【導(dǎo)讀】 膇芁薃蚄肅芀蚆袀罿芀蒅螞羅艿薈羈袁羋蝕螁腿芇莀羆肅芆蒂蝿羈蒞薄羅袇莄蚆螇膆莄莆薀膂莃薈螆肈莂蟻蚈羄莁莀襖袀莀蒃蚇腿荿薅袂肅蒈蚇蚅羈蒈莇袁袇蕆葿蚃芅蒆螞衿膁蒅螄螂肇蒄蒄羇羃肁薆螀衿肀蚈羅膈腿莈螈肄膈蒀羄羀膇薂螇袆膆螅蕿芄膅蒄裊膀膅薇蚈肆膄蠆袃膃荿蚆袈節(jié)蒁袁膇芁薃蚄肅芀蚆袀罿芀蒅螞羅艿薈羈袁羋蝕螁腿芇莀羆肅芆蒂蝿羈蒞薄羅袇莄蚆螇膆莄莆薀膂莃薈螆肈莂蟻蚈羄莁莀襖袀莀蒃蚇腿荿薅袂肅蒈蚇蚅羈蒈莇袁袇蕆葿蚃芅蒆螞衿膁蒅螄螂肇蒄蒄羇羃肁薆螀衿肀蚈羅膈腿莈螈肄膈蒀羄羀膇薂螇袆膆螅蕿芄膅蒄裊膀膅薇蚈肆膄蠆袃膃荿蚆袈節(jié)蒁袁膇芁薃蚄肅芀蚆袀罿芀蒅螞羅艿薈羈袁羋蝕螁腿芇莀羆肅芆蒂蝿羈蒞薄羅袇莄蚆螇膆莄莆薀膂莃薈螆肈莂蟻蚈羄莁莀襖袀莀蒃蚇腿荿薅袂肅蒈蚇蚅羈蒈莇袁袇蕆葿蚃芅蒆螞衿膁蒅螄螂肇蒄蒄羇羃肁薆螀衿肀蚈羅膈腿莈螈肄膈蒀羄羀膇薂螇袆膆螅蕿芄膅蒄裊膀膅薇蚈肆膄蠆袃膃荿蚆袈節(jié)蒁袁膇芁薃蚄肅芀蚆袀罿芀蒅螞羅艿薈羈袁

　　

【正文】 S 技術(shù) ① .傳感器技術(shù) 傳感技術(shù)同計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)一起被稱為信息技術(shù)的三大技術(shù)。從仿生學(xué)觀點(diǎn)，如果把計(jì)算機(jī)看成處理和識(shí)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 ” 。微型無線傳感技術(shù)以及以此組件的傳感網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)感知 層的重要技術(shù)手段。 ② .射頻識(shí)別（ RFID）技術(shù) 射頻識(shí)別（ Radio Frequency Identification，簡稱 RFID）是通過無線電信號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)的無線通訊技術(shù)。在國內(nèi)， RFID 已經(jīng)在身份證、電子收費(fèi)系統(tǒng)和物流管理等領(lǐng)域有了廣泛應(yīng)用。 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(jìn)行物品的甄別和屬性的存儲(chǔ)，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)。 ③ .微機(jī)電系統(tǒng)（ MEMS） 微機(jī)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(jí)加工，得到的集微型傳感器、執(zhí)行器以及信號(hào)處理和控制電路、接口電路、通信和電源于一體的微型機(jī)電系統(tǒng)。 MEMS技術(shù)屬于物聯(lián)網(wǎng)的信息采集層技術(shù)。 ④ .GPS 技術(shù) 重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 GPS 技術(shù)又稱為全球定位系統(tǒng)，是具有海、陸、空全方位實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。 GPS 作為移動(dòng)感知技術(shù)，是物聯(lián)網(wǎng)延伸到移動(dòng)物體采集移動(dòng)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)之信息匯聚層：傳感網(wǎng)自組網(wǎng)技 術(shù)、局域網(wǎng)技術(shù)及廣域網(wǎng)技術(shù) ① .無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（ WSN）技術(shù) 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（ Wireless Sensor Network，簡稱 WSN）的基本功能是將一系列空間分散的傳感器單元通過自組織的無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，從而將各自采集的數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸匯總，以實(shí)現(xiàn)對(duì)空間分散范圍內(nèi)的物理或環(huán)境狀況的協(xié)作監(jiān)控，并根據(jù)這些信息進(jìn)行相應(yīng)的分析和處理。 