【正文】 很久。因此 ,移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備要有多重的數(shù)據(jù)安全保障。因?yàn)槿藗兗热浑S身攜帶 ,也就增加了遺失的可能性。 ,既能夠滿足基本的顯示 ,計(jì)算 ,操作 ,更新等要求 ,也能夠在需要的情況下進(jìn)行專業(yè)的工作。 2020 年 Strategy Analytics 手機(jī)元器件技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)曾發(fā)布報(bào)告指出 :從 2020 年到 2017 年手機(jī)的平均充電間歇時(shí)間將每年遞減 %， 主要因?yàn)樯暇W(wǎng) ,導(dǎo)航 ,社交應(yīng)用等功 能在22 手機(jī)的普及率不斷上升。當(dāng)它的屏幕小于 4 英寸時(shí) ,看視頻、看網(wǎng)頁、寫郵件等都給使用者帶來不便 ,也浪費(fèi)了高速網(wǎng)絡(luò)帶來的大量信息。 ,通常其重量不超過 500 克。 物聯(lián)網(wǎng)移動(dòng)終端特點(diǎn) 物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展將使移動(dòng)的終端成為主要的終端存在形式 ,因?yàn)橐苿?dòng)物聯(lián)網(wǎng) 基于移動(dòng)的互聯(lián)思路 :任何地方、任何時(shí)間 ,處于任何狀態(tài)。在擴(kuò)充功能部分上 ,目前互聯(lián)網(wǎng)上有許多的軟件可以加強(qiáng) PDA 的使用性能 ,使用者可以視需求上網(wǎng)下載 ,當(dāng)成家庭萬用遙控器 ,用來遙控家電等。傳統(tǒng)的 PDA 產(chǎn)品是早期的智能終端的典型代表。它們具備的基本功能特征 :物體信息采集 ,無線通信 ,人機(jī)界面。數(shù)據(jù)采集感知層的終端功能簡(jiǎn)單 ,例如中國移動(dòng)推出的 TD－ SCDMA 物聯(lián)網(wǎng)模塊 ,功能僅限于數(shù)據(jù)采集與傳輸。 21 物聯(lián)網(wǎng) 終端行業(yè)發(fā)展分析 物聯(lián)網(wǎng)終端分類 ,但是由于移動(dòng)設(shè)備也可以放在固定位置使用 ,因此后面的討論將基于移動(dòng)式終端進(jìn)行。 (3)配送中心管理 在貨品包裝箱外加貼 RFID 標(biāo)簽，并在配送中心收貨處、倉庫入口 /出口處等地安裝固定 RFID 讀寫器，在搬運(yùn)設(shè)備上安裝移動(dòng) RFID 讀寫器，以及配合使用手持讀寫器，實(shí)現(xiàn)對(duì)配送中心貨物的出入庫管理。 (1)貨運(yùn)集裝箱追蹤與管理 實(shí)時(shí)記錄箱、貨、流信息，開關(guān)箱時(shí)間和地理位置信息，實(shí)現(xiàn)集裝箱物流信息的全程實(shí)時(shí)在線監(jiān)控。 （ 3） 提高物流市場(chǎng)流通效率，規(guī)范物流市場(chǎng)秩序 RFID 技術(shù)能夠快速、準(zhǔn)確地采集相關(guān)數(shù)據(jù)，保證企業(yè)及供應(yīng)鏈內(nèi)數(shù)據(jù)信息的及時(shí)性、可靠性、有效性和安全性，實(shí)現(xiàn)對(duì)各類數(shù)據(jù)信息的全程監(jiān)管，改善諸多領(lǐng)域（如糧食物流、應(yīng)急物流、食品安全）缺乏有效監(jiān)管的現(xiàn)狀。 （ 2） 促進(jìn)物流功能的整合 通過 RFID 技術(shù)整合物流系統(tǒng)的功能，提升原系統(tǒng)效率。 （ 1） 提高物流基礎(chǔ)設(shè)施的信息化和自動(dòng)化水平 通過將 RFID 標(biāo)簽放置在貨柜、集裝箱、車輛等物流基礎(chǔ)設(shè)施內(nèi)，在物流企業(yè)倉庫內(nèi)部、出入庫口、物流關(guān)卡等安裝 RFID 讀寫器，實(shí)現(xiàn)物品自動(dòng)化出入庫、盤點(diǎn)、交接環(huán)節(jié)中的 RFID 信息采集，達(dá)到對(duì)物品庫存的透明化管理。 智能物流 智能物流是將 RFID 技術(shù)、數(shù)據(jù)通信傳輸技術(shù)、控制技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)等應(yīng)用在物流配送系統(tǒng)中，幫助實(shí)現(xiàn)物品跟蹤與信息共享，提高物流企業(yè)的運(yùn)行效率，實(shí)現(xiàn)可視化供應(yīng)鏈管理，提升物流信息化程度。智能交通系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)將表現(xiàn)為綜合化、社會(huì)化的發(fā)展模式。 該系統(tǒng)包括： 緊急告警與人員安全 、 應(yīng)急車輛管理 、 危險(xiǎn)品應(yīng)急處理 、 應(yīng)急響應(yīng)和疏散 。