物聯(lián)網(wǎng)特點及應(yīng)用

精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)專心---專注---專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)物聯(lián)網(wǎng)特點及應(yīng)用學(xué)號：姓名：孫林浩摘要物聯(lián)網(wǎng)的概念最初來源于美國麻省理工學(xué)院(MIT)在1999年建立的自動識別中心(Auto-IDLabs)…提出的網(wǎng)絡(luò)無線射頻識別(RFID)系統(tǒng)——把所有物品通過射頻識別等信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，實現(xiàn)智能化識別和管理。早期的物聯(lián)網(wǎng)是以物流系統(tǒng)為背景提出的，以射頻識別技術(shù)作為條碼識別的替代品，實現(xiàn)對物流系統(tǒng)進行智能化管理。隨著技術(shù)和應(yīng)用的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵已發(fā)生了較大變化。2005年ITU在突尼斯舉行的信息社會世界峰會(WSIS)上正式確定了“物聯(lián)網(wǎng)”的概念，并隨后發(fā)布了《ITUInternetreports2005——theInternetofthings》，介紹了物聯(lián)網(wǎng)的特征、相關(guān)的技術(shù)、面臨的挑戰(zhàn)和未來的市場機遇。ITU在報告中指出，我們正站在一個新的通信時代的邊緣，信息與通信技術(shù)(ICT)的目標(biāo)已經(jīng)從滿足人與人之間的溝通，發(fā)展到實現(xiàn)人與物、物與物之間的連接，無所不在的物聯(lián)網(wǎng)通信時代即將來臨。物聯(lián)網(wǎng)使我們在信息與通信技術(shù)的世界墾獲得一個新的溝通維度(如圖1所示)，將任何時間、任何地點、連接任何人，擴展到連接任何物品，萬物的連接就形成了物聯(lián)網(wǎng)。我國將物聯(lián)網(wǎng)作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)予以重點關(guān)注和推進。2009年8月7日，溫家寶總理視察無錫時提出“感知中國”理念，由此推動了物聯(lián)網(wǎng)概念在國內(nèi)的重視，成為繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)和移動通信之后引發(fā)新一輪信息產(chǎn)業(yè)浪潮的核心領(lǐng)域。2010年3月5日，溫家寶總理在《政府工作報告》將“加快物聯(lián)網(wǎng)的研發(fā)應(yīng)用”明確納入重點產(chǎn)業(yè)振興。國務(wù)院、發(fā)展和改革委員會、工業(yè)和信息化部、科學(xué)技術(shù)部等都在研究制定促進物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的扶持政策，由此，推動了中國物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)從概念推廣、政策制定、配套建設(shè)到技術(shù)研發(fā)的快速發(fā)展。但是整體而言，中國的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展尚未走出“概念”階段，缺乏頂層藍圖規(guī)劃，科技與產(chǎn)業(yè)主攻方向不明。一些利益相關(guān)方爭相進行基于自身利益的解讀，可能使政府對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的支持方向和力度產(chǎn)生偏差，需盡快在國家層面盡快制定物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略和路線圖?！拔锫?lián)網(wǎng)概念”是在“互聯(lián)網(wǎng)概念”的基礎(chǔ)上，將其用戶端延伸和擴展到任何物品與物品之間，進行信息交換和通信的一種網(wǎng)絡(luò)概念。其定義是：通過射頻識別（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，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進行信息交換和通信，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)概念。

物聯(lián)網(wǎng)是我國新一代信息技術(shù)自主創(chuàng)新突破的重點方向，蘊含著巨大的創(chuàng)新空間，在芯片、傳感器、近距離傳輸、海量數(shù)據(jù)處理以及綜合集成、應(yīng)用等領(lǐng)域，創(chuàng)新活動日趨活躍，創(chuàng)新要素不斷積聚。物聯(lián)網(wǎng)在各行各業(yè)的應(yīng)用不斷深化，將催生大量的新技術(shù)、新產(chǎn)品、新應(yīng)用、新模式。

