物联网技术及其应用

物联网技术及其应用顾学义当今世界界IT领领域的三大热点点技术??物联网（InternetofThings）移动互联联网（（MobileInternet）云计算（（CloudComputing）物联网技技术及其其应用物联网技技术及其其应用物联网（（IOT）的起起源物联网（（IOT）的定定义广义的物物联网涵涵义利用条码码、射频频识别（（RFID）、、传感器器、全球球定位系系统、激激光扫描描器等信信息传感感设备，，按约定定的协议议，实现现人与人人、人与与物、物物与物的的在任何何时间、、任何地地点的连连接（anything、anytime、anywhere），从从而进行行信息交交换和通通讯，以以实现智智能化识识别、定定位、跟跟踪、监监控和管管理的庞庞大网络络系统。。国际电信信联盟（（ITU）曾描描绘“物物联网””时代的的情形：：司机出现现操作失失误时汽汽车会自自动报警警；公文包会会提醒主主人忘带带了什么么东西；；衣服会““告诉””洗衣机机对颜色色和水温温的要求求;……各国物联联网战略略或计划划物联网（（IOT）提出出的背景景十五年周周期定律律IBM前前首席执执行官郭郭士纳提提出一个个重要的的观点：：计算模模式每隔隔15年年发生一一次变革革。每一次这这样的技技术变革革都引起起企业间间、产业业间甚至至国家间间竞争格格局的重重大动荡荡和变化化。而互互联网革革命一定定程度上上是由美美国“信信息高速速公路””战略所所催熟。。从Internet到到IOT物联网（（IOT）的特特征全面感知知可靠传输输智能处理理感知传输智能利用RFID、、传感器器、二维维码等能够随时时随地采采集物体体的动态态信息。通过网络络将感知知的各种种信息进行行实时传传送。利用计算算机技术术，及时时地对海海量的数据进行行信息控控制，真真正达到到了人与物的的沟通、、物与物物的沟通通。物联网（（IOT）的特特征全面感知知可靠传输输智能处理理感知传输智能利用RFID、、传感器器、二维维码等能够随时时随地采采集物体体的动态态信息。通过网络络将感知知的各种种信息进行行实时传传送。利用计算算机技术术，及时时地对海海量的数据进行行信息控控制，真真正达到到了人与物的的沟通、、物与物物的沟通通。物联网（（IOT）结构构示意图图IOT基基本理论论模型智能卡条形码二维码GPS传感器技术网关设备近距离通通信因特网跟踪定位位高速数据网络智慧星球球感知中国国中国物联联网发展展感知中国国，赢在在未来17江苏、上上海、北北京、广广东等28个省省将物联网网作为重重点发展展领域

感知中国，赢在未来抢占信息息产业第第三次浪浪潮的制制高点。。我国各地地政府强强力“抢滩””物联网网转变经济济发展方方式、实实现经济济结构调调整的重重要手段段;无锡、重重庆、杭杭州、广广州、深深圳、武武汉等80％以以上大城城市将物联网网列为主主导产业业面临五个个主要技技术问题题（1）技技术标准准问题世界各国国存在不不同的标标准。中中国信息息技术标标准化技技术委员员会于2006年成立立了无线线传感器器网络标标准项目目组。2009年9月月，传感感器网络络标准工工作组正正式成立立了PG1(国国际标准准化)、、PG2(标准准体系与与系统架架构)、、PG3(通信信与信息息交互))、PG4(协协同信息息处理))、PG5(标标识)、、PG6(安全全)、PG7((接口))和PG8(电电力行业业应用调调研)等等8个专专项组，，开展具具体的国国家标准准的制定定工作。。（2）安安全问题题信息采集集频繁，，其数据据安全也也必须重重点考虑虑。（3）协协议问题题物联网是是互联网网的延伸伸，在物物联网核核心层面面是基于于TCP/IP，但在在接入层层面，协协议类别别五花八八门，GPRS/CDMA、、短信、、传感器器、有线线等多种种通道，，物联网网需要一一个统一一的协议议栈。（4）IP地址址问题每个物品品都需要要在物联联网中被被寻址，，就需要要一个地地址。物物联网需需要更多多的IP地址，，IPv4资源源即将耗耗尽，那那就需要要IPv6来支支撑。IPv4向IPv6过过渡是一一个漫长长的过程程，因此此物联网网一旦使使用IPv6地地址，就就必然会会存在与与IPv4的兼兼容性问问题。（5）终终端问题题。物物联网终终端除具具有本身身功能外外还拥有有传感器器和网络络接入等等功能，，且不同同行业需需求千差差万别，，如何满满足终端端产品的的多样化化需求，，对运营营商来说说是一大大挑战。。