物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)精選(九篇)

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第1篇：物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)范文

物聯(lián)網(wǎng)的最基本功能是對(duì)于信息的感知，物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用和服務(wù)最基本的部分是信息的交互，也是物聯(lián)網(wǎng)所要達(dá)到的“物物聯(lián)通”的根本目的，隨著物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)和興起，采用無(wú)線感知技術(shù)的傳感器網(wǎng)絡(luò)作為基礎(chǔ)的感知網(wǎng)絡(luò)的研究正在迅速發(fā)展，在信息的交互和感知方面取得了眾多研究成果，物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)受到了各國(guó)媒體和學(xué)術(shù)界的重點(diǎn)關(guān)注，物聯(lián)網(wǎng)已然成為信息技術(shù)領(lǐng)域中一個(gè)嶄新的發(fā)展方向。

【關(guān)鍵詞】信息交互 物聯(lián)網(wǎng) 信息感知 信息交互 數(shù)據(jù)處理 數(shù)據(jù)壓縮

世界各國(guó)高度重視對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展促進(jìn)并推動(dòng)信息技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展，給互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展帶來(lái)翻天覆地的變化。物聯(lián)網(wǎng)作為網(wǎng)絡(luò)的存在形式，獨(dú)立于一般網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)物品和物品、物品和人以及人和人之間的信息的傳遞和溝通，并通過(guò)現(xiàn)代化的網(wǎng)絡(luò)手段對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)上的用戶(hù)進(jìn)行信息的收集和管理，可以為物聯(lián)網(wǎng)的使用者提供一個(gè)有效的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。

1 信息感知技術(shù)

信息感知技術(shù)能夠通過(guò)無(wú)線傳感器來(lái)為物聯(lián)網(wǎng)提供基本的信息。但是信息感知技術(shù)的獲取方式是存在很大的局限性的，對(duì)于信息的獲取中冗雜性和不確定性太多，這必將影響到物聯(lián)網(wǎng)對(duì)于用戶(hù)和物品信息的收集和處理工作。信息感知技術(shù)還處于發(fā)展階段，所以通過(guò)數(shù)據(jù)的清除能夠?qū)⒉淮_定信息的數(shù)據(jù)整合成可供物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的可用信息，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行一定程度的壓縮能夠?qū)崿F(xiàn)高效感應(yīng)的信息感知技術(shù)的融合。

1.1 數(shù)據(jù)的收集

數(shù)據(jù)收集的過(guò)程是指被感知到的數(shù)據(jù)從感知節(jié)點(diǎn)向匯聚節(jié)點(diǎn)匯集的過(guò)程，數(shù)據(jù)的收集過(guò)程要求數(shù)據(jù)在傳輸?shù)倪^(guò)程中沒(méi)有任何損失，針對(duì)不同數(shù)據(jù)的收集過(guò)程和應(yīng)用的處理分析，數(shù)據(jù)收集收到不同程度的約束，包括高效性、網(wǎng)絡(luò)延遲、可靠性和網(wǎng)絡(luò)吞吐量等。

數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃允菙?shù)據(jù)收集所要面臨的重要問(wèn)題，其目的是保證數(shù)據(jù)通過(guò)感知節(jié)點(diǎn)順利的傳輸?shù)絽R聚節(jié)點(diǎn)中，目前，在無(wú)線傳感器的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸中，大部分都是采用數(shù)據(jù)重傳和多路徑傳輸?shù)募夹g(shù)來(lái)保障數(shù)據(jù)在傳輸中的安全性，多路徑傳輸?shù)姆椒ㄊ峭ㄟ^(guò)在匯聚節(jié)點(diǎn)到感知節(jié)點(diǎn)之中構(gòu)筑多條路徑來(lái)將數(shù)據(jù)傳輸過(guò)去的，以提高數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程的安全性，多路徑傳輸?shù)姆?wù)通常都是終端到終端的傳輸，但是由于無(wú)線感知網(wǎng)絡(luò)通常都應(yīng)用多跳路由的方法，數(shù)據(jù)安全達(dá)到匯聚節(jié)點(diǎn)的成功幾率是每一跳成功幾率相累積形成的，對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程的每一跳都會(huì)因?yàn)楦鞣N因素的制約而引發(fā)丟包等現(xiàn)象。因此，傳輸路徑的構(gòu)建是十分重要的，路徑的安全性是數(shù)據(jù)傳輸能否成功的關(guān)鍵，數(shù)據(jù)重傳的技術(shù)則是通過(guò)在傳輸路徑上將數(shù)據(jù)都進(jìn)行備份然后保存起來(lái)。數(shù)據(jù)重傳技術(shù)的安全性是通過(guò)逐跳回溯來(lái)保障的，但是，數(shù)據(jù)重傳技術(shù)存在的最大的局限性就是要求節(jié)點(diǎn)內(nèi)部必須留有充足的存儲(chǔ)空間以保障數(shù)據(jù)備份的成功。

數(shù)據(jù)收集中最需要考慮的問(wèn)題還有網(wǎng)絡(luò)延遲，為了減少在節(jié)點(diǎn)中的能耗，數(shù)據(jù)收集節(jié)點(diǎn)和匯聚節(jié)點(diǎn)一般采用節(jié)點(diǎn)休眠的方式來(lái)減少網(wǎng)絡(luò)的能耗，節(jié)點(diǎn)直接輪流待機(jī)休眠時(shí)能夠減少數(shù)據(jù)在傳輸中對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷度，這種流水線時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸方式能夠使數(shù)據(jù)在路徑上做到波浪般的傳輸，從而減少了等待的時(shí)間。實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的不間斷的傳輸。

物聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用最廣泛也是最基本的概念是數(shù)據(jù)收集，目前已經(jīng)出現(xiàn)了很多成功的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)收集方法，進(jìn)一步研究數(shù)據(jù)收集技術(shù)的前提是數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院桶踩?，針?duì)各區(qū)域物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的不同，數(shù)據(jù)收集和應(yīng)用的方式也各不相同，需要分析和整理數(shù)據(jù)收集不同約束目標(biāo)之間的從屬關(guān)系來(lái)完成對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸各目標(biāo)之間的優(yōu)化選擇和靈活配備。

1.2 數(shù)據(jù)的清洗

和數(shù)據(jù)收集的目的不同，數(shù)據(jù)收集是為了獲取所需目標(biāo)的真實(shí)情況，然而由于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的不斷變化和周?chē)h(huán)境問(wèn)題的影響，對(duì)于數(shù)據(jù)的獲得往往伴隨著大量錯(cuò)誤的異常數(shù)據(jù)。因此剔除錯(cuò)誤數(shù)據(jù)得到正確的數(shù)據(jù)對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展十分有利，對(duì)于錯(cuò)誤數(shù)據(jù)的清除過(guò)程中中部分?jǐn)?shù)據(jù)還會(huì)出現(xiàn)缺失的現(xiàn)象，對(duì)于缺失的數(shù)據(jù)要及時(shí)進(jìn)行估計(jì)，以再次獲得完整的數(shù)據(jù)信息，根據(jù)感知數(shù)據(jù)的時(shí)空變化規(guī)律地不同，才能利用分類(lèi)識(shí)別的和概率統(tǒng)計(jì)的方法來(lái)對(duì)于感知節(jié)點(diǎn)和整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的清洗和處理。

分類(lèi)識(shí)別的方法是數(shù)據(jù)清洗中最主要的方式之一，是將數(shù)據(jù)清洗的概念比作一個(gè)模式來(lái)進(jìn)行識(shí)別，采用傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)和分類(lèi)識(shí)別的方式，比如通過(guò)支持SVM、貝葉斯網(wǎng)絡(luò)等方式來(lái)得出離群值，并利用節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)溝通的歷史數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)于離群值的初步斷定。通過(guò)貝葉斯的概率運(yùn)算就能推斷出離群值的判斷，由于分類(lèi)識(shí)別的數(shù)據(jù)清洗方法中充分利用了數(shù)據(jù)樣本，因此在數(shù)據(jù)的清洗過(guò)程中能夠取得更加突出的應(yīng)用效果，對(duì)于分布式的感知網(wǎng)絡(luò)和多源異構(gòu)的感知數(shù)據(jù)的整理，分類(lèi)識(shí)別的方法在達(dá)成目標(biāo)時(shí)還能通過(guò)不同的數(shù)據(jù)信息來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)于數(shù)據(jù)的清洗工作初步研究。

在數(shù)據(jù)的清洗中存在一個(gè)十分重要的問(wèn)題，感知數(shù)據(jù)的缺失和存在值的問(wèn)題，缺失值比作異常值，在數(shù)據(jù)的清洗過(guò)程中就能實(shí)現(xiàn)對(duì)于缺失值的正確識(shí)別和清洗，但是物聯(lián)網(wǎng)所需要的數(shù)據(jù)是要保持完整性的，基于數(shù)據(jù)完整性的考慮則需要對(duì)于數(shù)據(jù)的缺失的部分進(jìn)行有效的估計(jì)，例如多元回歸模型和線性插值模型的建立的估計(jì)方法，已經(jīng)通過(guò)了實(shí)驗(yàn)階段，并獲得了是由優(yōu)秀的實(shí)驗(yàn)成果。

由于物聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境復(fù)雜多樣，受到網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的不確定因素的影響大，網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)波動(dòng)異常等因素的制約，數(shù)據(jù)清除的方法還是存在一定的局限性的。因此，在對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的清除過(guò)程的進(jìn)一步深入研究的過(guò)程中，還需要解決數(shù)據(jù)清洗的網(wǎng)絡(luò)能耗和負(fù)載均衡等問(wèn)題。數(shù)據(jù)大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的清洗方式是未來(lái)數(shù)據(jù)清洗的主要方向。

1.3 數(shù)據(jù)的壓縮

由于存在較大規(guī)模的感知網(wǎng)絡(luò)，所以在將全部的感知數(shù)據(jù)一股腦的匯入到匯聚節(jié)點(diǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生十分巨大的的數(shù)據(jù)傳輸量，感知數(shù)據(jù)由于時(shí)空相關(guān)性的因素，存在巨大的冗雜數(shù)據(jù)，因此要采用數(shù)據(jù)壓縮的方式對(duì)于數(shù)據(jù)量的大小進(jìn)行壓縮，感知節(jié)點(diǎn)在運(yùn)算和存儲(chǔ)的方面存在的限制較多，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)壓縮方式已經(jīng)不適于現(xiàn)代的物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用。

基于傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)壓縮方法在信號(hào)處理的方面取得的成功，研究者試圖通過(guò)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)的壓縮方法來(lái)應(yīng)用到物聯(lián)網(wǎng)感知數(shù)據(jù)的壓縮中，例如小波變換的數(shù)據(jù)壓縮方法，首先在單個(gè)的感知節(jié)點(diǎn)中對(duì)于數(shù)據(jù)進(jìn)行初次的小波壓縮。然后再將壓縮的數(shù)據(jù)傳輸?shù)絽R聚節(jié)點(diǎn)中進(jìn)行集中的壓縮，這種方式在一定程度上能夠減少網(wǎng)絡(luò)通信的費(fèi)用。

2 信息交互技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)的信息交互是一個(gè)基于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)并且有眾多網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)參與的信息傳輸、交互和共享的平臺(tái)，通過(guò)交換信息的流動(dòng)性，物聯(lián)網(wǎng)能夠自動(dòng)獲取各個(gè)信息交互網(wǎng)絡(luò)中的其他節(jié)點(diǎn)的信息數(shù)據(jù)。

2.1 物聯(lián)網(wǎng)信息交互模型

通過(guò)對(duì)于大型信息系統(tǒng)人際交互過(guò)程的解析，構(gòu)建了用戶(hù)和信息系統(tǒng)的信息交互模型，該模型認(rèn)為信息的交互過(guò)程是在系統(tǒng)、用戶(hù)以及內(nèi)容這三個(gè)對(duì)象之間發(fā)生的。用戶(hù)獲取信息的目的是對(duì)于系統(tǒng)中內(nèi)容的拷貝，必須通過(guò)系統(tǒng)中所設(shè)定的功能來(lái)完成，內(nèi)容則是依托于系統(tǒng)而存在的。

2.2 網(wǎng)絡(luò)與用戶(hù)之間的信息交互

用戶(hù)與網(wǎng)絡(luò)之間發(fā)生的信息交互主要是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)所提供的命令和功能來(lái)執(zhí)行這一系列的任務(wù)的，通過(guò)系統(tǒng)配置、路由構(gòu)建、代碼發(fā)放和程序執(zhí)行等設(shè)置來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)于感知網(wǎng)絡(luò)的信息獲取和物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行維護(hù)的。物聯(lián)網(wǎng)的各種功能都離不開(kāi)用戶(hù)和網(wǎng)絡(luò)的信息交互。在信息的感知中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)壓縮必須通過(guò)用戶(hù)在網(wǎng)絡(luò)中的感知功能才能實(shí)現(xiàn)。用戶(hù)和網(wǎng)絡(luò)之間發(fā)生的信息交互是用戶(hù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)出相對(duì)應(yīng)的指令來(lái)控制信息的傳輸?shù)摹⑾嚓P(guān)節(jié)點(diǎn)收到指令后會(huì)分布式的執(zhí)行下去，并且將最終執(zhí)行結(jié)果通過(guò)網(wǎng)絡(luò)反饋給下面的用戶(hù)。

