物聯(lián)網(wǎng)的主要技術(shù)有哪些

物聯(lián)網(wǎng)的主要技術(shù)有：傳感技術(shù)、設備兼容技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )技術(shù)、信息處理技術(shù)、安全技術(shù)等等。 ●傳感器技術(shù)：價(jià)格低廉、性能良好的傳感器是物聯(lián)網(wǎng)應用的基石，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展要求更準確、更智能、更高效以及兼容性更強的傳感器技術(shù)。智能數據采集技術(shù)是傳感器技術(shù)發(fā)展的一個(gè)新方向。信息的泛在化對傳感器和傳感裝置提出了更高的要求。具體如，微型化：元器件的微小型化，要求節約資源與能源；智能化：具備自校準、自診斷、自學(xué)習、自決策、自適應和自組織等人工智能技術(shù)；低功耗與能量獲取技術(shù)：供電方式為電池、陽(yáng)光、風(fēng)、溫度、振動(dòng)等多種方式。

●設備兼容技術(shù)：大部分情況下，企業(yè)會(huì )基于現有的工業(yè)系統建造工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，如何實(shí)現工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中所用的傳感器能夠與原有設備已應用的傳感器相兼容是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)推廣所面臨的問(wèn)題之一。傳感器的兼容主要指數據格式的兼容與通信協(xié)議的兼容，兼容關(guān)鍵是標準的統一。目前，工業(yè)現場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )中普遍采用的如Profibus、Modus協(xié)議，已經(jīng)較好地解決了兼容性問(wèn)題，大多數工業(yè)設備生產(chǎn)廠(chǎng)商基于這些協(xié)議開(kāi)發(fā)了各類(lèi)傳感器、控制器等。近年來(lái)，隨著(zhù)工業(yè)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )應用日漸普遍，當前工業(yè)無(wú)線(xiàn)的WirelessHART、ISA100．11a以及wIA—PA3大標準均兼容了IEEE802．15．4無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )協(xié)議，并提供了隧道傳輸機制兼容現有的通信協(xié)議，豐富了工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統的組成與功能。

●網(wǎng)絡(luò )技術(shù)：網(wǎng)絡(luò )是構成工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的核心之一，數據在系統不同的層次之間通過(guò)網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行傳輸。網(wǎng)絡(luò )分為有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )與無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )，有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )一般應用于數據處理中心的集群服務(wù)器、工廠(chǎng)內部的局域網(wǎng)以及部分現場(chǎng)總線(xiàn)控制網(wǎng)絡(luò )中，能提供高速率高帶寬的數據傳輸通道。工業(yè)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )則是一種新興的利用無(wú)線(xiàn)技術(shù)進(jìn)行傳感器組網(wǎng)以及數據傳輸的技術(shù)，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的應用可以使得工業(yè)傳感器的布線(xiàn)成本大大降低，有利于傳感器功能的擴展，因此吸引了國內外眾多企業(yè)和科研機構的關(guān)注。

傳統的有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)較為成熟，在眾多場(chǎng)合已得到了應用驗證。然而，當無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)應用于工業(yè)環(huán)境時(shí)，會(huì )面臨如下問(wèn)題：工業(yè)現場(chǎng)強電磁干擾、開(kāi)放的無(wú)線(xiàn)環(huán)境讓工業(yè)機器更容易受到攻擊威脅、部分控制數據需要實(shí)時(shí)傳輸。相對于有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )，工業(yè)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )技術(shù)則正處在發(fā)展階段，它解決了傳統的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)應用于工業(yè)現場(chǎng)環(huán)境時(shí)的不足，提供了高可靠性、高實(shí)時(shí)性以及高安全性，主要技術(shù)包括：自適應跳頻、確實(shí)性通信資源調度、無(wú)線(xiàn)路由、低開(kāi)銷(xiāo)高精度時(shí)間同步、網(wǎng)絡(luò )分層數據加密、網(wǎng)絡(luò )異常監視與報警以及設備入網(wǎng)鑒權等。

●信息處理技術(shù)：工業(yè)信息出現爆炸式增長(cháng)，工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的大量數據對于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)來(lái)說(shuō)是一個(gè)挑戰，如何有效處理、分析、記錄這些數據，提煉出對工業(yè)生產(chǎn)有指導性建議的結果，是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的核心所在，也是難點(diǎn)所在。

當前業(yè)界大數據處理技術(shù)有很多，如SAP的BW系統在一定程度上解決了大數據給企業(yè)生產(chǎn)運營(yíng)帶來(lái)的問(wèn)題。數據融合和數據挖掘技術(shù)的發(fā)展也使海量信息處理變得更為智能、高效。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)泛在感知的特點(diǎn)使得人也成為了被感知的對象，通過(guò)對環(huán)境數據的分析以及用戶(hù)行為的建模，可以實(shí)現生產(chǎn)設計、制造、管理過(guò)程中的人一人、人一機和機一機之間的行為、環(huán)境和狀態(tài)感知，更加真實(shí)地反映出工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的細節變化，以便得出更準確的分析結果。

●安全技術(shù)：工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)安全主要涉及數據采集安全、網(wǎng)絡(luò )傳輸安全等過(guò)程，信息安全對于企業(yè)運營(yíng)起到關(guān)鍵作用，例如在冶金、煤炭、石油等行業(yè)采集數據需要長(cháng)時(shí)問(wèn)的連續運行，如何保證在數據采集以及傳輸過(guò)程中信息的準確無(wú)誤是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應用于實(shí)際生產(chǎn)的前提。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)原理

