物联网及技术方向的研究

物联网及技术方向的研究

吴建斌

中文摘要：通过阅读相关书籍和在网络上查找相关资料，对物联网及技术有一个基本的认识。物联网被称为世界信息产业的第三次浪潮,代表了下一代信息发展的重要方向,被世界各国当作应对国际金融危机、振兴经济的重点技术领域。并了解物联网的实现方式和该项技术为人类生活、生产和管理带来的便捷。

关键词：物联网RFID 信息产业

物联网概述：2005年11月17日，在突尼斯举行的信息社会世界峰会（WSIS)上，国际电信联盟发布了《ITU互联网报告：物联网》，引用了“物联网”的概念。物联网是继PC、互联网、无线通信技术之后第四次信息技术革命，有重大的科学意义和应用价值。从物联网的目标应用和涉及的技术领域看，物联网是现代信息技术，特别是是网络技术发展到一定阶段后出现的应用与技术拓展，它将传感器技术、现代网络技术和人工智能与自动化技术融合与集成，使人与物可以直接进行通信，融合成一体，实现社会的高度信息化。

国际电信联盟（ITU）的描述：物联网是通过在各种各样的日常用品上嵌入一种短距离的移动收发器，人类在信息与通信世界里将获得一个新的沟通维度，从任何时间任何地点的人与人之间的沟通连接扩展到人与物和物与物之间的沟通连接。欧盟关于物联网的定义是：物联网是未来互联网的一部分，能够被定义为基于标准和交互通信协议的具有自配置能力的动态全球网络设施，在物联网内物理和虚拟的“物件”具有身份、物理属性、拟人化等特征，它们能够被一个综合的信息网络所连接。我国政府工作报告（2010）所附的注释中对物联网有如下说明：物联网是通过传感设备按照约定的协议，把物件和各种网络连接起来，进行信息交换和同信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

物联网被预言为继互联网之后全球信息产业的又一次科技与经济浪潮，受到各国政府、企业和学术界的重视。美国、欧盟、日本等都在投入巨资发展物联网，甚至将其纳入国家和区域化信息化战略。

物联网的实践最早可以追溯到1990年施乐公司的网络可乐贩售机——Networked Coke Machine。1991年美国麻省理工学院（MIT）的Kevin Ash-ton教授首次提出物联网的概念。1995年比尔盖茨在《未来之路》一书中也曾提及物联网，但未引起广泛重视。

1999年美国麻省理工学院建立了“自动识别中心（Auto-ID）”，提出“万物皆可通过网络互联”，阐明了物联网的基本含义。2009年1月28日，奥巴马就任美国总统后，与美国工商业领袖举行了一次“圆桌会议”，作为仅有的两名代表之一，IBM首席执行官彭明盛首次提出“智慧地球”这一概念，建议新政府投资新一代的智慧型基础设施。当年，美国将新能源和物联网列为振兴经济的两大重点。2009年2月24日，2009IBM论坛上，IBM大中华区首席执行官钱大群.公布了名为“智慧的地球”的最新策略。IBM认为，IT产业下一阶段的任务是把新一代IT技术充分运用在各行各业之中。在策略发布会上，IBM还提出，如果在基础建设的执行中，植入“智慧”的理念，不仅仅能够在短期内有力的刺激经济、促进就业，而且能够在短时间内打造一个成熟的智慧基础设施平台。

2004年日本总务省（MIC)提出u-Japan计划，该战略力求实现人与人、物与物、人与物之间的连接，希望将日本建设成一个随时、随地、任何物体、任何人均可连接的泛在网络社会。2009年7月，日本IT战略本部发布了日本新一代信息化“r-Japan”战略，提出到2015年通过数字技术实现”新的行政改革“，使行政流程效率化、标准化和透明化，同时推动电子病历、远程医疗、远程教育等应用的发展。

2009年欧盟执委会发表了欧洲物联网行动计划，描绘了物联网技术的应用前景。提出欧盟政府要加强对物联网的管理，促进物联网的发展。行动方案的主要内容为：（1）加强物联网管理；（2）完善隐私和个人数据保护；（3）提高物联网的可信度、接受度和安全性；（4）评估现有物联网的有关标准并推动新标准的制定；（5）推进物联网方面的研发；（6）通过欧盟竞争力和创新框架计划（CIP）推动物联网应用；（7）加强对物联网发展的监测、统计和管理等。

在我国，2008年在北京大学举行的第二届中国移动政务研讨会“知识社会与创新2.0”提出移动技术、物联网技术的发展代表着新一代信息技术的形成，并带动了经济社会形态、创新形态的变革，推动了面向知识社会的以用户体验为核心的下一代创新（创新2.0）形态的形成，创新与发展更加关注用户、注重以人为本。而创新2.0形态的形成又进一步推动新一代信息技术的健康发展。2009年8月，温家宝“感知中国”的讲话把我国物联网领域的研究和应用开发推向了高潮，无锡市率先建立了“感知中国”研究中心，中国科学院、运营商、多所大学在无锡建立了物联网研究院。自温总理提出“感知中国”以来,物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一，写入“政府工作报告”，物联网在中国受到了全社会极大的关注。

