淺析物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)狀

郭芳 張東霞

【摘要】物聯(lián)網(wǎng)的定義是：通過射頻識別、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進(jìn)行信息交換和通訊，以實(shí)現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)研究中的關(guān)鍵技術(shù)，包括RFID技術(shù)、傳感器網(wǎng)絡(luò)與檢測技術(shù)、智能技術(shù)和納米技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為國家首個傳感網(wǎng)信息中心對人類生活、工業(yè)發(fā)展、科技進(jìn)步的促進(jìn)作用不可估量。

【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng) RFID 傳感網(wǎng)

1物聯(lián)網(wǎng)簡介

物聯(lián)網(wǎng)，它是一種集計算機(jī)、通信、網(wǎng)絡(luò)、智能計算、傳感器、嵌入式系統(tǒng)、微電子等多個技術(shù)領(lǐng)域的新技術(shù)，其中通信技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的關(guān)鍵與依托。它將各種信息傳感設(shè)備，如射頻識別（RFID）裝置、紅外藍(lán)牙感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等種種裝置與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來而形成的一個巨大網(wǎng)絡(luò)。

從技術(shù)上理解，物聯(lián)網(wǎng)理解是指物體通過智能感應(yīng)裝置，經(jīng)過傳輸網(wǎng)絡(luò)，到達(dá)指定的信息處理中心，終實(shí)現(xiàn)物與物、人與物之間的自動化信息交互與處理的智能網(wǎng)絡(luò)。

從應(yīng)用上理解，物聯(lián)網(wǎng)是指把世界上所有的物體都連接到一個網(wǎng)絡(luò)中，形成“物聯(lián)網(wǎng)”，然后“物聯(lián)網(wǎng)”又與先有的互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)人類社會與物理系統(tǒng)的整合，達(dá)到更加精細(xì)和生動的方式管理生產(chǎn)和生活。

2物聯(lián)網(wǎng)的原理

物聯(lián)網(wǎng)是在計算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，利用RFID、無線數(shù)據(jù)通信等技術(shù)，構(gòu)造一個覆蓋世界上萬事萬物的“InternetofThings”。在這個網(wǎng)絡(luò)中，物品（商品）能夠彼此進(jìn)行“交流”，而無需人的干預(yù)。其實(shí)質(zhì)是利用射頻自動識別（RFID）技術(shù)，通過計算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)物品（商品）的自動識別和信息的互聯(lián)與共享。

而RFID，正是能夠讓物品“開口說話”的一種技術(shù)。在“物聯(lián)網(wǎng)”的構(gòu)想中，RFID標(biāo)簽中存儲著規(guī)范而具有互用性的信息，通過無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)把它們自動采集到中央信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)物品（商品）的識別，進(jìn)而通過開放新的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息交換和共享，實(shí)現(xiàn)對物品的“透明”管理。

“物聯(lián)網(wǎng)”概念的問世，打破了之前的傳統(tǒng)思維。過去的思路一直是將物理基礎(chǔ)設(shè)施和IT基礎(chǔ)設(shè)施分開：一方面是機(jī)場、公路、建筑物，而另一方面是數(shù)據(jù)中心，個人電腦、寬帶等。而在“物聯(lián)網(wǎng)”時代，鋼筋混凝土、電纜將與芯片、寬帶整合為統(tǒng)一的基礎(chǔ)設(shè)施，在此意義上，基礎(chǔ)設(shè)施更像是一塊新的地球工地，世界的運(yùn)轉(zhuǎn)就在它上面進(jìn)行，其中包括經(jīng)濟(jì)管理、生產(chǎn)運(yùn)行、社會管理乃至個人生活。

3物聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

物聯(lián)網(wǎng)可以以電子標(biāo)簽和EPC（ElectronicProductCode，產(chǎn)品電子代碼）碼為基礎(chǔ)，建立在計算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上形成實(shí)物互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，其宗旨是實(shí)現(xiàn)全球物品信息的實(shí)時共享和互通。物聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由信息采集系統(tǒng)、PML信息服務(wù)器、產(chǎn)品命名服務(wù)器（ONS）和應(yīng)用管理系統(tǒng)四部分組成。它們的功能如下：

