物联网关键技术和应用

时间:2024.5.8

中科院孙利民:物联网关键技术和应用

20xx年11月21日10:53 来源:人民网―无线频道

为全面探讨和分享全球物联网产业链成熟度和最新发展情况,特别是物联网作为继计算机、互联网之后,世界信息产业的第三次浪潮在全球的部署和运营情况。由天地互连公司主办的“2009无线技术世界暨物联网国际高峰会议”于20xx年11月19日-20日在北京国宾酒店顺利举办。

中科院软件所研究员孙利民在大会上发表了题为《物联网关键技术和应用》题演讲。

中科院软件所研究员孙利民

以下为演讲实录:

孙利民:大家好,我来自中科院软件所。我给大家报告的题目是《物联网的关键技术》,前面中科院的侯老师和几个运营商都谈论了物联网,特别是侯老师谈了物联网上层的概念和发展趋势,运营商从产业界去谈物联网,包括我们Intel谈到了云计算,这是支撑物联网很好的技术。

我以前是从无线传感器网络的,我从这个角度谈一下对于物联网的认识。

首先,谈一下我们对于物联网的理解和关键技术,以及一些典型的应用。现在物联网非常热闹,包括了我们的股市,前一段时间听起来与这个相关的都在发生波动。其实有两个事情是相关的,第一个是IBM的云计算提出了这个概念之后,受到了美国政府的重视,特别是奥巴马政府是作为将来的一个救市重要的发展方向。在中国,温总理在8月7日到无锡中科院的高新微纳传感网工程技术研发中心时,对该中心对感知中国传感网络的发展做了很好的规划。

其实这个概念在很早就提出来了,最早从我们的资料上看到,是98年MIT的Kevin,他提出了物联网这个概念。他当时的概念是希望把RFID和其他的传感器,与我们平常用到的物品放在一起,嵌入到这些设备里面,使日常的物品联在一起,形成一个比较简单的物联网。然后是由世界上的四个大学,他们成立了RFID的分布式的中心,这个中心研究的方向,就是以RFID为基础,构建一个全球性的RFID的架构,对我们的物品能够进行实时的跟踪。在05年的ITU研究报告,就是比较正式的RFID,比较全面正确的认识了物联网相关的内容和知识。美国对于物理上的物联网认识比较多一点,IBM加上了网络,是在物体上,包括了桥梁、火车、隧道等都加上传感器,通过传感器获取物体的自身状态、周围的环境状态,是把计算的能力、联网的能力都融入进来。它是物体或者是上网,它能够更有智能化。

这是09年欧洲报告上的东西,他们在这个定义里面叫做Internet of Things。他们认为是物理和虚拟的实体,这个实体是可标识的,在时间和空间上是可移动的。他认为是这样的概念,它具有一些属性,包括了可标识、可通信、可信息交换的,这是任何一个物体都具有的。到上层可以创建、可以管理、可以毁灭其他的物体。

当然,我们可以看到中间包括一些基本的特性,就是现在的传感器,可以跟我们的环境进行交互,能够使用服务,能够进行资源的竞争。能够参与通信、形成一个网络。物联网这是亿万的物体形成的一个网络,这是非常复杂的网络。在这里面,这个物体怎样进行管理,这个网络怎样管理,它一定要具有自身的特征,能够自适应的学习、自适应的管理等,这是高度的智能化。

这是物联网标准的协议,它是一个无缝的接口,这样一个通信的网络成为IoT。在这个物联网里面物体有什么行为特征呢?首先,要是能够积极参与信息的交换、商业过程和商业活动,就是主动性非常强。他对于一些事件能够及时地反应,他能够影响事件的运行、提供一些服务,比如说任何的无题之间通过服务的方式进行。

其实,物联网对于我们是比较新的概念,我们在想物联网到底有什么网络特质?首先,从网络的信息量上来讲,它是非常大的,我们任何一个物体,有很多物体都在上网,物体立体的信息,周围有很多的传感器对于它进行信息数据的获取。这样的流量是非常大的,比前面的网络流量大得非常多。

