第一章物聯(lián)網(wǎng)所用主要通信

1、第一章第一章 物聯(lián)網(wǎng)所用的主要通信技術(shù)及其發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)所用的主要通信技術(shù)及其發(fā)展第二章第二章 數(shù)據(jù)通信數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)基礎(chǔ)第三章第三章 zigbeezigbee網(wǎng)絡(luò)原理與網(wǎng)絡(luò)原理與開(kāi)發(fā)開(kāi)發(fā)第四章第四章 無(wú)線(xiàn)無(wú)線(xiàn)傳感器傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)第五章第五章 短距離短距離有線(xiàn)通信有線(xiàn)通信技術(shù)技術(shù)第六章第六章 近距離近距離無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)第一章第一章 物聯(lián)網(wǎng)所用的主要通信技術(shù)及其發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)所用的主要通信技術(shù)及其發(fā)展 趙建立趙建立 山東科技大學(xué)山東科技大學(xué)2021-12-851965年前后發(fā)生的變革以大型機(jī)為標(biāo)志，1980年前后以個(gè)人計(jì)算機(jī)的普及為標(biāo)志，1995年前后則發(fā)生了互聯(lián)網(wǎng)革命。2010年前后？物聯(lián)網(wǎng)？

2、IBM前首席執(zhí)行官郭士納提出一個(gè)重要的觀(guān)點(diǎn)：計(jì)算模式每隔15年發(fā)生一次變革。每一次這樣的技術(shù)變革都引起企業(yè)間、產(chǎn)業(yè)間甚至國(guó)家間競(jìng)爭(zhēng)格局的重大動(dòng)蕩和變化。而互聯(lián)網(wǎng)革命一定程度上是由美國(guó)“信息高速公路”戰(zhàn)略所催熟。2021-12-86 IBM提出的“智慧地球”概念上升至美國(guó)的國(guó)家戰(zhàn)略。該戰(zhàn)略認(rèn)為IT產(chǎn)業(yè)下一階段的任務(wù)是把新一代IT技術(shù)充分運(yùn)用在各行各業(yè)之中，具體地說(shuō)，就是把感應(yīng)器嵌入和裝備到電網(wǎng)、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統(tǒng)、大壩、油氣管道等各種物體中，并且被普遍連接，形成“物聯(lián)網(wǎng)”。2008年-美國(guó)智慧地球 物聯(lián)網(wǎng)行動(dòng)計(jì)劃。具體而務(wù)實(shí)，強(qiáng)調(diào)RFID的廣泛應(yīng)用，注重信息安全。2009年6

3、月，歐盟委員會(huì)向歐盟議會(huì)、理事會(huì)、歐洲經(jīng)濟(jì)和社會(huì)委員會(huì)及地區(qū)委員會(huì)遞交了歐盟物聯(lián)網(wǎng)行動(dòng)計(jì)劃（Internet of Things-An action plan for Europe），以確保歐洲在建構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)的過(guò)程中起主導(dǎo)作用。2009年-歐盟物聯(lián)網(wǎng)行動(dòng) i-Japan戰(zhàn)略。在u-Japan的基礎(chǔ)上，強(qiáng)調(diào)電子政務(wù)和社會(huì)信息服務(wù)應(yīng)用。該戰(zhàn)略的理念是以人為本，實(shí)現(xiàn)所有人與人、物與物、人與物之間的連接，希望在2010年將日本建設(shè)成一個(gè)“實(shí)現(xiàn)隨時(shí)、隨地、任何物體、任何人（anytime, anywhere, anything, anyone）均可連接的泛在網(wǎng)絡(luò)社會(huì)”。2009年-日本i-Japan戰(zhàn)略

