第二章
物联网核心技术：怎样掌握物联网发展的热门技术？

从专业意义上说，物联网就是一种通过射频识别装置、无限传感网络、GPS、激光扫描仪等传感设备，按照一定的规则和协议把任何物体与网络连接在一起，进行数据交换和通信，以实现各种智能化识别、传输、监控、定位和监测的网络。所以对物联网系统来说，最重要的是技术，离开了技术，物联网难免会沦为无根之木、无源之水。

物联网所涉及的技术种类繁多，跨越了多个领域。单论关乎其命脉的核心技术，就有应用技术、网络技术、感知技术、识别技术四大类和识别和感知技术是物联网系统的皮肤和神经，它们赋予世间万物以名称和属性。网络技术是物联网的传输通道，它用最先进的协议和规则将数据压缩优化，是万物连接的桥梁。而应用技术和自然科学挂钩，通过对信息和数据的运算、推导，使物联网系统得到应用和实践。

物联网的核心技术环环相扣，在促进万物互联的同时，也加速了技术领域之前的融合。其中，一个技术标准和规范、一个应用系统，甚至是一个应用部件、一项算法都是密切研究的对象。

1．三大热门技术推动物联网革命

推测物联网的影响范围非常困难，因为物联网技术无处不在，并逐渐渗透到了我们意想不到的范围和区域，但是要了解其革命发展的推动力则相对容易，家居自动化、工业物联湾和无人驾驶汽车就是物联网时代最热门的三大技术。

一．家居自动化

在家居自动化方面，谷歌的技术绝对居于世界前列，收购nest公司更是如虎添翼。在谷歌的带领下，各大科技公司都开始把智能家居的研发和推广当成了一项核心战略，而这项战略的发展前景相当之大。据统计，在一个普通家庭，可以相互连接的物体就多达500个。家居智能化最重要的一个环节就是环境控制系统，在服务器控制核心的作用下，由传感器检测室内的空调和加湿器等设备，对室内的温度、湿度以及光照强度进行智能调节，最终达到控制室内环境的作用。环境控制系统主要由三部分组成：

（1）温度控制。首先要配备测温电路，一般采用单总线数字温度传感器对温度的信息进行处理和分析，实现对环境温度的智能控制。温度控制系统将数字电路和传感器集成在了一个芯片上，下图为单总线数字温度传感器的原理图：

如图所示，传感器有四部分组成，分别为配置寄存器、非挥发温度报警触发器、温度传感器和64位ROM(只读存储器)。

（2）湿度控制部分。这一系统主要由两部分组成，非别为加湿器和排气扇。一般采用湿度传感器进行湿度的检测和分析，湿度传感器内部具有经过激光调整的互换型集成电路，它的输出电压和RH值（溶液中氢压的负对数值，是表示溶液氧化还原电位的一种方式）呈现一种线性关系，具有精确高、响应迅速以及漂移小等特点。

（3）光照强度控制部分。在光照测量环节，一般选择大电流和大势能的硅光电池为光照传感器的转换元件，将光照强度转化为电流信号，再通过一定的数据运算转化为电压信号并输出。通常，光照强度主要通过步进电机和控制百叶窗的闭合来调整。

下面是智能家居系统的整体功能图：

上图几乎涵盖了智能家居系统的所有功能，当然，大部分的家庭只安装了部分功能。在智能家居的实际应用中，无线网关和无线智能调控是最常用的。无线网关可以将无限传感器以及无线探测器所检测到的所有信息发送到控制服务器，再由控制服务器通过无线网关发送到用户的手机、电脑等设备上。例如，家里无人时，屋门被打开，门磁探测器就会将信息通过无线网关发送到用户的手机，用户看到信息后自主选择控制指令，包括屋门自动上锁和触发报警器。

无限智能调控用到上文提到过的温度传感器和湿度传感，可以自动调节室内的温度和亮度，衍生出来的功能有调节空气质量、门阀等。

二．业互联网技术

在信息时代，投资者多倾向于投资与工业互联网有关的项目，工业互联网将传感器和软件系统合二为一，使机器设备之间可以互相通信和传输数据。特别是生产和制造业，工业互联网可以增加工作效率，减少停工时间，从而提高企业的利润。据统计，未来，工业互联网将会使全世界的GDP总值增长10~15万亿，通用电气、英特尔以及德国宝马都是推动工业互联网发展的先行者。

工业互联网与物联网技术密不可分，最简单的体现就是生产的智能化。通过射频识别和传感技术，生产设备可以收到用户对产品的个性化需求，然后按照一定的规则和特点进行按需生产。要全面了解工业互联网，需要明确其三大元素。

（1）智能机器。用颠覆性的方法将现实世界的机器、团队、网络和设备通过传感器和软件应用程序连接在一起，其中也用到了智能机器人技术。

（2）高级分析。使用基于数学和物理的预测法、分析法和材料科学、电气工程和其他关键学科，来研究智能系统和智能机器的融合与运作方式。

（3）工作人员。主要是建立工作人员之间的实时连接，让他们可以随时传输各自所得到的数据和信息，以支持更加智能的服务、安全、设计和维护操作。

以上三大元素结合起来，将会为企业的发展赢得重大的机遇。例如，原始的统计方法主要是历史数据收集技术，这种方法的缺点就是将数据的获取、决策和分析分开进行，导致效率得不到提高。伴随着工业互联网技术的发展。实时数据的处理能力得到大幅度提升，高频率的数据被找出后，可以立即利用智能机器进行高级分析，再加上工作人员的协同合作，极大地提高了数据利用率。

三．无人驾驶技术

无人驾驶技术可以应用于各种运动的载体，目前，发展潜力最大的当属无人驾驶汽车技术，该技术的目标是完全取代驾驶员。无人驾驶汽车领域的“领头羊”依然是谷歌，据悉，谷歌无人驾驶车已经获得了加利福尼亚州立法获批，而且在2012年5月8日，美国内华达州为谷歌无人驾驶汽车颁发了一张合法的车牌，只不过，无人驾驶汽车的车牌是红色的。此前，谷歌无人汽车只在内华达州上路了三个月，这充分表明了无人驾驶技术的巨大前景和价值。

实验表明，谷歌的无人驾驶汽车比普通汽车的安全系数更高，可安全行驶113万公里，而普通汽车平均行驶100万公里就会出现一次交通事故。除了帮助我们减少车祸死亡率，无人驾驶汽车还能帮助我们保护地球。由于无人驾驶汽车在节能、制动以及加、变速等方面都进行了优化，其燃油利用效率、有害气体控制效率都比传统汽车要高很多。据麦肯锡咨询公司统计，谷歌无人驾驶汽车每年可以帮助减少千万吨有害气体的排放。

谷歌无人驾驶汽车的技术原理是这样的：在行驶开始时，车顶上的扫描器会发射64束激光射线，激光碰到车辆周围的物体就会反射回来，这时，车内的测距仪就会计算出物体与车子的距离。而另一套安装在底部的系统会测量出车辆在多个方向上的加速度、角速度等数据，然后再结合定位系统提供的数据计算出车辆的位置，所有计算出来的数据与车载摄像机捕获的图像最后一起输入计算机，软件就会以极高的速度处理这些数据。这样，系统就可以非常迅速地对环境做出判断。因此，无人驾驶技术绝对可以称得上是物联网的杀手级应用。