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文档简介
1、物联网技术 很多人们都很羡慕智能家居生活,但是因为住的是老房子,很多布线没有考虑,所以不知道该如何实现这种智能生活。其实我们今天要谈到的另外一种智能家居技术家庭无线射频技术,应该就是专为已装修完成但未预先布线的房屋准备的。 无线射频技术 无线射频技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线通信技术。这种技术的优点是部分产品无需重新布线,利用点对点的射频技术,实现对家电和灯光的控制,安装设置都比较方便,主要应用于实现对某些特定电器或灯光的控制,成本适中。这类系统功能比较弱,控制方式比较单一,且易受周围无线设备环境特别是同频及阻碍物干扰和屏蔽;较适用于新装修户和已装修户。 这也就是
2、我们家庭网络中所提到的有线网络和无线网络的区别。无线网络技术在没有布线的情况下也可以搭建家庭局域网。而无线射频技术也就是通过高频的无线频率(315或433.92 MHz)点对点传输,实现灯光、窗帘、家电等的遥控功能。这类技术对于已经装修好了的用户非常适用,无须预先布线,不会破坏原有家居的美观。0O_8tT,V&jQI 使用基于无线射频技术的产品,就可以将家里所有的电器串成一个网络,我们这里称它为智能家居无线网络,在这个网络中,我们可以随意遥控,让每个冷冰冰的电器都听命于我们。家里的电器设备很多,灯光、冰箱、空调、电脑、家庭影院有些属于本身就带有遥控能力的,比如空调、电视机有些是不具备遥控功能的
3、,比如热水器、微波炉、电饭煲、冰箱而不同的遥控设备又带有不同的遥控器,相互间又不能通用,于是家里光遥控器就有四五个。那么如何遥控不具备遥控功能的设备?以及如何让一个遥控器实现多个遥控器的功能呢?从上面的介绍我们知道,基于无线射频技术的产品是能帮我们解决这些问题的,但他们是如何实现的呢?智能家居无线网络主要包括了一个家庭网关以及若干个无线通讯子节点。在家庭网关上有一个无线发射模块,每个子节点上都接有一个无线网络接收模块,通过这些无线网络收发模块,数据就在网关和子节点之间进行传送。 1.家庭网关 家庭智能网关就是家庭的一个智能化控制中心,带有嵌入式处理器和Arm linux操作系统;具有可触摸的T
4、FT液晶显示屏(510英寸);有14路报警点输入和2路报警控制输出,发生警情时可通过网络或电话报警;通过网关上的无线射频模块与网络中各子节点进行通讯,实现家电控制;内置了Web server,通过Web方式实现家电的远程控制。同时家庭网关还具有留影、留言、MP3MP4播放功能,可方便主人进行温馨留言等。 2.无线射频无线通讯子节点在不同的控制系统中,无线通讯子节点具有不同的功能: 照明控制,通过无线遥控开关节点实现对灯光开关和调光的功能; 电源控制,通过无线遥控插座实现对电器的电源进行远程控制; 窗帘控制,通过无线窗帘控制器对电动窗帘电机进行远程控制; 家电控制,通过无线红外转发模块对红外遥控
5、家电进行远程控制; 继电器输出控制,实现电动门窗、煤气阀门等I/O控制。 普通家用或商用接收器,通常使用红外线(IF),信号收发要求直线路径,容易受外物遮挡。使用无线射频技术,信号收发不受外物遮挡,凡在系统覆盖范围内,不论任何方位或角度,接收皆准确可靠。此外,信号根据使用地区的不同,由315或434MHz无线频率传输,穿墙越壁,不受任何外物遮挡。系统在开放环境中,覆盖范围可达100米。加上无线射频耗电量低,覆盖面广,无论走到任何角落,操控都是最方便可靠、自由舒心的。 AKP4 以一所200平方米的住宅为例,室内长约30多米,因此以100米的覆盖范围计算,用户无论走到哪里,各个开关都可接收遥控器
6、的指令,灯光总能配合您的步伐。每个遥控器、开关或调光开关皆装有无线射频发送器或接收器,因此遥控器可直接向各开关发出指令,控制预设的灯光场合,而不需接通任何电线。但是室内30m的遥控距离已经是无线射频技术的最大极限了,如果超过了这个距离,无线信号易受同频干扰,且信号减弱,这也是无线射频技术最大的一个缺陷。 无线射频控制方案 1. 灯光控制 无线射频灯光控制系统由智能面板开关和调光器组成,调光器用以发送和接收命令信号,命令通过无线电传播,而不是通过家庭的电源线路传输。每个面板开关都备有一个不同的遥控识别代码。这些代码利用19位识别技术,使接收器能准确辨别每个指令。即使邻居同时使用,也绝对不会因其遥
7、控器干扰而发生传输错误。调光开关同样内置RF无线射频发射器,能独立于遥控器或移动开关之外,控制落地灯或桌灯的开关或随意调节灯光亮度。调光开关的背面还配有夹子,可自由地夹在电线或其他显眼处,不易遗失,灵活自在。减少干扰,传送或接收指令更加准确无误。2. 无线智能能插座无无线智能插座座系列主要通通过无线射频频技术实现对对非遥控电器器(如热水器器、电风扇等等)的电源遥遥控,不仅为为这些电器增增加了无线遥遥控的功能,而而且还最大限限度地节约能能源,保障安安全。 3. 情景遥控控模式 情景模式就就是一种可以以通过预先设设置,并可以以还原的一种种特定的灯光光环境。它通通过锁定某个个灯的开关以以及灯光的明明
