邵澤云

隴東學(xué)院信息工程學(xué)院，甘肅 慶陽 745000

引言

目前，隨著全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，世界各國對(duì)各個(gè)領(lǐng)域的學(xué)科技術(shù)水平都有了更高的要求，物聯(lián)網(wǎng)作為全球IT發(fā)展方向的下一代代表，物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)將為各領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)的發(fā)展提供了一個(gè)有力的支持，它就會(huì)像互聯(lián)網(wǎng)一樣，將帶動(dòng)全球經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，未來的物聯(lián)網(wǎng)將應(yīng)用到我們的現(xiàn)實(shí)生活當(dāng)中,它不但可以使生產(chǎn)的成本迅速降低、經(jīng)濟(jì)效益得到提升,而且還可以成為促進(jìn)全球經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇的技術(shù)動(dòng)力[1]。

1 物聯(lián)網(wǎng)的概念

由于物聯(lián)網(wǎng)目前正處在發(fā)展研究階段，好多技術(shù)還不成熟，因此，有關(guān)物聯(lián)網(wǎng)的概念有多重說法，都不盡相同，其中較為通俗易懂的一種說法是：物聯(lián)網(wǎng)是通過射頻識(shí)別技術(shù)RFID、全球定位系統(tǒng)GPS、紅外感應(yīng)技術(shù)、激光掃描技術(shù)等傳感設(shè)備，按照預(yù)先約定的協(xié)議把任何事物和互聯(lián)網(wǎng)連接起來，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)和信息的交換，從而達(dá)到智能實(shí)現(xiàn)跟蹤、定位、管理和監(jiān)控的一種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)[2]。物聯(lián)網(wǎng)是在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)之上發(fā)展起來的，互聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)的最核心的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，互聯(lián)網(wǎng)主要實(shí)現(xiàn)機(jī)器間的通信，而物聯(lián)網(wǎng)是將互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行了延伸和擴(kuò)展，將網(wǎng)絡(luò)的通信實(shí)體擴(kuò)展到了任何物體之間，從而實(shí)現(xiàn)人與人、人與物、物與物之間的任何物體之間的通信。

2 物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)

2.1 射頻設(shè)別RFID技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)之一就是射頻設(shè)別技術(shù)，它是一種以非接觸方式工作的無線感應(yīng)的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它無需人工的參與就能利用射頻信號(hào)自動(dòng)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別并獲取相應(yīng)的信息。一種典型的射頻識(shí)別系統(tǒng)的組成如圖1所示。

圖1 一種典型的射頻識(shí)別系統(tǒng)

射頻識(shí)別有時(shí)又稱為電子標(biāo)簽，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)檢索都是利用無線傳輸技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，不需要與目標(biāo)實(shí)體有直接接觸，在系統(tǒng)中，射頻識(shí)別的主要部件就是電子標(biāo)簽和讀寫器,讀寫器是通過無線信號(hào)來讀取遠(yuǎn)處目標(biāo)的電子標(biāo)簽內(nèi)的信息,然后根據(jù)讀取到的信息來識(shí)別目標(biāo)實(shí)體的信息[3]。

2.2 電子標(biāo)簽

電子標(biāo)簽是由耦合元件及其他功能芯片構(gòu)成，一般都嵌入在物體的相應(yīng)位置實(shí)現(xiàn)目標(biāo)對(duì)象的識(shí)別，每個(gè)電子標(biāo)簽的電子編碼都是唯一的，在芯片內(nèi)部具有超強(qiáng)的記憶能力，電子標(biāo)簽一般分為主動(dòng)和被動(dòng)兩種，工作時(shí)需要外接電源供電的叫主動(dòng)標(biāo)簽，而工作時(shí)不需要外接電源供電，而是通過被動(dòng)的電磁感應(yīng)返回信息的叫被動(dòng)標(biāo)簽[4]。

2.3 讀寫器

讀寫器是用來對(duì)電子標(biāo)簽進(jìn)行識(shí)別并進(jìn)行讀寫的功能部件，它主要通過天線與電子標(biāo)簽進(jìn)行無線方式的信息交換，在讀寫器內(nèi)部有中央處理器、發(fā)送器、接收器、控制器等組成，讀寫器工作時(shí)與電子標(biāo)簽以無線射頻信號(hào)方式進(jìn)行。

2.4 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的地方，它和讀寫器相連接，用來處理由讀寫器獲得的電子標(biāo)簽的數(shù)據(jù)，通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)這些的處理，就可以實(shí)現(xiàn)后臺(tái)控制的功能。

2.5 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是有多個(gè)無線傳感器節(jié)點(diǎn)組成的自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，這些傳感器節(jié)點(diǎn)具有數(shù)據(jù)處理、無線通信和感知的性能。無線傳感網(wǎng)利用無線傳感器節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)中環(huán)境的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，并將有關(guān)的信息數(shù)據(jù)收集起來，然后采用無線傳輸?shù)姆绞綄⑹占倪@些數(shù)據(jù)通過路由轉(zhuǎn)發(fā)到網(wǎng)絡(luò)的匯聚節(jié)點(diǎn)，再由匯聚節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到最終用戶，從而實(shí)現(xiàn)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)中目標(biāo)的目的[5]。一個(gè)典型的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 一個(gè)典型的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