2.3 大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)信息交互

在智能交通、農(nóng)業(yè)發(fā)展、環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域，對(duì)于大規(guī)模無(wú)線感知網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用是非常迫切的，大范圍和信息感知和信息交互的特性與物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)際特性向溫和，但是受到網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和網(wǎng)絡(luò)資源的制約，現(xiàn)有的物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線感知網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模都比較小，感知功能也十分的單一，標(biāo)準(zhǔn)信息的局限性也是十分大的。因此對(duì)于大規(guī)模無(wú)線感知網(wǎng)絡(luò)在現(xiàn)實(shí)中的實(shí)際應(yīng)用，還需要對(duì)于信息的感知和交互技術(shù)。以及網(wǎng)絡(luò)延遲等問(wèn)題做出深入的研究和探討，才能通過(guò)實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)驗(yàn)證理論的可行性。

3 結(jié)束語(yǔ)

目前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展還處于起始階段，物聯(lián)網(wǎng)的信息感知和交互技術(shù)涉及還存在很多問(wèn)題，例如感知節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)的收集和分析、五項(xiàng)安智網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)技術(shù)、信息的管理和存儲(chǔ)等技術(shù)，現(xiàn)有技術(shù)并不能適應(yīng)大規(guī)模的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，但是隨著各個(gè)技術(shù)對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)理論和應(yīng)用的不斷加深，一些新的信息感知方法和信息交互問(wèn)題也在不斷地出現(xiàn)并加入到了物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用中去。物聯(lián)網(wǎng)在未來(lái)一定會(huì)得到迅速的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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第2篇：物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)范文

【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng)　IPv6　6LoWPAN

1　引言

物聯(lián)網(wǎng)整體架構(gòu)由下至上可以分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層、中間件層和應(yīng)用層。其中，感知層由數(shù)量眾多計(jì)算能力較弱的終端節(jié)點(diǎn)組成，隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，感知層已經(jīng)逐漸擁有上百億終端的市場(chǎng)，如何更好地管理這些節(jié)點(diǎn)并維護(hù)感知層網(wǎng)絡(luò)通信，促進(jìn)相關(guān)應(yīng)用開(kāi)展，已經(jīng)成為學(xué)術(shù)界和工業(yè)界關(guān)注的重要問(wèn)題之一。

物聯(lián)網(wǎng)感知層需要的通信協(xié)議應(yīng)當(dāng)具備海量性、移動(dòng)性和安全性。對(duì)這三個(gè)需求，IPv6都可以滿(mǎn)足：首先，IPv6能夠滿(mǎn)足物聯(lián)網(wǎng)中聯(lián)網(wǎng)物品的萬(wàn)億量級(jí)海量地址需求；其次，IPv6的自動(dòng)配置、鄰居發(fā)現(xiàn)等功能，可以更好地支持物聯(lián)網(wǎng)中移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的接入需求；最后，IPv6中的IPSec協(xié)議為物聯(lián)網(wǎng)多種通信安全需求和隱私保障提供了條件，包括訪問(wèn)控制、數(shù)據(jù)源的身份驗(yàn)證、數(shù)據(jù)完整性檢查、機(jī)密性保證等。

因此，物聯(lián)網(wǎng)感知層和IPv6協(xié)議的結(jié)合已經(jīng)成為了物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)研究和技術(shù)應(yīng)用的一個(gè)方向。本文先剖析了l Pv6直接應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)存在的主要問(wèn)題，進(jìn)而對(duì)解決這些問(wèn)題的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析，并對(duì)物聯(lián)網(wǎng)中IPv6標(biāo)準(zhǔn)工作進(jìn)展進(jìn)行了總結(jié)。

2　感知層使用IPv6iEi臨的問(wèn)題

物聯(lián)網(wǎng)的感知層主要由具備不同數(shù)據(jù)采集能力的傳感網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，這些傳感網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部大多采用短距離無(wú)線通信的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。目前無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用最廣泛的是IEEE 802.15.4協(xié)議，使用該協(xié)議的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有傳輸報(bào)文小、傳輸帶寬窄、節(jié)點(diǎn)功耗低、節(jié)點(diǎn)位置不確定或不易到達(dá)、節(jié)點(diǎn)可靠性差、節(jié)點(diǎn)可能長(zhǎng)時(shí)間處于睡眠狀態(tài)等特點(diǎn)。

IPv6這個(gè)最初為互聯(lián)網(wǎng)通信設(shè)計(jì)的協(xié)議，并沒(méi)有考慮到無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)能耗受限和傳輸帶寬低等問(wèn)題。因此，在使用IEEE 802.15.4的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)IPv6數(shù)據(jù)包的傳輸還存在很多技術(shù)問(wèn)題，如報(bào)文分片與重組、報(bào)頭壓縮、地址配置、路由廣播、鄰居發(fā)現(xiàn)等。具體來(lái)說(shuō)，在無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)IPv6時(shí)將會(huì)面對(duì)如下關(guān)鍵問(wèn)題：

(1)IEEE 802.15.4協(xié)議數(shù)據(jù)單元的大小為81字節(jié)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于IPv6的1280字節(jié)，IPv6的數(shù)據(jù)包無(wú)法直接在無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)中傳輸。

(2)對(duì)于IEEE 802.15.4長(zhǎng)度為81字節(jié)的數(shù)據(jù)單元，若采用完整的IPv6報(bào)頭，則要花費(fèi)40字節(jié)，這樣還有41字節(jié)用來(lái)傳輸上層協(xié)議(UDP／TCP)。UDP／TCP的報(bào)頭分別為8／20字節(jié)，剩下33／21字節(jié)，如果對(duì)I時(shí)限文進(jìn)行分片傳輸，還需要額外的分片標(biāo)識(shí)開(kāi)銷(xiāo)，剩下的有效字；爭(zhēng)荷負(fù)載節(jié)會(huì)更少，就會(huì)導(dǎo)致同一IP時(shí)艮文要被分成更多片來(lái)傳輸，使得傳輸效率更低。

(3)IPv6使用128位地址，而lEEE 802.15.4只支持兩種地址格式：16位的短地址和64位的EU I-64地址，這兩種傳輸協(xié)議的地址無(wú)法直接共用。

(4)組播在IPv6協(xié)議中起著至關(guān)重要的作用，特別是鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議很大程度上依賴(lài)于組播。但是IEEE802.15.4并不支持組播，僅提供有限的廣播功能，如果單純地將所有組播功能退化為廣播，則會(huì)浪費(fèi)很多節(jié)點(diǎn)的能量，這對(duì)能量受限的傳感節(jié)點(diǎn)是致命的危害，會(huì)極大地縮短網(wǎng)絡(luò)的生存時(shí)間。

3　6LOWPAN T作組的解決方案分析

把I-Pv6協(xié)議適配到以l EEE 802.15.4協(xié)議為主的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)上，IETF的6LoWPAN工組做出了最多的貢獻(xiàn)。6LoWPAN提出在lEEE 802 15，4協(xié)議的MAC層之上增加一個(gè)適配層來(lái)完成與IPv6協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換。下文將對(duì)6LoWPANT作在報(bào)文分片重組、報(bào)頭壓縮、地址映射和路由組播方面提出的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)分析。

3.1報(bào)文分片與重紐

(1)報(bào)文分片

當(dāng)一個(gè)IPv6報(bào)文不能在一個(gè)單獨(dú)的1EEE 802.15.4幀中傳輸時(shí)，適配層會(huì)對(duì)lPv6報(bào)文進(jìn)行分片后再傳送給MAC層。適配層分片的判斷條件為：負(fù)載報(bào)文長(zhǎng)度+不分片頭部長(zhǎng)度+Mesh Delivery字段長(zhǎng)度(或Broadcast字段長(zhǎng)度)>IEEE 802.15.4 MAC層的最大負(fù)載長(zhǎng)度。一個(gè)典型的報(bào)文分片過(guò)程如圖1所示，其中關(guān)鍵字段含義如下：

分片的第一個(gè)字段為L(zhǎng)F字段，01表示第一個(gè)分片，11表示中間分片，10表示最后一片。

第一個(gè)分片需要攜帶一個(gè)protocol字段，表示上層協(xié)議的類(lèi)型，如果是IPv6協(xié)議，該字段設(shè)置為1。

非第一個(gè)分片需要攜帶一個(gè)Offset字段，表示當(dāng)前分片相對(duì)于原報(bào)文起始字節(jié)的偏移量，這里的偏移是以8字節(jié)為一單位的，因此除了最后一個(gè)分片，其它每個(gè)分片的最大負(fù)載報(bào)文長(zhǎng)度也是8字節(jié)邊界對(duì)齊的。

每個(gè)分片攜帶一個(gè)Size字段，內(nèi)容為原始負(fù)載報(bào)文的總長(zhǎng)度。

每個(gè)分片攜帶一個(gè)Tag字段，來(lái)自同一個(gè)報(bào)文的分片Tag值都相同，該值由節(jié)點(diǎn)來(lái)維護(hù)。節(jié)點(diǎn)初始化時(shí)將其設(shè)置為一個(gè)隨機(jī)值，當(dāng)一個(gè)被分片報(bào)文的所有分片都發(fā)送完成后，節(jié)點(diǎn)把Tag值加1，當(dāng)該值超過(guò)511后就變?yōu)?重新開(kāi)始。

(2)重組

根據(jù)收到的分片中源MAC地址和Tag值的比較，節(jié)點(diǎn)可以知道哪些分片是屬于同一個(gè)原始lPv6報(bào)文。對(duì)于屬于同一個(gè)原始報(bào)文的分片，使用一個(gè)重組隊(duì)列來(lái)維護(hù)已經(jīng)收到的分片以及其它一些信息(如源MAC地址和Tag字段)。另外，為了避免長(zhǎng)時(shí)間等待未達(dá)到的分片，節(jié)點(diǎn)在收到第一個(gè)分片后啟動(dòng)一個(gè)重組定時(shí)器，定時(shí)器超時(shí)后，節(jié)點(diǎn)將刪除該重組隊(duì)列中的所有分片及相關(guān)信息。

節(jié)點(diǎn)采用以下方法完成分片重組：

如果是第一次收到該原始報(bào)文的分片，記錄下該被分片的源MAC地址和Tag字段以供后繼重組使用。

如果已經(jīng)收到過(guò)該原始報(bào)文的其它分片，則根據(jù)當(dāng)前分片幀的Offset字段進(jìn)行重組；如果發(fā)現(xiàn)收到的是一個(gè)重復(fù)但不重疊的分片，則使用新收到的分片替換掉早收到的重復(fù)分片；如果本分片和前后分片有重疊，則丟棄當(dāng)前分片，這是因?yàn)槿绻霈F(xiàn)這種情況一定是發(fā)送方出現(xiàn)了錯(cuò)誤，不應(yīng)該繼續(xù)接收。

如果成功接收到所有分片，將所有分片按Offset進(jìn)行重組，同時(shí)刪除在步驟1中記錄的源MAC地址和Tag字段信息。

報(bào)頭在數(shù)據(jù)包中位于有效載荷前，它包括源地址、目的地址，差錯(cuò)檢測(cè)和其他一些字段如端口、協(xié)議等。報(bào)頭壓縮是通過(guò)減少或去掉報(bào)頭中的一些字段以減小整個(gè)報(bào)頭的大小。由于無(wú)線環(huán)境的低可靠性和無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的低處理能力，該類(lèi)網(wǎng)絡(luò)中很少用到TCP傳輸協(xié)議，一般都是采用uDP協(xié)議，因此6LoWPAN工作組對(duì)IP、UDP和ICMP三種報(bào)頭提出了壓縮方案。

報(bào)頭可以被壓縮的域主要包括：所有在傳輸過(guò)程中 保持不變的域，雖然變化但可以預(yù)先知道的域。由鏈路層可獲知的信息域，在特定應(yīng)用場(chǎng)合可以是可選的域。壓縮過(guò)程是將二幀頭和第三層的包頭數(shù)據(jù)進(jìn)行整合壓縮，先壓縮IP報(bào)頭，再壓縮其后續(xù)報(bào)頭。

不包含擴(kuò)展頭的lPv6報(bào)頭一共有40個(gè)字節(jié)，但是在網(wǎng)絡(luò)感知層，JPv6報(bào)頭中的很多信息可以省略或壓縮，IPv6報(bào)頭中的各個(gè)信息域的壓縮方法如下：

版本號(hào)(4位)：在運(yùn)行IPv6協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)中，直接省略。

流類(lèi)型(8位)：通過(guò)壓縮編碼壓縮。

流標(biāo)識(shí)(20位)：通過(guò)壓縮編碼壓縮。

載荷長(zhǎng)度(16位)：可以通過(guò)MAC頭中的載荷長(zhǎng)度計(jì)算出來(lái)，直接省略。

下一個(gè)頭(8位)：可以通過(guò)壓縮編碼壓縮。假設(shè)下一個(gè)頭是UDP，ICMP，TCP或者擴(kuò)展頭的一種。

跳極限(8位)：惟一不能進(jìn)行壓縮的信息，

源地址(128位)：省略掉前綴或者llD、

目標(biāo)地址(128位)：省略掉前綴或者llD。

對(duì)于lPv6報(bào)頭，6LoWPAN使用HCl編碼壓縮因此，理想狀態(tài)下使用HCl編碼能夠?qū)⑵胀ǖ腎Pv6報(bào)頭從40字節(jié)壓縮到2字節(jié)，其中一個(gè)字節(jié)用于HC 1編碼域；另一個(gè)則用于Hop Llmit域。其中，HCl編碼域的組成如下：

