高杰 江西財(cái)經(jīng)大學(xué)現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院 南昌市 330013

0 引言

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得以深遠(yuǎn)發(fā)展的今天，信息化社會(huì)對(duì)通信的要求己經(jīng)不僅僅限于人與人之間的通信；傳感技術(shù)、RFID和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的成熟使人與物品，物品與物品之間的通信成為可能，這就帶來(lái)了物聯(lián)網(wǎng)概念。物聯(lián)網(wǎng)的初級(jí)應(yīng)用M2M實(shí)現(xiàn)主要是通過(guò)傳感節(jié)點(diǎn)(包含嵌入式智能)、網(wǎng)絡(luò)(包含無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、有線網(wǎng)絡(luò))、信息處理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)的。為了促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)健康、有序、規(guī)?；目焖侔l(fā)展，具有先天優(yōu)勢(shì)和產(chǎn)業(yè)規(guī)模的互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商和終端設(shè)備商更應(yīng)該在新興的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)中找準(zhǔn)位置，發(fā)揮自己應(yīng)有的作用和價(jià)值。商業(yè)模式問題一直是物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的關(guān)注焦點(diǎn)，要想加快物聯(lián)網(wǎng)的推進(jìn)，就需要建立一個(gè)多方共贏的商業(yè)模式，讓所有參與物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的各個(gè)環(huán)節(jié)都能從中受益，獲得相應(yīng)的回報(bào)，讓物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)，從終端設(shè)備提供者到運(yùn)營(yíng)者都受到商業(yè)利益的驅(qū)動(dòng)，該模式就更具有推廣的價(jià)值。由于盈利模式和產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)還在發(fā)展之中，物聯(lián)網(wǎng)還有很多發(fā)展問題需要解決。雖然物聯(lián)網(wǎng)目前的初步應(yīng)用M2M的確具備被廣泛采用的市場(chǎng)潛力，但是相關(guān)的傳感技術(shù)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和平臺(tái)接口標(biāo)準(zhǔn)尚未統(tǒng)一，阻礙了物聯(lián)網(wǎng)的大規(guī)模推廣，物聯(lián)網(wǎng)商業(yè)模式也還未成熟，我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定的研究機(jī)構(gòu)己經(jīng)成立,但是設(shè)備生產(chǎn)商、電信運(yùn)營(yíng)商、方案提供商、系統(tǒng)集成商等都還沒有明確在新興的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)中的定位和合適的運(yùn)營(yíng)模式，使物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展緩慢,雖然國(guó)家大力提倡，但企業(yè)實(shí)際參與積極性不高，持觀望態(tài)度，根據(jù)現(xiàn)在的設(shè)施情況，物聯(lián)網(wǎng)初期建設(shè)成本是巨大的，需要巨額資金的支持。基于物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)在建設(shè)過(guò)程中遭遇的種種問題，有必要對(duì)現(xiàn)有的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行深入的研究和分析，以指導(dǎo)未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的建設(shè)。

1 物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)并不是一個(gè)全新的網(wǎng)絡(luò)，它是在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)上的融合，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也是多種前沿技術(shù)的聚合。從物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)的角度分別介紹感知層、網(wǎng)絡(luò)層及應(yīng)用層的關(guān)鍵技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)的英文名稱為“Internet of Things”，簡(jiǎn)稱IOT，由此可見，物聯(lián)網(wǎng)有兩層含義，一方面，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)之上延伸和擴(kuò)展的一種網(wǎng)絡(luò)，另一方面，其延伸和擴(kuò)展到了任何人與人，人與物，物與物之間進(jìn)行信息交換和通信。物聯(lián)網(wǎng)的定義有很多，政府工作報(bào)告的注釋中給出的定義是：“通過(guò)RFID、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描儀等信息傳感設(shè)備，按照約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。它是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)”。

1.1 物聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)

由于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，各自領(lǐng)域的應(yīng)用特點(diǎn)需求也不同，隨著近幾年物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，各應(yīng)用領(lǐng)域都初步有自己的技術(shù)方案，但是這些方案都沒有統(tǒng)一的規(guī)劃和標(biāo)準(zhǔn)，這極不利于物聯(lián)網(wǎng)的長(zhǎng)期發(fā)展，因此，現(xiàn)在急需建立一個(gè)統(tǒng)一的技術(shù)架構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)體系，此外，隨著物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，各種新技術(shù)也正在融入物聯(lián)網(wǎng)中，物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)將直接決定著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)。目前，世界上比較認(rèn)同的一種結(jié)構(gòu)是由感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層三層結(jié)構(gòu)組成的。物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)圖如果下圖1所示。

