物聯網技術的發展及其應用

摘要：物聯網被稱為繼計算機、互聯網之后，世界信息產業的第三次浪潮。本文首先回顧了物聯網的發展歷程，指出了物聯網技術的核心是RFID，最后列舉了一些物聯網的應用。

關鍵詞：物聯網RFID應用

1 物聯網的發展

以互聯網為代表的計算機網絡技術，是二十世紀計算機科學的一項偉大成果，它給人們生活帶來了深刻的變化，通過網絡把世界各地的人們連接在一起，實現信息資源共享。然而，即使網絡功能再強大，網絡世界信息量再豐富，但網絡終究是虛擬的世界，它與我們所生活的現實世界存在很大區別，網絡很難感知現實世界，隨著時代的不斷發展，人們盼望新的網絡技術誕生。

所謂 “物聯網”的概念，最早是由美國麻省理工大學的研究人員提出來的，關于“物聯網”確切的定義，是指通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協議，把任何物品與互聯網連接起來，進行信息交換和通訊，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。

2003年，美國《技術評論》提出，傳感網絡技術將是未來改變人們生活的十大技術之首。2005年，在突尼斯舉行的信息社會世界峰會(WSIS)上，國際電信聯盟(ITU)發布了《ITU互聯網報告2005.物聯網》報告，指出無所不在的物聯網通信時代即將來臨，世界上所有的物體從輪胎到牙刷、從房屋到紙巾，都可以通過因特網進行交換，任何時間、地點的人與人之間的溝通連接，可以擴展到人與物、物與物之間的溝通連接。

新技術是使經濟走出危機的巨大推動力，每一次大危機，都會催生一些新技術。2008年發生席卷全球的金融危機后，一些國家試圖通過推出“物聯網”技術，擺脫經濟危機，走出經濟的泥沼。2009年初，曾經被遺忘的“物聯網”概念，正在悄悄被逐漸的重新重視。

中國也是最早研究“物聯網”的國家之一，早在上個世紀90年代，就已經提出了“物聯網”概念，當時叫做傳感網。2009年8月7日 溫家寶總理在無錫視察中科院“物聯網”技術研發中心時，對微納傳感器研發中心建設予以高度關注，提出了把傳感網絡中心設在無錫，輻射全國的想法。總理指出“在傳感網發展中，要早一點謀劃未來早一點攻破核心技術”，“在國家重大科技專項中，加快推進傳感網發展，盡快建立中國的傳感信息中心”。2009年11月3日，溫家寶總理在人民大會堂向首都科技界發表了題為“讓科技引領中國可持續發展”的講話，首次提出發展包括新能源、新材料、生命科學、生命醫藥、信息網絡、海洋工程、地質勘探等七大戰略新興產業的目標，并將“物聯網”并入信息網絡發展，強調信息網絡產業是世界經濟復蘇的重要驅動力。在《國家中長期科學與技術發展規劃(2006－2020年)》和“新一代寬帶移動無線通信網”重大專項中，均將傳感網列入重點研究領域。

2 RFID是物聯網技術的核心

“物聯網”是利用產品電子代碼、無線射頻識別技術，通過網絡來實現物品的在任何時候、任何地方實現點對點的互聯互通?；ヂ摼W與“物聯網”的最大區別是：互聯網是虛擬世界，而物聯網是物理世界和虛擬世界的結合。互聯網傳輸的是數字代碼，而物理世界中的事物本身無法產生數字代碼，必須借助各種射頻設備，為其安裝上一個“身份”識別，并把它變得智能化，從而形成“物聯網”。RFID是解決這個“身份”的關鍵，也是“物聯網”最前端的關鍵技術，在“物聯網”發展中，RFID起著非常重要的作用。

