物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究與探討

摘 要:物聯(lián)網(wǎng)是繼互聯(lián)網(wǎng)之后的又一次技術(shù)革命浪潮。本文通過對物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展概況、基本概念、應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行的由淺入深的研究與探討，通過對國內(nèi)外資料的分析、總結(jié)，論證了物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)的建議模型。

關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展概況應(yīng)用領(lǐng)域體系結(jié)構(gòu)模型

中圖分類號:TP393文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1674-098X(2011)07(a)-0004-01

1 物聯(lián)網(wǎng)概念的提出與發(fā)展

1.1 國外物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展概況

物聯(lián)網(wǎng)概念最早出現(xiàn)于比爾·蓋茨1995年出版的《未來之路》一書。該書提出了“物－物”相聯(lián)的物聯(lián)網(wǎng)雛形，只是當(dāng)時受限于無線網(wǎng)絡(luò)、硬件及傳感器設(shè)備的發(fā)展，并未引起世人的重視。2005年，國際電信聯(lián)盟(ITU)在《ITU互聯(lián)網(wǎng)報告2005:物聯(lián)網(wǎng)》中，正式提出了“物聯(lián)網(wǎng)”概念。2008年3月在蘇黎世舉行了全球首個國際物聯(lián)網(wǎng)會議“物聯(lián)網(wǎng)2008”，探討了“物聯(lián)網(wǎng)”的新理念和新技術(shù)，以及如何推進(jìn)“物聯(lián)網(wǎng)”發(fā)展。奧巴馬就任美國總統(tǒng)后，IBM首席執(zhí)行官彭明盛首次提出“智慧地球”的概念，并得到了美國各界的高度關(guān)注;甚至有分析認(rèn)為，IBM公司的這一構(gòu)想將有可能上升至美國的國家戰(zhàn)略，并在世界范圍內(nèi)引起轟動。

1.2 我國物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展

2009年8月7日溫家寶總理在無錫微納傳感網(wǎng)工程技術(shù)研發(fā)中心視察并發(fā)表重要講話，提出了“感知中國”的理念，這標(biāo)志著政府對物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的關(guān)注和支持力度已提升到國家戰(zhàn)略層面。2009年9月11日，“傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)工作組成立大會暨感知中國高峰論壇”在北京舉行，會議提出了傳感網(wǎng)發(fā)展的一些相關(guān)政策。2010年3月2日，上海物聯(lián)網(wǎng)中心正式揭牌。更為重要的是，溫家寶總理在《2010年政府工作報告》中明確提出:“今年要大力培育戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè);要大力發(fā)展新能源、新材料、節(jié)能環(huán)保、生物醫(yī)藥、信息網(wǎng)絡(luò)和高端制造產(chǎn)業(yè);積極推進(jìn)新能源汽車、電信網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的三網(wǎng)融合取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展，加快物聯(lián)網(wǎng)的研發(fā)應(yīng)用;加大對戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的投入和政策支持。”

2 物聯(lián)網(wǎng)的基本概念

互聯(lián)網(wǎng)主要解決人與人之間的通信，物聯(lián)網(wǎng)則主要實(shí)現(xiàn)人與物、物與物之間的通信。

物聯(lián)網(wǎng)是在計算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，利用射頻識別(RFID)、二維碼、無線數(shù)據(jù)通信等技術(shù)，構(gòu)造一個覆蓋世界上萬事萬物“Internet of Things”的網(wǎng)絡(luò)，在這個網(wǎng)絡(luò)中，物品能夠彼此進(jìn)行“交流”，而無需人的干預(yù)，其實(shí)質(zhì)是利用RFID等技術(shù)，通過計算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)物品的自動識別和信息的互聯(lián)與共享，物聯(lián)網(wǎng)是今后網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢。

3 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒎浅V闊，包括公共安全、環(huán)境保護(hù)、智能交通、電子商務(wù)、工業(yè)自動化控制、家居安防、健康監(jiān)控、精細(xì)農(nóng)業(yè)等各行各業(yè)，無所不在。

