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        物聯(lián)網(wǎng)綜述

        2013-04-29 00:00:00陳曉剛
        企業(yè)導(dǎo)報(bào) 2013年18期

        【摘要】物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)在已經(jīng)成了時(shí)代的寵兒,這種這樣物聯(lián)網(wǎng)的字眼充斥著我們的眼球,在任意在網(wǎng)站輸入物聯(lián)網(wǎng)都會(huì)出現(xiàn)很多搜索結(jié)果,其中有各種各樣的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)站,有各種的物聯(lián)網(wǎng)會(huì)議,有各種的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用,有各種物聯(lián)網(wǎng)方面的研究和投資,也有很多物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用,總之物聯(lián)網(wǎng)正在悄悄走進(jìn)我們的生活和生產(chǎn)的各個(gè)方面。

        【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng);RFID;EPC

        一、物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生的背景

        1998年,美國(guó)麻省理工大學(xué)的Sarma、Brock、Siu創(chuàng)造性的提出將信息互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與RFID技術(shù)有機(jī)地結(jié)合,即利用全球統(tǒng)一的物品編碼作為物品標(biāo)識(shí),利用RFID實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的物品與Internet的聯(lián)接,無(wú)需借助特定系統(tǒng),即可在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)、實(shí)現(xiàn)對(duì)任何物品的識(shí)別和管理。1999年,由美國(guó)統(tǒng)一代碼委員會(huì)吉列和寶潔等組織和企業(yè)共同出資,在美國(guó)麻省理工大學(xué)成立Auto-ID Center,在隨后的幾年中,英國(guó)、澳大利亞、日本、瑞士、中國(guó)、韓國(guó)等國(guó)的6所著名大學(xué)相繼加入Auto-ID

        Center,對(duì)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)研究實(shí)行分工合作,開(kāi)展系統(tǒng)化研究,提出最初物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu):射頻標(biāo)簽、識(shí)讀器、Savant、ONS、PML

        Server。

        2003年11月1日,國(guó)際物品編碼組織出資正式接管EPC系統(tǒng),并組成EPC Global進(jìn)行全球推廣與維護(hù)。與此同時(shí),原6所大學(xué)的Auto-ID實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)到EPC Global下的技術(shù)組,作為EPC實(shí)驗(yàn)室,繼續(xù)對(duì)EpC系統(tǒng)的應(yīng)用提供技術(shù)支持,提出物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu):EPC編碼、EPC標(biāo)簽、讀寫(xiě)器、中間件、ONS、EP

        CIS。

        二、物聯(lián)網(wǎng)定義

        早在1995年,比爾·蓋茨在《未來(lái)之路》一書(shū)中就已經(jīng)提及物聯(lián)網(wǎng)概念。但是,物聯(lián)網(wǎng)概念的真正提出是在1999年,由EPC Global的Auto-ID Center提出,被定義為:把所有物品通過(guò)射頻識(shí)別等信息傳感設(shè)備與Internet連接起來(lái),從而實(shí)現(xiàn)智能化的識(shí)別和管理。

        2005年,國(guó)際電信聯(lián)盟正式稱物聯(lián)網(wǎng)為T(mén)he Internet of

        things,并發(fā)表了年終報(bào)告《ITU互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2005:物聯(lián)網(wǎng)》。報(bào)告指出,無(wú)所不在的物聯(lián)網(wǎng)通信時(shí)代即將來(lái)臨,世界上所有的物體從輪胎到牙刷、從房屋到紙巾都可以通過(guò)Internet主動(dòng)進(jìn)行交換;并描繪出物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的圖景:當(dāng)司機(jī)出來(lái)操作失誤時(shí)汽車會(huì)自動(dòng)報(bào)警;公文包會(huì)提醒主人忘記帶了什么東西;衣服會(huì)告訴洗衣機(jī)對(duì)顏色和水溫的要求等等。物聯(lián)網(wǎng)具體地說(shuō),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(lái),實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)與物理系統(tǒng)的整合,在這個(gè)整合的網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中,存在能力超級(jí)強(qiáng)大的中心計(jì)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(shí)的管理和控制。在此基礎(chǔ)上,人類可以以更加精細(xì)和動(dòng)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。

        三、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系結(jié)構(gòu)

        物聯(lián)網(wǎng)的價(jià)值在于讓物體也擁有了“智慧”,從而實(shí)現(xiàn)人與物、物與物之間的溝通,物聯(lián)網(wǎng)的特征在于感知、互聯(lián)和智能的疊加。因此,物聯(lián)網(wǎng)由三個(gè)部分組成:感知部分,即以二維碼、RFID、傳感器為主,實(shí)現(xiàn)對(duì)“物”的識(shí)別;傳輸網(wǎng)絡(luò),即通過(guò)現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)、廣電網(wǎng)絡(luò)、通信網(wǎng)絡(luò)等實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸;智能處理,即利用云計(jì)算、數(shù)據(jù)挖掘、中間件等技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)物品的自動(dòng)控制與智能管理等。

