什么是物聯網

本文首先介紹了物聯網概念產生的年代、背景、稱呼的由來和發展歷程。其次通過描述物聯網概念工作原理，使讀者了解物聯網是如何實現物與物、物與人的泛在連接，實現對物品和過程智能化感知、識別和管理。最后介紹了物聯網概念在教育、消費、醫療、工業生產等行業的應用。

發布時間：2022-09-30
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我想評論

1 物聯網概念的誕生

●20世紀80年代，歐美誕生了智能家居和智能建筑的概念。

●1995年，蓋茨描述了使用物聯網概念技術的家居場景。

●2005年國際電信聯盟（ITU）正式命名了“物聯網”。2009年，IBM發布了物聯網概念戰略，在世界范圍引起了廣泛關注。

隨著我國經濟的快速發展，社會對物聯網概念的應用需求也在日益增長，而5G、云計算、大數據和人工智能的發展，也在推動著物聯網時代的到來。2022年11月，工信部印發了《“十四五”信息通信行業發展規劃》，明確提出推動移動物聯網概念發展相關工程，使得物聯網概念在新一輪技術革命中的意義進一步凸顯。

2 物聯網概念及其關鍵技術

物聯網概念（Internet of Things，簡稱IoT）是指通過射頻識別（Radio Frequency Identification，RFID）、傳感器、無線傳感網絡、條形碼技術、網絡通信、智能嵌入、云計算、納米科技、定位系統等各類技術與裝置，采集任意需要互聯的物體或過程，并將采集到的光亮、熱量、電流、聲音、力學、化學、生物、位置等各種信息通過所有可能的網絡接入，最終實現物與人、物與物的泛在連接。物聯網是基于電信網和互聯網的信息載體，只要物理對象可以被獨立尋址，那么物理對象即可通過物聯網互聯互通。相比于互聯網，物聯網概念實現了物與人、物與物的融合，使得人類對其生活的客觀世界有了更深層的感知能力、更全面的認知能力和更智能的處理能力。

2.1 射頻識別（RFID）

射頻識別，俗稱電子標簽，是一種非接觸式的自動識別技術，屬于一種通信技術。RFID由射頻電子標簽和標簽閱讀器組成：

●標簽

即射頻電子標簽，由耦合器件和芯片組成，標簽擁有獨一無二的電子編碼，通過附著在物體上的方式來標識具體對象。

●標簽閱讀器

即能夠讀取或寫入標簽信息的設備。

RFID的工作原理：標簽閱讀器通過其天線在一定范圍內對外發送電磁波，使得接收到電磁波后的標簽內部產生感應電流，并通過標簽內部天線發送其存儲的信息。當標簽閱讀器的天線接收到來自標簽的信號時，標簽閱讀器對信號進行解碼處理，并將處理后的數據傳送給后臺系統處理。

2.2 傳感器

傳感器是一種能夠感知被測指標并轉換成可用信號的設備或器件，可以滿足信息的存儲、處理、傳輸、記錄、顯示等要求。

傳感器可以分為熱敏傳感器、氣敏傳感器、光敏傳感器、磁敏傳感器、聲敏傳感器、力敏傳感器等。

●熱敏傳感器：能夠檢測被監控環境的溫度。

●氣敏傳感器：能夠檢測被監控環境的氣體濃度和成分。

●光敏傳感器：能夠檢測被監控環境的光信號。

●磁敏傳感器：能夠檢測被監控環境的磁性強度或磁性物體。

●聲敏傳感器：能夠檢測被監控環境的聲音流量，通過接收聲波可以顯示聲音振動圖像。

●力敏傳感器：能夠檢測被監控環境的固體、液體和氣體等物質間的相互作用力。

2.3 無線傳感網絡（Wireless Sensor Networks，WSN）

無線傳感網絡是一種通過無線通信的分布式傳感網絡，它由網關節點以及空間上分散的傳感器節點組成。無線傳感網絡中的傳感器節點裝有無線電收發器、CPU和電池，傳感器節點將采集的信息經過簡單處理后發送給網關節點，網絡觀測者通過網關節點獲取數據。無線傳感網絡是一種無人值守的監控網絡，可以通過有線或無線的方式與互聯網連接。

2.4 條形碼技術

條形碼是一種圖形化表示信息的方法，因此通過條形碼和相應的掃描設備能夠將信息錄入計算機中。條形碼可以分為一維條形碼和二維條形碼（二維碼）：

●一維條形碼：包括EAN碼、39碼、93碼、交叉25碼、128碼、UPC碼和ISBN碼等。一維碼主要應用于：

圖書管理、工業生產、機票編號、包裝、運輸、血庫跟蹤和包裹跟蹤等。

●二維條形碼：包括QR Code、Code 16K、PDF417、Code 49、Code One等。二維碼的信息密度比傳統的一維碼有了較大提高，比如傳統的條形碼只能處理20位左右的信息，而QR Code則可以處理幾十倍上百倍的信息。二維碼主要應用于：手機支付、賬號登錄、信息獲取、防偽溯源、會員管理和購物等。

