物联网论文：物联网介绍

物联网论文：物联网介绍
摘要文章首先对物联网进行了简要的阐述和分析，然后分别介绍了物联网的概念、体系架构、发展状况、关键技术和部分应用。

关键词物联网射频识别云计算
1 物联网概念
1999年，麻省理工大学auto-id实验室第一次提出“产品电子码”(electronic product code，epc)的概念，即把所有物品通过信息传感设备接入互联网，实现智能化识别与管理。

迄今十余年，“物联网”(the internet ofthings)的概念已经深入人心，被称为第三次信息技术革命。

物联网的英文名称为“the internet ofthings”，简称iot。

通过射频识别(rfid)装置、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，即称为物联网。

顾名思义，物联网就是“物物相连的互联网”，其基础仍然是互联网。

互联网的核心内容是hooking people together，由此引申，物联网的核心内容便是hooking things together。

2 物联网体系架构
物联网不是对现有技术的颠覆性革命，而是通过现有及将有技术的综合运用，实现全新的物与物的互联。

图1是目前较为主流的物联网体系架构图。

物联网从技术上分为三层：感知层、网络层、应用层。

图1中的传感器网络，是利用各种传感技术实现对物品的感知、发现，视为感知层，包括条码标签和识读器、rfid标签和读写器、摄像头、gps、传感器、各类终端等，类似于人体结构中的皮肤和五官的部分。

接入网络实现对感知信息的传递及分类规划，视为网络层，包括通信与互联网的融合网络、网络处理单元等，类似于人体结构中的传输神经部分。

中间件及各种应用实现对感知信息的分析使用，实现对获取大量的物物信息的综合处理，并应用到各个实际的环境场景中，视为应用层，包括信息的管理中心、智能处理中心等，类似于人体结构的大脑。

3 物联网发展现状
目前，物联网开发和应用仍处于起步阶段，发达国家和地区均想抓住这个机遇，出台政策、进行战略布局，希望在新一轮信息产业洗牌中占领先机。

物联网成为“后危机”时代各国提升综合竞争力的重要手段。

2008年底，ibm向美国政府提出了“智慧地球”的战略，
强调传感等感知技术的应用，提出建设智慧型基础设施，并智能化的快速处理、综合运用这些设施，使得整个地球上的物都“充满智慧”。

由美国主导的epcglobal标准在rfid领域中呼声最高；德州仪器(ti)、英特尔、高通、ibm、微软则在通信芯片及通信模块设计制造上全球领先。

2009年9月15日，欧盟发布《欧盟物联网战略研究路线图》，提出2010、2015、2020三个阶段物联网研发路线图，并提出物联网在航空航天、汽车、医药、能源等18个主要应用领域，以及识别、数据处理、物联网架构等12个方面需要突破的关键技术。

日本是世界上第一个提出“泛在”战略的国家，2004年提出了“u-japan”战略，即建设泛在的物联网，并服务于u-japan及后续的信息化战略。

2004年，韩国提出为期十年的u-korea战略，目标是“在全球最优的泛在基础设施上，将韩国建设成全球第一个泛在社会”。

2009年，韩国通过了《基于ip的泛在传感器网基础设施构建基本规划》，将物联网确定为全国重点发展战略。

4 中国物联网发展现状
物联网在我国迅速崛起得益于我国在物联网方面的几
大优势：
第一，我国早在1999年就启动了物联网核心传感网技
术研究，研发水平处于世界前列；
第二，在世界传感网领域，我国是标准主导国之一，专利拥有量高；
第三，我国是目前能够实现物联网完整产业链的国家之一；
第四，我国无线通信网络和宽带覆盖率高，为物联网的发展提供了坚实的基础设施支持。

目前，物联网传感器产品已率先在上海浦东国际机场防入侵系统中得到应用；zigbee路灯控制系统点亮济南园博园；部分城市也有了未来智能交通系统(its)的雏形。

物联网的发展目前以北京、上海、无锡、杭州、嘉兴、深圳这几个城市最为突出。

北京结合奥运会的举办，物联网技术应用在城市网格管理、视频监控、智能交通、食品溯源、水质检测等方面，并逐步形成了一个产业链。

2010年3月2日，上海物联网中心在上海嘉定揭牌，宣称将以此打造国内最具竞争力、具有国际影响的物联网技术研发基地，形成规模应用示范，推动物联网及其相关产品、服务的产业化。

2010年的上海世博会充分运用物联网技术，在每张门票内都有一颗自主知识产权“世博芯”，观众进入园区，手机上就能收到一份游览路线建议图；随着参观的进行，观众能随时知道最近的公交站、
餐饮点的位置。

