物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其應(yīng)用顧學(xué)義當(dāng)今世界界IT領(lǐng)領(lǐng)域的三大熱點點技術(shù)??物聯(lián)網(wǎng)（InternetofThings）移動互聯(lián)聯(lián)網(wǎng)（（MobileInternet）云計算（（CloudComputing）物聯(lián)網(wǎng)技技術(shù)及其其應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技技術(shù)及其其應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)（（IOT）的起起源物聯(lián)網(wǎng)（（IOT）的定定義廣義的物物聯(lián)網(wǎng)涵涵義利用條碼碼、射頻頻識別（（RFID）、、傳感器器、全球球定位系系統(tǒng)、激激光掃描描器等信信息傳感感設(shè)備，，按約定定的協(xié)議議，實現(xiàn)現(xiàn)人與人人、人與與物、物物與物的的在任何何時間、、任何地地點的連連接（anything、anytime、anywhere），從從而進行行信息交交換和通通訊，以以實現(xiàn)智智能化識識別、定定位、跟跟蹤、監(jiān)監(jiān)控和管管理的龐龐大網(wǎng)絡(luò)絡(luò)系統(tǒng)。。國際電信信聯(lián)盟（（ITU）曾描描繪“物物聯(lián)網(wǎng)””時代的的情形：：司機出現(xiàn)現(xiàn)操作失失誤時汽汽車會自自動報警警；公文包會會提醒主主人忘帶帶了什么么東西；；衣服會““告訴””洗衣機機對顏色色和水溫溫的要求求;……各國物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略略或計劃劃物聯(lián)網(wǎng)（（IOT）提出出的背景景十五年周周期定律律IBM前前首席執(zhí)執(zhí)行官郭郭士納提提出一個個重要的的觀點：：計算模模式每隔隔15年年發(fā)生一一次變革革。每一次這這樣的技技術(shù)變革革都引起起企業(yè)間間、產(chǎn)業(yè)業(yè)間甚至至國家間間競爭格格局的重重大動蕩蕩和變化化。而互互聯(lián)網(wǎng)革革命一定定程度上上是由美美國“信信息高速速公路””戰(zhàn)略所所催熟。。從Internet到到IOT物聯(lián)網(wǎng)（（IOT）的特特征全面感知知可靠傳輸輸智能處理理感知傳輸智能利用RFID、、傳感器器、二維維碼等能夠隨時時隨地采采集物體體的動態(tài)態(tài)信息。通過網(wǎng)絡(luò)絡(luò)將感知知的各種種信息進行行實時傳傳送。利用計算算機技術(shù)術(shù)，及時時地對海海量的數(shù)據(jù)進行行信息控控制，真真正達(dá)到到了人與物的的溝通、、物與物物的溝通通。物聯(lián)網(wǎng)（（IOT）的特特征全面感知知可靠傳輸輸智能處理理感知傳輸智能利用RFID、、傳感器器、二維維碼等能夠隨時時隨地采采集物體體的動態(tài)態(tài)信息。通過網(wǎng)絡(luò)絡(luò)將感知知的各種種信息進行行實時傳傳送。利用計算算機技術(shù)術(shù)，及時時地對海海量的數(shù)據(jù)進行行信息控控制，真真正達(dá)到到了人與物的的溝通、、物與物物的溝通通。物聯(lián)網(wǎng)（（IOT）結(jié)構(gòu)構(gòu)示意圖圖IOT基基本理論論模型智能卡條形碼二維碼GPS傳感器技術(shù)網(wǎng)關(guān)設(shè)備近距離通通信因特網(wǎng)跟蹤定位位高速數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)智慧星球球感知中國國中國物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)發(fā)展展感知中國國，贏在在未來17江蘇、上上海、北北京、廣廣東等28個省省將物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)作為重重點發(fā)展展領(lǐng)域

感知中國，贏在未來搶占信息息產(chǎn)業(yè)第第三次浪浪潮的制制高點。。我國各地地政府強強力“搶灘””物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)轉(zhuǎn)變經(jīng)濟濟發(fā)展方方式、實實現(xiàn)經(jīng)濟濟結(jié)構(gòu)調(diào)調(diào)整的重重要手段段;無錫、重重慶、杭杭州、廣廣州、深深圳、武武漢等80％以以上大城城市將物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)列為主主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)業(yè)面臨五個個主要技技術(shù)問題題（1）技技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)問題世界各國國存在不不同的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。中中國信息息技術(shù)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化技技術(shù)委員員會于2006年成立立了無線線傳感器器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)項目目組。