物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)與發(fā)展

胡云華

（泰州前進(jìn)機(jī)電制造有限公司，江蘇 泰州 225300）

物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)與發(fā)展

胡云華

（泰州前進(jìn)機(jī)電制造有限公司，江蘇 泰州 225300）

物聯(lián)網(wǎng)被稱為繼計算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)第三次浪潮。文章首先解析物聯(lián)網(wǎng)的基本概念和特征、物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)，然后歸納物聯(lián)網(wǎng)涉及的關(guān)鍵技術(shù)，最后總結(jié)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展現(xiàn)狀、問題，并提出物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展建議。

物聯(lián)網(wǎng)；關(guān)鍵技術(shù)；問題及對策

1 物聯(lián)網(wǎng)的概念和特征

物聯(lián)網(wǎng)是通過信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議實現(xiàn)人與人、人與物、物與物全面互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)，其主要特征是通過射頻識別、傳感器等方式獲取物理世界的各種信息，結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)、移動通信網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息的傳送與交互，采用智能計算技術(shù)對信息進(jìn)行分析處理，從而提高對物質(zhì)世界的感知能力，實現(xiàn)智能化的決策和控制。

物聯(lián)網(wǎng)的三大典型特征可歸納為全面感知、可靠傳遞、智能處理,從網(wǎng)絡(luò)層次上來看，物聯(lián)網(wǎng)分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層。根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)對感知、網(wǎng)絡(luò)傳輸、應(yīng)用層次的劃分是尋找物聯(lián)網(wǎng)投資機(jī)會的基本邏輯。從產(chǎn)業(yè)鏈來看，位于感知層的傳感器廠商和位于應(yīng)用層的系統(tǒng)解決方案商受益將最為明顯。應(yīng)用解決方案是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的驅(qū)動核心。

2 物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種超大規(guī)模、無人職守、資源嚴(yán)格受限的全分布系統(tǒng)，采用多跳的通信方式，其網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋭討B(tài)變化具有自組織、自治、自適應(yīng)等智能屬性。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在環(huán)境惡劣的應(yīng)用環(huán)境檢測（如有毒有害氣體、火山噴發(fā)）和人類無法到達(dá)或長期監(jiān)守（原始森林、生物棲息特性研究等）的應(yīng)用中顯示了巨大的應(yīng)用潛力。圖1是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)示意圖[1]。典型的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通常包括傳感器節(jié)點(sensor node)、匯聚節(jié)點(sink node)以及任務(wù)管理節(jié)點[1]。大量傳感器節(jié)點通過隨機(jī)部署或者確定部署的方式分布在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)，通過自組織方式形成多跳無線通信網(wǎng)絡(luò)。傳感器節(jié)點負(fù)責(zé)采集感興趣事件或者目標(biāo)的相關(guān)信息，并沿某條路徑通過其它節(jié)點將數(shù)據(jù)逐步跳傳回匯聚節(jié)點，最后再由匯聚節(jié)點通過Internet或者衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳送給任務(wù)管理節(jié)點。

3 物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)與發(fā)展

物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)主要包括射頻識別技術(shù)、傳感器技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等。在這些技術(shù)當(dāng)中，射頻識別技術(shù)是最為關(guān)鍵的技術(shù)等。它是一種自動識別技術(shù)，通過它可以實現(xiàn)信息交換和共享，實現(xiàn)對物品的“透明”管理[2]。它與其它技術(shù)一起，共同構(gòu)筑了一個由大量聯(lián)網(wǎng)的閱讀器和無數(shù)移動的標(biāo)簽組成的，比Internet更為龐大的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。在實際操作中，由于每個射頻識別技術(shù)標(biāo)簽都會有一個惟一的識別碼，如果沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)作保障，就會給物品的流通帶來諸多的不便。因此，全球統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的制定已成為其發(fā)展的必然趨勢?，F(xiàn)如今，比較常用的射頻識別技術(shù)主要有ISO14443和ISO15693兩種，這兩個標(biāo)準(zhǔn)在實際應(yīng)用中發(fā)揮了相當(dāng)重要的作用。

