物联网

美国：2009年1月，在奥巴马总统与美国工商界领袖举行 的一次会议上，IBM首席执行官彭明盛提出了"智慧地球" 概念，并建议美国政府投资新一代智慧型基础设施。奥 巴马对此给予积极回应："经济刺激资金将会投入到宽带 网络等新兴技术中去，毫无疑问，这就是美国在21世纪 保持和夺回竞争优势的方式。"这将"智慧地球"提升为国 家层级的发展战略，将"新能源"和"物联网"列为振兴经 济的两大武器，从而引起全球的广泛关注。同时，物联 网产业引发全美工商界的高度关注，并认为"智慧地球" 有望成为又一个"信息高速公路"计划，从而在世界范围 内引起轰动。
(3) 应用层：主要包含应用支撑平台子层和应用服务子 层。其中应用支撑平台子层用于支撑跨行业、跨应用、 跨系统之间的信息协同、共享、互通等功能；应用服务 子层包括智能交通、智能医疗、智能家居、智能物流、 智能电力、环境监测和工业监控等行业应用。
(4) 公共技术：公共技术不属于物联网技术的某个特定 层面，而是与物联网技术架构的三层都有关系，它包括 标识与解析、安全技术、网络管理和QoS管理。
四、物联网的关键技术
物联网主要需要四项关键性应用技术： ①标签物品的RFID技术 ②感知事物的无线传感网络技术 ③思考事物的智能技术 ④微缩事物的纳米技术 ㈠ RFID技术： RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过 射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须 人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运 动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。RFID技术与 互联网、 通信等技术相结合，可实现全球范围内物品跟踪 与信息共享。
二、物联网的发展
1、国外的发展状况 目前，国外对物联网的研发、应用主要集中在美、欧、 日、韩等少数国家，其最初的研发方向主要是条形码、 RFID等技术在商业零售、物流领域应用，而随着RFID、 传感器技术、近程通信以及计算技术等的发展，近年来 其研发、应用开始拓展到环境监测、生物医疗、智能基 础设施等领域。
射频读写器： 射频读写器是可以利用射频技术读/写射频识别标签信息的 设备。读取（或写入）标签信息的设备，可设计为手持式或固 定式。阅读器可无接触地读取并识别电子标签中所保存的电子 数据，从而达到自动识别物体的目的。通常阅读器与计算机相 连，所读取的标签信息被传送到计算机上，进行下一步处理。
RFID工作原理如下： （1）无线电载波信号经过射频读写器的发射天线向外发射 （2）当射频识别标签进入发射天线的作用区域时，射频识 别标签就会被激活，经过天线将自身信息的数据发射出去； （3）射频识别标签发出的载波信号被接收天线接收，并经 过天线的调节器传输给读写器。对接收到的信号，射频读写 器进行解调解码后再传送到后台的电脑控制器； （4）该标签的合法性由电脑控制器根据逻辑运算进行判断， 针对不同的设定作出相应的处理和控制； （5）按照电脑发出的指令信号，控制执行机构进行运作； （6）计算机通信网络通过将各个监控点连接起来，形成总 控信息平台，根据实际不同的项目要求可以设计各不相同的 相应软件来完成需要达到的功能。
三、物联网的技术框架
图 物联网的技术框架
基于ITU的架构，物联网的技术体系框架包括感知层技术、 网络层技术、应用层技术和公共技术。 (1)感知层：数据采集和感知主要用于采集物理世界中发生的 物理事件和数据，包括各类物理量、标识、音频、视频数 据。物联网的数据采集涉及传感器、RFID、多媒体信息采 集、二维码和实时定位等技术。传感器网络组网和协同信 息处理技术实现传感器、RFID等数据采集技术所获取数据 的短距离传输、自组织组网以及多个传感器对数据的协同 信息处理过程。 (2)网络层：实现更加广泛的互联功能，能够把感知到的信息 无障碍、高可靠、高安全地进行传送，这需要传感器网络 与移动通信技术、互联网技术相融合。虽然这些技术已较 成熟，基本能满足物联网的数据传输要求；但是，为了支 持未来物联网新的业务特征，现在传统传感器、电信网、 互联网可能需要做一些优化。