        物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)層次化的網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)大致有三層,從下到上依次可以劃分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。在各層之間,信息不是單向傳遞的,也有交互或控制。在所傳遞的信息中,主要是物的信息,包括物的識(shí)別碼、物的靜態(tài)信息、物的動(dòng)態(tài)信息等。物聯(lián)網(wǎng)3個(gè)層次涉及的關(guān)鍵技術(shù)非常多,是典型的跨學(xué)科技術(shù)。應(yīng)用層提供豐富的基于物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用,是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的根本目標(biāo),將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與行業(yè)信息化需求相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)廣泛智能化應(yīng)用的解決方案集,關(guān)鍵在于行業(yè)融合、信息資源的開(kāi)發(fā)利用、低成本高質(zhì)量的解決方案、信息安全的保障以及有效的商業(yè)模式的開(kāi)發(fā)。網(wǎng)絡(luò)層廣泛覆蓋的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)是實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施,是物聯(lián)網(wǎng)三層中標(biāo)準(zhǔn)化程度最高、產(chǎn)業(yè)化能力最強(qiáng)、最成熟的部分,關(guān)鍵在于為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用特征進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn),形成協(xié)調(diào)感知的網(wǎng)絡(luò)。感知層是實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)全面的感知的核心能力,是物聯(lián)網(wǎng)中包括關(guān)鍵技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)化方面、產(chǎn)業(yè)化方面有待突破的部分,關(guān)鍵在于具備更精確、更全面的感知能力,并解決低功耗、小型化和低成本的問(wèn)題。

        在各層之間,信息不是單向傳遞的,也有交互、控制等,所傳遞的信息多種多樣,這其中關(guān)鍵是物品的信息,包括在特定應(yīng)用系統(tǒng)范圍內(nèi)能唯一標(biāo)識(shí)物品的識(shí)別碼和物品的靜態(tài)與動(dòng)態(tài)信息。

        四、物聯(lián)網(wǎng)中的核心關(guān)鍵技術(shù)

        核心關(guān)鍵技術(shù)主要有RFID技術(shù)、傳感器技術(shù)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、人工智能技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)等。

        1.RFID技術(shù)。RFID技術(shù),又稱電子標(biāo)簽、無(wú)線射頻識(shí)別,是一種通信技術(shù),可通過(guò)無(wú)線電訊號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫(xiě)相關(guān)數(shù)據(jù),而無(wú)需識(shí)別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或光學(xué)接觸。它利用射頻信號(hào)通過(guò)空間電磁耦合實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸信息傳遞并通過(guò)所傳遞的信息實(shí)現(xiàn)物體識(shí)別。RFID既可以看做是一種設(shè)備標(biāo)識(shí)技術(shù),也可以歸類為短距離傳輸技術(shù)。

        2.傳感器技術(shù)。在物聯(lián)網(wǎng)中傳感器主要負(fù)責(zé)接收物品“講話”的內(nèi)容。傳感器技術(shù)是從自然信源獲取信息并對(duì)獲取的信息進(jìn)行處理、變換、識(shí)別的一門(mén)多學(xué)科交叉的現(xiàn)代科學(xué)與工程技術(shù),它涉及傳感器、信息處理和識(shí)別的規(guī)劃設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、制造、測(cè)試、應(yīng)用及評(píng)價(jià)改進(jìn)活動(dòng)等內(nèi)容。

        3.無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)中物品要與人無(wú)障礙地交流,必然離不開(kāi)高速、可進(jìn)行大批量數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o(wú)線網(wǎng)絡(luò)。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)既包括允許用戶建立遠(yuǎn)距離無(wú)線連接的全球語(yǔ)音和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò),也包括近距離的藍(lán)牙技術(shù)、紅外技術(shù)和Zigbee技術(shù)。

        4.人工智能技術(shù)。人工智能是研究是計(jì)算機(jī)來(lái)模擬人的某些思維過(guò)程和智能行為(如學(xué)習(xí)、推理、思考和規(guī)劃等)的技術(shù)。在物聯(lián)網(wǎng)中人工智能技術(shù)主要將物品“講話”的內(nèi)容進(jìn)行分析,從而實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)自動(dòng)處理。

        5.云計(jì)算技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展理離不開(kāi)云計(jì)算技術(shù)的支持。物聯(lián)網(wǎng)中的終端的計(jì)算和存儲(chǔ)能力有限,云計(jì)算平臺(tái)可以作為物聯(lián)網(wǎng)的大腦,以實(shí)現(xiàn)對(duì)海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和計(jì)算。

        五、結(jié)語(yǔ)

        物聯(lián)網(wǎng)將是下一個(gè)推動(dòng)世界快速發(fā)展的“主要生產(chǎn)力”,物聯(lián)網(wǎng)所帶來(lái)的是物理世界和虛擬世界融合的美好愿景,是人類社會(huì)的深度信息化。未來(lái)幾年是中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)以及應(yīng)用迅猛發(fā)展的時(shí)期。以物聯(lián)網(wǎng)為代表的信息網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)成為七大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一,成為推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)、邁向信息社會(huì)的“發(fā)動(dòng)機(jī)”。到2020年,全球物物互聯(lián)的業(yè)務(wù)與現(xiàn)有的人人互聯(lián)業(yè)務(wù)之比將達(dá)到30:1,物聯(lián)網(wǎng)大規(guī)模普及,成為一個(gè)萬(wàn)億美元級(jí)產(chǎn)業(yè)。

        參 考 文 獻(xiàn)

        [1]Peng Li,Wang Bingwen. Simulating Wireless Sensor Network Middle

        ware Using Compute Unified Device Architecture[C].Computational Intel

        ligence and Software Engineering.2009.1~4

        [2]Morten Tranberg Hansen,Branislav Kusy.Cross-Platform Wireless Sen

        sor Network Development[C].Information Processing in Sensor Networks(IPSN).2011.153~154

        [3]Dawud Gordon,Michael Beigl and Martin Alexander Neumann.dinam:A Wireless Sensor Network Concept and Platform for Rapid Development

        [C].Networked Sensing Systems(INSS).2010:57~60

        [4]沈蘇彬,范曲立,宗平等.物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)與相關(guān)技術(shù)研究[J].南京郵電大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版.2009,29(6):1~11

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