任务一 认知物联网技术

视频 什么是物联网?
一、物联网概述
(一)物联网的定义
物联网(Internet of Things,IOT),顾名思义,就是“物物相连的互联网”。它包含两层意思:第一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础之上延伸和扩展的一种网络;第二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信。
物联网是通过射频识别装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把物品与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
中华人民共和国国家标准《物联网术语》(GB/T 33745—2017)中对物联网的定义:通过感知设备,按照约定协议,连接物、人、系统和信息资源,实现对物理和虚拟世界的信息进行处理并做出反应的智能服务系统。
物联网应该具备三个特征。一是全面感知,即利用RFID、传感器、二维码等随时随地获取物体的信息;二是可靠传递,通过各种电信网络与互联网的融合,将物体的信息实时准确地传递出去;三是智能处理,利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术,对海量数据和信息进行分析和处理,对物体实施智能化的控制。
由此可见,在物联网的概念中,信息网络不再局限于互联网,而是互联网的扩展与延伸,是物联网信息传输的基础;物品编码是物品的数字化表示,是物品与网络连接的关键;信息采集技术和传感技术是物品信息联入网络的重要手段。
政策文件
2021—2022年中国物联网行业政策
2021年8月《关于科技创新驱动加快建设交通强国的意见》,提出推动大数据、人工智能、区块链、物联网、云计算和新一代无线通信、北斗导航、卫星通信、高分遥感卫星等技术与交通运输深度融合。
2021年8月《商务部关于加强“十四五”时期商务领域标准化建设的指导意见》研究建立统一的大数据全流程管理标准,推动5G、人工智能、物联网、区块链等新技术标准化应用。
2021年9月《物联网新型基础设施建设三年行动计划(2021—2023年)》聚焦发展基础好、转型意愿强的重点行业和地区,加快物联网新型基础设施部署,提高物联网应用水平。
2021年10月《关于印发物联网基础安全标准体系建设指南(2021版)的通知》,提出进一步发挥标准对物联网基础安全的规范和保障作用,加快网络强国建设。
2021年12月《关于印发“十四五”冷链物流发展规划的通知》要求推动大数据、物联网、5G、区块链、人工智能等技术在冷链物流领域广泛应用。
(资料来源:搜狐网)
(二)物联网的特征
物联网和互联网有着本质的区别。比如我们想在互联网上了解一个物品,必须要通过人去收集这个物品的相关信息,然后上传到互联网上供人们浏览,人在其中不仅要做很多的工作,而且难以动态了解其变化。物联网则不需要,它是物体自己“说话”,通过在物体上植入各种微型感应芯片、借助无线通信网络,让其“开口说话”。可以说,互联网连接的是虚拟世界,物联网连接的是物理的、真实的世界。
与传统的互联网相比,物联网有其鲜明的特征。
首先,它是各种感知技术的广泛应用。物联网上部署了海量的多种类型传感器,每个传感器都是一个信息源,不同类别的传感器所捕获的信息内容和信息格式不同。传感器获得的数据具有实时性,按一定的频率周期性地采集环境信息,不断更新数据。
其次,它是一种建立在互联网上的泛在网络。物联网技术的重要基础和核心仍旧是互联网,通过各种有线和无线网络与互联网融合,将物体的信息实时准确地传递出去。在物联网上的传感器定时采集的信息需要通过网络传输,由于其数量极其庞大,形成了海量信息,在传输过程中,为了保障数据的正确性和及时性,必须适应各种异构网络和协议。
最后,物联网不仅仅提供了传感器的连接,其本身也具有智能处理的能力,能够对物体实施智能控制。物联网将传感器和智能处理相结合,利用云计算、模式识别等各种智能技术,扩充其应用领域。从传感器获得的海量信息中分析、加工和处理出有意义的数据,以适应不同用户的不同需求,发现新的应用领域和应用模式。
(三)物联网的组成
物联网的组成大致可分为三个层次:感知层、网络层和应用层。底层是用来感知数据的感知层,第二层是数据传输的网络层,最上面则是内容应用层,具体如图2-1所示。
1.感知层
感知层包括传感器等数据采集设备,包括二维码标签和识读器、RFID标签和读写器、传感器和传感器网络,主要是识别物体、采集信息,与人体结构中皮肤和五官的作用相似。
2.网络层
网络层建立在现有的移动通信网和互联网基础上,包括通信与互联网的融合网络、网络管理中心、信息和智能处理中心等。网络层将感知层获取的信息进行传递和处理,类似于人体结构中的神经中枢和大脑。
3.应用层

