物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)展與應(yīng)用(編輯修改稿)
2025-08-26 23:53 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 結(jié)構(gòu)面向異構(gòu)無線通信環(huán)境,采用自主通信。自主通信的核心是自主件( selfware),自主件執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)控制平面功能,最重要的特性是能夠保證網(wǎng)絡(luò)的可演進(jìn)性,也就是自主件能夠執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)新的功能。物聯(lián)網(wǎng)的自主體系主要由四類平面組成:數(shù)據(jù)平面、控制平面、知識平面和管理平面。數(shù)據(jù)平面?zhèn)魉蛿?shù)據(jù),控制平面向數(shù)據(jù)平面發(fā)送配置信息來優(yōu)化數(shù)據(jù)平面的吞吐量和可靠性,知識平面包含整個網(wǎng)絡(luò)的信息,服務(wù)于控制平面的適應(yīng)性控制。管理平面管理數(shù)據(jù)平面、控制平面和知識平面的交互。 EPC(產(chǎn)品電子代碼)是目前一種比較典型的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用體系結(jié)構(gòu)。EPC 體系結(jié)構(gòu)如圖2 所示。 EPC 體系結(jié)構(gòu)涉及到EPC 編碼標(biāo)準(zhǔn)、EPC 標(biāo)簽、讀寫器、對象名解析服務(wù)(Object Naming Service,ONS )、物理標(biāo)記語言(Physical Markup Language,PML)等。EPC 編碼對物體及其相關(guān)信息進(jìn)行代碼化,從而建立全球通用的產(chǎn)品電子代碼。EPC 標(biāo)簽上存儲有物體的產(chǎn)品電子代碼和其他信息,安裝在物體上。讀寫器通過射頻方式讀取物體標(biāo)簽中的有關(guān)信息,或者往標(biāo)簽中寫人有關(guān)信息。對象名解析服務(wù)則將產(chǎn)品電子代碼匹配到相應(yīng)的商品信息,其功能類似于互聯(lián)網(wǎng)中的域名解析服務(wù)(DNS)。物理標(biāo)記語言為物理實體的遠(yuǎn)程監(jiān)控和環(huán)境監(jiān)控提供一種通用標(biāo)準(zhǔn)的描述語言。目前EPC 在物流中有著重要的應(yīng)用。2. 2 物聯(lián)網(wǎng)的異構(gòu)融合網(wǎng)絡(luò)層 任何終端節(jié)點在物聯(lián)網(wǎng)中都應(yīng)能實現(xiàn)泛在互聯(lián)。由節(jié)點組成的網(wǎng)絡(luò)末端網(wǎng)絡(luò),如傳感器網(wǎng)、RFID 、家居網(wǎng)、個域網(wǎng)、局域網(wǎng)、體域網(wǎng)、車域網(wǎng)等, 連接到物聯(lián)網(wǎng)的異構(gòu)融合網(wǎng)絡(luò)上,從而形成一個廣泛互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)在核心層可以考慮NGN / IMS 融合,在接人層面需要考慮多種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的融合和協(xié)同。 多個無線接人環(huán)境的異構(gòu)性體現(xiàn)在以下幾個方面:第一是無線接人技術(shù)( RAT)的異構(gòu)性,它們的無線傳輸機制不同、覆蓋的范圍不同、可以獲得的傳輸速率不同、提供的QoS 不同、面向的業(yè)務(wù)和應(yīng)用不同。第二是組網(wǎng)方式的異構(gòu)性,除了經(jīng)由基站接人的單跳式無線網(wǎng)絡(luò)以外,還有多跳式的無線自組織網(wǎng)和網(wǎng)狀網(wǎng),它們的網(wǎng)絡(luò)控制方式不同,有依賴于基礎(chǔ)設(shè)施的集中控制,也有靈活的分布式協(xié)同控制。第三是終端的異構(gòu)性,由于業(yè)務(wù)應(yīng)用的多樣性以及IC 技術(shù)的不斷提升,終端已從手機擴展到便攜式電腦、各種類型的信息終端、娛樂終端、移動辦公終端、嵌人式終端等,不同的終端具有不同的接人能力、移動能力和業(yè)務(wù)能力。第四是頻譜資源的異構(gòu)性,由于不同頻段的傳輸特性不同,適用于各種頻段的無線技術(shù)也不同,并且不同地區(qū)頻譜規(guī)劃方式也有顯著區(qū)別。第五是運營管理的異構(gòu)性,不同的運營商基于開發(fā)的業(yè)務(wù)以及用戶群的不同,將會設(shè)計出不同的管理策略和資費策略。