引言
物聯(lián)網的概念首先是由麻省理工學院(MIT)的自動識別實驗室在1999年提出的,在2005年突尼斯舉行的信息社會世界峰會上,1TU發(fā)布的報告系統(tǒng)介紹了意大利、日本、韓國與新加坡的題案,并提出了“物聯(lián)網時代物聯(lián)網是在互聯(lián)網的基礎上, 利用射頻標簽與無線傳感器網絡技術,構建一個覆蓋全世界上所有人與物的網絡信息系統(tǒng)。人與人之間的信息交互和共享是互聯(lián)網的最基本功能,而在物聯(lián)網上更強調的是人與物、物與物之間的自動交互和共享,它是實現物理世界與信息世界的無縫連接。連接到物聯(lián)網上的物應該具有四個特征:地址 標識、感知能力、通信能力和可控能力。因此,物聯(lián)網需要三大關鍵技術來支持,這三個關鍵技術分別是:感知、傳輸、計算(1)。
1物聯(lián)網的三大關鍵技術
1. 1射頻技術-智能感知技術
射頻技術應用系統(tǒng)由RFID標簽、RF1D讀寫 器.RFID數據管理系統(tǒng)組成,它是真正能夠讓物品 “開口說話”的一種技術(1)。在“物聯(lián)網”的構想中,RFID標簽中存儲著規(guī)范而具有互用性的信息,通過無線數據通信網絡把它們自動采集到中央信息系統(tǒng),實現物品(商品)的識別,進而通過開放性的計算 機網絡實現信息交換和共享實現對物品的“透明”管理。圖1所示是RF1D系統(tǒng)的結構和工作原理。
目前RFID技術已經成功的應用于物流業(yè)、零售業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生、機場、交通、身份識別以及軍事領域。2006年,國家科技部等16部委發(fā)布了《中國射頻識別技術策略白皮書》,確立了“RFID技術與應 用”的重大項目。2009年6月20日由科技部聯(lián)合 25個部委,行業(yè)協(xié)會召開了“中國射頻識別技術與應用發(fā)展報告",提岀了RFID信息服務業(yè)和RFID 信息內容運營業(yè)的產業(yè)發(fā)展模式,提出了從工具型應用向資源型應用轉變的新思維。
1.2 無線傳感器網絡-通信傳輸技術
泛在化的感知能力是物聯(lián)網的重要特征,支持普適計算的關鍵技術是無線網絡。無線傳感器網絡是一種全新的信息獲取平臺,能夠實時監(jiān)測和釆集網絡分布區(qū)域內的各種檢測對象的信息,并將這些信息發(fā)送到網關節(jié)點,以實現在復雜的指定范圍內對目標進行檢測與跟蹤,具有快速展開、抗毀性強等特點,有著廣闊的應用前景。傳感器、感知對象和觀察者構成無線傳感網絡的三要素。如果說傳統(tǒng)的網絡強調的是端到端的數據傳輸和共享,中間的節(jié)點和路由器只是起到分組 轉發(fā)的功能,那么在無線網傳感器網絡中所有的節(jié)點除了參與數據轉發(fā)之外,還要對數據進行采集、處理、融合、存儲的功能(2)。目前,對傳感器網絡最主要的限制是節(jié)點攜帶的電能有限。在使用過程中,可能有部分節(jié)點因為環(huán)境因素或能量耗盡而失效,這樣就使得傳感器網絡中的節(jié)點數量動態(tài)變化,使得系統(tǒng)不穩(wěn)定。這就需要系統(tǒng)具有動態(tài)重構能力。
1. 3 計算機技術-物聯(lián)網的計算工具
1.3.1普適計算技術
普適計算的重要特征是無處不在與不可見,無處不在是指隨時隨地訪問信息的能力,不可見是指 在物理環(huán)境中提供多種傳感器設備,嵌入設備和移動設備使得可以在用戶不察覺的情況下進行計算、 通信、數據采集和提供各種服務。它的核心是以人 為本,而不是以計算機為本。普適計算強調的是把 計算嵌入到日常環(huán)境中去,讓計算從人們視線中"消失”(1)。
1.3.2 云計算技術
云計算是支撐物聯(lián)網的重要計算環(huán)境之一。它是分布式處理、并行處理和網格計算的發(fā)展,或者說是這些計算機科學概念的商業(yè)實現。云計算的基本原理是通過使計算分布在大量的分布式計算機上,而非本地計算機或遠程服務器中,企業(yè)數據中心的運行將更與互聯(lián)網相似(3)。這使得企業(yè)能夠將資源切換到需要的應用上,根據需求訪問計算機和存儲系統(tǒng)。
物聯(lián)網智慧的感知中國與世界的目的給計算機 領域的數據自動采集、可靠傳輸與智能處理技術的研究提出了重大的課題。高性能計算機為物聯(lián)網應 用提供了重要的計算工具.普適計算的“環(huán)境智 能化”研究為物聯(lián)網技術奠定了重要的理論基礎,云 計算為物聯(lián)網應用的推廣創(chuàng)造有效的商業(yè)模式。
2物聯(lián)網的典型應用
日本的一幢大樓里安裝了兩萬個連網的溫控傳感器,大樓里面不同房間在不同時間所要求的溫度不同,利用傳感器測量房間的溫度,控制系統(tǒng)按照需要的溫度對空調進行智能調節(jié)。通過實驗,這項技術節(jié)約的電量可達到29.4%。
過去人們一直是將物理世界的社會基礎設施(高速公路、機場、電站)與信息基礎設施(互聯(lián)網、信息庫、數據采集)分開規(guī)劃,而物聯(lián)網的概念是將人、物品、網絡、信息統(tǒng)一在一個基礎設施上,通過將現實的物理世界與信息世界融合,利用信息技術提高物理世界的資源利用率、節(jié)能減排,達到改善生活的目的。
3結語
本文介紹了推動物聯(lián)網發(fā)展的主要技術,并分析了各項技術的發(fā)展狀況和未來趨勢。
物聯(lián)網無疑是2010年最熱議的話題。它被譽為“第三次信息技術革命”;被預言擁有萬億級市場應用前景,已被世界各國作為應對金融危機、振興經濟的重點領域。在中國,物聯(lián)網體系逐漸成形。無錫市國家傳感網創(chuàng)新示范區(qū)(中國傳感信息中心)正式獲得國家批準。無錫市物聯(lián)網產業(yè)的目標是2015年達到2500億元左右產值規(guī)模。