2009年9月月，傳感感器網(wǎng)絡(luò)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)工工作組正正式成立立了PG1(國國際標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)化)、、PG2(標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)體系與與系統(tǒng)架架構(gòu))、、PG3(通信信與信息息交互))、PG4(協(xié)協(xié)同信息息處理))、PG5(標(biāo)標(biāo)識)、、PG6(安全全)、PG7((接口))和PG8(電電力行業(yè)業(yè)應(yīng)用調(diào)調(diào)研)等等8個專專項組，，開展具具體的國國家標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)的制定定工作。。（2）安安全問題題信息采集集頻繁，，其數(shù)據(jù)據(jù)安全也也必須重重點考慮慮。（3）協(xié)協(xié)議問題題物聯(lián)網(wǎng)是是互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)的延伸伸，在物物聯(lián)網(wǎng)核核心層面面是基于于TCP/IP，但在在接入層層面，協(xié)協(xié)議類別別五花八八門，GPRS/CDMA、、短信、、傳感器器、有線線等多種種通道，，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)需要一一個統(tǒng)一一的協(xié)議議棧。（4）IP地址址問題每個物品品都需要要在物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)中被被尋址，，就需要要一個地地址。物物聯(lián)網(wǎng)需需要更多多的IP地址，，IPv4資源源即將耗耗盡，那那就需要要IPv6來支支撐。IPv4向IPv6過過渡是一一個漫長長的過程程，因此此物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)一旦使使用IPv6地地址，就就必然會會存在與與IPv4的兼兼容性問問題。（5）終終端問題題。物物聯(lián)網(wǎng)終終端除具具有本身身功能外外還擁有有傳感器器和網(wǎng)絡(luò)絡(luò)接入等等功能，，且不同同行業(yè)需需求千差差萬別，，如何滿滿足終端端產(chǎn)品的的多樣化化需求，，對運營營商來說說是一大大挑戰(zhàn)。。物聯(lián)網(wǎng)技技術(shù)及其其應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)的的體系架架構(gòu)全面感知知、可靠靠傳送、、智能處處理是物物聯(lián)網(wǎng)的的三大特特征。物聯(lián)網(wǎng)的的體系架架構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)技技術(shù)及其其應(yīng)用EPC物物聯(lián)網(wǎng)：：系統(tǒng)結(jié)結(jié)構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)概概念一經(jīng)經(jīng)提出，，立即受受到各國國政府、、企業(yè)和和學(xué)術(shù)界界的重視視，在需需求和研研發(fā)的相相互推動動下，迅迅速熱遍遍全球。。目前國國際上對對物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)的研究究逐漸明明朗起來來，最典典型的解解決方案案有歐美的的EPC系統(tǒng)和日本的UID系系統(tǒng)。這里著著重介紹紹EPC物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)。EPC系系統(tǒng)是一一個先進進的、綜綜合性的的和復(fù)雜雜的系統(tǒng)統(tǒng)。它由由EPC編碼體體系、RFID系統(tǒng)及及信息網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)統(tǒng)三個部部分組成成，主要要包括六六個方面面：EPC編碼碼、EPC標(biāo)簽簽、讀寫寫器、EPC中中間件、、對象名名稱解析析服務(wù)（（ONS）和EPC信信息服務(wù)務(wù)（EPCIS）。PML：：實體標(biāo)標(biāo)記語言言（PhysicalMarkupLanguage）EPC物物聯(lián)網(wǎng)：：EPC概念EPC物物聯(lián)網(wǎng)：：EPC編碼物聯(lián)網(wǎng)技技術(shù)及其其應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)核核心技術(shù)術(shù)：RFID物聯(lián)網(wǎng)核核心技術(shù)術(shù)：RFID技術(shù)沿革革物聯(lián)網(wǎng)核核心技術(shù)術(shù)：RFID系統(tǒng)工作作原理物聯(lián)網(wǎng)核核心技術(shù)術(shù)：RFIDRFID主要頻頻段標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)及特性性物聯(lián)網(wǎng)核核心技術(shù)術(shù)：RFIDRFID應(yīng)用領(lǐng)領(lǐng)域32物聯(lián)網(wǎng)核核心技術(shù)