物联网综述

物联网综述【摘要】作为一种新事物，物联网已经引起人们的广泛关注，然而人们对物联网的认识并不全面，本文首先介绍了物联网的概念、起源以及国内外物联网的发展；分析了物联网的关键技术，包括射频识别技术、传感网技术、智能技术、全球定位系统技术以及云计算技术；最后文章展望物联网的发展前景。【关键词】物联网；发展；射频识别；传感网；智能一引言随着计算机技术、网络技术和传感技术等先进技术的发展，人们生活质量的不断提高，人类通过改造物质世界来满足自身需求的能力也相应提高，因此“物联网”的概念也就呼之欲出了。本质上说，物联网是基于原有的通讯网、互联网等“人人相联”的基础上发展而来的“物物相联”。然而，物联网技术不是所谓的计算机网络技术、通信技术、传感技术的简单线性叠加，而是更深层次的将上述技术有机交融，并且添加了跟多人性化设计与配合，因此我们需要站在更高的高度来看待整个技术环境，来融合这些已成型的技术。二物联网起源物联网将人类社会带入了一个实现物物相联的高智能化时代，那么究竟什么是物联网？早在1995年，比尔盖茨在《未来之路》一书中就已经描绘了物联网时代的雏形，四年后，美国麻省理工学院成立Auto-ID研究中心，给出“物联网”最早的定义：把所有通过射频识别（RFID）和条码等信息传感设备与互联网连接在一起，实现智能化识别和管理。后来在2005年，国际电信联盟（ITU）发表了名为《TheInternetOfThings》的年度报告，拓展了物联网的概念，“在任何时刻、任何地点、任何物体之间的互联，无所不在的网络和无所不在的计算”[1]。本文认为，物联网是基于射频识别技术及传感设备的信息采集，在原有的互联网基础上综合应用计算机网络技术、通信技术、传感技术构成的“万物互联”的庞大网络。三物联网的发展1、国外物联网的发展随着物联网概念的提出，各发达国家纷纷设立与物联网相关的信息化战略、在技术研究和商业部署方面取得了相当大的进展，其中美国、欧盟、日本、韩国、新加坡等处于领先地位。1.1日本UID系统和“i-Japan计划”日本的电子产业的发展在世界上一直处于领先地位。早在20世纪80年代中期就开展了电子标签的研发，之后在2003年3月成立了UIDCenter（泛在识别中心，UbiquitionsIDCenter），研究和推广自动识别的核心技术，在所有的物品上植入微型芯片，组建网络进行通信。不同于EPCglobal提出的96位EPC编码，UID采用了128位uCode编码，并得到了日本政府和国内各大企业的支持。2009年8月日本继之前的“e-Japan”、“u-Japan”提出了“i-Japan战略2015”，重点发展以绿色信息技术为代表的环境技术，智能交通灯中期经济发展的新兴产业。1.2韩国物联规划韩国政府非常重视国家信息化的建设，早在“u—IT839”计划中就将RFID/WSN（无线传感网）列入发展重点，在此基础上，2009年韩国通过委员会出台了《物联网基础设施构建基本规划》，将物联网市场确定为新增长动力《物联网基础设施构建基本规划》提出到2012年实现“通过构建世界最先进的物联网基础实施，打造未来广播通信融合领域超一流信息通信技术强国”的目标，并确定了构建物联网基础设施、发展物联网服务、研发物联网技术、营造物联网扩散环境大领域、12项详细课题。2、国内物联网技术的发展我国在物联网的启动和发展上与国际相比并不落后，中科院早在1999年就启动了传感网研究，并在无锡成立了微纳传感网工程技术研发中心，2009年8月7日，温家宝总理在对该中心的视察中明确提出了“尽快建立中国的传感信息技术中心，或者叫‘感知中国’中心”。在此之后，我国物联网的研究、开发和应用工作进入了高潮。部分省市也开始制定了物联网发展规划。2.1上海2010年4月，上海市政府对外公布了《上海推进物联网产业发展行动方案（2010—2012年）》，在技术研发和产业化等各方面推进物联网联网发展。上海物联网产业行动方案的主要内容可以总结为：抓住历史机遇，坚持高端发展、差别发展、创新发展、协同发展的原则；发挥和提升现有通信网、互联网和广播网等网络基础设施的作用；突破传感器控制芯片、短距离无线通信、组网和协同处理、数学建模、系统集成、数据管理和挖掘、协同控制等物联网核心技术；推进环境监测、物流管理等10个应用示范工程，创新商业模式；推进物联网传感设备、通信设备产业化与信息服务业协同发展，促进物联网应用市场和产业链形成；推进嘉定、浦东等物联网产业化基地建设；提升上海在国内物联网产业的引领地位，抢占物联网产业链的高端。上海市确定物联网技术研究的重点是：先进传感器，核心控制芯片，短距离无线通信技术，组网和协同处理，系统集成和开放性平台技术，海量数据管理和挖掘。2.2江苏江苏省政府2010年4月公布了《江苏省物联网产业发展规划纲要（2009—2012）》。规划提出按照“一个产业核心区、两个产业支撑区、全省应用示范先行区”的思路，坚持创新发展、特色发展。以抢占物联网技术和产业制高点为目标，突出无锡核心区建设，打造辐射全国的传感信息中心；突出科技创新和人才队伍建设，掌握引领产业方向的核心技术；突出创新园区建设，构筑集聚发展的产业基地；突出示范工程建设，确立应用牵引的产业发展模式。通过抢抓战略机遇，使物联网产业尽快成为我省新的经济增长点。江苏省重点技术研究内容确定为：RFID与传感器结合点技术，物联网组网与协同处理技术，物联网系统集成技术，物联网技术应用抽象及标准化技术，共性支撑技术。