WSN 技術(shù)貫穿物聯(lián)網(wǎng)的三個(gè)層面，是結(jié)合了計(jì)算、通信、傳感器三項(xiàng)技術(shù)的一門新興技術(shù)，具有較大范圍、低成本、 高密度 、靈活布設(shè)、實(shí)時(shí)采集、全天候工作的優(yōu)勢(shì)，且對(duì)物聯(lián)網(wǎng)其他產(chǎn)業(yè)具有顯著帶動(dòng)作用。 ② .WiFi WiFi（ Wireless Fidelity，無線保真技術(shù)）是一種基于接入點(diǎn)（ Access Point）的無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，目前已有一定規(guī)模的布設(shè)，在部分應(yīng)用中與傳感器相結(jié)合。 WiFi 技術(shù)屬于物聯(lián)網(wǎng)的信息匯總層技術(shù)。 ③ .GPRS GPRS（ General Packet Radio Service，通用分組無線服務(wù)）是一種基于 GSM 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)服務(wù)技術(shù)。 GPRS 技術(shù)可以充分利用現(xiàn)有 GSM 網(wǎng)絡(luò)，目前在很多領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用，在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域也有部分應(yīng)用。 GPRS 技術(shù)屬于物聯(lián)網(wǎng)的信息匯總層技術(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(shí)現(xiàn)通信和信息交換的系統(tǒng)。通信最基本的形式是在點(diǎn)與點(diǎn)之間建立通 信系統(tǒng)，但這不能稱為通信網(wǎng)，只有將許多的通信系統(tǒng)（傳輸系統(tǒng)）通過交換系統(tǒng)按一定拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)組合在一起才能稱之為通信。也就是說，有了交換系統(tǒng)才能使某一地區(qū)內(nèi)任意兩個(gè)終端用戶相互接續(xù)，才能組成通信網(wǎng)。 ② .3G 網(wǎng)絡(luò) 3G 是英文 the 3rd Generation 的縮寫，指第三代移動(dòng)通信技術(shù)。相對(duì)第一代模擬制式手機(jī)（ 1G）和第二代 GSM、 CDMA 等數(shù)字手機(jī)，第三代手機(jī)（ 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(jì)（論文） 16 互聯(lián)網(wǎng)等多媒體通信結(jié)合的新一代移動(dòng)通信系統(tǒng)。 ③ .GPRS 網(wǎng)絡(luò) 這是一種基于 GSM 系統(tǒng)的無線分組交換技術(shù)，提供端到端的、廣域的無線 IP 連接。通俗的講， GPRS 是一項(xiàng) 高速 數(shù)據(jù)處理的科技，方法是以 “ 分組 ” 的形式傳送資料到用戶手上。雖然 GPRS 是作為現(xiàn)有 GSM 網(wǎng)絡(luò)向第三代移動(dòng)通信演變的過渡技術(shù)，但是它在許多方面都具有顯著的優(yōu)勢(shì)。 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(tái)）負(fù)責(zé)運(yùn)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(jì)算機(jī)，理論到戶最 高速 率 38M，實(shí)際速度要視網(wǎng)絡(luò)情況而定。 ⑤ .NGB 廣域網(wǎng)絡(luò) 中國下一代廣播電視網(wǎng)（ NGB）是以有線電視數(shù)字化和移動(dòng)多媒體廣播（ CMMB）的成果為基礎(chǔ)，以自主創(chuàng)新的 “ 高性能帶寬信息網(wǎng) ” 核心技術(shù)為支撐，構(gòu) 建適合我國國情的、三網(wǎng)融合的、有線無線相結(jié)合的、全程全網(wǎng)的下一代廣播電視網(wǎng)絡(luò)。 核心技術(shù)之運(yùn)營層：專家系統(tǒng)、云計(jì)算、 API 接口、客戶管理、 GIS、 ERP ① .企業(yè)資源計(jì)劃（ ERP） ERP 是指建立在信息技術(shù)基礎(chǔ)上，以系統(tǒng)化的管理思想，為企業(yè)決策層及員工提供決策運(yùn)行手段的管理平臺(tái)。 ERP 技術(shù)屬于物聯(lián)網(wǎng)的信息處理層技術(shù)。 ② .專家系統(tǒng)（ Exper System） 專家系統(tǒng)是一個(gè)含有大量的某個(gè)領(lǐng)域?qū)＜宜降闹R(shí)與經(jīng)驗(yàn)，能夠利用人類專家的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)來處理該 領(lǐng)域問題的智能計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng)。屬于信息處理層技術(shù)。 ③ .云計(jì)算 云計(jì)算概念間由 Google 提出的，這是一個(gè)美麗的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用模式，是指 IT 基礎(chǔ)設(shè)施的交付和使用，通過網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴(kuò)展的方式獲得所需的資源。 核心技術(shù)之應(yīng)用層：垂直行業(yè)應(yīng)用、系統(tǒng)集成、資源打包 應(yīng)用層主要是根據(jù)行業(yè)特點(diǎn)，借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)手段，開發(fā)各類的行業(yè)應(yīng)用解決方案，將物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)與行業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營、信息化管理、組織調(diào)度結(jié)合起來，形成各類的物聯(lián)網(wǎng)解決方案，構(gòu)建智能化的行業(yè)應(yīng)用。 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。行業(yè)的應(yīng)用還要更多涉及系統(tǒng)集成技術(shù)、資源打包技術(shù)等。 重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 第二節(jié) 物聯(lián)網(wǎng)四大支撐技術(shù) 一、 M2M 技術(shù) M2M 是物聯(lián)網(wǎng)四大支撐技術(shù)之一。 “M2M” 是 “Machine toMachine” 的縮寫，用來表示機(jī)器對(duì)機(jī)器之間的連接與通信。比如，機(jī)器間的自動(dòng)數(shù)據(jù)交換（這里的機(jī)器也指虛擬的機(jī)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(gè) “ 物聯(lián)網(wǎng) ” 的產(chǎn)生。 （一） M2M 的基本概念 首先， M2M 有以下三個(gè)基本特征： ① 數(shù) 據(jù)和節(jié)點(diǎn)（ DEP） ② 通信網(wǎng)絡(luò) ③ 數(shù)據(jù)融合點(diǎn)（ DIP）。 DEP 和 DIP 可以用于任何子系統(tǒng)集成。例如，一個(gè)完整的過程（ X）到一個(gè) IT 應(yīng)用（ Y）。圖 1 顯示了三要素之間的相互關(guān)系。這個(gè)解決方案也被稱為 “ 端對(duì)端的 M2M” 。（ X）和應(yīng)用（ Y）構(gòu)成了事實(shí)上的功能端點(diǎn)。 圖 M2M 的基本概念 ： 一般而言，一個(gè)數(shù)據(jù)端點(diǎn)（ DEP）指的是一個(gè)微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，一個(gè)連接到程序或者是更高層次子系統(tǒng)的端點(diǎn)。另一個(gè)端點(diǎn)連接到通信網(wǎng)絡(luò)。在大多數(shù)的 MSM 應(yīng)用中，都有幾個(gè)DEP。另一方面，一個(gè)典型的 M2M 應(yīng)用只有一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)合點(diǎn)。雖說是這樣，但是可以設(shè)想M2M 應(yīng)用有多個(gè) DIP。對(duì)于 DIP 沒有硬性的規(guī)定。例如可以形成一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器或特殊的軟件應(yīng)用在交通控制主機(jī)。 M2M 應(yīng)用的信息流也未必是面向服務(wù)器的。