传感网、泛在网和物联网的比较分析

传感网、泛在网与物联网比较分析

摘要：随着网络技术的高速发展，原本实现人与人之间沟通的互联网已不能很好的满足现代生活的需要，继而提出了传感网、泛在网、物联网这些新兴网络概念。但直至今日，这些概念仍没有公认的精准定义，造成很多人对概念的混淆误解。本文全面综述传感网、泛在网、物联网的概念内涵、关键技术、发展现状和三者间联系与区别。

关键词：传感网；泛在网；物联网

The comparision between Sensor network、

Ubiquitous network and The Internet of things Abstract:With the development of network technologies,the communication between persons over the Internet cannot meet the demand of people.Therefore,some new concepts about network are raised,such as sensor network、ubiquitous network and the Internet of things.But to this day,there is no accurate definition for these concepts causing many people’s confusion about them. This paper gives an overall survey about the concepts of sensor network、ubiquitous network and the Internet of things, the key technology development, the present situation and the relationship and difference between them.

Keywords: sensor network；ubiquitous network ；The Internet of things

1 泛在网

泛在网概念的引入源于上世纪90年代，首先由美国加州Xerox(施乐)公司Palo Alto研究中心首席科学家Mark Weiser博士在1991年提出。它的目标是使计算机融入人的生活空间，帮助人类实现“任何时刻（anytime）、任何地点（anywhere）、任何人（anybody）、任何物（anything）”之间的顺畅通信，也就是所谓的“4A”化通信。在这样的环境中网络互联不再局限于桌面，用户可以通过手持设备、可穿戴设备或其他常规、非常规设备无障碍地享用计算能力和信息资源。

泛在网并不是一个新的网络，它包含现有的电信网、互联网、以及未来的融合各种业务的下一代网络以及一些专用网络，接入技术涵盖宽带无线移动通信技术、光纤接入等，以及包含传感器网络和包括射频标签技术等近距离通信技术。它是在原有网络基础上，根据人类生活和社会发展需求，增加和拓展的应用网络。

“无所不在的网络”在部分国家已经从战略远景变为了现实，一些先导应用已经开始服务于社会、经济、生活的许多领域。日韩一些试点城市已经实现政府管理、金融服务、后勤、环境保护、家庭网络、医疗保健、办公大楼等领域的自动化以及信息化。

泛在网发展面临的难题：要如何建立一个分级的网络体系，用不同的网络结构，不同的网络技术，来区分实现不同的应用，并让网络互相协同，最后连成一个无所不在的网络应用。面对各种各样的设备物品如何联入网络，如何识别，信息如何高速传输。总而言之需要高度普及的先进基础设施和一个标准化体系保障U网络的可用性和互通性。

2 物联网

1999年由MIT提出，早期的物联网是依托RFID技术的物流网络，但随着技术应用的发展

物联网的概念已被拓展。现今的物联网通俗的讲是把我们生活中的各类物品和它们的属性标识后连到一张巨大的互联网上，这使得原来只是人与人交互的互联网升级为连接世界万物的物联网了。通过物联网，人们可以得到各类事物的信息。对这些信息的提取、处理并合理运用将使人们的生产和生活都大受裨益。

物联网采用的关键技术是RFID电子标签技术。它以简单RFID系统为基础，结合已有的网络技术、数据库技术、中间件技术，构筑一个由大量联网的阅读器和无数移动的标签组成的大型网络。物联网可分为感知层、传输层、应用层三层体系架构，所以全面感知、可靠传送及智能处理是物联网的三大核心能力。和传统电信网或互联网不一样的是，物联网在每一个层面上，都将有很多种技术可供选择。

作为计算机、互联网、移动通信后的又一次信息化产业浪潮，物联网有望成为后金融危机时代经济增长的引擎。上世纪90年代克林顿政府的“信息高速公路”发展战略使美国经济走上了长达10年左右的繁荣；出于信息技术对经济的拉动作用，2009年奥巴马就职演讲后对IBM提出的“智慧地球”积极响应，旨在找出美国经济新的增长点。相应地，随着温家宝总理的“感知中国”战略构想的提出，我国政府已经充分意识到物联网是信息技术变革的重大机遇，通过探索物联网核心理论问题，发展具有自主产权的物联网技术，推动我国在该领域的跨越式发展，具有十分重要的意义。

物联网用途广泛，遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、老人护理、个人健康等多个领域。已有的实际案例包括：

1. 文献[2]开发了一套酒类信息系统。这套系统通过扫描酒类饮品的电子标签，利用手机或其它智能手持设备可以在网络上寻找并显示这一酒类的详细介绍和价格对比，方便用户采购。

2. 文献[3]提出了对象识别系统。该系统通过摄像头取景，可以辨识出所拍摄景物并给予相关详细信息。该系统可应用在旅行和迷路情况下。

尽管发展物联网的呼声很高，也有了实际案例，但其发展仍面临许多急待解决的问题：现有的网络技术并不是针对物联网开发的。当大量标识和传感信息要接入网络时，需要研究更多IP（Internet Protocol，网际协议）需求与分配、有针对性的传输协议以及更灵活的频谱分配等课题，来面对物联网应用带来的大规模的数据。如果地球上所有的物体都被标识，它们的所有属性信息都转变为数据在互联网中流通，那将给现有的网络在数据的管理与处理上带来许多新的挑战。比如必须建立大规模数据中心，数据在市场上的运行模式需要数据运营商来运作，针对物联网的搜索引擎将被开发。

3 传感网

传感网是利用各种传感器（光、电、温度、湿度、压力等）加上中低速的近距离无线通信技术构成一个独立的网络, 是由多个具有有线/无线通信与计算能力的低功耗、小体积的微小传感器节点构成的网络系统，它一般提供局域或小范围物与物之间的信息交换。是物联网末端采用的关键技术之一。

传感网可以简单看成是由传感模块和组网模块共同构成的一个网络。传感器仅仅感知信号，并不强调对物体的标识。例如可以让温度传感器感知到森林的温度，但并不一定需要标识哪根树木。

当前实际传感网可以达到的规模和运转寿命与当初传感网被提出时的目标相去甚远。主要的困难有以下3个方面：

第一，传感网传输和感知两大功能不匹配。易感不易传，易传不易感。这个根本矛盾直接导致传感网无法满足真实应用领域的感知需求。第二，网络管理困难。与传统企业网络和互联网的节点不同，传感器节点经常处在恶劣环境当中，风吹日晒，雪打雨淋。同时传感