- 物联网感知技术与产业
- 马振洲等编著
- 1970字
- 2021-10-15 17:38:25
1.3 感知技术体系
感知技术为物联网提供了信息来源,是物联网应用的基础,是获取和识别外界信息的重要手段。信息感知的基本形式是数据收集,即节点将感知到的数据通过网络传输到汇聚节点,感知技术与一些基础的网络设置相结合,提供全面且丰富的感知服务。如今,物联网的发展日益多样化,感知技术也更加丰富,除 RFID 外,凡是能够起到自动感知作用的技术都可以被纳入物联网感知技术体系,如传感器技术、自动识别技术、室内外定位技术等。本书将感知技术分为三类:传感器技术、自动识别技术和基于感知技术打造的智能感知终端。
1.3.1 传感器技术
传感器技术作为当代科技发展的一个重要标志,是目前各国争夺高新技术发展的制高点之一。继通信技术和计算机技术之后,传感器技术成为信息产业的第三大支柱。传感器技术可以获取“物”的准确信息,是实现物联网的重要基础之一。如果没有先进的传感器技术,通信技术和计算机技术就成为无源之水、无本之木。物理世界中的生物量、化学量、物理量可被传感器技术按照一定的规律转换成可处理的数字信号,为感知物理世界提供原始的信息来源。例如,流量、位移、速度、温度、压力等都可以成为感知的对象。传感器技术的核心——传感器通常由敏感元件和转换元件组成。其中,敏感元件能直接感受或响应测量对象,而转换元件将敏感元件感受或响应的测量对象的待测信息转换为适合传输和测量的电信号。传感器与执行器和控制器结合后,通过通信板块与网关互联或先行组网与网关互联,如工业总线、传感网等。
传感器可以感知并为物联网提供热、压、温、湿、声、光、电、振动、生物、化学等各种类型信号的原始数据信息,物联网系统根据这些信息进行处理、传输、分析和反馈。因此,传感器是实现物联网中物与物、物与人信息交互的必要组成部分。
随着电子技术的不断进步,现代传感器技术使信息的获取从单一化逐渐向集成化、智能化、网络化的方向发展,特别是智能传感器、多传感器信息融合和无线传感器网络等的出现,将传感器技术带入了新的发展阶段。应用新理论、新技术,采用新工艺、新结构、新材料,研发各类新兴传感器,提升传感器的功能和性能,是实现物联网的重要基础。
1.3.2 自动识别技术
自动识别技术是物联网感知技术中非常重要的一种,它是能够让物品“开口说话”的一种技术。自动识别技术能自动采集和识读数据,并能将数据自动输入计算机,是数据标识、编码、采集、管理、传输的标准化手段。自动识别技术以计算机技术和通信技术为基础,对信息进行标识和识读。标识编码和特征的唯一性、统一性在物联网应用中非常重要,物联网用标识代表连接对象,具有唯一数字编码和可读特征,二者的识别技术分别是数据采集技术和特征提取技术。
近几十年来,自动识别技术在全球范围内得到了迅猛发展,为物联网应用提供了快速、准确的数据采集和输入手段,从而打破了手工输入数据速度慢、错误率高造成的瓶颈。因为每种自动识别技术各具技术特性和特点,使其在应用中都有所受限,所以在许多情况下我们会综合应用各种技术或手段,以满足实际的应用需求。
1.3.3 智能感知终端
随着物联网的发展,智能感知终端逐渐发展成为物联网的重要环节,并起着至关重要的作用。智能化是物联网感知终端发展的一大趋势,物品要更加智能,能自主实现信息感知、信息处理和信息交换,这样才能实现物联网的真正意义。物联网智能感知终端主要位于物联网中的感知层,在现有的物联网感知层中,实体主要包括传感器和其他一些数据收集与获取设备,以及数据接入网关的各类传感器网络。物联网智能感知终端不仅具有敏感的感知能力,还具有强大的计算能力,拥有各种信息收集、处理、分析和控制的能力。基于各种各样的传感器,辅以硬件、软件和网络技术,感知终端实现了“智能”,并且最终可以实现智能生态系统。目前,智能感知终端在物流、交通、医疗等领域已经得到迅猛发展。以物流行业为例,快递人员可以利用带有 RFID 和拍照功能的移动智能感知终端,对包裹进行电子标签信息读取和识别,并将物流信息上传到物流平台,用户可以随时查询包裹的物流信息。又如,具有通信互联和车辆传感器监测功能的车载智能感知终端,可以为驾驶员提供必要的配送信息指导和导航等服务,并将监测信息上传到地理信息系统(Geographic Information System,GIS)平台,物流公司和货代公司可以确保运输过程中的安全性和可靠性。由此可见,物联网感知技术可以通过智能感知终端最终实现物品的自动识别、自动处理和信息共享,让物品“自己开口说话”“自己动手操作”和“自己动脑思考”。
现在,智能感知终端在物联网领域的发展已经处于转型阶段,逐渐从简单的工具变为一个综合信息服务平台,从而打造物联网行业应用生态圈,其市场范围和应用对象无疑是非常广泛的。在这一领域的各种新技术的应用,也已经达到或接近临界状态。基于云计算和Web环境中的大数据技术,各种处理器和具有应用程序处理能力的操作系统也将实现更加智能的物联网终端。