智能交通是一個(gè)綜合性體系，包含的子系統(tǒng)分為以下幾個(gè)方面： 該系統(tǒng)包括： 指揮控制 件管理系統(tǒng) 該系統(tǒng)包括： 公共交通 該系統(tǒng)通過電子卡或 RFID 電子標(biāo)簽由計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)收費(fèi)，大大提高車輛通行能力，降低收費(fèi)口擁堵風(fēng)險(xiǎn)。 通過上面幾個(gè)部分，環(huán)境監(jiān)測(cè)物聯(lián)網(wǎng)就可以實(shí)現(xiàn)協(xié)同環(huán)境信息，進(jìn)行態(tài)勢(shì)分析，并預(yù)測(cè)發(fā)展趨勢(shì)。 18 ： 該層的主要功能是通過大型的中心計(jì)算平臺(tái)（如高性能并行計(jì)算平臺(tái)等），對(duì)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的環(huán)境監(jiān)測(cè)獲取的海量信息進(jìn)行實(shí)時(shí)的管理和控制，并為上層應(yīng)用提供一個(gè)良好的用戶接口。 ： 該層的主要功能是通過現(xiàn)有的公用通信網(wǎng)（始有線 Inter 網(wǎng)絡(luò)、WLAN 網(wǎng)絡(luò)、 GSM 網(wǎng)、 TDSCDMA 網(wǎng) ） 、衛(wèi)星網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施，將來自感知層的信息傳送到互聯(lián)網(wǎng)中。一般來講，環(huán)境監(jiān)測(cè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括下面幾個(gè)部分： ： 該層的主要功能是通過傳感器節(jié)點(diǎn)等感知設(shè)備，獲取環(huán)境監(jiān)測(cè)的信息，如溫度、 濕度、光照度等。 雖然目前物聯(lián)網(wǎng)處在零散應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)啟動(dòng)期 ,但是應(yīng)用己經(jīng)較為廣泛 ,目前己經(jīng)較為成熟的應(yīng)用包括環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、物流信息化系統(tǒng)、智能交通 、 食品溯源、系統(tǒng)及基礎(chǔ)設(shè)施安全系統(tǒng)等。人機(jī)交互提供了人與物理世界的互動(dòng)接口。預(yù)測(cè)模型和內(nèi)容服務(wù)等基于物聯(lián)網(wǎng)提供的對(duì)物理世界精確、全面的信息，可以對(duì)物理世界的規(guī)律（如洪水、地震）進(jìn)行更加深入的認(rèn)識(shí)和掌握，以做出準(zhǔn)確的預(yù)警，以及應(yīng)急聯(lián)動(dòng)管理。 本章 小結(jié) 目前，物聯(lián)網(wǎng)的定義和架構(gòu)還沒有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，本章節(jié)首先通過介紹物聯(lián)網(wǎng)的定義、特點(diǎn)以及與傳感網(wǎng)泛在網(wǎng)的比較全面闡述了物聯(lián)網(wǎng)的概念，然后介紹了當(dāng)前被業(yè)界普遍認(rèn)同的物聯(lián)網(wǎng)的三層體系結(jié)構(gòu)，并分別介紹了物聯(lián)網(wǎng)三層結(jié)構(gòu)中各自的關(guān)鍵技術(shù)。人工智能技術(shù)研究領(lǐng)域主要包括自然語言理解、數(shù)據(jù)庫的智能檢索、專家系統(tǒng)、機(jī)器人、語言識(shí)別、圖像識(shí)別等。 2．人工智能技術(shù) 2020 年 IBM 公司提出的“智慧地球”概念，得到了世界各國的普遍認(rèn)可，這里“智慧地球”即指物聯(lián)網(wǎng)，而要實(shí)現(xiàn)智慧物聯(lián)網(wǎng)，那么物聯(lián)網(wǎng)中數(shù)據(jù)的處理自然少不了人工智能技術(shù)。它主要是用來屏蔽網(wǎng)絡(luò)硬件平臺(tái)的差異性以及操作系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的異構(gòu)性，是應(yīng)用軟件能夠比較平滑的運(yùn)行于不同的平臺(tái)之上。實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)與云計(jì)算的融合是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢(shì)。 云計(jì)算技術(shù)提供了一種高效的計(jì)算模式，它可以將數(shù)據(jù)集中起來，有云中心提供集中服務(wù)，解決了傳統(tǒng)計(jì) 算機(jī)系統(tǒng)零散計(jì)算帶來的低效率問題，它旨在將數(shù)據(jù)資源聚集、優(yōu)化、動(dòng)態(tài)分配，從而節(jié)約信息化成本、降低功耗、提高信息處理效率，能夠大大提高海量數(shù)據(jù)的處理效率。