8、暗程度来达达到某种特定定的灯光环境境。比如:离离家或睡觉时时灯光的全闭闭、起夜环境境、娱乐环境境等。情景遥遥控器不仅可可以单独控制制某个开关和和插座,还可可以对家中的的整个照明环环境进行场景景控制。 4. 信息家家电控制 信息家电电控制是一个个整合了红外外控制和无线线控制的多功功能遥控系统统。它可以控控制多达五种种红外设备(如:电视机机、空调、DDVD、功放放、窗帘等)和开关、插插座等无线设设备。信息家家电控制系统统主要由信息息家电控制器器和各种智能能遥控开关组组成。信息家家电控制器可可以把普通红红外电器的遥遥控器的编码码通过学习的的方式转存下下来从而替代代原有的家电电遥控器。同同时它本身还还
9、是无线遥控控器,可以发发射433.92MHzz频率的控制制信号,所以以它可以控制制这个频段的的智能开关、智智能插座以及及无线红外转转发器等。空调调的红外编码码和其他家电电的红外编码码有很大区别别,空调遥控控器上每一个个按键所对应应的红外编码码不是固定的的。比如按下下温度增加或或减少的按键键,它并不是是简单地发送送一个固定的的温度增加或或减少的红外外编码,而是是向空调发送送一个当前工工作状态的编编码(这个编编码包含空调调当前是多少少度?是制冷冷还是制热?风速是多少少?风向是什什么角度?)。所以信息息家电遥控器器不能只是简简单地学习空空调遥控器上上的几个按键键来实现对空空调的完全控控制。用户只只能
10、通过学习习空调比较常常用的工作状状态来达到控控制空调的目目的。 5. 电话远程程控制 电话远程控控制系统主要要是实现通过过拨打电话来来控制家中的的红外电器(主要是空调调)和无线开开关、插座。可可以通过接在在电话控制器器上的电话机机直接进行设设置,也可以以通过打电话话进入设置;通过电话控控制器可以控控制客厅、书书房和卧室等等房间的灯光光、插座和空空调。EPC与物联网网以简简单RFIDD系统为基础础,结合已有有的网络技术术、数据库技技术、中间件件技术等,构构筑一个由大大量联网的阅阅读器和无数数移动的标签签组成的,比比Interrnet更为为庞大的物联联网成为RFFID技术发发展的趋势。在在这个网络
11、中中,系统可以以自动的、实实时的对物体体进行识别、定定位、追踪、监监控并触发相相应事件。目前较为成型的的分布式网络络集成框架是是EPCgllobal提提出的EPCC网络。EPPC网络主要要是针对物流流领域,其目目的是增加供供应链的可视视性(vissibiliity)和可可控性(coontroll),使整个个物流领域能能够借助RFFID技术获获得更大的经经济效益。 EPC网络络的关键技术术包括: EPC编码码:长度为664位、966位和2566位的ID编编码,出于成成本的考虑现现在主要采用用64位和996位两种编编码。EPCC编码分为四四个字段,分分别为:头头部,标识编编码的版本号号,这样就可可
12、使电子产品品编码采用不不同的长度和和类型;产产品管理者,如如产品的生产产商;产品品所属的商品品类别;单单品的唯一编编号。 Savannt,介于阅阅读器与企业业应用之间的的中间件,为为企业应用提提供一系列计计算功能。它它首要任务是是减少从阅读读器传往企业业应用的数据据量,对阅读读器读取的标标签数据进行行过滤、汇集集、计算等操操作,同时SSavantt还提供与OONS、PMML服务器、其其他Savaant互操作作功能。对象名字服服务,类似于于域名服务器器DNS,OONS提供将将EPC编码码解析为一个个或一组URRLs的服务务,通过URRLs可获得得与EPC相相关产品的进进一步信息。信息服务,以PP
13、ML格式存存储产品相关关信息,可供供其他的应用用进行检索,并并以PML的的格式返回。存存储的信息可可分为两大类类,一类是与与时间相关的的历史事件记记录,如原始始的RFIDD阅读事件(记记录标签在什什么时间,被被哪个阅读器器阅读),高高层次的活动动记录如交易易事件(记录录交易涉及的的标签)等;另一类是产产品固有属性性信息,如产产品生产时间间、过期时间间、体积、颜颜色等。 物理标示示语言,PMML是在XMML的基础上上扩展而来,被被视为描述所所有自然物体体、过程和环环境的统一标标准。在EPPC网络中,所所有有关商品品的信息都以以物理标示语语言PML来来描述,是EEPC网络信信息存储和交交换的标准格
14、格式。奚国华:澄清物物联网概念 正名应叫传传感网9月20日消息息,工信部副副部长奚国华华今日在20009通信展展上时表示,传传感网和物联联网是两个名名字一个概念念,为方便交交流宣传,传传感网是官方方用名,物联联网可作为小小名使用。奚国华还透透露,传感器器网络标准工工作组已于上上周成立,统统筹规划传感感网的标准研研究,积极推推进标准化工工作,加快制制定符合我国国发展需求的的传感网技术术标准,建立立健全标准体体系,力争主主导制定传感感网国际标准准。 在在2009通通信展现场,奚奚国华今日分分别参观了中中国电信、中中国移动、中中国联通、TTD联盟、中中兴、华为等等展台,对通通信设备的节节能以及移动动
15、互联网的应应用表示了关关注。 中国传感网标准准工作组正式式成立工业和信信息化部副部部长奚国华111日宣布,中中国传感网标标准工作组正正式成立。奚奚国华表示,传传感网标准工工作组将聚集集国内传感网网主要技术力力量,制定国国家标准,积积极参与国际际标准提案工工作,促进国国内外传感网网业界同行的的交流和合作作,通过标准准为产业发展展奠定坚实基基础,提升中中国在传感网网领域的国际际竞争力。 工业和和信息化部副副部长奚国华华11日宣布布,中国传感感网标准工作作组正式成立立。 奚奚国华表示,传传感网标准工工作组将聚集集国内传感网网主要技术力力量,制定国国家标准,积积极参与国际际标准提案工工作,促进国国内外
