物聯網及其核心技術解析

河南牧業(yè)經濟學院信息與電子工程學院　劉　博

物聯網及其核心技術解析

河南牧業(yè)經濟學院信息與電子工程學院劉博

物聯網集合了各種感知技術，主要解決物品與物品，人與物品，人與人之間的互連，所以，物聯網至少應具備三個關鍵特征：全面感知，互通互聯和智慧運行。本文詳細闡述了對物聯網概念的解析、體系架構組成以及其主要的核心技術，為物聯網行業(yè)的規(guī)劃發(fā)展提供一定的依據和參考。

物聯網概念；體系架構；核心技術

一、物聯網的概念解析

物聯網（英文簡稱為IOT，即Internet of Things）是通過互聯網達到物物相連的一種網絡，物聯網技術是計算機與互聯網技術的結合，實現物體與物體之間、環(huán)境以及狀態(tài)信息實時的共享以及智能化的收集、傳遞、處理、執(zhí)行。其本質是就是通過互聯網利用物聯網的各個層次（主要是感知層、網絡層和應用層）的關鍵技術來實現物體的自動識別和信息（數據）的互通互聯。它與互聯網的區(qū)別在于，互聯網以人為本，信息的采集、處理和傳輸都是由人來完成，而物聯網則是以物為核心。

物聯網的概念還可以從以下幾個方面來解析：

（1）物聯網是指把世界上所有的物體都聯接到一個網絡中實現物體的互通互聯，這中間涉及各種通信網絡（包括Zigbee、WiFi、藍牙、3G、4G等）和互聯網相互融合，通過網絡的可靠傳遞實現物體信息的共享。

（2）簡單的來講，物聯網就是將RFID（無線射頻識別）、WSN（無線傳感器網絡）和移動互聯網結合為用戶提供生產生活的各方面的服務。

二、物聯網的體系架構

物聯網的體系架構主要有感知層、網絡傳輸層和應用層組成。

（1）感知層即實現全面感知，利用各種感知、捕獲和測量的技術手段，實時的對物體進行信息的采集和獲取。就是指物體的信息通過智能感應裝置（比如條形碼、電子標簽、攝像頭、各種傳感器、紅外感應、衛(wèi)星定位等）被感知，完成各類物理事件和數據的采集，然后經過網絡（包括局域網和移動互聯網等）進行傳輸，到達指定的中心進行信息處理，最終實現物與物、人與物之間的自動化信息交互與處理的智能網絡。

（2）網絡傳輸層一般指無線傳感網絡。網絡傳輸層位于感知識別層和應用支撐層中間，負責兩層之間的數據傳輸，常用的短距離無線傳感網絡有：ZigBee、WiFi（Wlan）、WiMAX、Bluetooth（藍牙）等，長距離無線傳輸網絡有：3G網絡（GPRS、GSM、WCDMA、TD-SCDMA、CDMA2000等）以及現在正在普及的4G網絡等。

由感知識別層采集的數據（傳感器、RFID、攝像頭等感知設備所獲取數據）需要經過通信網絡傳輸到數據中心、控制系統(tǒng)等地方進行信息處理、存儲，傳感器網通過協同信息處理實現自組織組網，依次來完成信息傳輸。現有的物聯網網絡傳輸層一般都在目前已有的移動通訊網和互聯網的基礎上來建立。

（3）應用層主要提供對網絡獲取數據的智能處理和服務支撐平臺，完成數據的分析和處理。包括應用支撐提供各種接口、中間件技術、云計算和各種應用終端軟件等。

三、核心技術

物聯網的核心技術從各個層面上來分有以下幾點：無線射頻識別技術（簡稱RFID）、傳感器技術、無線傳感網、嵌入式網關技術、云計算技術、服務端編程和移動終端應用等等。

射頻識別技術又叫電子標簽技術，是一種可通過無線識別特定目標并讀寫相關數據，無需建立機械或光學接觸的無線通信技術。系統(tǒng)一般都由標簽、閱讀器、編程器（主機）、天線幾部分組成。RFID標簽上存儲著規(guī)范而具有互用性的信息，可實現物品信息的無線非接觸識別，這項技術廣泛應用于物流、交通、身份識別、安防等領域。

傳感器技術是自動檢測和自動轉換技術的總稱。傳感器是獲取自然和生產領域中信息的主要途徑與手段。傳感器可以獲取大量人類感官無法直接獲取的信息。這是物聯網的基礎技術之一。

無線網絡技術是物聯網中數據傳輸的重要環(huán)節(jié)。無線網絡既包括Zigbee等無線標準，也包括為藍牙技術、WIFI技術、IPv6技術等。物聯網需要更多的IP地址，IPv4資源有限，現在需要IPv6來支撐。物聯網就是物物相連的互聯網，然而真的要把物和物連接起來，除了需要各種傳感器，首先要給他們每個都貼上一個標簽，也就是每個物體要有自己的IP地址，這樣用戶才能夠通過網絡。在IPv6可以讓人們擁有幾乎無限大的空間，就能構筑一個人人有IP、物物相連的物聯網世界，那么IPv6將是物聯網的重要應用的基石。

嵌入式網關技術，嵌入式網關是一個中央數據轉換單元，基于傳統(tǒng)嵌入式技術，運行復雜的嵌入式操作系統(tǒng)，實現傳感無線網的數據交互。

云計算技術，云計算平臺作為海量感知數據的存儲、分析平臺，是物聯網發(fā)展必不可少的部分，云計算已經不是簡單的云存儲和對計算能力的需求，它越來越是大數據、云計算和人工智能三位一體的融合。

移動終端應用技術，隨著智能化無線移動終端的流行，傳統(tǒng)應用也都隨之轉移，它是人機物聯網對話應用也成為人與物品（商品）之間溝通的窗口。

四、小結

本文物聯網的基本概念出發(fā)，并從多個層面對物聯網的概念進行解析，然后又對物聯網的體系架構組成和主要的核心技術進了簡要的闡述，為物聯網行業(yè)的規(guī)劃發(fā)展提供一定的依據和參考。

［1］陳鈺瑩，付蔚，劉謀黎.物聯網技術［M］.北京：清華大學出版社，2010.

［2］張世錦.物聯網技術導論［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2015，7.

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［4］宋文.無線傳感網技術與應用［M］.北京：電子工業(yè)出版社，2007.