它融合了網(wǎng)格計(jì)算、分布式計(jì)算、并行計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)、虛擬化等傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，它15 將計(jì)算 任務(wù)分布在大量的分布式計(jì)算機(jī)資源池中使企業(yè)用戶或者大眾用戶根據(jù)需求獲取計(jì)算力、存儲(chǔ)空間以及各種軟件服務(wù)。 除了以上特性，無線傳感網(wǎng)還具有低成本、布設(shè)靈活、實(shí)時(shí)采集等特點(diǎn)，這些特點(diǎn)使得她成為物聯(lián)網(wǎng)不可或缺的支撐技術(shù)。 （ 4）無線傳感網(wǎng)是一種自組織網(wǎng)絡(luò)。 由于節(jié)點(diǎn)數(shù)量龐大而且是處于無人監(jiān)守狀態(tài)，甚至有的節(jié)點(diǎn)是位于危險(xiǎn)的環(huán)境中，節(jié)點(diǎn)自身攜帶的電池能量有限，耗盡之后可能不能更換，這就使得各個(gè)節(jié)點(diǎn)的計(jì)算能力不能太大以減小功耗，維持節(jié)點(diǎn)的使用壽命。 無線傳感網(wǎng)中的節(jié)點(diǎn)數(shù)量能夠達(dá)到成千上萬，大量節(jié)點(diǎn)的 部署，一方面增強(qiáng)了檢測(cè)覆蓋面，減少了盲區(qū)，另一方面也提高了檢測(cè)的精度。無線傳感網(wǎng)中的用戶只關(guān)心獲取到的數(shù)據(jù)，而不關(guān)心數(shù)據(jù)具體是來自于哪個(gè)節(jié)點(diǎn)。 無線傳感網(wǎng)作為一種集成了感知、控制盒無線通信的新型的無線網(wǎng)絡(luò)，與傳統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)相比，具有以下特點(diǎn)： （ 1）以數(shù)據(jù)為中心。 典型的傳感網(wǎng)絡(luò)一般由傳感器節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)、傳輸網(wǎng)絡(luò)和遠(yuǎn)程監(jiān)控中心四部分構(gòu)成。 2．無線傳感網(wǎng) 無線傳感網(wǎng)是由大量具有通訊和計(jì)算能力、低成本、小體積的傳感器節(jié)點(diǎn)隨14 機(jī)部署在無人值守的監(jiān)控領(lǐng)域而構(gòu)成的能夠自主完成指定任務(wù)的智能網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。 物聯(lián)網(wǎng)中，各節(jié)點(diǎn)都要通過無線或者有線技術(shù)連接起來進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，從網(wǎng) 絡(luò)覆蓋范圍、建設(shè)成本、移動(dòng)終端等方面考慮，移動(dòng)通信技術(shù)必然是物聯(lián)網(wǎng)重要的信息傳輸載體。移動(dòng)臺(tái)就是用戶的移動(dòng)設(shè)備，最典型的移動(dòng)臺(tái)就是我們使用的手機(jī)、車載電臺(tái)等等。 移動(dòng)通信系統(tǒng)一般是由移動(dòng)交換系統(tǒng)（ MSS）、基站控制器（ BSC）、基站（ BS）和移動(dòng)臺(tái)（ MS）構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)圖如下圖所示： 圖 24 移動(dòng)通信系統(tǒng)基本組成 其中，移動(dòng)交換系統(tǒng)是移動(dòng)通信系統(tǒng)的控制交換中心，具有有線通信網(wǎng)的接 口，負(fù)責(zé)所有網(wǎng)絡(luò)管理功能，比如呼叫續(xù)接、計(jì)費(fèi)、維護(hù)等等。 網(wǎng)絡(luò)層關(guān)鍵技術(shù) 1．移動(dòng)通信技術(shù) 移動(dòng)通信指的是處于移動(dòng)狀態(tài)的對(duì)象之間的通信。 近來， RFID 系統(tǒng)已經(jīng)吸引了來自工業(yè)、科研、媒體等領(lǐng)域的廣泛關(guān)注，它被應(yīng)用于供應(yīng)鏈管理，物流，倉儲(chǔ)追蹤，醫(yī)療，交通，身份識(shí)別，樓宇門禁等領(lǐng)域。 3． RFID 技術(shù) RFID（ Radio Freqency Identification），即射頻識(shí)別技術(shù)，是自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的一種，它通過無線射頻方式進(jìn)行非接觸雙向數(shù)據(jù)通信，對(duì)目標(biāo)實(shí)體加以識(shí)別并獲取相關(guān)數(shù)據(jù) [5]。 ZigBee 技術(shù)具有數(shù)據(jù)傳輸速率低、低功耗、低成本、網(wǎng)絡(luò)容量大、時(shí)延短、安全、工作頻段靈活等特點(diǎn)。 