16、传感网网业界同行的的交流和合作作,通过标准准为产业发展展奠定坚实基基础,提升中中国在传感网网领域的国际际竞争力。传感网是是指以对物理理世界感知为为目的,以信信息处理为主主要任务,以以网络为信息息交互载体,实实现物与物、物物与人之间的的信息交互,提提供感知信息息服务的智能能综合信息系系统。除传感感节点组成的的网络外,传传感网还能与与互联网、移移动通信网等等网络实现全全面融合。 中国科科学院上海微微系统与信息息技术研究所所副所长、中中国传感网标标准工作组组组长刘海涛在在工作组成立立大会上表示示,随着各国国“泛在网络络社会”计划划的推出,特特别是美国“智智慧地球”等等概念的提出出,传感网将将成为各国
17、综综合国力竞争争的重要因素素,成为衡量量一个国家科科技发展水平平的标志,并并引发国际信信息产业重新新洗牌的机遇遇。 刘刘海涛介绍说说,目前互联联网已成为国国家主要经济济支柱之一,由由于其连接的的是虚拟信息息空间,因此此只关系到人人与人之间的的信息互联。而而传感网因其其更大的产业业空间将会成成为国家的经经济命脉,由由于其连接的的是现实物理理世界,其规规模将会比互互联网更大。 Forrester等权威机构预测,到2020年,物物互联业务与现有人人互联业务之比将达到30比1,下一个万亿级的信息产业将是物物互联。中国从19999年开始始传感网研究究,但在资金金、政策、环环境等产业化化环节与国外外发达国
18、家存存在较大差距距,急需加强强各项措施的的配套和支持持,将技术优优势快速转化化为产业优势势。 温家宝指导导传感网发展展 力争主导导制定国际标标准9月14日消息息,据工信部部官网消息,“传传感器网络标标准工作组成成立大会暨感知中国高峰论坛”日日前在北京举举行。工业和和信息化部副副部长奚国华华、国家标准准化管理委员员会副主任方方向出席会议议并致辞,他他表示,温家家宝总理对传传感网的发展展非常重视,工工信部对此也也非常重视,希希望加快相关关标准体系的的建设,力争争主导制定传传感网国际标标准。 温家家宝指示要攻攻破核心技术术奚国华在致辞中中指出,今年年8月7日,温温家宝总理在在无锡考察传传感网产业发发
19、展时明确指指示,要早一一点谋划未来来,早一点攻攻破核心技术术,要依靠科科技和人才,占占领科技和经经济发展制高高点,保证我我国具有可持持续发展的能能力和可持续续的竞争力。要要认真贯彻落落实温总理的的重要指示精精神,深刻认认识发展传感感网的重要意意义,进一步步增强责任感感和紧迫感,集集中力量突破破核心技术,着着力提升自主主创新能力,扎扎实做好技术术研发、标准准制定、市场场培育、产业业发展等各项项工作,推动动传感网更好好地为产业可可持续发展服服务。奚奚国华希望标标准工作组密密切围绕产业业发展需求,统统筹规划传感感网的标准研研究,积极推推进标准化工工作,加快制制定符合我国国发展需求的的传感网技术术标准
20、,建立立健全标准体体系,力争主主导制定传感感网国际标准准。 奚奚国华表示,工工业和信息化化部将通过制制定科学的产产业政策、技技术政策和业业务政策,加加强对传感网网的产业指导导和政策引导导,努力为传传感网发展创创造良好的政政策和市场环环境。 专家预计传传感网将带来来万亿市场规规模高科技市市场传感网是继计算算机、互联网网与移动通信信网之后的又又一次信息产产业浪潮。随随着传感器、软软件、网络等等关键技术迅迅猛发展,传传感网产业规规模快速增长长,应用领域域广泛拓展,带带来信息产业业发展的新机机遇。传感网在国际上上又称为“物物联网”,据据悉,这是继继计算机、互互联网与移动动通信网之后后的又一次信信息产业
21、浪潮潮。 此此前,中国移移动总裁王建建宙在8月224日在台湾湾访问时的一一次演讲中曾曾提及“物联联网”概念,并并系统阐释了了物联网对人人类生活的重重大影响。奥奥巴马就职后后,美国政府府提出了智慧慧地球的概念念,物联网就就是这些所谓谓智慧型基础础设施中间的的一个概念。有专家预测测10年内物物联网就可能能大规模普及及。物联网用用途广泛,遍遍及智能交通通、环境保护护、政府工作作、公共安全全、平安家居居、智能消防防、工业监测测、老人护理理、个人健康康等多个领域域。专家预计计,这一技术术将会发展成成为一个上万万亿元规模的的高科技市场场。 我国传传感网标准体体系已形成初初步框架 我国对对传感网发展展也高度
22、重视视,国家中中长期科学与与技术发展规规划(20006-20220年)和和“新一代宽宽带移动无线线通信网”重重大专项中均均将传感网列列入重点研究究领域。国内内相关科研机机构、企事业业单位积极进进行相关技术术的研究,经经过长期艰苦苦努力,攻克克了大量关键键技术,取得得了国际标准准制定的重要要话语权,传传感网发展具具备了一定产产业基础,在在电力、交通通、安防等相相关领域的应应用也初见成成效。 标准作为技技术的高端,对对我国传感网网产业的发展展至关重要。目目前,我国传传感网标准体体系已形成初初步框架,向向国际标准化化组织提交的的多项标准提提案被采纳,传传感网标准化化工作已经取取得积极进展展。经国家标
23、标准化管理委委员会批准,全全国信息技术术标准化技术术委员会组建建了传感器网网络标准工作作组。标准工工作组聚集了了中国科学院院、中国移动动通信集团公公司等国内传传感网主要的的技术研究和和应用单位,积积极开展传感感网标准制订订工作,深度度参与国际标标准化活动,旨旨在通过标准准化为产业发发展奠定坚实实技术基础。 传感器网络标准工作组的同志们表示,在工业和信息化部等部门的指导下,将进一步加强传感网标准化工作,促进传感网技术进步和推广,推动传感网在各行业中的应用,为培育新的经济增长点,促进经济结构调整和转型升级,增强我国的可持续发展能力和国际竞争力作出应有贡献。来自全国各地传感网的产学研用等单位和标准工