　　物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的原理其實(shí)就是在計算機互聯(lián)網(wǎng)的基礎上，利用RFID、無(wú)線(xiàn)數據通信等技術(shù)，構造一個(gè)覆蓋世界上萬(wàn)建筑的“Internet of Things”。在這個(gè)網(wǎng)絡(luò )中，建筑(物品)能夠彼此進(jìn)行“交流”，而無(wú)需人的干預。其實(shí)質(zhì)是利用射頻自動(dòng)識別(RFID)技術(shù)，通過(guò)計算機互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現物品(商品)的自動(dòng)識別和信息的互聯(lián)與共享。

　　物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)還是在云端，云計算就是實(shí)現物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)核心。物聯(lián)網(wǎng)的三項關(guān)鍵技術(shù)與領(lǐng)域包括，關(guān)鍵技術(shù)：傳感器技術(shù)、RFID標簽、嵌入式系統技術(shù)。領(lǐng)域：公共事務(wù)管理(節能環(huán)保、交通管理等)、公眾社會(huì )服務(wù)(醫療健康、家居建筑、金融保險等)、經(jīng)濟發(fā)展建設(能源電力、物流零售等)。

　　傳感器技術(shù)是一種計算機應用中的關(guān)鍵技術(shù)，將傳輸線(xiàn)路中的模擬信號轉變?yōu)榭商幚淼臄底中盘?，交于計算機進(jìn)行處理。

　　RFID，全稱(chēng)為Radio Frequency Identification，即射頻識別技術(shù)，是一種將無(wú)線(xiàn)射頻技術(shù)與嵌入式技術(shù)融為一體的綜合技術(shù)，在不久的將來(lái)將廣泛應用于自動(dòng)識別、物品物流管理方面。

　　嵌入式系統技術(shù)是一種將計算機軟件、計算機硬件、傳感器技術(shù)、集成電路技術(shù)、電子應用技術(shù)集成于一體的復雜技術(shù)。

　　使用場(chǎng)景分散化，技術(shù)集中化

　物聯(lián)網(wǎng)的使用場(chǎng)景，總結下來(lái)很一致：采集+傳輸+計算+展示

　物聯(lián)網(wǎng)終端采集數據、把數據傳輸給服務(wù)器、服務(wù)器存儲和處理數據、把數據展示給用戶(hù)。

　　例如共享單車(chē)，正向過(guò)程是：?jiǎn)诬?chē)獲取GPS位置數據、通過(guò)2G網(wǎng)絡(luò )上報給服務(wù)器、服務(wù)器記錄單車(chē)位置信息、用戶(hù)在A(yíng)PP端查看單車(chē)位置。反向過(guò)程是：用戶(hù)向服務(wù)器發(fā)出開(kāi)鎖的要求、服務(wù)器通過(guò)2G網(wǎng)絡(luò )把開(kāi)鎖指令下發(fā)給單車(chē)，單車(chē)執行開(kāi)鎖指令。

　　大大小小的物聯(lián)網(wǎng)應用，都是基于正向數據采集和反向指令控制這兩個(gè)流程來(lái)實(shí)現的。

　　傳輸方式的選擇

　　物聯(lián)網(wǎng)，聯(lián)網(wǎng)方式有這些：

　　低功耗近距離，用BLE或Zigbee。

　　低功耗遠距離，用NB-IOT或2G

　　大數據近距離，用WIFI

　　大數據遠距離，用4G網(wǎng)絡(luò )

　　網(wǎng)絡(luò )布局上，遠距離的網(wǎng)絡(luò )直接連基站，無(wú)需自己布設網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)。而近距離的網(wǎng)絡(luò )都需要有一個(gè)網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)，先把終端數據傳給節點(diǎn)，節點(diǎn)再接入廣域網(wǎng)。

　　遠距離傳輸比近距離傳輸的價(jià)格更貴、功耗更高，合理利用遠近搭配，能夠有效降低物聯(lián)網(wǎng)終端的成本。

　　例如原本的共享單車(chē)采用2G網(wǎng)絡(luò )解鎖，必須要保持數據長(cháng)連接或使用下行短信開(kāi)鎖，功耗高費用大，而下載的共享單車(chē)拋棄了遠程解鎖，直接使用手機的藍牙解鎖單車(chē)，節省了數據流量、降低了功耗、還能提高開(kāi)鎖速度。

　　云服務(wù)的設計

　　物聯(lián)網(wǎng)的云服務(wù)器和APP的設計，和互聯(lián)網(wǎng)基本是一致的，JAVA、PHP、ASP都可以用來(lái)做物聯(lián)網(wǎng)的后臺處理。

　　移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)是“人--服務(wù)器--人”的架構，物聯(lián)網(wǎng)是“物--服務(wù)器--人”的架構，兩者本質(zhì)是相同的，物聯(lián)網(wǎng)終端設備也采用TCP、HTTP、MQTT等互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議連接服務(wù)器。

　　略微有一些區別的是NB-IOT，走的是“物--基站--服務(wù)器--人”的架構，NB-IOT物聯(lián)網(wǎng)終端只需要連接基站就可以收到下行消息，無(wú)需再維持長(cháng)連接，能夠節約不少功耗。