Bit 0-3是地址編碼字段：fPv6地址占據(jù)很大空問(wèn)，需要對(duì)地址域?qū)ｉT(mén)進(jìn)行編碼。

Bit 4是V_T_F整合字段：版本號(hào)、流類(lèi)型與流標(biāo)識(shí)整合。

BIt 5-6是下一個(gè)頭字段。

Blt 7用于表示是否采用了HC2編碼。

6LoWPAN為U DP協(xié)議報(bào)頭提供了HC2編碼壓縮，這些協(xié)議類(lèi)型由HCl的bit 5-6指定。當(dāng)HCl編碼的第7bIf指示后續(xù)報(bào)文使用了HC2編碼，并且其第5-6位指示其后續(xù)報(bào)文為UDPP寸將調(diào)用HC2編碼壓縮進(jìn)行處理，UDP報(bào)頭中可以被壓縮域包括：源端口，目的端口和長(zhǎng)度，uDP的校驗(yàn)和字段必須完整地傳輸。源端口和目的端口分別可被壓縮到4bits，長(zhǎng)度可壓縮省去。在理想情況下，HC2編碼能夠?qū)?字節(jié)的uDP報(bào)頭壓縮到4字節(jié)。

6LoWPAN為ICMP協(xié)議提供了HC―lCMP編碼壓縮，ICMP報(bào)頭中被壓縮的域包括Type，Code等，并可將ICMPv6報(bào)文頭部后的頭32位壓縮省去。在理想情況下，HC_ICMP機(jī)制能夠?qū)?字節(jié)的ICMP報(bào)頭壓縮到3字節(jié)。

IPv6單播地址由3部分組成：全局路由前綴、子網(wǎng)JD和接口fD(64位)。全局路由前綴用來(lái)識(shí)別分配給一個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址范圍；子網(wǎng)JD也稱(chēng)為子網(wǎng)前綴，一個(gè)子網(wǎng)ID與一個(gè)鏈接相關(guān)聯(lián)，以識(shí)別站點(diǎn)中某個(gè)鏈接；接口ID用來(lái)識(shí)別鏈接上的某個(gè)接口，是全局惟一的。因此，fEEE802.15.4地址與JPv6地址的映射中關(guān)鍵是要獲得64位的接口lD。

lEEE 802.15.4有16位和64位兩種地址格式，其中64位地址是遵循EUI-64標(biāo)準(zhǔn)的全球唯一的地址。如果節(jié)點(diǎn)使用EUI-64地址，接口lD可以直接通過(guò)對(duì)EUI-64地址的U／L位求反獲得。

但是在無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)中，低功耗和短報(bào)文使得很多應(yīng)用都使用1 6位地址作為網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部節(jié)點(diǎn)的辨認(rèn)地址。對(duì)于這類(lèi)地址，需要先將其映射為48位的偽地址，再進(jìn)一步映射為EUI-64地址和接口lD，如圖2所示。具體過(guò)程為：

(1)從左至右依次連接16位網(wǎng)絡(luò)ID(若網(wǎng)絡(luò)ID未知，則可使用16位0代替)，16位0和16位短地址生成一個(gè)48位的偽地址；

(2)在該48位偽地址的前24位之后插入一個(gè)長(zhǎng)度為16位的16進(jìn)制數(shù)0xFF 0xFE。得到64的EUI-64地址；

(3)最后將EUI-64地址的U／L位求反獲得接口ID。

3.4路由組播

6LoWPAN提出利用受控廣播泛洪和廣播風(fēng)暴控制相結(jié)合的方式來(lái)傳輸IPv6組播報(bào)文。

6LoWPAN將無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)分為PANCoordinator(網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)者)、Common Coo rdinator(普通協(xié)調(diào)者)以及End Device(端節(jié)點(diǎn))三類(lèi)邏輯節(jié)點(diǎn)。其中，PAN Coordinato r在硬件上有著較為豐富的資源，可以承擔(dān)較為復(fù)雜的任務(wù)，是整個(gè)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的根節(jié)點(diǎn)；Common Coordinator可作為無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的在MAC層上的路由器，為其鄰居節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)；EndDevice硬件配置較低，不能承擔(dān)路由的功能。

6LoWPAN提出的組播實(shí)現(xiàn)算法描述如下：源發(fā)節(jié)點(diǎn)發(fā)送或者中繼節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)組播幀時(shí)，首先檢查其鄰居緩存，并根據(jù)鄰居緩存信息處理：

(1)若鄰居都是PAN Coordinator或者CommonCoordinator，且都不是該組播幀的發(fā)送節(jié)點(diǎn)，而都是該節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)時(shí)，直接用IEEE 802.15.4 MAC層廣播轉(zhuǎn)發(fā)該幀；如果只有一個(gè)鄰居是PAN Coordinator或者Common Coordinator，且是該組播幀的發(fā)送節(jié)點(diǎn)，則不轉(zhuǎn)發(fā)該幀。

(2)若部分鄰居是End Device或者是該節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn)，并且不是該組播幀的發(fā)送節(jié)點(diǎn)，除了執(zhí)行(1)中的lEEE802.15.4 MAC層廣播以外，還要通過(guò)IEEE 802.15.4MAC層單播向該鄰居發(fā)送該幀。

(3)如果鄰居都是End Device或該節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn)，并且不是該組播幀的發(fā)送節(jié)點(diǎn)，只通過(guò)IEEE 802.15.4MAC層單播向其每個(gè)鄰居發(fā)送該幀。

為了防止廣播風(fēng)暴。每個(gè)節(jié)點(diǎn)都記錄已經(jīng)轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)的廣播幀，維護(hù)一張廣播記錄表(BRT)。當(dāng)節(jié)點(diǎn)收到廣播幀后通過(guò)檢查BRT判斷是否已收到或轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)該幀，若是則丟棄，否則利用廣播泛洪算法轉(zhuǎn)發(fā)。

4　物聯(lián)網(wǎng)中IPv6協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)態(tài)

JETF一共有3個(gè)工作組在進(jìn)行低功耗傳感網(wǎng)絡(luò)中IPv6協(xié)議的研究。6LowPanT作組主要討論如何把lPv6協(xié)議適配到lEEE 802.15.4 MAC層和PHY層上工作。該工作組已完成兩個(gè)RFC：《在低功耗網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)行IP6協(xié)議的假設(shè)、問(wèn)題和目標(biāo)》(RFC4919)；《在IEEE802.15.4上傳輸lPv6報(bào)文》(RFC4944)。RoLL工作組主要討論低功耗網(wǎng)絡(luò)中的IPv6路由協(xié)議，制訂了各個(gè)場(chǎng)景的路由需求以及傳感器網(wǎng)絡(luò)的RPL(Routing Protocol for LLN)路由協(xié)議。CoRE工作組主要討論資源受限網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的信息讀取操控問(wèn)題，旨在制訂輕量級(jí)的應(yīng)用層協(xié)議CoAP，目前CoAP協(xié)議還處于討論狀態(tài)，暫時(shí)沒(méi)有工作被IETF接受為工作組文稿。

第3篇：物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)范文

【關(guān)鍵詞】物網(wǎng) 智能傳感網(wǎng)絡(luò) 模糊數(shù)據(jù)分析

1 基于物聯(lián)網(wǎng)智能傳感網(wǎng)絡(luò)的迷糊數(shù)據(jù)分析構(gòu)建思想

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)近年來(lái)發(fā)展十分迅速，在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支持環(huán)境下，模糊數(shù)據(jù)分析理論也逐漸完善。其構(gòu)建思想是在數(shù)據(jù)信息模糊的情況下，發(fā)出更精準(zhǔn)的指令，這樣傳感器在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下也可以更高效的進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)信息完善，并根據(jù)所接收到的指令來(lái)開(kāi)展下一階段的功能轉(zhuǎn)換。在構(gòu)建過(guò)程中，對(duì)信息的審核與分析同樣是基于模糊理論基礎(chǔ)上來(lái)進(jìn)行的，在整體控制系統(tǒng)中，能夠?qū)崿F(xiàn)物與物之間的連接，在使用范圍內(nèi)以整體的形式共同進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源方面的共享利用，并幫助繼續(xù)深入解決可能會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題，為管理計(jì)劃開(kāi)展落實(shí)打下穩(wěn)定基礎(chǔ)?；鶎有畔⒅锌赡軙?huì)出現(xiàn)的相關(guān)問(wèn)題都在模糊數(shù)據(jù)分析控制系統(tǒng)的預(yù)防范圍內(nèi)，與傳統(tǒng)的控制理念相比較，這種控制方法更合理，并且容易幫助提升基層工作任務(wù)的完成效率，物聯(lián)網(wǎng)智能傳感網(wǎng)絡(luò)也可以進(jìn)行更高效的系統(tǒng)運(yùn)行使用，并對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息進(jìn)行安全防護(hù)，即使網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行環(huán)境中存在隱患問(wèn)題，也能夠幫助提升系統(tǒng)的使用安全性，避免數(shù)據(jù)系統(tǒng)中的重要信息丟失。

2 模糊數(shù)據(jù)分析應(yīng)用的體系框架

體系框架是在設(shè)計(jì)階段構(gòu)建的，需要完善的構(gòu)建思想為基礎(chǔ)，分析在現(xiàn)場(chǎng)可能會(huì)發(fā)生的相關(guān)問(wèn)題，并采取有效的解決處理措施。體系構(gòu)建還需要結(jié)合正確的程序匯編語(yǔ)言來(lái)進(jìn)行程序編寫(xiě)，將系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中需要的功能一并引入到其中，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的系統(tǒng)控制，數(shù)據(jù)庫(kù)中會(huì)保存一部分重要信息，一旦在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行環(huán)境下受到病毒的入侵，這部分信息會(huì)自動(dòng)恢復(fù)，確保其他功能不會(huì)因此受到影響。體系框架構(gòu)建并投入到使用中，需要考慮在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行環(huán)境下存在的威脅，這樣才能夠更好的解決常見(jiàn)問(wèn)題，并幫助提升系統(tǒng)的最終使用效率。邏輯語(yǔ)言也是構(gòu)建系統(tǒng)的重要部分，通過(guò)邏輯語(yǔ)言的確定，能夠提升系統(tǒng)運(yùn)行使用的穩(wěn)定性，智能傳感器也能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化控制，這也是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展中所提倡的，關(guān)系到系統(tǒng)程序在發(fā)展中是否能夠達(dá)到市場(chǎng)的需求標(biāo)準(zhǔn)。

3 物聯(lián)網(wǎng)智能傳感網(wǎng)絡(luò)模糊數(shù)據(jù)分析功能實(shí)現(xiàn)程序

3.1 數(shù)據(jù)源的構(gòu)建

數(shù)據(jù)源是數(shù)據(jù)分析任務(wù)開(kāi)展所參照的依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，關(guān)系到是否能夠?qū)⒏鱾€(gè)系統(tǒng)之間的管理資源進(jìn)行整合，實(shí)現(xiàn)功能方面的強(qiáng)化，同時(shí)對(duì)于系統(tǒng)中可能會(huì)出現(xiàn)的相關(guān)問(wèn)題，在數(shù)據(jù)源構(gòu)建期間也會(huì)充分的考慮是否需要繼續(xù)深入強(qiáng)化系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。數(shù)據(jù)源支撐著數(shù)據(jù)庫(kù)的搜索功能，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)在搜索過(guò)程中會(huì)啟動(dòng)數(shù)據(jù)源，對(duì)其中的信息做出篩選審核，通過(guò)這種方法可以避免將不準(zhǔn)確的信息應(yīng)用到系統(tǒng)控制中。智能傳感網(wǎng)絡(luò)會(huì)根據(jù)所處的運(yùn)行狀態(tài)做出自動(dòng)調(diào)節(jié)，更符合系統(tǒng)的使用規(guī)律，這樣的構(gòu)建環(huán)境中，所對(duì)資源利用也達(dá)到了最優(yōu)化的形式，因此數(shù)據(jù)源是設(shè)計(jì)首先要完成的任務(wù)，在此基礎(chǔ)上才可以進(jìn)行后續(xù)的設(shè)計(jì)完善。

3.2 數(shù)據(jù)處理層

對(duì)數(shù)據(jù)所進(jìn)行的分析處理，目的在于得到更準(zhǔn)確的指令功能。處理層需要將控制程序嵌入到其中，實(shí)現(xiàn)智能感應(yīng)控制，一旦檢測(cè)出系統(tǒng)中的矛盾沖突，通過(guò)加強(qiáng)各范圍內(nèi)的功能控制，也可以更高效的解決常見(jiàn)技術(shù)性問(wèn)題，幫助深入提升系統(tǒng)的運(yùn)行安全以及穩(wěn)定性。處理器使用一段時(shí)間后，內(nèi)部的垃圾堆積過(guò)多會(huì)影響到反應(yīng)速度，此時(shí)智能控制系統(tǒng)檢測(cè)到這一現(xiàn)象后，會(huì)自動(dòng)采取調(diào)節(jié)控制措施，幫助提升使用安全性，并為實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)工作任務(wù)打下穩(wěn)定的基礎(chǔ)條件。處理層與信號(hào)接收感應(yīng)層是相互配合運(yùn)行的，這樣在最終的功能實(shí)現(xiàn)上也會(huì)更加的穩(wěn)定。

3.3 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層

這也是模糊數(shù)據(jù)分析功能實(shí)現(xiàn)的最后步驟，將所檢測(cè)分析得到的數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，需要使用時(shí)也能夠及時(shí)的調(diào)動(dòng)，通過(guò)這種方法可以更好的滿(mǎn)足物聯(lián)網(wǎng)傳感器使用需求。這對(duì)這一層系統(tǒng)所開(kāi)展的設(shè)計(jì)功能，當(dāng)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)存在不合理的現(xiàn)象時(shí)，可以采取局部?jī)?yōu)化措施，在整體系統(tǒng)投入使用前更好的解決問(wèn)題，幫助物聯(lián)網(wǎng)智能傳感網(wǎng)絡(luò)加快運(yùn)行速率，數(shù)據(jù)分析與功能指令運(yùn)行也會(huì)更高效的開(kāi)展。數(shù)據(jù)庫(kù)是基于實(shí)際使用需求來(lái)不斷更新的，在其中發(fā)現(xiàn)任何問(wèn)題都能通過(guò)系統(tǒng)之間的相互配合來(lái)得到更好的解決，并更深入的解決常見(jiàn)技術(shù)性問(wèn)題，為系統(tǒng)功能進(jìn)一步完善打下穩(wěn)定基礎(chǔ)環(huán)境。

4 結(jié)語(yǔ)

本文基于物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下大數(shù)據(jù)時(shí)代背景，給出了物聯(lián)網(wǎng)空間模糊數(shù)據(jù)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，并進(jìn)一步從識(shí)別與傳感技術(shù)、關(guān)系數(shù)據(jù)管理技術(shù)與非關(guān)系數(shù)據(jù)管理技術(shù)的融合、數(shù)據(jù)智能挖掘與可視化、異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)與接口互聯(lián)四個(gè)方面探討了物聯(lián)網(wǎng)空間模糊數(shù)據(jù)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)

[1]顧菊芬，陳敏鋒，楊國(guó)華.基于Android的物聯(lián)網(wǎng)移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].測(cè)控技術(shù)，2014（06）.