24、作组成员单位的150多名代表参加了会议。 工信部首释物联联网概念 称称将出支持政政策 8月277日消息,昨昨日,工信部部总工朱宏任任在中国工业业经济运行夏夏季报告发布布会上,对物物联网做了概概括阐释,他他说,物联网网是指各类传传感器和现有有的互联网相相互衔接的一一个新技术。奥奥巴马就职后后,美国政府府提出了智慧慧地球的概念念,物联网就就是这些所谓谓智慧型基础础设施中间的的一个概念。 王建宙在8月24日的演讲中,提及提到“物联网”概念,同一天,人民日报也发表王建宙的署名文章从互联网到物联网,系统阐释物联网对人类生活的重大影响。8月9日,温家宝总理在无锡考察时也视察了中科院物联网技术研发中心,对于
25、物联网应用也提出了一些看法和要求,他强调,要把传感技术和TD的发展结合起来。 朱宏任说,物物联网作为下下一代信息发发展技术的代代表,中国政政府也有高度度关注,今后后会确定一些些新的支持政政策措施。中国社会会科学院工业业经济研究所所所长金碚在在此次发布会会上也提及物物联网的发展展,他认为,提提物联网这个个概念,实际际上是对高技技术产业提出出的一个方向向,方向的确确定是全世界界遇到都问题题。“如果这这个问题不解解决,我们现现在有庞大的的金融资产和和金融投资能能力,但是他他信心不足。” 工信部总工谈物物联网:奥巴巴马重视的下下一代技术 8月277日消息,在在中国移动总总裁王建宙88月24日在在台湾公
26、开演演讲时提到“物物联网”概念念后,“物联联网”一词成成了近两日业业内关注的话话题,而8月月26日,工工信部总工程程师朱宏任也也在新闻发布布会上谈及了了“物联网”,并并认为,作为为美国奥巴马马总统就职以以后提出的新新一代信息技技术,“物联联网”的确引引人关注。阐阐述物联网概概念 此此前,中国移移动总裁王建建宙8月244日在台湾演演讲中阐述了了其对“物联联网”这一概概念的理解。 王建宙在演讲中解释说,“物联网”的运用广泛,例如在家电上装传感器,就可以用手机通过网络控制;还有诸如远程抄表、物流运输、移动POS等应用,而结合云计算,“物联网”将可以有更多元的应用。 王建宙又举例说,在羊身上装一个二维
27、条形码,便可以过手机得知羊从生产到变成羊肉的过程。 对此,工信部总工程师朱宏任在中国工业经济运行2009年夏季报告会上表示,物联网是一个新概念,到现在为止还没有一个约定俗成的、大家公认的概念。 他说,总体来说,物联网是指各类传感器和现有的互联网相互衔接的一个新技术。在今年1月28号,美国奥巴马总统就职以后,奥巴马总统在和工商领袖举行的圆桌会议上提出了相应的智慧地球的概念,其中也包括这些专家建议美国要形成智慧型的基础设施,奥巴马政府对此给予了积极的回应。应该说,物联网就是这些所谓智慧型基础设施中间的一个概念。 下一代信息发展技术 朱宏任认为,物联网就其本身来说,它是代表了下一代信息发展技术,但是
28、就它的某些应用领域和应用方式来说,对大家来说也不是太生疏,因为像现在一些重要的商品上面都有重点的条形码,将来这种条形码、电子射频技术和互联网连接,物体运动到什么地方可以轻松知道。这实际上不是像以往那样靠人工搜索跟踪,而是通过射频技术,通过在传递物体上植入有关的芯片,然后取得它在什么地方的一些具体信息。 他还说,在这方面,我国也正在高度关注、重视这方面的研究,工业和信息化部会同有关部门,在新一代信息技术方面正在开展一些研究,以形成支持新一代信息技术的一些新的政策措施,对于其新的发展方向,将通过进行更进一步的研究加以明确,然后确定一些新的支持政策措施。(康钊) 物联网是什么?热概念冷思思考摘要:“
29、物联网网”的概念是是在19999年提出的,它它的定义很简简单:把所有有物品通过射射频识别等信信息传感设备备与互联网连连接起来,实实现智能化识识别和管理。国国际电信联盟盟2005年年一份报告曾曾描绘“物联联网”时代的的图景:当司司机出现操作作失误时汽车车会自动报警警;公文包会会提醒主人忘忘带了什么东东西;衣服会会“告诉”洗洗衣机对颜色色和水温的要要求等等。物联网概述 “物联网网”的概念是是在19999年提出的,它它的定义很简简单:把所有有物品通过射射频识别等信信息传感设备备与互联网连连接起来,实实现智能化识识别和管理。国国际电信联盟盟2005年年一份报告曾曾描绘“物联联网”时代的的图景:当司司机
30、出现操作作失误时汽车车会自动报警警;公文包会会提醒主人忘忘带了什么东东西;衣服会会“告诉”洗洗衣机对颜色色和水温的要要求等等。毫无疑问问,如果“物物联网”时代代来临,人们们的日常生活活将发生翻天天覆地的变化化。然而,不不谈什么隐私私权和辐射问问题,单把所所有物品都植植入识别芯片片这一点现在在看来还不太太现实。人们们正走向“物物联网”时代代,但这个过过程可能需要要很长很长的的时间。物联网原理 物联网是在在计算机互联联网的基础上上,利用RFFID、无线线数据通信等等技术,构造造一个覆盖世世界上万事万万物的“Innterneet of Thinggs”。在这这个网络中,物物品(商品)能够彼此进进行“
31、交流”,而而无需人的干干预。其实质质是利用射频频自动识别(RFID)技术,通过过计算机互联联网实现物品品(商品)的的自动识别和和信息的互联联与共享。 而RFFID,正是是能够让物品品“开口说话话”的一种技技术。在“物物联网”的构构想中,RFFID标签中中存储着规范范而具有互用用性的信息,通通过无线数据据通信网络把把它们自动采采集到中央信信息系统,实实现物品(商商品)的识别别,进而通过过开放性的计计算机网络实实现信息交换换和共享,实实现对物品的的“透明”管管理。 “物联网”概概念的问世,打破了之前前的传统思维维。过去的思思路一直是将将物理基础设设施和IT基基础设施分开开:一方面是是机场、公路路、
