【正文】 第一篇：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用電子商務(wù)前沿講座 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用姓名 王丹 學(xué)號 2008012849 班級 08電子商務(wù) 完成時間 2011129物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其應(yīng)用摘要：近來，物聯(lián)網(wǎng)屢被提及，各種跡象已經(jīng)很明確的說明：在未來1015年內(nèi)我們將見證新一輪信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)革命的巨大變革。本文重點介紹了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展以及其在相應(yīng)行業(yè)的典型應(yīng)用，并列舉了世界重點國家的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略，對物聯(lián)網(wǎng)知識提供較為詳盡的描述。關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；組網(wǎng)；網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)一、物聯(lián)網(wǎng)概念的提出物聯(lián)網(wǎng)(the Internet of things)這一概念于1999年正式提出，但是最早出現(xiàn)在貝爾蓋茨1995年所著的《未來之路》中，當(dāng)時Bill Gates 已經(jīng)率先提及internet of things 這一概念，只是限于當(dāng)時無線網(wǎng)絡(luò)、硬件和傳感技術(shù)的限制，并未得到廣泛認同和發(fā)展。1998年，美國麻省理工大學(xué)(MIT)創(chuàng)造性地提出了當(dāng)時稱作EPC系統(tǒng)的“物聯(lián)網(wǎng)”的構(gòu)想；1999年，美國 AutoID首先提出“物聯(lián)網(wǎng)”的概念，稱物聯(lián)網(wǎng)主要是建立在物品編碼、RFID技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上；2005 年，ITU發(fā)布了《ITU互聯(lián)網(wǎng)報告2005：物聯(lián)網(wǎng)》，綜 合二者內(nèi)容，正式提出“物聯(lián)網(wǎng)”的概念，包括了所有 物品的聯(lián)網(wǎng)和應(yīng)用。目前較為公認的物聯(lián)網(wǎng)的定義是： 通過射頻識別(RFID)、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物 品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進行信息交換和通訊，以實現(xiàn)智 能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。二、主要國家的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略2005年4月8日，在日內(nèi)瓦舉辦的信息社會世界峰會（WSIS）上，國際電信聯(lián)盟專門成立了“泛在網(wǎng)絡(luò)社會（UbiquitousNetworkSociety國際專家工作組”，提供了一個在國際上討論物聯(lián)網(wǎng)的常設(shè)咨詢機構(gòu)。根據(jù)這個工作組的報告，2005年，許多國家已經(jīng)紛紛開始“無處不在物聯(lián)網(wǎng)”的發(fā)展戰(zhàn)略，包括日韓基于物聯(lián)網(wǎng)的“U社會”戰(zhàn)略、歐洲“物聯(lián)網(wǎng)行動計劃”以及美國“智能電網(wǎng)”、“智慧地球”等登。此外，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)開始在軍事、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、環(huán)境監(jiān)測、建筑、醫(yī)療、空間和海洋探索等領(lǐng)域投入應(yīng)用。2009年包括Google在內(nèi)的互 聯(lián)網(wǎng)廠商、IBM、思科在內(nèi)的設(shè)備制造商和方案解決商以及ATamp。T、Verizon、中移動、中國電信等在內(nèi)的電信運營企業(yè)紛紛加速了物聯(lián)網(wǎng)的戰(zhàn)略布局，以期在未來的物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域取得先發(fā)優(yōu)勢。（一）、美國的物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略美國非常重視物聯(lián)網(wǎng)的戰(zhàn)略地位，在國家情報委員會（NIC）發(fā)表的《2025對美國利益潛在影響的關(guān)鍵技術(shù)》報告中，將物聯(lián)網(wǎng)列為六種關(guān)鍵技術(shù)之一。