[2]李聰聰，高立艾，李云亮.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和模糊控制的智能節(jié)水灌溉系統(tǒng)[J].節(jié)水灌溉，2013（12）.

作者簡(jiǎn)介

范瑛（1975-），湖南省長(zhǎng)沙市人?，F(xiàn)為長(zhǎng)沙商貿(mào)旅游職業(yè)技術(shù)學(xué)院副教授。研究方向?yàn)閿?shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、軟件開(kāi)發(fā)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方向。

第4篇：物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；感知終端；研制；技術(shù)架構(gòu)；技術(shù)實(shí)現(xiàn)

中圖法分類(lèi)號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-1302（2014）04-0021-03

0 引 言

物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things）是繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)通信之后的新一輪信息技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)革命。1998年，美國(guó)麻省理工學(xué)院創(chuàng)造性地提出了當(dāng)時(shí)被稱(chēng)作EPC系統(tǒng)的“物聯(lián)網(wǎng)”構(gòu)想。物聯(lián)網(wǎng)的概念最早在1998年由美國(guó)MIT大學(xué)的Kevin Ashton教授提出，把RFID技術(shù)與傳感器技術(shù)應(yīng)用于日常物品中形成物聯(lián)網(wǎng)，著重的是物品的標(biāo)記。目前國(guó)際上對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)尚沒(méi)有一個(gè)公認(rèn)的定義，比較廣泛的解釋是，把感應(yīng)器嵌入和裝備到電網(wǎng)、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統(tǒng)、大壩、油氣管道等各種物體中并構(gòu)成物聯(lián)網(wǎng)，然后將物聯(lián)網(wǎng)與現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)整合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)人類(lèi)社會(huì)與物理系統(tǒng)的整合。在這個(gè)整合的網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，存在能力超級(jí)強(qiáng)大的中心計(jì)算機(jī)群，能夠?qū)φ暇W(wǎng)絡(luò)內(nèi)的人員、機(jī)器、設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)施實(shí)時(shí)的管理和控制，在此基礎(chǔ)上，人類(lèi)可以更加精細(xì)和動(dòng)態(tài)地管理生產(chǎn)和生活，達(dá)到“智慧”狀態(tài)，提高資源利用率和生產(chǎn)力水平，改善人與自然間的關(guān)系。在2010年我國(guó)的政府工作報(bào)告所附的注釋中，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)有如下的說(shuō)明：物聯(lián)網(wǎng)是指通過(guò)信息傳感設(shè)備，按照約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。

1 物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的區(qū)別

物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)。但對(duì)比物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)還是有所不同，主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

（1）使用對(duì)象不同。互聯(lián)網(wǎng)解決的是人與人的信息溝通問(wèn)題，物聯(lián)網(wǎng)解決的是信息化的智能管理和決策控制問(wèn)題；

（2）終端系統(tǒng)接入方式不同?；ヂ?lián)網(wǎng)用戶(hù)通過(guò)端系統(tǒng)的服務(wù)器、臺(tái)式機(jī)、筆記本和移動(dòng)終端訪問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)資源，物聯(lián)網(wǎng)中的傳感器結(jié)點(diǎn)需要通過(guò)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的匯聚結(jié)點(diǎn)接入互聯(lián)網(wǎng)；

（3）網(wǎng)絡(luò)端系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集方式不同?；ヂ?lián)網(wǎng)主要是實(shí)行人與人之間的信息交互與共享，都是在人的控制之下完成的。而物聯(lián)網(wǎng)的端系統(tǒng)采用的是傳感器、RFID，因此物聯(lián)網(wǎng)感知的數(shù)據(jù)是傳感器主動(dòng)感知或者是RFID讀寫(xiě)器自動(dòng)讀出的；

（4）使用技術(shù)不同?；ヂ?lián)網(wǎng)主要依賴(lài)于有線通訊方式，物聯(lián)網(wǎng)涉及的技術(shù)種類(lèi)包括無(wú)線技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)、智能芯片技術(shù)、軟件技術(shù)，幾乎涵蓋了信息通信技術(shù)的所有領(lǐng)域。

2 物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)體系由5部分組成，包括應(yīng)用層技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)、感知層技術(shù)、公共技術(shù)和支撐技術(shù)，其技術(shù)體系如圖1所示。

圖1中，感知層用于實(shí)現(xiàn)物理世界中發(fā)生的物理事件和數(shù)據(jù)的采集和感知，包括各類(lèi)物理量、標(biāo)識(shí)、音頻、視頻數(shù)據(jù)。物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集涉及傳感器、RFID、多媒體信息采集、二維碼和實(shí)時(shí)定位等技術(shù)。傳感網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)和協(xié)同信息處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)傳感器、RFID等數(shù)據(jù)采集技術(shù)所獲取數(shù)據(jù)的短距離傳輸、自組織網(wǎng)絡(luò)以及多個(gè)傳感器對(duì)數(shù)據(jù)的協(xié)同信息處理過(guò)程；

網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)能夠把感知到的信息無(wú)障礙、高可靠性、高安全性地進(jìn)行傳送，需要傳感網(wǎng)絡(luò)與移動(dòng)通信技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相融合；

應(yīng)用層技術(shù)主要包含應(yīng)用支撐和應(yīng)用服務(wù)層技術(shù)。其中應(yīng)用支撐層技術(shù)用于支撐跨行業(yè)、跨應(yīng)用、跨系統(tǒng)之間的信息協(xié)同、共享、互通的功能，包括云計(jì)算技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)和智能信號(hào)處理技術(shù)；

公共技術(shù)不屬于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的某個(gè)特定層面，而是與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)架的三層都有關(guān)系，它包括標(biāo)識(shí)與解析、安全技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)管理和服務(wù)質(zhì)量管理；

支撐技術(shù)是和物聯(lián)網(wǎng)緊密相關(guān)的其他領(lǐng)域的技術(shù)，包括嵌入式系統(tǒng)技術(shù)、微機(jī)電技術(shù)、功率與能量存儲(chǔ)技術(shù)等。

3 水務(wù)物聯(lián)網(wǎng)感知終端技術(shù)特征

3.1 水務(wù)監(jiān)測(cè)對(duì)象及監(jiān)測(cè)參量

2010年全國(guó)開(kāi)展了第一次水利普查工作，普查任務(wù)包括8個(gè)專(zhuān)項(xiàng)（北京水務(wù)增加了2個(gè)專(zhuān)項(xiàng)），普查對(duì)象包括10個(gè)方面，即河湖、水利工程、經(jīng)濟(jì)社會(huì)用水、河湖開(kāi)發(fā)治理保護(hù)、水土保持、水利行業(yè)能力、灌區(qū)、地下水取水井、供水工程、排水工程，這10個(gè)專(zhuān)項(xiàng)涵蓋了所有水利設(shè)施。通過(guò)梳理分析這些水利設(shè)施得到水務(wù)監(jiān)測(cè)對(duì)象主要包括12類(lèi)分別為水文站、水位站、雨量站、水庫(kù)、引調(diào)水、橡膠壩、取水口、水源地、自備井、泵站、水閘、排污口，與之對(duì)應(yīng)的監(jiān)測(cè)參量主要有水位、水質(zhì)、降雨、流量、取水量、用水量、供水量、排污量、壓力、發(fā)電量、蒸發(fā)、泥沙、水深等。這些監(jiān)測(cè)對(duì)象有些是需要采集單一監(jiān)測(cè)參量，如單一雨量站、地下水源等，有些是需采集多種監(jiān)測(cè)參量，如水庫(kù)水閘、泵站引調(diào)水、橡膠壩等，各類(lèi)監(jiān)測(cè)參量的采集信號(hào)接口也不盡相同，有開(kāi)關(guān)量、模擬量、串口等。

3.2 水務(wù)物聯(lián)網(wǎng)感知終端技術(shù)特征

水務(wù)信息采集是水利信息化和自動(dòng)化建設(shè)的重要組成部分，從上世紀(jì)七十年代開(kāi)始水利人就開(kāi)始從事水務(wù)信息采集領(lǐng)域的相關(guān)工作，運(yùn)用傳感技術(shù)、無(wú)線電通信技術(shù)、電子技術(shù)以及計(jì)算機(jī)應(yīng)用等技術(shù)實(shí)現(xiàn)了水利信息的實(shí)時(shí)采集與接收，中心能夠自動(dòng)接收各個(gè)測(cè)站上傳的數(shù)據(jù)，同時(shí)可以下發(fā)指令獲取所需的數(shù)據(jù)，為防汛調(diào)度、水資源管理提供第一手的信息支撐。水利信息采集中的核心設(shè)備是信息采集終端，從上個(gè)世紀(jì)八十年代，水利信息采集終端就開(kāi)始應(yīng)用在水利測(cè)站的各個(gè)站點(diǎn)，在水務(wù)信息化的發(fā)展中發(fā)揮了積極的作用，為水務(wù)的管理提供了數(shù)據(jù)支撐。隨著物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來(lái)和水務(wù)精細(xì)化管理對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集的要求日益提高，有必要利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研發(fā)適合新形勢(shì)下水務(wù)發(fā)展的物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備，該設(shè)備既具有物聯(lián)網(wǎng)的典型技術(shù)特征，又滿(mǎn)足水務(wù)業(yè)務(wù)應(yīng)用需求，具體表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：

（1）水務(wù)物聯(lián)網(wǎng)感知終端并不是全新的產(chǎn)品，它是已有的水利信息采集終端的升級(jí)優(yōu)化，具有小型化、低功耗、低成本、綠色環(huán)保等特點(diǎn)；

（2）水務(wù)物聯(lián)網(wǎng)感知終端具有唯一的編碼標(biāo)識(shí)，能夠入網(wǎng)自動(dòng)識(shí)別，遠(yuǎn)程進(jìn)行管理和監(jiān)控；

（3）水務(wù)物聯(lián)網(wǎng)感知終端是“智能”和“智慧”理念的具體體現(xiàn)。通過(guò)一定的協(xié)議，實(shí)現(xiàn)終端設(shè)備的互聯(lián)網(wǎng)接入，達(dá)到遠(yuǎn)程識(shí)別、定位、監(jiān)控和管理等目的；

（4）水務(wù)物聯(lián)網(wǎng)感知終端也是“與時(shí)俱進(jìn)”的。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，其也是在不斷優(yōu)化升級(jí)的。當(dāng)前處于初級(jí)階段，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)會(huì)逐步攻克，標(biāo)準(zhǔn)體系會(huì)逐漸完善，感知終端的功能和性能也會(huì)不斷優(yōu)化、升級(jí)。

4 水務(wù)物聯(lián)網(wǎng)感知終端技術(shù)框架與實(shí)現(xiàn)

4.1 總體技術(shù)架構(gòu)

根據(jù)水務(wù)信息采集的數(shù)據(jù)匯集流向，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)體系，水務(wù)物聯(lián)網(wǎng)感知終端的總體技術(shù)架構(gòu)由4個(gè)層面構(gòu)成，即傳感層、采集感知層、數(shù)據(jù)匯集層和應(yīng)用配置層，總體技術(shù)構(gòu)架如圖2所示。

圖2中的傳感層主要用于對(duì)各類(lèi)傳感器實(shí)現(xiàn)事件和數(shù)據(jù)的采集和感知，包括各類(lèi)與水文、水利設(shè)施運(yùn)行密切相關(guān)的監(jiān)測(cè)量，如水位、雨量、流量等，還有與水務(wù)管理相關(guān)的信息，如標(biāo)識(shí)、音視頻數(shù)據(jù)等。傳感層中的核心設(shè)備是傳感器，它既可以是簡(jiǎn)單的物理量轉(zhuǎn)為電信號(hào)的變送器，也可以是具有數(shù)據(jù)分析處理功能的智能傳感器。

采集感知層是通過(guò)智能感知終端采集傳感層的數(shù)據(jù)，并按照統(tǒng)一的協(xié)議實(shí)現(xiàn)采集數(shù)據(jù)的通信與發(fā)送。采集感知層的核心設(shè)備是智能感知終端，它能夠采集多種類(lèi)型的傳感器數(shù)據(jù)，具備唯一的標(biāo)識(shí)碼，接受統(tǒng)一管理，入網(wǎng)自動(dòng)識(shí)別，按照統(tǒng)一的協(xié)議實(shí)現(xiàn)與前置服務(wù)器的通信與數(shù)據(jù)發(fā)送。

