浅谈物联网技术

　　摘要：物联网就是物物相连的互联网。文章介绍了物联网的基本概念，讨论了物联网体系结构中的各个网络层次的功能以及物联网现状，详细介绍了物联网的核心技术，并结合物联网的现状，分析目前面临的不足。
　　关键词：物联网；RFID；体系结构；WSN
　　中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044(2011)21-5108-02
　　1 物联网的发展
　　1.1 物联网的定义
　　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， “物联网就是物物相连的互联网”。有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上进行延伸和扩展的网络；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、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。
　　1.2 物联网的体系结构和功能
　　物联网是传统IP网络的延伸和扩展，将网络用户端延伸和扩展到物与物之间，是一种新型的信息传输和交换形式。物联网的体系结构分为三层，分别是感知层、网络层、应用层。
　　1）感知层
　　感知层由各种传感器以及传感器网关构成，包括二氧化碳浓度传感器、温度传感器、湿度传感器、二维码标签、RFID 标签和读写器、摄像头、GPS等感知终端。感知层的作用相当于人的眼耳鼻喉和皮肤等神经末梢，它是物联网获识别物体，采集信息的来源，其主要功能是识别物体，采集信息。
　　2）网络层
　　网络层由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网、网络管理系统和云计算平台等组成，负责传递和处理感知层获取的信息。网络层的作用是接收感知层传输的数据，并将数据发送到其他网络中，并控制命令发送给感知层。网络层的具体功能包括：获取物品信息，获取感知层所发送的物品数据，识别其中的EPC码，并在本地网关中注册；以便在英特网、3G或广电网等部网络中传输，另一方面把外部网络发送的数据转换成感知层可识别的数据格式，发送控制命令是指将外部网络湖区的数据，经转换格式后发送给感知层。
　　3）应用层
　　应用层是物联网和用户（包括人、组织和其他系统）的接口，它与行业需求结合，实现物联网的智能应用。如：目前绿色农业、工业监控、公共安全、城市管理、远程医疗、智能家居、智能交通和环境监测等各个行业均有物联网应用的尝试。
　　1.3 物联网的应用
　　“物联网”被称为继计算机、互联网之后，世界信息产业的第三次浪潮。业内专家认为，物联网一方面可以提高经济效益，大大节约成本；另一方面可以为全球经济的复苏提供技术动力。目前，美国、欧盟、中国等都在投入巨资深入研究探索物联网。我国也正在高度关注、重视物联网的研究，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研究，以形成支持新一代信息技术发展的政策措施。
　　1）智能电表
　　在智慧的电力设施的支持下，智能电表可以重新定义电力提供商和客户的关系。通过安装内容丰富且读取方便的设备，用户可了解在任何时刻的电力费用，并且用户还可以随时获取一天中任意时刻的用电价格（查看前后的记录），这样电力提供商就为用户提供了很大的灵活性，用户可以根据了解到的信息改变其用电模式。智能电表不仅可以测量用电量，它还是电网上的传感器，可以协助检测波动和停电。它还能储存和关联信息，支持电力提供商完成远程开启或关闭服务，也能远程支持使用后支付或提前支付等付费方式的转换。总而言之，智能电表可大幅度减小系统的峰值负荷，转换电力操作模式，也能重新定义客户体验。
　　2）医疗机构
　　由于缺乏资金和管理不当，中国医疗保健体系覆盖率很低，一直以来有限的政府投资主要针对的是规模更大、等级更高的城市医院、农村地区医院的床位严重短缺。发展和完善 21 世纪的医疗体系，必须采取智慧的方法进行信息共享管理。实时信息共享可以降低药品库存和成本并提高效率。从而提高诊断质量和服务质量。整合的医疗保健平台根据需要通过医院的各系统收集并存储患者信息，并将相关信息添加到患者的电子医疗档案，所有授权和整合的医院都可以访问。这样资源和患者能够有效地在各个医院之间流动，通过各医院之间适当的管理系统，政策，转诊系统等。这个平台满足一个有效的多层次医疗网络对信息分享的需要。
　　3）通信行业
　　在“2009 年中国国际信息通信展览会”上，中国移动展出了手机支付，这就是典型的物联网概念应用。手机支付实际上主要是手机 SIM 卡的更换，由普通 SIM 卡更换为 RFID-SIM卡，而不需要对手机进行更换。用户在消费时，只需要将手机从接收器上轻轻一扫，就可以方便进行各种购物，以及获得详细的费用清单。中国电信一直在推介自己的全球眼技术，其实就是远程监控的物联网应用。
　　2 物联网的核心技术
　　物联网核心技术包括射频识别(RFID)装置、WSN 网络、红外感应器、全球定位系统、Internet 与移动网络，网络服务，行业应用软件。在这些技术当中，又以底层嵌入式设备芯片开发最为关键，引领整个行业的上游发展。
　　2.1 RFTD技术
　　RFID是射频识别（Radio Frequency Identification）的英