相反， DIP 和 DIP 之間的直接通信路線是被支持的，還有單個(gè) DEP 之間直接和間接的聯(lián)系，就像我們所熟知的 P2P（ PeertoPeer）聯(lián)系一樣。 如上所述， M2M 應(yīng)用的通信網(wǎng)絡(luò)是 DEP（數(shù)據(jù)終點(diǎn)）和 DIP（數(shù)據(jù)集成電）之間的中央連接部分。就物理部分來說，這種網(wǎng)絡(luò)的建立可以使用局域網(wǎng) 、無線網(wǎng)絡(luò)、電話網(wǎng)絡(luò) /ISDN，或者是類似的。 重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 圖 物聯(lián)網(wǎng)四大技術(shù) （二） 基于 M2M 的監(jiān)控基礎(chǔ)架構(gòu) 如今，無數(shù)的應(yīng)用程序使用復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，其中大多數(shù)系統(tǒng)履行每天 24 小時(shí)、每周7 天、沒有任何人監(jiān)督的服務(wù)。個(gè)別子系統(tǒng)故障，整個(gè)應(yīng)用程序至少是一部分將受到損害。然而，盡快檢測(cè)出具體的故障仍是一個(gè)問題。 圖 基于 M2M 的監(jiān)控基礎(chǔ)架構(gòu) 重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 圖 顯示了一個(gè)基于 M2M 的基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)測(cè)的解決方案。該數(shù)據(jù)終點(diǎn)（ DEP）在每一種情況下都通過特殊的監(jiān)測(cè)傳感器檢查基礎(chǔ)設(shè)施組成部分的可用性。任何潛在的故障 都能通過 DEP 被迅速監(jiān)測(cè)。單獨(dú)的 DEP 通過通信網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控應(yīng)用軟件相連接。這個(gè)應(yīng)用軟件用于數(shù)據(jù)集成點(diǎn)（ DIP）。它從單獨(dú)的監(jiān)控基礎(chǔ)設(shè)施的 DEP 接收失敗、錯(cuò)誤和故障信息（圖的 X、Y 和 Z）。 除了與 DEP 連接之外， DIP 監(jiān)控軟件還有另外兩個(gè)接口：配置接口和通知接口。配置接口是決定誰、什么時(shí)候?qū)ο到y(tǒng)負(fù)責(zé)。這通常使得可能設(shè)想不同的通知方案。該接口對(duì)監(jiān)控行為進(jìn)行明確界定。通知接口發(fā)送各種消息（ SMS、電子郵件、自動(dòng)發(fā)送傳真，或者撥打某個(gè)電話號(hào)碼和播放音頻文件）。 二、 無線射頻識(shí)別技術(shù) (RFID)技術(shù) 無線射頻識(shí)別是 一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)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(jìn)行識(shí)別、分類和跟蹤的移動(dòng)物品 (物品上附著有 RFID 標(biāo)簽 )之間實(shí)現(xiàn)無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達(dá)到識(shí)別目的的技術(shù)。 RFID是一種利用電磁能量實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別和數(shù)據(jù)捕獲技術(shù)，可以提供無人看管的自動(dòng)監(jiān)視與報(bào)告作業(yè)。 具體的工作原理如下：當(dāng)裝有電子標(biāo)簽的物體接近微波天線時(shí)，閱讀器受控發(fā)出微波查詢信號(hào)。安裝在物體表面的電子標(biāo)簽收到經(jīng)微波天線發(fā)出的查詢信號(hào)后，根據(jù)查詢信號(hào)中的命令要求，將標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)信息反射回微波天線 。微波天線接收到電子標(biāo)簽反射回的微波合成信號(hào)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(shí)別代碼等信息分離出來。這些識(shí)別信息作為物體的特征數(shù)據(jù)被傳送到控制計(jì)算機(jī)作進(jìn)一步處理，從而完成與物體有關(guān)的信息查詢、統(tǒng)計(jì)、管理等應(yīng)用。整個(gè)