淺談物聯網關鍵技術與我國物聯網的發展前景

【摘要】短短幾十年間，物聯網已成為了影響全球經濟發展的一個重要因素。物聯網的廣泛應用以及巨大的產業鏈已經引起了各界的重視。本文簡單介紹了物聯網的原理與體系結構以及幾大關鍵技術，最后對我國物聯網的發展前景進行了分析。

【關鍵詞】物聯網；關鍵技術；發展前景

1.背景介紹

物聯網（The Internet of things）是通過各種信息傳感設備，如RFID、紅外感應器、GPS等，通過一定的協議和接口，將物體與互聯網連接起來，形成一個物與物（T2T）、人與物（H2T）能相互交流的網絡，從而實現對物體的識別、定位、控制和智能管理等。目前，物聯網已被日本、美國等眾多國家認為是發展經濟的重點，而我國早已將其列為七大戰略性產業之一。

2.原理與特點

物聯網能夠實現物與物、物與人的“交流”，其原理是給物體植入相應的信息傳感設備，使物體能夠外界信息，并將其感知的信息數據化，然后利用識別與通信技術將信息連入互聯網，通過后臺服務器進行分析、整理和處理，最后利用分析與處理的結果對物體進行智能識別、管理和相應控制。

根據物聯網的原理，其特點可以總結為全面感知、可靠傳輸以及智能處理，這些不僅是物聯網的三大特點，還是物聯網的三個主要功能。

3.體系結構與關鍵技術

3.1 體系結構

物聯網的體系結構可以分為三層：感知層、網絡層、應用層。

感知層是由各種各樣的信息傳感設備組成，它就像人的五官和神經末梢一樣，可以查看物體的信息，感知外界的變化，因此感知層的功能是采集信息和識別物體。

網絡層主要由互聯網、通信網、網絡管理中心和后臺云計算服務器等組成，相當于人的神經中樞和大腦，其功能是信息傳遞以及信息處理。

應用層解決的是信息處理和人機界面的問題，它是物聯網和用戶的接口，它與行業的需求緊密結合，不同的行業有不同的應用接口。這一層的主要功能是實現智能化的管理、應用和服務。

3.2 關鍵技術

3.2.1 傳感器技術

傳感器是由敏感元件、轉換元件、轉換電路組成的，能將被測信息轉換成可用信號輸出的器件或裝置。傳感器的分類方法有很多種，例如按照傳感器的被測量、用途、能量關系、輸出信號等進行分類。在物聯網的應用方面，傳感器可分為普通傳感器和智能傳感器。兩者的區別在于智能傳感器帶有微處理器，不僅能采集信息，還能對信息進行處理和交換。傳感器是物聯網中不可缺少的信息采集手段，而且早已廣泛運用于科學和國民經濟的各個領域。

3.2.2 射頻識別技術

射頻識別技術（RFID）是一種利用射頻信號通過磁場進行信息傳遞從而識別物體信息的自動識別無線通信技術。一個完整的射頻識別系統由三部分組成：電子標簽（Tag）、閱讀器（Reader）和天線（Antenna）。電子標簽內存有物體的信息，閱讀器能讀取信息，天線位于電子標簽和閱讀器內，用于發送和接受射頻信息。

RFID的工作原理為：當電子標簽進入閱讀器產生的磁場并收到閱讀器發出的射頻信號后，電子標簽將內部存儲的信息利用磁場傳遞給閱讀器，閱讀器讀取信息并解碼后，再將信息送至信息處理系統進行有關數據處理。

3.2.3 無線傳感網

無線傳感網（Wireless Sensor Network，WSN）是由大量傳感器通過無線通信的方式形成的一個自組織網絡，它是一個集成了監測、控制、無線通信的復雜網絡系統，與自組織網絡相比具有以下特點：（1）結點數量龐大，且大多結點是靜止的。（2）結點分布比較密集，容易出錯。（3）拓撲結構變化頻繁。（4）能量有限、通信、計算和存儲能力有限。

3.2.4 中間件技術

所謂的中間件是為了實現應用環境或系統的標準化以及它們之間的通信而建立的一個通用的平臺和接口。由于要實現不同應用環境或系統間的通信，中間件必須對數據進行整合、過濾，因此中間件的主要作用是數據處理和信息交換。中間件有以下幾個特點：

（1）運用于多種硬件和操作平臺，能滿足大量應用的需要。

（2）能提供跨網絡、硬件和操作平臺的交互。

（3）支持標準的協議的接口。中間件技術在物聯網中的運用，使得多個系統和多種技術之間的資源得以共享，最終，形成一個資源豐富、功能強大的服務系統。

4.我國物聯網的發展前景

2009年，溫總理提出”感知中國”，其后，物聯網又被十二五規劃列為七大新興戰略性產業之一，我國對物聯網的重視程度已經遠超其他國家。在我國，物聯網的發展和普及面臨著很多問題：

（1）技術問題。物聯網技術是一項綜合性的技術，而且很多技術的標準尚未統一。

（2）安全問題。物聯網的應用會對個人隱私造成極大威脅。

（3）體制問題。物聯網產業的交叉性比較大，如果不能打破行業、地區、部門之間的壁壘，加快電信網、廣電網、互聯網的三網融合進程，物聯網的普及將會相當漫長。

盡管物聯網的發展和普及受到很多限制，但我國物聯網產業的發展速度還是相當迅速的，2011年，中國物聯網產業規模超過了2500億元，2012年，物聯網產業市場規模達到3650億元，比上年增長38.6%，預計2015年將達到7500億元。總之，物聯網是當前最具發展潛力的產業之一，我國物聯網的潛在市場規模巨大，發展前景非常廣闊，未來物聯網產業鏈必將會成為發展我國經濟的關鍵因素之一。

參考文獻

[1]劉強，崔莉，陳海明.物聯網關鍵技術與應用[J].計算機科學，2010（06）.

[2]張新程.物聯網關鍵技術[M].人民郵電出版社.

[3]肖青.物聯網標準體系介紹[J].電信工程技術與標準化，2012（6）.

作者簡介：

高雪山（1987—），男，山東菏澤人，碩士研究生，主要研究方向：物聯網與ZigBee技術。

楚栓成（1963—），男，副教授，碩士生導師，主要研究方向：電子與無線通信技術。