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关于物联网技术的论文
物联网就是物物相连的网络,是我国的新兴战略产业,是未来发展的趋势。下面是我精心推荐的关于物联网技术的论文,希望你能有所感触!
关于物联网技术的论文一:物联网技术浅谈
【摘 要】物联网就是物物相连的网络,人与人、人与物、物与物都互联成网。
物联网技术是当今的前沿技术,是我国的新兴战略产业,是未来发展的趋势。
物联网技术目前处于起步阶段,但各国都十分重视并作为战略产业来研究和发展。
本文从物联网的由来、物联网的特征、物联网的类型、物联网的组成等四个方面来探讨物联网技术。
【关键词】物联网;特征;组成;关键技术
一、物联网的由来
物联网的概念最早于1995年出现在比尔盖茨的《未来之路》书中,在该书中比尔盖茨已经提及了Internet of Things的概念,只是当时并没有引起人们的重视。
1998年,美国麻省理工学院创造性地提出了当时称为EPC系统的“物联网”的构想;1999年,美国麻省理工学院首先明确提出了“物联网”的概念,提出了物联网就是将所有物品通过射频识别(RFID)等信息传感设备与互联网相连,能实现智能化识别和管理的网络。
2005年11月,国际电信联盟在突尼斯举行的信息社会峰会上发布了《ITU互联网报告2005:物联网》,正式提出了物联网的概念。
2009年11月,温家宝发表了《让科技引领中国可持续发展》的重要讲话,“我国要着力突破传感网、物联网关键技术,及早部署后IP时代相关技术研发,使信息网络产业成为推动产业升级、迈向信息社会的‘发动机’”,从而物联网作为我国的新兴战略产业。
物联网就是在计算机互联网的基础上,利用射频识别、传感设备和无线通信等技术,构造一个覆盖世界上万事万物的“Internet of Things”; 即英文名称为“Internet of Things”,简称IOT。
在这个网络中,物品能够彼此进行“交流”,而无需人的干预。
其实质是利用RFID等技术,通过计算机互联网实现物品的自动识别和信息的互联和共享。
二、物联网的特征
(1)网络化:网络化是物联网的基础。
不论是有线、无线还是专网来传输信息,都必须依靠网络,而且必须与互联网相连,这样才能形成完全意义上的物联网。
(2)互联化:物联网是一个包含多种网络、接入、应用技术的大集成,也是一个让人与人、人与物、物与物之间进行交流的平台;与互联网相比,物联网具备更强的开放性,应能够随时接纳新设备、提供新的服务与应用,即物联网具备自组织、自适应能力。
(3)物联化:计算机和计算机连接成互联网,实现人与人之间交流。
而物联网是实现人物相连、物物相连,通过在物体上安装传感器或微型感应芯片,借助计算机网络,让人和物体进行“对话”和“交流”。
(4)感知化:物联网离不开传感设备。
射频识别、红外感应器、激光扫描器等信息传感设备,正如视觉、听觉和嗅觉器官对于人的重要性一样,它们是物联网必不可少的关键设备。
(5)自动化:物联网通过传感器设备自动采集数据;根据事先设定的处理规则,利用软件自动处理采集到的数据;自动地进行数据交换和通信;对物体实行自动监控和自动管理。
一般无需人为的干预。
(6)智能化:物联网融合了计算机网络技术、无线通信技术,微处理技术和传感器技术等,从它的“自动化”、“感知化”等特点,已能说明它能代表人、代替人“对客观事物进行合理分析、判断及有目的地行动和有效地处理周围环境事宜”,智能化是其综合能力的表现。
三、物联网的组成
物联网主要包括以下几个子系统,有些物联网可能只包括了这些子系统中的一部分。
(1)电信网络:物联网的信息传送与日常使用的文字、语音、图片、图像传输相比,有其独特的地方,物联网中的信息传输大多是小数据量和特大数据量的传输。
