关于物联网的理解和物联网应用的综述

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,LOGO,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,关于物联网的理解和物联网应用的综述,丰诗崧,2010313283,2013,年,12,月,5,日,物联网,的,的概念,物联网,的,的形成,过,过程,物联网,与,与互联,网,网的区,别,别,物联网,的,的技术,体,体系结,构,构,物联网,的,的关键,技,技术,物联网,在,在现实,生,生活中,的,的应用,物联网,的,的概念,物联网(InternetofThings)至今没,有,有统一,的,的定义,大家众,说,说纷纭,。,。有的,认,认为RFID的互联,就,就是物,联,联网,有的认,为,为传感,网,网络就,是,是物联,网,网,有的认,为,为M2M,(,(machinetomachine)就是物,联,联网,有的认,为,为把互,联,联网的,用,用户端,延,延伸和,扩,扩展到,任,任何物,品,品与物,品,品之间,就,就是物,联,联网。,国际通,用,用的物,联,联网的,定,定义是:通过射,频,频识别(RFID)、红外,感,感应器,、,、全球,定,定位系,统,统、激,光,光扫描,器,器等信,息,息传感,设,设备,按约定,的,的协议,把任何,物,物品与,互,互联网,连,连接起,来,来,进行信,息,息交换,和,和通信,以实现,智,智能化,识,识别、,定,定位、,跟,跟踪、,监,监控和,管,管理的,一,一种网,络,络。,物联网,的,的概念,出现物,联,联网没,有,有统一,定,定义这,种,种局面,的,的原因,是,是物联,网,网还处,于,于初级,的,的概念,阶,阶段和,探,探索阶,段,段,还没有,具,具有说,服,服力的,完,完整的,大,大规模,的,的应用,。,。互联,网,网是先,发,发展起,来,来,后有互,联,联网这,个,个名词,术,术语;而物联,网,网是先,提,提出名,词,词概念,希望通,过,过这个,名,名词概,念,念来推,动,动实际,网,网络的,发,发展。,物联网,本,本质就,是,是让地,球,球上的,物,物品能,说,说话,让人们,能,能通过,网,网络智,能,能地听,见,见物品,说,说话、,看,看见物,品,品的行,为,为,同时又,能,能让物,品,品智能,地,地听话,智能地,动,动作,达到让,物,物质世,界,界与人,智,智能对,话,话的目,的,的。,物联网,的,的形成,过,过程,InternetofThings的概念,最,最初来,源,源于Bill Gates1995年发表,的,的未来之,路,路，书中,提,提及物,联,联网概,念,念，只,是,是当时,受,受限于,无,无线网,络,络、硬,件,件及传,感,感设备,的,的发展,，,，并未,引,引起重,视,视。,1999年美国,麻,麻省理,工,工学院,（,（MIT）首次,提,提出物,联,联网的,概,概念，,由,由美国,统,统一代,码,码委员,会,会UCC、吉列,公,公司、,宝,宝洁、,沃,沃尔玛,等,等100多家大,公,公司赞,助,助，在,美,美国麻,省,省理工,大,大学生,成,成立了Auto-ID中心，,集,集中对EPC进行研,究,究和开,发,发，全,世,世界共,有,有六所,顶,顶尖高,校,校参考,其,其中的,工,工作。,包,包括：,美,美国的MIT、英国,的,的剑桥,大,大学、,日,日本的,庆,庆应大,学,学、澳,大,大利亚,的,的阿德,雷,雷德大,学,学、瑞,士,士的圣,加,加仑大,学,学、中,国,国的复,旦,旦大学,。,。Auto-ID中心于2003年11月1日更名,为,为Auto-ID Lab，为EPCglobal提供技,术,术支持,。,。EPCglobal旨在改,变,变整个,世,世界，,搭,搭建一,个,个可以,自,自动识,别,别任何,地,地方、,任,任何事,物,物的开,放,放性的,全,全球网,络,络也就,是,是我们,所,所说的,“,“物联,网,网”原,型,型。