數(shù)據(jù)匯集層是通過(guò)數(shù)據(jù)接收設(shè)備來(lái)解析接收采集的傳感器數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)入庫(kù)。數(shù)據(jù)匯集層的核心設(shè)備是數(shù)據(jù)接收設(shè)備，為區(qū)別于應(yīng)用系統(tǒng)我們姑且稱(chēng)其為數(shù)據(jù)前置接收服務(wù)器，它與智能感知相匹配，按照統(tǒng)一的協(xié)議解析接收一個(gè)或多個(gè)感知終端傳送的數(shù)據(jù)，多個(gè)前置接收服務(wù)器部署到不同的物理地點(diǎn)，一旦形成規(guī)?？梢源罱ɑA(chǔ)設(shè)施池，可以按照云理念（服務(wù)器云）加以管理提供基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)（Iass），保障數(shù)據(jù)匯集層的健壯和安全，各個(gè)業(yè)務(wù)應(yīng)用單位可以根據(jù)自身業(yè)務(wù)所需從前置服務(wù)器上索取采集的數(shù)據(jù)。

圖2 水務(wù)物聯(lián)網(wǎng)感知終端總體技術(shù)架構(gòu)圖

應(yīng)用配置層是配置管理平臺(tái)，它一方面要對(duì)所有的智能感知終端和前置接收服務(wù)器進(jìn)行配置、狀態(tài)監(jiān)測(cè)等管理，對(duì)服務(wù)器云進(jìn)行統(tǒng)一的資源調(diào)度和分配；另一方面要對(duì)用戶(hù)提供查詢(xún)、數(shù)據(jù)提取等服務(wù)功能，各個(gè)業(yè)務(wù)應(yīng)用單位能夠按照一定的應(yīng)用協(xié)議從服務(wù)器云上查詢(xún)、獲取所需的采集數(shù)據(jù)。

4.2 應(yīng)用結(jié)構(gòu)

在總體架構(gòu)下，水務(wù)物聯(lián)網(wǎng)感知終端具有更強(qiáng)的兼容性和擴(kuò)展性，其應(yīng)用結(jié)構(gòu)如圖3所示。水務(wù)物聯(lián)網(wǎng)感知終端可以與傳統(tǒng)的水文遙測(cè)儀并行，按照統(tǒng)一的協(xié)議將采集的數(shù)據(jù)上傳至云服務(wù)器群，同時(shí)它具有網(wǎng)關(guān)的功能，通過(guò)有線或無(wú)線近距離通信獲取水文遙測(cè)儀的數(shù)據(jù)，將水文遙測(cè)儀采集的數(shù)據(jù)上傳至云服務(wù)器群。智能感知終端還具有水文遙測(cè)儀的已有接口和功能，可采集開(kāi)關(guān)量、模擬量、RS232/485等接口類(lèi)型傳感器的數(shù)據(jù)，將傳感數(shù)據(jù)上傳。未來(lái)隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，小型化、低功耗的智能傳感器會(huì)投入使用，物聯(lián)網(wǎng)感知終端留有接口可以通過(guò)無(wú)線的方式采集智能傳感器的數(shù)據(jù)并上傳，同時(shí)視頻圖像也可以利用感知終端將水務(wù)設(shè)施現(xiàn)場(chǎng)的畫(huà)面上傳至服務(wù)器群，供用戶(hù)調(diào)用查看。

4.3 技術(shù)路線

水務(wù)物聯(lián)網(wǎng)感知終端服務(wù)于水務(wù)管理實(shí)時(shí)信息的采集，其主要功能和性能需要貼合水務(wù)管理的實(shí)際需要，同時(shí)對(duì)于不同的水務(wù)采集對(duì)象又具有不同的個(gè)性化需求，因此水務(wù)物聯(lián)網(wǎng)感知終端是一套系列產(chǎn)品，既具有通用的功能和標(biāo)準(zhǔn)接口，也有不同場(chǎng)合不同監(jiān)測(cè)對(duì)象個(gè)性化的要求。根據(jù)這些需求，研發(fā)技術(shù)路線從三方面加以考慮：

一是采用模塊化的設(shè)計(jì)思想，終端的硬件核心主板考慮通用功能和性能，底板考慮各種應(yīng)用場(chǎng)合的不同接口，以適應(yīng)不同傳感器和不同傳輸模式；終端內(nèi)的應(yīng)用軟件采用模塊編程，通過(guò)模塊的調(diào)用來(lái)實(shí)現(xiàn)不同需求下終端采集的功能；

二是硬件核心選用工業(yè)級(jí)的ARM芯片，選型上充分考慮存儲(chǔ)、低功耗、CPU運(yùn)行速率等重要性能指標(biāo)，同時(shí)兼顧終端擴(kuò)展性，充分考慮未來(lái)產(chǎn)品的優(yōu)化升級(jí)；

三是電源設(shè)計(jì)采用統(tǒng)一的電源管理思路，在電路設(shè)計(jì)上實(shí)現(xiàn)各個(gè)模塊的電源可控，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的低功耗運(yùn)行。

圖3 水務(wù)物聯(lián)網(wǎng)感知終端應(yīng)用結(jié)構(gòu)圖

4.4 技術(shù)實(shí)現(xiàn)路徑

硬件采用模塊化的設(shè)計(jì)，以市場(chǎng)主流的ARM為核心CPU制作核心板，核心板上配置CPU、RAM、FLASH、RTC、WTD、電源管理等模塊，實(shí)現(xiàn)終端數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)、復(fù)位、電源管理等功能。核心板之外擴(kuò)展接口底板，配置數(shù)字量輸入、數(shù)字量輸出、模擬量輸入、串行RS485/232、通信模塊、固態(tài)存儲(chǔ)、自動(dòng)校時(shí)、LED狀態(tài)顯示等模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)下采集傳感器，對(duì)上傳輸采集數(shù)據(jù)的功能。

軟件平臺(tái)采用Linux操作系統(tǒng)，根據(jù)感知終端的主要功能和對(duì)外接口，對(duì)Linux內(nèi)核進(jìn)行剪裁，開(kāi)發(fā)相應(yīng)的輸入、輸出、通信接口等驅(qū)動(dòng)程序。同時(shí)按照水利行業(yè)的相關(guān)技術(shù)規(guī)范和終端的工作流程及工作模式，開(kāi)發(fā)相應(yīng)的應(yīng)用程序，中心開(kāi)發(fā)向?qū)?yīng)的數(shù)據(jù)接收軟件，實(shí)現(xiàn)對(duì)水務(wù)監(jiān)測(cè)對(duì)象的數(shù)據(jù)采集、狀態(tài)監(jiān)測(cè)及遠(yuǎn)程配置等功能。

5 結(jié) 語(yǔ)

面臨第三次信息革命浪潮，物聯(lián)網(wǎng)將越來(lái)越多地應(yīng)用到各個(gè)行業(yè)，走進(jìn)千家萬(wàn)戶(hù)。本文從物聯(lián)網(wǎng)的概念出發(fā)，分析了物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的區(qū)別，給出了物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用層技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)、感知層技術(shù)、公共技術(shù)和支撐技術(shù)的技術(shù)體系。立足于水務(wù)領(lǐng)域，梳理了水務(wù)監(jiān)測(cè)對(duì)象及其監(jiān)測(cè)參量，分析了水務(wù)物聯(lián)網(wǎng)感知終端的技術(shù)特征，設(shè)計(jì)了水務(wù)物聯(lián)網(wǎng)感知終端的總體技術(shù)架構(gòu)和應(yīng)用結(jié)構(gòu)，給出了終端產(chǎn)品研制的技術(shù)路線和軟硬件的實(shí)現(xiàn)路徑。

參 考 文 獻(xiàn)

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第5篇：物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)范文

[關(guān)鍵詞]物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);物聯(lián)網(wǎng)層次;物聯(lián)網(wǎng)安全

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2015.22.037

[中圖分類(lèi)號(hào)]TP391.44;TN915.08 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1673-0194（2015）22-00-01

物聯(lián)網(wǎng)是基于互聯(lián)網(wǎng)和射頻識(shí)別技術(shù)的能夠?qū)崿F(xiàn)物與物之間互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)，已被看作信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮，成為影響經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)。

物聯(lián)網(wǎng)是通過(guò)射頻識(shí)別、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器、紅外感應(yīng)器、氣體感應(yīng)器等傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，進(jìn)行信息交換和通訊，實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。目前我國(guó)已將物流、電網(wǎng)、交通、醫(yī)療、工業(yè)控制、綠色農(nóng)業(yè)、安防、家居、環(huán)保九大行業(yè)納入《物聯(lián)網(wǎng)十二五發(fā)展規(guī)劃》。

物聯(lián)網(wǎng)分廣義和狹義，廣義物聯(lián)網(wǎng)將物理空間和信息空間融合，任何事物都可以用數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化形式表現(xiàn)，從而實(shí)現(xiàn)物與物、人與物、人與環(huán)境、物與環(huán)境之間的信息交互和貫通融匯;狹義物聯(lián)網(wǎng)是能夠?qū)崿F(xiàn)物與物之間自動(dòng)識(shí)別和管理的網(wǎng)絡(luò)，通常說(shuō)的物聯(lián)網(wǎng)是狹義上的。

1 物聯(lián)網(wǎng)三大關(guān)鍵技術(shù)

傳感器技術(shù)：簡(jiǎn)單的理解物聯(lián)網(wǎng)就是由各種傳感設(shè)備構(gòu)成的能夠相互感知信息、傳遞信息的一個(gè)自組織傳感器網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)傳感設(shè)備都是一個(gè)傳感節(jié)點(diǎn)，能夠檢測(cè)和收集約定范圍為的其他傳感節(jié)點(diǎn)的信息并把此信息傳遞給另外的傳感節(jié)點(diǎn)或觀察者。由于計(jì)算機(jī)只能處理數(shù)字信號(hào)故傳感技術(shù)還必須實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)變。傳感技術(shù)通常用可采集的數(shù)據(jù)類(lèi)型、采集的精度、傳輸?shù)目煽啃院头€(wěn)定性來(lái)評(píng)價(jià)，這些指標(biāo)又依賴(lài)于敏感材料、工藝設(shè)備和計(jì)測(cè)技術(shù)。

射頻識(shí)別技術(shù)：物聯(lián)網(wǎng)中的識(shí)別包括物體、位置、地理識(shí)別，射頻識(shí)別系統(tǒng)一般由射頻電子標(biāo)簽、射頻讀寫(xiě)器、處理識(shí)別信息的信息處理系統(tǒng)三個(gè)部分構(gòu)成。在射頻標(biāo)簽中存有讓物體區(qū)別于其他物體的的身份標(biāo)識(shí)（比如商品的條形碼），而射頻讀寫(xiě)器則負(fù)責(zé)在一定范圍內(nèi)讀出標(biāo)簽中存儲(chǔ)的信息，讀寫(xiě)器能讀取數(shù)據(jù)的范圍大小由讀寫(xiě)器的功率、頻率、類(lèi)型決定。目前射頻標(biāo)簽和讀寫(xiě)器大多是基于EPC協(xié)議的。

嵌入式系統(tǒng)技術(shù)：綜合計(jì)算機(jī)軟硬件、傳感器技術(shù)、集成電路技術(shù)、電子應(yīng)用技術(shù)為一體的復(fù)雜技術(shù)。把物聯(lián)網(wǎng)比作人來(lái)講解傳感器、嵌入式系統(tǒng)在物聯(lián)網(wǎng)中的位置與作用，則傳感器好比眼睛、鼻子、皮膚等感官，互聯(lián)網(wǎng)好比神經(jīng)系統(tǒng)，嵌入式系統(tǒng)相當(dāng)于大腦（對(duì)收到的信息進(jìn)行分類(lèi)處理）。

2 物聯(lián)網(wǎng)層次構(gòu)成

物聯(lián)網(wǎng)也可按層次劃分，從下到上依次是：負(fù)責(zé)感知、檢測(cè)和控制的感知層，負(fù)責(zé)信息傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)層，以及負(fù)責(zé)進(jìn)行信息處理形成滿(mǎn)足用戶(hù)需求的物理應(yīng)用層。

感知層主要由被感知對(duì)象、感知器組成。顧名思義，其主要作用就是利用感知器去感知被感知對(duì)象或者感知器之間相互感知數(shù)據(jù)，再傳給特定設(shè)備進(jìn)行匯集。對(duì)于其上層來(lái)說(shuō)，感知層主要負(fù)責(zé)感知和檢測(cè)兩項(xiàng)工作，對(duì)于其下層來(lái)說(shuō)主要是監(jiān)控其下層的感知。常見(jiàn)的感知層設(shè)備有：各種傳感器、感應(yīng)器、攝像頭和RFID讀寫(xiě)器（標(biāo)簽）、聲音采集和GPS定位等。

網(wǎng)絡(luò)層又叫傳輸層，主要任務(wù)是負(fù)責(zé)傳輸采集到的信息。該層主要由各種有線網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，這里的有線和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)包括我們的撥號(hào)網(wǎng)、專(zhuān)網(wǎng)、私網(wǎng)、局域網(wǎng)、有線電視網(wǎng)、2G＼3G＼4G、衛(wèi)星通信網(wǎng)等?？衫斫鉃槲覀兩钪械囊磺芯W(wǎng)絡(luò)都屬于該層次。

應(yīng)用層是使用被采集數(shù)據(jù)的層次，也就是在發(fā)展規(guī)劃中提到的各種行業(yè)和沒(méi)有提到但實(shí)際使用著的行業(yè)。

采集到的數(shù)據(jù)不能直接應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)，在被應(yīng)用之前還需有支撐平臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工和整理成有效數(shù)據(jù)才能被使用，比如對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼解碼、信息整合、信息接入、信息目錄等，被廣泛應(yīng)用于支撐平臺(tái)的技術(shù)有數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、云計(jì)算、云存儲(chǔ)。

