【正文】 ，通用分組無線服務(wù)）是一種基于 GSM 移動通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)服務(wù)技術(shù)。 ③ .微機電系統(tǒng)（ MEMS） 微機電系統(tǒng)是指利用大規(guī)模集成電路制造工藝，經(jīng)過微米級加工，得到的集微型傳感器、執(zhí)行器以及信號處理和控制電路、接口電路、通信和電源于一體的微型機電系統(tǒng)。 重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 第三章 物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù) 第一節(jié) 實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的五大核心技術(shù) 從物聯(lián)網(wǎng)的定義及各類技術(shù)所起的作用來看，物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵核心技術(shù)應(yīng)該是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（ WSN）技術(shù)，主要原因是： WSN 技術(shù)貫穿物聯(lián)網(wǎng)的全部三個層次 ，是其它層面技術(shù)的整合應(yīng)用，對物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展有提綱挈領(lǐng)的作用。 有源 CPS 結(jié)點與互聯(lián)網(wǎng) CPS結(jié)點互連結(jié)構(gòu)如圖 ,有源 CPS結(jié)點需要通過 CPS網(wǎng)關(guān) ,才能連接互聯(lián)網(wǎng)結(jié)點?；ヂ?lián)網(wǎng)CPS結(jié)點具有不間斷電源 ,不具備移動性 ,可以具有感知能力 ,具有 較強的存儲、計算和聯(lián)網(wǎng)能力 ,可以提供 H2T、 H2H 連接。 二、 物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)點分類 為了構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu) ,首先需要劃分物聯(lián)網(wǎng)中網(wǎng)絡(luò)結(jié)點的類型。 以下從物聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)類型 ,結(jié)點分類和互連結(jié)構(gòu) 3 個方面討論物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)。 ② 商業(yè)伙伴之間的數(shù)據(jù)傳輸層 ,這層最重要的部分是 EPC2IS,企業(yè)成員利用 EPC2IS 服務(wù)器處理被 ALE 過濾之后的信息 ,這類信息可以用于內(nèi)部或者外部商業(yè)伙伴之間的信息交互。知識面提供整個網(wǎng)絡(luò)信息的完整視圖 ,并且提煉成為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的知識 ,用于指導(dǎo)控制面的適應(yīng)性控制 。已經(jīng)公開的物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用實例基本上圍繞這些應(yīng)用領(lǐng)域。感知層又分為數(shù)據(jù)采集與執(zhí)行、短距離無線通信 2個部分。物聯(lián)網(wǎng)的根本還是為人服務(wù)，應(yīng)用層 完成物品與人的最終交互，前面兩層將物品的信息大范圍地收集起來，匯總在應(yīng)用層進行統(tǒng)一分析、決策，用于支撐跨行業(yè)、跨應(yīng)用、跨系統(tǒng)之問的信息協(xié)同、共享、互通，提高信息的綜合利用度，最大程度地為人類服務(wù)。安防、交通和醫(yī)療三大領(lǐng)域，有望在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中率先受益，成為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)市場容量大、增長最為顯著的領(lǐng)域。隨著，地方政府、中 國物聯(lián)網(wǎng) (RFID、傳感網(wǎng)、智能通訊 )產(chǎn)業(yè)各大聯(lián)盟和國內(nèi)外企業(yè)、機構(gòu)的鼎力支助，關(guān)于民眾的應(yīng)用示范將會逐步擴大。 一是物聯(lián)網(wǎng)將會出現(xiàn)一系列的標(biāo)準(zhǔn)競爭。 2020 年 6 月 歐盟委員會提出針對物聯(lián)網(wǎng)行動方案，方案明確表示在技術(shù)層面將給予大量資金支持，在政府管理層面將提出與現(xiàn)有法規(guī)相適應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管方案 2020 年 8 月 溫家寶總理在無錫考察傳感網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展時明確指示要早一點謀劃未來，早一點攻破核心技術(shù)，并且明確要求盡快建立中國的傳感信息中心，或者叫“感知中國”中心。有專家預(yù)測在未來 10年內(nèi)，物聯(lián)網(wǎng)就可能大規(guī)模的普及進入人們的生活，這一項科技將會發(fā)展為上千 萬億元規(guī)模的高科技市場。 1995 年比爾蓋茨在《未來之路》一書中提到物聯(lián)網(wǎng)，到今天已經(jīng)發(fā)展了 17 年?！拔锫?lián)網(wǎng)”被稱為繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后，世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮。 物聯(lián)網(wǎng)作為一個全新的網(wǎng)絡(luò)模式，其核心性能因素以及網(wǎng)絡(luò)動態(tài)行為對著寫因素的影響都是未知的。 