4、韓國(guó)也在2006年確立了u-Korea戰(zhàn)略。u-Korea旨在建立無(wú)所不在的社會(huì),也就是在民眾的生活環(huán)境里，布建智能型網(wǎng)絡(luò)、最新的技術(shù)應(yīng)用等先進(jìn)的信息基礎(chǔ)建設(shè)，讓民眾可以隨時(shí)隨地享有科技智慧服務(wù)。2009年-韓國(guó)u-Korea戰(zhàn)略2021-12-87溫家寶：感知中國(guó) 10年前，中科院?jiǎn)?dòng)傳感網(wǎng)研究計(jì)劃 2009年8月7日，溫家寶在無(wú)錫考察，提議建立傳感器中心 2009年9月11日，傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)工作組成立大會(huì)暨“感知中國(guó)高峰論壇”在北京舉行，標(biāo)志著傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)工作組正式成立 2009年11月，國(guó)務(wù)院正式批準(zhǔn)同意支持無(wú)錫建設(shè)國(guó)家傳感網(wǎng)創(chuàng)新示范區(qū) 隨后，無(wú)錫感知中國(guó)中心在政府和科研機(jī)構(gòu)的配合下建

5、立成熟的傳感器技術(shù)。如常見(jiàn)的無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)（WSN）、RFID、電子標(biāo)簽等。發(fā)達(dá)的網(wǎng)絡(luò)。已進(jìn)入信息高速公路時(shí)代，可以各種方式接入到網(wǎng)絡(luò)，如寬帶、WiFi、ZigBee等。高速的信息處理能力。計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)迅猛發(fā)展，計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)能力和計(jì)算能力還在進(jìn)一步增強(qiáng)，使得海量信息處理成為可能。技術(shù)的成熟為物聯(lián)網(wǎng)提供了現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)。包括以下幾個(gè)方面：一、國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀物聯(lián)網(wǎng)究竟是什么物聯(lián)網(wǎng)究竟是什么? ?它的出現(xiàn)又將給我們的生活帶來(lái)怎樣它的出現(xiàn)又將給我們的生活帶來(lái)怎樣的變化的變化? ?一、國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀通過(guò)射頻識(shí)別（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物體與互聯(lián)網(wǎng)相

6、連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。 普適計(jì)算泛在網(wǎng)絡(luò)物聯(lián)網(wǎng)RFID傳感器網(wǎng)絡(luò)一、國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀目前主要還有以下幾個(gè)定義： 1）MIT Auto ID Center的定義 1999 年，MIT Auto ID Center 給出較早的“物聯(lián)網(wǎng)”定義為：在計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，利用RFID、無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)通信等技術(shù), 構(gòu)造一個(gè)覆蓋世界上萬(wàn)事萬(wàn)物的網(wǎng)絡(luò)( Internet of Things) , 以實(shí)現(xiàn)物品的自動(dòng)識(shí)別和信息的互聯(lián)共享。2005年, 國(guó)際電信聯(lián)盟( ITU) 發(fā)布的ITU 互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2005： 物聯(lián)網(wǎng)中正式給出了“物聯(lián)網(wǎng)”概念并對(duì)其涵義進(jìn)

7、行了擴(kuò)展，指出物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的延伸，“RFID、傳感器技術(shù)、納米技術(shù)、智能嵌入技術(shù)”將是實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的四大核心技術(shù)。 國(guó)際電信聯(lián)盟是聯(lián)合國(guó)的一個(gè)重要專(zhuān)門(mén)機(jī)構(gòu)，也是聯(lián)合國(guó)機(jī)構(gòu)中歷史最長(zhǎng)的一個(gè)國(guó)際組織。簡(jiǎn)稱(chēng)“國(guó)際電聯(lián)”、“電聯(lián)”或“ITU”。 國(guó)際電聯(lián)是主管信息通信技術(shù)事務(wù)的聯(lián)合國(guó)機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)分配和管理全球無(wú)線(xiàn)電頻譜與衛(wèi)星軌道資源，制定全球電信標(biāo)準(zhǔn)，向發(fā)展中國(guó)家提供電信援助，促進(jìn)全球電信發(fā)展。 2014 2014年年1010月月2323日，日，趙厚麟趙厚麟當(dāng)選國(guó)際電信聯(lián)盟新一任秘書(shū)當(dāng)選國(guó)際電信聯(lián)盟新一任秘書(shū)長(zhǎng)，成為國(guó)際電信聯(lián)盟長(zhǎng)，成為國(guó)際電信聯(lián)盟150150年歷史上首位中國(guó)籍年歷史上首位中國(guó)籍秘書(shū)

