物聯網技術的研究與探討

摘 要:物聯網是繼互聯網之后的又一次技術革命浪潮。本文通過對物聯網的發展概況、基本概念、應用領域進行的由淺入深的研究與探討，通過對國內外資料的分析、總結，論證了物聯網體系結構的建議模型。

關鍵詞:物聯網發展概況應用領域體系結構模型

中圖分類號:TP393文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)07(a)-0004-01

1 物聯網概念的提出與發展

1.1 國外物聯網的發展概況

物聯網概念最早出現于比爾·蓋茨1995年出版的《未來之路》一書。該書提出了“物－物”相聯的物聯網雛形，只是當時受限于無線網絡、硬件及傳感器設備的發展，并未引起世人的重視。2005年，國際電信聯盟(ITU)在《ITU互聯網報告2005:物聯網》中，正式提出了“物聯網”概念。2008年3月在蘇黎世舉行了全球首個國際物聯網會議“物聯網2008”，探討了“物聯網”的新理念和新技術，以及如何推進“物聯網”發展。奧巴馬就任美國總統后，IBM首席執行官彭明盛首次提出“智慧地球”的概念，并得到了美國各界的高度關注;甚至有分析認為，IBM公司的這一構想將有可能上升至美國的國家戰略，并在世界范圍內引起轟動。

1.2 我國物聯網的發展

2009年8月7日溫家寶總理在無錫微納傳感網工程技術研發中心視察并發表重要講話，提出了“感知中國”的理念，這標志著政府對物聯網產業的關注和支持力度已提升到國家戰略層面。2009年9月11日，“傳感器網絡標準工作組成立大會暨感知中國高峰論壇”在北京舉行，會議提出了傳感網發展的一些相關政策。2010年3月2日，上海物聯網中心正式揭牌。更為重要的是，溫家寶總理在《2010年政府工作報告》中明確提出:“今年要大力培育戰略性新興產業;要大力發展新能源、新材料、節能環保、生物醫藥、信息網絡和高端制造產業;積極推進新能源汽車、電信網、廣播電視網和互聯網的三網融合取得實質性進展，加快物聯網的研發應用;加大對戰略性新興產業的投入和政策支持。”

2 物聯網的基本概念

互聯網主要解決人與人之間的通信，物聯網則主要實現人與物、物與物之間的通信。

物聯網是在計算機互聯網的基礎上，利用射頻識別(RFID)、二維碼、無線數據通信等技術，構造一個覆蓋世界上萬事萬物“Internet of Things”的網絡，在這個網絡中，物品能夠彼此進行“交流”，而無需人的干預，其實質是利用RFID等技術，通過計算機互聯網實現物品的自動識別和信息的互聯與共享，物聯網是今后網絡的發展趨勢。

3 物聯網的應用

物聯網的應用領域將非常廣闊，包括公共安全、環境保護、智能交通、電子商務、工業自動化控制、家居安防、健康監控、精細農業等各行各業，無所不在。

(1)公共安全領域。公共安全管理的關鍵是預先感知，具有物聯網的天然屬性，物聯網在公共安全中的應用，核心應是智能化。物聯網的智能化應用，將轉變傳統管理模式，大幅提高公共管理水平。正如物聯網是信息化發展的更高階段，基于物聯網的智能安防系統也是安防行業發展的大勢所趨。物聯網的發展將極大的拓寬安防的范圍和內涵，未來的安防將會滲透人們生活的方方面面，成為物聯網的一個基本功能。(2)環境保護領域。環境在線監控系統是物聯網的最早探索和實踐。環境在線監控就是在點線面源的合適點位上安裝各種自動監測儀器儀表和數據采集傳輸儀，通過各種通訊信道與環境監控中心的通信服務器相連，實現在線實時通訊，這樣傳感器感知的點位環境狀態就被源源不斷地送到環保部門，并存儲在海量數據庫服務器上，以供環保信息化各種應用系統使用。(3)智能交通領域。智能交通是將交通管理理念與物聯網系統結合的產物，其中涉及車輛檢測、交通信息與通信、計算機網絡技術綜合應用于由汽車和道路所構成的道路交通運輸系統等，使汽車與道路的管理功能智能化，是解決交通運行、改善停車擁擠、提升行車安全、提高運行效率、減少空氣污染等的最佳途徑。(4)電子商務領域。電子商務是在互聯網開放環境下一種基于網絡的電子交易、在線電子支付的商業運營方式。物聯網電子商務是把最具革命意義的IT技術應用于電子商務中，然后將“物聯網”與現有的電子商城整合起來，實現人類社會與物理系統的整合，利用超級強大的蜂式計算機群，對整合網絡內的商品、買賣雙方、設備和基礎設施實施實時的管理和監督，達到“自動化的智能狀態”。

4 物聯網體系結構模型

在物聯網的發展過程中，一個物聯網的基本體系架構逐漸被大家所認可，即物聯網分為三層:感知層、網絡層和應用層，感知層相當于人體的皮膚和五官，網絡層相當于人體的神經中樞和大腦，應用層相當于人的社會分工。

(1)感知層。感知層的主要功能是信息感知與采集，該層包括傳感器等數據采集設備，包括數據接入到網關之前的傳感器網絡。感知層主要由RFID系統組成，即二維碼標簽和識讀器、RFID標簽和讀寫器、攝像頭、各種傳感器(如溫度感應器、聲音感應器、振動感應器、壓力感應器等)、視頻攝像頭等，主要完成物聯網應用的數據感知和設施控制，是物聯網中最重要的一層。(2)網絡層。物聯網的網絡層是建立在現有的移動通信網絡、計算機互連網基礎上的層次結構，正在發展中的云計算機平臺作為海量感知和數據的存儲、分析平臺，也是物聯網網絡層的重要組成部分。網絡層是核心承載網絡，承擔物聯網感知層與應用層之間的數據通信任務。(3)應用層。應用層由各種應用服務器組成(包括數據庫服務器)，其主要功能包括對采集數據的匯聚、轉換、分析，以及用戶的適配和事件觸發等。對于信息采集，由于從末梢節點獲取了大量原始數據，且這些原始數據對于用戶來說只有經過轉換、篩選、分析處理后才有實際價值。這些應用服務器根據用戶的呈現設備完成信息呈現的適配，并根據用戶的設置觸發相關的通告信息。同時，當需要完成對末梢節點的控制時，應用層還能完成控制指令生成和指令下發控制。應用層還要為用戶提供物聯網應用UI接口，包括用戶設備(如PC、手機)、客戶端瀏覽器等。物聯網應用層利用經過分析處理的感知數據，為用戶提供豐富的特定服務。

物聯網的應用可分為監控型型，查詢型，控制型等，掃描型等。應用層是物聯網發展的目的，軟件開發、智能控制技術將會為用戶提供豐富多彩的物聯網應用。各行業和家庭應用的開發將會推動物聯網的普及，也會給整個物聯網產業帶來利潤。

5 結語

物聯網的概念一直在不斷的發展和演變。從最早的傳感器網絡和基于RFID的物體開始，現已發展到物體的智能化，能夠協同感知和交互，以及全球物體之間的深度互聯和互動。但是，現在我們只是勾畫出人類信息發展的一個美好前景。要真正的將人們所在物理世界和虛擬世界橋連起來，這樣的物聯網，還需要我們長期的研究和探索。

參考文獻

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