第二,很多的设备都接入,这是一个泛在化的接入,这是一个异构的接入。从网络架构上讲,它应该是网络是变化和中心和的,这个方面都具有这样的特点,它是向两端发展。它有网络的高度自治化和协同、智能化。在设备的制造上要小型化,物理安全隐私的易泄露,面临更多安全。我们可以看到,在未来的物联网,它一定是一个立体的感知,这是全面的感知。

现在我们人类社会有一个网络,将来的物联网的网络,人和人的通信、物和物的通信,物体也赋予了智能化,物体和物体之间也有关联。它是局部的物体的关联,还有厂家的关联,它把这个带进来,形成了新的网络形态,跟现在的互联网有非常大的差别。类似于我们人类社会的形态和意识,都会在物联网上体现出来。

谈到物联网的A元素和C元素,我们希望在物联网里面允许任何人、任何物,在任何时间和任何地点,通过任何的网络获取任何的服务。在这里面,它会涉及到很多的技术和方法,包括了聚合、收集、计算、通信、连接等等。物联网将是一个物理世界和虚拟世界的交互,就是任何一个物体,它相当于一个数字的东西在这个地方,它需要一个表示。

现在大家都在讲物联网,其实深物联网的关键技术?刚才侯老师从IT发展这样一个历史的阶段来看,这是很好的解释。下面,从我自己的学术观点看这个东西。

从传感器的网络来看,前一阶段走的是感知信息的获取,就是通过把信息抓出来,我能够在办公室里面,看到这个厂房等等,把这个信息收取过来。收取之后我看清了,我敌人摸清了怎么样打他?所以,现在更多的研究是如何通过这个东西应用,下一步的发展可能是物和物的互动。物体和物体之间是相关联的,像数据链一样。数据链是一个服务推动另一个服务,这种关系的挖掘可能不同于现在的网络技术,这也是物联网最核心的技术之一。

传感器网络是通过人来看环境,来去获取信息,将来物联网来了之后,更好地降低了人的干预,因为人可能有失误,人的经验不一样。把人的经验提取出来,给无题智能化,所以下一步是往这个方向走。

这是物联网的构架,下层是感知层,物体技术标识和感知,它在这里面是一个嵌入的设备。物体不仅自己有感知,同时在局部空间里面,他们有互动。人进来之后灯要打开,人离开之后灯要关闭。再往上走是一个接入,包括了我们的Wi-Fi、WiMAX、蜂窝网络等等,接入到互联网上去。其实,在接入的过程中,也要信息的处理、信息的融合,包括我们的信息是存在哪个地方,是放在局部空间,还是放在互联网上去。还有一个是应用和服务,在物联网上我们有信息的存储、数据的挖掘、应用的决策。

在物联网的关键技术,有物体标识、体系架构、通信和网络、安全和隐私、服务发现和搜索、软硬件、能量获取和存储、设备微型小型化、标准。

在标识方面单个无题可能会有多个标识,不同的用处标识不一样,包括一个负荷的物体,比如说一个汽车部件有轮胎、方向盘,不同的厂家有不同的标识。在这个标识里面一个是这一类的标识,可能我现在要查询一个东西,这个东西不见得是具体的东西,比如说你想要一个饮料或者是哪一个厂家的饮料,而不是拿一个瓶子的饮料。现在的标识有层次结构,将来我们要把隐私的东西是别人看不到的标识,不要让别人看到这个东西就知道是哪个地方的。一个物体有很多的标识,标识之间怎样影射,标识和服务之间怎样影射?标识之间怎样兼容?同时要有利于标识的容易性,不能弄一个标识让人理解非常困难。

在未来物联网的体系结构方面,未来的物联网它的感知信息是有局部的互动性,这样它的存储能力和计算能力要往边缘推。同时,我们要挖掘物体和物体的关联性,我们的计算中心都有,在物联网上也有一个大的计算中心,通过计算中心挖掘我们的数据。还有,我们的物体是可移动的,它的统一条件是随时随地都可以上网。我们在局部形成一个自主的网络,现在还有大的网络,这是建设一个网中网的概念。未来的互联网到底是什么框架,对它提出什么要求,研究它的重点在哪个地方。现在大家研究的侧重点,要支持语义的操作,要支持SOA的架构,怎么样支持实践的体系架构,怎样支持分布式的体系结构。

