淺議物聯網的基礎理論及關鍵技術

摘 要：物聯網是新一代信息技術的重要組成部分。在信息社會的信息基礎之下，物聯網對于傳媒來講為我們國家的信息傳播拓展了新的疆界，物聯網代表著人們生活方式的轉變。所以，想要更好地應用物聯網就需要抓好基礎理論和關鍵技術的研究。

關鍵詞：物聯網；網絡；信息；理論；技術

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2013） 14-0000-01

物聯網是新一代信息技術的重要組成部分。其英文名稱是“The Internet of things”，顧名思義，物聯網就是物物相連的互聯網。這包含兩層意思：（1）物聯網的核心和基礎仍然是互聯網，是在互聯網基礎上的延伸和擴展的網絡；（2）其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間，進行信息交換和通信。

物聯網通過智能感知、識別技術與普適計算、泛在網絡的融合應用，被稱為繼計算機、互聯網之后世界信息產業發展的第三次浪潮。物聯網是互聯網的應用拓展，與其說物聯網是網絡，不如說物聯網是業務和應用。因此，應用創新是物聯網發展的核心，以用戶體驗為核心的創新2.0（即Innovation 2.0，是面向知識社會的下一代創新）是物聯網發展的靈魂。

物聯網用途廣泛，遍及智能交通、環境保護、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工業監測、環境監測、路燈照明管控、景觀照明管控、樓宇照明管控、廣場照明管控、老人護理、個人健康、花卉栽培、水系監測、食品溯源、敵情偵查和情報搜集等多個領域。

從中國物聯網的市場來看，至2015年，中國物聯網整體市場規模將達到7500億元，年復合增長率超過30.0%。物聯網的發展，已經上升到國家戰略的高度，必將有大大小小的科技企業受益于國家政策扶持，進入科技產業化的過程中。從行業的角度來看，物聯網主要涉及的行業包括電子、軟件和通信，通過電子產品標識感知識別相關信息，通過通信設備和服務傳導傳輸信息，最后通過計算機處理存儲信息。而這些產業鏈的任何環節都會開成相應的市場，加總在一起的市場規模就相當大，可以說，物聯網產業鏈的細化將帶來市場進一步細分，造就一個龐大的物聯網產業市場。所以，想要更好地應用物聯網就需要抓好基礎理論和關鍵技術的研究。

一、物聯網的基礎理論體系研究

物的屬性決定了物聯網的特性。感知性、智能性、自組織性對于物聯網的拓撲結構和網絡測量、網絡控制影響較大；生態系統特性對物聯網的類型、規模和演化方式影響較大；生命周期特性對物聯網的健壯性、安全性與可用性影響較大。

物聯網是聯系自然界和人類社會的復雜網絡，普遍存在小世界現象、無標度特性、健壯性、安全性、動態隨機性、統計分布性和進化穩定性。有關復雜網絡的綜述和研究在2005年后不斷涌現。研究內容主要包括非線性動態復雜網絡系統（物理系統、互聯網和相關社會網絡）、網絡科學理論框架、復雜性與普適性、動力學同步與控制方法等。物聯網具有廣泛的學科交叉性，研究其規律必然涉及眾多學科的背景知識和基礎理論。物聯網的自反饋特性、“3C”技術特性可以利用現代控制論、現代通信理論、云計算理論進行研究；其復雜網絡特性和復合生態系統特性可以利用網絡科學、數學物理、系統工程、復合生態系統等理論進行研究。

二、物聯網的關鍵技術研究

物聯網涉及的新技術很多.其中的關鍵技術主要有RFID標簽技術、傳感器技術、網絡通信技術和嵌入式系統技術等。

（一）RFID標簽技術。RFID標簽技術是融合了無線射頻技術和嵌入式技術為一體的綜合技術，RFID在自動識別、物品物流管理有著廣闊的應用前景。

完整的RFID系統由電子標簽、讀寫器和數據處理系統組成。當讀寫器掃描貼有電子標簽的物體時，標簽被讀寫器激活通過無線電波將標簽中攜帶的數據傳送到讀寫器再由讀寫器傳送到數據處理系統，完成數據的自動采集工作。數據處理系統根據需求做出相應的數據控制和處理工作。

（二）傳感器技術。傳感器技術是計算機應用中的關鍵技術。眾所周知，到目前為止絕大部分計算機處理的都是數字信號。自從有計算機以來就需要傳感器把模擬信號轉換成數字信號計算機才能處理。作為攝取信息的關鍵器件，傳感器是現代信息系統和各種裝備不可缺少的信息采集手段。

如果把計算機看作處理和識別信息的大腦，把通信系統看做是傳遞信息的“神經”系統的話，則傳感器就是感覺器官。所渭傳感器，是指那些對被測對象的某一確定的信息具有感受（或響應）與檢出功能。并使之按照一定規律轉換成與之對應的輸出信號的元器件或裝置。離開了傳感器對被測的原始信息進行準確可靠的捕獲和轉換，一切準確的測試與控制都將無法實現

（三）網絡通訊技術。傳感器的網絡技術分為兩類：近距離通信技術和廣域網絡通信技術。在廣域網路通信方面。互聯網、2G/3G移動通信、衛星通信技術等實現了信息的遠程傳輸，特別是以IPv6為核心的下一代互聯網的發展，將為每個傳感器分配IP地址創造可能，也為物聯網的發展創造了良好的網絡基礎條件。

通信網絡技術為物聯剛數據提供傳送通道，如何在現有網絡上進行增強，適應物聯網業務的需求（低數據率、低移動性等），是該技術研究的重點。物聯網的發展離不開通信網絡，更寬、更快、更優的下一代寬帶網絡將為物聯網發展提供更有力的支撐，也將為物聯網應用帶來更多的可能。

（四）嵌入式系統技術。嵌入式系統技術是綜合了計算機軟硬件、傳感器技術、集成電路技術、電子應用技術為一體的復雜技術。經過幾十年的演變，以嵌入式系統為特征的智能終端產品隨處可見；小到人們身邊的MP3，大到航天航空的衛星系統。嵌入式系統正在改變著人們的生活，推動著工業生產以及國防工業的發展。如果把物聯網用人體做一個簡單比喻，傳感器相當于人的眼睛、鼻子、皮膚等感官，網絡就是神經系統用來傳遞信息，嵌入式系統則是人的大腦，在接收到信息后要進行分類處理。這個例子形象的描述了傳感器、嵌入式系統在物聯網中的位置與作用。

在信息社會的信息基礎之下，物聯網為我們國家的信息傳播拓展了新的疆界，物聯網代表著人們生活方式的轉變。根據物聯網的內涵可知，要真正實現物聯網需要感知、傳輸、控制及智能等多項技術。物聯網的研究將帶動整個產業鏈或者推動產業鏈的共同發展。RFID標簽技術、網絡通信技術、傳感器技術與嵌入式系統技術的研究與應用，將直接影響物聯網的發展與應用，只有綜合研究解決了這些關鍵技術問題，物聯網才能得到快速推廣，造福于人類社會，實現智慧地球的美好愿望。

參考文獻：

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[作者簡介]梁娜娜，女，河南工業和信息化職業學院，研究方向：計算機網絡、計算機科學與應用、物聯網。