物聯(lián)網(wǎng)知識(shí)講座（一）

物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)悄悄地進(jìn)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(duì)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(shí)代的到來，對(duì)社會(huì)、對(duì)老百姓的生活會(huì)帶來哪些實(shí)質(zhì)性的變化，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展方向是什么？本文將對(duì)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(gè)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(shí)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(gè)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(dá)指定的信息承載體，實(shí)現(xiàn)全面感知、可靠傳送和智能處理，最終實(shí)現(xiàn)物與物、人與物之間的自動(dòng)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(dòng)態(tài)的方式管理生產(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(shí)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(dòng)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(dòng)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?dú)v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(bào)告2005：物聯(lián)網(wǎng)》報(bào)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(huì)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(jí)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(shí)說：“當(dāng)計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)大規(guī)模發(fā)展時(shí)，我們因?yàn)闆]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(diǎn)謀劃未來，早一點(diǎn)攻破核心技術(shù)?！碧岢鲆涌焱七M(jìn)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(tái)期間，進(jìn)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(huì)暨“‘感知中國’高峰論壇”在北京舉行，會(huì)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(dòng)總裁王建宙高調(diào)表示：物聯(lián)網(wǎng)商機(jī)無限，中國移動(dòng)將以開放的姿態(tài)，與各方竭誠合作。《國家中長期科學(xué)與技術(shù)發(fā)展規(guī)劃(2006-2020年)》和“新一代寬帶移動(dòng)無線通信網(wǎng)”重大專項(xiàng)報(bào)告中，均將傳感網(wǎng)列入重點(diǎn)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(diǎn)，許多發(fā)達(dá)國家都加大了對(duì)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(diǎn)。我國也及時(shí)地將傳感網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)列為國家重點(diǎn)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(shí)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(gè)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(chǔ)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(dòng)采集到中央信息系統(tǒng)，并對(duì)物品(商品)進(jìn)行識(shí)別，進(jìn)而通過開放性的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息交換和共享，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)物品的“透明”管理。

RFID技術(shù)是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它可以利用射頻信號(hào)及其空間耦合和傳輸特性，來對(duì)靜止或移動(dòng)物體進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別。一個(gè)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(jì)算機(jī)等組成。圖2所示是一個(gè)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(shí)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(gè)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(gè)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。