物聯網由三部分組成：

①傳感網絡：以二維碼、RFID、傳感器為主，實現對“物”的識別。

②傳輸網絡：通過現有的互聯網、廣電網絡、通信網絡等，實現數據的傳輸與計算。

③應用網絡：輸入輸出控制終端。

傳感網絡在物聯網體系中處于信息采集的最前端，對物聯網的實現，起著基礎性的作用，在傳感網絡中，最重要的技術就是RFID技術。

RFID全稱為“Radio Frequency Identification Device”，中文譯名為“射頻識別系統”，又稱電子標簽、無線射頻識別，它首先是一種通信技術，可以通過無線電訊號識別特定目標，讀寫相關數據，不需要在識別系統與特定目標之間建立機械或光學接觸。最簡單的RFID系統由電子標簽、閱讀器和天線三部分組成。電子標簽進入磁場后，接收解讀器發出的射頻信號，通過感應電流所獲得的能量，發送出存儲在芯片中的物品信息，或者主動發送某一頻率的信號，解讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統，進行有關數據處理。

RFID射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術，它通過射頻信號自動識別目標對象，獲取相關數據。整個識別過程不需要人工干預，可以識別高速運動的物體，而且能同時識別多個標簽，適用于在各種惡劣環境下工作。具有快速讀寫、距離遠、長期跟蹤管理等特點，操作快捷方便，被認為是21世紀最有發展前途的信息技術之一。

物聯網技術的實質是利用射頻自動識別技術，以簡單RFID系統為基礎，結合已有的網絡技術、數據庫技術、中間件技術等，構筑一個由大量聯網的閱讀器和無數移動的電子標簽，組成一個比互聯網更為龐大的物聯網。在這個網絡中，系統可以自動的、實時的對物體進行識別、定位、追蹤、監控，并觸發相應事件。

RFID技術被廣泛應用于工業、商業、智能交通運輸系統等領域。例如：高速公路自動收費系統、停車場管理系統、貨物的生產、倉儲、配送、銷售、電子錢包、動物的跟蹤與管理等許多方面。

3 物聯網應用

物聯網概念的問世，打破了人們的傳統思維，把新一代IT技術廣泛運用到各行業中。人類可以用更加精細和智慧的方式，動態管理生產和生活，提高生產力水平和資源利用率，改善人與自然的關系。例如，把感應器裝備到電網、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統、大壩、油氣管道等各種物體中，然后將“物聯網”與現有的互聯網整合起來，實現人類社會與物理系統的整合。在電表上裝上傳感器，供電部門能隨時了解用戶的用電情況，實現用電檢查、電能質量監測、負荷管理等高效一體化管理。在電梯裝上傳感器，當電梯發生故障時，無需乘客報警，電梯管理部門能在第一時間得到信息，從而以最快的速度去現場處理故障。2010年上海世博會，是利用物聯網較成功的范例，在世博園內，隨處可見物聯網技術的使用，世博園內的門票、監控系統等，都是依賴于物聯網技術的使用。通過使用RFID技術，世博門票從生產、發行、銷售到檢票環節，都實現了數字化管理，世博會參觀者手持紙質門票，輕松一刷便可快速驗票過關。

物聯網應用的關鍵在于RFID、傳感器、嵌入式軟件及傳輸數據計算等技術，只有運用 “云計算”技術，才可能對數以億計的物品種類進行實時動態管理。在這個整合的網絡當中，需要有超級強大的中心計算機群，能夠實時的管理和控制整個網絡內的人員、機器、設備和基礎設施。如果“物聯網”時代全面來臨，人們的日常生活將發生翻天覆地的變化。

在RFID技術應用方面，國外起步較早，歐美一些國家投入巨大資金研究物聯網，技術相對成熟。而我國物聯網的發展還處于初級階段，傳感器產業水平較低，大多數高端產品為國外廠商壟斷，給發展物聯網帶來一些困難。近年來，隨著各級領導的越來越重視，我國加快了RFID技術的開發步伐，物聯網的發展前景會越來越美好。

參考文獻：

[1]芬肯策勒，吳曉峰.射頻識別技術.電子工業出版社，2006.

[2]董鐵，物流電子商務.清華大學出版社.2006.