美 國國防部在2005年將“智能微塵”（SMARTDUST）列為重點研發(fā)項目。國家科學(xué)基金會的“全球網(wǎng)絡(luò)環(huán)境研究”（GENI）把在下一代互聯(lián)網(wǎng)上組建 傳感器子網(wǎng)作為其中重要一項內(nèi)容。2009年2月17日，奧巴馬總統(tǒng)簽署生效的《2009年美國恢復(fù)與再投資法案》中提出在智能電網(wǎng)、衛(wèi)生醫(yī)療信息技術(shù)應(yīng) 用和教育信息技術(shù)進行大量投資，這些投資建設(shè)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)直接相關(guān)。物聯(lián)網(wǎng)與新能源一道，成為美國擺脫金融危機振興經(jīng)濟的兩大核心武器。（二）、歐盟的物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略歐洲在信息化發(fā)展中落后美國一步，但歐洲始終不甘落后。2005年4月，歐盟執(zhí)委會正式公布了未來5年歐盟信息通信政策框架“i2010”，提出，為迎 接數(shù)字融合時代的來臨，必須整合不同的通信網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)容服務(wù)、終端設(shè)備，以提供一致性的管理架構(gòu)來適應(yīng)全球化的數(shù)字經(jīng)濟，發(fā)展更具市場導(dǎo)向、彈性及面向未來 的技術(shù)。2006年9月，當(dāng)值歐盟理事會主席國芬蘭和歐盟委員會共同發(fā)起舉辦了歐洲信息社會大會，主題為“i2010創(chuàng)建一個無處不在的歐洲信息社會”。自2007年至2013年，歐盟預(yù)計投入研發(fā)經(jīng)費共計532億歐元，推動歐洲最重要的（四）、我國的物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略隨著物聯(lián)網(wǎng)迅速發(fā)展及歐美各國相應(yīng)的制定出符合本身物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的國家戰(zhàn)略，2009年，溫家寶總理在無錫考察時對物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提出了三點要求：一是把傳感系統(tǒng)和3G中的TDSCDMA技術(shù)結(jié)合起來；二是在國家重大科技專項中，加快推進傳感網(wǎng)的發(fā)展；三是盡快建立中國的傳感信息中心，或者叫“感知中國” 中心。我國開始把物聯(lián)網(wǎng)作為我國未來重要的發(fā)展戰(zhàn)略。在2009年12月的國務(wù)院經(jīng)濟工作會議上，明確提出了要在電力、交通、安防和金融行業(yè)推進物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)應(yīng)用。我國已在無線智能傳感器網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、微型傳感器、傳感器終端機和移動基站等方面取得重大進展，目前已擁有從材料、技術(shù)、器件、系統(tǒng)到網(wǎng)絡(luò)的完整產(chǎn)業(yè)鏈。目前，我國傳感網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系已形成初步框架，向國際標(biāo)準(zhǔn)化組織提交的多項標(biāo)準(zhǔn)提案已被采納,中國與德國、美國、韓國一起，成為國際標(biāo)準(zhǔn)制定的主導(dǎo)國之一。我國的物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略實施主要分三個階段：關(guān)鍵應(yīng)用階段、規(guī)模應(yīng)用階段和普遍應(yīng)用階段。我國物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略規(guī)劃圖關(guān)鍵應(yīng)用階段：以相關(guān)行業(yè)的領(lǐng)先企業(yè)為龍頭，探索工業(yè)信息化、農(nóng)業(yè)信息化和社會信息化中的關(guān)鍵應(yīng)用，以應(yīng)用創(chuàng)新拉動技術(shù)創(chuàng)新，初步形成合理的產(chǎn)業(yè)格局和產(chǎn)業(yè)價值鏈。領(lǐng)先企業(yè)引領(lǐng)關(guān)鍵應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)化突破是這個階段的關(guān)鍵，這個階段的成功與否對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的前途至關(guān)重要。規(guī)模應(yīng)用階段：隨著技術(shù)的演進，進一步擴大物聯(lián)網(wǎng)信息化應(yīng)用的深度、范圍和規(guī)模，顯著提升物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的信息化份額，形成物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)融合互動的發(fā)展格局。