4 制約物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展的問題及對策

通過實踐發(fā)現(xiàn)，在物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展過程中，主要存在著這樣一些影響其進(jìn)一步發(fā)展的制約因素。第一，政策和法規(guī)保障問題。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展是一項復(fù)雜的工程，在發(fā)展過程中，它會遇到各種各樣的問題，無論是哪一個環(huán)節(jié)出問題，對物聯(lián)網(wǎng)事業(yè)的發(fā)展來說都是致命的。因此，國家必須建立健全法制建設(shè)，通過立法和執(zhí)法，為物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展創(chuàng)造一種嚴(yán)肅的外部環(huán)境，保障其正常發(fā)展。第二，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一與協(xié)調(diào)問題?，F(xiàn)如今，國際物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展還缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，各國都出于自身利益的考慮，制約了彼此間的交流，這嚴(yán)重影響了物聯(lián)網(wǎng)的健康發(fā)展。針對這個問題，我們不能采取強(qiáng)制措施，而應(yīng)當(dāng)采取協(xié)調(diào)的方式，加強(qiáng)彼此間的合作與交流，積極地推進(jìn)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系的建立。

5 物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展現(xiàn)狀和突破方向

物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)先行。當(dāng)前，行業(yè)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的缺失直接制約物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，而標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一將會造成重復(fù)建設(shè)和資源浪費。物聯(lián)網(wǎng)目前的發(fā)展難點在于標(biāo)準(zhǔn)的有效制定。物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的過程中將涉及到許多規(guī)劃、管理、協(xié)調(diào)、合作等方面的問題，這就需要有一系列相應(yīng)的配套政策和規(guī)范的制訂和完善。

現(xiàn)階段，政府在標(biāo)準(zhǔn)制定、基礎(chǔ)研究等方面發(fā)揮著重要作用。工信部官員表示，將依托應(yīng)用示范工程，加大對創(chuàng)制國際標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的資金支持力度，鼓勵和支持企業(yè)、大專院校和研究機(jī)構(gòu)積極參與物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)制定，加強(qiáng)關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)驗證、測試和仿真等服務(wù)平臺，保障掌握核心技術(shù)，主導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)制定。

事實上，我國已開始參與物聯(lián)網(wǎng)國際標(biāo)準(zhǔn)的制定。有消息稱，傳感網(wǎng)國家標(biāo)準(zhǔn)工作組副秘書長邢濤曾透露，由我國提交給 ISO/IEC JTC1 (ISO/IEC信息技術(shù)委員會)的一項關(guān)于“傳感器網(wǎng)絡(luò)信息處理服務(wù)和接口規(guī)范”的國際標(biāo)準(zhǔn)提案，已通過新工作項目(NP)投票。

據(jù)財政部企業(yè)司負(fù)責(zé)人透露，我國物聯(lián)網(wǎng)在標(biāo)準(zhǔn)研制方面取得進(jìn)展。近年來，我國在傳感器網(wǎng)絡(luò)接口、標(biāo)識、安全、傳感器網(wǎng)絡(luò)與通信網(wǎng)融合發(fā)展、泛在網(wǎng)體系架構(gòu)等相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的研究方面有較大進(jìn)展，已具備攻堅物聯(lián)網(wǎng)國際標(biāo)準(zhǔn)的能力，是傳感器網(wǎng)絡(luò)國際標(biāo)準(zhǔn)化工作組(WG7)的主導(dǎo)國之一。

總之，我國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展初步具備一定的產(chǎn)業(yè)、技術(shù)和應(yīng)用基礎(chǔ)，目前亟需在物聯(lián)網(wǎng)核心關(guān)鍵技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)體系創(chuàng)建等方面率先取得突破。

[1]RANADIVEV.未來之路———預(yù)見力:全球化經(jīng)濟(jì)大變局下的企業(yè)思維革命[M].雷嬿恒,譯.北京:東方出版社,2008.

[2]李曉維.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)[M].北京:北京理工大學(xué)出版社, 2007.

Technology and DevelopmentofM 2M

HU Yun-hua
(TaizhouQianjinMechanicalandElectricalCo.,Ltd.,TaizhouJiangsu225300,China)

M 2M is treated as the third wave of theworld's information industry follow ing the computerand the internet.On the base of describing the developmentofM 2M and currentsituationsathome and abroad,the paperworkson problemswhich restrict the furtherdevelopmentofM 2M and further puts forward some possible solutions.

M 2M;key technology;problemsand solutions

TP393 文獻(xiàn)標(biāo)設(shè)碼：B

1671-0142（2011）03-0119-02

胡云華（1956-）,女,江蘇泰州人,工程師.

（責(zé)任編輯 李冠楠）