一般的RFID系统由射频识别标签、射频读写器和计算机 通信网络3部分组成（如图所示），在实际应用中还需要 其他硬件和软件的支持。
射频识别标签： 由耦合元件及芯片组成，存储着需要被识别物品的相关信息， 通常被放臵在需要识别的物品的表面，它所存储的信息通常可被 射频读写器通过非接触读/写获取， 每个标签具有全球唯一的识 别号（ID），无法修改、无法仿造，这样提供了安全性。
欧盟：欧盟制定了"欧洲行动计划"，科学规划未来发展路线。 欧盟早在2006年就成立工作组，专门进行RFID技术研究，并 于2008年发布《2020年的物联网--未来路线》。2009年6月， 欧盟委员会向欧盟议会、理事会、欧洲经济和社会委员会及 地区委员会递交了《欧盟物联网行动计划》对物联网未来发 展以及重点研究领域给出了明确的路线图，确保欧洲在建构 物联网过程中起主导作用。 2009年10月，欧盟委员会以政策文件的形式对外发布 了物联网战略，提出要让欧洲在基于互联网的智能基础设施 发展上领先全球，除了通过ICT研发计划投资4亿欧元，启动 90多个研发项目以提高网络智能化水平外，欧盟委员会还将 于2011年～2013年间每年新增2亿欧元进一步加强研发力度， 同时拿出3亿欧元专款，专门支持物联网相关公私合作短期 项目建设。
※物联网的简介
※物联网的发展 ※物联网的技术框架 wenku.baidu.com物联网的关键技术 ※物联网产品应用 ※实验室装臵
一、物联网的简介
“物联网概念‛是在‚互联网概念‛的基础上，将其用户 端延伸和扩展到任何物品与物品之间，进行信息交换和通信 的一种网络概念。其定义是：通过射频识别（RFID）、红外 感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约 定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通 信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网 络概念。 物联网(Internet of Things)这个词，国内外普遍公认的 是MIT Auto-ID中心Ashton教授1999年在研究RFID时最早提 出来的。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。
日本：上世纪90年代中期以来，日本政府相继制定了e-japan、 u-japan、i-japan等多项国家信息技术发展战略，从大规模 开展信息基础设施建设入手，稳步推进，不断拓展和深化信 息技术的应用，以此带动本国社会、经济发展。其中，日本 的u-japan、i-japan战略与当前提出的物联网概念有许多共 通之处。2009年7月日本IT战略本部颁布了日本新一代的信息 化战略--“i-Japan”战略，并于2009年8月日本又将‚u-Japan” 升级为‚i-Japan”战略，提出‚智慧泛在‛构想，将传感网 列为其国家重点战略之一，致力于构建一个个性化的物联网 智能服务体系，充分调动日本电子信息企业积极性，确保日 本在信息时代的国家竞争力始终位于全球第一阵营。日本政 府希望通过物联网技术的产业化应用，减轻由于人口老龄化 所带来的医疗、养老等社会负担。
(2)智能化传感网节点技术 所谓传感网节点是指一个微型化的嵌入式系统。在感知 物质世界及其变化的过程中，需要检测的对象很多，譬如 温度、 压力、湿度、应变等， 因此需要微型化、低功耗 的传感网节点来构成无线传感网的基础层支持平台。这不 但需要采用MEMS加工技术，设计符合物联网要求的微型传 感器，使之可识别和配接多种敏感元件，并适用于主被动 各种检测方法；另外，传感网节点还应具有强抗干扰能力， 以适应恶劣工作环境的需求。这里重要的是，利用传感网 节点具有的局域信号处理功能，在传感网节点附近局部完 成一定的信号处理，使原来由中央处理器实现的串行处理、 集中决策的系统，成为一种并行的分布式信息处理系统。
