物联网概念及技术应用概述

2017-12-30俞沁圆1顾婷2孔玉琴3王晟通讯作者

数码世界 2017年10期

关键词：联网康复信息

俞沁圆1 顾婷2 孔玉琴3 王晟（通讯作者）4

1上海市养志康复医院（上海市阳光康复中心） 2南京医科大学 3徐州医科大学 4江苏医药职业学院

物联网概念及技术应用概述

俞沁圆1 顾婷2 孔玉琴3 王晟（通讯作者）4

1上海市养志康复医院（上海市阳光康复中心） 2南京医科大学 3徐州医科大学 4江苏医药职业学院

物联网作为继计算机、互联网和移动通信网之后的又一次信息产业浪潮，不止是对中国，甚至对世界的政治、经济、文化、军事等方面都会产生巨大的影响，本文主要介绍物联网的背景、基本概念，并从感知层、传输层和应用层三个方面深入介绍物联网，最后对物联网的应用做出了相应的阐释。

物联网 RFID 应用

1 背景

近年随着“智慧地球”等概念的提出，物联网在社会各界不断出现，引来了越来越多的讨论和重视。其为继计算机、互联网和移动通信网之后的又一次信息产业浪潮，不止是对中国，甚至对世界的政治、经济、文化、军事等方面都会产生巨大的影响。物联网的概念是在1999年由美国麻省理工学院Auto-ID Center首次提出，其后2005年11月17日，在突尼斯举行的信息社会世界峰会（WSIS）上，国际电信联盟（ITU）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1月28日，为应对金融危机，奥巴马与美国工商业领袖举行了一次圆桌会议，IBM首席执行官彭明盛向美国总统奥巴马提出了“智慧地球”的概念，此后物联网概念逐步升温。欧洲智能系统集成技术平台组织EPOSS在《Internet of things in 2020》预测2015-2020物体进入半智能化，2020年后进入全智能化。

2 基本概念

物联网（Internet of things），顾名思义就是物物相连的网，但是其核心与基础仍然是互联网，是在互联网基础之上的延伸和扩展，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流和通信。对物联网比较严格的定义是：通过RFID装置、红外感应器、GPS、激光扫描的信息传感设备，按照约定协议，把任何物品与互联网相连，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。现在还没有制定出一个明确的全世界范围内公认的体系结构，但是一般都将物联网划分为感知层、传输层和应用层这三个层次。

感知层是物联网的核心，是“物物相连”的关键，目前主要通过传感器技术、RFID技术、M2M（Machine-To-Machine）、二维码以及嵌入式系统技术来获取信息。

传输层是通过各种电信网络与互联网络的融合，将物体信息实时而又准确的传输出去，现在传输信息运用的网络先进技术包括IPV6、新型无线通信网、自组网技术等。

应用层是将感知层得到的信息进行处理，把信息发送给有需要的人。

3 物联网的应用

物联网应用非常广泛，从居家生活到环境监测、智能电力、智能交通、工业监控都可有深远的影响及运用。其中部分已经融入我们的生活与我们息息相关如：地铁交通卡，还有一些正在探索当中。物联网在康复工程中的应用也是现在多个发展方向之一，康复工程是利用工程技术和原理，代偿或者替代人体障碍功能，或者帮助康复训练的进行，使患者的实际能力和生活质量达到尽可能高的水平，主要包括矫形器(orthosis)、假肢(prosthesis)、辅助具(assistive devices)、适应性器具(adaptive devices)、轮椅(wheelchairs)、步行辅助具等。近年随着人们对骨骼、肌肉、神经系统生理及其疾患本质的深入研究，康复工程学得到了迅速发展，在患者的需求及智能化逐渐覆盖各个领域的环境下，康复工程与物联网的结合越来越紧密。目前眼控轮椅、气流控制轮椅、肌肉控制轮椅、机械发声目前都已成为可能，部分产品已投入使用（如霍金与外界的交流装置就是红外线发放与侦测系统的应用）。2017年2月24日，英国《每日邮报》报道，斯坦福大学的研究人员开发出新的人机连接方式，这种连接方式可使瘫痪人士用脑控制打字，以更好的进行互相交流。将微小电极植入脑部，当想象自己的手部运动时，屏幕上的光标也会随之移动。根据斯坦福大学研究组的说法，这是改善严重肢体无力和瘫痪人士生活的一个重要里程碑。在一项新的研究中，对患有肌萎缩性脊髓硬化症和脊髓受到损伤进行脑部和计算机相连的测试。每位测试者脑部都置有电极阵列传感器，记录下脑部皮质区发布的控制肌肉运动的信号。随后，信号通过电缆传输到计算机，并由算法翻译成单击命令，参与者通过植入电极连接的电缆来控制屏幕上的光标输入单词，两参与者分别能够达到平均每分钟输入6.3和2.3个字符，取得了良好的效果。在经济不断发展，人们康复观念越来越强对生活的质量要求越来逐步增高及国家积极倡导的大环境下，康复工程与物联网的结合是不可避免的趋势。