物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷程和體系結(jié)構(gòu)

馬騫 宜賓市第一中學(xué)

物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要?jiǎng)?chuàng)新成果，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的重大科技革命，它能夠借助智能感知與識(shí)別技術(shù)實(shí)現(xiàn)用戶端向物與物的延伸，是互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的深入與拓展，對(duì)工業(yè)、商業(yè)和學(xué)術(shù)界的影響極其深遠(yuǎn)。本文對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的前世今生做了較為詳盡的介紹，分析了物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)，在一定程度上對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的知識(shí)進(jìn)行了科學(xué)普及，加深了人們對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的認(rèn)識(shí)程度。

1 物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷程

雖然物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)踐可以追溯到1990年美國施樂公司的網(wǎng)絡(luò)可樂販?zhǔn)蹤C(jī)，比爾蓋茨也曾在1995年他的《未來之路》一書中提到物聯(lián)網(wǎng)一詞，但是真正把物聯(lián)網(wǎng)這個(gè)概念放在公眾面前并引起大家重視的是美國麻省理工學(xué)院的的阿什頓教授，他在1999年就提出了 “萬物皆可通過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)”的觀點(diǎn)，闡明了物聯(lián)網(wǎng)的基本內(nèi)涵。當(dāng)時(shí)物聯(lián)網(wǎng)還只是一個(gè)構(gòu)想，無線網(wǎng)絡(luò)剛剛起步，只能依托于射頻識(shí)別技術(shù)，無法達(dá)到當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，甚至無法對(duì)所有的設(shè)備各自配置一個(gè)獨(dú)一無二的IP地址。然而，迅猛發(fā)展的互聯(lián)科技和信息技術(shù)讓物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵不斷拓展，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為改變?nèi)藗兩詈陀^念的深刻技術(shù)革命。

2004年日本制定了u-Japan計(jì)劃，希望通過互聯(lián)網(wǎng)能夠把人、物與物三者實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，推進(jìn)日本的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展。

2005年11月國際電信聯(lián)盟在突尼斯舉行的信息社會(huì)世界峰會(huì)上發(fā)布通告，正式承認(rèn)物聯(lián)網(wǎng)的概念并對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵加以拓展。

2006年韓國制定了u-Korea發(fā)展戰(zhàn)略，希望在全國范圍內(nèi)創(chuàng)建智能型網(wǎng)絡(luò)并拓展其應(yīng)用，寄希望與物聯(lián)網(wǎng)來推動(dòng)韓國經(jīng)濟(jì)新的發(fā)展，打造超一流信息通信技術(shù)強(qiáng)國。

2008年中國政府確認(rèn)移動(dòng)技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在新一代信息技術(shù)中的地位，并希望在互聯(lián)科技的帶動(dòng)下，物聯(lián)網(wǎng)能夠成為帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)形態(tài)、創(chuàng)新社會(huì)變革，推動(dòng)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要力量。

2009年在歐盟執(zhí)委會(huì)啟動(dòng)歐洲物聯(lián)網(wǎng)行動(dòng)計(jì)劃的同時(shí)，美國也提出了“智慧地球”建設(shè)目標(biāo)，把物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)和新能源發(fā)展列為經(jīng)濟(jì)振興的重要內(nèi)容。

然而，隨著物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展也面臨很多問題和挑戰(zhàn)。首先，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展還沒有形成標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的技術(shù)要求和通信接口，不同行業(yè)之間存在數(shù)據(jù)輸入格式和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不同的壁壘，互聯(lián)網(wǎng)的安全問題在一定程度上也阻礙著物聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)一步發(fā)展壯大。同時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)龐大的物物信息的交換需要物品編碼具備獨(dú)特性和唯一性，目前物聯(lián)網(wǎng)還無法真正解決這一問題，其網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)建設(shè)要也需要大筆資金的支持，因此，物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)和發(fā)展還有很多需要改進(jìn)的地方。

