物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)及應(yīng)用參考詳解

“CASAGRAS”是歐盟所支持的項(xiàng)目計(jì)劃，主要在支持與協(xié)調(diào)全球RFID相關(guān)活動與標(biāo)準(zhǔn)化。參與此計(jì)劃的專家除來自歐洲外，還有來自中國、日本、韓國以及美國等。由于該份文件已經(jīng)考慮到國際面向有關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)與其它落實(shí)物聯(lián)網(wǎng)的條件以及RFID在其中的角色，所以可做為各國發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用之參考。

前言

日前筆者已對物聯(lián)網(wǎng)（IoT）的概念及其發(fā)展有所陳述，但對于其所涉及的技術(shù)說明則甚為不足，認(rèn)為有必要進(jìn)一步補(bǔ)上這方面的資料。然而個(gè)人知識有限，手上的數(shù)據(jù)亦多片段不全，于是乎搜尋相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展單位之?dāng)?shù)據(jù)庫，希望更有系統(tǒng)的了解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，同時(shí)也能與讀者分享。

CASAGRAS是歐盟所支持的項(xiàng)目計(jì)劃，主要在支持與協(xié)調(diào)全球RFID相關(guān)活動與標(biāo)準(zhǔn)化，其全稱為“Coordination And Support Action for Global RFID-related Activities and Standardization”。參與此計(jì)劃的專家除來自歐洲外，還有來自中國、日本、南韓以及美國，其最終的報(bào)告“RFID and the inclusive models for the internet of things”于2009年9月發(fā)布。由于該份文件已經(jīng)考慮到國際面向有關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)與其它落實(shí)物聯(lián)網(wǎng)的條件以及RFID在其中的角色，所以除了幫助歐洲委員會發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)策略與實(shí)施路徑；事實(shí)上，該份報(bào)告也可做為各國發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用之參考。

以下僅摘譯技術(shù)框架部份，做為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)認(rèn)知的起頭。若讀者自己想實(shí)時(shí)閱讀全貌，可以“CASAGRAS”在網(wǎng)站搜尋，即可取得完整報(bào)告。

IoT技術(shù)框架概述

對IoT的概念以及它與物理世界的接口技術(shù)或方法進(jìn)行了解之后，計(jì)劃目標(biāo)已經(jīng)過修訂而不只緊抱RFID技術(shù)，也接受其它識別（Identification）、位置（Location）、通訊與數(shù)據(jù)擷取技術(shù)。

有以下三種硬件技術(shù)以及關(guān)聯(lián)分層，可作為落實(shí)物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)：

識別與數(shù)據(jù)擷取技術(shù)組成物理接口層；

固定的、移動的、無線的以及有線的通訊傳輸技術(shù)，以關(guān)聯(lián)接口支持?jǐn)?shù)據(jù)與語音傳輸；

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（與通訊傳輸技術(shù)組合）促進(jìn)以應(yīng)用與服務(wù)為目的所支撐的對象群集。

此外，有軟件、中間軟件構(gòu)件以及關(guān)聯(lián)通訊協(xié)議（協(xié)議提供連結(jié)與驅(qū)動硬件的方法），再加上服務(wù)查找支持，這就構(gòu)成一個(gè)完整的操作系統(tǒng)或體系。CASAGRAS框架已被相關(guān)的歐洲組織引用到歐盟政策文件中，如 “European Policy Outlook RFID”文件，建議須植入“處理能力”（Processing Capability），作為說明物聯(lián)網(wǎng)模式中有用的關(guān)鍵因素。

CASAGRAS三個(gè)模式：

僅讀取RFID數(shù)據(jù)載體模式；

以RFID為基礎(chǔ)的附加對象，連結(jié)數(shù)據(jù)模式（很顯然地，有讀寫功能以及附加數(shù)據(jù)攜行能力）；

以RFID和其它前沿技術(shù)（Edge Technology，注1）為基礎(chǔ)的加值的對象，連結(jié)數(shù)據(jù)模式，明顯地，包括感知數(shù)據(jù)擷取、延伸數(shù)據(jù)攜行能力以及其它屬性，如地點(diǎn)或定位能力。

大部分物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)模式都具有數(shù)據(jù)載體，其本質(zhì)上是攜行唯一識別碼的被動式RFID卷標(biāo)，每一個(gè)卷標(biāo)經(jīng)由無線頻道會有被詢問與響應(yīng)能力。但這種卷標(biāo)本身無處理數(shù)據(jù)能力，卷標(biāo)之間也沒有通訊設(shè)施。

應(yīng)用程序使用這些數(shù)據(jù)載體，系依賴“識別碼”做為尋址方式，以便在遠(yuǎn)程儲存附著于該品項(xiàng)的信息。標(biāo)簽被讀取器、詢問器（Interrogator）或網(wǎng)關(guān)（Gateway）裝置以無線方式與卷標(biāo)通訊方式質(zhì)問；更進(jìn)一步則與支持應(yīng)用的信息管理系統(tǒng)溝通傳輸數(shù)據(jù)（本報(bào)告中使用“詢問器”這個(gè)字來統(tǒng)稱讀取器、基地臺或網(wǎng)關(guān)器）。詢問器也許是固定式或移動式的裝置，詢問器裝置與主機(jī)之間的通訊連結(jié)可能是有線或無線方式，根據(jù)裝置型態(tài)，需要不同的接口與通信協(xié)議。詢問器也許能執(zhí)行一些特定的處理功能，以及具有與其它詢問器或網(wǎng)關(guān)裝置溝通與連網(wǎng)的能力。必須知道，主動式RFID裝置可執(zhí)行兩種功能，一是應(yīng)答式卷標(biāo)功能；在另外的環(huán)境里，詢問器的功能則是收集或整理范圍內(nèi)其它RFID裝置傳來的數(shù)據(jù)，這種能力適當(dāng)?shù)卣归_，便能大大強(qiáng)化IoT的實(shí)現(xiàn)。

主機(jī)系統(tǒng)控制應(yīng)用程序的需要，利用品項(xiàng)編碼方案促動特定品項(xiàng)的支持功能，并驅(qū)動以及傳輸適當(dāng)響應(yīng)，包括導(dǎo)致一些實(shí)體驅(qū)動的部份。主機(jī)系統(tǒng)一再的經(jīng)由有線或無線傳輸信道以及網(wǎng)絡(luò)連結(jié)，根據(jù)應(yīng)用程序要求進(jìn)一步的通訊，系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)能力也許包括因特網(wǎng)與全球信息網(wǎng)。

物聯(lián)網(wǎng)的融合模式