黨中央和國務(wù)院高度重視物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，明確指出要加快推動物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用示范；大部分地區(qū)將物聯(lián)網(wǎng)作為發(fā)展重點，出臺了相應(yīng)的發(fā)展規(guī)劃和行動計劃，許多行業(yè)部門將物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用作為推動本行業(yè)發(fā)展的重點工作加以支持。隨著國家和地方一系列產(chǎn)業(yè)支持政策的出臺，社會對物聯(lián)網(wǎng)的認知程度日益提升，物聯(lián)網(wǎng)正在逐步成為社會資金投資的熱點，發(fā)展環(huán)境不斷優(yōu)化。和傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)相比，物聯(lián)網(wǎng)有其鮮明的特征。首先它是各種感知技術(shù)的廣泛應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)部署了海量的多種類型傳感器，每個傳感器都是一個信息源，不同類別的傳感器所捕獲的信息內(nèi)容和信息格式不同。傳感器獲得的數(shù)據(jù)具有實時性，按一定的頻率周期性的采集環(huán)境信息，不斷更新數(shù)據(jù)。它是一種建立在互聯(lián)網(wǎng)上的泛型網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重要基礎(chǔ)和核心仍是互聯(lián)網(wǎng)，通過各種有線和無線網(wǎng)絡(luò)融合，將物體的信息實時準(zhǔn)確地傳遞出去。在物聯(lián)網(wǎng)上的傳感器定時采集的信息傳輸需要網(wǎng)絡(luò)，由于信息量巨大，形成了海量的信息，在傳輸過程中，為了保障數(shù)據(jù)的正確性和及時性，必須適應(yīng)各種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。物聯(lián)網(wǎng)不僅僅提供了傳感器的鏈接，其本身也具有智能處理的能力，能夠?qū)ξ矬w實施是能控制。物聯(lián)網(wǎng)將傳感器和智能處理相結(jié)合，利用云計算、模式識別等各種智能技術(shù)，擴充其應(yīng)用領(lǐng)域。從傳感器獲得的海量信息中分析、加工和處理出有意義的數(shù)據(jù)，以適應(yīng)不同用戶的不同需求，發(fā)現(xiàn)新的應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用模式。物聯(lián)網(wǎng)的感知環(huán)節(jié)具有很強的異構(gòu)性，為實現(xiàn)異構(gòu)信息之間的互聯(lián)、互通與互操作，未來的物聯(lián)網(wǎng)需要以一個開放的、分層的、可擴展的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)為框架。目前，國內(nèi)的研究人員在描述物聯(lián)網(wǎng)的體系框架時，多采用ITU．T在Y．2002建議中描述的USN高層架構(gòu)作為基礎(chǔ)，自下而上分為底層傳感器網(wǎng)絡(luò)、泛在傳感器網(wǎng)絡(luò)接入網(wǎng)絡(luò)、泛在傳感器網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)骨干網(wǎng)絡(luò)、泛在傳感器網(wǎng)絡(luò)中間件、泛在傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用平臺5個層次。USN分層框架的一個最大特點是依托下一代網(wǎng)絡(luò)(NGN)架構(gòu)，各種傳感器網(wǎng)絡(luò)在最靠近用戶的地方組成無所不在的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，用戶在此環(huán)境中使用各種服務(wù)，NGN則作為核心的基礎(chǔ)設(shè)施為USN提供支持。實際上，在ITU的研究技術(shù)路線中，并沒有單獨針對物聯(lián)網(wǎng)的研究，而是將人與物、物與物之間的通信作為泛在網(wǎng)絡(luò)的一個重要功能，統(tǒng)一納入了泛在網(wǎng)絡(luò)的研究體系中。ITU在泛在網(wǎng)絡(luò)的研究中強調(diào)2點，一是要在NGN的基礎(chǔ)上，增加網(wǎng)絡(luò)能力，實現(xiàn)人與物、物與物之間的泛在通信；二是在NGN的基礎(chǔ)上，增加網(wǎng)絡(luò)能力，擴大和增加對廣大公眾用戶的服務(wù)。因此在考慮泛在網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)能力時，一定要考慮這2點最基本的需求。除ITU外，其他的國際標(biāo)準(zhǔn)化組織也從不同的側(cè)面對物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)有所涉及研究，如歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會機器對機器技術(shù)委員會(ETSIM2MTC)，從端到端的全景角度研究機器對機器通信，給出了一個簡單的M2M架構(gòu)，該體系架構(gòu)可看作USN體系架構(gòu)的一個簡化版本。