第五周 — 第八周：查閱文獻，了解物聯(lián)網(wǎng)的一些基本情況。 當(dāng)前“物聯(lián)網(wǎng)”的定義、國內(nèi)在原理、體系結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)模型等方面還存在許多值得探討的問題，但從“物聯(lián)網(wǎng)”本質(zhì)上看，“物聯(lián)網(wǎng)”是現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展到一定階段后出現(xiàn)的一種聚合性應(yīng)用與技術(shù)提升，將各種感知技術(shù)、 現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和人工智能與自動化技術(shù)聚合與集成應(yīng)用，使人與物智慧對話，創(chuàng)造一個智慧的世界?？萍荚诎l(fā)展，人類的需求也不斷增加，需要一種智能、信息全面的“智慧地球”。同年，韓國政府制定了 uKorea 戰(zhàn)略，韓國信通部發(fā)布的《數(shù)字時代的人本主義：IT839 戰(zhàn)略 》以具體呼應(yīng) uKorea。 隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的逐步深入，中國的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展既具備了一些國際物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的共性特征，也呈現(xiàn)出一些鮮明的中國特色和階段特點。 二是物聯(lián)產(chǎn)業(yè)向西部擴展，目前我國物流網(wǎng)產(chǎn)業(yè)集群已初步形成環(huán)渤海、長三角、珠三角以及中西部地區(qū)等四大區(qū)域集聚發(fā)展的總體產(chǎn)業(yè)空間格局。國家倡導(dǎo)發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)，借以實現(xiàn)經(jīng)濟轉(zhuǎn)型和工業(yè)化與信息化的融合，各地政府紛紛響應(yīng)，高度重視物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)。它具有普通對象設(shè)備化、自治終端互聯(lián)化和普適服 務(wù)智能化 3 個重要 特征。這相當(dāng)于人借助火車、飛機等公眾交通系統(tǒng)在地球范圍內(nèi)的交流。短距離無線通信能完成小范圍內(nèi)的多個物品 的信息集中與互通功能，相當(dāng)于物品的腳。 物聯(lián)網(wǎng)的自主體系結(jié)構(gòu)是為了適應(yīng)于異構(gòu)的物聯(lián)網(wǎng)無線通信環(huán)境而設(shè)計的體系結(jié)構(gòu)。 圖 物聯(lián)網(wǎng)自主體系結(jié)構(gòu)的協(xié)議棧 這種面向物聯(lián)網(wǎng)的自主體系結(jié)構(gòu)涉及的協(xié)議棧較為復(fù)雜 ,只能適用于計算資源較為富裕的物聯(lián)網(wǎng)結(jié)點。 圖 EPC 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu) 第二節(jié) 建議的物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu) 我們認(rèn)為 ,物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)該遵循以下 5 條原則 : ① 多樣性原則 ,物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)必須根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)結(jié)點類型的不同 ,分成多種類型的體系結(jié)構(gòu) 。 ③ 操作類服務(wù) :遠程配置、監(jiān)測、遠程操作和控制 。無源 CPS 結(jié)點一般不帶電源 ,可以具有移動性 ,具有被感知能力和少量的數(shù)據(jù)存儲能力 ,不具備計算和聯(lián)網(wǎng)能力 ,提供被動的 T2T連接。 無源 CPS 結(jié)點與 有源 CPS 結(jié)點互連結(jié)構(gòu)如圖 所示 ,無源 CPS 結(jié)點通過物理層協(xié)議與有源 CPS 結(jié)點連接 ,例如通過 RF ID 協(xié)議 ,有源 CPS可以獲取無源 CPS 結(jié)點上電子標(biāo)簽的信息。這種互連結(jié)構(gòu)可以允許不同類型的物聯(lián)網(wǎng)采用滿足自身需要的聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu) ,簡化不必要的聯(lián)網(wǎng)功能 ,降低網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的復(fù)雜性。從仿生學(xué)觀點，如果把計算機看成處理和識別信息的 “ 大腦 ” ，把通信系統(tǒng)看成傳遞信息的 “ 神經(jīng)系統(tǒng) ”的話，那么傳感器就是 “ 感覺器官 ” 。 GPS 作為移動感知技術(shù)，是物聯(lián)網(wǎng)延伸到移動物體采集移動物體信息的重要技術(shù)，更是物流智能化、智能交通的重要技術(shù)。 核心技術(shù)之傳輸層：通信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、 3G 網(wǎng)絡(luò)、 GPRS 網(wǎng)絡(luò)、廣電網(wǎng)絡(luò)、 NGB ① .通信網(wǎng) 通信網(wǎng)是一種使用交換設(shè)備、傳輸設(shè)備，將地理上分散用戶終端設(shè)備互連起來實現(xiàn)通信和信息交換的系統(tǒng)。 ④ .