32、建筑物,而另一方面面是数据中心心,个人电脑脑、宽带等。而而在“物联网网”时代,钢钢筋混凝土、电电缆将与芯片片、宽带整合合为统一的基基础设施,在在此意义上,基基础设施更像像是一块新的的地球工地,世世界的运转就就在它上面进进行,其中包包括经济管理理、生产运行行、社会管理理乃至个人生生活。物联网是个“旧旧瓶子” “新新酒”内容更更丰富 众多重量量级人物加入入的噱头,令令“物联网”概概念迅速成为为新的热点。 但它到底是方是圆?谁在推动它?我们应该怎么玩物联网?现在这似乎还是一个没有多少人考虑清楚的问题。8月26日,在中国工业经济运行2009年夏季报告会上,工信部总工程师朱宏任表示,我国也正在高度关注、
33、重视物联网的研究,工信部会同有关部门,在新一代信息技术方面正在开展一些研究,以形成支持新一代信息技术的一些新的政策措施。此前,在多个公开或私下场合,中移动总裁王建宙已经反复提及,物联网将会成为中移动未来的发展重点。8月24日,在访台的首场公开演讲上,王建宙再次对物联网大加阐释,并表示将会邀请台湾生产RFID、传感器和条形码的厂商和中移动合作。今年8月9日,温家宝总理在无锡视察的时候也在视察中科院技术研发中心,对于“物联网”应用也提出了看法和要求。 时间再向回溯,去年底IBM CEO彭明盛首次抛出“智慧的地球”这一概念时,其战略核心就是“云计算+物联网”的结合,而今年1月28日,美国总统奥巴马就
34、职后,在和工商领袖举行的圆桌会议上也对包括物联网在内的智慧型基础设施给予积极回应。 一时间,物联网已经成为炙手可热、媒体竞逐的“新概念”。有趣的是,用朱朱宏任的话来来说,到现在在为止,物联联网还没有一一个约定俗成成的、大家公公认的概念定定义。事事实上,而早早在数年之前前,基于RFFID的物联联网就已经提提出,而通过过电子标签(RFID),传感器等等技术与互联联网相结合的的应用也早已已在很多行业业有广泛使用用,但是,现现在热炒的物物联网已经不不仅是早期提提出的物联网网。在业内人士士看来,物联联网已经成为为又一个“装装新酒的旧瓶瓶子”。“技术的发发展每一年都都需要一个概概念,而现在在很多利用无无线
35、通道来做做的事情,都都在往物联网网这个概念里里装。”握奇奇数据副总高高翔说。 可以注意意到,在早期期的物联网概概念中,更多多是由以系统统、RFIDD、智能卡等等IT类厂商商推动,应用用的范围都普普遍集中在交交通、水电等等行业;而在在新一轮的物物联网热潮中中,移动通信信等其他行业业已经参与进进来,并有更更广泛的应用用外延。 一个例子子是,按照王王建宙的表述述,物联网是是通过装置在在各类物体上上的电子标签签(RFIDD),传感器器、二维码等等,经过接口口与无线网络络相连,从而而给物体赋予予智能,可以以实现人与物物体的沟通和和对话,也可可以实现物体体与物体互相相间的沟通和和对话。 显然,这这是王建宙
36、站站在中移动角角度的理解:与此前ITT厂商们的定定义相比,他他眼中物联网网的网络载体体已经由互联联网变身为无无线网络。究其原因因,全球范围围的金融危机机,令急于寻寻找增长模式式的美国都把把振兴经济政政策的重点投投向新能源、智智能项目等新新兴产业,而而由工业化向向信息化转型型的中国,对对于信息化的的更深入应用用也有迫切需需求,而三网网融合的技术术发展,以及及移动通信的的发展,也为为运营商及更更多跨行业应应用厂商提供供了入场时机机。 可可以肯定,在在国家大力推推动工业化与与信息化两化化融合的大背背景下,物联联网会是工业业乃至更多行行业信息化过过程中,一个个比较现实的的突破口。在在手机数据采采集、产
37、品的的二维码全程程监控等手段段已经证实,无无线通信与传传统物联网结结合后的“新新物联网”已已产生更广泛泛的应用,从从而在技术上上推动工业走走出危机。 不过,概概念模糊的物物联网里也装装入了更多的的应用想像。在在一些乐观人人士的叙述中中,物联网的的应用正在向向普通用户转转移:司机出出现操作失误误时汽车会自自动报警;衣衣服可以遥控控;公文包会会提醒主人忘忘带了什么东东西“但这只是是一个理想的的状态,3年年甚至5年之之后也未必能能普遍应用。”用用一位RFIID厂商负责责人的话来说说,面向普通通用户的物联联网,短期内内仍然只会是是一个“概念念”。在技术术发展、商业业模式、利益益博弈等诸多多问题的限制制
38、下,它绝大大部分的业务务仍然会是数数据采集应用用的扩展,难难以实现更加加“智能”,很很难实现“物物与物对话”的的“真正物联联网”。 而中中移动等运营营商的加入,也也会面临一个个关键的问题题:它是作为为增值服务,还还是通道商?由于服务的的本身不是与与运营商传统统业务紧密相相连,所以运运营商如果不不满足于通道道角色,那么么运营商、设设备厂商以及及行业应用提提供商之间的的合作将还会会有更多博弈弈。物联网互联联网的继续革革命大概是19995年夏天天,在美国卡卡内基梅隆大大学(Carrnegiee Melllon Unniverssity)的的校园里有一一个自动售货货机,出售各各色可乐,价价钱比市场上上
