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智慧物流园构建的五种支持技术

日期:2014/5/3 12:57:51 浏览:

(作者:牛志文)

物联网中非常重要的技术是射频识别(RFID)技术。RFID是射频识别(RadioFrequency Identification)技术英文缩写,是20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术,是目前比较先进的一种非接触识别技术。以简单RFID系统为基础,结合已有的网络技术、数据库技术、中间件技术等,构筑一个由大量联网的阅读器和无数移动的标签组成的,比Internet更为庞大的物联网成为RFID技术发展的趋势。而 RFID,正是能够让物品“开口说话”的一种技术。在“物联网”的构想中,RFID标签中存储着规范而具有互用性的信息,通过无线数据通信网络把它们自动采集到中央信息系统,实现物品(商品)的识别,进而通过开放性的计算机网络实现信息交换和共享,实现对物品的“透明”管理。 物联网主要包括了以下几个方面关键技术:在信息采集方面,有电子条码技术、RFID技术、传感器技术、视频识别技术,GISGPS等;在信息传输方面,有线网络技术(光纤技术)、无线网络技术(Wi-FiUWBZigBee技术);在信息处理方面,有电子数据交换技术(EDI)、云计算技术及数据挖掘技术(DM)等。

技术是应用的基础,物联网要实现物与物之间的感知、识别、通信等功能需要有大量先进技术的支持。目前物联网关键性的技术涉及到:感知事物的传感器节点技术,联系事物的组网和互联技术,判别事物位置的全球定位系统,实现事物思考的应用技术,以及提高事物性能的新材料技术。

1)传感器节点技术

传感器是一种物理装置或生物器官,能够探测、感受外界的信号、物理条件或化学组成,并将探知的信息传递给其他装置或器官。目前传感器节点技术的研究主要包括传感器技术、RFID射频技术、微型嵌入式系统。其中传感器技术是研究的重点,因为传感器节点技术是传感网信息采集和数据预处理的基础和核心,而传感器技术则是传感器节点技术的前提。随着材料、工艺等技术的进步,传感器已经实现了微型化、网络化、信息化,但是在某些领域,尤其是传感器供电技术方面,相关的研究遇到了很大的阻力。因为传感器往往是依靠自身或者太阳能来进行供电的,而太阳能电池的供电效率以及可靠性都无法满足要求, 目前一个比较理想的途径是大力研究无线电能传输技术和高性能锂电池技术,定期对传感器进行远程充电,以大规模延长传感器的使用时间。

2)组网和互联技术

传感器组网和互联技术是实现物联网功能的纽带,一个高效的物联网是由数以万计的传感器节点构成的,而要使这些传感器能够相互协作,高效率的运行就必须有一个强大的组网和互联技术作为支撑。在节点过多时关闭其中的某些节点以延长网络的可用时间,当某些传感器节点出现故障或者脱离网络时能够及时开启备用的节点,在保证整个网络各项功能满足要求的前提下尽可能的延长网络的使用时间。

3)全球定位系统

全球卫星定位系统(GPS)是一种结合卫星及通讯发展的技术,利用导航卫星进行测时和测距,从而实现物体的精确定位。全球卫星定位系统由三部分组成:空间部分——GPS星座;地面控制部分——地面监控系统;用户设备部分——GPS信号接收机。全球定位系统最主要的指标是定位的精度,目前主要的全球定位系统是美国的GPS,其精度在民用领域为30m,而为了打破美国在全球定位系统方面的垄断地位,各国目前都在争相发展全球定位系统,典型的例子有欧盟的“伽利略”卫星定位系统,俄罗斯的“格格纳斯”卫星定位系统以及中国的“北斗”卫星定位系统。

4)应用技术

物联网应用技术是根据具体的物联网应用要求,在传感器节点构成的网络基础上具体服务于特定行业或者实现特定功能的技术。按照具体的任务来分,物联网应用技术主要包括:感知信息处理技术、系统软件、传感器应用抽象和标准化以及应用软件及平台技术。物联网服务的行业领域极其广泛,这决定了物联网的工作平台必须具有极高的开放性。因此,系统软件、感知信息处理技术以及传感器应用抽象和标准化将是研究的重点,也是为应用软件及平台技术打下坚实的基础。从目前的趋势来看,传感器系统软件将会走模块化设计的思路,并且寻求一种基于新型开放性互联平台的层次化系统解决方案,其他应用技术都将基于这个平台来研发。

5)新材料技术

新材料是指那些新近发展或正在发展之中的具有比传统材料的性能更为优异的一类材料。为了进一步提高传感器的性能,新材料技术是不可或缺的。物联网新材料技术的研究主要包括:使传感器节点进一步小型化的纳米技术;提高传感器可靠性的抗氧化技术;减小传感器功耗的集成电路技术。可以预见,随着新材料技术的发展,物联网系统器件会变得更小、能耗更低、可靠性更高。