(3)传感网组织结构及底层协议 网络体系结构是网络的协议分层以及络协议的集合，是 对网络及其部件所应完成功能的定义和描述。对传感网 而言，其网络体系结构不同于传统的计算机网络和通信 网络。对于物联网的体系结构,已经提出了多种参考模型。 就传感网体系结构而言,也可以由分层的网络通信协议、 传感网管理以及应用支撑技术三个部分组成。其中，分 层的网络通信协议结构类似于TCP/IP协议体系结构；传 感网管理技术主要是对传感器节点自身的管理以及用户 对传感网的管理；分层协议和网络管理技术是传感网应 用支撑技术的基础。
韩国：韩国政府自1997年起出台了一系列推动国家信息化建设 的产业政策，包括RFID先导计划、RFID全面推动计划、USN领 域测试计划等。韩国政府持续推动各项相关基础建设、核心产 业技术发展，RFID/USN（传感器网）就是其中之一。继日本提 出u-Japan战略后，韩国也在2006年确立了u-Korea战略，并制 定了详尽的"IT839战略"，重点支持泛在网建设。u-Korea旨在 建立无所不在的社会（Ubiquitous Society），也就是在民众 的生活环境里布建智能型网络（如IPv6、BcN、USN）、最新的 技术应用，让民众可以随时随地享有科技智慧服务。2009年10 月，韩国通信委员会出台了《物联网基础设施构建基本规划》， 将物联网市场确定为新增长动力。该规划提出，到2012年实现 "通过构建世界最先进的物联网基础实施，打造未来广播通信 融合领域超一流信息通信技术强国"的目标，并确定了构建物 联网基础设施、发展物联网服务、研发物联网技术、营造物联 网扩散环境等4大领域、12项详细课题。
2、国内的发展状况
目前，我国的无线通信网络已经覆盖了城乡，从繁华的 城市到偏僻的农村，从海岛到珠穆朗玛峰，到处都有无线网 络的覆盖。无线网络是实现‚物联网‛必不可少的基础设施， 安臵在动物、植物、机器和物品上的电子介质产生的数字信 号可随时随地通过无处不在的无线网络传送出去。‚云计算‛ 技术的运用，使数以亿计的各类物品的实时动态管理变得可 能。 而在‚物联网‛这个全新产业中，我国的技术研发水平 处于世界前列，具有重大的影响力。中科院早在1999年就启 动了传感网研究，与其它国家相比具有同发优势。该院组成 了2000多人的团队，先后投入数亿元，在无线智能传感器网 络通信技术、微型传感器、传感器终端机、移动基站等方面 取得重大进展，目前已拥有从材料、技术、器件、系统到网 络的完整产业链。在世界传感网领域，中国与德国、美国、 韩国一起，成为国际标准制定的主导国之一。
RFID按应用频率的不同分为低频（LF）、高频（HF）、 超高频（UHF）、微波（MW）。表是RFID主要频段标准及 特性。
㈡无线传感网络技术： 无线传感网(WSN)是集分布式信息采集、传输和处理技术于 一体的网络信息系统，以其低成本、微型化、低功耗和灵活 的组网方式、铺设方式以及适合移动目标等特点受到广泛重 视。物联网正是通过遍布在各个角落和物体上的形形色色的 传感器以及由它们组成的无线传感网络，来感知整个物质世 界的。目前，面向物联网的传感网，主要涉及以下几项技术。 (1)测试及网络化测控技术 综合传感器技术、嵌入式计算机技术、分布式信息处理 技术等，协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象 的信息，并对其进行处理、传输。只有依靠先进的分布式测 试技术与测量算法，才能满足日益提高的测试和测量需求。
2009年８月７日，温家宝总理在江苏无锡调研时，对微纳 传感器研发中心予以高度关注，提出了把传感网络中心设在 无锡、辐射全国的想法。温家宝总理指出‚在传感网发展中， 要早一点谋划未来，早一点攻破核心技术‛，‚在国家重大 科技专项中，加快推进传感网发展‛，‚尽快建立中国的传 感信息中心，或者叫‘感知中国’中心‛。江苏省委省政府 接到指示后认真落实总理的要求，热情拥抱‚物联网‛，突 出抓好平台建设和应用示范工作，并迅速形成了研发安全感 与产业突破的先发优势。无锡市则作出部署：举全市之力， 抢占新一轮科技革命制高点，把无锡建成传感网信息技术的 创新高地、人才高地和产业高地。 2009年，无锡传感网中心的传感器产品在上海浦东机场 和上海世博会被成功应用。多种传感手段组成一个协同系统 后，可以防止人员的翻越、偷渡、恐怖袭击等攻击性入侵。 由于效率高于美国和以色列的防入侵产品，国家民航总局正 式发文要求，全国民用机场都要采用国产传感网防入侵系统。