信息采集系統(tǒng)。信息采集系統(tǒng)包括產(chǎn)品電子標(biāo)簽、讀寫器、駐留有信息采集軟件的上位機(jī)組成，主要完成產(chǎn)品的識別和產(chǎn)品EPC碼的采集和處理。存儲有EPC碼的電子標(biāo)簽在經(jīng)過讀寫器的感應(yīng)區(qū)域時，產(chǎn)品EPC碼會自動被讀寫器捕獲，從而實(shí)現(xiàn)自動化EPC信息采集，采集的數(shù)據(jù)將交由上位機(jī)信息采集軟件進(jìn)行進(jìn)一步的處理，如數(shù)據(jù)校對、數(shù)據(jù)過濾、數(shù)據(jù)完整性檢查等，這些經(jīng)過整理的數(shù)據(jù)可以為上層應(yīng)用管理系統(tǒng)使用。

PML信息服務(wù)器。PML（PhysicalMarkupLanguage，實(shí)體描述語言）信息服務(wù)器由產(chǎn)品生產(chǎn)商建立并維護(hù)，他們根據(jù)事先規(guī)定的原則對產(chǎn)品進(jìn)行編碼，并利用標(biāo)準(zhǔn)的XML對產(chǎn)品的詳細(xì)信息進(jìn)行描述。PML服務(wù)器在物聯(lián)網(wǎng)中的作用在于以通用的格式提供對產(chǎn)品原始信息的描述，便于其他節(jié)點(diǎn)的訪問。

產(chǎn)品命名服務(wù)器（ONS）。產(chǎn)品命名服務(wù)器ONS（ObjectNameService）在各信息采集節(jié)點(diǎn)與PML信息服務(wù)器之間建立聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)從產(chǎn)品EPC碼到產(chǎn)品PML描述信息之間的映射。

應(yīng)用管理系統(tǒng)。應(yīng)用管理系統(tǒng)通過和信息采集軟件（如Savant）之間的接口獲取產(chǎn)品EPC信息，并通過ONS找到產(chǎn)品的PML信息服務(wù)器，從而獲得產(chǎn)品詳細(xì)信息以實(shí)現(xiàn)存諸入庫管理、產(chǎn)品路徑跟蹤等應(yīng)用功能。

物聯(lián)網(wǎng)通過Internet信息世界的互聯(lián)實(shí)現(xiàn)物理世界任何產(chǎn)品的互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)在任何地方、任何時間可識別任何產(chǎn)品，使產(chǎn)品成為附有動態(tài)信息的“智能產(chǎn)品”，并使產(chǎn)品信息流和物流完全同步，從而為產(chǎn)品信息共享提供了一個高效、快捷的網(wǎng)絡(luò)平臺。

4物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域

在國家大力推動工業(yè)化與信息化兩化融合的大背景下，物聯(lián)網(wǎng)將是工業(yè)乃至更多行業(yè)信息化過程中一個比較現(xiàn)實(shí)的突破口。一旦物聯(lián)網(wǎng)大規(guī)模普及，無數(shù)的物品需要加裝更加小巧智能的傳感器，用于動物、植物、機(jī)器等物品的傳感器與電子標(biāo)簽及配套的接口裝置數(shù)量將大大超過目前的手機(jī)數(shù)量。

按照目前對物聯(lián)網(wǎng)的需求，在近年內(nèi)就需要按億計的傳感器和電子標(biāo)簽。專家預(yù)計，2011年，內(nèi)嵌芯片、傳感器、無線射頻的“智能物件”將超過1萬億個，物聯(lián)網(wǎng)將會發(fā)展成為一個上萬億元規(guī)模的高科技市場，這將大大推進(jìn)信息技術(shù)元件的生產(chǎn)，給市場帶來巨大商機(jī)。

物聯(lián)網(wǎng)用途廣泛，遍及智能交通、環(huán)境保護(hù)、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工業(yè)監(jiān)測、老人護(hù)理、個人健康、花卉栽培、水系監(jiān)測、食品溯源、敵情偵查和情報搜集等多個領(lǐng)域。

物聯(lián)網(wǎng)把新一代IT技術(shù)充分運(yùn)用在各行各業(yè)之中，具體地說，就是把感應(yīng)器嵌入和裝備到電網(wǎng)、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統(tǒng)、大壩、油氣管道等各種物體中，然后將“物聯(lián)網(wǎng)”與現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)整合起來，實(shí)現(xiàn)人類社會與物理系統(tǒng)的整合，在這個整合的網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，存在能力超級強(qiáng)大的中心計算機(jī)群，能夠?qū)φ暇W(wǎng)絡(luò)內(nèi)的人員、機(jī)器、設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)施實(shí)時的管理和控制，在此基礎(chǔ)上，人類可以以更加精細(xì)和動態(tài)的方式管理生產(chǎn)和生活，達(dá)到“智慧”狀態(tài)，提高資源利用率和生產(chǎn)力水平，改善人與自然間的關(guān)系。

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