物联网关键技术的研究及应用.doc

1、物联网关键技术的研究及应用摘要：随着美国把物联网提升到国家战略的高度以及我国提出在无锡建立感知中心，物联网成为金融危机之后全世界都密切关注的下一代科学技术。物联网被认为是继计算机，互联网与移动通信之后的第三次产业浪潮，其中要性以及对其研究的意义可见一般，本文就是在这样的一个背景下完成的。本文开始的时候介绍了物联网的一般概念，及物联网是利用传感网络实现物物之间，物与人之间的信息互联。接下来我们介绍了物联网的发展情况及由于金融危机的推动，物联网热潮的兴起。然后我们讨论了物联网的组成，物联网分为三层，感知层，传输层，应用层。最后我们从现在物联网的应用出发，进一步分析了物联网。现在物联网主要应用的领域

2、如电力物联，智能交通及物流管理，物联医疗等。关键词：物联网 传感网络 物联网关键技术 物联网应用 物联网（internet of things，简称 IOT）是继计算机，互联网与移动通信的又一信息产业浪潮，它对促进互联网的发展，带动人类的进步发挥着重要作用，并将成为未来经济发展的新增长点. 物联网的概念早在 1999 年便提出，不同的产业集团对其定义不同，目前物联网的定义多达 70 多个。比较公认的定义为：“通过射频识别（RFID） 、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种

3、网络。 物联网和互联网之间又是什么关系呢？实际上，物联网的概念来自于对互联网的类比，根据物联网与互联网的关系分类，不同的专家学者对物联网给出了各自的定义，归纳下来有如下 4 种类型。 （1）物联网是传感网，不接入互联网。有的专家认为，物联网就是传感网，只是给人们生活的环境中的物体安装传感器，这些传感器可以更好的帮助我们认识环境，这个传感器网不接入互联网络，例如上海浦东机场的传感器网络，其本身并不接入互联网，却号称是中国第一个物联网。物联网与互联网的关系是相对独立的两张网； （2）物联网是互联网的一部分。物联网并不是一张全新的网，实际上早就存在了，它是互联网发展的自然延伸和扩张，是互联网的一部分

4、。互联网是可包容一切的网络，将会有更多的物品加入到这张网中。即物联网包含于互联网之中； （3）物联网是互联网的补充网络。我们通常所说的互联网是指人与人之间通过计算机结成的全球性的网络，服务于人与人之间的信息交换。而物联网的主体是各种各样的物品，通过物品间传递信息从而达到最终服务于人的目的，两张网的主体是不同的，所以，物联网是互联网的扩展和补充，物联网与互联网是相对平等的两张网，互联网好比是人类信息交换的动脉，物联网就是毛细血管，两者互连通，是互联网的有益补充； （4）物联网是未来的互联网。从宏观的概念上讲，未来的物联网将使人置身于无所不在的网络之中，在不知不觉中，人可以随时随地与周围的人或物进

5、行信息的交换，这时，物联网也就等同于泛在网络，或者说未来的互联网。物联网、泛在网络、未来的互联网，他们的名字虽然不同，但表达的都是同一个愿景，那就是人类可以随时、随地、使用任何网络、联系任何人或物，达到信息交换的自由。 四种概念的界定从不同角度表达了物联网与互联网的关系，虽说各有包容关系，但我认为不管是互联网包括物联网还是物联网是互联网的下一代的网络，都清楚的表明一个事实：那就是随着物联网的到来，事物的信息采集智能处理和传递都将迈向一个崭新的时代，我们人类的生活将在物联网的帮助下越来越轻松方便。 现在在国际上还没有一个统一的物联网标准，所以对于物联网的组成也没有一个一致的定义。不过我们从物联网

