物联网技术概念的解析

    物联网是新一代信息技术的重要组成部分。其英文名称是“The Internet of things”。由此，顾名思义，“物联网就是物物相连的互联网”。这有两层意思：，物联网的和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。因此，物联网的定义是通过射频识别（RFID）、红外感应器、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相连接，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

    1 物联网的结构

    物联网的结构可分为射频识别系统和信息网络系统两部分。射频识别系统主要由标签和读写器组成，两者通过RFID空中接口通信。读写器获取产品标识后，通过internet或其他通讯方式将产品标识上传至信息网络系统的中间件，然后通过ONS解析获取产品的对象名称，继而通过EPC信息服务的各种接口获得产品信息的各种相关服务。整个信息系统的运行都会借助Internet的网络系统，利用在Internet基础上的发展出的通信协议和描述语言。因此我们可以说物联网是架构在Internet基础上的关于各种物理产品信息服务的总和。

    2 物联网的技术

    2.1 RFID 技术

    射频识别即RFID（Radio Frequency IDentification）技术，又称电子标签、无线射频识别，是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。

    RFID技术是一种非接触式的自动识别技术，通过射频信号自动识别目标对象，并获取相关数据，识别无须人工干预，可工作于任何恶劣环境。RFID系统由阅读器、应答器（标签）和应用系统三部分组成，通过电波在响应媒介和询问媒介间传递信息。阅读器，一般是一台内含天线和芯片解码器的阅读（有时还可以写入）设备，可设计为手持式或固定式；阅读器可无接触地读取并识别电子标签中所保存的电子数据，从而达到自动识别体的目的。通常阅读器与电脑相连，所读取的标签信息被传送到电脑上进行下一步处理。每个标签具有的产品电子码EPC,EPC码可存入硅芯片做成的电子标签内，并附在被标识产品上，以被高层的信息处理软件识别、传递和查询，进而在互联网的基础上形成专为供应链企业服务的各种信息服务。应用系统，一般是由计算机支撑的有线或无线管理系统，视不同应用要求，对于实时型的智能型控制器，不一定必须要有后台应用系统。

    2.2 传感技术

    传感技术同计算机技术与通信技术一起被称为信息技术的三大支柱。传感技术主要研究关于从自然信源获取信息，并对之进行处理（变换）和识别的一门多学科交叉的现代科学与工程技术。传感技术的即传感器，它是负责实现物联网中物与物、物与人信息交互的必要组成部分。目前无线传感器网络的大部分应用集中在简单、低复杂度的信息获取上，只能获取和处理物理世界的标量信息，然而这些标量信息无法刻画丰富多彩的物理世界，难以实现真正意义上的人与物理世界的沟通。为了克服这一缺陷，既能获取标量信息，又能获取视频、音频和图像等矢量信息的无线多媒体传感器网络应运而生。作为一种全新的信息获取和处理技术，无线多媒体传感器网络更多地关注于信息的采集和处理，利用压缩、识别、融合和重建等多种方法来处理信息，以满足无线多媒体传感器网络多样化应用的需求。

    从仿生学观点，如果把计算机看成处理和识别信息的“大脑”，把通信系统看成传递信息的“神经系统”的话，那么传感器就是“感觉器官”。传感技术是关于从自然信源获取信息，并对之进行处理（变换）和识别的一门多学科交叉的现代科学与工程技术，它涉及传感器（又称换能器）、信息处理和识别的规划设计、开发、制／建造、测试、应用及评价改进等活动。

    2.3 无线网络

    所谓无线网络，既包括允许用户建立远距离无线连接的语音和数据网络，也包括为近距离无线连接进行优化的红外线技术及射频技术，与有线网络的用途十分类似，的不同在于传输媒介的不同，利用无线电技术取代网线，可以和有线网络互为备份。

    物联网中物品与人的无障碍交流显然离不开高速、大批量数据传输的无线网络。无线网络既包括允许用户建立远距离无线连接的语音和数据网络，也包括为近距离无线连接进行优化的红外线技术及射频技术。

    2.4 人工智能

    人工智能（Artificial Intelligence） ，英文缩写为AI。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。 人工智能是计算机科学的一个分支，它企图了解智能的实质，并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器，该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和系统等。

    3 物联网的应用

    目前国内外物联网的一些应用领域主要包含如下方面。

    （1）生态环境的监测和保护。具体的内容有：生物环境适应性跟踪；河流沿线分区域水位监测及相关水资源被污染的信息监控；山区泥石流、滑坡等自然灾害容易发生地方的提前预警；重点保护林区监控内部火险情况和火势大小等。

    （2）安全检测与监控。在一些危险的工业环境如井矿、核电厂等，工作人员可以通过传感网络实施安全监测。此外，在桥梁、高速铁路等重要基础设施中引入传感网络感知振动频率、湿度等信息可以提前对不安全因素进行预警。

    （3）物流管理和配送。随着现代社会的发展，物流和配送业的重要性被提高到了一个新的水平。通过在物流商品中引入传感节点，可以从采购、生产制造、包装/装卸、仓库、运输、配送/分销、销售到服务的供应链上的每一个环节做到地了解和掌握。

    4 建设物联网所面临的挑战

    虽然物联网应用前景不错，但要想全面投入物联网社会的建设，还必须解决以下几个方面的问题。

    （1）标准问题。世界各国存在不同的标

    准，互不兼容。统一技术标准才能够使物联网在行业内、行业间实现从点到面的，从分散到集中的互联互通。

    （2）安全问题。当大量的数据用于物-物通信，以及大量的数据用于进行物品以及人的行为模式的数据存储、分析与判断，能否保障数据安全性变得极为重要。

    （3）协议问题。物联网是互联网的延伸，在物联网层面是基于TCP/IP协议，但在接入层面上协议种类繁多，GPRS/CDMA短信传感器有线等多种通道，物联网需要统一的协议。

    （4）IP地址问题。每个物品都需要在物联网中被寻址，就需要一个地址，因此物联网需要更多的IP地址，IPV4资源即将耗尽，这就需要IPV6来支撑，还需要解决与IPV4的兼容问题。

    5 结语

    以上简要介绍了物联网的结构、技术、应用及挑战，由于物联网技术还处于刚刚起步阶段，无论是规划、技术、管理、协调、合作等方面都还有很多不足，物联网的发展前景非常乐观，市场潜力也很巨大，但是这些并非一朝一夕就能够实现，它需要政府、企业、行业协会、媒体乃至公众共同努力。