物联网中应用的感知技术

物联网中应用的感知技术

【摘要】国家传感网标准工作组给出的物联网的定义：就是指在物理世界的实体中部署具有一定感知能力、计算能力的各种信息传感设备，通过网络设施实现信息获取、传输和处理，从而实现广域或大范围的人与人、人与物、物与物之间信息交换需求的互联。本文通过分析比较自动识别技术、传感技术等感知技术特性，探讨融合多种感知技术的物联网应用。

【关键词】物联网，感知技术

1、感知技术分析

物联网的架构分为感知层、网络层和应用层，本文将感知层涉及的相关技术统称为感知技术。感知技术是物联网的基础，它跟现在的一些基础网络设施结合能够为未来人类社会提供无所不在、全面的感知服务，真正实现所谓的物理世界无所不在，物联网联接的对象包括智能装置及通过传感器感知的整个物理世界。物联网感知层涉及的技术众多，这里对自动识别技术、传感技术、定位技术、传感网标准作简要分析。

1.1自动识别技术。自动识别技术是以计算机技术和通信技术为基础的一门综合性科学技术，是数据编码、数据标识、数据采集、数据管理、数据传输的标准化手段。包括条码识别技术、射频识别技术、语音识别技术、生物特征识别技术、图象识别技术、OCR、磁识别技术等。自动识别技术要素是标识与识读，物联网中用标识代表连接对象，具有唯一数字编码或可辨特征，识别分别是数据采集技术和特征提取技术，标识编码和特征的唯一性、统一性对物联网应用至关重要。每一种自动识别技术的固有特性都使应用具有优势和限制，许多情况下必须多种技术、多种手段并用，来满足实际应用需要，如：条码和RFID就经常联合采用。

1.2传感技术。传感器将物理世界中的物理量、化学量、生物量转化成供处理的数字信号，从而为感知物理世界提供最初的信息来源。感知的对象包括温度、压力、流量、位移、速度等。物联网感知层除了有传感器，还有执行器和控制器，通过通信模块与网关互联或先行组网与网关互联，包括传感网、工业总线等。IEEE 1451传感器接口标准规定了智能传感器的通用接口命令和操合，一定程度上解决了当前工业总线标准不统一问题，降低了传感网应用集成开发的难度。目前市场上智能化、网络化的传感器种类和功能都有成长，随着技术进步体积和成本呈下降趋势。

1.3定位技术。可应用于物联网的定位技术分为卫星定位、无线电波定位、传感定位等。卫星定位技术有GPS、GLONASS、北斗等。美国GPS技术比较成熟，且广泛应用。我国的北斗卫星导航定位系统也已经取得较大进展，中国北斗导航定位系统预计2020年前后覆盖全球，但目前北斗系统的并发容量、定位精度和终端成本还有待进一步发展。俄罗斯的GLONASS也在从新布网，但竞争

力还无从判断。

无线电波定位主要是蜂窝移动通信系统的小区定位技术，运营商提供小区定位服务，但定位精度与GPS有差距。

另外，可利用物联网感知层进行定位，如利用RFID传感、车牌，集装箱图像识别等也可感知物体的位置。

1.4传感网标准。传感网就是感知设备组网，通常是指由大量传感器节点构成的无线传感器网络，是物联网应用的重要技术和建设热点。传感网与通信网的融合，实现人与物、物与物的互联，形成物联网。如此多种类和数量的物理设备整合，需要相应的技术标准和行业标准。ITU是最早进行传感网标准化的组织之一。ISO/IEC JTCl正式成立传感网标准化工组（WG7）。我国成立了国家传感器网络标准化工作组，积极参与国际传感网标准化工作，具有较高的话语权。作为物联网的关键技术之一，国际国内传感网技术标准工作正在进行当中，将不断有新标准出台，其对能建立什么样服务价值链的产业链规模意义非凡。

2、未来物联网技术可应用地震抗灾

在未来的物联网时代，人与物、物与物的时刻相连与动态感知，以及智能决策和泛在应用，使城市减灾救助服务工作的重点前移，从灾后救助逐步转移到以防为主的感知预警。可以说这是革命性的转变，大大减少了灾难的发生，从被动应急救助逐步转向主动的预警防灾。物联网在救灾中的应用给灾难救援带来极大的便利。

随着自然环境的恶化，自然灾难在近几年频繁出现，而作为新兴技术的物联网技术，在面对灾难时也将更多的应用到灾难的预防与救援当中，RFID、无线传感、GPS全球定位、条码技术等在各种自然灾害面前都发挥着各自的作用，为人们的生命财产安全提供很好的技术保障。

在时间就是生命的灾难面前，物联网技术为在各种情况下的突发事件，赢得了更多的应急和救援时间。那物联网技术具体在灾难中有哪些作用呢？对人们生命财产安全的保护又能起怎样的作用呢？下面浅谈物联网技术在灾难中的各种应用。

早在几年前，英国研究者已开始研究使用RFID和传感器来监控地震中的房屋，他们把已建成在希腊的原型称为“自治愈”房屋。这种房屋在墙中专门设计了缝隙空间，并且墙体中加入了可在强压下变为流体的材料。如果受到地震引起的压力，流体回流到缝隙中，不会对固体墙面产生影响。其结果是，房屋依旧存在，但可能会移动位置。如果建筑没有坍塌，通过RFID和传感器收集的数据会用来判别位置偏移量。此外，建筑中的RFID标签和传感器可以共同构建一套警报系统，来预警即将到来的地震。

作为物联网的核心技术，在灾难中的RFID的识别和引导作用应用较大，而

物联网的其他技术也大有用武之地。在长江三峡库区特殊地带滑坡灾难监测预警中，无线传感器网络（WSN）技术得到了很好的应用，利用各种传感器实时采集信息，通过无线的方式将信息传输给控制中心，能够解决布设有线监测系统的缺陷，而且适用于GMS网络信号无法覆盖的偏远山区滑坡灾害监测。正是由于WSN本身的冗余性、无线性、网络的自组织性，而具有较强的抗破坏能力，可以在基础通信设施可能被毁坏的情况下，完成一定的通信任务，所以WSN技术才能成功应用到滑坡危险地带的灾难监测预警中。

类似的用于地质监测的物联网技术，还有对瑞士阿尔卑斯山地质和环境状况的长期监控有应用，监控现场不再需要人为的参与，而是通过无线传感器对整个阿尔卑斯山脉实现大范围深层次监控，包括：温度的变化对山坡结构的影响以及气候对土质渗水的变化。所搜集到的数据除可作为自然环境研究的参考外，经过分析后的信息也可以作为提前掌握山崩、落石等自然灾害的事前警示。

3、结束语

应不断努力加强研究和应用，使我国站在这一技术趋势的前沿，打造未来物联网的上游产业链，造福人类和社会。