物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用與發(fā)展分析

劉孟

摘 要：近幾年來(lái)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)受到了人們的廣泛關(guān)注。本文介紹了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究背景，傳感網(wǎng)的原理、應(yīng)用、技術(shù)。以最具代表性的基于RFID的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用架構(gòu)、基于傳感網(wǎng)絡(luò)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用架構(gòu)、基于M2M的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用架構(gòu)為例，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)體系與服務(wù)體系進(jìn)行了闡述；分析了物聯(lián)網(wǎng)研究中的關(guān)鍵技術(shù)，包括RFID技術(shù)、傳感器網(wǎng)絡(luò)與檢測(cè)技術(shù)、智能技術(shù)和納米技術(shù)。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；RFID；傳感網(wǎng)；M2M

1 物聯(lián)網(wǎng)的原理

物聯(lián)網(wǎng)是在計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，利用RFID、無(wú)線數(shù)據(jù)通信等技術(shù)，構(gòu)造一個(gè)覆蓋世界上萬(wàn)事萬(wàn)物的“Internet of Things”。在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，物品（商品）能夠彼此進(jìn)行“交流”，而無(wú)需人的干預(yù)。其實(shí)質(zhì)是利用射頻自動(dòng)識(shí)別（RFID）技術(shù)，通過(guò)計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)物品（商品）的自動(dòng)識(shí)別和信息的互聯(lián)與共享。

而RFID，正是能夠讓物品“開(kāi)口說(shuō)話”的一種技術(shù)。在“物聯(lián)網(wǎng)”的構(gòu)想中，RFID標(biāo)簽中存儲(chǔ)著規(guī)范而具有互用性的信息，通過(guò)無(wú)線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)把它們自動(dòng)采集到中央信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)物品（商品）的識(shí)別，進(jìn)而通過(guò)開(kāi)放新的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息交換和共享，實(shí)現(xiàn)對(duì)物品的“透明”管理。

物聯(lián)網(wǎng)是對(duì)人們?nèi)粘Ｋ佑|的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)系統(tǒng)化的一個(gè)過(guò)程，它實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)的信息之間的有效整合，從而更方便根據(jù)人們的需求進(jìn)行處理和反饋有效結(jié)果。

2 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用與技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)可以以以電子標(biāo)簽和EPC（Electronic Product Code，產(chǎn)品電子代碼）碼為基礎(chǔ)，建立在計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上形成實(shí)物互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，其宗旨是實(shí)現(xiàn)全球物品信息的實(shí)時(shí)共享和互通。物聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由信息采集系統(tǒng)、PML信息服務(wù)器、產(chǎn)品命名服務(wù)器（ONS）和應(yīng)用管理系統(tǒng)四部分組成。功能如下：

信息采集系統(tǒng)。信息采集系統(tǒng)包括產(chǎn)品電子標(biāo)簽、讀寫(xiě)器、駐留有信息采集軟件的上位機(jī)組成，主要完成產(chǎn)品的識(shí)別和產(chǎn)品EPC碼的采集和處理。存儲(chǔ)有EPC碼的電子標(biāo)簽在經(jīng)過(guò)讀寫(xiě)器的感應(yīng)區(qū)域時(shí)，產(chǎn)品EPC碼會(huì)自動(dòng)被讀寫(xiě)器捕獲，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化EPC信息采集，采集的數(shù)據(jù)將交由上位機(jī)信息采集軟件進(jìn)行進(jìn)一步的處理。

PML信息服務(wù)器。PML（Physical Markup Language，實(shí)體描述語(yǔ)言）信息服務(wù)器由產(chǎn)品生產(chǎn)商建立并維護(hù)，他們根據(jù)事先 規(guī)定的原則對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行編碼，并利用標(biāo)準(zhǔn)的XML對(duì)產(chǎn)品的詳細(xì)信息進(jìn)行描述。PML服務(wù)器在物聯(lián)網(wǎng)中的作用在于以通用的格式提供對(duì)產(chǎn)品原始信息的描述，便于其他節(jié)點(diǎn)的訪問(wèn)。

產(chǎn)品命名服務(wù)器（ONS）。產(chǎn)品命名服務(wù)器ONS （Object Name Service）在各信息采集節(jié)點(diǎn)與PML信息服務(wù)器之間建立聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)從產(chǎn)品EPC碼到產(chǎn)品PML描述信息之間的映射。

