的物联网应用 早就在为我们服务着。物联网理念就是在很多现实应用基础上推出的聚合型集 成的创新，是对早就存在的具有物物互联的网络化、智能化、自动化系统的概 括与提升，它从更高的角度升级了我们的认识。 误区之四误区之四 把物联网当成个筐，什么都往里装；基于自身认识，把仅仅能够互动、通 信的产品都当成物联网应用。如，仅仅嵌入了一些传感器，就成为了所谓的物 联网家电；把产品贴上了 RFID 标签，就成了物联网应用等等。 三、三、实现物联网主要核心技术实现物联网主要核心技术 以下是实现物联网的五大核心技术以下是实现物联网的五大核心技术 核心技术之感知层传感器技术、射频识别技术、二维码技术、微机电系核心技术之感知层传感器技术、射频识别技术、二维码技术、微机电系 统和统和 GPSGPS 技术技术 1.1.传感器技术传感器技术 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技术。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” 。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。 2.2.射频识别（射频识别（RFIDRFID）技术）技术 射频识别（Radio Frequency Identification，简称 RFID）是通过无线电 信号识别特定目标并读写相关数据的无线通讯技术。在国内，RFID 已经在身份 证、电子收费系统和物流管理等领域有了广泛应用。 RFID 技术市场应用成熟，标签成本低廉，但 RFID 一般不具备数据采集功能， 多用来进行物品的甄别和属性的存储，且在金属和液体环境下应用受限， RFID 技术属于物联网的信息采集层技术。 RFIDRFID 技术工作原理及应用频率技术工作原理及应用频率 目前定义 RFID 产品的工作频率有低频、高频和甚高频的频率范围内的符合 不同标准的不同的产品,而且不同频段的 RFID 产品会有不同的特性。其中感应 器有无源和有源两种方式，下面详细介绍无源的感应器在不同工作频率产品的 特性以及主要的应用。 RFIDRFID 应用频率图应用频率图 低频低频 从从 125KHz125KHz 到到 134KHz134KHz 其实 RFID 技术首先在低频得到广泛的应用和推广。该频率主要是通 过电感耦合的方式进行工作, 也就是在读写器线圈和感应器线圈间存在着变压 器耦合作用.通过读写器交变场的作用在感应器天线中感应的电压被整流 ,可作 供电电压使用. 磁场区域能够很好的被定义，但是场强下降的太快。 特性 1. 工作在低频的感应器的一般工作频率从 120KHz 到 134KHz, TI 的工作频 率为 134.2KHz。该频段的波长大约为 2500m. 2. 除了金属材料影响外，一般低频能够穿过任意材料的物品而不降低它的 读取距离。 3. 工作在低频的读写器在全球没有任何特殊的许可限制。 4．低频产品有不同的封装形式。好的封装形式就是价格太贵，但是有10 年 以上的使用寿命。 5．虽然该频率的磁场区域下降很快，但是能够产生相对均匀的读写区域。 6．相对于其他频段的 RFID 产品，该频段数据传输速率比较慢。 7．感应器的价格相对与其他频段来说要贵。 主要应用 1． 畜牧业的管理系统 2． 汽车防盗和无钥匙开门系统的应用 3． 马拉松赛跑系统的应用 4． 自动停车场收费和车辆管理系统 5． 自动加油系统的应用 6． 酒店门锁系统的应用 7． 门禁和安全管理系统 符合的国际标准 a ISO 11784 RFID 畜牧业的应用－编码结构 b ISO 11785 RFID 畜牧业的应用－技术理论 c ISO 14223-1 RFID 畜牧业的应用－空气接口 d ISO 14223-2 RFID 畜牧业的应用－协议定义 e ISO 18000-2 定义低频的物理层、防冲撞和通讯协议 f DIN 30745 主要是欧洲对垃圾管理应用定义的标准 高频高频 工作频率为工作频率为 13.56MHz13.56MHz 在该频率的感应器不再需要线圈进行绕制，可以通过腐蚀活着印刷的方式 制作天线。感应器一般通过负载调制的方式 的方式进行工作。也就是通过感应 器上的负载电阻的接通和断开促使读写器天线上的电压发生变化，实现用远距 离感应器对天线电压进行振幅调制。如果人们通过数据控制负载电压的接通和 断开，那么这些数据就能够从感应器传输到读写器。 特性 1. 工作频率为 13.56MHz，该频率的波长大概为 22m。 2. 除了金属材料外，该频率的波长可以穿过大多数的材料，但是往往会降 低读取距离。感应器需要离开金属一段距离。 3. 该