物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)概念概述

物聯(lián)網(wǎng)，英文簡(jiǎn)稱(chēng)為IOT（ Internet of Things），是指將各種信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合所形成的網(wǎng)絡(luò)，其目的是讓所有的物品都能夠遠(yuǎn)程感知和控制，并與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合成一個(gè)更加智慧的生產(chǎn)生活體系。物聯(lián)網(wǎng)作為新一代信息技術(shù)，必將帶來(lái)繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)通信網(wǎng)之后的世界信息產(chǎn)業(yè)第三次浪潮。

1 物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)

物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)可分為射頻識(shí)別系統(tǒng)和信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)兩部分。射頻識(shí)別系統(tǒng)主要由標(biāo)簽和讀寫(xiě)器組成，兩者通過(guò)RFID空中接口通信。讀寫(xiě)器獲取產(chǎn)品標(biāo)識(shí)后，通過(guò)internet或其他通訊方式將產(chǎn)品標(biāo)識(shí)上傳至信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的中間件，然后通過(guò)ONS解析獲取產(chǎn)品的對(duì)象名稱(chēng)，繼而通過(guò)EPC信息服務(wù)的各種接口獲得產(chǎn)品信息的各種相關(guān)服務(wù)。整個(gè)信息系統(tǒng)的運(yùn)行都會(huì)借助Internet的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，利用在Internet基礎(chǔ)上的發(fā)展出的通信協(xié)議和描述語(yǔ)言。因此我們可以說(shuō)物聯(lián)網(wǎng)是架構(gòu)在Internet基礎(chǔ)上的關(guān)于各種物理產(chǎn)品信息服務(wù)的總和。

2 物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)

2.1 RFID 技術(shù)

RFID技術(shù)是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象，并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識(shí)別無(wú)須人工干預(yù)，可工作于任何惡劣環(huán)境。RFID系統(tǒng)由閱讀器、應(yīng)答器（標(biāo)簽）和應(yīng)用系統(tǒng)三部分組成，通過(guò)電波在響應(yīng)媒介和詢(xún)問(wèn)媒介間傳遞信息。閱讀器，一般是一臺(tái)內(nèi)含天線(xiàn)和芯片解碼器的閱讀(有時(shí)還可以寫(xiě)入)設(shè)備，可設(shè)計(jì)為手持式或固定式；閱讀器可無(wú)接觸地讀取并識(shí)別電子標(biāo)簽中所保存的電子數(shù)據(jù)，從而達(dá)到自動(dòng)識(shí)別體的目的。通常閱讀器與電腦相連，所讀取的標(biāo)簽信息被傳送到電腦上進(jìn)行下一步處理。每個(gè)標(biāo)簽具有唯一的產(chǎn)品電子碼EPC,EPC碼可存入硅芯片做成的電子標(biāo)簽內(nèi)，并附在被標(biāo)識(shí)產(chǎn)品上，以被高層的信息處理軟件識(shí)別、傳遞和查詢(xún)，進(jìn)而在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上形成專(zhuān)為供應(yīng)鏈企業(yè)服務(wù)的各種信息服務(wù)。應(yīng)用系統(tǒng)，一般是由計(jì)算機(jī)支撐的有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)管理系統(tǒng)，視不同應(yīng)用要求，對(duì)于實(shí)時(shí)型的智能型控制器，不一定必須要有后臺(tái)應(yīng)用系統(tǒng)。

2.2 傳感技術(shù)

傳感技術(shù)同計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)一起被稱(chēng)為信息技術(shù)的三大支柱。傳感技術(shù)主要研究關(guān)于從自然信源獲取信息，并對(duì)之進(jìn)行處理（變換）和識(shí)別的一門(mén)多學(xué)科交叉的現(xiàn)代科學(xué)與工程技術(shù)。傳感技術(shù)的核心即傳感器，它是負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)中物與物、物與人信息交互的必要組成部分。目前無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的大部分應(yīng)用集中在簡(jiǎn)單、低復(fù)雜度的信息獲取上，只能獲取和處理物理世界的標(biāo)量信息，然而這些標(biāo)量信息無(wú)法刻畫(huà)豐富多彩的物理世界，難以實(shí)現(xiàn)真正意義上的人與物理世界的溝通。為了克服這一缺陷，既能獲取標(biāo)量信息，又能獲取視頻、音頻和圖像等矢量信息的無(wú)線(xiàn)多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)運(yùn)而生。作為一種全新的信息獲取和處理技術(shù)，無(wú)線(xiàn)多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)更多地關(guān)注于信息的采集和處理，利用壓縮、識(shí)別、融合和重建等多種方法來(lái)處理信息，以滿(mǎn)足無(wú)線(xiàn)多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)多樣化應(yīng)用的需求。

2.3 無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)

