物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)框架與標(biāo)準(zhǔn)體系

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1、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)框架與標(biāo)準(zhǔn)體系　物聯(lián)網(wǎng)(InternetofThings)最初被定義為把所有物品通過射頻識別(RFID)和條碼等信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，實(shí)現(xiàn)智能化識別和管理功能的網(wǎng)絡(luò)。這個概念最早于1999年由麻省理工學(xué)院Auto-ID研究中心提出，實(shí)質(zhì)上等于RFID技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合應(yīng)用。RFID標(biāo)簽可謂是早期物聯(lián)網(wǎng)最為關(guān)鍵的技術(shù)與產(chǎn)品環(huán)節(jié)，當(dāng)時人們認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)最大規(guī)模、最有前景的應(yīng)用就是在零售和物流領(lǐng)域，利用RFID技術(shù)，通過計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)物品或商品的自動識別和信息的互聯(lián)與共享?！　?005年，國際電信聯(lián)盟(ITU)在《TheInternetofTh

2、ings》報告中對物聯(lián)網(wǎng)概念進(jìn)行擴(kuò)展，提出任何時刻、任何地點(diǎn)、任何物體之間的互聯(lián)，無所不在的網(wǎng)絡(luò)和無所不在計(jì)算的發(fā)展愿景，除RFID技術(shù)外、傳感器技術(shù)、納米技術(shù)、智能終端等技術(shù)將得到更加廣泛的應(yīng)用。但I(xiàn)TU未針對物聯(lián)網(wǎng)的概念擴(kuò)展提出新的物聯(lián)網(wǎng)定義?！　?009年9月15日，歐盟第七框架下RFID和物聯(lián)網(wǎng)研究項(xiàng)目簇(ClusterofEuropeanResearchProjectsonTheInternetOfThings：CERP-IoT)發(fā)布了《物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略研究路線圖》研究報告，其中提出了新的物聯(lián)網(wǎng)概念，認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)是未來Internet的一個組成部分，可

3、以被定義為基于標(biāo)準(zhǔn)的和可互操作的通信協(xié)議且具有自配置能力的動態(tài)的全球網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)。物聯(lián)網(wǎng)中的“物”都具有標(biāo)識、物理屬性和實(shí)質(zhì)上的個性，使用智能接口，實(shí)現(xiàn)與信息網(wǎng)絡(luò)的無縫整合。該項(xiàng)目簇的主要研究目的是便于歐洲內(nèi)部不同RFID和物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目之間的組網(wǎng);協(xié)調(diào)包括RFID的物聯(lián)網(wǎng)研究活動;對專業(yè)技術(shù)、人力資源和資源進(jìn)行平衡，以使得研究效果最大化;在項(xiàng)目之間建立協(xié)同機(jī)制?！　∥锫?lián)網(wǎng)與RFID、傳感器網(wǎng)絡(luò)和泛在網(wǎng)的關(guān)系　　1.傳感器網(wǎng)絡(luò)與RFID的關(guān)系　　RFID和傳感器具有不同的技術(shù)特點(diǎn)，傳感器可以監(jiān)測感應(yīng)到各種信息，但缺乏對物品的標(biāo)識能力，而RFID技術(shù)恰恰具有強(qiáng)

4、大的標(biāo)識物品能力。盡管RFID也經(jīng)常被描述成一種基于標(biāo)簽的，并用于識別目標(biāo)的傳感器，但RFID讀寫器不能實(shí)時感應(yīng)當(dāng)前環(huán)境的改變，其讀寫范圍受到讀寫器與標(biāo)簽之間距離的影響。因此提高RFID系統(tǒng)的感應(yīng)能力，擴(kuò)大RFID系統(tǒng)的覆蓋能力是亟待解決的問題。而傳感器網(wǎng)絡(luò)較長的有效距離將拓展RFID技術(shù)的應(yīng)用范圍。傳感器、傳感器網(wǎng)絡(luò)和RFID技術(shù)都是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重要組成部分，它們的相互融合和系統(tǒng)集成將極大地推動物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，其應(yīng)用前景不可估量?！　　　?.物聯(lián)網(wǎng)與傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系　　傳感器網(wǎng)絡(luò)(SensorNetwork)的概念最早由美國軍方提出，起源于1978年美國