8、長(zhǎng)。秘書(shū)長(zhǎng)。 EPC 是早期國(guó)際上典型的物聯(lián)網(wǎng)概念模型，它的本質(zhì)就是“RFID 技術(shù)加互聯(lián)網(wǎng)”。每一個(gè)物品都被賦予一個(gè)獨(dú)一無(wú)二的EPC 代碼，將這個(gè)EPC 代碼存儲(chǔ)在RFID 標(biāo)簽中并貼在物品上，同時(shí)將這個(gè)代碼所對(duì)應(yīng)的詳細(xì)信息和屬性存儲(chǔ)在互聯(lián)網(wǎng)上的服務(wù)器中。 當(dāng)物品從生產(chǎn)到流通的各個(gè)環(huán)節(jié)中被識(shí)別并記錄時(shí)，通過(guò)ONS( 對(duì)象名解析服務(wù)) 的解析可獲得物品所屬信息服務(wù)系統(tǒng)的URI ( 統(tǒng)一資源標(biāo)識(shí)) , 進(jìn)而通過(guò)網(wǎng)絡(luò)從EPCIS 中獲得其代碼所對(duì)應(yīng)的信息和屬性，以進(jìn)行物品識(shí)別，實(shí)現(xiàn)對(duì)物流供應(yīng)鏈的自動(dòng)追蹤管理。“物聯(lián)網(wǎng)”定義為：物聯(lián)網(wǎng)將是未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)不可分割的一部分，是一個(gè)動(dòng)態(tài)的全球網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，它具備基

9、于一定的標(biāo)準(zhǔn)和互用的它具備基于一定的標(biāo)準(zhǔn)和互用的通信協(xié)議的自組織能力。通信協(xié)議的自組織能力。其中物理的和虛擬的物理的和虛擬的“物物”均具有身份標(biāo)識(shí)、物理屬性和虛擬特性，并應(yīng)用智能接口可以無(wú)縫鏈接到信息網(wǎng)絡(luò)。 物聯(lián)網(wǎng)將具有三方面本質(zhì)特性本質(zhì)特性：第一，不能簡(jiǎn)單地將物聯(lián)網(wǎng)看作今天互聯(lián)網(wǎng)的延伸，物聯(lián)網(wǎng)建立在特有基礎(chǔ)設(shè)施上，將是一系列新的獨(dú)立系統(tǒng)。當(dāng)然，部分基礎(chǔ)設(shè)施仍要依存于現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)；第二，物聯(lián)網(wǎng)將伴隨新的業(yè)務(wù)共同發(fā)展；第三，物聯(lián)網(wǎng)包括多種不同的通信模式。如物與人通信, 物與物通信。 目前國(guó)內(nèi)較為多見(jiàn)的定義為：“物聯(lián)網(wǎng)，指利用各種信息傳感設(shè)備，如射頻識(shí)別裝置、紅外傳感器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描等種

10、種裝置與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來(lái)而形成的一個(gè)巨大網(wǎng)絡(luò)，其目的就是讓所有的物品都與網(wǎng)絡(luò)連接在一起，方便識(shí)就是讓所有的物品都與網(wǎng)絡(luò)連接在一起，方便識(shí)別和管理別和管理。 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)該具備三個(gè)特性三個(gè)特性： 一是全面感知，即利用各種可用的感知手段，實(shí)現(xiàn)隨時(shí)即時(shí)采集物體動(dòng)態(tài)； 二是可靠傳遞，通過(guò)各種信息網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)的融合，將感知的信息實(shí)時(shí)準(zhǔn)確可靠地傳遞出去； 三是智能處理，利用云計(jì)算等智能計(jì)算技術(shù)對(duì)海量的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行分析和處理，對(duì)物體實(shí)施智能化控制”。 綜合上述5種物聯(lián)網(wǎng)的定義，可得出物聯(lián)網(wǎng)是采用各種傳感設(shè)備，采集各種“物”的信息，傳輸?shù)揭曰ヂ?lián)網(wǎng)為核心的信息網(wǎng)絡(luò)上，以實(shí)現(xiàn)全面感知、信息的智能處理、實(shí)施對(duì)“物”的智

