物聯(lián)網(wǎng)概念及關鍵技術綜述作者:孫傳寧, 張雪
摘要:物聯(lián)網(wǎng)被稱為繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后全球信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮,據(jù)估計,物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)規(guī)模將會是互聯(lián)網(wǎng)的30 倍之多。本文分別從國際通用定義、歐盟定義及我國定義給出物聯(lián)網(wǎng)技術的概念;對物聯(lián)網(wǎng)技術的起源及其發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術,射頻識別(RFID)技術,傳感器網(wǎng)絡,智能和納米技術,以及我國物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展情況進行綜述。
引言: 隨著信息技術、計算機技術、微電子技術的高速發(fā)展,信息產(chǎn)業(yè)已經(jīng)經(jīng)歷了計算機、互聯(lián)網(wǎng)和移動通訊網(wǎng)兩次浪潮,而如今,人們正在迎來第三次浪潮--"物聯(lián)網(wǎng)"。物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)打破了之前的傳統(tǒng)思維,物聯(lián)網(wǎng)是一張連接世界萬物的巨大信息網(wǎng)絡,并與互聯(lián)網(wǎng)相連接,通過物聯(lián)網(wǎng)人們能更好的感知世界、控制物體的傳輸、移動、運行,從而使人與自然,人與世界更為和諧。溫家寶總理2009年8月在江蘇無錫考察時提出了"感知中國",推進物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展,11月底,溫總理在江蘇南京考察時再次表示,當前,流通行業(yè)要大力運用網(wǎng)絡技術,特別是物聯(lián)網(wǎng)技術,實現(xiàn)流通現(xiàn)代化。這掀起了全國各高校、研究機構(gòu)、企業(yè)的關注,紛紛加入研究物聯(lián)網(wǎng)的行列中來。 1、物聯(lián)網(wǎng)概念 物聯(lián)網(wǎng)至今都沒有一個統(tǒng)一的定義,有人認為RFID的互聯(lián)就是物聯(lián)網(wǎng),有人認為傳感器網(wǎng)絡就是物聯(lián)網(wǎng),有人認為M2M(MachinetoMachine)就是物聯(lián)網(wǎng),還有人認為物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的客戶端擴展到任何物品與物品之間。 物聯(lián)網(wǎng)的具體定義在不同國家也沒有一個統(tǒng)一的標準。一般國際通用的定義是通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設備,按約定的協(xié)議,把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來,進行信息交換和通信,以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡。 歐盟有關物聯(lián)網(wǎng)的定義是物聯(lián)網(wǎng)是未來互聯(lián)網(wǎng)的一部分,能夠被定義為基于標準和交互通信協(xié)議的具有自配置能力的動態(tài)全球網(wǎng)絡設施,在物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)物理和虛擬的"物件"具有身份、物理屬性、擬人化等特征,它們能夠被一個綜合的信息網(wǎng)絡所連接。 2010年,在我國的政府工作報告中所附的注釋對物聯(lián)網(wǎng)有以下說明:物聯(lián)網(wǎng)是指通過信息傳感設備,按照約定的協(xié)議,把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來,進行信息交換和通訊,以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡。 2、物聯(lián)網(wǎng)的起源及發(fā)展現(xiàn)狀 1995年比爾·蓋茨就在其著作《未來之路》中提出物聯(lián)網(wǎng)(TheInternetofthings)的概念,但是由于當時無線網(wǎng)絡、硬件及傳感設備發(fā)展的限制,并未引起重視。1999年美國麻省理工學院(MIT)建立的自動識別中心(Auto-IDLabs)提出了以把所有物品通過射頻識別等信息傳感設備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來,實現(xiàn)智能化識別和管理為目的的網(wǎng)絡無線射頻識別(RFID)系統(tǒng)。其具體實施是將書籍、鞋、汽車部件等物體加上微小的識別裝置,通過射頻識別技術及無線傳感器網(wǎng)絡便可以知道物體的位置及狀態(tài)等信息,從而實現(xiàn)智能管理。 在2005年在突尼斯舉行的信息社會世界峰會(WSIS)上,國際電信聯(lián)盟(ITU)發(fā)布的《ITU2005互聯(lián)網(wǎng)報告:物聯(lián)網(wǎng)》里指出:無所不在的"物聯(lián)網(wǎng)"通信時代即將來臨,世界上所有的物體從輪胎到牙刷、從房屋到紙巾都可以通過因特網(wǎng)主動進行交換。射頻識別技術(RFID)、傳感器技術、納米技術、智能嵌入技術將到更加廣泛的應用[3]。2006年3月,歐盟召開會議"FromRFIDtotheInternetofthings",對物聯(lián)網(wǎng)進行了更深層次的描述。但是,到此時,物聯(lián)網(wǎng)仍然沒受到人們很大的關注。 2009年1月28日,在美國工商業(yè)領袖舉行的"圓桌會議"上,IBM首席執(zhí)行官彭明盛(SamPalmisano)首次提出"智慧地球"概念,希望通過加大對寬帶網(wǎng)絡等新興技術的投入,振興美國經(jīng)濟并確立美國的未來競爭優(yōu)勢。在獲得美國總統(tǒng)奧巴馬的積極回應后,這一計劃隨后上升為美國的國家戰(zhàn)略,物聯(lián)網(wǎng)再次引起廣泛關注?,F(xiàn)如今,物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)得到歐盟、韓國、日本等發(fā)達國家及地區(qū)的高度關注。 3、物聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術 國際電信聯(lián)盟報告提出物聯(lián)網(wǎng)主要有四個關鍵性的應用技術:標簽事物的RFID,感知事物的傳感網(wǎng)絡技術Sensortechnologies,思考事物的智能技術Smarttechnologies,微縮事物的納米技術Nanotechnology。 3.1射頻識別(RFID)技術 射頻識別技術是一種非接觸式的自動識別技術。它是利用無線射頻識別技術識別目標對象并獲取相關對象的信息。RFID技術可識別高速運動物體并可同時識別多個標簽,操作快捷方便。RFID技術與互聯(lián)網(wǎng)、通訊等技術相結(jié)合,可實現(xiàn)全球范圍內(nèi)物品跟蹤與信息共享。RFID從硬件上說應該包含兩個部分:電子標簽和識別器。 RFID技術的技術難點在于:1)RFID反碰撞防沖突問題;2)RFID天線研究;3)工作頻率的選擇;4)安全與隱私問題。 |
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