图1 物联网组成示意图

物联网关键技术：物联网把新一代IT技术充分运用在各行各业之中，具体地说，就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，然后将“物联网”与现有的互联网整合起来，实现人类社会与物理系统的整合，在这个整合的网络当中，存在能力超级强大的中心计算机群，能够对

整合网络内的人员、机器、设备和基础设施实施实时的管理和控制，在此基础上，人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生活，达到“智慧”状态，提高资源利用率和生产力水平，改善人与自然间的关系。

射频识别即RFID（Radio Frequency Identification）技术，又称电子标签、无线射频识别，是利用射频信号及其空间耦合和传输特性进行非接触双向通信，实现对静止或移动物体的自动识别，并进行数据交换的一项自动识别技术。20世纪90年代开始应用于物品跟踪等民用领域。RFID具有识读距离远、识读速度快、不受环境限制、可读写性好、可同时识读多个物品等优点，随着RFID技术的不断进步，成本的不断降低，RFID技术开始进入物流、供应链管理领域。目前RFID在汽车、火车等交通监控，高速公路自动收费系统，仓储管理，安全检查，车辆防盗等方面得到应用，从而引起全球各界的广泛关注。

射频识别系统的数据存储在射频标签之中，其能力供应以及与读写器之间的数据交换不是通过电流而是通过磁场或电磁场进行的。射频识别系统包括射频标签和读写器两部分。射频标签贴在产品或安装在产品或物品上，由射频读写器读取存储于标签中的数据。由于RFID可以用来追踪和管理几乎所有物理对象，越来越多零售商和制造商都在关心和支持这项技术的发展与应用。采用RFID最大的好处是可以对企业的供应链进行高效管理，以有效地降低成本。因此对于供应链管理应用而言，射频技术是一项非常适合的技术。但由于标准不统一等原因，该技术在市场中并未得到大规模的应用。EPC产品电子代码及EPC系统的出现，使RFID技术向跨地区、跨国界物品识别与跟踪领域的应用迈出了划时代的一步。

从技术上来讲，EPC系统包括物品编码技术、RFID技术、无线通信技术、软件技术、互联网技术等多个学科技术，而RFID技术只是EPC系统的一部分，主要用于EPC系统数据存储与数据读写，是实现系统其他技术的必要条件；而对RFID技术来说，EPC系统应用只是RFID技术的应用领域之一，EPC的应用特点，决定了射频标签的价格必须降低到市场可以接受的程度，而且某些标签必须具备一些特殊的功能。换句话说，并不是所有的RFID射频标签都适合做EPC射频标签，只有符合特定频段的低成本射频标签才能应用到EPC系统。成熟的RFID技术应用于新生的EPC系统，将极大拓展RFID技术的应用领域，使RFID技术特别是RFID技术特别是RFID标签市场带来迅猛增长。物联网技术的应用可以使变得更强大, 它使消费者可以在网上查到任何一家商店的任何一件商品, 选择起来得心应手。在物流领域,RFID电子标签可以应用于自动仓储库存管理、产品物流跟踪、供应链自动管理、产品装配和生产管理、产品防伪等多个方面。

2006年高科技项目申报国家共拨款1亿2800乃人民币用以支持20项课题研究，其中“RFID系统测试技术研究及开放平台建设”、“RFID应用方案测试系统建设”、“符合ISO 18000-6 Type B/C标准的(UHF)标签芯片研发和产业化”、“RFID标签集成技术研究及产业化”、“RFID公共服务体系架构设计及应用服务关键技术研究与开发”．“区域RFID信息公共服务平台关键技术研究与开发”、“RFID标准研究与制定”这七项课题约占全部经费的50％。由此可见，在前一次的项目攻坚中主抓公共项目的基础建设．RFID设备的生产以及产业链完善建设以及RFID使用规范标准化。这对于我国RFID技术及应用这座宏伟大厦来说无异于坚实的地基。目前，此番不少课题已经相继取得了进展，部分已得到业界的认可。如中科院自动化所承担的物流领域研究和贵州茅台酒股份有限公司的RFID技术在茅台酒防伪的应用等，特别是RFID技术在票务和食品安全领域中的成果更被及时应用到奥运会中。依据目前情况来看RFID的产业化发展在各个地区已经呈现出相对完整产业链，无论是封装．标签的印刷方的提供。

在此讲述一个RFID在中的应用例子。RFID对图书馆及读者来说，较之条码识别具有明显的优势。在图书馆管理中，利用RFID的无线传输能力和大容量的数据储存，可