物联网技术探讨

邵泽云

陇东学院信息工程学院，甘肃 庆阳 745000

引言

目前，随着全球经济的发展，世界各国对各个领域的学科技术水平都有了更高的要求，物联网作为全球IT发展方向的下一代代表，物联网的出现将为各领域科学技术的发展提供了一个有力的支持，它就会像互联网一样，将带动全球经济迅速发展，未来的物联网将应用到我们的现实生活当中,它不但可以使生产的成本迅速降低、经济效益得到提升,而且还可以成为促进全球经济复苏的技术动力[1]。

1 物联网的概念

由于物联网目前正处在发展研究阶段，好多技术还不成熟，因此，有关物联网的概念有多重说法，都不尽相同，其中较为通俗易懂的一种说法是：物联网是通过射频识别技术RFID、全球定位系统GPS、红外感应技术、激光扫描技术等传感设备，按照预先约定的协议把任何事物和互联网连接起来，然后进行数据和信息的交换，从而达到智能实现跟踪、定位、管理和监控的一种网络系统[2]。物联网是在互联网的基础之上发展起来的，互联网是物联网的最核心的网络系统，互联网主要实现机器间的通信，而物联网是将互联网进行了延伸和扩展，将网络的通信实体扩展到了任何物体之间，从而实现人与人、人与物、物与物之间的任何物体之间的通信。

2 物联网核心技术

2.1 射频设别RFID技术

物联网的关键技术之一就是射频设别技术，它是一种以非接触方式工作的无线感应的自动识别技术，它无需人工的参与就能利用射频信号自动对目标进行识别并获取相应的信息。一种典型的射频识别系统的组成如图1所示。

图1 一种典型的射频识别系统

射频识别有时又称为电子标签，数据存储和数据检索都是利用无线传输技术来实现，不需要与目标实体有直接接触，在系统中，射频识别的主要部件就是电子标签和读写器,读写器是通过无线信号来读取远处目标的电子标签内的信息,然后根据读取到的信息来识别目标实体的信息[3]。

2.2 电子标签

电子标签是由耦合元件及其他功能芯片构成，一般都嵌入在物体的相应位置实现目标对象的识别，每个电子标签的电子编码都是唯一的，在芯片内部具有超强的记忆能力，电子标签一般分为主动和被动两种，工作时需要外接电源供电的叫主动标签，而工作时不需要外接电源供电，而是通过被动的电磁感应返回信息的叫被动标签[4]。

2.3 读写器

读写器是用来对电子标签进行识别并进行读写的功能部件，它主要通过天线与电子标签进行无线方式的信息交换，在读写器内部有中央处理器、发送器、接收器、控制器等组成，读写器工作时与电子标签以无线射频信号方式进行。

2.4 计算机系统

计算机系统是进行数据处理的地方，它和读写器相连接，用来处理由读写器获得的电子标签的数据，通过计算机系统对这些的处理，就可以实现后台控制的功能。

2.5 无线传感器网络技术

无线传感器网络是有多个无线传感器节点组成的自组织网络系统，这些传感器节点具有数据处理、无线通信和感知的性能。无线传感网利用无线传感器节点实现对网络中环境的状态进行监测，并将有关的信息数据收集起来，然后采用无线传输的方式将收集的这些数据通过路由转发到网络的汇聚节点，再由汇聚节点将数据转发到最终用户，从而实现监测网络中目标的目的[5]。一个典型的无线传感器网络的结构如图2所示。

图2 一个典型的无线传感器网络结构

2.6 物联网网络技术

物联网的实现要大规模的普及，除了底层的射频识别技术、传感器技术和其它的具有一定智能的设备外，还要有一套物联网环境下标准的、统一的和可靠的通信协议的支持，物联网网络技术的框图如图3所示。

图3 物联网技术

无线宽带网络主要实现用户和网络间的数据通信，目前，无线宽带网络有无线局域网和无线城域网，其中无线局域网是由基站、服务访问点、无线介质等构成，是有线网络的扩展，主要用于有线网架设比较困难的场合，而无线城域网主要是为固定或移动设备提供无线宽带接入服务的；无线低速网络主要有红外、蓝牙、ZigBee等，是为适应距离短、功耗低的非智能设备间的无线传输方式，红外通信时无需申请频段，是一种点对点的无线近距离通信方式，蓝牙是一种基于开放的无线通信标准协议的，通信成本及功耗较低，传输距离比红外远，ZigBee是一种主要针对无线个人局域网而出现的低速率、低成本和低功耗的无线通信技术；移动通信网络主要是为物联网中的远距离节点间的数据通信提供灵活、便捷的一种有效方式，移动通信网络和有线网络相比较而言，无线网络具有较强的可移动性和较强的灵活性，因此，如果将移动通信网应用于物联网，将有效地加快物联网普及和应用的速度[6]。

3 物联网的发展趋势

物联网称之为继互联网之后，世界信息产业的第三次浪潮，目前，美国、欧盟等包括中国在内的世界各国都投入巨大的人力财力进行研究物联网。我国也非常重视物联网的建设与研究，工业和信息化部也正在和有关部门联手进行新一代信息技术方面内容的研究，以便形成新一代信息技术发展的措施[7]。我国的《国家中长期科学与技术发展规划（2006-2020年）》和“新一代宽带移动无线通信网”等重大专项中都将物联网列入重点研究领域。最终物联网会推动全球经济的发展。

4 结束

物联网是技术进步的产物，是由多项技术融合而成的新的技术体系，物联网具有显著的、潜在的应用需求和技术价值，物联网的发展势必推动任何事物之间互动的信息化社会的发展。目前，物联网正处在发展阶段，要大规模大范围普及物联网，有许多关键的技术问题要研究与解决，因此还需要我们不断地努力。

[1]朱亚杰.物联网技术与应用发展的探讨[J].电脑知识与技术，2013,9（35）:8195-8196.

[2]刘强，崔莉，陈海明.物联网关键技术与应用[J].计算机科学，2010，37（6）:1-4.

[3]郑文斌.物联网中RFID系统安全分析及对策[J].中国科技信息,2013(23):88-90.

[4]朱洪波,杨龙祥.物联网的技术思想与应用策略研究[J].通信学报,2010,31(6):2-9.

[5]张杰,胡一兵，李亮等.多传感器数据融合技术应用研究[J].测试技术学报，2013,27(6):490-495.

[6]王伟玮，马鹏飞，张永军等.物联网环境下基于B/S模式的监控系统[J].计算机与数字工程，2013,41(10):1573-1575.

[7]吴好，郑淑蓉.物联网产业发展的市场支撑体系研究[J].科技管理研究，2012（15）：168-170.