,物联网,与,与互联,网,网的区,别,别,物联网,的,的英文,名,名称是InternetofThings，即“,物,物物相,连,连的网,络,络”。,人,人们既,可,可以把,它,它看作,传,传统互,联,联网的,自,自然延,伸,伸，因,为,为物联,网,网的信,息,息传输,基,基础仍,然,然是互,联,联网；,也,也可以,把,把它看,作,作是一,种,种新型,网,网络，,因,因为其,用,用户端,延,延伸和,扩,扩展到,了,了物品,与,与物品,之,之间，,这,这与互,联,联网那,种,种“电,脑,脑相连,的,的网络,”,”大不,一,一样。,物联网,与,与互联,网,网的区,别,别,相比互,联,联网，,物,物联网,具,具有以,下,下诸多,特,特点：,1、终端,的,的多样,化,化。小,到,到手表,、,、钥匙,各,各种家,电,电，大,到,到汽车,、,、房屋,、,、桥梁,、,、道路,，,，甚至,那,那些有,生,生命的,东,东西（,包,包括人,和,和动植,物,物）都,能,能连接,进,进网络,。,。,2、感知,的,的自动,化,化。物,联,联网在,各,各种物,体,体上植,入,入微型,感,感应芯,片,片，这,样,样，任,何,何物品,都,都可以,变,变得“,有,有感受,、,、有知,觉,觉”。,它,它主要,是,是依靠,一,一种名,为,为RFID（射频,识,识别）,的,的技术,来,来实现,的,的。,3、智能,化,化。物,联,联网通,过,过感应,芯,芯 片,和,和RFID时时刻,刻,刻地获,取,取人和,物,物体的,最,最新特,征,征、位,置,置、状,态,态等信,息,息，这,些,些信息,将,将使网,络,络变得,更,更加“,博,博闻广,识,识”。,据美国,权,权威咨,询,询机构Forrester（弗雷,斯,斯特研,究,究公司,）,）预测,，,，到2020年世界,上,上物联,网,网业务,将,将达到,互,互联网,业,业务的30倍。因,此,此，“,物,物联网,”,”也被,称,称为继,计,计算机,、,、互联,网,网之后,，,，世界,信,信息产,业,业的第,三,三次浪,潮,潮。,技术体,系,系结构,物联网,的,的技术,体,体系结,构,构分为,感,感知层,、,、网络,层,层、应,用,用层三,个,个大层,次,次。,感知层,感知层,是,是让物,品,品说话,的,的先决,条,条件，,主,主要用,于,于采集,物,物理世,界,界中发,生,生的物,理,理事件,和,和数据,，,，包括,各,各类物,理,理量身,份,份标识,、,、位置,信,信息、,音,音频、,视,视频数,据,据等。,物,物联网,的,的数据,采,采集涉,及,及传感,器,器、RFID、多媒,体,体信息,采,采集、,二,二维码,和,和实时,定,定位等,技,技术。,感知层,又,又分为数据采,集,集与执,行,行、短距离,无,无线通,信,信。,数据采,集,集与执,行,行主要是,运,运用智,能,能传感,器,器技术,身,身份识,别,别以及,其,其他信,息,息采集,技,技术，,对,对物品,进,进行基,础,础信息,采,采集，,同,同时接,收,收上层,网,网络送,来,来的控,制,制信息,，,，完成,相,相应执,行,行动作,。,。,短距离,无,无线通,信,信完成小,范,范围内,的,的多个,物,物品的,信,信息集,中,中与互,通,通功能,，,，相当,于,于物品,的,的脚。,网络层,网络层,完,完成大,范,范围的,信,信息沟,通,通，主,要,要借助,于,于已有,的,的广域,网,网通信,系,系统(如PSTN网络、2G,/,/3G移动网,络,络、互,联,联网等)，把感,知,知层感,知,知到的,信,信息快,速,速、可,靠,靠、安,全,全地传,送,送到地,球,球的各,个,个地方,，,，使物,品,品能够,进,进行远,距,距离、,大,大范围,的,的通信,，,，以实,现,现在地,球,球范围,内,内的通,信,信。,应用层,应用层,完,完成物,品,品信息,的,的汇总,、,、协同,、,、共享,、,、互通,、,、分析,、,、决策,等,等功能,，,，相当,于,于物联,网,网的控,制,制层、,决,决策层,。