对物联网的技术探讨及发展趋势

摘要：物联网是近年来研究的热点问题，得到了国内外研究结构和产业界的高度重视。本文探讨了物联网研究中的关键技术，包括传感网技术、射频识别技术、产品电子码、地理信息系统、智能技术以及物联网发展的趋势。

关键词：物联网；传感网；智能技术；发展趋势

Abstract: The Internet of things is a hot issue in recent years; great importance has been attached to the domestic and foreign research structure and industry. This paper discusses the key technologies of Internet of things, including sensor network technology, radio frequency identification technology, electronic product code, geographic information system, intelligent technology and network development trend.

Key words: network; sensor network; intelligent technology; development trend

中图分类号：F626.5

物联网是一种带有传感标识器的智能感知信息网络系统，促进了世界上物与物、人与物、人与自然之间的对话与交流。它是继计算机、因特网和移动通信网之后发展的一门新技术，是全球信息化发展的新阶段，实现了数字化向智能化的过渡与提升。该技术将促进IT业突破性进展，引发世界第三次产业化浪潮，有着重大的科学意义和应用价值。

1 物联网的主要技术

1.1传感网技术

物联网实质上是传感网、因特网及移动通信网“三网”高效融合的产物，其核心是智能传感网技术。传感网是连接物理世界、数字虚拟世界和人类社会的桥梁，它能够通过大量各类集成化的微型传感器，以协作方式实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息，利用嵌入式系统对信息进行处理，并通过自组织无线通信网络将所感知的信息传送到用户终端，真正实现无处不在的计算。该技术以低成本、微型化、低功耗以及灵活的组网方式、铺设方式等特点受到广泛重视，是关系国民经济发展和国家安全的重要技术。

1.2 射频识别（radio frequencyidentification，RFID）

射频识别技术是 20 世纪 90年代开始兴起的一种非接触式自动识别技术，该技术的商用促进了物联网的发展。它通过射频信号等一些先进手段自动识别目标对象并获取相关数据，有利于人们在不同状态下对各类物体进行识别与管理。射频识别系统通常由电子标签和阅读器组成。电子标签内存有一定格式的标识物体信息的电子数据，是未来几年代替条形码走进“物联网”时代的关键技术之一。该技术具有一定的优势：能够轻易嵌入或附着，并对所附着的物体进行追踪定位；读取距离更远，存取数据时间更短；标签的数据存取有密码保护，安全性更高。RFID 目前有很多频段，集中在13.56MHz频段和 900MHz 频段的无源射频识别标签应用最为常见。短距离应用方面通常采用13.56MHz HF 频段；而 900MHz 频段多用于远距离识别，如车辆管理、产品防伪等领域。阅读器与电子标签可按通信协议互传信息，即阅读器向电子标签发送命令，电子标签根据命令将内存的标识性数据回传给阅读器。RFID 技术与互联网、通讯等技术相结合，可实现全球范围内物品跟踪与信息共享。

1.3 产品电子代码（EPC）系统

1999 年美国的 Auto- ID Center将 RFID 技术与 Internet 结合，提出了产品电子代码（EPC）的概念。产品电子代码是物联网的主要支撑，它的载体是 RFID 电子标签，信息传递的介质是互联网。电子标签、产品电子码、互联网 3 个元素的有效结合孕育出物联网的构想：RFID 标签中存储的 EPC代码，通过传感器网络识别并自动采集到中央信息系统，利用开放的计算机网络进行信息交换、处理与共享，实现物品的透明化管理。EPC 系统充分利用了射频识别和网络技术的优点，很好地解决了对全球每一件产品的唯一标识、同时识别多个商品和“非可视”识别问题，其最终目标是为每一个物品建立全球的、开放的标识标准。

该系统是由全球产品电子代码体系、射频识别系统及信息网络系统3 部分组成，主要包括 EPC 编码标准、EPC 电子标签、射频识读器、神经网络软件、对象名解析服务以及实体标记语言6个方面。目前全球正积极开发低成本的EPC 标签，制定 EPC 数据标准和标签标准，完善 EPC 系统的整体环境，努力推进 EPC 系统的顺利发展与应用。

1.4 地理信息系统

物联网是“智慧地球”、“感知中国”的物理基础，其作用的发挥，必须将每个传感器和动态信息进行空间定位，摆脱单点应用的格局。地理信息系统则为物联网的发展提供了所需的空间基础，还可进行相关的信息处理、空间分析、建模等功能，有利于跨行业、跨行政区的数据共享及系统相互操作，是物联网应用的强大动力和支撑。在物联网全面发展的大背景下，地理信息系统的实践与应用也在不断创新。随着智慧地球的建立，地图服务从 2 维扩展到 3 维，服务对象由人转向为人和物；在 WebService的空间信息共享和智能服务的基础上，第二代地理信息系统提出并得到了发展；通过物联网的广泛连接，空间与非空间信息可以随时交换，服务全民；依托物联网产业，地理信息可以纳入其基础公共平台，地理信息系统在各行各业的作用将越来越大，产生更大的社会和经济效益。

1.5 智能技术

物联网使世界中的物体以传感和智能化方式关联起来，因此智能技术也是物联网的关键技术之一。它是指将智能系统植入物体，使物体能够主动或被动地与用户进行沟通与交流，从而具备一定的智能性。智能技术的发展很大程度地促进了人们所处物质世界的数字化、网络化和智能化，其主要研究方向包括：人工智能理论研究、先进的人———机交互技术与系统，智能控制技术与系统以及智能信号处理。

2 物联网发展趋势

未来，全球物联网将朝着规模化、协同化和智能化方向发展，同时以物联网应用带动物联网产业将是全球各国的主要发展方向

规模化发展：随着世界各国对物联网技术、标准和应用的不断推进，物联网在各行业领域中的规模将逐步扩大，尤其是一些政府推动的国家性项目，如智能电网、智能交通、环保、节能，将吸引大批有实力的企业进入物联网领域，大大推进物联网应用进程，为扩大物联网产业规模产生巨大作用。

协同化发展：随着产业和标准的不断完善，物联网将朝协同化方向发展，形成不同物体间、不同企业间、不同行业乃至不同地区或国家间的物联网信息的互联互通互操作，应用模式从闭环走向开环，最终形成可服务于不同行业和领域的全球化物联网应用体系。

智能化发展：物联网将从目前简单的物体识别和信息采集，走向真正意义上的物联网，实时感知、网络交互和应用平台可控可用，实现信息在真实世界和虚拟空间之间的智能化流动。结合本国优势、优先发展重点行业应用以带动物联网产业，物联网仍处于起步阶段，物联网产业支撑力度不足，行业需求需要引导，距离成熟应用还需要多年的培育和扶持，发展还需要各国政府通过政策加以引导和扶持，因此未来几年各国将结合本国的优势产业，确定重点发展物联网应用的行业领域，尤其是电力、交通、物流等战略性基础设施以及能够大幅度促进经济发展的重点领域，将成为物联网规模发展的主要应用领域。

3 结束语

物联网是一个涉及众多行业应用的实践性技术领域，在其技术研究过程中，应适合各行各业应用，与传感网、射频识别、地理信息系统等相关技术协同发展。在行业应用中，要充分利用物联网的特性，通过重点领域的示范效应发展绿色低碳经济，促进创造更大的经济和社会效益。随着物联网技术和商业模式的成熟和完善，嵌入了物联网新应用和服务的中国产品将不断涌现。信息化产业与中国生产的紧密结合，将对国内外的经济和社会发展产生重大的影响。

参考文献：

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