淺談物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術與我國物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展前景

【摘要】短短幾十年間，物聯(lián)網(wǎng)已成為了影響全球經(jīng)濟發(fā)展的一個重要因素。物聯(lián)網(wǎng)的廣泛應用以及巨大的產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)引起了各界的重視。本文簡單介紹了物聯(lián)網(wǎng)的原理與體系結(jié)構(gòu)以及幾大關鍵技術，最后對我國物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展前景進行了分析。

【關鍵詞】物聯(lián)網(wǎng)；關鍵技術；發(fā)展前景

1.背景介紹

物聯(lián)網(wǎng)（The Internet of things）是通過各種信息傳感設備，如RFID、紅外感應器、GPS等，通過一定的協(xié)議和接口，將物體與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，形成一個物與物（T2T）、人與物（H2T）能相互交流的網(wǎng)絡，從而實現(xiàn)對物體的識別、定位、控制和智能管理等。目前，物聯(lián)網(wǎng)已被日本、美國等眾多國家認為是發(fā)展經(jīng)濟的重點，而我國早已將其列為七大戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一。

2.原理與特點

物聯(lián)網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)物與物、物與人的“交流”，其原理是給物體植入相應的信息傳感設備，使物體能夠外界信息，并將其感知的信息數(shù)據(jù)化，然后利用識別與通信技術將信息連入互聯(lián)網(wǎng)，通過后臺服務器進行分析、整理和處理，最后利用分析與處理的結(jié)果對物體進行智能識別、管理和相應控制。

根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的原理，其特點可以總結(jié)為全面感知、可靠傳輸以及智能處理，這些不僅是物聯(lián)網(wǎng)的三大特點，還是物聯(lián)網(wǎng)的三個主要功能。

3.體系結(jié)構(gòu)與關鍵技術

3.1 體系結(jié)構(gòu)

物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)可以分為三層：感知層、網(wǎng)絡層、應用層。

感知層是由各種各樣的信息傳感設備組成，它就像人的五官和神經(jīng)末梢一樣，可以查看物體的信息，感知外界的變化，因此感知層的功能是采集信息和識別物體。

網(wǎng)絡層主要由互聯(lián)網(wǎng)、通信網(wǎng)、網(wǎng)絡管理中心和后臺云計算服務器等組成，相當于人的神經(jīng)中樞和大腦，其功能是信息傳遞以及信息處理。

應用層解決的是信息處理和人機界面的問題，它是物聯(lián)網(wǎng)和用戶的接口，它與行業(yè)的需求緊密結(jié)合，不同的行業(yè)有不同的應用接口。這一層的主要功能是實現(xiàn)智能化的管理、應用和服務。

3.2 關鍵技術

3.2.1 傳感器技術

傳感器是由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、轉(zhuǎn)換電路組成的，能將被測信息轉(zhuǎn)換成可用信號輸出的器件或裝置。傳感器的分類方法有很多種，例如按照傳感器的被測量、用途、能量關系、輸出信號等進行分類。在物聯(lián)網(wǎng)的應用方面，傳感器可分為普通傳感器和智能傳感器。兩者的區(qū)別在于智能傳感器帶有微處理器，不僅能采集信息，還能對信息進行處理和交換。傳感器是物聯(lián)網(wǎng)中不可缺少的信息采集手段，而且早已廣泛運用于科學和國民經(jīng)濟的各個領域。

3.2.2 射頻識別技術

射頻識別技術（RFID）是一種利用射頻信號通過磁場進行信息傳遞從而識別物體信息的自動識別無線通信技術。一個完整的射頻識別系統(tǒng)由三部分組成：電子標簽（Tag）、閱讀器（Reader）和天線（Antenna）。電子標簽內(nèi)存有物體的信息，閱讀器能讀取信息，天線位于電子標簽和閱讀器內(nèi)，用于發(fā)送和接受射頻信息。

RFID的工作原理為：當電子標簽進入閱讀器產(chǎn)生的磁場并收到閱讀器發(fā)出的射頻信號后，電子標簽將內(nèi)部存儲的信息利用磁場傳遞給閱讀器，閱讀器讀取信息并解碼后，再將信息送至信息處理系統(tǒng)進行有關數(shù)據(jù)處理。

3.2.3 無線傳感網(wǎng)

無線傳感網(wǎng)（Wireless Sensor Network，WSN）是由大量傳感器通過無線通信的方式形成的一個自組織網(wǎng)絡，它是一個集成了監(jiān)測、控制、無線通信的復雜網(wǎng)絡系統(tǒng)，與自組織網(wǎng)絡相比具有以下特點：（1）結(jié)點數(shù)量龐大，且大多結(jié)點是靜止的。（2）結(jié)點分布比較密集，容易出錯。（3）拓撲結(jié)構(gòu)變化頻繁。（4）能量有限、通信、計算和存儲能力有限。

3.2.4 中間件技術

所謂的中間件是為了實現(xiàn)應用環(huán)境或系統(tǒng)的標準化以及它們之間的通信而建立的一個通用的平臺和接口。由于要實現(xiàn)不同應用環(huán)境或系統(tǒng)間的通信，中間件必須對數(shù)據(jù)進行整合、過濾，因此中間件的主要作用是數(shù)據(jù)處理和信息交換。中間件有以下幾個特點：

（1）運用于多種硬件和操作平臺，能滿足大量應用的需要。

（2）能提供跨網(wǎng)絡、硬件和操作平臺的交互。

（3）支持標準的協(xié)議的接口。中間件技術在物聯(lián)網(wǎng)中的運用，使得多個系統(tǒng)和多種技術之間的資源得以共享，最終，形成一個資源豐富、功能強大的服務系統(tǒng)。

4.我國物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展前景

2009年，溫總理提出”感知中國”，其后，物聯(lián)網(wǎng)又被十二五規(guī)劃列為七大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一，我國對物聯(lián)網(wǎng)的重視程度已經(jīng)遠超其他國家。在我國，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和普及面臨著很多問題：

（1）技術問題。物聯(lián)網(wǎng)技術是一項綜合性的技術，而且很多技術的標準尚未統(tǒng)一。

（2）安全問題。物聯(lián)網(wǎng)的應用會對個人隱私造成極大威脅。

（3）體制問題。物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的交叉性比較大，如果不能打破行業(yè)、地區(qū)、部門之間的壁壘，加快電信網(wǎng)、廣電網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)的三網(wǎng)融合進程，物聯(lián)網(wǎng)的普及將會相當漫長。

盡管物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和普及受到很多限制，但我國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度還是相當迅速的，2011年，中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)規(guī)模超過了2500億元，2012年，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模達到3650億元，比上年增長38.6%，預計2015年將達到7500億元。總之，物聯(lián)網(wǎng)是當前最具發(fā)展?jié)摿Φ漠a(chǎn)業(yè)之一，我國物聯(lián)網(wǎng)的潛在市場規(guī)模巨大，發(fā)展前景非常廣闊，未來物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈必將會成為發(fā)展我國經(jīng)濟的關鍵因素之一。

參考文獻

[1]劉強，崔莉，陳海明.物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術與應用[J].計算機科學，2010（06）.

[2]張新程.物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術[M].人民郵電出版社.

[3]肖青.物聯(lián)網(wǎng)標準體系介紹[J].電信工程技術與標準化，2012（6）.

作者簡介：

高雪山（1987—），男，山東菏澤人，碩士研究生，主要研究方向：物聯(lián)網(wǎng)與ZigBee技術。

楚栓成（1963—），男，副教授，碩士生導師，主要研究方向：電子與無線通信技術。