由于異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)相對獨立自治,相互間缺乏有效的協(xié)同機制,造成了系統(tǒng)間干擾、重疊覆蓋、單一網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)提供能力有限、頻譜資源浪費、業(yè)務(wù)的無縫切換等問題無法解決。面對日益復(fù)雜的異構(gòu)無線環(huán)境,為了使用戶能夠便捷地接人網(wǎng)絡(luò),輕松地享用網(wǎng)絡(luò)服務(wù),已成為信息通信業(yè)的發(fā)展潮流。它“融合” 包含三個層次的內(nèi)容:首先是業(yè)務(wù)融合,就是以統(tǒng)一的IP 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ),向用戶提供獨立于接人方式的服務(wù)。其次是終端融合,現(xiàn)在的多模終端是終端融合的雛形,但是隨著新的無線接人技術(shù)的不斷出現(xiàn),為了同時支持多種接人技術(shù),終端會變得越來越復(fù)雜,價格也越來越高,更好的方案是采用基于軟件無線電的終端重配置技術(shù),它可以使得原本功能單一的移動終端設(shè)備具備了接人不同無線網(wǎng)絡(luò)的能力。第三是網(wǎng)絡(luò)融合,包括固定網(wǎng)與移動網(wǎng)融合,核心網(wǎng)與接人網(wǎng)融合、不同無線接人系統(tǒng)之間的融合等。 異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合的實現(xiàn)分為兩個階段:連通階段和融合階段。連通階段指傳感網(wǎng)、RFID 網(wǎng)、局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)等的互聯(lián)互通,實現(xiàn)感知信息和業(yè)務(wù)信息傳送到網(wǎng)絡(luò)另一端的應(yīng)用服務(wù)器進(jìn)行處理以支持應(yīng)用服務(wù)。融合階段是指在各種網(wǎng)絡(luò)連通的網(wǎng)絡(luò)平臺上,分布式部署若干信息處理的功能單元,根據(jù)應(yīng)用需求而在網(wǎng)絡(luò)中對傳遞的信息進(jìn)行收集、融合和處理,從而使基于感知的智能服務(wù)實現(xiàn)得更為精確。從該階段開始,網(wǎng)絡(luò)將從提供信息交互功能擴展到提供智能信息處理功能及支撐服務(wù),并且傳統(tǒng)的應(yīng)用服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)向可管、可控、可信的集中智慧參與的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演進(jìn)。 2. 3 感知節(jié)點及終端 感知節(jié)點既能采集物體本身的有關(guān)信息,也能探測、存儲、處理乃至融合各種與物體相關(guān)的信息,從而向物聯(lián)網(wǎng)提供各種關(guān)聯(lián)信息。微電子技術(shù)、嵌人式技術(shù)、近距離通信技術(shù)、傳感器技術(shù)和智能標(biāo)簽技術(shù)等技術(shù)的發(fā)展與成熟使得感知節(jié)點能夠智能地感知物體與環(huán)境并對其進(jìn)行通信、處理和控制。感知節(jié)點方面的關(guān)鍵技術(shù)有:支持感知內(nèi)容的多媒體化的感知節(jié)點技術(shù)、感知節(jié)點組合化的關(guān)鍵技術(shù)、感知節(jié)點的設(shè)計和低成本制造、感知節(jié)點在組網(wǎng)和協(xié)同方面的軟硬件框架等。 RFID是物聯(lián)網(wǎng)中的重要的感知節(jié)點,它融合了信息技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、射頻技術(shù)等前沿科技。它是一種簡單的無線系統(tǒng),由一個閱讀器和幾個標(biāo)簽組成,標(biāo)簽包括了藕合元件及芯片,每個標(biāo)簽具有唯一的電子識別碼,附著在物體上標(biāo)識目標(biāo)對象。閱讀器發(fā)射某一特定頻率的無線信號來觸發(fā)標(biāo)簽電路將內(nèi)部的數(shù)據(jù)送出,這樣閱讀器就可以接收到存儲在芯片中的信息,實現(xiàn)對物體或商品的自動識別。該系統(tǒng)可用于物體的實時跟蹤與監(jiān)測,使人們能夠?qū)⒄鎸嵉奈锢硎澜缬成涞教摂M世界中。按照能源的供給方式分為無源標(biāo)簽,有源標(biāo)簽以及半有源標(biāo)簽。RFID 體積小,價格便宜,并且節(jié)點的生存時間不受電池的限制,因此它在物流、交通、健康和安全等方面都有非常廣泛的應(yīng)用。 電子代碼(Electronic Produ
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