3 物聯(lián)網(wǎng)的安全

可將物聯(lián)網(wǎng)的安全劃分為四類(lèi)：一是物聯(lián)網(wǎng)本身的安全問(wèn)題，二是物聯(lián)網(wǎng)引入的安全問(wèn)題，三是物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景下的特定互聯(lián)網(wǎng)安全問(wèn)題，最后是互聯(lián)網(wǎng)固有的安全問(wèn)題。本文對(duì)最后一種安全問(wèn)題不作介紹。

第一種安全一般是物聯(lián)網(wǎng)感知層安全問(wèn)題，大多由物聯(lián)網(wǎng)的場(chǎng)景、終端設(shè)備因素產(chǎn)生，此類(lèi)問(wèn)題利用互聯(lián)網(wǎng)安全防御措施沒(méi)有解決辦法，一般采用設(shè)計(jì)新安全驗(yàn)證協(xié)議解決這類(lèi)問(wèn)題。最常見(jiàn)的就是RFID的身份認(rèn)證安全、密鑰協(xié)議安全。

第二種安全指物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景導(dǎo)致已有的互聯(lián)網(wǎng)安全措施不能使用，只能研究新的協(xié)議來(lái)解決此類(lèi)安全問(wèn)題，與第一類(lèi)安全問(wèn)題相比，在設(shè)計(jì)解決本類(lèi)問(wèn)題的安全協(xié)議時(shí)，不僅需要考慮到物聯(lián)網(wǎng)的感知層還需要考慮到與現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)安全的兼容。此類(lèi)問(wèn)題的典型是RFID的尋址安全以及端到端安全。

第三種安全是說(shuō)互聯(lián)網(wǎng)原本的安全可以通過(guò)某種防御措施來(lái)確保，但由于被應(yīng)用在物聯(lián)網(wǎng)上，特定的物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景使原本的安全防御措施不能達(dá)到安全防御的目的，且不能通過(guò)其他互聯(lián)網(wǎng)安全防御措施來(lái)消除此安全問(wèn)題，比如，物聯(lián)網(wǎng)中DNS和DNSSEC都沒(méi)對(duì)請(qǐng)求者進(jìn)行身份認(rèn)證造成的數(shù)據(jù)泄露就屬于此類(lèi)（互聯(lián)網(wǎng)中DNS否認(rèn)攻擊可以用DNSSEC解決）。

第6篇：物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；技術(shù)特點(diǎn)；教學(xué)體系

2009年8月總理在無(wú)錫視察時(shí)提出“感知中國(guó)”后，同年11月溫總理在人民大會(huì)堂向科技界發(fā)表《讓科技引領(lǐng)中國(guó)可持續(xù)發(fā)展》的講話，指出國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展的五大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，其中就包括物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)。在此背景下，為積極參與“感知中國(guó)”及物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)的研究以及擴(kuò)大在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域人才培養(yǎng)方面的優(yōu)勢(shì)，2009年9月全國(guó)高校首家物聯(lián)網(wǎng)學(xué)院在南京郵電大學(xué)成立。2010年初，教育部下達(dá)了物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)申報(bào)通知，全國(guó)眾多高校積極申報(bào)，最終全國(guó)共有37所高校獲準(zhǔn)開(kāi)設(shè)物聯(lián)網(wǎng)工程及相關(guān)專(zhuān)業(yè)。

一、物聯(lián)網(wǎng)涉及的關(guān)鍵技術(shù)分析

物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用拓展和網(wǎng)絡(luò)延伸，它利用感知技術(shù)對(duì)現(xiàn)實(shí)物理世界進(jìn)行感知，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸，進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘、分析、決策，最終實(shí)現(xiàn)人與人、人與物、物與物之間的信息交流和無(wú)縫對(duì)接，達(dá)到對(duì)物理世界進(jìn)行管控、決策的目的。物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)包括傳感器、射頻識(shí)別（RFID）為主的感知制造業(yè)，通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造、傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造以及機(jī)器到機(jī)器（M2M）網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造等為主的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)制造業(yè)和提供網(wǎng)絡(luò)傳輸、信息處理以及運(yùn)營(yíng)服務(wù)等的應(yīng)用服務(wù)業(yè)等。因此，物聯(lián)網(wǎng)可以分為三個(gè)層次：感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。

1．感知層關(guān)鍵技術(shù)

感知層是物聯(lián)網(wǎng)的最底層，主要負(fù)責(zé)物品的標(biāo)識(shí)、信息感知采集，主要是由基本的感知器件完成，包括RFID、二維碼、傳感器、紅外感應(yīng)等。該層的關(guān)鍵技術(shù)包括：傳感器網(wǎng)絡(luò)、射頻技術(shù)、傳感器技術(shù)。

2．網(wǎng)絡(luò)層關(guān)鍵技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)物聯(lián)網(wǎng)感知層感知信息的接入、融合、交換與傳遞，在物聯(lián)網(wǎng)三層架構(gòu)中起到承上啟下的作用，是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互、物物相連的關(guān)鍵。物聯(lián)網(wǎng)最終將實(shí)現(xiàn)異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通，因此通信技術(shù)將是網(wǎng)絡(luò)層的核心技術(shù)，包括藍(lán)牙、ZigBee、WiFi、GSM、CDMA、GPRS等相關(guān)技術(shù)。

3．應(yīng)用層關(guān)鍵技術(shù)

應(yīng)用層對(duì)經(jīng)網(wǎng)絡(luò)層傳輸過(guò)來(lái)的感知信息進(jìn)行處理，主要由業(yè)務(wù)支撐平臺(tái)、服務(wù)支撐平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)管理和信息處理平臺(tái)等構(gòu)成，共同完成信息的計(jì)算、分析、存儲(chǔ)、挖掘等功能，供用戶(hù)使用和決策。核心技術(shù)包括云計(jì)算、中間件技術(shù)、海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、檢索以及虛擬技術(shù)等。

二、物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)與教學(xué)體系關(guān)系研究

1．正確處理好物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)與社會(huì)人才需求關(guān)系

物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)是一門(mén)綜合型、交叉型、跨學(xué)科的新型學(xué)科，涉及信息的感知、處理、傳輸、應(yīng)用等關(guān)鍵技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)以通信和計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，專(zhuān)業(yè)知識(shí)涉及通信、電子、自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)、安全等多個(gè)專(zhuān)業(yè)，目標(biāo)在于培養(yǎng)掌握多學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)和物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)理論、技術(shù)，適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)需要的應(yīng)用、開(kāi)發(fā)、管理方面的復(fù)合型人才。目前社會(huì)對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)方面的專(zhuān)業(yè)人才需求非常大，但各個(gè)行業(yè)需求所涉及的領(lǐng)域各不相同，有智能交通、智能電網(wǎng)、智能農(nóng)業(yè)、智能水利、智能安防、智能服務(wù)等各個(gè)領(lǐng)域。因此，各高校在培養(yǎng)過(guò)程中一定要定位清晰，不然培養(yǎng)出來(lái)的人可能是懂得多但是不精，不是社會(huì)真正需要的專(zhuān)業(yè)人才，尤其是跨專(zhuān)業(yè)復(fù)合型人才。

2．正確處理好物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)教學(xué)體系和其他相關(guān)專(zhuān)業(yè)教學(xué)體系的關(guān)系

現(xiàn)在許多高校將物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)掛靠在計(jì)算機(jī)學(xué)院、通信學(xué)院等相關(guān)院系，或在計(jì)算機(jī)學(xué)院或通信學(xué)院等相關(guān)院系基礎(chǔ)上成立物聯(lián)網(wǎng)學(xué)院，擬開(kāi)設(shè)十幾門(mén)冠以“物聯(lián)網(wǎng)”技術(shù)的課程，脫離計(jì)算機(jī)、通信相關(guān)專(zhuān)業(yè)的相關(guān)教學(xué)體系。筆者認(rèn)為，這樣的課程設(shè)置是有待商榷的。從物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)背景來(lái)看，通信、計(jì)算機(jī)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，物聯(lián)網(wǎng)是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、電子科學(xué)與技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)工程、自動(dòng)控制、數(shù)學(xué)和物理公共學(xué)科、通信工程、信息安全等多種學(xué)科緊密結(jié)合，在具體技術(shù)應(yīng)用中的產(chǎn)物。因此要正確處好物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)的課程設(shè)置與相關(guān)專(zhuān)業(yè)的課程設(shè)置之間的關(guān)系。

3．根據(jù)學(xué)校辦學(xué)特色，正確處理好理論教學(xué)與課程實(shí)踐的關(guān)系

國(guó)內(nèi)高校經(jīng)過(guò)近幾十年的發(fā)展，每所高校在相關(guān)的學(xué)科建設(shè)方面都有各自的強(qiáng)勢(shì)學(xué)科、優(yōu)質(zhì)師資以及良好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境，有別于其他高校的教學(xué)特色。例如南京大學(xué)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)教學(xué)和體系結(jié)構(gòu)研究方面具有優(yōu)勢(shì)；東南大學(xué)在RFID技術(shù)研究應(yīng)用方面具有優(yōu)勢(shì)；北京郵電大學(xué)在WSN應(yīng)用研究方面具有優(yōu)勢(shì)。因此在物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)建設(shè)過(guò)程中，各個(gè)學(xué)校應(yīng)該充分發(fā)揮自己的專(zhuān)業(yè)優(yōu)勢(shì)，因地制宜，揚(yáng)長(zhǎng)避短，尋找適合自身特點(diǎn)和專(zhuān)長(zhǎng)的方向進(jìn)行教學(xué)和研究，形成不同的物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)特色。

在物聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展的今天，高校培養(yǎng)的物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生要能夠滿(mǎn)足社會(huì)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)人才的需求，這就要求高校在專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)體系設(shè)計(jì)、課程設(shè)置上緊跟物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展、企業(yè)需求、社會(huì)進(jìn)步。

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［3］吳功宜.對(duì)物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)教學(xué)體系建設(shè)的思考［J］．計(jì)算機(jī)教育，2010．

第7篇：物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)范文

感知層：在需要檢測(cè)和管理的物體上布設(shè)大量的傳感節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)一個(gè)全面感知。感知層在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的地位和作用如同分布在各處的“神經(jīng)末梢上的各類(lèi)感知器官”，是物聯(lián)網(wǎng)中信息的來(lái)源和基礎(chǔ)：

網(wǎng)絡(luò)層：把感知層獲得的信息及時(shí)準(zhǔn)確地傳輸?shù)綉?yīng)用層，同時(shí)又及時(shí)準(zhǔn)確地把應(yīng)用層的管理和命令傳輸?shù)较鄳?yīng)物體的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施和相應(yīng)的協(xié)議，它在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的地位和作用如同分布在整個(gè)系統(tǒng)中的“神經(jīng)系統(tǒng)”，是物聯(lián)網(wǎng)中物物相連的信息傳輸通道和載體：

應(yīng)用層：將網(wǎng)絡(luò)層傳輸來(lái)的信息進(jìn)行分類(lèi)、處理、分析，并實(shí)現(xiàn)智能管理、提供增值服務(wù)的處理系統(tǒng)，它在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的地位和作用如同“大腦”，是物聯(lián)網(wǎng)中信息處理、實(shí)現(xiàn)價(jià)值的核心。

物聯(lián)網(wǎng)中的感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層是有機(jī)相連的，而把它們有機(jī)聯(lián)系起來(lái)的是由各種“硬件設(shè)備”所采集、傳輸和處理的“信息”。從技術(shù)上來(lái)說(shuō)，物聯(lián)網(wǎng)是由軟件和硬件的結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)虛擬和現(xiàn)實(shí)的連接、提供多樣化的智能服務(wù)。在物聯(lián)網(wǎng)中所涉及的技術(shù)大體上可以分為如下幾大類(lèi)：

感知技術(shù)：如圖2所示，主要是各種硬件的設(shè)備和裝置，如各種傳感器、標(biāo)識(shí)和能夠?qū)崿F(xiàn)自組織協(xié)同工作的裝置以及中間件等，由于使用的環(huán)境要求這些節(jié)點(diǎn)具備體積小、功能強(qiáng)、成本低、能耗低等，因此，微機(jī)電系統(tǒng)MEM5、射頻標(biāo)簽RFID、嵌入式系統(tǒng)等是主要的技術(shù)基礎(chǔ)。

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)：物聯(lián)網(wǎng)中所涉及的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，由于應(yīng)用環(huán)境和目的不同，因而也是全面和多樣化的，而不僅僅是互聯(lián)網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)主要有圖3所示的三種：

(1)廣域網(wǎng)：無(wú)線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)、公眾電話網(wǎng)、廣播電視電網(wǎng)等，大趨勢(shì)上是逐步實(shí)現(xiàn)多網(wǎng)之間的融合與信息共享，從而為廣義上的物聯(lián)網(wǎng)搭建網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。

(2)局域網(wǎng)：無(wú)線局域網(wǎng)w LA N、B1uetooth、zigBee等，這類(lèi)網(wǎng)絡(luò)適合小范圍內(nèi)的信息傳輸和處理。

(3)專(zhuān)用網(wǎng)：例如電網(wǎng)、氣象、軍用等行業(yè)內(nèi)部的專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)，是實(shí)現(xiàn)某些行業(yè)的智能物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。