,。,应用层,完,完成物,品,品与人,的,的最终,交,交互，,前,前面两,层,层将物,品,品的信,息,息大范,围,围地收,集,集起来,，,，汇总,在,在应用,层,层进行,统,统一分,析,析、决,策,策，用,于,于支撑,跨,跨行业,、,、跨应,用,用、跨,系,系统之,间,间的信,息,息协同,、,、共享,、,、互通,，,，提高,信,信息的,综,综合利,用,用度，,最,最大程,度,度地为,人,人类服,务,务。如,智,智能交,通,通、智,能,能医疗,、,、智能,家,家居、,智,智能物,流,流、智,能,能电力,等,等。,物联网,的,的关键,技,技术,射频识,别,别技术,传感技,术,术,纳米技,术,术,智能嵌,入,入技术,云计算,IPv6技术,射频识,别,别技术,RFID是RadioFrequencyIdentification的缩写,，,，即为,射,射频识,别,别技术,，,，俗称,电,电子标,签,签。RFID射频识,别,别是一,种,种非接,触,触式的,自,自动识,别,别技术,，,，它通,过,过射频,信,信号自,动,动识别,目,目标对,象,象并获,取,取相关,数,数据，,读,读卡距,离,离最远,可,可超过20米。一,套,套完整,的,的RFID系统，,其,其基本,组,组成部,分,分包括,标,标签（Tag）、阅,读,读器（Reader）和应,用,用软件,系,系统。,其,其基本,的,的工作,原,原理：,标,标签进,入,入磁场,后,后，要,么,么接收,解,解读器,发,发出的,射,射频信,号,号，凭,借,借感应,电,电流所,获,获得的,能,能量发,送,送出存,储,储在芯,片,片中的,产,产品信,息,息（这,一,一类标,签,签我们,称,称之为,被,被动标,签,签），,要,要么主,动,动发送,某,某一频,率,率的信,号,号（这,一,一类标,签,签我们,称,称之为,主,主动标,签,签）；,解,解读器,读,读取信,息,息并解,码,码后，,送,送至中,央,央信息,系,系统进,行,行有关,数,数据处,理,理。不,管,管是主,动,动式还,是,是被动,式,式标签,，,，可以,实,实现同,时,时识别,多,多个电,子,子标签,。,。在物,联,联网中,，,，RFID是一个,可,可以让,物,物品开,口,口说话,的,的关键,技,技术，,是,是物联,网,网的基,础,础技术,。,。RFID标签中,存,存储着,各,各种物,品,品的信,息,息，利,用,用无线,数,数据通,信,信网络,把,把它们,采,采集到,中,中央信,息,息系统,，,，实现,物,物品的,识,识别。,传感技,术,术,传感技,术,术是对,从,从自然,信,信息源,获,获取的,信,信息进,行,行处理,和,和识别,的,的一门,多,多学科,交,交叉的,现,现代科,学,学与工,程,程技术,，,，它涉,及,及传感,器,器、信,息,息处理,和,和识别,等,等技术,。,。传感,器,器是指,测,测量某,一,一类物,理,理变量,，,，并将,它,它转化,为,为设备,可,可以识,别,别的电,子,子信号,的,的器件,。,。传感,器,器一般,由,由敏感,元,元件、,转,转换元,件,件、测,量,量电路,和,和辅助,电,电源四,部,部分组,成,成。传,感,感器的,种,种类繁,多,多，按,照,照技术,类,类别分,有,有超声,波,波传感,器,器、温,度,度传感,器,器、湿,度,度传感,器,器、气,体,体传感,器,器、,压,压力传,感,感器、,加,加速度,传,传感器,、,、图像,传,传感器,、,、电量,传,传感器,和,和位移,传,传感器,等,等。,传感器,的,的功能,与,与品质,决,决定了,传,传感系,统,统获取,自,自然信,息,息的信,息,息量和,信,信息质,量,量，是,高,高品质,传,传感技,术,术系统,的,的构造,的,的一个,关,关键。,纳米技,术,术,纳米技,术,术，主,要,要用于,研,研究结,构,构尺寸,在,在0.1至100纳米范,