物聯(lián)網(wǎng)中的RFID技術(shù)及物聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建

◆段英杰

（常州劉國鈞高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校 江蘇 213000）

物聯(lián)網(wǎng)中的RFID技術(shù)及物聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建

◆段英杰

（常州劉國鈞高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校 江蘇 213000）

物聯(lián)網(wǎng)在生活中的作用越來越大，對人們的影響也在不斷增加，為了更好地利用物聯(lián)網(wǎng)，必須對其概念及關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行熟練掌握。RFID技術(shù)作為物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)在研究領(lǐng)域占據(jù)著重要的地位。為了將物聯(lián)網(wǎng)的工作原理與工作機(jī)制更好的結(jié)合在一起，應(yīng)該對物聯(lián)網(wǎng)的模型構(gòu)建進(jìn)行優(yōu)化，對存在的問題進(jìn)行探究，給出相應(yīng)的構(gòu)建措施。

物聯(lián)網(wǎng)；RFID技術(shù)；體系構(gòu)建

0 引言

物聯(lián)網(wǎng)就是指通過互聯(lián)網(wǎng)將現(xiàn)實(shí)生活中的各種事物連在一起，包括汽車、建筑物、商品、日常用品等，甚至包括人。其主要借助射頻識別等信息傳感設(shè)備，將物品與互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)系在一起，讓智能化識別與管理成為現(xiàn)實(shí)，可以實(shí)現(xiàn)物與物的普遍而廣泛的聯(lián)系。其特征主要表現(xiàn)為設(shè)備多樣、多網(wǎng)融合、感控結(jié)合。互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代下，每一件物品均可以實(shí)現(xiàn)尋址、通信、可控，這樣對人們的日常生活產(chǎn)生極大的影響。物聯(lián)網(wǎng)的概念得到了很廣泛的關(guān)注，很多國家將物聯(lián)網(wǎng)作為國家級發(fā)展戰(zhàn)略。

1 物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展過程中存在的問題

1.1 物聯(lián)網(wǎng)體系的自身問題

對于物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)來說，其自身的問題是影響發(fā)展與應(yīng)用的主要因素，包括規(guī)模化問題、標(biāo)準(zhǔn)化問題以及數(shù)據(jù)問題。規(guī)模化問題主要針對突發(fā)情況進(jìn)行處理，為了使物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可以獲得完整可靠的數(shù)據(jù)，必須在物聯(lián)網(wǎng)中布置大量的智能節(jié)點(diǎn)和RFID設(shè)備。如果感知層的某些器件出現(xiàn)問題需要其他的器件來代替，規(guī)模化在這一過程中發(fā)揮著很大的作用。標(biāo)準(zhǔn)化問題主要包括RFID技術(shù)、通信協(xié)議以及應(yīng)用層的標(biāo)準(zhǔn)化，要想使物聯(lián)網(wǎng)的國際化程度擴(kuò)大，必須加強(qiáng)RFID技術(shù)的國際標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)；通信包括智能節(jié)點(diǎn)之間、智能節(jié)點(diǎn)和中間件之間，中間件與互聯(lián)網(wǎng)之間的有效連接等標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)；應(yīng)用層的交互界面的標(biāo)準(zhǔn)化也是重要的環(huán)節(jié)。對于數(shù)據(jù)的處理，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)必須保證數(shù)據(jù)的持續(xù)、穩(wěn)定、安全，還應(yīng)該保證數(shù)據(jù)的時(shí)效性，使得網(wǎng)絡(luò)延遲問題能夠及時(shí)得到解決，對于不同信息的處理需要采取不同的傳輸策略，對于數(shù)據(jù)的隱私權(quán)和數(shù)據(jù)庫進(jìn)行管理等，都應(yīng)該保證其信息的安全便利。

1.2 在信息采集方面存在的問題

信息采集模型類型很多，常用的感知模型幼兒園感知模型和指數(shù)感知模型，在實(shí)際應(yīng)用中，大規(guī)模的分布模式會使得實(shí)際需要的節(jié)點(diǎn)投入量過大，以便獲得更好的節(jié)點(diǎn)密度，但是，也會由于節(jié)點(diǎn)分布不合理出現(xiàn)感知盲點(diǎn)，所以，對于智能節(jié)點(diǎn)應(yīng)該進(jìn)行優(yōu)化管理，一般應(yīng)該首先給出節(jié)點(diǎn)分布的感知模型，結(jié)合該模型構(gòu)造目標(biāo)函數(shù)，使得算法在約束條件下得到優(yōu)化。