39、的便宜一半半。所以,很很多学生都去去那个机器买买可乐。但是是大老远地跑跑过去,经常常发现可乐已已经售完,白白跑一趟。于于是有几个聪聪明的学生想想了一个办法法,他们在自自动售货机里里装了一串光光电管,用来来计数,看还还剩下多少罐罐可乐。然后后把自动售货货机与互联网网对接。这样样,学生们去去自动售货机机前,可以先先在网上查看看一下还剩下下多少罐可乐乐,免得白跑跑一趟。后来CNNN还专程来我我们学校,实实地拍摄了一一段新闻。当当时还没有物物联网(Innterneet of thinggs)这个概概念。大家最最初的想法很很简单,就是是把传感器(Sensoors)连到到互联网上去去,提高数据据的输入速度
40、度,扩大数据据的来源。这这是我个人对对于物联网的的初次接触。物联网这个概念正式出台,是1999年的事情。估计与RFID技术的不断成熟,以及MIT推动的AutoID的项目有关。 不妨把RFID粗略地理解为条形码的更新换代。商品包装袋上经常印有条形码(Barcode)。把条形码扫描机对准条形码,扫描机会自动读出商品的名称和价格等等有关信息。使用条形码,可以大大加快购物结帐的速度。此外,条形码还有更多用处。譬如邮政的特快专递,邮包每到一处,就扫描一下条形码,这样邮包在什么时间到达什么地点,立刻可以上传到互联网上,方便递送邮包的顾客实时查看。条形码好处很多,但是也有缺陷。其中最主要的缺陷,是必须把条形
41、码对准扫描机才能读出数据,不对准就读不出。RFID比条形码先进之处在于,不对准也读得出。譬如现在高速公路收费站开始推广ETC。所谓ETC就是电子收费卡,卡内嵌着RFID。把卡放置于车内前窗附近,当汽车通过ETC专用车道的时候,路侧无线装置,也就是ETC读卡器,会自动读取ETC卡内余款,并更改之。 MIT推动的AutoID项目,不仅把RFID与互联网连接到了一起,并且在此基础之上,规定了数据通讯协议EPC(Electronic Product Code)。这样就可以把从产品供应商,到运输,到仓储,到零售,这条供应链上的各个环节串联起来,实现供应链的自动化,为进一步实现供应链优化打下基础。Auto
42、ID是个国际合作项目,参与AutoID项目的院校来自美国,英国,韩国,日本,澳大利亚还有我们中国。中国参与该项目的是复旦大学。 物联网网络结构构介绍 摘要:物联联网网络结构构介绍:在由由EPC标签签、解读器、SSavantt服务器、IInternnet、ONNS服务器、PPML服务器器以及众多数数据库组成的的物联网中,解解读器读出的的EPC只是是一个信息参参考(指针),该信息经经过网络,传传到ONS服服务器,找到到该EPC对对应的IP地地址并获取该该地址中存放放的相关的物物品信息。物联网网络结构构介绍:在由由EPC标签签、解读器、SSavantt服务器、IInternnet、ONNS服务器、P
43、PML服务器器以及众多数数据库组成的的物联网中,解解读器读出的的EPC只是是一个信息参参考(指针),该信息经经过网络,传传到ONS服服务器,找到到该EPC对对应的IP地地址并获取该该地址中存放放的相关的物物品信息。而而采用分布式式Savannt软件系统统处理和管理理由解读器读读取的一连串串EPC信息息,Savaant将EPPC传给ONNS,ONSS指示Savvant到一一个保存着产产品文件的PPML服务器器查找,该文文件可由Saavant复复制,因而文文件中的产品品信息就能传传到供应链上上。接下来介介绍网络各个个构成部分: 1 标签签数据:Auto-IDD希望为每一一件物理目标标分配一个唯唯一
44、的、可查查找的标识码码。Autoo-ID称之之为EPC,或或者是产品电电子代码。这这个编码类似似因特网上分分配给节点的的IP(网际际协议)地址址。这也跟UUPC/EAAN(统一产产品代码/国国际物品编码码)体系类似似,UPC/EAN标识识一类产品,而而EPC可以以唯一标识单单品。EPCC编码是由一一个版本号和和另外三段数数据(依次为为域名管理、对对象种类、序序列号)组成成的一组数字字。其中版本本号标识EPPC的版本号号,它使得以以后的EPCC可有不同的的长度或类型型;域名管理理是描述与此此EPC相关关的生产厂商商的信息。CCu+mf*zK EPC的的最主要的设设计特色就是是可以进行单单品识别。
45、保保持信息同物物体区分,使使标签尺寸最最小化,并且且增加标签健健壮性,可测测量性,可扩扩展性。以一种EPPC(96位位)方案为例例,它包括88位的版本号号,三个数据据分区(如下下图所示,图图中每个XX表示8字字节)。 EPC版版本号指出EEPC标签的的格式,产品品电子码总长长度和EPCC的分区信息息。版本号是是体系中最灵灵活的部分。它它允许多种EEPC格式,而而且允许EPPC向高位扩扩展。 版本本号允许位长长度重新分配配,例如,一一个更长的厂厂商编码(与与相应的较短短的产品序列列号编码)可可能被适用于于有较少产品品的情况。(这点跟IPP地址的分类类模型类似) 目前,EEPC码的位位数有64位位
46、、96位和和256位。为为了保证所有有物品都有一一个EPC并并使其载体-标签成本尽尽可能降低,建建议采用966位,这样这这个数目可以以为2.688亿个公司提提供唯一标识识,每个生产产厂商可以有有1600万万个对象种类类并且每个对对象种类可有有680亿个个序列号,如如果用来标识识产品的话,已已经足够了。鉴鉴于当前不用用那么多序列列号,所以只只采用64位位EPC,这这样会进一步步降低标签成成本。但是随随着EPC-64和EPPC-96版版本的不断发发展使得产品品电子码作为为一种世界通通用的标识方方案已经不足足以长期使用用,所以出现现了256位位编码。至今今已经推出EEPC-966 型,EEPC-64
