物联网与智慧城市核心技术探讨
时间：2020-12-31 04:02:46 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：本文对物联网发展动态、物联网及智慧城市核心技术、物联网在建筑智能化中的应用作了探讨，最后介绍了智能城市建设，对物联网与建筑智能化的发展进行了展望。
关键词：物联网智慧城市
1.物联网产生时代背景及发展动态
1.1物联网产生的背景
物联网（Internet of Things）是信息化和工业化发展和融合的必然结果；是信息技术和传感/控制技术两者融合的产物；是物理基础设施（例如：光、机、电设备）和IT基础设施融合一体的架构。
IBM前执行官曾提出一个重要观点，认为计算模式每隔15年发生一次变革，物联网是继互联网后的第四次计算模式。第一次计算模式是主机终端模式，第二次是微机网络模式，第三次是互联网，第四次就是物联网。依据美国IBM公司的15年周期定律，物联网是继互联网后的第四代计算模式，它是互联网计算模式的进一步发展。
1.2物联网的概念
物联网来势迅猛，前景美好，但概念宽泛，认识迥异，尚无较为准确而贴切的学术定义。
（1）美国MIT的Kevin Ashton用“Internet of Things”描述把计算机通过网络连接到真实传感器网络的世界（1999）。
（2）国际电信联盟（ITU）：物联网是通过RFID和智能计算等技术实现全世界设备互连的网络（2005）。
（3）百度百科：物联网是通过RFID、红外感应器、全球定位系统、激光扫描仪等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，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。
（4）《物联网产业发展研究（2010）》报告（2010.4.8）：物联网是由具有自我标识、感知和智能的物理实体基于通信技术相互连接形成的网络，这些物理设备可以在无需人工干预的条件下实现协同和互动，为人们提供智慧和集约的服务。
（5）中国物联网大会（2010.6.29）：凡是用传感器和传感技术来感知物体的特性，按照固定的协议实现任何时候物与物之间、人和物之间、人与人之间互联互通，实现智能化识别定位跟踪管理的网络。
上述的第五种提法最为客观全面，物联网的内涵是指物与物、人与物及人与人之间的互联互通的全新技术。
2.物联网核心技术
2.1物联网组成与应用架构
物联网主要由感知层、网络层和应用层三层结构组成，如图1所示：
（1）感知层为对象通过传感或（和）执行设备联网，构成传感/控制网；
（2）网络层为互联网协议栈（包括TCP/IP网络平台、互联网应用协议）；
（3）应用层为基于Web浏览器应用。
物联网涉及感知、控制、网络通信、微电子、计算机、软件、嵌入式系统、微机电等技术领域，因此物联网涵盖的核心技术也非常多，为了系统分析物联网技术体系，国家工业和信息化部在其发布的2011年物联网白皮书中将物联网技术体系划分为感知核心技术、网络通信核心技术、应用核心技术、共性技术和支撑技术。
图2所示为物联网的应用方案，感知层是由传感网及RFID阅读器组成；网络层包括接入网和通信网；而应用层是由中间件和应用方案组成。应用方案包括绿色农业、工业监控、公共安全、城市管理、远程医疗、智能家居、智能交通、环境检测等八方面组成。
2.2信息感知技术
（1）传感器网络技术
该技术将具有无线通信与计算能力的微小传感器节点通过Ad hoc方式连接起来，各节点能根据环境的变化自主地完成网络自适应组织和信息的传递；节点间多采用多跳方式进行通信，传感器网络的信息通过接入网关传递到承载网络。
（2）射频识别技术
射频识别（RFID）系统主要包括卷标、阅读器（含天线）、中间件。RFID是通过电磁耦合原理来实现通信，方式上有主动式、被动式和半主动式。由物理特性、射频功率和信号接口、初始化和反碰撞以及传输协议四部分组成。RFID现在和移动信息化实现了有机结合，有助于物流、资金流、信息流的三流合一，应用范围非常广泛。
2.3信息传输技术
（1）无线传感器网络
开展传感器节点及操作系统、近距离无线通信协议、传感器网络组网等技术研究，开发出低功耗、高性能、适用范围广的无线传感网系统和产品。
（2）异构网络融合
加强无线传感器网络、移动通信网、互联网、专网等各种网络间相互融合技术的研发，实现异构网络的稳定、快捷、低成本融合。
（3）IPV6技术
IPV6地址长度为128比特，地址空间增大了2的96次方倍，彻底解决了IPv4地址不足的难题，基本满足地球上每个物体都连入互联网的需求。同时，IPv6使用更小的路由表，增强了对组播的支持和对流的支持，增加了对自动配置的支持。
（4）ONS技术
域名解析服务（DNS）是将一台电脑定位到因特网的某一具体地点的服务。在物联网里，对象名解析服务（ONS）是一个自动的网络服务系统，提供把一个物体定位到物联网的某一具体地点的服务。
2.4信息处理技术
（1）海量数据存储
围绕重点应用行业，开展海量数据新型存储介质、网络存储、虚拟存储等技术的研发，实现海量数据存储的安全、稳定和可靠。
（2）数据挖掘
瞄准物联网产业发展重点领域，集中开展各种数据挖掘理论、模型和方法的研究，实现国产数据挖掘技术在物联网重点应用领域的全面推广。
（3）图像视频智能分析
结合经济和社会发展实际应用，有针对性的开展图像视频智能分析理论与方法的研究，实现图像视频智能分析软件在物联网市场的广泛应用。