(1)公共安全領(lǐng)域。公共安全管理的關(guān)鍵是預(yù)先感知，具有物聯(lián)網(wǎng)的天然屬性，物聯(lián)網(wǎng)在公共安全中的應(yīng)用，核心應(yīng)是智能化。物聯(lián)網(wǎng)的智能化應(yīng)用，將轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)管理模式，大幅提高公共管理水平。正如物聯(lián)網(wǎng)是信息化發(fā)展的更高階段，基于物聯(lián)網(wǎng)的智能安防系統(tǒng)也是安防行業(yè)發(fā)展的大勢所趨。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展將極大的拓寬安防的范圍和內(nèi)涵，未來的安防將會滲透人們生活的方方面面，成為物聯(lián)網(wǎng)的一個基本功能。(2)環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域。環(huán)境在線監(jiān)控系統(tǒng)是物聯(lián)網(wǎng)的最早探索和實(shí)踐。環(huán)境在線監(jiān)控就是在點(diǎn)線面源的合適點(diǎn)位上安裝各種自動監(jiān)測儀器儀表和數(shù)據(jù)采集傳輸儀，通過各種通訊信道與環(huán)境監(jiān)控中心的通信服務(wù)器相連，實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時通訊，這樣傳感器感知的點(diǎn)位環(huán)境狀態(tài)就被源源不斷地送到環(huán)保部門，并存儲在海量數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上，以供環(huán)保信息化各種應(yīng)用系統(tǒng)使用。(3)智能交通領(lǐng)域。智能交通是將交通管理理念與物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)合的產(chǎn)物，其中涉及車輛檢測、交通信息與通信、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)綜合應(yīng)用于由汽車和道路所構(gòu)成的道路交通運(yùn)輸系統(tǒng)等，使汽車與道路的管理功能智能化，是解決交通運(yùn)行、改善停車擁擠、提升行車安全、提高運(yùn)行效率、減少空氣污染等的最佳途徑。(4)電子商務(wù)領(lǐng)域。電子商務(wù)是在互聯(lián)網(wǎng)開放環(huán)境下一種基于網(wǎng)絡(luò)的電子交易、在線電子支付的商業(yè)運(yùn)營方式。物聯(lián)網(wǎng)電子商務(wù)是把最具革命意義的IT技術(shù)應(yīng)用于電子商務(wù)中，然后將“物聯(lián)網(wǎng)”與現(xiàn)有的電子商城整合起來，實(shí)現(xiàn)人類社會與物理系統(tǒng)的整合，利用超級強(qiáng)大的蜂式計算機(jī)群，對整合網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的商品、買賣雙方、設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)施實(shí)時的管理和監(jiān)督，達(dá)到“自動化的智能狀態(tài)”。

4 物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)模型

在物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展過程中，一個物聯(lián)網(wǎng)的基本體系架構(gòu)逐漸被大家所認(rèn)可，即物聯(lián)網(wǎng)分為三層:感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層，感知層相當(dāng)于人體的皮膚和五官，網(wǎng)絡(luò)層相當(dāng)于人體的神經(jīng)中樞和大腦，應(yīng)用層相當(dāng)于人的社會分工。

(1)感知層。感知層的主要功能是信息感知與采集，該層包括傳感器等數(shù)據(jù)采集設(shè)備，包括數(shù)據(jù)接入到網(wǎng)關(guān)之前的傳感器網(wǎng)絡(luò)。感知層主要由RFID系統(tǒng)組成，即二維碼標(biāo)簽和識讀器、RFID標(biāo)簽和讀寫器、攝像頭、各種傳感器(如溫度感應(yīng)器、聲音感應(yīng)器、振動感應(yīng)器、壓力感應(yīng)器等)、視頻攝像頭等，主要完成物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的數(shù)據(jù)感知和設(shè)施控制，是物聯(lián)網(wǎng)中最重要的一層。(2)網(wǎng)絡(luò)層。物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層是建立在現(xiàn)有的移動通信網(wǎng)絡(luò)、計算機(jī)互連網(wǎng)基礎(chǔ)上的層次結(jié)構(gòu)，正在發(fā)展中的云計算機(jī)平臺作為海量感知和數(shù)據(jù)的存儲、分析平臺，也是物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層的重要組成部分。網(wǎng)絡(luò)層是核心承載網(wǎng)絡(luò)，承擔(dān)物聯(lián)網(wǎng)感知層與應(yīng)用層之間的數(shù)據(jù)通信任務(wù)。(3)應(yīng)用層。應(yīng)用層由各種應(yīng)用服務(wù)器組成(包括數(shù)據(jù)庫服務(wù)器)，其主要功能包括對采集數(shù)據(jù)的匯聚、轉(zhuǎn)換、分析，以及用戶的適配和事件觸發(fā)等。對于信息采集，由于從末梢節(jié)點(diǎn)獲取了大量原始數(shù)據(jù)，且這些原始數(shù)據(jù)對于用戶來說只有經(jīng)過轉(zhuǎn)換、篩選、分析處理后才有實(shí)際價值。這些應(yīng)用服務(wù)器根據(jù)用戶的呈現(xiàn)設(shè)備完成信息呈現(xiàn)的適配，并根據(jù)用戶的設(shè)置觸發(fā)相關(guān)的通告信息。同時，當(dāng)需要完成對末梢節(jié)點(diǎn)的控制時，應(yīng)用層還能完成控制指令生成和指令下發(fā)控制。應(yīng)用層還要為用戶提供物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用UI接口，包括用戶設(shè)備(如PC、手機(jī))、客戶端瀏覽器等。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層利用經(jīng)過分析處理的感知數(shù)據(jù)，為用戶提供豐富的特定服務(wù)。

物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用可分為監(jiān)控型型，查詢型，控制型等，掃描型等。應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的目的，軟件開發(fā)、智能控制技術(shù)將會為用戶提供豐富多彩的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。各行業(yè)和家庭應(yīng)用的開發(fā)將會推動物聯(lián)網(wǎng)的普及，也會給整個物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)帶來利潤。

5 結(jié)語

物聯(lián)網(wǎng)的概念一直在不斷的發(fā)展和演變。從最早的傳感器網(wǎng)絡(luò)和基于RFID的物體開始，現(xiàn)已發(fā)展到物體的智能化，能夠協(xié)同感知和交互，以及全球物體之間的深度互聯(lián)和互動。但是，現(xiàn)在我們只是勾畫出人類信息發(fā)展的一個美好前景。要真正的將人們所在物理世界和虛擬世界橋連起來，這樣的物聯(lián)網(wǎng)，還需要我們長期的研究和探索。

參考文獻(xiàn)

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