ITU在2005年的物聯(lián)網(wǎng)報告中重點描述了物聯(lián)網(wǎng)的4個關(guān)鍵性應(yīng)用技術(shù)——標(biāo)簽事物的RFID技術(shù)、感知事物的傳感器技術(shù)、思考事物的智能技術(shù)、微縮事物的納米技術(shù)。目前，國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的關(guān)注熱點主要集中在傳感器、RFID、云計算及普適服務(wù)等領(lǐng)域。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)涉及多個領(lǐng)域，這些技術(shù)在不同的行業(yè)往往具有不同的應(yīng)用需求和技術(shù)形態(tài)。物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)構(gòu)成主要包括感知與標(biāo)識技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)、計算與服務(wù)技術(shù)及管理與支撐技術(shù)四大體系。一、感知與標(biāo)識技術(shù)感知和標(biāo)識技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)，負責(zé)采集物理世界中發(fā)生的物理事件和數(shù)據(jù)，實現(xiàn)外部世界信息的感知和識別，包括多種發(fā)展成熟度差異性很大的技術(shù)，如傳感器、RFID、二維碼等。傳感技術(shù)利用傳感器和多跳自組織傳感器網(wǎng)絡(luò)，協(xié)作感知、采集網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中被感知對象的信息。傳感器技術(shù)依附于敏感機理、敏感材料、工藝設(shè)備和計測技術(shù)，對基礎(chǔ)技術(shù)和綜合技術(shù)要求非常高。目前，傳感器在被檢測量類型和精度、穩(wěn)定性可靠性、低成本、低功耗方面還沒有達到規(guī)模應(yīng)用水平，是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的重要瓶頸之一。識別技術(shù)涵蓋物體識別、位置識別和地理識別，對物理世界的識別是實現(xiàn)全面感知的基礎(chǔ)。物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識技術(shù)是以二維碼、RFID標(biāo)識為基礎(chǔ)的，對象標(biāo)識體系是物聯(lián)網(wǎng)的一個重要技術(shù)點。從應(yīng)用需求的角度，識別技術(shù)首先要解決的是對象的全局標(biāo)識問題，需要研究物聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化物體標(biāo)識體系，進一步融合及適當(dāng)兼容現(xiàn)有各種傳感器和標(biāo)識方法，并支持現(xiàn)有的和未來的識別方案。二、網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)網(wǎng)絡(luò)是物聯(lián)網(wǎng)信息傳遞和服務(wù)支撐的基礎(chǔ)設(shè)施，通過泛在的互聯(lián)功能，實現(xiàn)感知信息高可靠性、高安全性傳送。物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)涵蓋泛在接入和骨干傳輸?shù)榷鄠€層面的內(nèi)容。以互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議版本6(IPv6)為核心的下一代網(wǎng)絡(luò)，為物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展創(chuàng)造了良好的基礎(chǔ)網(wǎng)條件。以傳感器網(wǎng)絡(luò)為代表的末梢網(wǎng)絡(luò)在規(guī)?；瘧?yīng)用后，面臨與骨干網(wǎng)絡(luò)的接入問題，并且其網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與需要與骨干網(wǎng)絡(luò)進行充分協(xié)同，這些都將面臨著新的挑戰(zhàn)，需要研究固定、無線和移動網(wǎng)及Ad-hoc網(wǎng)技術(shù)、自治計算與連網(wǎng)技術(shù)等。物聯(lián)網(wǎng)需要綜合各種有線和無線通信技術(shù)，其中近距離無線通信技術(shù)將是物聯(lián)網(wǎng)的研究重點。由于物聯(lián)網(wǎng)終端一般使用工業(yè)科學(xué)醫(yī)療(ISM)頻段進行通信(免許可證的2．4GHzISM頻段全世界都可通用)，頻段內(nèi)包括大量的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備以及現(xiàn)有的無線保真(WiFi)、超寬帶(UWB)、ZigBee、藍牙等設(shè)備，頻譜空間將極其擁擠，制約物聯(lián)網(wǎng)的實際大規(guī)模應(yīng)用。