對(duì)于大量細(xì)節(jié)、節(jié)點(diǎn)信息的感知，需要通過(guò)更便捷、更可靠、更安全的方式傳輸匯聚到中心節(jié)點(diǎn)或者提供給信息處理單元。可以提供海量節(jié)點(diǎn)地址的下一代互聯(lián)網(wǎng)IP v6技術(shù)，無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸?shù)?G及LTE技術(shù)，都為大范圍的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用傳輸提供了可能。在傳輸?shù)膮f(xié)議和通訊標(biāo)準(zhǔn)上，各網(wǎng)絡(luò)技術(shù)需要盡快建立相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。

信息技術(shù)：物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用是以大量信息節(jié)點(diǎn)的實(shí)時(shí)感知和綜合智能反饋處理為突出特征，所以，圖4所示的信息處理技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)的核心，其中集中式的超級(jí)運(yùn)算、分布式的云計(jì)算將成為物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)算的兩條可選路徑，此外，多媒體信息的處理、海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、針對(duì)具體應(yīng)用的數(shù)據(jù)模型和算法，對(duì)處理智能和效能的提升，都是信息技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代所面臨的挑戰(zhàn)。

第8篇：物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；體系架構(gòu)；應(yīng)用；

中圖分類(lèi)號(hào)：G640 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-2851（2012）-12-0191-03

物聯(lián)網(wǎng)（Internet of things）被認(rèn)為是繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)之后的第三次信息化產(chǎn)業(yè)浪潮。一時(shí)之間，許多發(fā)達(dá)國(guó)家紛紛出臺(tái)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展計(jì)劃，進(jìn)行相關(guān)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的研究與開(kāi)發(fā)。繼美國(guó)推出“智慧地球”的戰(zhàn)略計(jì)劃之后，我國(guó)也相應(yīng)的提出了“感知中國(guó)”的口號(hào)，并上升到戰(zhàn)略地位。

一、物聯(lián)網(wǎng)的起源

1.物聯(lián)網(wǎng)的由來(lái)

1995年，比爾·蓋茨在《未來(lái)之路》一書(shū)中，提出了“物-物”相聯(lián)的物聯(lián)網(wǎng)雛形。但是限于當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件，比爾·蓋茨關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)想并沒(méi)有引起太多的關(guān)注。

1998年，英國(guó)工程師Kevin Ashton在寶潔公司的一次演講中提出了“物聯(lián)網(wǎng)”的概念，認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)就是把所有物品通過(guò)射頻識(shí)別等信息傳感設(shè)備與因特網(wǎng)連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別和管理[1]。之后，在保潔公司和吉列公司的贊助下，Kevin Ashton與美國(guó)麻省理工學(xué)院的數(shù)位專(zhuān)家一起創(chuàng)立了一個(gè)RFID研究機(jī)構(gòu)——自動(dòng)識(shí)別中心（Auto-ID Center），對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的概念進(jìn)行了補(bǔ)充。他們提出，在因特網(wǎng)的基礎(chǔ)上，利用RFID、無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)、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“物聯(lián)網(wǎng)”，在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，物品能夠彼此進(jìn)行“交流”，而無(wú)須人為干預(yù)[1]。

2005年國(guó)際電信聯(lián)盟在的《ITU互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2005：物聯(lián)網(wǎng)》報(bào)告中指出：無(wú)所不在的“物聯(lián)網(wǎng)”通信時(shí)代即將到來(lái)。ITU在報(bào)告中指出，我們正站在一個(gè)新的通信時(shí)代的邊緣，信息與通信技術(shù)（ICT）的目標(biāo)已經(jīng)從滿(mǎn)足人與人之間的溝通，發(fā)展到實(shí)現(xiàn)人與物、物與物之間的連接，無(wú)所不在的物聯(lián)網(wǎng)通信時(shí)代即將來(lái)臨[2]。

2.物聯(lián)網(wǎng)的概念

目前，不同國(guó)家和機(jī)構(gòu)組織對(duì)物聯(lián)網(wǎng)都有不同的理解和定義。我國(guó)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的定義是指“通過(guò)信息傳感設(shè)備，按照約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)，它是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)”[3]。

簡(jiǎn)而言之，其實(shí)質(zhì)就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”[4]。我們可以把它看作是互聯(lián)網(wǎng)在現(xiàn)實(shí)世界的延伸和擴(kuò)展，在利用原有的全球互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)之上，給現(xiàn)實(shí)中的事物貼上標(biāo)簽，利用各種標(biāo)識(shí)和傳感技術(shù)，把現(xiàn)實(shí)事物的動(dòng)態(tài)信息虛擬化；然后，利用互聯(lián)網(wǎng)把這些虛擬化的信息傳送到特定主機(jī)上去；再利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行各種分析、處理；最后，向原標(biāo)識(shí)標(biāo)簽做出反應(yīng)，從而達(dá)到智能化遠(yuǎn)程控制的目的。也即，可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)生活中的物物相連，物物相通[5]。

二、物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)

目前公認(rèn)的物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)是：感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層的3層結(jié)構(gòu)；感知層用來(lái)感知事物的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)層用于傳輸數(shù)據(jù)，應(yīng)用層則是面向各種用戶(hù)需求的應(yīng)用。

1.感知層

信息感知為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供了信息來(lái)源，是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)收集是感知數(shù)據(jù)從感知節(jié)點(diǎn)匯集到匯聚節(jié)點(diǎn)的過(guò)程[6]。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是通過(guò)各種感知技術(shù)（RFID、二維碼、傳感器技術(shù)等）感知物體，采集物體的實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)。在傳感技術(shù)方面，目前的傳感器件是依靠敏感器件，而距離廣泛應(yīng)用要求還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到，解決傳感器件朝著功耗更低、敏感度更高、穩(wěn)定性更好、成本更低的方向發(fā)展是現(xiàn)在一個(gè)急需解決的問(wèn)題。

圖一 物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)簡(jiǎn)圖

2.網(wǎng)絡(luò)層

網(wǎng)絡(luò)層能夠把感知到的信息進(jìn)行傳輸，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。感知層感知到的大量信息都需要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)層進(jìn)行傳輸，才能實(shí)現(xiàn)對(duì)這些信息的處理，以達(dá)到智能化管理和監(jiān)控的目的。物聯(lián)網(wǎng)的核心應(yīng)是以IPV6為基礎(chǔ)的互聯(lián)網(wǎng)，但不排除物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)能通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)的雙向翻譯網(wǎng)關(guān)或隧道機(jī)制與傳統(tǒng)的IPV4終端主機(jī)通信[7]。經(jīng)過(guò)十多年的快速發(fā)展，移動(dòng)通信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)已經(jīng)比較成熟，基本上能夠滿(mǎn)足物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?/p>

3.應(yīng)用層

伴隨著物聯(lián)網(wǎng)在不同領(lǐng)域中的普及，網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)量將成幾何倍數(shù)增長(zhǎng)，應(yīng)用層必須提高對(duì)這些數(shù)據(jù)的及時(shí)計(jì)算和反饋。如何有效的改進(jìn)已有的技術(shù)和方法或提出新的技術(shù)和方法來(lái)高效地管理和處理這些海量數(shù)據(jù)將是從數(shù)據(jù)中提取信息并進(jìn)一步融合、推理和決策的關(guān)鍵[8]。應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)與用戶(hù)的接口，根據(jù)不同用戶(hù)的不同需求，在物聯(lián)網(wǎng)感知層和網(wǎng)絡(luò)層的基礎(chǔ)之上，我們可以開(kāi)發(fā)各種不同的應(yīng)用，來(lái)解決生活中的各種問(wèn)題，給我們的生活帶來(lái)便利，實(shí)現(xiàn)更加精細(xì)和準(zhǔn)確的智能化管理。例如：手機(jī)錢(qián)包、智能家電、綠色農(nóng)業(yè)、智能交通等。

三、物聯(lián)網(wǎng)研究進(jìn)展

1.國(guó)內(nèi)研究進(jìn)展

2005年，我國(guó)RFID產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟正事宣布成立；2008年無(wú)錫市與中科院共同組建中科院無(wú)錫微納傳感網(wǎng)工程技術(shù)研發(fā)中心；2009年6月，中科院了“創(chuàng)新2050科學(xué)技術(shù)與中國(guó)的未來(lái)，中國(guó)至2050年信息科技發(fā)展路線圖”描述了物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展戰(zhàn)略圖；2010年3月，旨在打造具有國(guó)際影響力的物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新基地和高端物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的中國(guó)首個(gè)物聯(lián)網(wǎng)中心——上海物聯(lián)網(wǎng)中心正式成立；2011年3月，重慶市首個(gè)國(guó)家級(jí)物聯(lián)網(wǎng)示范基地正式落戶(hù)南岸茶園新區(qū)。從2009年提出“感知中國(guó)”以來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)被正式列為國(guó)家的五大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一。但是，我國(guó)的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展仍有許多不足之處，主要包括：觀念問(wèn)題，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展不是一朝一夕之事，我們應(yīng)該做好長(zhǎng)期、持久的準(zhǔn)備，切勿急功近利[1]；技術(shù)問(wèn)題：物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)現(xiàn)有技術(shù)的融合，是互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)發(fā)展的產(chǎn)物，我們不能把它與現(xiàn)有的技術(shù)分離開(kāi)來(lái)，在現(xiàn)有傳感器等技術(shù)的基礎(chǔ)上，融合與完善各種感知、通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)物物相連的智能化管理與控制[9]；導(dǎo)向問(wèn)題：物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)涵蓋全球的計(jì)劃，對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)的大的發(fā)展方向，政府應(yīng)該起到導(dǎo)向的作用。然后在各個(gè)行業(yè)、領(lǐng)域內(nèi)得到完善，逐步實(shí)現(xiàn)由小到大、由具體領(lǐng)域到全行業(yè)的推廣實(shí)施，最后發(fā)展到全球化的物聯(lián)網(wǎng)。

2.國(guó)外研究進(jìn)展

2008年底，IBM提出“智慧地球”概念，建議將下一代的IT技術(shù)運(yùn)用在各行各業(yè)之中，將傳感器嵌入和裝備到全球各個(gè)角落的鐵路、電網(wǎng)、橋梁、隧道、公路等各種物體中，并且普遍連接起來(lái)形成“物聯(lián)網(wǎng)”，而后通過(guò)超級(jí)計(jì)算機(jī)將整個(gè)“物聯(lián)網(wǎng)”整合起來(lái)，使人類(lèi)能以更加精細(xì)和動(dòng)態(tài)的方式管理生產(chǎn)、生活，最終形成“物聯(lián)網(wǎng)+互聯(lián)網(wǎng)=智慧地球”[10]。美國(guó)政府對(duì)此給予積極回應(yīng)，將發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)視為新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，刺激經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇的鑰匙。

2009年6月，歐盟宣布了《歐盟物聯(lián)網(wǎng)行動(dòng)計(jì)劃》，確保歐洲在構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)的過(guò)程中起到主導(dǎo)作用[11]。2009年10月，歐盟《歐盟物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略研究線路圖》，提出到2010年、2015年、2020年的三個(gè)階段的物聯(lián)網(wǎng)研發(fā)路線圖，提出物聯(lián)網(wǎng)在航空航天、醫(yī)藥、能源等18個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用[9]。

2009年8月，日本在繼“e-Japan”、“U-Japan”后提出了“i-Japan”的國(guó)家信息化戰(zhàn)略，主要目的是通過(guò)大力發(fā)展電子政府和地方自治體，推動(dòng)醫(yī)療、健康和教育的電子化，開(kāi)拓支持日本中長(zhǎng)期經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新型產(chǎn)業(yè)[12]。韓國(guó)也相應(yīng)的提出了“u-Korea”戰(zhàn)略，建立有智能網(wǎng)絡(luò)、先進(jìn)的計(jì)算技術(shù)以及其他領(lǐng)先的數(shù)字技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施武裝而成的技術(shù)社會(huì)形態(tài)[13]。

四、物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用

1.物聯(lián)網(wǎng)在物流方面的應(yīng)用[14]

在某種意義上說(shuō)，物聯(lián)網(wǎng)可以看成一個(gè)大的智能物流。在物流業(yè)中物聯(lián)網(wǎng)主要應(yīng)用于如下四大領(lǐng)域：一是基于RFID等技術(shù)建立的產(chǎn)品的智能可追溯網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，如食品的可追溯系統(tǒng)、藥品的可追溯系統(tǒng)等等。這些智能的產(chǎn)品可追溯系統(tǒng)為保障食品安全、藥品安全提供了堅(jiān)實(shí)的物流保障；二是智能配送的可視化治理網(wǎng)絡(luò)，這是基于GPS衛(wèi)星導(dǎo)航定位，對(duì)物流車(chē)輛配送進(jìn)行實(shí)時(shí)的、可視化的在線調(diào)度與治理的系統(tǒng)。很多先進(jìn)的物流公司都建立與配備了這一網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)物流作業(yè)的透明化、可視化治理；三是基于聲、光、機(jī)、電、移動(dòng)計(jì)算等各項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，建立全自動(dòng)化的物流配送中心，實(shí)現(xiàn)局域內(nèi)的物流作業(yè)的智能控制、自動(dòng)化操縱的網(wǎng)絡(luò)。如貨物拆卸與碼垛是碼垛機(jī)器人，搬運(yùn)車(chē)是激光或電磁到人的無(wú)人搬運(yùn)小車(chē)，分揀與輸送是自動(dòng)化的輸送分揀線作業(yè)、進(jìn)庫(kù)與出庫(kù)作業(yè)是自動(dòng)化的堆垛機(jī)自動(dòng)化的操縱，整個(gè)物流作業(yè)系統(tǒng)與環(huán)境完全實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)與智能化，是各項(xiàng)基礎(chǔ)集成應(yīng)用的專(zhuān)業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；四是基于智能配貨的物流網(wǎng)絡(luò)化公共信息平臺(tái)。

