(完整)物联网感知层技术

物联网感知层的关键技术

感知层是物联网的基础,是联系物理世界与信息世界的重要纽带。感知层是由大量的具有感知、通信、识别（或执行）能力的智能物体与感知网络组成.其主要技术有：传感器技术、RFID技术、二维码技术、Zig-Bee 和蓝牙技术。

1.传感器技术

传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息,并能将感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求.它是实现自动检测和自动控制的首要环节。人是通过视觉、嗅觉、听觉及触觉等感官来感知外界的信息，感知的信息输入大脑进行分析判断（即人的思维）和处理，再指挥人作出相应的动作，这是人类认识世界和改造世界具有的最基本的本能。但是通过人的五官感知外界的信息非常有限，例如,人总不能利用触觉来感知超过几十甚至上千度的温度吧,而且也不可能辨别温度的微小变化，这就需要电子设备的帮助。

同样，利用电子计算机特别象计算机控制的自动化装置来代替人的劳动，那么计算机类似于人的大脑，而仅有大脑而没有感知外界信息的“五官”显然是不足够的，中央处理系统也还需要它们的“五官"——即传感器。

基于传感器的传感器技术是对感知节点的不同定义与探索.比如一个温度传感器可以实时地传输它所测量到得环境温度，这是基于温度利用汞的液态与温差变化而形成的；声控灯安装在楼道之间,有人路过就亮，这是基于人走路时声音的分贝大小来进行控制；高速路上的收费站人们开车经过时，在地面的称重传感器会将车辆重量反馈给电脑，以便确认其是否超重，这是基于弹簧弹性收缩变化的张力长度来进行测量。

未来传感器技术可能是温度、湿度、声音、压力等物理参数，亦可以是氧气、二氧化碳等化学成分的含量等化学参数.把这些物理与化学集合而成的传感器是现在人们追求的技术，及机器人得目标。

2.RFID技术

RFID（射频识别技术）是一门独立的将不同的跨学科的专业技术综合在一起，如高频技术、微波与天线技术、电磁兼容技术、半导体技术、数据与密码学、制造技术和应用技术等。这是本世纪最有发展前途的信息技术之一，已得到世界各国的高度重视并得到广泛开发与应用。从结构上讲RFID是一种简单的无线系统,只有两个基本器件,该系统用于控制、检测和跟踪物体。系统由一个询问器和很多应答器组成。

快速扫描。RFID辨识器可同时辨识读取数个RFID标签。

RFID的优点如下：

(1）体积小型化、形状多样化.RFID在读取上并不受尺寸大小与形状限制，不需为了读取精确度而配合纸张的固定尺寸和印刷品质。此外，RFID标签更可往小型化与多样形态发展,以应用于不同产品.

（2）抗污染能力和耐久性.传统条形码的载体是纸张，因此容易受到污染，但RFID对水、油和化学药品等物质具有很强抵抗性。此外，由于条形码是附于塑料袋或外包装纸箱上，所以特别容易受到折损；RFID 卷标是将数据存在芯片中，因此可以免受污损。

(3)可重复使用。现今的条形码印刷上去之后就无法更改，RFID标签则可以重复地新增、修改、删除RFID 卷标内储存的数据，方便信息的更新。

(4）穿透性和无屏障阅读.在被覆盖的情况下，RFID能够穿透纸张、木材和塑料等非金属或非透明的材质，并能够进行穿透性通信.而条形码扫描机必须在近距离而且没有物体阻挡的情况下，才可以辨读条形码。

(5)数据的记忆容量大.一维条形码的容量是50Bytes，二维条形码最大的容量可储存2至3000字符，RFID 最大的容量则有数MegaBytes。随着记忆载体的发展，数据容量也有不断扩大的趋势。未来物品所需携带的资料量会越来越大，对卷标所能扩充容量的需求也相应增加。

(6）安全性.由于RFID承载的是电子式信息，其数据内容可经由密码保护,使其内容不易被伪造及变造。

（7)RFID因其所具备的远距离读取、高储存量等特性而备受瞩目。它不仅可以帮助一个企业大幅提高货物、信息管理的效率，还可以让销售企业和制造企业互联,从而更加准确地接收反馈信息,控制需求信息，优化整个供应链。

目前市场上主流的RFID产品有无源RFID产品、有源RFID产品、半有源RFID产品.无源RFID产品发展最早，也是发展最成熟，市场应用最广的产品。比如，公交卡、食堂餐卡、银行卡、宾馆门禁卡、二代身份证等,这个在我们的日常生活中随处可见，属于近距离接触式识别类。其产品的主要工作频率有低频125KHZ、高频13.56MHZ、超高频433MHZ，超高频915MHZ.

产品,是最近几年慢慢发展起来的，其远距离自动识别的特性,决定了其巨大的应用空间和市场潜质。在远距离自动识别领域，如智能监狱,智能医院，智能停车场，智能交通，智慧城市，智慧地球及物联网等领域有重大应用。有源RFID在这个领域异军突起，属于远距离自动识别类。产品主要工作频率有超高频433MHZ，微波2。45GHZ和5。8GHZ.有源RFID产品和无源RFID产品,其不同的特性，决定了不同的应用领域和不同的应用模式，也有各自的优势所在.但在本系统中,我们着重介绍介于有源RFID和无源RFID之间的半有源RFID 产品，该产品集有源RFID和无源RFID的优势于一体，在门禁进出管理，人员精确定位，区域定位管理，周界管理，电子围栏及安防报警等领域有着很大的优势.半有源RFID产品,结合有源RFID产品及无源RFID产品的优势，在低频125KHZ频率的触发下，让微波2。45G发挥优势。半有源RFID技术，也可以叫做低频激活触发技术,利用低频近距离精确定位，微波远距离识别和上传数据，来解决单纯的有源RFID和无源RFID 没有办法实现的功能。简单的说，就是近距离激活定位,远距离识别及上传数据。

3.二维码技术

二维码是用某种特定的集合图形按一定规律在平面（二维方向)分布的黑白相间的图形记录数据符号信息的。二维码是DOI（Digital Object Unique Identifier，数据对象唯一识别符）的一种，全球最大的二维码资源中心是“渡云” ，为全球用户统一提供了“唯一数据样本”的物品、人员、组织二维码识别信息.

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.同时还具有对不同行的信息自动识别功能、及处理图形旋转变化等特点。在许多种类的二维条码中,常用的码制有：Data Matrix，MaxiCode， Aztec, Vericode， Ultracode， Code 49, Code 16K 等，QR COde码是1994年由日本DW公司发明。QR来自英文「Quick Response」的缩写,即快速反应的意思，源自发明者希望QR码可让其内容快速被解码。QR码最常见于日本、韩国；并为目前日本最流行二维条形空间。但二维码的安全性也正备受挑战，带有恶意软件和病毒正成为二维码普及道路上的绊脚石。发展与防范二维码的滥用正成为一个的问题。

每种码制有其特定的字符集；每个字符占有一定的宽度；具有一定的校验功能等。同时还具有对不同行的信息自动识别功能及处理图形旋转变化等特点。

优点

1．高密度编码，信息容量大

2．编码范围广。

3．容错能力强，具有纠错功能：

4．译码可靠性高：

5．可引入加密措施

6．成本低,易制作，持久耐用.

缺点