物联网技技术及其其应用物联网的的体系架架构全面感知知、可靠靠传送、、智能处处理是物物联网的的三大特特征。物联网的的体系架架构物联网技技术及其其应用EPC物物联网：：系统结结构物联网概概念一经经提出，，立即受受到各国国政府、、企业和和学术界界的重视视，在需需求和研研发的相相互推动动下，迅迅速热遍遍全球。。目前国国际上对对物联网网的研究究逐渐明明朗起来来，最典典型的解解决方案案有欧美的的EPC系统和日本的UID系系统。这里着着重介绍绍EPC物联网网。EPC系系统是一一个先进进的、综综合性的的和复杂杂的系统统。它由由EPC编码体体系、RFID系统及及信息网网络系统统三个部部分组成成，主要要包括六六个方面面：EPC编码码、EPC标签签、读写写器、EPC中中间件、、对象名名称解析析服务（（ONS）和EPC信信息服务务（EPCIS）。PML：：实体标标记语言言（PhysicalMarkupLanguage）EPC物物联网：：EPC概念EPC物物联网：：EPC编码物联网技技术及其其应用物联网核核心技术术：RFID物联网核核心技术术：RFID技术沿革革物联网核核心技术术：RFID系统工作作原理物联网核核心技术术：RFIDRFID主要频频段标准准及特性性物联网核核心技术术：RFIDRFID应用领领域32物联网核核心技术术：RFID中国RFID发发展思路路物联网核核心技术术：WSN物联网核核心技术术：WSN体系系结构WSN体体系结构构：平面面拓扑结结构WSN体体系结构构：逻辑辑分层结结构物联网核核心技术术：WSN体系系结构传感器节节点体系系结构传感器网网络协议议栈物联网核核心技术术：WSN的特特征物联网核核心技术术：WSN通信信WSN在在无线通通信框架架中的位位置物联网核核心技术术：WSN融合合WSN和和其它无无线通信信技术的的融合物联网核核心技术术：应用用前景物联网核核心技术术RFID侧重于于识别，，能够实实现对目目标的标标识和管管理，同同时RFID系系统具有有读写距距离有限限、抗干干扰性差差、实现现成本较较高的不不足；WSN侧侧重于组组网，实实现数据据的传递递，具有有部署简简单，实实现成本本低廉等等优点，，但一般般WSN并不具具有节点点标识功功能。RFID与WSN的结结合存在在很大的的契机。。RFID与WSN可以以在两个个不同的的层面进进行融合合：物联联网架构构下RFID与与WSN的融合合，传感感器网络络架构下下RFID与WSN的的融合。。物联网架架构下RFID与WSN的融融合RFID和WSN融合合物联网核核心技术术传感器网网络架构构下RFID与与WSN的融合合：智能能基站RFID和WSN融合合物联网核核心技术术传感器网网络架构构下RFID与与WSN的融合合：智能能节点RFID和WSN融合合物联网核核心技术术传感器网网络架构构下RFID与与WSN的融合合：智能能传感标标签RFID和WSN融合合物联网技技术及其其应用物联网应应用示意意图46物联网应应用给放养的的牲畜中中的每一一只羊都都贴上一一个二维维码，这这个二维维码会一一直保持持到超市市出售的的肉品上上，消费费者可通通过手机机阅读二二维码，，知道牲牲畜的成成长历史史，确保保食品安安全。我我国已有有10亿亿存栏动动物贴上上了这种种二维码码。畜牧溯源源47物联网应应用48物联网应应用探索外部部星球一一直是人人类梦寐寐以求的的理想，，借助于于航天器器布撒的的传感器器节点实实现对星星球表面面大范围围、长时时期、近近距离的的监测和和探索，，是一种种经济可可行的方方案。NASA的JPL实验验室研制制的SensorWebs就就是为将将来的火火星探测测、选定定着陆场场地等需需求进行行技术准准备的。。现在该该项目已已在佛罗罗里达宇宇航中心心的环境境监测项项目中进进行测试试和完善善。空间、海海洋探索索美国宇航航局的空空间探索索计划中中无线传感感器网络络的应用用模式示示意图49物联网管理平台台移动POS金融供应链智能运输输工业自动动化智能建筑筑消防公共安全全环境保护护气象数字化医医疗遥感勘测测军事农业林业水务电力煤炭石化物流、零零售、自自动服务务设备、安安全、节节能生产、安安全、防防灾、水水电油气气防火、勘勘察、报报警污染检测测、报警警水质、水水量、污污染、安安全大棚、土土壤、灌灌溉、环环境、跟跟踪抄表