47、4型、型型、型,EEPC-2556型、型、型等等编码方案。 2 物理标签: Auto-ID假定存储EPC的物理标签是电磁(Electromagnetic Identification EMID)标签。EMID标签是一种可以跟标签解读器进行无线通信的存储装置。标签可以按照技术和性能等多方面进行分类。EMID标签重要的特性有数据传送技术,调制方法,编密码方案,底层制作,传送频率和防止冲突算法,读取顺序,标签尺寸,编码位数,读取能力和能源等等。在标签设计中最最重要的方面面是标签的价价格。为了降降低价格,AAuto-IID必须在标标签上放置最最少的数据。通通过减少标签签上的数据以以减少标签存存储器的容
48、量量,从而降低低价格。为了了适合低价的的目标,标签签上仅仅存储储EPC,相相关该标签的的别的信息存存储在网络数数据库中。在在信息时代,数数据不需要在在产品上过渡渡冗余-它们们可以在网络络上单独传输输。在Autoo-ID1.0规范中,定定义了三种标标签标准,分分别是:9000MHz 0类射频标标签规范、113.56MMHz 1类类射频标签规规范、8600MHz-9936MHzz 1类射频频标签规范。以以下简要介绍绍这三种规范范。2.1 900MHHz 0类射射频标签规范范 该规范介介绍了高波段段低价射频标标签的标准,鉴鉴于世界不同同地区射频标标准可能不一一致,规范分分为强制部分分和可选部分分。标
49、签中的的数据包括:用来唯一表表识物体的EEPC代码,循循环校验码(CRC)和和一个自毁代代码(desstructt codee)。 2.2 13.56MHzz 1类射频频标签规范 该规范给出出了13.556MHz ISM波段段标准。包含含EPC,CCRC和自毁毁代码。下图图是64位和和96位的标标签存储结构构。2.3 860MHHz-9366MHz 11类射频标签签规范 标签签存储产品唯唯一标识码,错错误校验码和和一个简短的的密码。其中中,产品用EEPC唯一标标识,错误校校验采用CRRC,对于密密码没有严格格要求。1类标签数数据逻辑存储储在标识符标标签存储器(Identtifierr Tag
50、Memorry,ITMM)中。在存存储器的0部部分,ITMM线性逻辑存存储采用最大大标识位(MMSB),密密码的最小标标识符(LSSB)是ITTM的最后位位。 其其中EPCTTM包括以下下字段:版本本号,域名管管理,对象分分类和序列号号,按照从MMSB到LSSB的顺序存存储,因此EEPCTM的的MSB也就就是版本号的的MSB。 3 标签的的关键属性 3.1频率率 还没没有确定是否否采用单一的的标准频率作作为EPC标标准频率。AAuto-IID初步选择择了四种频率率作为低频、高高频、超高频频的代表:1125KHZZ,13.556MHZ,9900MHZZ,2.455GHZ。不不幸的是,每每一种频率
51、都都存在问题以以至于不能广广泛应用。大大体上说,较较低频率穿透透力较强;而而较高频率有有较好的数据据流量,有更更大的读取范范围,但是需需要更高的能能量。选择频频率时,还需需要符合不同同的国家和地地区标准,主主要是服从不不同国家的发发射能量的限限制。频率问问题也需要受受到应用软件件的影响。其其实,选择频频率主要受地地方标准影响响,而不仅仅仅是技术的问问题。全世界界有通用的IISM波段标标准,因此,标标签在不同地地区用不着调调整。 我们认为确确定频率标准准为时过早,因因为:1、标标签很可能有有新的应用范范围,也就是是说标签的需需求还不能充充分预知。22. 可能要要设计读写很很宽范围频率率的解读器,
52、从从KHZ到GGHZ。事实实上,一个大波段或或者轻巧解读读器的项目正正在由麻省理理工学院的NNeil GGersheenfeldd教授带领下下展开。3. 许多高级级通讯技术,比比如频谱通讯讯技术,将应应用在EMIID标签上。3.2 调制方法 有许多调制方案,其中比较重要的有:Amplitude Shift Keying (ASK), Frequency Shift Keying (FSK), Phase Shift Keying (PSK),和multiple access schemes (TDMA, FDMA, CDMA and WCDMA),正在考察这些标准,还没有确定哪个标准更适合。
53、3.3防止冲突,同时读取标签的能力 Sunny Siu教授已开发了一个hands up协议,该协议达到了理论上的最好水平,并且该协议需要很少的附加功能。Auto-ID正在跟标签生产者一起努力,考察该标准是否可以更加便宜的应用。如果成功,该协议很可能是未来推荐标准的基础。:Rl(cM!#LN 4 解读器 jY+N.U E 4.1基本工作原理解读器使用多种种方式与标签签交互信息,近近距离读取被被动标签中信信息的最常用用的方法就是是电感式耦合合。只要贴近近,盘绕解读读器的天线与与盘绕标签的的天线之间就就形成了一个个磁场。标签签就是利用这这个磁场发送送电磁波给解解读器。这些些返回的电磁磁波被转换为为数
54、据信息,即即标签的EPPC编码。 目前,一一个解读器成成本大约为11000美元元甚至更多,而而且大多数只只能读取单一一频率芯片中中的信息。AAuto-IID中心已经经设计了灵敏敏解读器的详详细参考规范范,这种解读读器能够读取取不同频率芯芯片中的信息息。通过这种种途径,公司司能够在不同同的情况下利利用不同种类类的标签,且且不必为每一一种频率的标标签都购买一一个解读器。因因为公司将需需要购买许多多解读器以覆覆盖他们运营营的各个领域域,所以解读读器价钱一定定要能够为他他们所接受。AAuto-IID的规范将将使得生产商商在大批量生生产的情况下下能生产出成成本大约1000美元的灵灵敏解读器。 4.2.
