物聯網的應用與發展分析

劉孟

摘 要：近幾年來物聯網技術受到了人們的廣泛關注。本文介紹了物聯網技術的研究背景，傳感網的原理、應用、技術。以最具代表性的基于RFID的物聯網應用架構、基于傳感網絡的物聯網應用架構、基于M2M的物聯網應用架構為例，對物聯網的網絡體系與服務體系進行了闡述；分析了物聯網研究中的關鍵技術，包括RFID技術、傳感器網絡與檢測技術、智能技術和納米技術。

關鍵詞：物聯網；RFID；傳感網；M2M

1 物聯網的原理

物聯網是在計算機互聯網的基礎上，利用RFID、無線數據通信等技術，構造一個覆蓋世界上萬事萬物的“Internet of Things”。在這個網絡中，物品（商品）能夠彼此進行“交流”，而無需人的干預。其實質是利用射頻自動識別（RFID）技術，通過計算機互聯網實現物品（商品）的自動識別和信息的互聯與共享。

而RFID，正是能夠讓物品“開口說話”的一種技術。在“物聯網”的構想中，RFID標簽中存儲著規范而具有互用性的信息，通過無線數據通信網絡把它們自動采集到中央信息系統，實現物品（商品）的識別，進而通過開放新的計算機網絡實現信息交換和共享，實現對物品的“透明”管理。

物聯網是對人們日常所接觸的網絡系統系統化的一個過程，它實現了網絡的信息之間的有效整合，從而更方便根據人們的需求進行處理和反饋有效結果。

2 物聯網的應用與技術

物聯網可以以以電子標簽和EPC（Electronic Product Code，產品電子代碼）碼為基礎，建立在計算機互聯網基礎上形成實物互聯網絡，其宗旨是實現全球物品信息的實時共享和互通。物聯網的系統結構由信息采集系統、PML信息服務器、產品命名服務器（ONS）和應用管理系統四部分組成。功能如下：

信息采集系統。信息采集系統包括產品電子標簽、讀寫器、駐留有信息采集軟件的上位機組成，主要完成產品的識別和產品EPC碼的采集和處理。存儲有EPC碼的電子標簽在經過讀寫器的感應區域時，產品EPC碼會自動被讀寫器捕獲，從而實現自動化EPC信息采集，采集的數據將交由上位機信息采集軟件進行進一步的處理。

PML信息服務器。PML（Physical Markup Language，實體描述語言）信息服務器由產品生產商建立并維護，他們根據事先 規定的原則對產品進行編碼，并利用標準的XML對產品的詳細信息進行描述。PML服務器在物聯網中的作用在于以通用的格式提供對產品原始信息的描述，便于其他節點的訪問。

產品命名服務器（ONS）。產品命名服務器ONS （Object Name Service）在各信息采集節點與PML信息服務器之間建立聯系，實現從產品EPC碼到產品PML描述信息之間的映射。

應用管理系統。應用管理系統通過和信息采集軟件（如 Savant）之間的接口獲取產品EPC信息，并通過ONS找到產品的PML信息服務器，從而獲取產品詳細信息 以實現諸如入庫管理、產品路徑跟蹤等應用功能。

物聯網通過Internet信息世界的互聯實現物理世界任何產品的互聯，實現在任何地方、任何時間可識別任何產品，使產品成為附有動態信息的“智能產品”，并使產品信息流和物流完全同步，從而為產品信息共享提供了一個高效、快捷的網絡平臺

3 物聯網的發展與市場

從國際上看，歐盟、美國、日本等國都十分重視物聯網的工作，并且已作了大量研究開發和應用工作。它的核心是利用信息通信技術（ICT）來改變未來產業發展模式和結構（金融、制造、消費和服務等），改變政府、企業和人們的交互方式以提高效率、靈活性和響應速度。把ICT技術充分用到各行各業，把感應器嵌入到全球每個角落，例如電網、交通（鐵路、公路、市內交通）等相關的物體上。并利用網絡和設備收集的大量數據通過云計算、數據倉庫和人工智能技術作出分析給出解決方案。把人類智慧賦予萬物，賦予地球。他們提出“智慧地球、物聯網和云計算”就是美國要作為新一輪IT技術革命的領頭羊的證明。在北京2009年11月全球物聯網會議上，他們介紹了《歐盟物聯網行動計劃》（Internet of things ---An action plan for Europe）其目的也是企圖在“物聯網”的發展上引領世界。在歐盟較為活躍的是各大運營商和設備制造商，他們推動了M2M（機器與機器）的技術和服務的發展。

我國在“物聯網”的啟動和發展上與國際相比并不落后，我國中長期規劃《新一代寬帶移動無線通信網》中有重點專項研究開發“傳感器及其網絡”，國內不少城市和省份已大量采用傳感網解決電力、交通、公安、農漁業中的“M2M”等信息通信技術的服務。作為國家層面成立了《傳感器的網絡標準工作組》。中國通信標準化協會也啟動了基于互聯網的物聯網和基于電信網的物聯網的相關標準和研究課題的申報工作。中國的幾大電信運營商積極投入“物聯網”的技術開發和應用的工作：物流信息化、公交視頻化、校訊通、農村信息化、漁牧業監控等。

總而言之，由于物聯網是基于現代高新技術，而提供的服務內容應屬現代服務業，從發展服務產業角度看，物聯網也是我國發展現代服務業的重要組成部分，而它所包涵的微納制造技術、儀表及測試設備、各種信息通信網的制造和工程，則屬先進制造業。

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