廣電網(wǎng)絡(luò) 廣電網(wǎng)通常是各地有線電視網(wǎng)絡(luò)公司（臺）負(fù)責(zé)運營的， 通過 HFC（光纖 +同軸電纜混合網(wǎng)）網(wǎng)向用戶提供寬帶服務(wù)及電視服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，寬帶可通過 CableModem 連接到計算機，理論到戶最 高速 率 38M，實際速度要視網(wǎng)絡(luò)情況而定。 如交通行業(yè)，涉及的就是智能交通技術(shù)；電力行 業(yè)采用的是智能電網(wǎng)技術(shù)；物流行業(yè)采用的智慧物流技術(shù)等。圖 1 顯示了三要素之間的相互關(guān)系。對于 DIP 沒有硬性的規(guī)定。然而，盡快檢測出具體的故障仍是一個問題。配置接口是決定誰、什么時候?qū)ο到y(tǒng)負(fù)責(zé)。微波天線接收到電子標(biāo)簽反射回的微波合成信號后，經(jīng)閱讀器內(nèi)部微處理器處即可將電子標(biāo)簽中的識別代碼等信息分離出來。 二、 無線射頻識別技術(shù) (RFID)技術(shù) 無線射頻識別是 一種非接觸式的自動識別技術(shù)，它的工作原理如下：使用射頻電磁波通過空間耦合 (交變磁場或電磁場 )在閱讀器和進行識別、分類和跟蹤的移動物品 (物品上附著有 RFID 標(biāo)簽 )之間實現(xiàn)無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達到識別目的的技術(shù)。單獨的 DEP 通過通信網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控應(yīng)用軟件相連接。 如上所述， M2M 應(yīng)用的通信網(wǎng)絡(luò)是 DEP（數(shù)據(jù)終點）和 DIP（數(shù)據(jù)集成電）之間的中央連接部分。另一個端點連接到通信網(wǎng)絡(luò)。比如，機器間的自動數(shù)據(jù)交換（這里的機器也指虛擬的機器比如應(yīng)用軟件）從它的功能和潛在用途角度看， M2M 引起了整個 “ 物聯(lián)網(wǎng) ” 的產(chǎn)生。 ② .專家系統(tǒng)（ Exper System） 專家系統(tǒng)是一個含有大量的某個領(lǐng)域?qū)＜宜降闹R與經(jīng)驗，能夠利用人類專家的知識和經(jīng)驗來處理該 領(lǐng)域問題的智能計算機程序系統(tǒng)。相對第一代模擬制式手機（ 1G）和第二代 GSM、 CDMA 等數(shù)字手機，第三代手機（ 3G）是指將無線通信與國際重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 互聯(lián)網(wǎng)等多媒體通信結(jié)合的新一代移動通信系統(tǒng)。 WiFi 技術(shù)屬于物聯(lián)網(wǎng)的信息匯總層技術(shù)。 RFID 技術(shù)市場應(yīng)用成熟，標(biāo)簽成本低廉，但 RFID 一般不具備數(shù)據(jù)采集功能，多用來進行物品的甄別和屬性的存儲，且在金屬和液體環(huán)境下應(yīng)用受限， RFID 技術(shù)屬于物聯(lián)網(wǎng)的信息采集層技術(shù)。應(yīng)用層協(xié)議 ,提供信息采集、傳遞、查詢功能 ,具有較為完整的用戶管理、聯(lián)網(wǎng)配置、安全管理、可靠性控制能力。 圖 有源 cps結(jié)點與有源 cps 結(jié)點互聯(lián)結(jié)構(gòu) 重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 有源 CPS 結(jié)點之間的信息轉(zhuǎn)發(fā)和匯聚可以通過應(yīng)用協(xié)議實現(xiàn) ,這樣 ,可以按照應(yīng)用需要 ,設(shè)計靈活的信息采集和轉(zhuǎn)發(fā)的協(xié)議 ,不需要采用通用的、低效的互聯(lián)網(wǎng)中的 IP協(xié)議?；ヂ?lián)網(wǎng) CPS 結(jié)點不是一般的互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)點 ,它是屬于物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的結(jié)點 ,采用了互聯(lián)網(wǎng)的聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相互連接 ,但具有物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中特有的時間和空間的控制能力 ,配備了物聯(lián)網(wǎng)專用的安全性和可靠性的控制體系。物聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)類型是設(shè)計和驗證物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)和物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的主要依據(jù)。 ⑤ 堅固性原則 ,物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)必須具備堅固性和可靠性。這里的 EPC 中間件實際上屏蔽了各類不同的 RFID之間的信息傳遞技術(shù) ,把物品的信息訪問和存重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 儲轉(zhuǎn)化成為一個開放的 平臺。控制面通過向數(shù)據(jù)面發(fā)送配置報文 ,優(yōu)化數(shù)據(jù)面的吞吐量以及可靠性 。另外 ,物聯(lián)網(wǎng)在智能交通、倉儲物流、工業(yè)控制等方面都有較大的應(yīng)用價值。物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集涉及傳感器、RFID、多媒體信息采集、二維碼和實時定位等技術(shù)。如 圖 ： 應(yīng)用層 網(wǎng)絡(luò)層 感知網(wǎng) 圖 物聯(lián)網(wǎng)體系基本結(jié)構(gòu)圖