物联网技术研究 发展中问题凸显

随着科学技术的发展，物联网作为一种新的网络形式，正日益频繁的出现在人们的日常生活中，物联网到底是个什么样的网络？它与互联网的区别在哪？结合互联网的有关知识，探讨物联网的概念，体系架构与技术，以及物联网发展过程中应该注意的几个问题。

　　关键词：物联网；传感器；体系结构

　　1概念与内涵

　　物联网这个词，近年来越来越频繁的出现于各种各样的场合中，不知不觉开始渗透到人们的日常生活中的方方面面。远到诸如军事领域的敌情侦查和情报搜集，食品溯源等，近到智能电网、智能家居，个人健康、花卉栽培等，都有物联网的身影。

　　国内外普遍公认物联网（Internetofthings）这个概念是MITAuto-ID中心Ashton教授1999年在研究RFID时最早提出来的。Ashton教授认为：物联网是指基于互联网、RFID技术、EPC标准，在计算机互联网的基础上，利用射频识别技术、无线数据通信技术等，构造的一个实现全球物品信息实时共享的实物互联网。在2005年国际电信联盟（ITU）发布的同名报告中，物联网的定义和范围已经发生了变化，覆盖范围有了较大的拓展，不再只是指基于RFID技术的物联网。目前，人们普遍认为，物联网是指通过装置在各类物体上的电子标签（RFID），传感器、二维码等，经过接口与网络相连，从而给物体赋予智能，可以实现人与物体的沟通和对话，也可以实现物体与物体互相间的沟通和对话的网络。简单的说，物联网是将数据从一个终端传送到另一个终端，也就是机器与机器（machinetomachine）的对话。但从广义上来说，物联网可代表机器对机器（machinetomachine）、人对机器（mantomachine）、机器对人（machinetoman）、移动网络对机器（mobiletomachine）之间的连接与通信，它涵盖了所有实现在人、机器、系统之间建立通信连接的技术和手段。由此可看出，物联网的信息获取方式不同于互联网，由人转换成了感知对象和感知单元来获取信息。换句话说：物联网是互联网加传感网，是互联网的延伸和扩展，把人和人之间的互联，扩大到人与物，物和物之间的互联互通。因此互联网是物联网的核心和基础。

　　2体系结构与技术

　　物联网包括准确标识、全面感知、可靠传递、智能处理四个环节。准确标识是指给所有的物打上一个唯一的数字化标识，用以与其他物相区分；全面感知是指利用RFID、传感器、二维码等技术随时随地获取物的信息；可靠传递是指通过电信网与互联网的融合，将物的信息实时准确地传送出去；智能处理是指利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术，对海量的数据和信息进行分析与处理，并对物进行实时智能化的控制。根据这四个环节，m2m的系统架构分为传感层、网络层和应用层三部分。传感层通过传感器捕获和测量物体相关数据，实现对物理世界的感知，相当于人的眼耳鼻喉和皮肤等神经末梢，它是物联网识别物体、采集信息的来源，由各种传感器以及传感器网关构成，包括二氧化碳浓度传感器、温度传感器、湿度传感器、二维码标签、RFID标签和读写器、摄像头、GPS等感知终端，采用了传感器、传感网和标签等技术；网络层实现“无处不在的连接”，由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网、网络管理系统和云计算平台等组成，相当于人的神经中枢和大脑，负责传递和处理传感层获取的信息，未来会成为一个泛在网络；应用层是物联网和用户（包括人、组织和其他系统）的接口，它从虚拟世界中提取信息，提供丰富的面向服务的应用，如智能交通、智能电网、智能医疗等等，采用了云存储、云计算、信息挖掘、智能管理和控制等技术。由上可看出：在网络结构上，物联网的网络结构较互联网复杂。在传感层，物联网既要有RFID终端，又有传感器网络，而互联网的终端较为统一，为服务器、台式机、移动终端等。在传输层，物联网要涉及WCDMA、CDMA2000，TD-SCDMA等多种接入技术，同时现阶段的物联网有管理中心，而互联网自治度较高，没有统一的管理中心与平台。

　　物联网技术是一项综合性的技术，是一项系统，目前国内还没有哪家公司可以全面负责物联网的整个系统规划和建设，理论上的研究已经在各行各业展开，而实际应用还仅局限于行业内部。物联网涉及到的技术种类很多，包括有无线技术、互联网、智能芯片技术、软件技术等，几乎涵盖了信息通信领域的所有技术。物联网全球发展处于起步阶段，技术标准的争夺已经开始，为了支持物联网的大规模推广与应用，核心技术仍需要深入研究和突破，主要体现在物联网体系架构、安全理论和体系、关键算法、无线技术等方面。

　　一般来讲，物联网技术需要解决三个问题：

　　1）对物体属性进行标识，属性包括静态和动态的属性，静态属性可以直接存储在标签中，动态属性需要先由传感器实时探测；

　　2）需要识别设备完成对物体属性的读取，并将信息转换为适合网络传输的数据格式；

　　3）将物体的信息通过网络传输到信息处理中心（处理中心可能是分布式的，如家里的电脑或者手机，也可能是集中式的，如中国移动的IDC），由处理中心完成物体通信的相关计算。

　　3需要注意的问题

　　1）应用的开发。物联网的价值不是一个可传感的网络，而是必须各个行业参与进来进行应用，不同行业，会有不同的应用，也会有各自不同的要求，这些必须根据行业的特点，进行深入的研究和有价值的开发。很大程度上，这是非

　　常难的一步，也是需要时间来等待。一个物联网的体系基本形成，需要一些应用形成示范，更多的传统行业感受到物联网的价值，这样才能有更多企业看清楚物联网的意义，看清楚自己的应用与业务，从而与物联网结合起来。

　　2）标准复杂繁多。标准是一个产业规模发展的前提，而物联网涉及到的行业非常多，如智能家居、智能电网、电子医疗、智能楼宇、智能交通等等，各个行业的标准复杂繁多，每个国家的行业标准也不太一样。从通信相关的标准组织来看，3gpp、ieee、etsi、itu、ietf等国际标准组织，ccsa、cesi等中国国内标准组织都在从事物联网的相关标准的研究与制定。

　　3）安全隐私问题。中国大型企业、政府机构，如果与国外机构，进行项目合作，如何确保企业商业机密、国家机密不被泄漏？这不仅是一个技术问题，而且还涉及国家安全问题，必须引起高度重视。

　　在物联网中，射频识别技术是一个很重要的技术。在射频识别系统中，标签有可能预先被嵌入任何物品中，比如人们的日常生活物品中，但由于该物品（比如衣物）的拥有者，不一定能够觉察该物品预先已嵌入有电子标签以及自身可能不受控制地被扫描、定位和追踪，这势必会使个人的隐私问题泄露。

　　4）产业链复杂，需要有强有力的整合者。以欧盟智能交通为例，其中心业务系统包括交通信息提供系统、公共车辆优先系统、车辆运行管理系统、环境保护系统、安全驾驶辅助系统、紧急状态通报系统、紧急车辆优先系统、动态路径指引系统、综合智能图像系统等，涉及到交通、环保、公安、保险、汽车制造、汽车安全保养等环节。如何围绕“汽车”将各系统、各环节协同与整合起来？整个产业链期待出现一个强有力的整合者。