ZigBee 聯(lián)盟是于 2020 年 8 月成立的，該聯(lián)盟增強(qiáng)了 標(biāo)準(zhǔn)，在標(biāo)準(zhǔn)中加入了安全網(wǎng)絡(luò)層的定義，并且對(duì) API12 （ Application Programming Interface,應(yīng)用程序編程接口）也進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化定義。傳感器的發(fā)展將直接影響著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展及應(yīng)用。 目前，傳感器技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于軍事、航空航天、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、日常生活等各個(gè)領(lǐng)域中，比如日常生活中常見的自動(dòng)門便是應(yīng)用了傳感器技術(shù)；數(shù)碼相機(jī)中則是應(yīng)用到了光敏傳感器來捕獲圖像；還有煙霧報(bào)警器、水位報(bào)警、濕度報(bào)警等等。它的工作原理就是將測(cè)量到的數(shù)據(jù)（如：熱度、密度、速度、流量等參數(shù)）通過敏感元 件及轉(zhuǎn)換元件轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。本節(jié)將從物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)的角度分別介紹感知層、網(wǎng)絡(luò)層及應(yīng)用層的關(guān)鍵技術(shù)，由于物聯(lián)網(wǎng)中涉及的技術(shù)眾多，受篇幅的限制本節(jié)將主要介紹影響物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的主要技術(shù)。根據(jù)不同領(lǐng)域不同的需求，提供不同的應(yīng)用服務(wù)，其中包括物流監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)控、智能家居、智能交通、數(shù)字農(nóng)業(yè)等方面。 由于物聯(lián)網(wǎng)中需 要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量要比傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)量大得多，所11 以僅僅依靠依靠現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)技術(shù)還不足以滿足物聯(lián)網(wǎng)的需求，要想實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)中數(shù)據(jù)的可靠傳輸，還需要對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行融合、擴(kuò)展、優(yōu)化。它處在物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)的最底層，是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的基礎(chǔ)，起著重要的作用，正是感知層解決了人與物，物與物之間數(shù)據(jù)信息獲取的問題，例如各種物理量、標(biāo)識(shí)、音視頻多媒體數(shù)據(jù)等，由此可見，感知層對(duì)物聯(lián)網(wǎng)全面感知特性起著核心的作用。 目前，世界上比較認(rèn)同的一種結(jié)構(gòu)是由感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層三層結(jié)構(gòu)組成的。 3． 智能處理： 物聯(lián)網(wǎng)不只是各種感知設(shè)備的相互連接感知，物聯(lián)網(wǎng)還運(yùn)用了各種智能計(jì)算技術(shù)，如云計(jì)算、模式識(shí)別等，它將各種感知技術(shù)與智能處理技術(shù)相結(jié)合，能夠?qū)Ａ康臄?shù)據(jù)信息進(jìn)行分析加工，以獲取有用的數(shù)據(jù)來適應(yīng)不同的需求，實(shí)現(xiàn)智能化的決策和控制。 2． 可靠傳遞： 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)通過各種有線或者無線接入技術(shù)，將人或物品接入到互 聯(lián)網(wǎng)中，將相關(guān)信息數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地傳遞出去，使得在物聯(lián)網(wǎng)中可以隨時(shí)隨地的進(jìn)行信息共享和交互。