相關技術

物聯網相關技術

地址資源

物聯網的實現需要給每個物體分配唯一的標識或地址。最早的可定址性想法是基於RFID標籤和電子產品唯一編碼來實現的。

另一個來自語義網[3]的想法是,用現有的命名協議,如統一資源標誌符來訪問所有物品(不僅限於電子產品,智能設備和帶有RFID標籤的物品)。這些物品本身不能交談,但通過這種方式它們可以被其他節點訪問,例如一個強大的中央伺服器。

下一代網際網路將使用IPv6協議,它擁有極大數量的地址資源,使用IPv6的程序能夠和幾乎所有接入設備進行通信。這個系統將能夠識別任何一種物品[4]

GS1/EPCglobal EPC Information Services[5] (EPCIS) 是這些想法的一個綜合實踐。 這個系統被用來標識從太空、交通到消費電子領域的物品[6]

人工智慧

環境智能和自主控制並不是物聯網最初概念的一部分。環境智能和自主控制也並不依賴於網路架構。但目前的研究趨勢是將自主控制和物聯網結合在一起[7] 在未來物聯網可能是一個非決定性的、開放的網路,其中自組織的或智能的實體和虛擬物品能夠和環境交互並基於它們各自的目的自主運行。

嵌入式智能[8]是一種基於人工智慧視角對物聯網的解釋,可以被粗略定義為:藉助於廣泛部署的智能設備來取得關於人類、環境和社會的更多信息,來強化人工智慧收集和分析人類生活軌跡的能力。

架構

物聯網系統很可能是一個事件驅動的架構[9],由下而上進行構建,並囊括各種子系統。因此,模型驅動和功能驅動的方式將會共存,系統能夠較容易地加入新的節點,並能夠處理意外(Multi-agent systems, B-ADSc, etc.).

在物聯網中,一個事件信息很可能不是一個預先被決定的,有確定句法結構的消息,而是一種能夠自我表達的內容,例如語義網[10] 。相應地,信息也不必要有著確定的協議來規範所有可能的內容,因為不可能存在一個「終極的規範」能夠預測所有的信息內容。那種自上而下進行的標準化是靜態的,無法適應網路動態的演化,因而也是不切實際的。在物聯網上的信息應該是能夠自我解釋的,順應一些標準,同時也能夠演化那種標準。

子系統

物聯網中並不是所有節點都必須運行在全球層面上,比如TCP/IP層。舉例來講,很多末端感測器和執行器沒有運行TCP/IP協議棧的能力,它們通過ZigBee、現場匯流排等方式接入。這些設備通常也只有有限的地址翻譯能力和信息解析能力,為了將這些設備接入物聯網,需要某種代理設備和程序實現以下功能:在子網中用「當地語言」與設備通信;將「當地語言」和上層網路語言互譯;補足設備欠缺的接入能力。因此該類代理設備也是物聯網硬體的重要組成之一。

此外,出於安全考量,家庭、辦公室、工廠等環境可能採用一個自治的物聯網子網,有限制地與全球網互連。

定位技術

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陳豊贊科技公司於2013年ESR2014技術大會正初步研發定位技術。

M2M

 

Machine To Machine, 以雙方或是所遵循的共通標準,以訊息文字進行互動的一種機制。

 

物聯網發展關鍵技術

為了創造人、事、時、地、物都能相互聯繫與溝通的物聯網環境,當中有四項關鍵技術的成熟與否扮演著相當重要的角色,也左右了物聯網未來的發展情勢:

(一)射頻識別技術(Radio-frequency Identification, RFID)

RFID通常是由感應器(Reader)和標籤(Tag)所組成的系統,運作原理是利用感應器發出無線電波,觸動其範圍內的RFID標籤,藉由電流促動標籤上的晶片的運作來回應感應器。目前日常生活環境中已普遍存在RFID的相關應用,例如捷運悠遊卡、國道ETC、金融卡VISA WAVE、寵物晶片…等。在物聯網的時代RFID技術也能在不同的領域下應用,像是運用在物流、供應鏈管理上將有助於降低物流成本、提升倉儲管理效率,亦或運用於農、魚、牧等食產品履歷紀錄等,也由於RFID技術的相對成熟,在物聯網的發展上扮演著相當重要的角色。

(二)無線感知網路(Wireless Sensor Network, WSN)

無線感知網路是一種可以測得週遭環境變化狀況的無線技術。此技術透過感知器(Sensor)和無線網路的結合,可以提供週遭環境各種不同變化的數據,讓遠端的人員透過這些數據判斷環境發生的狀況。在應用範圍上像是水資源管理,透過偵測、蒐集水質資料,或裝置在橋樑上進行橋樑傾斜監控,也可在家中或企業內進行居家安全監控及企業員工的控管等,其應用近來在台灣開始逐漸增多,包括台電將其應用在電壓的監測;故宮將其應用在展櫃內溫濕度、光線的控制等;也有建商將之首度應用在社區內人身安全的通報上。未來在物聯網的時代透過不同類型感知器的搭配,將可拓展出各種不同類型的應用,唯其後端資料傳輸的無線技術是未來發展上成本及效率的關鍵。

(三)嵌入式技術(Embedded Intelligence)

嵌入式是一種將軟體結合硬體裝置的應用,舉凡行動電話、遊樂器、數位家電…等各種類型的設備皆可透過嵌入式技術使其具備接收網路訊息與處理資訊的能力,或是附加強大的軟體運算技術使其成為智慧化的裝置。在物聯網的發展趨勢下,所有的物件都必須要具備接受、傳遞與處理資訊的能力,因此嵌入式技術的發展更顯相得益彰。

(四)奈米與微機電技術(Nanotechnology and Micro Electro Mechanical Systems)

為了讓所有物件都具備連網及資料處理的能力,運算晶片的微型化和精準度的重要性與日俱增。在微型化上,利用奈米技術開發出更細微的機器元件,或是透過奈米技術上物質特性的變化來創造出新的結構/材料,來因應各種惡劣的應用環境;在精準度部分,近年微機電技術在精準化已有突破性的發展,在接收自然界的聲、光、震動、溫度等類比訊號後轉換為數位訊號,再交由控制器處理、致動器(actuator)反應做出動作的一連串過程的處理精準度提升許多。且由於奈米及微機電技術應用的範圍遍及資訊、醫療、生物、化學、環境、能源、機械…等各項領域,且當物質做成奈米尺寸後,就可發揮出電氣、磁氣、光學、強度、耐熱性等全新物質特性,也成為物聯網發展的關鍵技術之一。