物聯網主要技術以及運用展望

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1.物聯網技術概述

1.1物聯網的概念及特征物聯網作為未來網絡的整合部分,是在互聯網基礎上的延伸和擴展.

物聯網技術主要指通過射頻識別(RFID)等信息傳感設備,按照標準、互通的網絡協議,將任何物品與互聯網相連接,并將所有實物與虛擬物品代以特定的編碼,通過智能界面進行信息的共享,以實現對物品的識別、定位、跟蹤、監控等一系列管理工作.從廣義上來講,物聯網是信息化在人類社會綜合應用的更高水平,通過物與人、物與物之間的高效信息交互,實現物理空間與信息網絡的融合.物聯網技術具有捕獲、傳輸、處理以及施效等主要功能,其特征在于可以通過射頻識別、紅外傳感器等設備隨時隨地對物體進行感知與測量,并將這些信息連接至通信網絡進行交互和共享,并利用各種智能計算技術,對海量的感知信息與數據進行分析和處理,最終實現決策與控制的智能化.

1.2物聯網的發展過程與應用現狀物聯網的基本思想出現于20世紀90年代末,在2005年信息社會世界峰會上,國際電信聯盟(ITU)正式提出了"物聯網"的概念.

ITU指出,無所不在的"物聯網"通信時代,通過將各種各樣的日常用品中嵌入一種短距離的移動收發器,信息空間的概念將從人與人之間的聯系拓展到隨時隨地的人與物、物與物的交流與溝通.近年來,飛速發展的物聯網技術已經開始被運用到全球的各個領域中,在制造業、零售業以及物流等傳統領域,物聯網的智能化信息交換提高了生產效率,縮短了工作周期,降低了人工成本;而隨著物聯網技術的不斷成熟,其傳感手段也逐漸運用于市場管理、能源產業甚至反恐領域中.美國、歐盟等多個國家和地區還在廣泛應用物聯網技術的同時開展了一系列的創新性工作,開放、透明的物聯網標準開始形成,確保了管理機構對其控管責任的履行.中國對物聯網技術的研究起步較早,并將相關人才的培養工作上升到了國家發展戰略的高度,在物聯網的研發和實踐上,均具有較高的能力和技術優勢,已成為國際物聯網標準制定的主導國之一.

2.物聯網的關鍵技術研究

2.1射頻識別技術作為物聯網最關鍵的技術之一,典型的射頻識別系統由RFID電子標簽、讀寫器和信息處理系統組成.當帶有電子標簽的物品通過特定的信息讀寫器時,無線電波可將標簽中攜帶的信息傳送到讀寫器以及信息處理系統,完成自動采集,實現物品的高效化管理.每個射頻識別標簽僅有惟一的識別碼,而當RFID產品使用不同的標準時,物品的識別就受到了限制.目前可供射頻卡使用的標準有ISO14443、ISO10536、ISO15693和ISO18000等幾種,其中應用最多的當屬ISO14443與ISO15693.

2.2傳感技術傳感技術依賴于傳感器及傳感器網絡的協作感知,對網絡覆蓋區域中被感知對象的信息進行采集和處理.傳感器是指能感知被測指標并將其按照一定的規律轉換成可用信號的設備,其應用領域非常廣泛,包括工業生產自動化、國防現代化及能源開發和航空技術等.傳感器網絡綜合了傳感器技術、嵌入式計算技術、現代網絡及無線通信技術、分布式信息處理技術等,采用系統發展模式,能通過各類集成化的微型傳感器協作進行實時監測、采集和處理各種環境及監測對象的信息,并通過隨機自組織無線通信網絡以多跳(multi-hop)中繼方式將信息傳送到用戶終端,具有高效、高穩定性等技術特點.

2.3網絡通信技術作為為物聯網提供信息傳遞和服務支撐的基礎通道,如何通過增強現有網絡通信技術的專業性與互聯功能,適應物聯網低移動性、低數據率的業務需求,實現信息安全、可靠的傳送,是當前物聯網研究的一個重點.傳感器網絡通訊技術主要包括廣域網絡通信和近距離通信等兩個方面,廣域方面主要包括IP互聯網、2G/3G移動通信、衛星通信等技術,而以iIPv6為核心的新互聯網的發展,更為物聯網的提供了高效的傳送通道;在近距離方面,目前的主流則是以IEEE802.15.4為代表的近距離通信技術.

2.4其他技術除上述內容外,針對海量信息的計算能力和服務技術也為物聯網提供了核心支持,并最終體現出物聯網的功效與價值.而測量分析、網絡監控、安全保障等管理技術也是保證大規模、多元化的物聯網實現其服務水平的重要基礎.

3.當前物聯網面臨的問題及其發展方向物聯網建設是信息社會發展的趨勢,隨著其研究成果的不斷涌現,必將帶來新一輪的信息產業革命.然而,我們也要看到當前的物聯網技術還處于起步階段,存在著相關標準不統一、RFID系統的安全性有待加強等這樣那樣的問題,因此必須采取相關措施,在推廣標準化的同時,根據不同領域的具體應用特點,構建各個行業的應用標準,并加快物聯網與電信產業、3G技術的融合,從國家戰略層面展開研究,力求在關鍵技術與業務應用上取得飛躍性的突破.