物联网技术基础

物联网技术基础

“物联网技术”的核心和基础仍然是“互联网技术”，是在互联网技术基础上的延伸和扩展的一种网络技术；其用户端延伸和扩展到了任何物品和物品之间，进行信息交换和通讯。因此，物联网技术的定义是：通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，将任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理的一种网络技术叫做物联网技术。

诞生发展

1999年诞生，2005年普及，2009年大发展。

物联网(Internet of Things)这个词，国内外普遍公认的是MIT Auto-ID中心Ashton 教授1999年在研究RFID时最早提出来的。在2005年国际电信联盟（ITU）发布的同名报告中，物联网的定义和范围已经发生了变化，覆盖范围有了较大的拓展，不再只是指基于RFID 技术的物联网。

自2009年8月温家宝总理提出“感知中国”以来,物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一，写入“政府工作报告”，物联网在中国受到了全社会极大的关注，其受关注程度是在美国、欧盟、以及其他各国不可比拟的。

物联网的概念与其说是一个外来概念，不如说它已经是一个“中国制造”的概念，他的覆盖范围与时俱进，已经超越了1999年Ashton教授和2005年ITU报告所指的范围，物联网已被贴上“中国式”标签。

英译别称

“The Internet of things”是物联网的英文名称。在中国把物联网称之为“传感网”。中科院早在1999年，就启动了传感网的研究，并已建立了一些实用的传感网。与其它国家相比，我国技术研发水平处于世界前列，具有同发优势和重大的影响力。在世界传感网领域，中国、德国、美国、韩国等国成为国际标准制定的主导国之一。

2005年，11月27日，在突尼斯举行的信息社会世界峰会（WSIS）上，国际电信联盟（ITU）发布了《ITU互联网报告2005：物联网》的报告，正式提出了物联网的概念。

IBM大中华区首席执行官钱大群在2009IBM论坛上公布了名为“智能的地球”的最新策略。IBM希望“智能的地球”策略能掀起互联网浪潮之后的又一次科技革命。

“智慧地球”的概念是美国IBM2008年提出的。2008年11月初，在纽约召开的外国关系理事会上，IBM董事长兼CEO彭明盛发表了《智慧的地球：下一代领导人议程》。2005年在中国诞生了智慧的钥匙（Withey）和2007年诞生了“互联网虚拟大脑”的概念。

相关术语

M2M, 传感网络，智慧地球（Smart Planet)，两化融合(Digital Convergence)，Pervasive Computing(普适计算）, Ambient Intelligence，Haptic和Ubiquitous Computing、X-internet（可执行的互联网），Building2.0，Smart Grid（智能电网）。。。“Internet of Things”这个组合词不符合英文缩写习惯，在美国或国外并未成为一个像中国的“物联网”一样“家喻户晓”的“buzzword”，美国更关注一些具体行业应用，如M2M，Smart Grid， Telematics, Telehealth等等。

技术概述

把网络技术运用于万物，组成“物联网。

如把感应器嵌入装备到油网、电网、路网、水网、建筑、大坝、等物体中然后将“物联网”与“互联网”整合起来，实现人类社会与物理系统的整合超级计算机群对“整合网”的人员、机器设备、基础设施实施实时管理控制以精细动态方式管理生产生活,提高资源利用率和生产力水平,改善人与自然关系。

关键技术

简单讲，物联网是物与物、人与物之间的信息传递与控制。在物联网应用中有三项关键技术。

1、传感器技术，这也是计算机应用中的关键技术。大家都知道，到目前为止绝大部分计算机处理的都是数字信号。自从有计算机以来就需要传感器把模拟信号转换成数字信号计算机才能处理。[3]

2、RFID标签也是一种传感器技术，RFID技术是融合了无线射频技术和嵌入式技术为一体的综合技术，RFID在自动识别、物品物流管理有着广阔的应用前景。

3、政府应该加大对产业的投入，这个投入可以不是资金，而是给企业更多的政策，特别是在操作系统、开发工具、IC设计等产业链中高端领域上从政策到资金都要加大投入。在管理上引入重大资金投向问责制，对长期投入资金不能市场化、产业化的项目，定期论证

评估，不能达标的关停并转甚至要追究责任。

4、减少盲目引进项目，在嵌入式与物联网的发展中，核心技术坚持鼓励国产化，从资金上、税收上加大力度向自主研发产品倾斜。杜绝盲目引进产业链的中高端技术，特别是不能出现像其他行业一样，重复引进同一个外国品牌多条生产线的状况。

5、《物联网“十二五”发展规划》中提出二维码作为物联网的一个核心应用，物联网终于从“概念”走向“实质”。二维码（2-dimensional bar code）是用某种特定的几何图形按一定规律在平面（二维方向上）分布的黑白相间的图形记录数据符号信息的；在代码编制上巧妙地利用构成计算机内部逻辑基础的“0”、“1”比特流的概念，使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息，通过图象输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息自动处理：二维条码/二维码能够在横向和纵向两个方位同时表达信息，因此能在很小的面积内表达大量的信息。