与此同时，组织者也能根据“世博芯”了解各场馆的观众分布，既能及时向观众发出下一步的参观建议，又能有效调动车辆，提高交通效率。

超过7000万张世博门票都采用了rfid芯片，300万张世博手机门票则融合了rfid和sim卡技术，园区食品也采用了rfid技术以达到食品从田间到运输等多个程序的电子化监管及溯源功能，园区周边快速公交系统等都采用了以rfid技术为核心的物联网技术。

无锡传感网中心是国内目前研究物联网的核心单位。

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。

无锡市则积极作出相关部署：举全市之力，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。

5 物联网关键技术
5.1rfid
rfid是radio frequency identification的缩写，即射频识别，俗称电子标签。

rfid射频识别是一种非接触式的自动识别技术，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是一种简单的无线系统，只有两个基本器件，该
系统用于控制、检测和跟踪物体。

系统由一个询问器(或阅读器)和很多应答器(或标签)组成。

rfid按应用频率的不同分为低频(lf)、高频(hf)、超高频(uhf)、微波(mw)，相对应的代表性频率分别为：低频135khz以下、高频13.56mhz、超高频860m～960mhz、微波2.4g，5.8g。

rfid按照能源的供给方式分为无源rfid，有源rfid，以及半有源rfid。

无源rfid读写距离近，价格低；有源rfid可以提供更远的读写距离。

但
是需要电池供电，成本要更高一些，适用于远距离读写的应用场合。

rfid正是能够让物品“开口说话”的一种技术。

在“物联网”的构想中，rfid标签中存储着规范而具有互用性的信息，通过无线数据通信网络把它们自动采集到中央信息系统，实现物品(商品)的识别，进而通过开放性的计算机网络实现信息交换和共享，实现对物品的“透明”管理。

rfid的应用十分广泛，有移动钱包、动物跟踪、门禁考勤、电子票据、智能交通、位置定位等多种应用。

不同的工作频段，由于其自身的射频特性，决定了其不同领域的应用。

5.2zigbee
随着通信技术的迅速发展，人们提出了在自身附近几米范围之内通信的需求，这样就出现了个人区域网络(pan，
personal area network)和无线个人区域网络(wpan，wireless personal area network)的概念。

wpan网络为近距离范围内的设备建立无线连接，把几米范围内的多个设备通过无线方式连接在一起，使它们可以相互通信甚至接入lan或internet。

1998年3月ieee 802.15工作组成立，致力于wpan网络的物理层(phy)和媒体访问层(mac)的标准化工作，目标是为在个人操作空间(pos，personal operating space，)内相互通信的无线通信设备提供通信标准。

pos一般是指用户附近10米左右的空间范围，在这个范围内用户可以是固定的，也可以是移动的。

ieee无线个人区域网(pan)工作组的ieee 802.15.4技术标准是zigbee技术的基础。

802.15.4标准旨在为低能耗的简单设备提供有效覆盖范围在10米左右的低速连接，可广泛用于交互玩具、库存跟踪监测等消费与商业应用领域。

传感器网络是其主要市场对象。

由于zigbee的上述特点，其在物联网领域的应用十分广阔。

5.3云计算
云计算是一种利用大规模、低成本运算单元通过ip网络连接，以提供各种计算和存储服务的it技术。

利用云计算技术，由具备一定规模的多个节点组成的it系统，系统
规模几乎可以无限扩大，系统具备高度的扩展性和弹性，可以平滑扩展，资源可以动态分配，而且能够实现跨地域和资源共享。

2001年，google首次提出了cloud computing的概念，2003年，google开始在内部使用云计算技术，并于2008年建成了gae云计算平台，开展了大规模的应用。

物联网的发展及应用，要求实现任何人、任何物体、任何时间、任何地点的互联互通，需要对泛在的感知服务将海量信息进行聚合，数据量之大前所未有，这也正为云计算提供了广阔的应用天地。

6 物联网应用
物联网使人类可以更加精确和动态地管理生产和生活，有助于提高整个社会的信息化能力。

其主要应用包括：
◆远程测量，利用m2m技术和网络对电力和煤气灯公共能源进行管理，终端设备显示消费量信息，能源输出通知，故障明细等，以及控制端显示定价信息、远程配置等。

◆公共交通服务方面的应用包括交通信息、电子收费、道路管理、超速拍照、变更交通信号等。

◆销售与支付方面的应用包括自动贩卖机、pos终端、博彩、影印机等。

◆远程信息处理，车内的应用包括：行驶导航、行驶安全、车辆状态诊断、定位服务、交通信息。

◆安全监督方面的应用包括远程登录与移动控制、监控摄像头、财产监视、环境及天气监控等。

◆维修维护方面的应用涵盖各类工业设备。

◆工业应用方面包括工业控制、物流管理等。

◆家庭应用包括智能家庭、各种电气设备的控制、防盗管理等。

◆医学应用包括遥测、远程问诊、远程诊断、医疗设备跟踪等。

◆调度管理包括货物跟踪、路线规划、调度管理等。

7 结语。