小到每月只发送几bit,如电力抄表;大到持续发送大幅图像,如交通监控,而中等数据量的信息传送却不多见。
这就对通信网络提出了新的要求,需要推出新的通信标准和新的接入技术,以适应物联网各种通信的需要,实现物联网的高效通信。
现有的通信网络主要有电缆、光纤、无线电、微波、卫星、蓝牙、红外、WiFi、移动通信等。
(2)传感器:传感器可以把一些物理量的变化变为电信号的变化,收集信息,做出响应。
例如麦克风和喇叭就是一对语音传感器。
传感器可以是声、光、电、重量、密度、硬度、湿度、温度、压力、震动、速度、图像、语音等。
(3)电子标签:电子标签用来标识物联网中的各物体。
现有的电子标签主要有RFID、条形码、二维码、IC卡、磁卡等。
(4)数据处理:物联网通过传感设备所采集到的数据,必须经过计算机软件进行处理,才能满足用户不同的需求,实现各种目的。
这些数据处理往往包括汇总求和、统计分析、阀值判断、数据挖掘和各种专业计算等。
(5)报警系统:传感设备所采集到的数据信息可能需要直接报警或者经过计算机软件处理后报警,报警形式主要有声、光、电(电话、短信)等。
(6)显示系统:传感设备所采集到的数据信息可能需要直接显示或是经过计算机软件处理后显示出来,常见的显示形式有文字、数字、图形、表格等。
四、物联网的关键技术
(1)感知与标识技术
感知和标识技术,负责采集现实中发生的事件和数据,实现外部信息的感知和识别,是物联网的基础,如传感器、无线定位、射频识别(高频、超高频)、二维码等。
(2)网络与通信技术
网络是物联网数据传递和服务支撑的最重要基础设施,通过人物互联、物物互联,实现感知信息高可靠性、高速度、高安全地传送。
物联网的实现涉及到近通信技术和远程通信技术。
近距离通信技术主要涉及RFID,蓝牙等,远程通信技术主要涉及互联网的组网、网关等技术。
包括短距离无线通讯(zigbee、蓝牙、WiFi等), 低功耗无线网络技术,远程网络、多网络融合等。
(3)计算与服务技术
海量感知信息的计算与处理是物联网的最重要支撑,服务和应用则是物联网的最终价值体现。
海量感知信息的计算与处理技术是物联网应用大规模发展后,面临的重大问题之一。
需要攻克海量感知信息的数据挖掘、、数据融合、高效存储、并行处理、知识发现等关键技术,研究物联网“云计算”中的虚拟化、智能化、分布式计算和网格计算等技术。
其核心是采用云计算技术实现信息存储和计算能力的分布式处理和共享,为海量信息的高效利用提供技术支撑和保障。
服务计算。
物联网的发展必须以应用为导向,在“物联网”中,服务的内涵得到了革命性的扩展,不断涌现出大量的新型应用将导致物联网的服务模式与应用开发受到巨大挑战,面临着许多机遇,如果仍然沿用传统的技术路线势必制约物联网应用的创新。
为了适应未来应用环境的变化和服务模式的变化,必须研究针对不同应用需求的标准化、开放式的应用支撑环境和服务体系结构以及面向服务的计算技术等。
(4)管理与支撑技术
随着物联网应用以及网络规模的扩大、支撑业务的多化化复杂化和服务质量的高要求,影响物联网正常稳定高效运行因素的越来越多,管理与支撑技术是保证物联网“安全高效可控”的关键,包括测量分析、网络管理、物联网标准和安全保障等方面。
必须研究新的高效的物联网管理模型与关键技术,用来保证网络系统正常高效稳定的运行。
参考文献:
[1]物联网导论(第二版),刘云浩主编,2013年8月,科学出版社
[2]物联网基础及应用,王汝林主编,2011年10月,清华大学出版社
[3]物联网技术导论,张飞舟主编,2010年6月,电子工业出版社
[4]物联网的由来与发展趋势, 吕廷杰, 2010年4月,信息通信技术
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数字孪生技术论文
数字孪生技术论文:探索虚拟与现实的融合之路数字孪生技术,作为当今工业4.0时代的核心技术之一,正引领着工业生产与社会发展的深刻变革。