作通信技术方面,现在已经有非常多的通信技术,未来物联网的通信技术也是多样的,从人和物之间的通信,到物理世界到现实世界的通信,到我们分布式数据之间的通信。通信的要求是不一样的,在这种情况下我们应该怎样考虑问题,包括我们无线电,包括频率的复用,特别是能够在低功耗的频率系统。

在组网方面它是网中网,它要借助有线和无线的技术,要实现无缝透明的接入。在这里面,可能我们更多地现在的以后要研究,包括了传感器网络和移动网络。在网络的管理方面是自干预、自配置,是一个层次性的组网结构。

在隐私和安全方面,对于物联网也提出了很高的要求,主要涉及到了一个人的隐私,一个是商业的信任和国家的安全。你都上网了,你出去玩,或者是身体不舒服了,其实你很多个人的隐私想获得服务,很多的东西要交互。另外,像美国的智慧地球,是希望把IT技术和国家的技术建设融合在一起。我在建大楼、桥梁的时候,其实把很多的传感器、信息部件放进去。在这种情况下,安全怎样考虑?我们怎么保证我们国家的安全?其实提出这个问题,很多人又提出了反对的意见。如果中国的基础设施都可以拿得到,还有什么安全可言?

做这一块的难点在什么地方?第一个是资源受限,在这样的情况下我怎么进行加密和认

证?人和物体是移动的,在断裂的情况下,我怎么样做安全和认证?这会带来一系列的问题,而这些问题对于现在的安全技术提出了更高的要求。

其实现在的能量问题是我们的研究热点,包括了能量获取、能量存储和能量的利用。将来我们的物体都上网了,我们不可以插个电源在那个地方。无题非常小,又是一个主动的设备,可能是要需要电源和计算的,在这种情况下,如何获取能量?还有一个是如何存储,我获取了能量怎样存储?另外一个是我们的高效利用,在不工作的时候我怎样关闭,就是效率要提高。

标准化是我们走向产业界的一个重要的部分,其实物联网的称呼更多是社会经济上的称呼。物和物的相连说起来非常好说、记起来也非常容易。但是,往下走下去,标准化是非常重要的。在这里面,标准化我们想物和物的相连,主要是两点,第一个是接口的标准,第二个是数据模型的标准化,在语义上这样解释。不同的网络差距非常大,我怎样在语义说做模型的标准化。同时,从信息的产生和信息的使用上,应该注意信息的完整性、可靠性。因为对于一个物体会有多个感知他,或者是物体在移动的过程中,是断裂的通信,我怎么保证数据的可信性、完整性?

现在研究的热点非常多,主要是操作性方面的语义数据模型怎样做标准化。在无线方面频谱分配、发射功率计通信协议的标准化,数据方面就是收集的生成,还有在安全方面就是可靠性方面。

这个是欧洲的物联网产业规划图,我们国家层面在推动,可能再一个地方有很多的规划图,我们可以看到标准化里面M2M的标准,现在各个厂商都有自己的M2M的标准和M2M的规划。我们与中国电信交流的时候,他说本来是2年后的计划,现在提前到现在,提前了2年。可以讲,我们现在很多的示范应用一个人做一个评价,都是过去东西的翻版,并不是真正的互联网。因为很多人问我,你讲讲什么是物联网,深物联网应用。实际上,我也不见得讲得很清楚。

比如说我们开一个汽车,汽车是高度智能化、电子化的东西,子开车的过程中,如果前面有碰撞了,高档车马上会停下来。可是在我们开车过程中,可能是道路拥塞,后面可能会告诉你哪里拥塞,帮助你改路线。或者是车辆哪里坏了,已经有问题了,说可以为你上互联网订部件。或者是需要加油的时候,你靠手机或者是其他的东西付费。这样的东西,可能会体现出来物联网的特性。就是在人少干预的情况下,可以实现物与物之间的互联互动。