视频 物联网与互联网的区别
物联网应用层利用经过分析处理的感知数据,为用户提供丰富的特定服务,是物联网与行业专业技术的深度融合,与行业需求结合,实现行业智能化。这类似于人的社会分工,最终构成人类社会。物联网的应用可分为监控型(物流监控、污染监控)、查询型(智能检索、远程抄表)、控制型(智能交通、智能家居、路灯控制)和扫描型(手机钱包、高速公路不停车收费)等四类。

图2-1 物联网层次结构体系
二、物联网的应用模式

视频 物联网的工作原理与应用
根据物联网的实质用途可以归结为以下三种基本应用模式。
(一)智能标签
通过二维码、RFID标签、传感器等技术标识特定的对象,用于区分对象个体。例如:在生活中我们使用的各种智能卡、条码标签的基本用途就是用来获得对象的识别信息;此外,通过智能标签还可以用于获得对象物品所包含的扩展信息,如智能卡上的金额余额、二维码中所包含的网址和名称等。
(二)环境监控和跟踪
利用多种类型的传感器和分布广泛的传感器网络,可以实现对某个对象的实时状态的获取和特定对象行为的监控,如使用分布在市区的各个噪声探头监测噪声污染,通过二氧化碳传感器监控大气中二氧化碳的浓度,通过GPS标签跟踪车辆位置,通过交通路口的摄像头捕捉实时交通流等。
(三)智能控制
物联网基于云计算平台和智能网络,可以依据传感器网络用获取的数据进行决策,改变对象的行为进行控制和反馈,如根据光线的强弱调整路灯的亮度,根据车辆的流量自动调整红绿灯间隔等。
三、物联网在智慧物流领域的应用

视频 物联网对物流的影响
物联网用途广泛,遍及智能交通、环境保护、公共安全、食品溯源、敌情侦察和情报搜集等多个领域。物联网技术在物流领域的应用场景包括智慧仓储管理、智能物流运输、智能物流配送、供应链管理、溯源管理等。比如:当装载超重时,汽车会自动报警告诉你超载了;当装载空间还有剩余时,你会收到轻重货搭配方案;当司机在开车途中分心时,视觉识别系统会发出适当的警示,提醒司机专心驾驶。物联网在物流行业的应用实质是整合物流信息化,逐步把信息技术的单点应用集成到系统中,整体推进物流系统的自动化、智能化、系统化、网络化发展,最终形成智慧物流系统。
案例分析
AI冷链管理与能耗管理解决方案
研华科技将AIoT(人工智能物联网)技术整合冷链管理、能源监测、无线电子纸解决方案,运用远距离无线电(Long Range Radio,LoRa)无线冷链传感器TREK-120、轻巧模块网关TREK-530、AI除霜判断技术,实时监控食品温湿度,并设置预警模式,及时反馈实时信息。冰箱上的无线电子纸LEO-D系列则会显示食品温湿度,保证食品安全。
实现消费者食品安全、预知能耗管理、节省营运成本,助力7-ELEVEN升级为未来超商,首创未来便利店24小时营运的先锋,架构了兼顾人情味及智能科技的全新消费。
(资料来源:《互联网周刊》)
思考题:
1.什么是人工智能物联网AIoT?与物联网(IoT)有何区别?
2.案例中将AIoT应用于冷链物流,实现了哪些功能,体现了哪些优势?