该技术通过高精度的数据建模,将物理实体与虚拟模型紧密相连,实现了实体状态的实时监控、预测与优化。
在这篇论文中,我们将深入探讨数字孪生技术的原理、应用及其对未来工业发展的影响。
数字孪生技术的核心在于创建一个与物理实体完全对应的虚拟副本。
这个虚拟副本不仅能够实时反映实体的状态,还能通过数据分析和模拟预测未来的行为。
例如,在制造业中,通过数字孪生技术对生产线进行建模,可以准确监测设备的运行状况,预测维护需求,从而在故障发生前采取预防措施,显著提高生产效率和降低成本。
此外,数字孪生技术在城市规划、医疗健康、航空航天等领域也展现出广阔的应用前景。
数字孪生技术的快速发展,得益于大数据、云计算、物联网等新一代信息技术的支持。
这些技术的融合,使得数字孪生模型能够处理海量数据,实现更精准的预测和优化。
同时,随着人工智能技术的不断进步,数字孪生系统还具备了自学习、自适应的能力,能够根据实际情况不断调整模型参数,提升决策的智能性和准确性。
展望未来,数字孪生技术将在工业智能化、城市智慧化等方面发挥更加重要的作用。
它不仅能够助力企业实现数字化转型,提升竞争力,还能够推动社会整体的可持续发展。
然而,数字孪生技术的广泛应用也面临着数据安全、隐私保护等挑战。
因此,在推动数字孪生技术发展的同时,我们还需加强相关法规和标准的建设,确保其健康、有序地发展。
数字孪生技术以其独特的虚拟与现实融合特性,正深刻改变着我们的生产方式和生活方式。
随着技术的不断进步和应用领域的拓展,它必将在未来社会中扮演更加重要的角色,引领我们迈向一个更加智能、高效、可持续的未来。
微软Mixed Reality解读(一)
这是第16次的白日梦 预计阅读时长10分钟 时间原因所有内容会分成三篇展开(这是第一篇): 1 整个系统的理念解读 2 交互能力解读 3 非官方的设计实操 好了,开始正文░什么是MR ░ 混合现实(Mixed reality)指的是物理世界与数字世界融合的结果。
虽然早在1994年,Paul Milgram 和 Fumio Kishino在论文中就提出了混合现实的概念,但直到最近,随着计算机视觉、图形处理能力、显示技术和输入系统的进步,MR才变为可能。
传感器通过将环境参数传输给电脑,而全息显示技术又可以将电脑的数字物体投射显示在现实世界中,这样,人、现实环境、数字世界三者就能融合并呈现在同一感知域,从而达到如下图这样虚拟物体与环境叠加的效果,这就是MR。
░ 混合现实的范围 ░ 在这一部分,微软主要讲了它的MR系统能够覆盖的混合现实的范围。
首先,微软提出了混合现实光谱(mixed reality spectrum)的概念,如下图: 光谱的两端分别为物理世界和数字世界,在光谱靠近物理世界的一小段对应的是增强现实(AR),而靠近数字世界的一小段是虚拟现实(VR),中间的大部分对应MR,而微软的Windows10系统布局的MR系统就是主要针这部分体验的。
下面我们来看下微软的具体做法。
░硬件布局 ░ 有两类主要设备来支撑Windows的混合现实: 1全息设备(Holographic devices)。
这些设备的特点是将数字内容放置在真实场景中,就像它们真的在那一样。
2沉浸式虚拟现实设备(Immersive devices)。
他们的特点是创造一种“存在感”——隐藏物理世界并用数字体验代替它。
这两类设备在混合现实光谱上的对应的区域如下图所示:░当前MR设备体验的天花板 ░ 首先要明确的一点,微软虽然定义了混合现实的光谱,但在设计指导中也坦诚当前的设备还不能覆盖整个“光谱”区域,而只是覆盖了一小部分,如下图: 值得注意的是,当我们开始构思我们的app时,并不是要将体验涵盖尽可能多的光谱范围,而是要聚焦在光谱上的一个点,考虑我们是要给用户更为真实的体验还是虚拟的体验,从而选取对应的硬件设备。