11、能控制、完成相應(yīng)的應(yīng)用。姚建銓院士（中國(guó)科學(xué)院）：物聯(lián)網(wǎng)是信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì) 科學(xué)推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)和智慧城市建設(shè) 物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展鄔賀銓院士（中國(guó)工程院）：物聯(lián)網(wǎng) 2021-12-8192021-12-820感知層是實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)全面的感知的核心能力是物聯(lián)網(wǎng)中包括關(guān)鍵技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)化方面、產(chǎn)業(yè)化方面亟待突破的部分關(guān)鍵在于具備更精確、更全面的感知能力，并解決低功耗、小型化和低成本的問(wèn)題廣泛覆蓋的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)是實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施是物聯(lián)網(wǎng)三層中標(biāo)準(zhǔn)化程度最高、產(chǎn)業(yè)化能力最強(qiáng)、最成熟的部分關(guān)鍵在于為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用特征進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，形成協(xié)同感知的網(wǎng)絡(luò)提供豐富的基于物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的根本目標(biāo)將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與行

12、業(yè)信息化需求相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)廣泛智能化應(yīng)用的解決方案集關(guān)鍵在于行業(yè)融合、信息資源的開(kāi)發(fā)利用、低成本高質(zhì)量的解決方案、信息安全的保障以及有效的商業(yè)模式的開(kāi)發(fā)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層物聯(lián)網(wǎng)感知層2021-12-821需要騰需要騰“云云”才能駕才能駕“物物”！傳感器條碼識(shí)別RFID多媒體信息采集定位數(shù)據(jù)采集有線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸短距離通信傳輸無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)信息匯聚信息協(xié)同處理子層信息協(xié)同處理中間件傳送網(wǎng)關(guān)感知控制層感知控制層移動(dòng)通信遠(yuǎn)程信息傳送固定通信互聯(lián)網(wǎng)廣播電視網(wǎng)衛(wèi)星網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)層傳輸網(wǎng)絡(luò)層SOA海量存儲(chǔ)分布數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)挖掘服務(wù)支撐智能工業(yè)行業(yè)應(yīng)用智能農(nóng)業(yè)智能交通綜合應(yīng)用層綜合應(yīng)用層環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)

13、管理QoS管理信息安全標(biāo)識(shí)解析公共支撐公共支撐圖 1.1 物聯(lián)網(wǎng)框架結(jié)構(gòu) 物聯(lián)網(wǎng)是實(shí)現(xiàn)物理世界、虛擬世界、數(shù)字世界與人類(lèi)社會(huì)間的交互的技術(shù)手段。物聯(lián)網(wǎng)通信模式主要分為：“物與物”( Thing-to- thing) ，“物與人”( Thing-to- person)和人與人通信。“ 物與物”通信，主要實(shí)現(xiàn)“物”與“物”在沒(méi)有人工介入情況下的信息交互， 如“物”能夠監(jiān)控其它“物”，當(dāng)發(fā)生應(yīng)急情況，物能夠主動(dòng)采取相應(yīng)措施?！癕2M”技術(shù)就是“物與物”通信的一種形式?！拔锱c人”通信，主要實(shí)現(xiàn)“物”與“人”之間的信息交互，如人對(duì)“物”的遠(yuǎn)程控制，或者“物”向人主動(dòng)報(bào)告自身狀態(tài)信息和感知的信息。 在物聯(lián)