總之，隨著社會(huì)的進(jìn)步和科技的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為世界各國競相關(guān)注的重點(diǎn)，也是科技創(chuàng)新的重要目標(biāo)，已經(jīng)在安防、交通、商業(yè)、物流等領(lǐng)域內(nèi)獲得突飛猛進(jìn)的發(fā)展，獲得了人們的認(rèn)可并取得了優(yōu)異的市場效益。隨著云計(jì)算技術(shù)的介入，存儲(chǔ)和計(jì)算能力大幅提高，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用成本卻不斷降低，網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)張能力賦予了物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的無限空間，雖然物聯(lián)網(wǎng)科技還需要進(jìn)一步完善，在基礎(chǔ)上設(shè)施建設(shè)和電力支持方面還存在一定的缺陷，但是，其發(fā)展前景卻十分廣闊。

2 物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)

物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)是由感知層、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)層、資源管理層、信息處理層和應(yīng)用層五個(gè)部分組成的。

2.1 感知層

作為物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，感知層的主要組成部分是數(shù)據(jù)收發(fā)和無線通信。數(shù)據(jù)收發(fā)的主要功能是借助RFID、傳感技術(shù)和衛(wèi)星定位技術(shù)來收集物品信息，并上傳至上層網(wǎng)絡(luò)；在上層網(wǎng)絡(luò)的命令控制下完成規(guī)定動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)物與物的信息溝通和交換。

2.2 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)層

網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)層具備各種網(wǎng)絡(luò)相互融合的功能，能夠?yàn)椴煌木W(wǎng)絡(luò)提供路由，實(shí)現(xiàn)格式和地址轉(zhuǎn)換，從而保證網(wǎng)絡(luò)通道的暢通和感知層數(shù)據(jù)安全地遠(yuǎn)距離、大范圍數(shù)據(jù)傳送。

2.3 資源管理層

資源管理層能夠保證物聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一管理網(wǎng)絡(luò)資源并優(yōu)化資源配置，實(shí)現(xiàn)資源初始化、資源的使用情況的監(jiān)測與合理分配以及不同資源之間的協(xié)調(diào)工作。

2.4 信息處理層

信息處理層的主要功能是查詢并挖掘數(shù)據(jù)，借助數(shù)據(jù)的語義分析，制定科學(xué)有效的處理決策。在當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)科技飛速發(fā)展的今天，云計(jì)算技術(shù)已經(jīng)成為信息分析和處理的重要平臺(tái)。

2.5 應(yīng)用層

應(yīng)用層為物聯(lián)網(wǎng)各層次功能的最終歸宿，其目的就是為了給人們的美好生活提供更好的智能服務(wù)。因此，應(yīng)用層其實(shí)就是根據(jù)人類的各種需求而最終借助物與人的交互關(guān)系，為人類的各種服務(wù)需求提供信息和幫助。如智能環(huán)境監(jiān)控、智能穿戴和智能醫(yī)療等。

3 結(jié)束語

綜上所述，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展已經(jīng)成為網(wǎng)絡(luò)科技發(fā)展的必然，就體系結(jié)構(gòu)而言分為感知層、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)層、資源管理層、信息處理層和應(yīng)用層五個(gè)部分。只要我們能夠解決標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、安全可靠以及其他、技術(shù)層面的問題，物聯(lián)網(wǎng)就能夠真正實(shí)現(xiàn)任何物品之間的信息交換，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)不斷發(fā)展。

[1]基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].明光照,李鷗,張延軍. 通信技術(shù). 2009(02)

[2]EPC物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的隨機(jī)控制[J].劉奕昌,關(guān)新平.現(xiàn)代電子技術(shù). 2008(13)

[3]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[J].趙靜,宋剛,周馳岷,魏杰. 通信技術(shù). 2008(04)

[4]中國物聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)系統(tǒng)研究[J]. 寧煥生,張瑜,劉芳麗,劉文明,渠慎豐. 電子學(xué)報(bào).2006(S1)