1.3 在信息安全方面存在的問題

物聯(lián)網(wǎng)的信息安全存在的隱患有RFID標(biāo)簽信息安全、無線通訊信息安全、網(wǎng)絡(luò)傳輸信息安全、信息存儲及處理安全，可以通過加強(qiáng)標(biāo)簽制作，對防偽及標(biāo)簽數(shù)據(jù)的認(rèn)證工作進(jìn)行改善，可以將先進(jìn)的云計(jì)算技術(shù)運(yùn)用在信息安全工作中，結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲及處理工作。

1.4 數(shù)據(jù)處理出現(xiàn)的問題

物聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)處理工作包括數(shù)據(jù)過濾和容錯、編碼和壓縮、數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)庫的管理以及數(shù)據(jù)評估等，數(shù)據(jù)融合問題應(yīng)該將算法的融合作為核心任務(wù)。在進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)工作的實(shí)際應(yīng)用時(shí)，應(yīng)該結(jié)合具體情況選擇合適的融合算法，只有這樣才能保證數(shù)據(jù)處理的安全性、完整性及高效性，還可以保證數(shù)據(jù)處理的可控性。

2 RFID技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的地位

2.1 RFID技術(shù)的一般概況

RFID技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)，主要是對目標(biāo)物進(jìn)行識別和標(biāo)識，主要用于物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用階段，物聯(lián)網(wǎng)既可以實(shí)現(xiàn)物物連接，又可以對物體進(jìn)行識別、定位、追蹤和管理。RFID技術(shù)可以做到讓物體開口，使得其在物聯(lián)網(wǎng)感知層中的地位尤為突出。RFID技術(shù)的防水防磁、耐高溫性能很強(qiáng)，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離讀取，對數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，由于存儲數(shù)據(jù)容量大，可以將大數(shù)據(jù)技術(shù)運(yùn)用在物聯(lián)網(wǎng)中，提高對數(shù)據(jù)的處理效率，可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)識別技術(shù)中的不足。所以，RFID技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)中的關(guān)鍵技術(shù)。

2.2 RFID技術(shù)對物聯(lián)網(wǎng)的推動促進(jìn)作用

物聯(lián)網(wǎng)必須與互聯(lián)網(wǎng)建立信息聯(lián)系才能使得不具備智能的物品聯(lián)系起來，這一過程需要感知層才能實(shí)現(xiàn)，要想實(shí)現(xiàn)感知層的建立必須滿足無線、自動的要求，硬件設(shè)備的形狀必須能進(jìn)行改變，大小也可以進(jìn)行調(diào)節(jié)，其造價(jià)低、成本小，可以承受惡劣環(huán)境，RFID技術(shù)就成為了物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的首選。完整的RFID技術(shù)包括讀寫器、電子標(biāo)簽和應(yīng)用軟件三部分，讀寫器將特定頻率的無線電波發(fā)送給電子標(biāo)簽，如果標(biāo)簽是無源標(biāo)簽，可以借助感應(yīng)電流將讀寫器中的信息發(fā)送給讀寫器；如果是有源標(biāo)簽，那么就會主動將芯片信息發(fā)送給讀寫器，讀寫器將信息發(fā)送給軟件系統(tǒng)進(jìn)行處理。在物聯(lián)網(wǎng)體系中，每件物品上都會貼上一個標(biāo)簽，將物聯(lián)網(wǎng)與物品聯(lián)系起來，RFID技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)感知層使用的第一個技術(shù)，可以說，RFID技術(shù)催生了物聯(lián)網(wǎng)。RFID增強(qiáng)了物聯(lián)網(wǎng)的功能，不但可以提供物品的靜態(tài)信息，還可以提供物品的位置信息以及周圍的溫度濕度信息，使得其智能性更強(qiáng)。

2.3 RFID的發(fā)展趨勢探究

（1）標(biāo)簽產(chǎn)品的多樣化，未來的用戶個性化要求越來越強(qiáng)，單一產(chǎn)品已經(jīng)不能滿足市場的發(fā)展需要，對于產(chǎn)品的系列化組合要求越來越高，結(jié)合其他的高科技技術(shù)，與大數(shù)據(jù)技術(shù)結(jié)合起來，運(yùn)用GPS技術(shù)、生物識別技術(shù)實(shí)現(xiàn)多功能識別。