这里有一些例子,是从会议上抓的图。比如说零售业,你需要买的东西有哪些,是不是到货了,哪里打折,你出门的时候已经可以付费了。我们希望在一个商场选红酒的时候,我们可以知道这个产地是哪里,放在哪个酒窖里面等等,我们希望这些信息更加安全,包括了生产地和5种基因的信息,都可以获取到。

这是药品上的东西,不仅在药瓶上告诉你相关的信息,可能在药片上也告诉你这个药片和其他的药片不能同时吃,如果吃会引起反映。还包括一些健康方面的世亲,比如说我们的衣服上有传感器,对于你的生命参数可以获取,可以发到后方,医生可以知道你的动态。其实这些应用应该讲都是理想化的,还需要一段时间才可以实现。

在北京我们做到一件事情,可以做智能的管理,还有智能化的小区。应该说,这是物联网非常初步的应用。

在最后,我也想讲些自己个人的认识。物联网这个事情现在非常火热,包括我们各级政府和各级企业都在参与这个事情。我个人认为,其实物联网很多的关键技术,其实我们需要进一步的探讨。到底哪个是核心技术,我们做一个项目或者是做一个产品,它的难点在哪个地方,可以体现物联网的特性出来,就是我们做得不一样,或者是比别人更高一点,这个东西我们需要静下心来考虑一下。这样,可以使我们国家物联网的产业和技术,可以走得更加平稳一点、更快一点。谢谢大家!


第二篇:论物联网关键技术与应用


论物联网关键技术与应用

物联网就是“物物相连”的互联网。它是通过射频识别(RFID)、红外线感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物体与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现物体的智能化设别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

写作要点:

(1)首先用500-600字叙述作者参与开发的软件系统的概要和所担任的工作。

(2)详细论述你中项目开发流程,具体说明物联网相关技术的应用情况。本题要求比较泛,没有规定具体的技术,所以作者在此有自由发挥的空间。

(3)按论文写作老套路,指出问题,并给出解决方案。

摘要

20xx年某高校领导决定在本校建立基于物联网的智能数字校园系统,以解决高校数字化资源与信息化系统的高效整合提供有力的条件,更好的为广大师生工作、学习和日常生活服务。我在高校信息中心工作,在项目中我担任了系统分析员,主要负责系统分析、系统设计等工作。

云计算技术和传感器技术的快速发展,促使了物联网时代的到来。根据数字校园各类功能有效集成和方便用户使用的基本理念,基于物联网设计了一种可实现用户管理与自动身份识别、图书借阅、校内消费、学生信息管理等功能的智能数字校园系统。以统一用户身份识别机制为基础,基于物联网的智能数字校园系统主要由用户身份管理、图书借阅管理、多媒体教室与实验室管理、校内消费管理五个功能模块构成。下面主要介绍用户身份管理和图书借阅管理。物联网的智能校园在高校具有很好的应用前景,但也存在一些问题。如何充分利用物联网的优势提高数字校园的智能化程度还需进一步研究。

正文

自20世纪90年代以来,互联网的高速发展与快速普及,对高校校园建设、教育教学模式、师生学习和生活方式产生了重要的影响,使高校全面进入了数字化时代。互联网技术与移动通信网络的不断深入发展,促使了新一代网络技术——物联网的形成与发展,这将促进新一代智能数字校园的研究与建设。20xx年某高校领导决定在本校建立基于物联网的智能数字校园系统,以解决高校数字化资源与信息化系统的高效整合提供有力的条件,更好的为广大师生工作、学习和日常生活服务。我在高校信息中心工作,在项目中我担任了系统分析员,主要负责系统分析、系统设计等工作。

1.物联网时代的智能数字校园

物联网(Internet of Things,简称IOT)又称为传感网,是互联网从人向物的延伸,是指在真实物理世界中部署具有一定感知能力和信息处理能力的嵌入式芯片和软件系统,通过网络设施实现信息传输和实时处理。从而实现物与物、物与人之间的通信。从技术的角度来看,物联网是在计算机互联网基础上利用射频识别(RFID)、无线数据通信等技术,将射频识别设备、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设施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数据通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监测和管理的新一代网络技术。