14、網(wǎng)中，通信系統(tǒng)的主要作用是將信息可靠安全通信系統(tǒng)的主要作用是將信息可靠安全地傳送到地傳送到目的地。目的地。 由于物聯(lián)網(wǎng)具有異構(gòu)性的特點(diǎn)，這就使得物聯(lián)網(wǎng)所采用的通信方式和通信系統(tǒng)也具有異構(gòu)性和復(fù)雜性。在信息傳輸方面，雖然采用的是以數(shù)據(jù)為主的通信手段，但在承載平臺(tái)上卻采用了不同模式的有線(xiàn)、無(wú)線(xiàn)通信方式；在所采用的通信協(xié)議方面，網(wǎng)絡(luò)傳送層采用了基于IP的通信協(xié)議，但在感知控制層卻采用了多種通信協(xié)議，如X.25、基于工業(yè)總線(xiàn)的接口和協(xié)議、ZigBee等。因此，可以說(shuō)物聯(lián)網(wǎng)的感知控制層的通信方式最為復(fù)雜。 感知控制的通信目的是將各種設(shè)備傳感設(shè)備（或數(shù)據(jù)采集設(shè)備以及連同的控制設(shè)備）所感知的信息在較短的通信

15、距離內(nèi)送到信息匯聚系統(tǒng)，并由該系統(tǒng)傳送（或互聯(lián)）到網(wǎng)絡(luò)傳輸層，其通信的特點(diǎn)是傳輸距離近，傳輸方式靈活、多樣。 感知控制層通信系統(tǒng)所采用的技術(shù)主要分為短距離有線(xiàn)通信、短距離無(wú)線(xiàn)通信和無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)。 感知層短距離有線(xiàn)通信系統(tǒng)主要是由各種串行數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)構(gòu)成的，目前采用的技術(shù)有RS-232/485RS-232/485、USBUSB、CANCAN工業(yè)工業(yè)總線(xiàn)、及各種串行數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)總線(xiàn)、及各種串行數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。 感知層短距離無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)主要由各種低功率、中高頻無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)構(gòu)成，目前主要采用藍(lán)牙、紅外、低功藍(lán)牙、紅外、低功率無(wú)線(xiàn)數(shù)傳電臺(tái)、無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)等率無(wú)線(xiàn)數(shù)傳電臺(tái)、無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)等技術(shù)來(lái)完成短距離無(wú)線(xiàn)通

16、信任務(wù)。 無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network，WSN)是一種部署在感知區(qū)域內(nèi)的大量的微型傳感器節(jié)點(diǎn)通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸方式形成的一個(gè)多跳的自組織系統(tǒng)。它一種具有網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大、自組織、多跳路由、動(dòng)態(tài)拓?fù)?、可靠性高的以?shù)據(jù)為中心的、能量受限的通信網(wǎng)絡(luò)，是“狹義”上的物聯(lián)網(wǎng)，也是物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)之一。RS-232: Recommend Standard USB:Universal Serial Bus CAN:Controller Area Network 網(wǎng)絡(luò)傳輸層是由數(shù)據(jù)通信主機(jī)（或服務(wù)器）、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、路由器等構(gòu)成的，在數(shù)據(jù)傳送網(wǎng)絡(luò)支撐下的計(jì)算機(jī)通信系統(tǒng)，其基本結(jié)構(gòu)如圖1.3所

17、示。路由器交換機(jī)主機(jī)路由器路由器交換機(jī)交換機(jī)主機(jī)主機(jī)傳送網(wǎng)傳送網(wǎng)公眾固定網(wǎng)PSTN公眾移動(dòng)網(wǎng)GSM/CDMA/TD-SCDMA公 眾 數(shù) 據(jù) 網(wǎng)DDN/ATM/FR其他專(zhuān)用傳送網(wǎng)圖 1.3 網(wǎng)絡(luò)傳輸層通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 網(wǎng)絡(luò)傳輸層通信系統(tǒng)中支持計(jì)算機(jī)通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳送網(wǎng)可由公眾固定網(wǎng)、公眾移動(dòng)通信網(wǎng)、公眾數(shù)據(jù)網(wǎng)及其他專(zhuān)公眾固定網(wǎng)、公眾移動(dòng)通信網(wǎng)、公眾數(shù)據(jù)網(wǎng)及其他專(zhuān)用網(wǎng)構(gòu)成用網(wǎng)構(gòu)成。 目前的公眾固定、移動(dòng)通信網(wǎng)、公眾數(shù)據(jù)網(wǎng)主要有PSTN（Public Switched Telephone Network，公眾電話(huà)交換網(wǎng)）、GSM（Global System for Mobile Communicati