2.物聯(lián)網(wǎng)在其他方面的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)在車(chē)輛監(jiān)管、企業(yè)安全生產(chǎn)、智能圖書(shū)館等方面都有著廣泛的用途。

在車(chē)輛監(jiān)管中的應(yīng)用，通過(guò)傳感器設(shè)備對(duì)城市車(chē)輛實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)（包括道路運(yùn)行車(chē)輛和停車(chē)場(chǎng)靜止車(chē)輛）進(jìn)行收集，并在已收集數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行套牌、超速、限行等多種違法車(chē)輛的自動(dòng)識(shí)別計(jì)算。

在企業(yè)安全生產(chǎn)中的應(yīng)用，企業(yè)安全生產(chǎn)的關(guān)鍵問(wèn)題在于安全事故的提前預(yù)警，在事故發(fā)生之前能夠做出及時(shí)的處理。瑞豐集團(tuán)的化工生產(chǎn)安全監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)視頻監(jiān)控、紅外設(shè)防、溫濕度、煙感、水浸、電源、易燃?xì)怏w、重要生產(chǎn)設(shè)備等安全實(shí)時(shí)監(jiān)控，系統(tǒng)采用B/S結(jié)構(gòu)，工作人員可以通過(guò)PC機(jī)、智能手機(jī)等手持終端瀏覽器登錄系統(tǒng)管理界面實(shí)時(shí)監(jiān)控，當(dāng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，分析系統(tǒng)根據(jù)問(wèn)題的級(jí)別選擇不同的報(bào)警方式，工作人員可以在安全事故發(fā)生之前進(jìn)行處理，并且分析系統(tǒng)也會(huì)根據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，以免事故的發(fā)生。

在智能圖書(shū)館中的應(yīng)用，目前國(guó)內(nèi)大部分圖書(shū)館采用傳統(tǒng)的條形碼識(shí)別與磁條以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的數(shù)字化管理模式存在諸多問(wèn)題，如：借還、查找、亂架圖書(shū)的整理等。首先，感知層通過(guò)RFID技術(shù)，實(shí)現(xiàn)圖書(shū)智能識(shí)別以及信息跟蹤，并且在各個(gè)書(shū)庫(kù)通過(guò)安裝RFID芯片組成傳感器網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控館內(nèi)的環(huán)境情況；然后，接入層利用現(xiàn)有的各種通信技術(shù)（3G網(wǎng)絡(luò)、WIFI等）對(duì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的信息進(jìn)行交互，實(shí)現(xiàn)“物與物的交流”，匯總傳輸?shù)焦軆?nèi)機(jī)房并更新數(shù)據(jù)；再次，智能信息處理層負(fù)責(zé)物聯(lián)網(wǎng)的云圖書(shū)館系統(tǒng)的管理、維護(hù)、操作等；最后，應(yīng)用層提供圖書(shū)館業(yè)務(wù)的管理、維護(hù)、操作等Web借口，如：圖書(shū)編目、圖書(shū)歸架、自助圖書(shū)借還等功能。

五、總結(jié)與展望

1.總結(jié)

物聯(lián)網(wǎng)的研究和發(fā)展目前還處于起步階段，國(guó)內(nèi)外對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的概念和特征的理解還沒(méi)有達(dá)成統(tǒng)一，物聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)架構(gòu)仍沒(méi)有形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。在繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)之后，我國(guó)再次迎來(lái)物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的挑戰(zhàn)。從計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)通信網(wǎng)的發(fā)展來(lái)看，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展也不會(huì)是一帆風(fēng)順的，必然會(huì)走一些的彎路。對(duì)此，應(yīng)該注意以下幾個(gè)方面：

第一，保持開(kāi)放的姿態(tài)，堅(jiān)持對(duì)外合作。物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)全球性的課題，不是某一個(gè)地區(qū)，某一個(gè)國(guó)家的事情。它是關(guān)系到全世界70多億人口的事情，只有保持對(duì)外開(kāi)放，吸收各國(guó)先進(jìn)研究成果的同時(shí)，努力在關(guān)鍵技術(shù)上攻破難關(guān)，才能使自己在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的前沿保持不敗之地；第二、保持國(guó)家重視，上升到戰(zhàn)略性意義。自從來(lái)，我們看到了對(duì)外開(kāi)放的成果，國(guó)家引領(lǐng)社會(huì)，國(guó)家?guī)?dòng)民眾，只要政府保持對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的高度重視，積極引導(dǎo)各行各業(yè)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的投入，相信在不久的將來(lái)，我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展一定可以立于世界先進(jìn)水平的行列；第三、針對(duì)感知層的信息安全的研究。與傳統(tǒng)的因特網(wǎng)相比，物聯(lián)網(wǎng)帶來(lái)的信息安全問(wèn)題主要集中于感知層，而無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)必然是感知層的重點(diǎn)。在環(huán)境監(jiān)測(cè)、醫(yī)療衛(wèi)生、智能家居、國(guó)防軍事等領(lǐng)域，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)有著廣闊的應(yīng)用前景，但是在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中面臨著嚴(yán)重的隱私數(shù)據(jù)泄漏或被篡改的威脅，這些潛在的威脅影響了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用發(fā)展，研究和解決傳感器網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)隱私保護(hù)問(wèn)題，對(duì)傳感器網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模應(yīng)用具有重要的意義。

2.展望

物聯(lián)網(wǎng)把傳統(tǒng)的信息通信網(wǎng)絡(luò)延伸到了現(xiàn)實(shí)世界中去，做到真正的“物”與“網(wǎng)”的融合，為信息化產(chǎn)業(yè)大發(fā)展帶來(lái)了又一輪的，對(duì)全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)生活生產(chǎn)具有深遠(yuǎn)影響。但是，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展正處于起步階段。對(duì)我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展而言，既是機(jī)遇又是挑戰(zhàn)。針對(duì)各國(guó)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國(guó)只有積極吸收各國(guó)先進(jìn)技術(shù)，始終保持對(duì)外開(kāi)放，關(guān)注世界各國(guó)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，在物聯(lián)網(wǎng)信息化產(chǎn)業(yè)大發(fā)展中一定可以躋身于先進(jìn)國(guó)家之列。

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第9篇：物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；傳感器；元器件

“物聯(lián)網(wǎng)”號(hào)稱(chēng)繼計(jì)算機(jī)、通信網(wǎng)絡(luò)之后的信息產(chǎn)業(yè)第三次浪潮，有研究機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)10年內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)就可能大規(guī)模普及，這一技術(shù)將會(huì)發(fā)展成為一個(gè)上萬(wàn)億元規(guī)模的高科技市場(chǎng)，其產(chǎn)業(yè)要比互聯(lián)網(wǎng)大30倍[1]。

目前國(guó)家正在大力發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)，2010到2015年為物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)入期，在主導(dǎo)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)物物互聯(lián)；2015年到2020年為成長(zhǎng)期，物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)半智能化；2020年之后為發(fā)展期，物聯(lián)網(wǎng)全面實(shí)現(xiàn)智能化。預(yù)計(jì)到2015年市場(chǎng)規(guī)模超過(guò)2 000億元，2025年將達(dá)到7 500億，年增長(zhǎng)率超過(guò)30%，市場(chǎng)前景將超過(guò)計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通訊等市場(chǎng)。由于涉及領(lǐng)域面廣，涵蓋范圍大，要實(shí)現(xiàn)如此大規(guī)模的泛在的網(wǎng)絡(luò)，需要大量新產(chǎn)品、新技術(shù)的協(xié)同發(fā)展，如低功耗集成電路技術(shù)、射頻識(shí)別技術(shù)、新材料及元器件技術(shù)、遠(yuǎn)程自動(dòng)控制技術(shù)、無(wú)線自組網(wǎng)技術(shù)、高效清潔能源技術(shù)、傳感器技術(shù)及智能控制技術(shù)等共同配合。

因此，物聯(lián)網(wǎng)將是繼互聯(lián)網(wǎng)之后又一次給社會(huì)、經(jīng)濟(jì)各方面帶來(lái)跨越式發(fā)展的技術(shù)變革，已引起了各國(guó)各領(lǐng)域的密切關(guān)注和研究。然而，物聯(lián)網(wǎng)研究和開(kāi)發(fā)是機(jī)遇更是挑戰(zhàn)。聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展需要一個(gè)寬松的環(huán)境以及產(chǎn)業(yè)鏈的共同努力，這樣才能實(shí)現(xiàn)上下游產(chǎn)業(yè)及跨產(chǎn)業(yè)的聯(lián)動(dòng)，形成產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，帶動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈，共同推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展。這就要求我們能夠從深層次發(fā)現(xiàn)和解決物聯(lián)網(wǎng)中的關(guān)鍵理論問(wèn)題、攻克技術(shù)難點(diǎn)及將物聯(lián)網(wǎng)研究和開(kāi)發(fā)的成果應(yīng)用于實(shí)際，則我們就可以在物聯(lián)網(wǎng)研究和開(kāi)發(fā)的挑戰(zhàn)中獲得發(fā)展的機(jī)遇。否則，我們只會(huì)在物聯(lián)網(wǎng)研究和開(kāi)發(fā)中浪費(fèi)時(shí)間和資源，又一次錯(cuò)過(guò)了在科學(xué)和技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展的機(jī)遇[2]。

1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)

目前對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的通用定義為：通過(guò)射頻識(shí)別（Radio Frequency Identification，RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，依照約定協(xié)議將任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連進(jìn)行信息交換與通信，以實(shí)現(xiàn)智能識(shí)別、定位、追蹤、監(jiān)控和管理。按照國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）的定義，物聯(lián)網(wǎng)主要解決物到物（Thing to Thing，T2T）、人到物（Human to Thing，H2T）、人到人（Human to Human，H2H）之間的互連[3]。物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈可以細(xì)分為標(biāo)識(shí)、感知、處理、信息傳送、控制管理五個(gè)環(huán)節(jié)，每個(gè)環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)分別為RFID、傳感器、智能芯片和電信運(yùn)營(yíng)商的無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)[4]。

物聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)包括三個(gè)層次：一個(gè)是感知網(wǎng)絡(luò)，即以二維碼、RFID、傳感器為主來(lái)實(shí)現(xiàn)“物”的識(shí)別；二是傳輸網(wǎng)絡(luò)，即通過(guò)現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)、廣電網(wǎng)、通信網(wǎng)或者下一代互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸和計(jì)算；三是應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)，也就是各種應(yīng)用服務(wù)，包括輸入輸出控制終端、手機(jī)等終端[5]。

物聯(lián)網(wǎng)終端是物聯(lián)網(wǎng)中連接傳感網(wǎng)絡(luò)層和傳輸網(wǎng)絡(luò)層，實(shí)現(xiàn)采集數(shù)據(jù)及向網(wǎng)絡(luò)層發(fā)送數(shù)據(jù)的設(shè)備。它擔(dān)負(fù)著數(shù)據(jù)采集、初步處理、加密、傳輸?shù)榷喾N功能，物聯(lián)網(wǎng)終端的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。

物聯(lián)網(wǎng)終端基本由感知（傳感）接口，中央處理模塊和外部通訊接口三個(gè)部分組成，通過(guò)感知接口與傳感設(shè)備連接，如RFID讀卡器，紅外感應(yīng)器，環(huán)境傳感器等，將這些傳感設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取并通過(guò)中央處理模塊處理后，按照網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，通過(guò)外部通訊接口，如：GPRS模塊、以太網(wǎng)接口、WIFI等方式發(fā)送到以太網(wǎng)的指定中心處理平臺(tái)。

物聯(lián)網(wǎng)終端屬于傳感網(wǎng)絡(luò)層和傳輸網(wǎng)絡(luò)層的中間設(shè)備，也是物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵設(shè)備，通過(guò)他的轉(zhuǎn)換和采集，才能將各種外部感知數(shù)據(jù)匯集和處理，并將數(shù)據(jù)通過(guò)各種網(wǎng)絡(luò)接口方式傳輸?shù)交ヂ?lián)網(wǎng)中。如果沒(méi)有他的存在，傳感數(shù)據(jù)將無(wú)法送到指定位置，“物”的聯(lián)網(wǎng)將不復(fù)存在。

物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)體系框架包括感知層技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)、應(yīng)用層技術(shù)和公共技術(shù)，如圖2所示。

網(wǎng)絡(luò)層用于實(shí)現(xiàn)更加廣泛的互聯(lián)功能，它能夠把感知到的信息無(wú)障礙、高可靠、高安全性地進(jìn)行傳送，但它需要傳感器網(wǎng)絡(luò)與移動(dòng)通信技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相融合。移動(dòng)通信、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)結(jié)構(gòu)特征如表1所示。技術(shù)已相當(dāng)成熟，完全能夠滿(mǎn)足物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?/p>

感知層技術(shù)包括數(shù)據(jù)采集與感知技術(shù)、傳感器網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)和協(xié)同信息處理技術(shù)。數(shù)據(jù)采集與感知技術(shù)主要用于采集物理世界中發(fā)生的物理事件和數(shù)據(jù)，包括各類(lèi)物理量、標(biāo)識(shí)、音頻、視頻數(shù)據(jù)。物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集涉及傳感器、RFID、多媒體信息采集、二維碼和實(shí)時(shí)定位等技術(shù)；傳感器網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)和協(xié)同信息處理技術(shù)用于實(shí)現(xiàn)傳感器、RFID等數(shù)據(jù)采集技術(shù)所獲取數(shù)據(jù)的短距離傳輸、自組織組網(wǎng)以及多個(gè)傳感器對(duì)數(shù)據(jù)的協(xié)同信息處理等，感知層技術(shù)結(jié)構(gòu)特征如表2所示。