物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)悄悄地進入了我們的生活,并已在我們身邊“初露鋒芒”。RFID、傳感器技術(shù)以及基于現(xiàn)有通信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用,構(gòu)成了物聯(lián)網(wǎng)的雛形。但對于很多讀者而言,“網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)”這一概念究竟是什么東西并不是很清楚。那么什么是物聯(lián)網(wǎng),物聯(lián)網(wǎng)時代的到來,對社會、對老百姓的生活會帶來哪些實質(zhì)性的變化,物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展方向是什么?本文將對這些問題一一做出解答。
物聯(lián)網(wǎng)簡介
物聯(lián)網(wǎng)一般由四個層面構(gòu)成,其體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。
物聯(lián)網(wǎng)(InternetofThings)是將各種信息傳感設(shè)備,如射頻識別(RFID)、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等裝置與互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合起來而形成的一個巨大網(wǎng)絡(luò)。物體通過智能感應(yīng)裝置,再經(jīng)過傳輸網(wǎng)絡(luò)到達指定的信息承載體,實現(xiàn)全面感知、可靠傳送和智能處理,最終實現(xiàn)物與物、人與物之間的自動化信息交互與智能處理。
在此基礎(chǔ)上,人類可以更加精細(xì)和動態(tài)的方式管理生產(chǎn)和生活,達到“智慧”狀態(tài),提高資源利用率和生產(chǎn)力水平,改善人與自然之間的關(guān)系。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的涉及面很廣,主要涉及射頻識別裝置、WSN網(wǎng)絡(luò)、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、Internet與移動網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)以及行業(yè)應(yīng)用軟件。
物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)主要包括RFID技術(shù)、無線傳感網(wǎng)技術(shù)、第四代移動通訊技術(shù)、ZigBee技術(shù)、超寬帶技術(shù)等。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展
網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)從其概念的提出到現(xiàn)在,已經(jīng)經(jīng)歷了16年的歷史,其主要歷程如下:
1995年,比爾蓋茨在其《未來之路》一書中提及物聯(lián)網(wǎng)概念。
2005年11月17日,國際電信聯(lián)盟(ITU)發(fā)布了《ITU互聯(lián)網(wǎng)報告2005:物聯(lián)網(wǎng)》報告,正式提出了物聯(lián)網(wǎng)概念。
2009年1月,在奧巴馬就任總統(tǒng)后第一次舉行的美國工商業(yè)領(lǐng)袖圓桌會上,IBM總裁兼CEO彭明盛提出“智慧地球”(SmartEarth)的新理念,其中物聯(lián)網(wǎng)為“智慧地球”不可或缺的一部分,而奧巴馬將“智慧地球”提升到國家級發(fā)展戰(zhàn)略。
2009年8月7日,溫家寶總理到中科院無錫微納傳感網(wǎng)工程技術(shù)研發(fā)中心考察時說:“當(dāng)計算機和互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)大規(guī)模發(fā)展時,我們因為沒有掌握核心技術(shù)而走過一些彎路。在傳感網(wǎng)發(fā)展中,要早一點謀劃未來,早一點攻破核心技術(shù)。”提出要加快推進傳感網(wǎng)發(fā)展,建立中國傳感信息中心。
2009年8月24日,王建宙在訪臺期間,進一步解釋了物聯(lián)網(wǎng)概念。
2009年9月11日,傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)工作組成立大會暨“‘感知中國’高峰論壇”在北京舉行,會議提出了傳感網(wǎng)發(fā)展相關(guān)政策。
2009年9月14日,在中國通信業(yè)發(fā)展高層論壇上,中國移動總裁王建宙高調(diào)表示:物聯(lián)網(wǎng)商機無限,中國移動將以開放的姿態(tài),與各方竭誠合作?!秶抑虚L期科學(xué)與技術(shù)發(fā)展規(guī)劃(2006-2020年)》和“新一代寬帶移動無線通信網(wǎng)”重大專項報告中,均將傳感網(wǎng)列入重點研究領(lǐng)域。
傳感網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已成為當(dāng)前各國科技和產(chǎn)業(yè)競爭的熱點,許多發(fā)達國家都加大了對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和智慧型基礎(chǔ)設(shè)施的投入與研發(fā)力度,力圖搶占科技制高點。我國也及時地將傳感網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)列為國家重點發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一,力爭走在世界的前列。
以RFID為代表的物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)
在這些物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)中,無線射頻識別作為物聯(lián)網(wǎng)最底層的基礎(chǔ)性構(gòu)件,充當(dāng)了讓物品“開口回答問題”甚至“搶答”的角色。RFID是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的排頭兵,作為物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù),物聯(lián)網(wǎng)中所有的個體“身份”都需要RFID、感應(yīng)器等基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)支持。在“物聯(lián)網(wǎng)”的構(gòu)想中,RFID標(biāo)簽中存儲著規(guī)范且具有互用性的信息,通過有線或無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)把信息自動采集到中央信息系統(tǒng),并對物品(商品)進行識別,進而通過開放性的計算機網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)信息交換和共享,最終實現(xiàn)對物品的“透明”管理。
RFID技術(shù)是一種非接觸式的自動識別技術(shù),它可以利用射頻信號及其空間耦合和傳輸特性,來對靜止或移動物體進行自動識別。一個完整的RFID系統(tǒng)的硬件通常由射頻標(biāo)簽、讀寫器、讀寫器天線和計算機等組成。圖2所示是一個RFID系統(tǒng)的硬件組成圖。
目前,RFID技術(shù)中13.56MHz的高頻RFID技術(shù)已經(jīng)成熟,并已經(jīng)取得了成功的應(yīng)用案例(比如中國二代身份證)。但由于其可識別距離較近(1m),不能滿足物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用要求,因此,在此基礎(chǔ)上發(fā)展了超高頻RFID技術(shù)(UHFRFID),包括840MHz~845MHz和920MHz~925MHz兩個頻段的無源UHFRFID技術(shù)和2.4G的有源UHFRFID技術(shù)。這兩種技術(shù)的發(fā)展為物聯(lián)網(wǎng)的真正飛速發(fā)展提供了技術(shù)上的可行性。而840MHz~845MHz和920MHz~925MHz兩個頻段的無源UHFRFID則為物聯(lián)網(wǎng)的大規(guī)模應(yīng)用和平民化應(yīng)用提供了可靠的技術(shù)支持。因此,在這些技術(shù)之中,無源UHFRFID又是物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)組成單元中的重中之重。