云计算是物联网的关键技术, 物联网要求每个物体都与它唯一的标示符相关联,这样就可以在数据库中检索信息 。因此需要一个海量的数据库和数据平台把数据信息转换成实际决策和行动。若所有的数据中心都各自为阵,数据中心的大量有价值的信息就会形成信息孤岛,无法被有需求的用户有效使用。云计算试图在这些孤立的信息孤岛之间通过提供灵活、安全、协同的资源共享来构造一个大规模的、地理上分布的、异构的资源池,包括信息资源

和硬件资源,再结合有效的信息生命周期管理技术、节能技术。云计算是由软件、硬件、处理器加存储器构成的复杂系统。它按需进行动态部署、配置、重配置以及取消服务。在云计算平台中的服务器可以是物理的服务器或者虚拟的服务器,其本质是由远程运行的应用程序(在云中)驻留在个人电脑和局部服务器。

云计算技术和传感器技术的快速发展,促使了物联网时代的到来。当前手机已成为高校师生必备的日常用品。手机中具有可集成师生个人信息的SIM卡,这为物联网时代新一代智能数字校园的构建奠定了良好的基础。物联网时代的智能数字校园是以师生用户手机中的SIM卡和标签识别器为主要终端设备,以物联网为网络环境.将高校师生的相关信息集成在其手机的SIM卡中,从而使手机可用于实现师生身份识别、图书借阅管理、校内消费管理等多种功能,能够方便、快捷地为师生的工作、学习和日常生活提供全方位的便捷服务。

2.系统功能模块

以统一用户身份识别机制为基础,基于物联网的智能数字校园系统主要由用户身份管理、图书借阅管理、多媒体教室与实验室管理、校内消费管理五个功能模块构成。下面主要介绍用户身份管理和图书借阅管理。

2.1用户身份管理

为基于校内师生手机SIM卡实现用户身份自动识别,校内师生在使用该智能数字校园系统之前,首先需要在学校智能数字校园管理部门申请在自己的手机SIM卡中以RFID电子标签的形式写入自己的个人基本信息,如姓名、性别、身份、职务、单位、籍贯、出生年月日等。这样,一张普通的手机SIM卡就可以变成存储了师生用户基本信息 可用于校内师生自动身份识别的终端设备,写入了师生用户基本信息的SIM卡可完全替代目前互联网时代数字校园中广大师生用户正在使用的工作证、学生证、就餐卡、图书证等。在学生毕业或教师离职时,在学校智能数字校园管理部门申请删除自己手机SIM卡中的个人信息,这样用户手机卡就失去了自动身份识别功能,变为一张普通的手机卡。系统管理员可以利用管理员SIM卡登录系统.利用用户信息管理功能对师生的基本信息进行添加、删除和更新等操作,对挂失的SIM卡账户进行冻结,以免对师生的个人财产造成损失。同时,师生可通过登录记录查询模块查看自己使用图书馆、语言实验室、微格教室、公共计算机机房、各专业实验室等校园公共设施的详细情况。自动身份识别功能主要用于学生进行选课、学习成绩查询、实验室上课、进入图书馆、图书借阅、校内消费以及教师进行实验室上课、图书借阅、校内消费等场合的用户身份自动识别。SIM卡跟踪与定位主要用于用户手机丢失之后。根据最近一次用户身份识别时标签识别器的位置或手机最近一次的移动通信服务基站位置来定位手机最可能的位置,为用户找回手机和SIM卡提供参考信息。