如圖 所示，為 標(biāo)準(zhǔn)草案中定義的泛在網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，草案中將泛在網(wǎng)分為了四個(gè)層次：傳感網(wǎng)絡(luò)層、接入網(wǎng)層、中間件層、應(yīng)用層： 圖 21 標(biāo)準(zhǔn)草案中泛在傳感器網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 基于以上所述可以知道，傳感網(wǎng)只是物聯(lián)網(wǎng)中的一部分而泛在網(wǎng)則包含著物聯(lián)網(wǎng)，泛在網(wǎng)可以說是物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的終極目標(biāo)，他們?nèi)咧g的關(guān)系可以由下圖 22 表示出來 ： 9 圖 22 傳感網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、泛在網(wǎng)之間的關(guān)系 物聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn) 物聯(lián)網(wǎng)是當(dāng)前信息技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向，實(shí)現(xiàn)物與物，人與物之間的通信是它區(qū)別于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的主要特點(diǎn)，也是物聯(lián)網(wǎng)的核心?！? 簡(jiǎn)單來說，泛在網(wǎng)就是無處不在的網(wǎng)絡(luò)，它的涵蓋范圍非常廣，電信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、下一代網(wǎng)絡(luò)以及一些專用網(wǎng)絡(luò)都包含在泛在網(wǎng)中，它還涵蓋了寬帶接入技術(shù)，如寬帶無線移動(dòng)通信技術(shù)、光纖接入等，此外，傳感器網(wǎng)絡(luò)和 RFID 等近距離通信技術(shù)也是屬于泛在網(wǎng)絡(luò)范圍之內(nèi)的。 傳感節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集處理能力以及自組織通訊能力使得它們能夠完成復(fù)雜的檢 測(cè)任務(wù)，但是傳感節(jié)點(diǎn)只能感知到信號(hào)，還不能像物聯(lián)網(wǎng)一樣能實(shí)現(xiàn)物品的標(biāo)識(shí)，此外，傳感網(wǎng)只能在小范圍內(nèi)進(jìn)行信號(hào)采集和數(shù)據(jù)傳遞，也達(dá)不到物聯(lián)網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)的物與物之間的連接通信。顧名思義，傳感器節(jié)點(diǎn)是必然是包含傳感器，此外，它還可能包含能夠處理數(shù)據(jù)以及能夠聯(lián)網(wǎng)的執(zhí)行 元件。 物聯(lián)網(wǎng)與傳感網(wǎng)、泛在網(wǎng)之間的關(guān)系 在不同版本的物聯(lián)網(wǎng)的定義中不乏有將物聯(lián)網(wǎng)與傳感網(wǎng)混為一談的，這些定義中直接聲明物聯(lián)網(wǎng)就是傳感網(wǎng)，其實(shí)，物聯(lián)網(wǎng)的概念要比傳感網(wǎng)寬泛的多。 物聯(lián)網(wǎng)的定義有很多， 2020 年 3 月，我國政府工作報(bào)告 [1]的注釋中給出的定義是：“通過 RFID、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描儀等信息傳感設(shè)備，按照約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來 ，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。 7 第二章 物聯(lián)網(wǎng) 關(guān)鍵 技術(shù) 自 2020 年，溫家寶總理在無錫發(fā)表講話鼓勵(lì)發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、建立中國的“感知中心”以來，物聯(lián)網(wǎng)引起了社會(huì)各界的關(guān)注，目前，物聯(lián)網(wǎng)已被正式列為國家重點(diǎn)發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一，國內(nèi)多所高校也相繼設(shè)立了物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專業(yè)。 對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的基本概念、特點(diǎn)、體系架構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)介紹，并對(duì)當(dāng)前與物聯(lián)網(wǎng)的概念比較容易混淆的兩個(gè)概念傳感網(wǎng)、泛在網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行了比較分析，使物聯(lián)網(wǎng)的概念更加明確。 本章介紹選題的背景、問題的提出、研究意義、研究