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了解物联网
2.6
2.6.1　物联网技术的概念
物联网是新一代信息技术的重要组成部分，其英文全称是Internetofthings。顾名思义，物联网就是物物相连的互联网。这里有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间。因此，物联网的定义：通过射频识别设备、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备或系统，按约定的协议把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
随着物联网技术的发展，其应用已经扩展到社会各个方面，如物流、交通、安防、能源、医疗、建筑、制造、家居、零售、农业、城市等。
（1）智慧物流。智慧物流是新技术应用于物流行业的统称，指的是以物联网、大数据、人工智能等信息技术为支撑，在物流的运输、仓储、包装、装卸、配送等各个环节实现系统感知、全面分析及处理等功能。智慧物流的实现能大大降低各行业运输的成本，提高运输效率，提升整个物流行业的智能化和自动化水平。物联网应用于物流行业中，主要体现在三方面，即仓储管理、运输监测和智能快递柜。
2.6.2　物联网技术的应用
（2）智能交通。交通被认为是物联网所有应用场景中很有前景的应用之一，而智能交通是物联网的具体体现形式，将先进的信息技术、数据传输技术以及计算机处理技术等集成到交通运输管理体系中，使人、车和路能够紧密地配合，改善交通运输环境、保障交通安全以及提高资源利用率。行业内应用较多的六大场景包括智能公交车、共享单车、汽车联网、智慧停车、智能红绿灯、高速无感收费等。
2.6.2　物联网技术的应用
（3）智能安防。智能安防核心在于智能安防系统，一个完整的智能安防系统主要包括门禁、报警和监控三大部分。安防是物联网的一大应用市场，传统安防对人员的依赖性比较大，非常耗费人力，而智能安防能够通过设备实现智能判断。智能安防系统对拍摄的图像进行传输与存储，并对其进行分析与处理。
目前行业中以视频监控为主。由于视频监控采集的数据量足够大，且时延较低，因此，目前城市中大部分视频监控采用的是有线连接方式，而对于偏远地区以及移动性的物体监控则采用的是无线技术。
2.6.2　物联网技术的应用
（4）智慧能源。智慧能源属于智慧城市的一部分，当前，将物联网技术应用在能源领域，主要用于水、电、燃气等表计以及根据外界天气对路灯的远程控制等，基于环境和设备进行物体感知，通过监测提升利用效率，减少能源损耗。根据实际情况，智慧能源分为四大应用场景：智能水表、智能电表、智能燃气表和智能路灯。
2.6.2　物联网技术的应用
（5）智能医疗。智能医疗的两大主要应用场景是医疗可穿戴和数字化医院。在智能医疗领域，新技术的应用必须以人为中心。而物联网技术是数据获取的主要途径，能有效地帮助医院实现对人的智能化管理和对物的智能化管理。对人的智能化管理指的是通过传感器对人的生理状态（如心跳频率、体力消耗、血压高低等）进行捕捉，将它们记录到电子健康文件中，方便个人或医生查阅。对物的智能化管理指的是通过射频识别技术对医疗物品进行监控与管理，实现医疗设备和用品可视化。
2.6.2　物联网技术的应用
（6）智慧建筑。物联网应用于建筑领域主要体现在用电照明、消防监测以及楼宇控制等。建筑是城市的基石，技术的进步促进了建筑的智能化发展，物联网技术的应用使建筑向智慧建筑方向演进。智慧建筑越来越受到人们的关注，是集感知、传输、记忆、判断和决策于一体的综合智能化解决方案。当前的智慧建筑主要体现在用电照明、消防监测以及楼宇控制等，将设备进行感知、传输并远程监控，不仅能够节约能源，同时能减少运维人员。而对于古建筑，也可以进行白蚁（以木材为生的一种昆虫）监测，进而达到保护古建筑的目的。
2.6.2　物联网技术的应用
（7）智能制造。物联网技术赋能制造业，实现工厂的数字化和智能化改造。制造领域的市场体量巨大，是物联网的一个重要应用领域，主要体现在数字化以及智能化的工厂改造上，包括工厂机械设备监控和工厂的环境监控。通过在设备上加装物联网装备，设备厂商可以远程随时随地对设备进行监控、升级和维护等操作，更好地了解产品的使用状况，完成产品全生命周期的信息收集，指导产品设计和售后服务；而厂房的环境监控主要包括空气温湿度、烟感等情况。
2.6.2　物联网技术的应用