為提升頻譜資源的利用率，讓更多物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)能實現(xiàn)空間并存，需切實提高物聯(lián)網(wǎng)規(guī)?；瘧?yīng)用的頻譜保障能力，保證異種物聯(lián)網(wǎng)的共存，并實現(xiàn)其互聯(lián)互通互操作。計算與服務(wù)技術(shù)海量感知信息的計算與處理是物聯(lián)網(wǎng)的核心支撐。服務(wù)和應(yīng)用則是物聯(lián)網(wǎng)的最終價值體現(xiàn)。海量感知信息計算與處理技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用大規(guī)模發(fā)展后，面臨的重大挑戰(zhàn)之一。需要研究海量感知信息的數(shù)據(jù)融合、高效存儲、語義集成、并行處理、知識發(fā)現(xiàn)和數(shù)據(jù)挖掘等關(guān)鍵技術(shù)，攻克物聯(lián)網(wǎng)“云計算”中的虛擬化、網(wǎng)格計算、服務(wù)化和智能化技術(shù)。核心是采用云計算技術(shù)實現(xiàn)信息存儲資源和計算能力的分布式共享，為海量信息的高效利用提供支撐。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展應(yīng)以應(yīng)用為導(dǎo)向，在“物聯(lián)網(wǎng)”的語境下，服務(wù)的內(nèi)涵將得到革命性擴展，不斷涌現(xiàn)的新型應(yīng)用將使物聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)模式與應(yīng)用開發(fā)受到巨大挑戰(zhàn)，如果繼續(xù)沿用傳統(tǒng)的技術(shù)路線必定束縛物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的創(chuàng)新。從適應(yīng)未來應(yīng)用環(huán)境變化和服務(wù)模式變化的角度出發(fā)，需要面向物聯(lián)網(wǎng)在典型行業(yè)中的應(yīng)用需求，提煉行業(yè)普遍存在或要求的核心共性支撐技術(shù)，研究針對不同應(yīng)用需求的規(guī)范化、通用化服務(wù)體系結(jié)構(gòu)以及應(yīng)用支撐環(huán)境、面向服務(wù)的計算技術(shù)等。管理與支撐技術(shù)隨著物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴大、承載業(yè)務(wù)的多元化和服務(wù)質(zhì)量要求的提高以及影響網(wǎng)絡(luò)正常運行因素的增多，管理與支撐技術(shù)是保證物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)“可運行、可管理、可控制”的關(guān)鍵，包括測量分析、網(wǎng)絡(luò)管理和安全保障等方面。測量是解決網(wǎng)絡(luò)可知性問題的基本方法，可測性是網(wǎng)絡(luò)研究中的基本問題。隨著網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性的提高與新型業(yè)務(wù)的不斷涌現(xiàn)，需研究高效的物聯(lián)網(wǎng)測量分析關(guān)鍵技術(shù)，建立面向服務(wù)感知的物聯(lián)網(wǎng)測量機制與方法。物聯(lián)網(wǎng)具有“自治、開放、多樣”的自然特性，這些自然特性與網(wǎng)絡(luò)運行管理的基本需求存在著突出矛盾，需研究新的物聯(lián)網(wǎng)管理模型與關(guān)鍵技術(shù)，保證網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)正常高效的運行。安全是基于網(wǎng)絡(luò)的各種系統(tǒng)運行的重要基礎(chǔ)之一，物聯(lián)網(wǎng)的開放性、包容性和匿名性也決定了不可避免地存在信息安全隱患．需要研究物聯(lián)網(wǎng)安全關(guān)鍵技術(shù)，滿足機密性、真實性、完整性、抗抵賴性的四大要求，同時還需解決好物聯(lián)網(wǎng)中的用戶隱私保護與信任管理問題。物聯(lián)網(wǎng)把傳統(tǒng)的信息通信網(wǎng)絡(luò)延伸到了更為廣泛的物理世界。雖然“物聯(lián)網(wǎng)”仍然是一個發(fā)展中的概念，然而，將“物”納入“網(wǎng)”中，則是信息化發(fā)展的一個大趨勢。物聯(lián)網(wǎng)將帶來信息產(chǎn)業(yè)新一輪的發(fā)展浪潮，必將對經(jīng)濟發(fā)展和社會生活產(chǎn)生深遠影響。物聯(lián)網(wǎng)的研究和開發(fā)既是機遇，更是挑戰(zhàn)。通過對物聯(lián)網(wǎng)及相關(guān)領(lǐng)域發(fā)展現(xiàn)狀的歸納總結(jié)，可以發(fā)現(xiàn)，一方面，目前對物聯(lián)網(wǎng)的研究尚處于起步階段，研究成果匱乏；另一方面，近年來相關(guān)信息網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域(特別是泛在傳感器網(wǎng)絡(luò))的研究成果不斷涌