物聯網技術淺談

張小紅 梅強

【摘 要】物聯網就是物物相連的網絡，人與人、人與物、物與物都互聯成網。物聯網技術是當今的前沿技術，是我國的新興戰略產業，是未來發展的趨勢。物聯網技術目前處于起步階段，但各國都十分重視并作為戰略產業來研究和發展。本文從物聯網的由來、物聯網的特征、物聯網的類型、物聯網的組成等四個方面來探討物聯網技術。

【關鍵詞】物聯網；特征；組成；關鍵技術

一、物聯網的由來

物聯網的概念最早于1995年出現在比爾蓋茨的《未來之路》書中，在該書中比爾蓋茨已經提及了Internet of Things的概念，只是當時并沒有引起人們的重視。1998年，美國麻省理工學院創造性地提出了當時稱為EPC系統的“物聯網”的構想；1999年，美國麻省理工學院首先明確提出了“物聯網”的概念，提出了物聯網就是將所有物品通過射頻識別（RFID）等信息傳感設備與互聯網相連，能實現智能化識別和管理的網絡。2005年11月，國際電信聯盟在突尼斯舉行的信息社會峰會上發布了《ITU互聯網報告2005：物聯網》，正式提出了物聯網的概念。

2009年11月，溫家寶總理發表了《讓科技引領中國可持續發展》的重要講話，“我國要著力突破傳感網、物聯網關鍵技術，及早部署后IP時代相關技術研發，使信息網絡產業成為推動產業升級、邁向信息社會的‘發動機”，從而物聯網作為我國的新興戰略產業。

物聯網就是在計算機互聯網的基礎上，利用射頻識別、傳感設備和無線通信等技術，構造一個覆蓋世界上萬事萬物的“Internet of Things”； 即英文名稱為“Internet of Things”，簡稱IOT。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和共享。

二、物聯網的特征

（1）網絡化：網絡化是物聯網的基礎。不論是有線、無線還是專網來傳輸信息，都必須依靠網絡，而且必須與互聯網相連，這樣才能形成完全意義上的物聯網。（2）互聯化：物聯網是一個包含多種網絡、接入、應用技術的大集成，也是一個讓人與人、人與物、物與物之間進行交流的平臺；與互聯網相比，物聯網具備更強的開放性，應能夠隨時接納新設備、提供新的服務與應用，即物聯網具備自組織、自適應能力。（3）物聯化：計算機和計算機連接成互聯網，實現人與人之間交流。而物聯網是實現人物相連、物物相連，通過在物體上安裝傳感器或微型感應芯片，借助計算機網絡，讓人和物體進行“對話”和“交流”。（4）感知化：物聯網離不開傳感設備。射頻識別、紅外感應器、激光掃描器等信息傳感設備，正如視覺、聽覺和嗅覺器官對于人的重要性一樣，它們是物聯網必不可少的關鍵設備。（5）自動化：物聯網通過傳感器設備自動采集數據；根據事先設定的處理規則，利用軟件自動處理采集到的數據；自動地進行數據交換和通信；對物體實行自動監控和自動管理。一般無需人為的干預。（6）智能化：物聯網融合了計算機網絡技術、無線通信技術，微處理技術和傳感器技術等，從它的“自動化”、“感知化”等特點，已能說明它能代表人、代替人“對客觀事物進行合理分析、判斷及有目的地行動和有效地處理周圍環境事宜”，智能化是其綜合能力的表現。