支撑技术

1. RFID: 电子标签属于智能卡的一类，物联网概念是1998年MIT Auto-ID中心主任Ashton教授提出来的，RFID技术在物联网中主要起“使能”（Enable)作用；

物联网4大支撑技术与业务群

2.传感网：借助于各种传感器，探测和集成包括温度、湿度、压力、速度等物质现象的网络，也是温总理“感知中国”提法的主要依据之一；

3. M2M：这个词国外用得较多，侧重于末端设备的互联和集控管理，X-Internet，中国三大通讯营运商在推M2M这个理念；

4. 两化融合：工业信息化也是物联网产业主要推动力之一，自动化和控制行业是主力，但目前来自这个行业的声音相对较少。

技术原理

在互联网基础上，利用RFID、数据通信技术组成一个覆盖世界万事万物的整合网络网中万物自动识别，信息共享，按照人们预先制定的规范彼此“交流”。

技术意义

突破传统思维---过去是将物理设施和 IT设施分开一路是机场、公路、建筑物等等现实的世间万物另一路是数据电脑、宽带等等虚拟的“互联网”而在“物联”时代，“现实的世间万物”将与“虚拟的互联网”整合为统一的“整合网络”，全球全世界的运转以此为基础---经济管理生产运行社会管理乃至个人生活---全球世界---互联物联---整合大同。

技术发展

2005.11.17,在突尼斯举行的信息社会世界峰会WSIS上国际电信联盟ITU发布了《ITU互联网报告2005物联网》报告指出，无所不在的“物联网”通信时代即将来临世上万物从轮胎到牙刷都可通过因特网主动交换RFID、传感器、纳米、智能嵌入技术更加广泛的应用。

医学方面的运用

1999年，物联网概念由麻省理工学院提出，早期是指依托射频识别（Radio Ferquency Identification ,RFID）技术和设备，按约定的通信协议与互联网的结合，使物品信息实现智能化管理。而医学物联网，就是将物联网技术应用于医疗、健康管理、老年健康照护等领域。

医学物联网中的“物”，就是各种与医学服务活动相关的事物，如健康人、亚健康人、病人、医生、护士、医疗器械、检查设备、药品等等。医学物联网中的“联”，即信息交互连接，把上述“事物”产生的相关信息交互、传输和共享。医学物联网中的“网”是通过把“物”有机地连成一张“网”，就可感知医学服务对象、各种数据的交换和无缝连接，达到对医疗卫生保健服务的实时动态监控、连续跟踪管理和精准的医疗健康决策。

那么什么是“感”、“知”、“行”呢？“感”就是数据采集和信息获得，比如，连续监测高血压患者的人体特征参数、周边环境信息、感知设备和人员情况等。“知”特指数据分析，如，高血压患者连续的血压值测到之后，计算机会自动分析出他的血压状况是否正常，如果不正常，就会生成警报信号，通知医生知晓情况，调整用药，加以处理，这就是“行”。

体系架构

物联网的体系架构物联网体系主要由运营支撑系统、传感网络系统、业务应用系统、无线通信网系统等组成。

通过传感网络，可以采集所需的信息，顾客在实践中可运用RFID读写器与相关的传感器等采集其所需的数据信息，当网关终端进行汇聚后，可通过无线网络运程将其顺利地传输至指定的应用系统中。此外，传感器还可以运用ZigBee与蓝牙等技术实现与传感器网关有效通信的目的。目前，市场上常见的传感器大部分都可以检测到相关的参数，包括压力、湿度或温度等。一些专业化、质量较高的传感器通常还可检测到重要的水质参数，包括浊度、水位、溶解氧、电导率、藻蓝素、pH值、叶绿素等。

运用传感器网关可以实现信息的汇聚，同时可运用通信网络技术使信息可以远距离传输，并顺利到达指定的应用系统中。目前，我国无线通信网络主要有3G、WLAN、LTE、GPR，而4G仍为试点阶段。

M2M平台具有一定的鉴权功能，因此可以为顾客提供必要的终端管理服务，同时，对于不同的接入方式，其都可顺利接入M2M平台，因此可以更顺利、更方便地进行数据传输。此外，M2M平台还具备一定的管理功能，其介意对用户鉴权、数据路由等进行有效地管理。而对于BOSS系统，其由于具备较强的计费管理功能，因此在物联网业务中得到广泛的应用。

业务应用系统主要提供必要的应用服务，包括智能家居服务，一卡通服务，水质监控服务等，所服务的对象，不仅仅为个人用户，也可以为行业用户或家庭用户。在物联网体系中，通常存在多个通信接口，对通信接口未实施标准化处理，而在物联网应用方面，相关的法律与法规并不健全，这不利于物联网的安全发展。[5