3 物聯網概念的典型應用

銳捷物聯網概念解決方案，整合銳捷多年全行業信息化建設積累的豐富經驗，以“智慧服務創新共建物聯產業”為目標，提供基礎物聯服務平臺，包含物聯設備高質量通信、網絡管理服務、數據分析API服務等，致力成為物聯網概念領域中的最佳基礎平臺提供商和連接者。銳捷物聯網概念案例集，包括：智能制造、智慧校園、智慧醫療、智慧水產、智慧倉庫和智慧門店六個方面。

3.1 智慧校園案例

北京外國語大學附屬遼寧外國語學校（簡稱“北外遼校”）通過采用“極簡+融合+創新”的銳捷智慧校園解決方案，北外遼校將智慧教學、互動教學、團隊協作、成果分享的理念融入教育課堂，為培養學生的信息素養和創新能力提供核心課程，打造出獨具特色的智慧教育生態體系。

北外遼校在建校之初就提出了打造一流智慧校園的建設目標。具體表現在以下三個方面：

(1) 一體化的基礎網絡架構：建設穩定高速的網絡架構，實現敏捷的業務承載、網絡安全、有線無線一體化認證和統一的運維管理，進而為全校物聯網應用、智慧教學及整合業務與教學資源應用提供保障。

(2) 智慧的教室空間設計：學校的教育理念需要將教育的“標準化”與“個性化”融入到“多元化”交互空間的塑造上。為此，學校希望將智慧校園打造成新型教育系統，包括智慧學習環境、新型教學模式、多元化課程，這就要求多媒體教室的信息化環境能夠提供研討型、小組學習等教學手段，全面支撐學生的個性化學習與生活發展。

(3) 創新的校園運行模式：想要滿足各位教師更加方便快捷的辦公需求，提高學科部門之間的辦公效率，一個充滿智慧的“云辦公”系統就在這個時候顯得尤為重要。其次，物聯網可以有效實現人與人、物與物之間的定位，結合識別、管理、監控功能為一體，充分體現智慧校園特有的“智能化”優勢。

首先，要對智慧校園建設擁有豐富的實踐；其次，要與國內眾多知名校園都有過深入合作案例；最后，需要滿足對智慧校園的建設需求提供“點對點”設計。在這三條原則的指導下，北外遼校選擇了在教育行業有著20年經驗的沉淀，以及擅長場景創新的銳捷，最終確定部署銳捷提供的“極簡+融合+創新”智慧校園解決方案。

●極簡：在方案設計以應用為驅動，考慮普教用戶的使用習慣，做到極簡易用，并采用了有線與無線網一體化部署，同時提供一體化、業務化、透明化、可視化的運維監控模型。在基礎網絡方面，通過高性能雙核心交換機實現虛擬化的部署方式，面向智慧校園業務、應用、網絡、架構擴展提供多維度安全防護、便捷、靈活的信息化支撐平臺；在無線網絡方面，深度考慮教學、禮堂、宿舍、餐廳、辦公區、智慧教室等每個場景的特性進行針對性設計，并在覆蓋全校的網絡中實現了實名制、無感知接入、智能漫游。

●融合：智慧校園的設計與教育教學的實際情況深度融合，信息技術全面深入應用到學校的教室、實驗室和辦公室等物理場所。例如：通過研討型智慧教室實現互動教學、小組學習、學情智能分析、教學效果實時評價、互動數據自動留存等教學模式；在教師辦公區采用基于IDV終端的云桌面產品，通過一臺服務器滿足了全校云辦公終端的統一維護，實現了教師日常辦公的數據漫游；學校還搭建了多間云計算機教室，不僅可以支撐信息技術課，還可以支持英語聽力與人機交互測驗、AI/編程/多媒體應用課程等多個教學場景，為學生從容應對英語中高考改革，提升信息化素養奠定基礎。

●創新：采用云計算、虛擬化、大數據、物理網等技術賦能日常教學與教務管理。其中，智慧課堂、云課堂、極簡數字學習中心等最新技術，全面推進課堂創新。而在物聯網應用方面，則通過可穿戴設備，學校建立了覆蓋學生學業發展、德育管理、健康運動、質量監控、動態積分等五大方面的關聯系統。例如：學生佩戴手環操場跑步，后臺大數據顯示學生步數、心率等；教師在課后查看學生上課時的課堂報告，包括課堂參與度、答題正確率、每個學生的表現等。

隨著《教育信息化2.0行動計劃》以及《智慧校園總體框架》的發布，全國各地都在積極推進智慧校園的建設。而北外遼校從校舍建設開始就全盤規劃了智慧校園的設計，形成了集云計算、大數據、物聯網、網絡感知技術于一體的工作環境，這為新建校提供了大量可以參考的經驗。

圖3-1 北外遼校物聯網網絡架構

圖3-2 北外遼校物聯網產品架構

4 總結

伴隨著物聯網概念相關技術的不斷發展，物與物和人與物之間的互聯業務規模的不斷擴大，物聯網概念的應用覆蓋了人類生產生活的方方面面。物聯網概念使得人們能夠以更加智能、便捷和精細的方式管理生產經營活動，物聯網概念能夠提高人類社會的工作效率、經濟效益和生產力水平，物聯網概念加強了人與人、人與物和物與物的聯系。總之，雖然物聯網概念變革給整個人類社會帶來巨大的價值，但由于物聯網概念自身安全的脆弱性和物聯網潛在的攻擊方式復雜多變，使得物聯網概念場景下的信息安全和隱私保護面臨著不小的挑戰。

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