（2）系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化，RFID技術(shù)的普及程度越來越高，每件產(chǎn)品需要借助電子標(biāo)簽來獲取自己的身份標(biāo)簽，與互聯(lián)網(wǎng)、電子商務(wù)實(shí)現(xiàn)結(jié)合，使得人們的生活習(xí)慣、生活方式發(fā)生了很大的改變。

（3）物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的兼容性越來越好，隨著統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的建立，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的兼容性越來越強(qiáng)，使得產(chǎn)品的替代性越來越高。與其他產(chǎn)業(yè)的融合程度也在不斷增強(qiáng)。在未來RFID技術(shù)會越來越重要。

3 物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的構(gòu)建措施

3.1 感知層的構(gòu)建

感知層的建立主要是為了完成對產(chǎn)品的信息采集和識別，結(jié)合RFID技術(shù)和無線傳感網(wǎng)可以獲得所需要的環(huán)境信息，還能夠精確識別出物體，對于RFID的識別范圍也可以得到擴(kuò)大。其中，智能節(jié)點(diǎn)由RFID閱讀器和WSN節(jié)點(diǎn)技術(shù)融合而成。在實(shí)際的應(yīng)用過程中，應(yīng)該對感知層的構(gòu)建進(jìn)行實(shí)際的需要分析來確定。

3.2 網(wǎng)絡(luò)層的構(gòu)建

網(wǎng)絡(luò)層包含著物聯(lián)網(wǎng)的中間件和域名服務(wù)，處在物聯(lián)網(wǎng)感知層和網(wǎng)絡(luò)層之間的中間件系統(tǒng)稱為中間件，主要將前端硬件的復(fù)雜性進(jìn)行屏蔽，將收集到的數(shù)據(jù)信息輸送到后端的IT系統(tǒng)。域名服務(wù)相當(dāng)于域名解析，可以為中間件系統(tǒng)指明采集信息的方法，將給定目標(biāo)物的信息碼定位到相關(guān)的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中。對于網(wǎng)絡(luò)層的構(gòu)建應(yīng)該重視中間件和域名服務(wù)的結(jié)合，保證其構(gòu)建的合理和高效運(yùn)行。SAVANT中間件適用于海量數(shù)據(jù)處理，在物聯(lián)網(wǎng)中扮演著神經(jīng)系統(tǒng)的作用，主要負(fù)責(zé)處理不同應(yīng)用的數(shù)據(jù)讀取和傳輸。ONS將EPC標(biāo)簽中的產(chǎn)品電子代碼進(jìn)行解析，借助格式化轉(zhuǎn)化為EPC域名，ONS再一次查詢之后，可以反饋域名對應(yīng)的一個或多個PML地址。

3.3 應(yīng)用層的構(gòu)建

應(yīng)用層的作用主要是提供信息服務(wù)，包括物聯(lián)網(wǎng)客戶端、數(shù)據(jù)存儲模塊和數(shù)據(jù)查詢模塊。對于物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)模型的構(gòu)建，以USN的高層架構(gòu)為主要技術(shù)，不能完全反映出物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的功能劃分、組網(wǎng)方式，所以，在實(shí)際構(gòu)成中需要設(shè)計(jì)通用的功能結(jié)構(gòu)模型。PML語言提供了一種通用方法來對物體進(jìn)行描述，是一個較為廣泛的層次結(jié)構(gòu)，可以用于工業(yè)商業(yè)的軟件開發(fā)以及數(shù)據(jù)存儲。

4 結(jié)語

對于物聯(lián)網(wǎng)的研究與應(yīng)用探索仍然處于關(guān)鍵階段，推動其進(jìn)一步發(fā)展需要多方面的努力，應(yīng)該將技術(shù)突破作為首要任務(wù)，加強(qiáng)國際合作，加大對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研發(fā)力度，將產(chǎn)學(xué)研合作進(jìn)行深化，對于物聯(lián)網(wǎng)中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行合作研發(fā)，構(gòu)建更深層次的物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟。還可以制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，對RFID技術(shù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范，注入相應(yīng)的資金，整合相關(guān)的資源，使得物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)成本得到優(yōu)化，將物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)應(yīng)用進(jìn)行推廣，使得物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)效益得到提升。完善相關(guān)的法律法規(guī)，對于物聯(lián)網(wǎng)中的信息進(jìn)行保護(hù)，使得物聯(lián)網(wǎng)的使用范圍得到擴(kuò)大。

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