三、物聯網的組成

物聯網主要包括以下幾個子系統，有些物聯網可能只包括了這些子系統中的一部分。

（1）電信網絡：物聯網的信息傳送與日常使用的文字、語音、圖片、圖像傳輸相比，有其獨特的地方，物聯網中的信息傳輸大多是小數據量和特大數據量的傳輸。小到每月只發送幾bit，如電力抄表；大到持續發送大幅圖像，如交通監控，而中等數據量的信息傳送卻不多見。這就對通信網絡提出了新的要求，需要推出新的通信標準和新的接入技術，以適應物聯網各種通信的需要，實現物聯網的高效通信。現有的通信網絡主要有電纜、光纖、無線電、微波、衛星、藍牙、紅外、WiFi、移動通信等。（2）傳感器：傳感器可以把一些物理量的變化變為電信號的變化，收集信息，做出響應。例如麥克風和喇叭就是一對語音傳感器。傳感器可以是聲、光、電、重量、密度、硬度、濕度、溫度、壓力、震動、速度、圖像、語音等。（3）電子標簽：電子標簽用來標識物聯網中的各物體?，F有的電子標簽主要有RFID、條形碼、二維碼、IC卡、磁卡等。（4）數據處理：物聯網通過傳感設備所采集到的數據，必須經過計算機軟件進行處理，才能滿足用戶不同的需求，實現各種目的。這些數據處理往往包括匯總求和、統計分析、閥值判斷、數據挖掘和各種專業計算等。（5）報警系統：傳感設備所采集到的數據信息可能需要直接報警或者經過計算機軟件處理后報警，報警形式主要有聲、光、電（電話、短信）等。（6）顯示系統：傳感設備所采集到的數據信息可能需要直接顯示或是經過計算機軟件處理后顯示出來，常見的顯示形式有文字、數字、圖形、表格等。

四、物聯網的關鍵技術

（1）感知與標識技術

感知和標識技術，負責采集現實中發生的事件和數據，實現外部信息的感知和識別，是物聯網的基礎，如傳感器、無線定位、射頻識別（高頻、超高頻）、二維碼等。

（2）網絡與通信技術

網絡是物聯網數據傳遞和服務支撐的最重要基礎設施，通過人物互聯、物物互聯，實現感知信息高可靠性、高速度、高安全地傳送。物聯網的實現涉及到近通信技術和遠程通信技術。近距離通信技術主要涉及RFID，藍牙等，遠程通信技術主要涉及互聯網的組網、網關等技術。包括短距離無線通訊（zigbee、藍牙、WiFi等）， 低功耗無線網絡技術，遠程網絡、多網絡融合等。

（3）計算與服務技術

海量感知信息的計算與處理是物聯網的最重要支撐，服務和應用則是物聯網的最終價值體現。

海量感知信息的計算與處理技術是物聯網應用大規模發展后，面臨的重大問題之一。需要攻克海量感知信息的數據挖掘、、數據融合、高效存儲、并行處理、知識發現等關鍵技術，研究物聯網“云計算”中的虛擬化、智能化、分布式計算和網格計算等技術。其核心是采用云計算技術實現信息存儲和計算能力的分布式處理和共享，為海量信息的高效利用提供技術支撐和保障。

服務計算。物聯網的發展必須以應用為導向，在“物聯網”中，服務的內涵得到了革命性的擴展，不斷涌現出大量的新型應用將導致物聯網的服務模式與應用開發受到巨大挑戰，面臨著許多機遇，如果仍然沿用傳統的技術路線勢必制約物聯網應用的創新。為了適應未來應用環境的變化和服務模式的變化，必須研究針對不同應用需求的標準化、開放式的應用支撐環境和服務體系結構以及面向服務的計算技術等。

（4）管理與支撐技術

隨著物聯網應用以及網絡規模的擴大、支撐業務的多化化復雜化和服務質量的高要求，影響物聯網正常穩定高效運行因素的越來越多，管理與支撐技術是保證物聯網“安全高效可控”的關鍵，包括測量分析、網絡管理、物聯網標準和安全保障等方面。必須研究新的高效的物聯網管理模型與關鍵技術，用來保證網絡系統正常高效穩定的運行。

參考文獻：

[1]物聯網導論（第二版），劉云浩主編，2013年8月，科學出版社

[2]物聯網基礎及應用，王汝林主編，2011年10月，清華大學出版社

[3]物聯網技術導論，張飛舟主編，2010年6月，電子工業出版社

[4]物聯網的由來與發展趨勢， 呂廷杰， 2010年4月，信息通信技術