18、ons，全球移動(dòng)通信系統(tǒng)）、CDMA（Code Division Multiple Access，碼分多址）、TD-SCDMA（Time Division Synchronous Code Division Multiple Access，時(shí)分同步碼分多址)、DDN（Digital Data Network，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)）、ATM（Asynchronous Transfer Mode，異步傳輸模式）、FR（FRAME-RELAY，幀中繼）等，它們?yōu)槲锫?lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層提供了數(shù)據(jù)傳送平臺(tái)。 公眾通信網(wǎng)和專(zhuān)用傳送網(wǎng)構(gòu)成的數(shù)據(jù)傳送平臺(tái)是物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)傳輸層的基礎(chǔ)設(shè)施，主機(jī)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)及路由器等構(gòu)成的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系

19、統(tǒng)是物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)傳輸層的功能設(shè)施，為物聯(lián)網(wǎng)提供各種信息存儲(chǔ)、信息傳送、信息處理等各項(xiàng)基礎(chǔ)服務(wù)，為物聯(lián)網(wǎng)的綜合應(yīng)用層提供了信息承載平臺(tái)，保障了物聯(lián)網(wǎng)各專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。 物聯(lián)網(wǎng)作為一種新興的信息技術(shù)，它是應(yīng)用現(xiàn)有的信息技術(shù)、通信技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)等的基礎(chǔ)上的融合與創(chuàng)新。現(xiàn)階段對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的研究，不論從理論方面，還是從實(shí)踐方面，均處于起步階段，而物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)更是如此。就目前而言，尚不能較清楚地看到物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)，但可以從目前的研究方向看出端倪。目前，物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)主要研究的方向有以下幾個(gè)方面 無(wú)線(xiàn)通信是利用無(wú)線(xiàn)一定頻段的電磁波來(lái)傳輸信息的。理論上，一般情況下，在一定區(qū)域范圍內(nèi)，傳輸信息的電磁

20、波的頻段是不能重疊的，如重疊則會(huì)形成電磁波的干擾，從而影響通信質(zhì)量。 采用采用擴(kuò)頻技術(shù)，擴(kuò)頻技術(shù)，則可以采用重疊的頻段來(lái)傳輸信息，但這要求擴(kuò)頻所采用的PN（Pseudorandom Noise，偽隨機(jī)序列）碼之間要相互正交、或跳頻、跳時(shí)調(diào)度圖之間不能相一致（或相似），這就要求研究一種擴(kuò)頻通信的技術(shù)及規(guī)則，使得大量部署的以擴(kuò)頻通信為無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)臒o(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)之間的通信不受到干擾而影響通信質(zhì)量。 另外，還需要研究一種頻譜分配的技術(shù)，在充分利用時(shí)分、空分或時(shí)分+空分技術(shù)的基礎(chǔ)上利用智能天線(xiàn)技術(shù)的原理，研究一種合理、有效、成本低廉、體積微小的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，以滿(mǎn)足大量部署無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)對(duì)頻譜資源的需求。