55、避免免解读器冲突突利用解解读器遇到的的一个问题就就是,从一个个解读器发出出的信号可能能与另一个覆覆盖范围重叠叠的解读器发发出的信号互互相干扰。这这种现象叫做做解读器冲突突,Autoo-ID中心心利用一种叫叫做时分多址址(TDMAA)机制来避避免冲突。简简而言之,就就是解读器被被指示在不同同时段读取信信息,而不是是在同一时刻刻都试图读取取信息,这保保证了它们不不会互相干扰扰。但是这意意味着处于两两个解读器重重叠区域的任任何一个RFFID标签都都将被读取两两次信息,为为此开发出了了一套删除冗冗余信息的系系统。 4.3 避免标标签冲突 解读器遇遇到的另一个个问题就是在在同一范围内内要读取多个个芯片的
56、信息息,当在同一一时刻超过一一个芯片向解解读器返回信信号时,这样样标签冲突就就发生了,它它使解读器不不能清晰判断断信息。Auuto-IDD中心已经采采用了一个标标准化的方法法来解决这个个问题。解读读器只要求第第一位数符合合它所要求的的数字的标签签回应解读器器。从本质上上来讲,就是是,解读器提提出要求:产品电子码码以0开头的的标签回应解解读器。如如果超过一个个标签回应,则则解读器继续续要求:产产品电子码以以00开头的的标签回应解解读器。 这样操作直直到仅有一个个标签回应为为止。这一过过程非常迅速速,一个解读读器在1秒之之内可以读取取50个标签签的信息。 4.4. 读取距离 解读器器读取信息的的距
57、离取决于于解读器的能能量和使用的的频率。通常常来讲,高频频率的标签有有更大的读取取距离,但是是它需要解读读器输出的电电磁波能量更更大。一个典典型的低频标标签必须在一一英尺内读取取,而一个UUHF标签可可以在10到到20英尺的的距离内被读读取。在某些些应用情况下下,读取距离离是一个需要要考虑的关键键问题,例如如有时需要读读取较长的距距离。但是较较长的读取距距离并不一定定就是优点,如如果你在一个个足球场那么么大的仓库里里有两个解读读器,你也许许知道有哪些些存货,但是是解读器不能能帮你确定某某一个产品的的具体位置。对对于供应链来来讲,在仓库库中最好有一一个由许多解解读器组成的的网络,这样样它们能够准
58、准确地查明一一个标签的确确切地点。AAuto-IID中心的设设计是一种在在4英尺距离离内可读取标标签的灵敏解解读器。 55 本地网络络技术 标签如果数数万亿计的话话,需要上百百万个解读器器安置在仓库库,码头,工工厂,卡车和和架子。因此此需要大批量量的解读器和和附加传感器器。Autoo-ID正在在开发便宜的的网络解读器器,传感器和和当地数据库库。TCP/IIP网络可以以作为该网络络的参考,然然而,TCPP/IP控制制器比较贵。AAuto-IID正寻找别别的标准,比比如RS 2232(已经经执行),RRS 4855(已经执行行),Lonn Workks IEEEE 14773(正在执执行)。 数据
59、存储储在当地数据据库中,标签签解读器与当当地数据库相相连结。(如如上图表示)Auto-ID正在开开发便宜的数数据库工具。目目前应用的数数据库软件是是MySQLL。经过授权权,数据库可可以经由网络络存取。 Autoo-ID正在在观望一些新新标准。蓝牙牙TM(BllueToooth)是一一种局域网射射频标准,其其支持者包括括(NOKIIA)诺基亚亚,(Eriicssonn )爱立信信公司,IBBM,英特尔尔(Inteel),微软软(Micrrosoftt)和东芝(Toshiiba)。AAuto-IID正在研究究该标准,同同时采用一些些应用程序进进行内部测试试。JiniiTM由Suun微系统公公司开
60、发并注注册的协议。SSun公司是是Auto-ID中心的的成员之一。AAuto-IID已经对其其进行了内部部测试。随着着JiniTTM的发展,AAuto-IID跟Sunn公司一道保保证标准的兼兼容性。微软软也在开发一一个协议名叫叫UPnP(Univeersal Plug n Pllay),AAuto-IID正在研究究该标准。 6 SAVVANT系统统 每件件产品都加上上RFID标标签之后,在在产品的生产产、运输和销销售过程中,解解读器将不断断收到一连串串的产品电子子编码。 整整个过程中最最为重要、 同时也是最最困难的环节节就是传送和和管理这些数数据。自动识识别产品技术术中心于是开开发了一种名名叫
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