物聯(lián)網(wǎng)中物品與人的無(wú)障礙交流顯然離不開(kāi)高速、大批量數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)。無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)既包括允許用戶(hù)建立遠(yuǎn)距離無(wú)線(xiàn)連接的全球語(yǔ)音和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，也包括為近距離無(wú)線(xiàn)連接進(jìn)行優(yōu)化的紅外線(xiàn)技術(shù)及射頻技術(shù)。

2.4 人工智能

人工智能是研究使計(jì)算機(jī)模擬人的某些思維過(guò)程和智能行為（如學(xué)習(xí)、推理、思考、規(guī)劃等）的學(xué)科，主要包括計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)智能的原理、制造類(lèi)似于人腦智能的計(jì)算機(jī)，使計(jì)算機(jī)能實(shí)現(xiàn)更高層次的應(yīng)用。在物聯(lián)網(wǎng)中人工智能技術(shù)主要負(fù)責(zé)將物品“講話(huà)”的內(nèi)容進(jìn)行分析，從而實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)自動(dòng)處理。

3 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用

目前國(guó)內(nèi)外物聯(lián)網(wǎng)的一些應(yīng)用領(lǐng)域主要包含如下方面。

（1）生態(tài)環(huán)境的監(jiān)測(cè)和保護(hù)。具體的內(nèi)容有：生物環(huán)境適應(yīng)性跟蹤；河流沿線(xiàn)分區(qū)域水位監(jiān)測(cè)及相關(guān)水資源被污染的信息監(jiān)控；山區(qū)泥石流、滑坡等自然災(zāi)害容易發(fā)生地方的提前預(yù)警；重點(diǎn)保護(hù)林區(qū)監(jiān)控內(nèi)部火險(xiǎn)情況和火勢(shì)大小等。

（2）安全檢測(cè)與監(jiān)控。在一些危險(xiǎn)的工業(yè)環(huán)境如井礦、核電廠(chǎng)等，工作人員可以通過(guò)傳感網(wǎng)絡(luò)實(shí)施安全監(jiān)測(cè)。此外，在橋梁、高速鐵路等重要基礎(chǔ)設(shè)施中引入傳感網(wǎng)絡(luò)感知振動(dòng)頻率、濕度等信息可以提前對(duì)不安全因素進(jìn)行預(yù)警。

（3）物流管理和配送。隨著現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，物流和配送業(yè)的重要性被提高到了一個(gè)新的水平。通過(guò)在物流商品中引入傳感節(jié)點(diǎn)，可以從采購(gòu)、生產(chǎn)制造、包裝/裝卸、倉(cāng)庫(kù)、運(yùn)輸、配送/分銷(xiāo)、銷(xiāo)售到服務(wù)的供應(yīng)鏈上的每一個(gè)環(huán)節(jié)做到精確地了解和掌握。

4 建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)所面臨的挑戰(zhàn)

雖然物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用前景不錯(cuò)，但要想全面投入物聯(lián)網(wǎng)社會(huì)的建設(shè)，還必須解決以下幾個(gè)方面的問(wèn)題。

（1）標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題。世界各國(guó)存在不同的標(biāo)
準(zhǔn)，互不兼容。統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)才能夠使物聯(lián)網(wǎng)在行業(yè)內(nèi)、行業(yè)間實(shí)現(xiàn)從點(diǎn)到面的，從分散到集中的互聯(lián)互通。

（ 2）安全問(wèn)題。當(dāng)大量的數(shù)據(jù)用于物-物通信，以及大量的數(shù)據(jù)用于進(jìn)行物品以及人的行為模式的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、分析與判斷，能否保障數(shù)據(jù)安全性變得極為重要。

（ 3）協(xié)議問(wèn)題。物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的延伸，在物聯(lián)網(wǎng)核心層面是基于TCP/IP協(xié)議，但在接入層面上協(xié)議種類(lèi)繁多，GPRS/CDMA短信傳感器有線(xiàn)等多種通道，物聯(lián)網(wǎng)需要統(tǒng)一的協(xié)議。

（4）IP地址問(wèn)題。每個(gè)物品都需要在物聯(lián)網(wǎng)中被尋址，就需要一個(gè)地址，因此物聯(lián)網(wǎng)需要更多的IP地址，IPV4資源即將耗盡，這就需要IPV6來(lái)支撐，還需要解決與IPV4的兼容問(wèn)題。

5 結(jié)語(yǔ)

以上簡(jiǎn)要介紹了物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)、技術(shù)、應(yīng)用及挑戰(zhàn)，由于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還處于剛剛起步階段，無(wú)論是規(guī)劃、技術(shù)、管理、協(xié)調(diào)、合作等方面都還有很多不足，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展前景非常樂(lè)觀，市場(chǎng)潛力也很巨大，但是這些并非一朝一夕就能夠?qū)崿F(xiàn)，它需要政府、企業(yè)、行業(yè)協(xié)會(huì)、媒體乃至公眾共同努力。