圖1 物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)

感知層被稱為是物聯(lián)網(wǎng)的五官，用來(lái)感知采集外界的數(shù)據(jù)信息，它主要包括RFID 讀寫器、RFID 標(biāo)簽、傳感器節(jié)點(diǎn)（如傳感器攝像頭）、二維碼，智能終端等構(gòu)成。它處在物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)的最底層，是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的基礎(chǔ)，起著重要的作用，正是感知層解決了人與物，物與物之間數(shù)據(jù)信息獲取的問題，例如各種物理量、標(biāo)識(shí)、音視頻多媒體數(shù)據(jù)等，由此可見，感知層對(duì)物聯(lián)網(wǎng)全面感知特性起著核心的作用。網(wǎng)絡(luò)層被稱為是物聯(lián)網(wǎng)的神經(jīng)中樞和大腦，網(wǎng)絡(luò)層主要由互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)、廣電網(wǎng)、衛(wèi)星通信網(wǎng)、行業(yè)專用網(wǎng)等構(gòu)成，它負(fù)責(zé)為數(shù)據(jù)的傳遞提供異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接口，從而將來(lái)自于感知層的數(shù)據(jù)信息高效、可靠地傳遞給應(yīng)用層。 由于物聯(lián)網(wǎng)中需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量要比傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)量大得多，所以僅僅依靠依靠現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)技術(shù)還不足以滿足物聯(lián)網(wǎng)的需求，要想實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)中數(shù)據(jù)的可靠傳輸，還需要對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行融合、擴(kuò)展、優(yōu)化。 應(yīng)用層被稱為是物聯(lián)網(wǎng)的“社會(huì)分工”，它是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的最終目的，感知層主要負(fù)責(zé)信息的分析處理，來(lái)做出正確的控制，實(shí)現(xiàn)智能化應(yīng)用服務(wù)。根據(jù)不同領(lǐng)域不同的需求，提供不同的應(yīng)用服務(wù)，其中包括物流監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)控、智能家居、智能交通、數(shù)字農(nóng)業(yè)等方面。

1.2 RFID技術(shù)

RFID（Radio Freqency Identification），即射頻識(shí)別技術(shù)，是自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的一種，它通過(guò)無(wú)線射頻方式進(jìn)行非接觸雙向數(shù)據(jù)通信，對(duì)目標(biāo)實(shí)體加以識(shí)別并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。一個(gè) RFID系統(tǒng)由三部分組成：RFID標(biāo)簽、讀寫器、后端數(shù)據(jù)庫(kù)。近來(lái)，RFID系統(tǒng)已經(jīng)吸引了來(lái)自工業(yè)、科研、媒體等領(lǐng)域的廣泛關(guān)注，它被應(yīng)用于供應(yīng)鏈管理，物流，倉(cāng)儲(chǔ)追蹤，醫(yī)療，交通，身份識(shí)別，樓宇門禁等領(lǐng)域。RFID 系統(tǒng)自身具有的非接觸性及 RFID標(biāo)簽的唯一標(biāo)識(shí)性使得它能實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)體的自動(dòng)掃描和唯一標(biāo)識(shí)，因此，RFID系統(tǒng)替代條形碼系統(tǒng)已經(jīng)成為一個(gè)必然的趨勢(shì)。

1.3 ZigBee技術(shù)

ZigBee是一種近距離、低速率、低功耗的無(wú)線通訊技術(shù)，它的物理層和M A C層的協(xié)議類似于IEEE802.15.4。ZigBee 技術(shù)具有數(shù)據(jù)傳輸速率低、低功耗、低成本、網(wǎng)絡(luò)容量大、時(shí)延短、安全、工作頻段靈活等特點(diǎn)。目前，ZigBee技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于無(wú)線傳感網(wǎng)中，ZigBee 模塊的加入使得無(wú)線傳感網(wǎng)的性能大大提高，ZigBee無(wú)線傳感網(wǎng)的特點(diǎn)下表1所示。

表1 ZigBee 無(wú)線傳感網(wǎng)的特點(diǎn)

