物聯網的發展歷程和體系結構

馬騫 宜賓市第一中學

物聯網是新一代信息技術的重要創新成果，是在互聯網基礎上的重大科技革命，它能夠借助智能感知與識別技術實現用戶端向物與物的延伸，是互聯網應用的深入與拓展，對工業、商業和學術界的影響極其深遠。本文對物聯網的前世今生做了較為詳盡的介紹，分析了物聯網的體系結構，在一定程度上對物聯網的知識進行了科學普及，加深了人們對物聯網的認識程度。

1 物聯網的發展歷程

雖然物聯網的實踐可以追溯到1990年美國施樂公司的網絡可樂販售機，比爾蓋茨也曾在1995年他的《未來之路》一書中提到物聯網一詞，但是真正把物聯網這個概念放在公眾面前并引起大家重視的是美國麻省理工學院的的阿什頓教授，他在1999年就提出了 “萬物皆可通過網絡互聯”的觀點，闡明了物聯網的基本內涵。當時物聯網還只是一個構想，無線網絡剛剛起步，只能依托于射頻識別技術，無法達到當前物聯網的技術標準，甚至無法對所有的設備各自配置一個獨一無二的IP地址。然而，迅猛發展的互聯科技和信息技術讓物聯網的內涵不斷拓展，物聯網已經成為改變人們生活和觀念的深刻技術革命。

2004年日本制定了u-Japan計劃，希望通過互聯網能夠把人、物與物三者實現互聯，推進日本的網絡建設和社會發展。

2005年11月國際電信聯盟在突尼斯舉行的信息社會世界峰會上發布通告，正式承認物聯網的概念并對物聯網的內涵加以拓展。

2006年韓國制定了u-Korea發展戰略，希望在全國范圍內創建智能型網絡并拓展其應用，寄希望與物聯網來推動韓國經濟新的發展，打造超一流信息通信技術強國。

2008年中國政府確認移動技術和物聯網技術在新一代信息技術中的地位，并希望在互聯科技的帶動下，物聯網能夠成為帶動經濟社會形態、創新社會變革，推動國民經濟發展的重要力量。

2009年在歐盟執委會啟動歐洲物聯網行動計劃的同時，美國也提出了“智慧地球”建設目標，把物聯網的建設和新能源發展列為經濟振興的重要內容。

然而，隨著物聯網應用領域的不斷拓展，物聯網發展也面臨很多問題和挑戰。首先，物聯網的發展還沒有形成標準統一的技術要求和通信接口，不同行業之間存在數據輸入格式和行業標準不同的壁壘，互聯網的安全問題在一定程度上也阻礙著物聯網的進一步發展壯大。同時，物聯網龐大的物物信息的交換需要物品編碼具備獨特性和唯一性，目前物聯網還無法真正解決這一問題，其網絡基礎建設要也需要大筆資金的支持，因此，物聯網的建設和發展還有很多需要改進的地方。

總之，隨著社會的進步和科技的發展，物聯網已經成為世界各國競相關注的重點，也是科技創新的重要目標，已經在安防、交通、商業、物流等領域內獲得突飛猛進的發展，獲得了人們的認可并取得了優異的市場效益。隨著云計算技術的介入，存儲和計算能力大幅提高，網絡應用成本卻不斷降低，網絡的擴張能力賦予了物聯網發展的無限空間，雖然物聯網科技還需要進一步完善，在基礎上設施建設和電力支持方面還存在一定的缺陷，但是，其發展前景卻十分廣闊。

2 物聯網的體系結構

物聯網的體系結構是由感知層、網絡互聯層、資源管理層、信息處理層和應用層五個部分組成的。

2.1 感知層

作為物聯網體系結構的基礎，感知層的主要組成部分是數據收發和無線通信。數據收發的主要功能是借助RFID、傳感技術和衛星定位技術來收集物品信息，并上傳至上層網絡；在上層網絡的命令控制下完成規定動作，實現物與物的信息溝通和交換。

2.2 網絡互聯層

網絡互聯層具備各種網絡相互融合的功能，能夠為不同的網絡提供路由，實現格式和地址轉換，從而保證網絡通道的暢通和感知層數據安全地遠距離、大范圍數據傳送。

2.3 資源管理層

資源管理層能夠保證物聯網統一管理網絡資源并優化資源配置，實現資源初始化、資源的使用情況的監測與合理分配以及不同資源之間的協調工作。

2.4 信息處理層

信息處理層的主要功能是查詢并挖掘數據，借助數據的語義分析，制定科學有效的處理決策。在當今網絡科技飛速發展的今天，云計算技術已經成為信息分析和處理的重要平臺。

2.5 應用層

應用層為物聯網各層次功能的最終歸宿，其目的就是為了給人們的美好生活提供更好的智能服務。因此，應用層其實就是根據人類的各種需求而最終借助物與人的交互關系，為人類的各種服務需求提供信息和幫助。如智能環境監控、智能穿戴和智能醫療等。

3 結束語

綜上所述，物聯網的發展已經成為網絡科技發展的必然，就體系結構而言分為感知層、網絡互聯層、資源管理層、信息處理層和應用層五個部分。只要我們能夠解決標準統一、安全可靠以及其他、技術層面的問題，物聯網就能夠真正實現任何物品之間的信息交換，推動經濟社會不斷發展。

[1]基于無線傳感器網絡的智能家居系統設計[J].明光照,李鷗,張延軍. 通信技術. 2009(02)

[2]EPC物聯網絡系統的隨機控制[J].劉奕昌,關新平.現代電子技術. 2008(13)

[3]無線傳感器網絡水質監測系統的研究與應用[J].趙靜,宋剛,周馳岷,魏杰. 通信技術. 2008(04)

[4]中國物聯網信息服務系統研究[J]. 寧煥生,張瑜,劉芳麗,劉文明,渠慎豐. 電子學報.2006(S1)