6、的定义大致可以看出物联网一般由感知层，网络层，应用层组成。 感知层是物联网的基础，它包括信息的采集，捕获和识别。在感知层，通过多个传感器，数据处理单元和通信单元组成的节点自组织成一个网络，称为传感网。作为物联网信息的来源，处理好感知层的问题是物联网获得更好发展的必备条件。目前感知层的技术主要包括 RFID 技术，MEMS 技术，GPS 技术，自组织网络技术，短距离通信技术等。其中RFID（Radio Frequency Identification，简称 RFID）技术是通过无线电信号识别特定目标并读写相关数据的无线通讯技术，目前我国的二代身份证，城市交通一卡通，上海世博会上的电子门票都是采用

7、的 RFID 技术，它是物联网的关键技术之一，后面我们将对这一技术做更详细的介绍。 网络层是物联网的信息传输和处理层，它包括通信与互联网的融合网络、网络管理中心、信息中心和智能处理中心等。信息由感知层获取后，网络层解决其在整个网络中的长距离传输问题。网络层借助于现今已经存在的各种网络，比如移动通信网、国际互联网、企业内部网、各类专网、小型局域网等网络传输。网络层的关键技术有长距离有线和无线通信技术、网络技术等。这些技术已经发展得比较成熟，以后要解决的是在物联网时期大量增加的数据流量和安全问题。 应用层就是基于物联网技术开发各类应用解决方案，将物联网的优势与行业的生产经营、信息化管理、组织调度结

8、合起来，形成各类的物联网解决方案，构建智能化的行业应用。目前基于物联网的应用还很局限，主要是在政府的主导下在一些行业里进行了推进。比如智能电网，智能交通，环境监测以及医疗卫生方面。应用层是物联网最终目的，良好的应用决定了物联网的健康快速发展，这需要的不仅仅是政府的努力，更多的还要厂商积极拓展市场，培育新的物联网应用。 物联网是信息化应用的新模式，通过射频识别、全球定位系统等信息传感设备，进行信息交换和通讯，实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。物联网用途广泛，遍及智能交通、环境保护等多个领域，是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一信息产业浪潮。所以说物联网的发展对于全世界来说具有重大意义，

9、物联网产业发展的好坏直接关系到各个国家在未来竞争中的地位。 根据物联网的组成，我们可以看到物联网的产业链具体可以说是以传感感知、传输通信、运算处理为基础，形成若干个面向最终用户的应用解决方案。 对于处在复兴道路中的中国来说，物联网产业的发展无疑是一个不容错过的机会，我们国家自身具有庞大的物联网市场，这一市场足以带动我国经济经历一次腾飞。 “从现在起到 2020 年的 10 年里，中国物联网产业将经历应用创新、技术创新、服务创新三个关键的发展阶段，成长为一个超过 5 万亿规模的巨大产业。 ”（ 摘自物联网产业发展研究（2010） ） 物联网最近才成为热门话题和研究热点，这其中有我们社会存在的问题

10、，任何技术的推动都需要社会的需求。当然在逐渐了解物联网之后我们也认识到物联网要正真实现所面临的问题，例如传感网络安全问题，智能技术以及各国物联网战略的平衡问题，这些问题不是一天可以解决的，它们的解决也不是某一个国家或者组织可以完成的，它必须在所有国家积极合作的情况下，通过大家的智慧来集体解决。我相信合作才能创造物联网的美好未来。 在接下来的时间里，我们应该集合各方面的力量，解决物联网面临的各种问题，把物联网带入人们的日常生活中。提供好的物联网应用，让人们感受到物联网给我们生活带来的方便，一步一步，拉近老百姓与物联网之间的距离，创造新的产业增长点，为世界经济注入一剂强心剂。因为在每一次的危机中正是新技术给我们带来了新一轮的繁荣。在未来的几年时间里我们应该能够看到物联网关键技术有重大突破，物联网的示范性应用领域成熟起来并逐渐扩展向其他领域，大量厂商将加入到物联网的产业链当中来，物联网还会提供大量的创业机会，在它们的努力下物联网将走进各种家电等人们日常的电器以及监控人们的健康中来，从此我们的生活逐步走进职能时代。