應(yīng)用管理系統(tǒng)。應(yīng)用管理系統(tǒng)通過(guò)和信息采集軟件（如 Savant）之間的接口獲取產(chǎn)品EPC信息，并通過(guò)ONS找到產(chǎn)品的PML信息服務(wù)器，從而獲取產(chǎn)品詳細(xì)信息 以實(shí)現(xiàn)諸如入庫(kù)管理、產(chǎn)品路徑跟蹤等應(yīng)用功能。

物聯(lián)網(wǎng)通過(guò)Internet信息世界的互聯(lián)實(shí)現(xiàn)物理世界任何產(chǎn)品的互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)在任何地方、任何時(shí)間可識(shí)別任何產(chǎn)品，使產(chǎn)品成為附有動(dòng)態(tài)信息的“智能產(chǎn)品”，并使產(chǎn)品信息流和物流完全同步，從而為產(chǎn)品信息共享提供了一個(gè)高效、快捷的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)

3 物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展與市場(chǎng)

從國(guó)際上看，歐盟、美國(guó)、日本等國(guó)都十分重視物聯(lián)網(wǎng)的工作，并且已作了大量研究開(kāi)發(fā)和應(yīng)用工作。它的核心是利用信息通信技術(shù)（ICT）來(lái)改變未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式和結(jié)構(gòu)（金融、制造、消費(fèi)和服務(wù)等），改變政府、企業(yè)和人們的交互方式以提高效率、靈活性和響應(yīng)速度。把ICT技術(shù)充分用到各行各業(yè)，把感應(yīng)器嵌入到全球每個(gè)角落，例如電網(wǎng)、交通（鐵路、公路、市內(nèi)交通）等相關(guān)的物體上。并利用網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備收集的大量數(shù)據(jù)通過(guò)云計(jì)算、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)和人工智能技術(shù)作出分析給出解決方案。把人類(lèi)智慧賦予萬(wàn)物，賦予地球。他們提出“智慧地球、物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算”就是美國(guó)要作為新一輪IT技術(shù)革命的領(lǐng)頭羊的證明。在北京2009年11月全球物聯(lián)網(wǎng)會(huì)議上，他們介紹了《歐盟物聯(lián)網(wǎng)行動(dòng)計(jì)劃》（Internet of things ---An action plan for Europe）其目的也是企圖在“物聯(lián)網(wǎng)”的發(fā)展上引領(lǐng)世界。在歐盟較為活躍的是各大運(yùn)營(yíng)商和設(shè)備制造商，他們推動(dòng)了M2M（機(jī)器與機(jī)器）的技術(shù)和服務(wù)的發(fā)展。

我國(guó)在“物聯(lián)網(wǎng)”的啟動(dòng)和發(fā)展上與國(guó)際相比并不落后，我國(guó)中長(zhǎng)期規(guī)劃《新一代寬帶移動(dòng)無(wú)線通信網(wǎng)》中有重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)研究開(kāi)發(fā)“傳感器及其網(wǎng)絡(luò)”，國(guó)內(nèi)不少城市和省份已大量采用傳感網(wǎng)解決電力、交通、公安、農(nóng)漁業(yè)中的“M2M”等信息通信技術(shù)的服務(wù)。作為國(guó)家層面成立了《傳感器的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)工作組》。中國(guó)通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)也啟動(dòng)了基于互聯(lián)網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)和基于電信網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和研究課題的申報(bào)工作。中國(guó)的幾大電信運(yùn)營(yíng)商積極投入“物聯(lián)網(wǎng)”的技術(shù)開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的工作：物流信息化、公交視頻化、校訊通、農(nóng)村信息化、漁牧業(yè)監(jiān)控等。

總而言之，由于物聯(lián)網(wǎng)是基于現(xiàn)代高新技術(shù)，而提供的服務(wù)內(nèi)容應(yīng)屬現(xiàn)代服務(wù)業(yè)，從發(fā)展服務(wù)產(chǎn)業(yè)角度看，物聯(lián)網(wǎng)也是我國(guó)發(fā)展現(xiàn)代服務(wù)業(yè)的重要組成部分，而它所包涵的微納制造技術(shù)、儀表及測(cè)試設(shè)備、各種信息通信網(wǎng)的制造和工程，則屬先進(jìn)制造業(yè)。

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