靠近光谱左边(物理世界):界面始终呈现在现实环境中,用户的感受应该是他们始终没有脱离现实世界。
如下图: 靠近光谱中间(混合现实):完美地将物理世界和数字世界融合的体验,就像电影《勇敢者的游戏》中呈现的体验一样,既现实又科幻,而且整个体验都很真实。
靠近光谱右边(数字世界):用户体验一个完全数字化的世界,对周围的物理世界完全没有感知。
如下图,用户直接置身于火星表面,所有的体验被虚拟空间代替,无法感知身处的现实空间。
这样说可能会有点不直观,微软将自己目前实现的一些能力对应到了体验光谱上以便让我们更好的理解MR。
最右边的AR部分的代表为pokemon go,单纯将数字模型放置在环境视频上。
Skype on Microsoft HoloLens:这是一个可以通过hololens,在物理空间进行绘图的功能,由于绘制的数字图形仍然不受物理环境的影响,所以还是很靠近左端。
FragmentsandRoboRaid:通过这个功能,用户可以利用现实世界的一些平面,如墙、地板、家具等,将数字图形渲染到这些平面上。
虽然它对应的体验已经右移了许多,但用户还是能感受到真实世界的存在。
HoloTour on Microsoft HoloLens &on immersive devices:通过头显上inside-out的定位技术,用户可以在混合现实环境或虚拟环境中进行行走以增加沉浸感。
360° videos:(当前最多的虚拟现实资源,就不费口舌了)░微软拿这个系统要干啥 ░ 看了上面这么多能力展示,可能各位和我一样,最大的疑问是:我们要用他干什么?有什么样的场景可以最大呈现这套系统的价值?为此,微软做了一系列宣传片和展示应用来呈现他所描绘的使用场景,篇幅有限,我们拿一个相对完整的进行分析。
░1相比娱乐,更侧重效率工具场景 ░ 就像当年市面上所有pad都主打娱乐时,微软却推出了主打移动办公的surface一样,如今,后入场VR的微软也将宝押在了工具场景。
如果上面的短片还不能说明问题,看看微软官方给出的使用场景:工业设计师用hololens辅助建模、建筑设计师通过hololens观察建筑模型的不同立面、外科手术的MR辅助指导、各种基于MR的教学,当然还有上面视频中的多人远程协作设计。
教育 医疗 制造业 设计 虽然个人不是很看好这个切入方向,不过有一点是可以确定的,微软的MR系统的首批用户中,垂直领域的专业用户占比一定会很高,所以想要在此跑马圈地的开发者,针对垂直领域的B端解决方案应该是个不错的选择。
░2 联通不同硬件终端的使用者 ░ 下面是hololens之父Alex kipman在2017微软开发者大会上演讲中描述的场景。
A和B两人在同一现实空间中进行设计。
他们通过hololens联系到其他没有出席的设计同事。
同事C通过VR设备(目测是Xbox连接vive)接入。
同事D通过PC接入。
这样,通过不同的硬件设备,四个人可以在一个共同的虚拟空间进行远程协作。
我们可以看到,微软这是为了将他零散的硬件生态进行打通而下的一盘大棋。
不同价位的硬件设备都可以接入到同一系统,大大降低了用户接入门槛,也延伸出许多值得想象的场景。
比如说虚拟直播,主播可以通过PC创建房间,观众可以选择从智能手机到hololens不同级别的硬件接入,真正呈现观众和表演者共处一室的效果。
所以在产品设计的过程中,不妨多考虑下不同硬件终端的使用场景,以及多种设备间联动所创造出的新的使用方式。
以上就是第一篇的内容,主要围绕着什么是MR以及微软做MR系统的聚焦点两部分进行了展开。
在下一篇中,我将会详细介绍一下这套系统的交互能力及特点,敬请期待。
最后得瑟下新做的分割线,呼哈哈
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