物联网在校园一卡通中的应用研究
物联网是在计算机互联网的基础上,利用RFID、无线数据通信等技术,构造一个覆盖世界上万事万物的“Internet of Things”。在这个网络中,物品(商品)能够彼此进行“交流”,而无需人的干预。其实质是利用射频自动识别(RFID)技术,通过计算机互联网实现物品(商品)的自动识别和信息的互联与共享。
1.4物联网的开展
一般来讲,对于物联网的开展包括以下方面:
1、对物体属性进行标识,属性包括静态和动态的属性,静态属性可以直接存储在标签中,动态属性需要先由传感器实时探测。
2、需要识别设备完成对物体属性的读取,并将信息转换为适合网络传输的数据格式。
3、将物体的信息通过网络传输到信息处理中心(处理中心可能是分布式的,如家里的电脑或者手机,也可能是集中式的,如中国移动的IDC),由处理中心完成物体通信的相关计算。
1.5物联网存在的问题
1、国家安全问题
中国大型企业、政府机构,如果与国外机构,进行项目合作,如何确保企业商业机密、国家机密不被泄漏?这不仅是一个技术问题,而且还涉及到国家安全问题,必须引起高度重视。 2、隐私问题
在物联网中,射频识别技术是一个很重要的技术。在射频识别系统中,标签有可能预先被嵌入任何物品中,比如人们的日常生活物品中,但由于该物品(比如衣物)的拥有者,不一定能够觉察该物品预先已嵌入有电子标签以及自身可能不受控制地被扫描、定位和追踪,这势必会使个人的隐私问题受到侵犯。
3、商业模式
物联网商用模式有待完善。
4、物联网的政策和法规。物联网不是一个小产品,也不是只是一个小企业可以做出来,做起来,它不仅需要技术,它更是牵涉到各个行业,各个产业,需要多种
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力量的整合。这就需要国家的产业政策和立法上要走在前面,要制定出适合这个行业发展的政策和法规,保证行业的正常发展。
5、技术标准的统一与协调。物联网发展过程中,传感、传输、应用各个层面会有大量的技术出现,可能会采用不同的技术方案。如果各行其是,那结果是灾难的,大量的小而破的专用网,相互无法连通,不能进行联网,不能形成规模经济,不能形成整合的商业模式,也不能降低研发成本。这个问题和第一问题又是相关联,如果政府没有专门的部门来管理和协调,没有相应的政策和法规,何来标准的统一与协调?
6、管理平台的形成。物联网是什么?我们经常会说RFID,这只是感知,其实感知的技术已经有,虽然未必说成熟,但是开发起来并不难。但是物联网的价值在什么地方?在于网,而不在于物。传感是容易的,但是感知的信息,如果没有一个庞大的网络体系,不能进行管理和整合,那这个网络就没有意义。
7、安全体系的建立与形成。物联网目前的传感技术主要是RFID,植入这个芯片的产品,是有可能被任何人进行感知的,它对于产品的主人而言,有这样的一个体系,可以方便的进行管理。
8、应用的开发。物联网的价值不是一个可传感的网络,而是必须各个行业参与进来进行应用,不同行业,会有不同的应用,也会有各自不同的要求,这些必须根据行业的特点,进行深入的研究和有价值的开发。
1.6物联网的技术在实际中的应用
物联网用途广泛,遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消 防、工业监测、环境监测、老人护理、个人健康、花卉栽培、水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等多个领域。
国际电信联盟于 2005 年的报告曾描绘“物联网”时代的图景:当司机出现操作失误时 汽车会自动报警;公文包会提醒主人忘带了什么东西;衣服会“告诉”洗衣机对颜色和水温 的要求等等。物联网在物流领域内的应用则比如:一家物流公司应用了物联网系统的货车,当装载超重时,汽车会自动告诉你超载了,并且超载多少,但空间还有剩余,告诉你轻重货 怎样搭配;当搬运人员卸货时,一只货物包装可能
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会大叫“你扔疼我了”,或者说“亲爱的,请你不要太野蛮,可以吗?”;当司机在和别人扯闲话,货车会装作老板的声音怒吼“笨蛋, 该发车了!”