術(shù)：RFID中國RFID發(fā)發(fā)展思路路物聯(lián)網(wǎng)核核心技術(shù)術(shù)：WSN物聯(lián)網(wǎng)核核心技術(shù)術(shù)：WSN體系系結(jié)構(gòu)WSN體體系結(jié)構(gòu)構(gòu)：平面面拓?fù)浣Y(jié)結(jié)構(gòu)WSN體體系結(jié)構(gòu)構(gòu)：邏輯輯分層結(jié)結(jié)構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)核核心技術(shù)術(shù)：WSN體系系結(jié)構(gòu)傳感器節(jié)節(jié)點體系系結(jié)構(gòu)傳感器網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議議棧物聯(lián)網(wǎng)核核心技術(shù)術(shù)：WSN的特特征物聯(lián)網(wǎng)核核心技術(shù)術(shù)：WSN通信信WSN在在無線通通信框架架中的位位置物聯(lián)網(wǎng)核核心技術(shù)術(shù)：WSN融合合WSN和和其它無無線通信信技術(shù)的的融合物聯(lián)網(wǎng)核核心技術(shù)術(shù)：應(yīng)用用前景物聯(lián)網(wǎng)核核心技術(shù)術(shù)RFID側(cè)重于于識別，，能夠?qū)崒崿F(xiàn)對目目標(biāo)的標(biāo)標(biāo)識和管管理，同同時RFID系系統(tǒng)具有有讀寫距距離有限限、抗干干擾性差差、實現(xiàn)現(xiàn)成本較較高的不不足；WSN側(cè)側(cè)重于組組網(wǎng)，實實現(xiàn)數(shù)據(jù)據(jù)的傳遞遞，具有有部署簡簡單，實實現(xiàn)成本本低廉等等優(yōu)點，，但一般般WSN并不具具有節(jié)點點標(biāo)識功功能。RFID與WSN的結(jié)結(jié)合存在在很大的的契機。。RFID與WSN可以以在兩個個不同的的層面進進行融合合：物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)構(gòu)下RFID與與WSN的融合合，傳感感器網(wǎng)絡(luò)絡(luò)架構(gòu)下下RFID與WSN的的融合。。物聯(lián)網(wǎng)架架構(gòu)下RFID與WSN的融融合RFID和WSN融合合物聯(lián)網(wǎng)核核心技術(shù)術(shù)傳感器網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)構(gòu)下RFID與與WSN的融合合：智能能基站RFID和WSN融合合物聯(lián)網(wǎng)核核心技術(shù)術(shù)傳感器網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)構(gòu)下RFID與與WSN的融合合：智能能節(jié)點RFID和WSN融合合物聯(lián)網(wǎng)核核心技術(shù)術(shù)傳感器網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)構(gòu)下RFID與與WSN的融合合：智能能傳感標(biāo)標(biāo)簽RFID和WSN融合合物聯(lián)網(wǎng)技技術(shù)及其其應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)應(yīng)用示意意圖46物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)應(yīng)用給放養(yǎng)的的牲畜中中的每一一只羊都都貼上一一個二維維碼，這這個二維維碼會一一直保持持到超市市出售的的肉品上上，消費費者可通通過手機機閱讀二二維碼，，知道牲牲畜的成成長歷史史，確保保食品安安全。我我國已有有10億億存欄動動物貼上上了這種種二維碼碼。畜牧溯源源47物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)應(yīng)用48物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)應(yīng)用探索外部部星球一一直是人人類夢寐寐以求的的理想，，借助于于航天器器布撒的的傳感器器節(jié)點實實現(xiàn)對星星球表面面大范圍圍、長時時期、近近距離的的監(jiān)測和和探索，，是一種種經(jīng)濟可可行的方方案。NASA的JPL實驗驗室研制制的SensorWebs就就是為將將來的火火星探測測、選定定著陸場場地等需需求進行行技術(shù)準(zhǔn)準(zhǔn)備的?！，F(xiàn)在該該項目已已在佛羅羅里達(dá)宇宇航中心心的環(huán)境境監(jiān)測項項目中進進行測試試和完善善。空間、海海洋探索索美國宇航航局的空空間探索索計劃中中無線傳感感器網(wǎng)絡(luò)絡(luò)的應(yīng)用用模式示示意圖49物聯(lián)網(wǎng)管理平臺臺移動POS金融供應(yīng)鏈智能運輸輸工業(yè)自動動化智能建筑筑消防公共安全全環(huán)境保護護氣象數(shù)字化醫(yī)醫(yī)療遙感勘測測軍事農(nóng)業(yè)林業(yè)水務(wù)電力煤炭石化物流、零零售、自自動服務(wù)務(wù)設(shè)備、安安全、節(jié)節(jié)能生產(chǎn)、安安全、防防災(zāi)、水水電油氣氣防火、勘勘察、報報警污染檢測測、報警警水質(zhì)、水水量、污污染、安安全大棚、土土壤、灌灌溉、環(huán)環(huán)境、跟跟蹤抄表