21、物聯(lián)網(wǎng)的感知控制層內(nèi)的終端具有多種接入網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)耐ㄐ欧绞?，由于無(wú)線(xiàn)通信具有任何地點(diǎn)、任何時(shí)間都可接入，并能進(jìn)行通信的特點(diǎn)，因此無(wú)線(xiàn)通信方式是物聯(lián)網(wǎng)終端接入網(wǎng)無(wú)線(xiàn)通信方式是物聯(lián)網(wǎng)終端接入網(wǎng)絡(luò)層的首選絡(luò)層的首選。但隨著終端數(shù)量的增多，隨之而來(lái)的是需要大量的頻段資源以滿(mǎn)足接入網(wǎng)絡(luò)的需求，另外，無(wú)線(xiàn)通信方式也在隨通信技術(shù)的發(fā)展而不斷進(jìn)步，因此就需要研究一種能滿(mǎn)足物聯(lián)網(wǎng)不斷發(fā)展的無(wú)線(xiàn)通信方式。由于軟件軟件無(wú)線(xiàn)電無(wú)線(xiàn)電SDR(SDR(Software Defined Radio) )具有具有統(tǒng)一的硬件平臺(tái)、多樣化軟件調(diào)制方式和統(tǒng)一的硬件平臺(tái)、多樣化軟件調(diào)制方式和傳輸模式的特點(diǎn)，傳輸模式的特點(diǎn)，因此，它可以

22、滿(mǎn)足未來(lái)不斷發(fā)展的無(wú)線(xiàn)通信模式變化的需求，而且成本低廉、升級(jí)方便。 軟件無(wú)線(xiàn)電，也稱(chēng)軟件定義的無(wú)線(xiàn)電(Software Defined Radio，SDR) 是一種無(wú)線(xiàn)電廣播通信技術(shù)，它基于軟件定義的無(wú)線(xiàn)通信協(xié)議而非通過(guò)硬連線(xiàn)實(shí)現(xiàn)。換言之，頻帶、空中接口協(xié)議和功能可通過(guò)軟件下載和更新來(lái)升級(jí)，而不用完全更換硬件。 為了解決無(wú)線(xiàn)頻段資源的緊張問(wèn)題，認(rèn)知無(wú)線(xiàn)電認(rèn)知無(wú)線(xiàn)電( ( CRCR：Cognitive Radio) )技術(shù)是解決該問(wèn)題的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，它可以技術(shù)是解決該問(wèn)題的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，它可以識(shí)別利用率低的無(wú)線(xiàn)頻段，并將利用率低下的無(wú)線(xiàn)頻段給予回識(shí)別利用率低的無(wú)線(xiàn)頻段，并將利用率低下的無(wú)線(xiàn)頻段給

23、予回收，統(tǒng)一管理、優(yōu)化分配，以解決無(wú)線(xiàn)頻段資源緊張的難題。收，統(tǒng)一管理、優(yōu)化分配，以解決無(wú)線(xiàn)頻段資源緊張的難題。 物聯(lián)網(wǎng)終端具有多樣性，其通信協(xié)議多樣、數(shù)據(jù)傳送的方式多樣，并且它們分別接入到不同的通信網(wǎng)絡(luò)，這就造成了需要大量的匯聚中間件系統(tǒng)來(lái)轉(zhuǎn)換不同通信網(wǎng)絡(luò)的接入問(wèn)題，即形成了接入的異構(gòu)性，尤其在以無(wú)線(xiàn)通信方式為首選的物聯(lián)網(wǎng)終端接入中，該問(wèn)題尤為突出。第一是無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)的異構(gòu)性，無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)的異構(gòu)性，它們的無(wú)線(xiàn)傳輸機(jī)制不同、覆蓋的范圍不同、可以獲得的傳輸速率不同、提供的QoS不同、面向的業(yè)務(wù)和應(yīng)用不同；第二是組網(wǎng)方式的異構(gòu)性組網(wǎng)方式的異構(gòu)性，除了經(jīng)由基站接入的單跳式無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)以外，還有多跳式的無(wú)