物联网把新一代 IT 技术充分运用在各行各业之中,具体地说,就是把感应器嵌入和装 备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中,然 后将“物联网”与现有的互联网整合起来,实现人类社会与物理系统的整合,在这个整合的 网络当中,存在能力超级强大的中心计算机群,能够对整合网络内的人员、机器、设备和基础设施实施实时的管理和控制,在此基础上,人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生活,达到“智慧”状态,提高资源利用率和生产力水平,改善人与自然间的关系。
毫无疑问,如果“物联网”时代来临,人们的日常生活将发生翻天覆地的变化。然而,不谈什么隐私权和辐射问题,单把所有物品都植入识别芯片这一点现在看来还不太现实。人 们正走向“物联网”时代,但这个过程可能需要很长的时间。
应用案例:
1、物联网传感器产品已率先在上海浦东国际机场防入侵系统中得到应用。 系统铺设了 3 万多个传感节点,覆盖了地面、栅栏和低空探测,可以防止人员的翻越、 偷渡、恐怖袭击等攻击性入侵。而就在不久之前,上海世博会也与中科院无锡高新微纳传感 网工程技术研发中心签下订单,购买防入侵微纳传感网 1500 万元产品。
2、 ZigBee 路灯控制系统点亮济南园博园。
ZigBee 无线路灯照明节能环保技术的应用是 此次园博园中的一大亮点。园区所有的功能性照明都采用了 ZigBee 无线技术达成的无线路 灯控制
3、智能交通系统(ITS)
是利用现代信息技术为核心,利用先进的通讯、计算机、自动控制、传感器技术,实现对交通的实时控制与指挥管理。交通信息采集被认为是 ITS 的关键子系统,是发展 ITS的基 础,成为交通智能化的前提。无论是交通控制还是交通违章管理系统,都涉及交通动态信息 的采集,交通动态信息采集也就成为交通智能化的首要任务。
4、首家高铁物联网技术应用中心在苏州投用
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我国首家高铁物联网技术应用中心 2010 年 6 月 18 日在苏州科技城投用, 该中心将为高 铁物联网产业发展提供科技支撑。 高铁物联网作为物联网产业中投资规模最大、 市场前景最好的产业之一, 正在改变人类 的生产和生活方式。据中心工作人员介绍,以往购票、检票的单调方式,将在这里升级为人 性化、多样化的新体验。刷卡购票、手机购票、电话购票等新技术的集成使用,让旅客可以 摆脱拥挤的车站购票;与地铁类似的检票方式,则可实现持有不同票据旅客的快速通行 清华易程公司工作人员表示, 为应对中国巨大的铁路客运量, 该中心研发了目前世界上最大的票务系统,每年可处理 30 亿人次,而目前全球在用系统的最大极限是 5 亿人次。
5、国家电网首座 220 千伏智能变电站
2011 年 1 月 3 日,国家电网首座 220 千伏智能变电站――无锡市惠山区西泾变电站日 前投入运行, 并通过物联网技术建立传感测控网络, 实现了真正意义上的 “无人值守和巡检” 。 西泾变电站利用物联网技术,建立传感测控网络,将传统意义上的变电设备“活化” ,实现 自我感知、判别和决策,从而完成自动控制。完全达到了智能变电站建设的前期预想,设计 和建设水平全国领先。
6、首家手机物联网落户广州
将移动终端与电子商务相结合的模式, 让消费者可以与商家进行便捷的互动交流, 随时 随地体验品牌品质,传播分享信息,实现互联网向物联网的从容过度,缔造出一种全新的零 接触、高透明、无风险的市场模式。手机物联网购物其实就是闪购。广州闪购通过手机扫描 条形码、二维码等方式,可以进行购物、比价、鉴别产品等功能。 专家称,这种智能手机和电子商务的结合,是“手机物联网”的其中一项重要功能。有 分析表示,预计 2013 年手机物联网占物联网的比例将过半。
2一卡通技术
一卡通系统是通过一张卡实现多种不同功能的智能管理。一张卡上通行很多的设备,而不是不同功能有不同的卡,不同的卡在不同的设备上使用。多种不同的设备都挂在一条数据线上,通过一条数据线跟管理计算机通讯,在同一套系统软件,同一台计算机上,同一个数据库内,进行不同数据的信息交换。实现卡的发行、取
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消、报失、卡的资料查询等。各种使用功能准确明了,方便快捷。广泛应用于城市公共交通、高速公路自动收费、智能大厦、各种公共收费、智能小区物业管理、考勤门禁管理、校园和厂区一卡通系统中。集RF射频技术、智能卡应用技术、计算机网络技术、自动控制技术于一体,来实现某一管理区域的集中管理,使人们充分享受现代科技给日常工作和生活带来的便利和安全。
在智能卡领域,在各种卡类杂志,“一卡通”运用得比较频繁;目前来说,“一卡通”概念应该是“一卡一库一线,即一条网络线连接一个数据库(PC机),通过一个综合性的软件,实现设置IC卡管理、查询等功能,实现整个系统的“一卡通”。
所谓“一卡”,就是在同一张卡上实现多种不同功能的智能管理,一张卡上通行很多的设备,而不是不同功能有不同的卡,不同的机在不同的卡上使用。有些错误的认为,既然是“一卡通”设备,那么所有的卡(包括磁卡、lD卡、接触式IC卡、非接触式IC卡等)就都能读、都能通了。“一卡通”,首先要求是该卡的读写设备必须与该卡一致。其次要求该卡必须是具有多分区及密码校验,gulps-保证彼此的独立性、安全性、实用性的智能卡,如MFARE卡具有独立密匙的16个功能分区,在M|FARE系统设备里,只要MlFSREHHU卡留有空位,不将密码封住,各设备相互之间订好协议,则一个公司多种不同的设备,能用一张卡相通。不同的公司用同-类设备,同一张卡,只要是MFARE的技术,及其模块系统,只要卡还有空的区域,就可以用,这就是所谓的“一卡”。
所谓“一线”,就是一条线通多种信息,多种不同的设备都挂在一条线上,通过一条线跟PC机一个接口把所有的设备都串起来,进行不同数据的信息交换。如果很多设备都挂在PC机上,那么每台设备跟PC机就占了一条线,而PC机都需要给它提供通讯接口。这样,设备多,通讯接口多,而计算机的的通讯接口是有限的,并不能满足要求。而且在安装使用过程中,做不到那么多线都跟PC机相通,这种做法是不可取的。
所谓“一库”,就是在同一个软件、同一台PC机上、同一个数据库内、实现卡的发行、卡的注销、卡的报失、卡的资料查询等,准确明了、方便快捷,这叫“一库”。现在,市面上所谓的“一卡通”,就是凡该公司做的设备都可以用该公司卡,至