（8）智能家居。智能家居的发展分为三个阶段：单品连接、物物联动以及平台集成。当前处于单品连接向物物联动过渡阶段。智能家居使用各种技术和设备来改变人们的生活方式，使家庭变得更舒适、安全和高效。物联网应用于智能家居领域，能够对家居类产品的位置、状态、变化进行监测，分析其变化特征，同时根据人的需要，在一定程度上进行反馈。
2.6.2　物联网技术的应用
（9）智能零售。智能零售依托于物联网技术，主要体现了两大应用场景，即自动售货机和无人便利店。行业内将零售按照距离分为三种不同的形式：远场零售、中场零售和近场零售，三者分别以电商、商场/超市和便利店/自动售货机为代表。物联网技术可以用于近场零售和中场零售，且主要应用于近场零售，即无人便利店和自动售货机（图2-6-1）。
2.6.2　物联网技术的应用
（10）智慧农业。智慧农业指的是利用物联网、人工智能、大数据等现代信息技术与农业进行深度融合，实现农业生产全过程的信息感知、精准管理和智能控制的一种全新的农业生产方式，可实现农业可视化诊断、远程控制以及灾害预警等功能。农业分为农业种植和畜牧养殖两方面。农业种植分为设施种植（温室大棚）和大田种植，主要包括播种、施肥、灌溉、除草以及病虫害防治五个部分，通过传感器、摄像头和卫星等收集数据，实现数字化和智能机械化发展（图2-6-2）。
2.6.2　物联网技术的应用
（10）智慧农业。
2.6.2　物联网技术的应用
（11）智慧城市。智慧城市就是运用信息和通信技术手段感测、分析、整合城市运行核心系统的各项关键信息，从而对包括民生、环保、公共安全、城市服务、工商业活动在内的各种需求做出智能响应。其实质是利用先进的信息技术，实现城市智慧式管理和运行，进而为城市中的人创造更美好的生活，促进城市的和谐以及可持续发展。
2.6.2　物联网技术的应用
1.条码
条码是条形码的简称，是将宽度不等的多个黑条和空白按照一定的编码规则排列，用以表达一组信息的图形标识符。条码分为一维条码和二维条码两种。
（1）一维条码。一维条码是由反射率相差很大的黑条（简称条）和白条（简称空）排成的平行线图案。一个完整的条码符号是由两侧净空区、起始符、数据符、校验符（可选）和终止符及供人识读的字符组成的，如图2-6-3所示。
2.6.3　常见的物联网设备
1.条码
（2）二维条码。二维条码是用按一定规律在平面（二维方向上）分布的黑白相间的特定的几何图形记录数据符号信息的，在代码编制上巧妙地利用构成计算机内部逻辑基础的0、1比特流的概念，使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息，通过图像输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息自动处理。二维条码可以分为堆叠式（图2-6-4）和矩阵式（图2-6-5）两种。
2.6.3　常见的物联网设备
2.射频识别
射频识别技术又称无线射频识别，是20世纪90年代兴起的一种自动识别技术。它可以通过无线电信号识别特定目标并读写相关数据，而无须识别系统与特定目标之间进行机械或光学接触，是一种非接触式的自动识别技术；识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。射频识别技术可识别高速运动的物体，也可同时识别多个标签，操作快捷方便。
图2-6-6展示了射频识别技术的基本工作原理。
2.6.3　常见的物联网设备
3.传感器
传感器是物联网中不可缺少的信息采集设备，它能感受到被检测的信息，并将感受到的信息按一定规律变换成电信号或其他形式的信号输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。
2.6.3　常见的物联网设备
4.卫星导航系统
全球定位系统是指利用定位卫星在全球范围内实时进行定位、导航的系统，是一种具有全方位、全天候、全时段和高精度的卫星导航系统，能为全球用户提供低成本、高精度的三维位置、速度和精确定时等导航信息。
5.激光扫描器
激光扫描器是以激光作为发光源的扫描器。这是一种远距离条码阅读设备，其性能优越，因而应用广泛。激光扫描器可分为限行激光扫描器和全角度激光扫描器。
2.6.3　常见的物联网设备
思考一下，学校用的校园一卡通是物联网的应用吗？理由是什么？
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