2.2图书借阅管理

师生进入图书馆时只需将自己的手机放在图书馆门禁处的标签识别器处,图书馆门禁管理模块即可根据所读取的RFID电子标签信息通过网络传输到用户管理模块,进行自动身份识别处理。对于其合法用户,图书馆门禁自动打开,否则用户将无法进入图书馆。图书借阅管理功能主要用于用户在阅览室查阅图书时记录已查阅图书信息、查阅的起始时间、查阅次数等,以及用户在借书处通过手机SIM卡成功进行用户身份识别之后,通过相应图书的二维条码来记录用户借阅的图书详细信息,从而实现完全自动的图书查阅和借阅。同时,师生用户在图书馆所借阅的书籍目录信息会以手机短信的方式发送到用户手机上,以便师生用户对自己所借的书籍进行及时的核对。学生在图书馆电子阅览室查阅学校购买的中外文期刊数据库、电子书籍、视音频学习资料等电子资源时,可利用自己的手机SIM卡进行自动上机管理功能。由此可见,物联网在图书馆管理中的应用可大大提供图书馆管理的自动化程度.降低图书馆管理方面的人力投入。

3.存在问题3.1安全性能

RFID当初的设计是完全开放的,所以信息安全机制存在严重缺陷。对RFID标签加密将使标签成本增加。云服务的透明度也是安全隐患,黑客正是通过操作系统的漏洞来攻击它所服务的应用程序载入内存中的数据。提供内存数据的保护和隔离是云计算的重要安全需求之

一。目前可以通过服务级别协议向用户担保,但如何做到安全服务SLA的可审计性,这是云计算必须面临的挑战 。无线传感网络受到的安全威胁与传统网络不同,现有的网络安全机制无法应用于无线传感网络,需要开发专门协议。现有的思想是从维护路由安全的角度出发,寻找尽可能安全的路由以保证网络的安全,另一种思想是把着重点放在安全协议方面。目前现行有效的传统网络安全协议例如SSL和IPSec,也存在着缺陷比如难以实施在嵌入式设备中。因此一个完整统一的安全系统呼之欲出。

3.2寻址问题

每个物品都会在物联网中出现,那么每个物品都需要一个地址。在IPv4资源即将耗尽的背景下,物联网需要更多的IP地址。需要IPv6的支持,但由于IPv4网络的庞大规模导致IPv4向IPv6过渡存在一个漫长的过程,因此物联网一旦使用IPv6地址,就必然会存在与IPv4的兼容性问题。物联网的特性也使得物联网中的寻址与互联网不完全一样,文献解决了多种产品代码标准引起的寻址冲突。

4.总结

物联网时代的到来给高校数字校园系统的升级与维护带来了一次新的机遇与挑战,基于物联网的智能数字校园能够有效解决传统数字校园建设中所遇到的数字资源整合与共享、自动身份识别、图书借阅管理、校内安全消费、校内各类信息管理系统集成等难题。虽然基于物联网的智能校园在高校公共设施管理与使用、用户自动身份识别等方面具有很好的应用前景,但由于标签识别器这一个设备的成本较高,不便于在个性化的网络教学、办公系统查询等信息资源服务场合应用,导致基于物联网的智能数字校园在校内统一上网认证、网络教学等个人应用方面具有一定的局限性,如何充分利用物联网的优势提高数字校园的智能化程度还需进一步研究。而且目前的云计算还存在比较大的风险。

2.基于物联网的智能数字校园系统设计

根据数字校园各类功能有效集成和方便用户使用的基本理念,基于物联网设计了一种可实现用户管理与自动身份识别、图书借阅、校内消费、学生信息管理等功能的智能数字校园系统。

2.1体系架构

根据物联网时代智能数字校园对师生身份自动识别、应用数据管理集成与共享的实现需求,基于物联网的智能数字校园采用三层体系,主要包括应用数据服务层、网络通信层和终端用户层。其中,应用数据层包括用户信息数据库和用户信息管理服务器以及图书借阅管理、校内消费管理等各类应用服务器及其相应的应用数据库、数据备份服务器;网络通信层包括互联网、高校自建的校内无线通信网和移动通信网组成。终端用户层包括具有SIM卡的普通手机、3G手机、智能手机和PDA、标签识别器,主要用于实时采集存储在手机SIM卡中的用户信息。这样,通过师生手机SIM卡提供的统一用户身份识别机制,可方便地实现数字校园系统内各类数据信息的高效管理与校内共享以及现有各类信息管理系统、数字化办公系统的集成。