普遍應(yīng)用階段：在全國城鄉(xiāng)建立與經(jīng)濟和社會發(fā)展需求相適應(yīng)的普遍信息服務(wù)體系，建成完善的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈和產(chǎn)業(yè)布局，確立中國在全球物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的核心地位。三、物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)經(jīng)典架構(gòu)主要由四層組成，自下而上分別為：感知層，傳送層，運營層和應(yīng)用層。如果拿人來做比喻的話，感知層就如同皮膚和五官這些視覺、觸覺和嗅覺器官，主要用來識別物體，采集相關(guān)信息；經(jīng)過感知層采集到的信息，途徑人體神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（傳送層）迅速傳遞到大腦，經(jīng)過人體腦部（運營層）的匯總分析，作出應(yīng)對各種復(fù)雜的情況的具體反應(yīng)（應(yīng)用層）。感知層：包括傳感器等數(shù)據(jù)采集設(shè)備以及相應(yīng)的傳感器網(wǎng)絡(luò)。該層的主要任務(wù)是將現(xiàn)實社會的各種物理量通過諸多手段，實時并自動化的轉(zhuǎn)化為虛擬世界可以處理的數(shù)字化信息。感知層是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展和應(yīng)用的基礎(chǔ)，RFID技術(shù)、傳感和控制技術(shù)、短距離無線通信技術(shù)是感知層涉及的主要技術(shù)，其中又包括芯片研發(fā)、通信協(xié)議研究、RFID材料、智能節(jié)電供電等細分領(lǐng)域。傳送層：該層的主要任務(wù)是將感知層采集到的信息，通過傳感器網(wǎng)、通信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等各種網(wǎng)絡(luò)進行匯總傳輸，從而將大范圍內(nèi)的信息加以整合，以備處理。該層設(shè)計的典型技術(shù)如AdHoc(無線自組網(wǎng))、WiFi、GSM、TCP/IP技術(shù)等。運營層：該層的主要任務(wù)是將經(jīng)過傳輸層整合匯總的信息進行分析和處理，并在必要時，將各種信息按照應(yīng)用途徑進行分類管理，形成新的信息基礎(chǔ)架構(gòu)，為各種應(yīng)用提供信息支撐平臺。該層涉及的典型技術(shù)如GIS(地理信息系統(tǒng))、ERP(企業(yè)資源計劃),此外，還涉及到API接口，專家系統(tǒng)等應(yīng)用模塊。應(yīng)用層：利用分析處理的感知數(shù)據(jù)，為用戶提供豐富的特定服務(wù)。物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用可以分為監(jiān)控型(物流監(jiān)控、污染監(jiān)控等)、查詢型(智能檢索、遠程抄表等),控制型(智能交通、智能家居、路燈監(jiān)控等)、掃描型(手機錢包、高速公路不停車收費)等。應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)研究和發(fā)展的目的。四、物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)要實現(xiàn)上述的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，單一的技術(shù)是難以勝任的。物聯(lián)網(wǎng)是一系列技術(shù)以及管理有機結(jié)合的產(chǎn)物。下面，簡要介紹支撐物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)的幾項關(guān)鍵技術(shù)。（一）、RFID技術(shù)無線射頻識別技術(shù)（Radio Frequency Idenfication，RFID）是一種非接觸的自動識別技術(shù)，其基本原理是利用射頻信號和空間耦合（電感或電磁耦合）或雷達反射的傳輸特性，實現(xiàn)對被識別物體的自動識別。RFID系統(tǒng)至少包含電子標(biāo)簽和閱讀器兩部分。RFID閱讀器（讀寫器）通過天線與RFID電子標(biāo)簽進行無線通信，可以實現(xiàn)對標(biāo)簽識別碼和內(nèi)存數(shù)據(jù)的讀出或?qū)懭氩僮?。典型的閱讀器包含有高頻模塊(發(fā)送器和接收器)、控制單元以及閱讀器天線。射頻識別系統(tǒng)的基本模型如下圖所示。其中，電子標(biāo)簽又稱為射頻標(biāo)簽、應(yīng)答器、數(shù)據(jù)載體；閱讀器又稱為讀出裝置，掃描器、通訊器、讀寫器(取決于電子標(biāo) 簽是否可以無線改寫數(shù)據(jù))。電子標(biāo)簽與閱讀器之間通過耦合元件實現(xiàn)射頻信號的空間(無接觸)耦合、在耦合通道內(nèi)，根據(jù)時序關(guān)系，實現(xiàn)能量的傳遞、數(shù)據(jù)的交換。電感耦合模型的讀寫器電磁反向散射耦合型的RFID讀寫器發(fā)生在閱讀器和電子標(biāo)簽之間的射頻信號的耦合類型有兩種。(1)電感耦合。變壓器模型，通過空間高頻交變磁場實現(xiàn)耦合，依據(jù)的是電磁感應(yīng)定 律，如右圖所示。(2)電