物联网技术要点初探.docVIP

物联网技术要点初探 物联网，这一在业界被认为是继计算机、互联网与移动通信网之后的，世界信息产业第三次浪潮的技术，正进入一个充满挑战和机遇的发展阶段。2009年，温家宝总理提出了“感知中国”，物联网被正式列为我国五大新兴战略性产业之一，写入了“政府工作报告”；同年，IBM大中华区首席执行官钱大群在IBM论坛上公布了名为“智慧的地球”的必威体育精装版策略，欧盟委员会也向欧盟议会、理事会、欧洲经济和社会委员会及地区委员会递交了《欧盟物联网行动计划》。世界各国对于物联网的重视和研究都预示着，与物联网相关的全球信息化工作，将引发当今世界的深刻变革。因此，对于物联网关键技术的探索和研究，具有十分重要的意义。 物联网简称IOT（The Internet of things），或者M2M（Machine to Machine），是一项融合了智能感知、识别、普适计算和泛在网络等在内的技术。物联网通过传感器、射频识别、GPS全球定位系统等技术实时采集物体的行动或过程，再通过网络接入，实现人、设备与系统间的智能互连，达到对物品和过程的智能化感知、识别和管理的作用。简单来说，世界上的各种事物，小到钥匙，大到各式家电、楼房，通过物联网，都可以“互相交流”，人们也可以实现和物体的“对话”。 物联网可分为三层：感知层、网络层和应用层。感知层主要负责采集信息，网络层将感知层获取的信息进行传递和处理，最终在应用层与行业专业技术深度融合，与行业的需求相结合，实现行业的广泛智能化。因此，物联网中涉及的关键技术，主要包括RFID /EPC技术、传感器网络技术、因特网技术、无线通信技术、嵌入式技术和信息安全技术等。其中，关键领域又主要集中在RFID/EPC，无线传感网络以及两者的融合方面。 RFID（Radio Frequency Identification）射频识别技术，又称电子标签，是目前较先进的一种非接触式识别技术。它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，可以识别高速运动的物体，还能够同时识别多个标签，并且识别的过程中不需要人工干预，因此操作非常快捷方便。RFID系统由电子标签、读写器和天线、主机等组成。读写器和电子标签之间通过电磁场感应进行能量、时序和数据的无线传输。当标签进入磁场后，如果接收到读写器天线发出的特殊射频信号，就能凭借感应电流所获得的能量，发送出已经存储在标签中的产品信息，或者主动发送出某一频率的信号，读写器读取信息并解码后，会送至中央信息系统进行有关数据处理。RFID系统在具体的应用过程中，根据使用环境和目的的不同，其组成也会有相应地变化，但基本的工作原理是不会改变的。作为一种能够让物品“开口说话”的技术，RFID的应用已经在工业、商业自动化、交通运输控制管理、仓储物流管理、生产过程制造管理等方面引起了广泛的关注。例如全球最大的零售商沃尔玛，就要求其供应商在向其配送中心发送货盘和包装箱时使用RFID技术；而我国在第二代身份证中也采用了RFID技术。以简单RFID系统为基础，结合网络、数据库、中间件等技术，构筑一个由大量联网的读写器和无数移动标签组成的，比因特网更为庞大的物联网，通过开放性的计算机网络实现信息交换和共享，实现对物品的“透明”管理，则是RFID技术发展的趋势。 而与RFID相结合的EPC物联网系统是为每个商品提供唯一的一个号码——EPC。EPC采用一组编号来代表制造商及产品，还用另一组数字来唯一标识单品。EPC是唯一存储在RFID标签微型芯片中的信息，以使得RFID标签能够具有低廉的成本并且保持灵活性。 物联网中的另一个关键领域是无线传感网络。无线传感网络(WSN, wireless sensor network)是集分布式信息采集、信息传输和信息处理技术于一体的网络信息系统。无线传感网络由大量传感器节点组成，通过无线通信的方式，形成一个多跳的自组网络。传感器是机器感知物质世界的直接途径, 可以接收光、热、电、力、声、位移等信号, 为网络系统的处理、分析和反馈提供最原始的信息资料。因此，传感器节点的组成就包括了传感单元、处理单元、通信单元以及电源这些基本内容。传感单元由传感器和模数转换功能模块组成，进行信息的采集和转换；处理单元包括CPU、存储器、嵌入式操作系统等，负责信息的分析和处理；通信单元通过无线通信模块，将信息发送出去。此外，根据应用环境的不同，还可以选择带有其他功能的单元，如定位系统、移动系统等。无线传感网络工作时，节点被大量的布置在被感知对象内部或者附近，以协作的方式实时感知、采集和处理覆盖区域中的信息，再通过多跳网络将数据信息传送到远程控制管理中心，同时远程控制管理中心也可以对网络节点进行实时控制和操纵。 无线传感网络因为其低成本、低功耗和组网、铺设方式灵活等特点，受到了广泛的重视, 已经成为了关系到国民经济发展和国家