物聯(lián)網(wǎng)(Internetof Things)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),通過計算機互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)物品或商品的自動識別和信息的互聯(lián)與共享,。
2005年,,國際電信聯(lián)盟(ITU)在《The Internetof Things》報告中對物聯(lián)網(wǎng)概念進行擴展,提出任何時刻,、任何地點,、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ITU未針對物聯(lián)網(wǎng)的概念擴展提出新的物聯(lián)網(wǎng)定義。
圖1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
2009年9月15日,,歐盟第七框架下RFID和物聯(lián)網(wǎng)研究項目簇(Clusterof European Research Projectson TheInternet Of Things: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,,認為物聯(lián)網(wǎng)是未來Internet的一個組成部分,,可以被定義為基于標(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,、物理屬性和實質(zhì)上的個性,,使用智能接口,實現(xiàn)與信息網(wǎng)絡(luò)的無縫整合,。該項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)、人力資源和資源進行平衡,,以使得研究效果最大化;在項目之間建立協(xié)同機制,。 物聯(lián)網(wǎng)與RFID、傳感器網(wǎng)絡(luò)和泛在網(wǎng)的關(guān)系
一,、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,,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,。
二,、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年美國國防部高級研究計劃局(DARPA)開始資助卡耐基梅隆大學(xué)進行分布式傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究項目,,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)點組成的網(wǎng)絡(luò),,可以以“任何地點、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)控到推動個人生產(chǎn)力和增強國家競爭力,。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)。
三,、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),、最先進的計算技術(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,,幫助人類實現(xiàn)“4A”化通信,,即在任何時間、任何地點,、任何人,、任何物都能順暢地通信。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,。
圖2物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)體系框架
四、物聯(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),。
1.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、二維碼和實時定位等技術(shù),。
傳感器網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)和協(xié)同信息處理技術(shù)實現(xiàn)傳感器,、RFID等數(shù)據(jù)采集技術(shù)所獲取數(shù)據(jù)的短距離傳輸、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,。
2.網(wǎng)絡(luò)層實現(xiàn)更加廣泛的互聯(lián)功能,,能夠把感知到的信息無障礙,、高可靠性、高安全性地進行傳送,,需要傳感器網(wǎng)絡(luò)與移動通信技術(shù),、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相融合。經(jīng)過十余年的快速發(fā)展,,移動通信,、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)已比較成熟,基本能夠滿足物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?br />
3.應(yīng)用層應(yīng)用層主要包含應(yīng)用支撐平臺子層和應(yīng)用服務(wù)子層,。其中應(yīng)用支撐平臺子層用于支撐跨行業(yè),、跨應(yīng)用、跨系統(tǒng)之間的信息協(xié)同,、共享,、互通的功能。應(yīng)用服務(wù)子層包括智能交通,、智能醫(yī)療,、智能家居、智能物流,、智能電力等行業(yè)應(yīng)用,。
4.公共技術(shù)公共技術(shù)不屬于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的某個特定層面,而是與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)的三層都有關(guān)系,,它包括標(biāo)識與解析,、安全技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)管理和服務(wù)質(zhì)量(QoS)管理,。
五,、物聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)體系
根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用密切相關(guān)的特點,按照技術(shù)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用子集兩個層次,,我們提出引用現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn),、裁剪現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)或制定新規(guī)范等策略,形成了包括體系架構(gòu),、組網(wǎng)通信協(xié)議,、接口、協(xié)同處理組件,、網(wǎng)絡(luò)安全,、編碼標(biāo)識、骨干網(wǎng)接入與服務(wù)等技術(shù)基礎(chǔ)規(guī)范和產(chǎn)品,、應(yīng)用子集類規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)體系(如圖3所示),,以求通過標(biāo)準(zhǔn)體系指導(dǎo)成體系、系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)制定工作,同時為今后的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品研發(fā)和應(yīng)用開發(fā)中對標(biāo)準(zhǔn)的采用提供重要的支持,。
我們需要高度重視物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè),,加強組織協(xié)調(diào),明確方向,、突出重點,、統(tǒng)一部署、分步實施,,積極鼓勵和吸納有關(guān)有物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需求的行業(yè)和企業(yè)參與標(biāo)準(zhǔn)化工作,,穩(wěn)步推進物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的制定和推廣應(yīng)用,推動相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)組織形成有效協(xié)調(diào),、分工合作的工作機制,盡快形成較為完善的物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系,。制定我國物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系,,也需要把國際物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的發(fā)展動態(tài)和我國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略相結(jié)合,聯(lián)合相關(guān)部門開展研究,,以保證實際需要為目標(biāo),,結(jié)合實際國情和產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀,給出標(biāo)準(zhǔn)制定的優(yōu)先級列表,,進而為國家的宏觀決策和指導(dǎo)提供技術(shù)依據(jù),,為與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的立項和制定提供指南。