2.6 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)要大規(guī)模的普及，除了底層的射頻識(shí)別技術(shù)、傳感器技術(shù)和其它的具有一定智能的設(shè)備外，還要有一套物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下標(biāo)準(zhǔn)的、統(tǒng)一的和可靠的通信協(xié)議的支持，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的框圖如圖3所示。

圖3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

無線寬帶網(wǎng)絡(luò)主要實(shí)現(xiàn)用戶和網(wǎng)絡(luò)間的數(shù)據(jù)通信，目前，無線寬帶網(wǎng)絡(luò)有無線局域網(wǎng)和無線城域網(wǎng)，其中無線局域網(wǎng)是由基站、服務(wù)訪問點(diǎn)、無線介質(zhì)等構(gòu)成，是有線網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展，主要用于有線網(wǎng)架設(shè)比較困難的場合，而無線城域網(wǎng)主要是為固定或移動(dòng)設(shè)備提供無線寬帶接入服務(wù)的；無線低速網(wǎng)絡(luò)主要有紅外、藍(lán)牙、ZigBee等，是為適應(yīng)距離短、功耗低的非智能設(shè)備間的無線傳輸方式，紅外通信時(shí)無需申請(qǐng)頻段，是一種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的無線近距離通信方式，藍(lán)牙是一種基于開放的無線通信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的，通信成本及功耗較低，傳輸距離比紅外遠(yuǎn)，ZigBee是一種主要針對(duì)無線個(gè)人局域網(wǎng)而出現(xiàn)的低速率、低成本和低功耗的無線通信技術(shù)；移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)主要是為物聯(lián)網(wǎng)中的遠(yuǎn)距離節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)通信提供靈活、便捷的一種有效方式，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)和有線網(wǎng)絡(luò)相比較而言，無線網(wǎng)絡(luò)具有較強(qiáng)的可移動(dòng)性和較強(qiáng)的靈活性，因此，如果將移動(dòng)通信網(wǎng)應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)，將有效地加快物聯(lián)網(wǎng)普及和應(yīng)用的速度[6]。

3 物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢

物聯(lián)網(wǎng)稱之為繼互聯(lián)網(wǎng)之后，世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮，目前，美國、歐盟等包括中國在內(nèi)的世界各國都投入巨大的人力財(cái)力進(jìn)行研究物聯(lián)網(wǎng)。我國也非常重視物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)與研究，工業(yè)和信息化部也正在和有關(guān)部門聯(lián)手進(jìn)行新一代信息技術(shù)方面內(nèi)容的研究，以便形成新一代信息技術(shù)發(fā)展的措施[7]。我國的《國家中長期科學(xué)與技術(shù)發(fā)展規(guī)劃（2006-2020年）》和“新一代寬帶移動(dòng)無線通信網(wǎng)”等重大專項(xiàng)中都將物聯(lián)網(wǎng)列入重點(diǎn)研究領(lǐng)域。最終物聯(lián)網(wǎng)會(huì)推動(dòng)全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

4 結(jié)束

物聯(lián)網(wǎng)是技術(shù)進(jìn)步的產(chǎn)物，是由多項(xiàng)技術(shù)融合而成的新的技術(shù)體系，物聯(lián)網(wǎng)具有顯著的、潛在的應(yīng)用需求和技術(shù)價(jià)值，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展勢必推動(dòng)任何事物之間互動(dòng)的信息化社會(huì)的發(fā)展。目前，物聯(lián)網(wǎng)正處在發(fā)展階段，要大規(guī)模大范圍普及物聯(lián)網(wǎng)，有許多關(guān)鍵的技術(shù)問題要研究與解決，因此還需要我們不斷地努力。

[1]朱亞杰.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用發(fā)展的探討[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2013,9（35）:8195-8196.

[2]劉強(qiáng)，崔莉，陳海明.物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)科學(xué)，2010，37（6）:1-4.

[3]鄭文斌.物聯(lián)網(wǎng)中RFID系統(tǒng)安全分析及對(duì)策[J].中國科技信息,2013(23):88-90.

[4]朱洪波,楊龍祥.物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)思想與應(yīng)用策略研究[J].通信學(xué)報(bào),2010,31(6):2-9.

[5]張杰,胡一兵，李亮等.多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)應(yīng)用研究[J].測試技術(shù)學(xué)報(bào)，2013,27(6):490-495.

[6]王偉瑋，馬鵬飛，張永軍等.物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下基于B/S模式的監(jiān)控系統(tǒng)[J].計(jì)算機(jī)與數(shù)字工程，2013,41(10):1573-1575.

[7]吳好，鄭淑蓉.物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的市場支撐體系研究[J].科技管理研究，2012（15）：168-170.