由于ZigBee無(wú)線傳感網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸速率低、通信范圍較小的特點(diǎn)，使得它適合應(yīng)用于家庭自動(dòng)化，數(shù)字農(nóng)業(yè)，工業(yè)控制，醫(yī)療監(jiān)測(cè)等適合傳感器密集使用的領(lǐng)域和場(chǎng)所，ZigBee技術(shù)的低成本、低功耗性及高安全性都有利于 ZigBee無(wú)線傳感網(wǎng)的大規(guī)模部署應(yīng)用，其作為物聯(lián)網(wǎng)的一部分自然對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的推廣使用起到舉足輕重的作用。

2 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的發(fā)展前景

物聯(lián)網(wǎng)未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)有以下幾方面:

（1）以應(yīng)用為先導(dǎo)從公共管理與服務(wù)市場(chǎng)到企業(yè)與行業(yè)市場(chǎng)再到家庭的遞進(jìn)趨勢(shì)。此前RFID市場(chǎng)由于產(chǎn)業(yè)組織復(fù)雜，交易成本高，產(chǎn)業(yè)規(guī)模受限和降低成本難度大而使得整體市場(chǎng)發(fā)展緩慢。而在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中由于政府的大力支持會(huì)產(chǎn)生示范項(xiàng)目帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)逐步完善與改進(jìn)。

（2）物聯(lián)網(wǎng)涵蓋內(nèi)容較多，普適性的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)在短期內(nèi)難度大，標(biāo)準(zhǔn)工作將會(huì)在相關(guān)應(yīng)用的帶動(dòng)下逐步完善，占有的市場(chǎng)份額大、市場(chǎng)表現(xiàn)好的某些應(yīng)用衍生出來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)將成為廣泛接受的標(biāo)準(zhǔn)。

（3）由于單一企業(yè)目前很難完成完整的解決方案。從產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)成看,物聯(lián)網(wǎng)是以應(yīng)用解決方案為核心的,在發(fā)展初期是面向某些具體應(yīng)用而存在的。馬斯洛的需求層次理論,在一定程度上反映了人類行為和心理活動(dòng)的共同規(guī)律。馬斯洛從人的需要出發(fā)研究人的行為和探索人的激勵(lì),抓住了問題的關(guān)鍵；指出了人的需要是由低級(jí)向高級(jí)不斷發(fā)展的，這一趨勢(shì)基本上符合人的需要發(fā)展規(guī)律的。這個(gè)理論本來(lái)是用在人事管理領(lǐng)域的，但是這里用這個(gè)分類標(biāo)識(shí)物聯(lián)網(wǎng)新應(yīng)用對(duì)人的需求滿足的層次。因?yàn)槿丝偸菚?huì)優(yōu)先滿足底層需求，所以可以分析出各個(gè)應(yīng)用的發(fā)展前景。也就是說(shuō)當(dāng)個(gè)人用戶可以自主選擇物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)時(shí)，定位在滿足生理和安全的大眾需求會(huì)在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展初期會(huì)較快的滿足客戶，快速實(shí)現(xiàn)規(guī)?；默F(xiàn)在的情況看,即使定位于高層需求的智能家居,在發(fā)展過(guò)程中依然是把推廣家庭安防做為優(yōu)先推廣的應(yīng)用。對(duì)于企業(yè)和組織客戶來(lái)說(shuō)，那些能夠解決當(dāng)前問題和降低成本提高效率的應(yīng)用是最需要的,也會(huì)是市場(chǎng)接受程度最高的。

3 結(jié)束語(yǔ)

物聯(lián)網(wǎng)是由各種技術(shù)融合而成的新型技術(shù)體系。物聯(lián)網(wǎng)在多種應(yīng)用中具有潛在、顯著的技術(shù)價(jià)值和應(yīng)用需求，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展必將推動(dòng)物物相聯(lián)、人物互動(dòng)的信息化社會(huì)建設(shè)。影響物聯(lián)網(wǎng)大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵問題是技術(shù)繁多，而且需要互聯(lián)互通。物聯(lián)網(wǎng)具有巨大的深入發(fā)展和提升的空間，只有綜合研究解決了這些關(guān)鍵技術(shù)問題，物聯(lián)網(wǎng)才能得到快速推廣，造福于人類社會(huì)，實(shí)現(xiàn)智慧家園的美好愿望。

[1] 物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的物流信息系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[J].盤承軍.廣西民族大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版).2013(04).

[2] 煤礦信息化系統(tǒng)中基于RFID的物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究[J].張丹,王建華,吳玉華.煤炭技術(shù).2013(11).

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[5] 無(wú)線Ad hoc船舶通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].宮宇,王旭東,龐福文.艦船科學(xué)技術(shù).2010(04).