5、國防部高級研究計(jì)劃局(DARPA)開始資助卡耐基梅隆大學(xué)進(jìn)行分布式傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究項(xiàng)目，當(dāng)時此概念局限于由若干具有無線通信能力的傳感器節(jié)點(diǎn)自組織構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。隨著近年來互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和多種接入網(wǎng)絡(luò)以及智能計(jì)算技術(shù)的飛速發(fā)展，2008年2月，ITU-T發(fā)表了《泛在傳感器網(wǎng)絡(luò)(UbiquitousSensorNetworks)》研究報告。在報告中，ITU-T指出傳感器網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)向泛在傳感器網(wǎng)絡(luò)的方向發(fā)展，它是由智能傳感器節(jié)點(diǎn)組成的網(wǎng)絡(luò)，可以以“任何地點(diǎn)、任何時間、任何人、任何物”的形式被部署。該技術(shù)可以在廣泛的領(lǐng)域中推動新的應(yīng)用和服務(wù)，從安全保衛(wèi)和環(huán)境監(jiān)控到推動個人

6、生產(chǎn)力和增強(qiáng)國家競爭力。從以上定義可見，傳感器網(wǎng)絡(luò)已被視為物聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分，如果將智能傳感器的范圍擴(kuò)展到RFID等其他數(shù)據(jù)采集技術(shù)，從技術(shù)構(gòu)成和應(yīng)用領(lǐng)域來看，泛在傳感器網(wǎng)絡(luò)等同于現(xiàn)在我們提到的物聯(lián)網(wǎng)?！　?.物聯(lián)網(wǎng)與泛在網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系　　泛在網(wǎng)是指無所不在的網(wǎng)絡(luò)，又稱泛在網(wǎng)絡(luò)。最早提出U戰(zhàn)略的日韓給出的定義是：無所不在的網(wǎng)絡(luò)社會將是由智能網(wǎng)絡(luò)、最先進(jìn)的計(jì)算技術(shù)以及其他領(lǐng)先的數(shù)字技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施武裝而成的技術(shù)社會形態(tài)。根據(jù)這樣的構(gòu)想，U網(wǎng)絡(luò)將以“無所不在”、“無所不包”、“無所不能”為基本特征，幫助人類實(shí)現(xiàn)“4A”化通信，即在任何時間、任何地點(diǎn)、任何人、任何物

7、都能順暢地通信。故相對于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的當(dāng)前可實(shí)現(xiàn)性來說，泛在網(wǎng)屬于未來信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的理想狀態(tài)和長期愿景。　　從以上的分析可見，傳感器網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)和泛在網(wǎng)絡(luò)之間的關(guān)系可用圖1來表示?！　∥锫?lián)網(wǎng)的技術(shù)框架　　物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)體系框架如圖2所示，它包括感知層技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)、應(yīng)用層技術(shù)和公共技術(shù)?！　?.感知層數(shù)據(jù)采集與感知主要用于采集物理世界中發(fā)生的物理事件和數(shù)據(jù)，包括各類物理量、標(biāo)識、音頻、視頻數(shù)據(jù)。物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集涉及傳感器、RFID、多媒體信息采集、二維碼和實(shí)時定位等技術(shù)?！　鞲衅骶W(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)和協(xié)同信息處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)傳感器、RFID等數(shù)據(jù)采集技術(shù)所獲取數(shù)據(jù)的

8、短距離傳輸、自組織組網(wǎng)以及多個傳感器對數(shù)據(jù)的協(xié)同信息處理過程?！　?.網(wǎng)絡(luò)層實(shí)現(xiàn)