24、線(xiàn)自組織網(wǎng)和網(wǎng)狀網(wǎng)，它們的網(wǎng)絡(luò)控制方式不同，有依賴(lài)于基礎(chǔ)設(shè)施的集中控制，也有靈活的分布式協(xié)同控制；第三是終端的異構(gòu)性終端的異構(gòu)性，由于業(yè)務(wù)應(yīng)用的多樣性以及信息通信技術(shù)的不斷提升，終端已從手機(jī)擴(kuò)展到便攜式電腦、各種類(lèi)型的信息終端、娛樂(lè)終端、移動(dòng)辦公終端、嵌入式終端等，不同的終端具有不同的接入能力、移動(dòng)能力和業(yè)務(wù)能力；第四是頻譜資源的異構(gòu)性頻譜資源的異構(gòu)性，由于不同頻段的傳輸特性不同，適用于各種頻段的無(wú)線(xiàn)技術(shù)也不同，并且不同地區(qū)頻譜規(guī)劃方式也有顯著區(qū)別；第五是運(yùn)營(yíng)管理的異構(gòu)性運(yùn)營(yíng)管理的異構(gòu)性，不同的運(yùn)營(yíng)商基于開(kāi)發(fā)的業(yè)務(wù)以及用戶(hù)群的不同，將會(huì)設(shè)計(jì)出不同的管理策略和資費(fèi)策略。 由于異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)相對(duì)獨(dú)立自治

25、，相互間缺乏有效的協(xié)同機(jī)制，造成了系統(tǒng)間干擾、重疊覆蓋、單一網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)提供能力有限、頻譜資源浪費(fèi)、業(yè)務(wù)的無(wú)縫切換等問(wèn)題無(wú)法解決。 “融合”已成為信息通信業(yè)的發(fā)展潮流。 它包含三個(gè)層次的內(nèi)容：首先是業(yè)務(wù)融合業(yè)務(wù)融合，就是以統(tǒng)一的IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)，向用戶(hù)提供獨(dú)立于接入方式的服務(wù)； 其次是終端融合終端融合，現(xiàn)在的多模終端是終端融合的雛形，但是隨著新的無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)的不斷出現(xiàn)，為了同時(shí)支持多種接入技術(shù)，終端會(huì)變得越來(lái)越復(fù)雜，價(jià)格也越來(lái)越高，更好的方案是采用基于軟件無(wú)線(xiàn)電的終端重配置技術(shù)，它可以使得原本功能單一的移動(dòng)終端設(shè)備具備了接人不同無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的能力； 第三是網(wǎng)絡(luò)融合網(wǎng)絡(luò)融合，包括固定網(wǎng)與移動(dòng)網(wǎng)融合，核

26、心網(wǎng)與接入網(wǎng)融合、不同無(wú)線(xiàn)接入系統(tǒng)之間的融合等。 異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合的實(shí)現(xiàn)分為兩個(gè)階段：連通階段和融合階段兩個(gè)階段：連通階段和融合階段。 連通階段指?jìng)鞲芯W(wǎng)、RFID網(wǎng)、局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)等的互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)感知信息和業(yè)務(wù)信息傳送到網(wǎng)絡(luò)另一端的應(yīng)用服務(wù)器進(jìn)行處理以支持應(yīng)用服務(wù)。 融合階段是指在各種網(wǎng)絡(luò)連通的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上，分布式部署若干信息處理的功能單元，根據(jù)應(yīng)用需求而在網(wǎng)絡(luò)中對(duì)傳遞的信息進(jìn)行收集、融合和處理，從而使基于感知的智能服務(wù)實(shí)現(xiàn)得更為精確。從該階段開(kāi)始，網(wǎng)絡(luò)將從提供信息交互功能擴(kuò)展到提供智能信息處理功能及支撐服務(wù)，并且傳統(tǒng)的應(yīng)用服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)向可管、可控、可信的集中智慧參與的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演進(jìn)。 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)是物聯(lián)網(wǎng)的核心組成部分，但由于無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)是能量受限的，因此在應(yīng)用上其壽命受到較大的限制。其中一個(gè)重要的原因是通信過(guò)程傳輸單位比特能量消耗比過(guò)大，過(guò)大的原因是通信協(xié)議中所增加了過(guò)多的比特開(kāi)銷(xiāo)，以及收發(fā)節(jié)點(diǎn)之間的相互認(rèn)證、等待等能量的開(kāi)銷(xiāo)，因此需要研究高效傳輸通信協(xié)議研究高效傳輸通信協(xié)議，以減少傳輸單位比特能量的開(kāi)銷(xiāo)。 另外，