2.2.3校内消费管理

高校的校内消费是师生日常学习生活的重要组成部分,基于SIM卡自动身份识别的校内消费管理是一种便捷、安全的消费支付模式,可为高校师生提供优质的支付管理服务。校内师生通过手机SIM卡的自动身份识别之后,就可利用水电费支付管理功能支付相应宿舍和家庭的自来水费、公共浴室使用费、宿舍热水使用费、洗衣费、电费等,这样可大大减少使用现金支付的麻烦。师生在校内超市购物或在校内食堂就餐时,利用手机SIM卡成功进行自动身份识别之后,便可利用超市消费管理或餐饮消费管理功能为自己的购物和就餐付款,实现校内方便、安全的消费。校内巴士消费管理主要用于师生用户在乘坐校园巴士(或电瓶车)的时候,进行自动身份识别和消费支付,以此取代当前校园巴士使用现金消费的模式。个人账户管理主要用于师生用户查看自己的账号余额、消费记录、从自己银行账户向校内SIM卡账户转账等功能,同时,师生用户每在校园中成功进行一次消费或充值,消费管理系统都会将其消费的具体项目及其所花费的数额、或充值数据及其账户余额通过手机短信发送到用户手机上,以便师生用户对自己的账户进行实时监视和管理,从而提高校内消费支付的安全性。

4基于物联网的智能数字校园的关键技术

4.1 RFID技术

射频识别RFID (Radio Frequency Identification)技术是一种非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,RFID系统主要包括RFID电子标签、标签识别器两部分,其中RFID电子标签中存储有EPC码。[91 RFID技术是基于物联网的智能数字校园的核心技术,它能为师生手机上SIM卡贴上RFID电子标签,当师生携带具有RFID电子标签的手机SIM卡通过标签识别器时,电子标签被标签识别器自动感应并通过无线网络将电子标签中的信息传送到

信息处理中心,经过处理之后再将处理结果发送到标签识别器上,从而实现灵活、高效的自动身份识别和信息管理。

4.2 EPC编码技术

EPC (Electronic Product Code)编码技术是基于物联网的智能数字校园的关键技术之一.它能够为单的物理对象提供唯一的标识码,是一种严格意义上的物品标识,可以克服二维条形码无一

法识别单个物品、条码容易破损而丢失信息等缺点,Jill 前通常采用64位或96位的ID编码。存储在EPC码中的信息包括种类、名称、时间等物品基本信息,以及物品概述、物品功能等物品的参考信息。虽然EPC码存储的信息非常有限,但它通过与对应的后台数据库管理系统相连,可通过名称解析服务器实时获取EPC码对应的物品详细信息。

4.3 传感器技术

传感器是一种能感知预定的被测指标并按照一定的规律转换成可用信号的器件和装置,通常由敏感元件和转换元件组成,是物联网中采集信息和实现对现实世界感知的重要设备。传感器的种类很多,如速度传感器、射线辐射传感器、热敏传感器、位置传感器、能耗传感器等,由于基于物联网的智能数字校园是以师生用户的SIM卡为EPC码存储设备的。所以,基于物联网的智能数字校园用户终端采用的标签识别器是射线辐射传感器,主要用于读取师生用户手机SIM中嵌入的EPC码信息。传感器在读取这些EPC码信息之后,首先将其转换为适合网络传输的数据格式,然后再将这些采集到的EPC码信息发送到相应的通信网络,供信息处理中心服务器对这些信号进行相应的处理,以实现智能数字校园的自动身份识别和自动控制等。

随着传感器技术的发展,物联网技术的深入应用.物联网对我们的生产、生活、工作将产生越来越大的影响,物联网在学校的应用也将进一步深入。在图书馆管理、教学管理中的应用将进一步提高教育管理信息化的水平,如网络点名、一卡通等。而将物联网应用于专业教学和建设。可以为相关专业建立真正意义上的模拟实训基地提供技术保障。如物流网等。(杨丙根)

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