重点产业分为：物联网核心产业、物联网支撑产业、物联网带动产业，希望利用物联网大规模产业化和应用实现对传统产业的重大变革，重点推进带动效应明显的现代装备制造业、现代农业现代服务业现代物流业等产业的发展。示范工程主要包括：智能工业、智能环保、城市智能交通、智能灾害防控、智能农业、智能公安安全、智能医护、智能物流、智能电网与智能家居等10个领域。四物联网研究中的关键技术国际电联（UIT）报告提出物联网主要有四个关键性的应用技术：唯一标识事物的电子标签（RFID）技术，感知事物的无线传感网络技术（Sensortechnologies），使事物具有“思维”的智能技术（Smarttechnologies），微缩事物的纳米技术（Nanotechnologies）[1]；同时物联网还综合应用了全球定位系统GPS技术以及物联网的“大脑”云计算（cloudcomputing）等关键技术。1、RFID技术RFID技术（radiofrequencyidentification，射频识别）是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号进行双工数据通信，从而自动识别目标对象并获取相关数据，识别过程无需人工干预，适用于各种恶劣环境。RFID技术的突出优点是可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。将RFID技术与互联网、通讯等技术有机结合，可实现全球范围内物品跟踪与信息共享[3-5]。2、无线传感网技术无线传感网络（WSN，wirelesssensornetwork）是将分布式信息采集、信息传输和信息处理技术融合的网络信息系统，以其低成本、微型化、低功耗、自组织等特点受到广泛重视，是推动经济发展和维护国家安全的重要技术[6]。物联网可以通过遍布各处的各式各样的传感器组成的无线传感网络来感知整个物质世界。3、智能技术智能技术是将一个智能化的系统植入物体中，使物体具备一定的“主观能动性”即智能性，能够与用户进行沟通，是物联网的关键技术之一。目前的智能技术研究包括人工智能的理论研究、虚拟现实及各种语言处理的人机交互技术与系统、可准确定位跟踪的智能技术与系统、智能化的信号处理等。4、纳米技术纳米技术，是研究结构尺寸在0.1nm～100nm范围内材料的性质和应用，主要包括纳米体系物理学、纳米化学、纳米材料学、纳米生物学、纳米电子学、纳米加工学、纳米力学等。纳米技术能将微小的物体（如砂砾）也能进入物物相联的网络，进行信息交互，这使物联网真正意义上做到了万物的互联。可见纳米技术必然在物联网中扮演重要的角色。5、GPS技术日渐成熟的全球定位系统给物联网提供了强大的技术支撑，使物与物之间的准确定位成为可能。如前所述，GPS技术以其高精度、全天候、高效率、多功能、操作简单、应用广泛等特点为物联网中的定位追踪提供了便捷的服务，让物联网的功能更加完备。6、云计算技术云计算（cloudcomputing）是分布式计算技术的一种，是当前计算机应用的重要技术，其基本工作流程如下：通过网络将庞大的需分析处理程序自动拆分成无数个较小的子程序，再经众多服务器组成的庞大系统经搜寻、计算分析，最后将处理结果返回给用户。当物联网具备一定的规模后，如何处理庞大的数据量是一个关键问题，如果数据得不到及时处理，便有丢失的可能；而如果暂存未处理的数据，那么海量的数据所需要的存储空间也是无法预知的[7]。因此云计算便成为物联网中处理数据的强大工具，于是可视之为物联网的“大脑”。五物联网发展展望现在物联网技术正在全世界范围内如火如荼的进行，虽然每个国家都在做自己的规划和研究，但物联网全球化必定是将来的一个发展趋势，到时候，世界将真正实现“全球一体化”。同时，如果能将物联网与手机4G网络联合起来，将很快改变人们的生活方式，给人们生活带来更大的便捷。六结论物联网是一个趋势，更是一个产业。产业的发展需要国家重视，政府的扶持，科技的进步。相信在这场世界信息产业第三次浪潮中，我国能实现跨越式发展，使信息网络产业成为推动产业升级、迈向信息社会的“发动机”，抢占未来经济科技发展的制高点，对此，让我们拭目以待，期待一个更加舒适、便捷、安全的物联网通信时代。参考文献[1]InternationalTelecommunicationUnionUIT.ITUInternetReports2005：TheInternetofThings[R].2005[2]余周军.中国物联网产业发展现状及展望[EB/OL].(2010-03-24)[2010-05-9][3]王玮建立21世纪无所不在的网络社会——浅谈日本u-Japan以及韩国u-Korea战略[J].信息网络2005.（07）：1—8.[4]AKYILDIZLF,etal.Wirelesssensornetwork:Asurvey[J].ComputerNetwork,2002.[5]陈积明,林瑞仲,优贤.无线传感器网络的信息处理研究[J].仪器仪表学报,2006,27(9)[6]艾超,傅华明.现代工厂中基于RFID技术的物联网设计[J].技术前沿,2007,9(12)[7]王保云.物联网技术研究综述[J].电子测量与仪器学报,2009,23(12)[8]陈康,郑纬民.云计算:系统实例与研究现状[J]软件学报,2009,(05):1337-1348