物聯(lián)網(wǎng)的六大基礎(chǔ)技術(shù)與應(yīng)用分析

所謂“物聯(lián)網(wǎng)”（InternetofThings），最早由麻省理工學(xué)院（MIT）提出，指的是將各種信息傳感設(shè)備，如射頻識(shí)別（RFID）裝置、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等種種裝置與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來(lái)而形成的一個(gè)巨大網(wǎng)絡(luò)。它是新的信息技術(shù)變革，是繼PC、互聯(lián)網(wǎng)、無(wú)線通信技術(shù)之后第四次技術(shù)變革，有重大的科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值。物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)有密切的關(guān)系。物聯(lián)網(wǎng)是利用無(wú)所不在的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建立起來(lái)的，它把互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和寬帶接入傳輸、無(wú)線通信結(jié)合起來(lái)形成了寬帶移動(dòng)的互聯(lián)網(wǎng)，再把物品結(jié)合起來(lái)形成了物聯(lián)網(wǎng)。

一、物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)基礎(chǔ)

（一）實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境和條件

有人說(shuō)，物聯(lián)網(wǎng)=RFID+傳感器+互聯(lián)網(wǎng)，這是形象的比喻，但不嚴(yán)謹(jǐn)。實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境和條件主要有：互聯(lián)網(wǎng)是實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)；無(wú)線傳感器網(wǎng)是實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)基礎(chǔ)；計(jì)算機(jī)應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)部條件；標(biāo)準(zhǔn)化是實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵；立法是保障物聯(lián)網(wǎng)順利運(yùn)行的社會(huì)環(huán)境。從技術(shù)上講，要實(shí)現(xiàn)物品間的連接，傳感器是不可或缺的。要通過(guò)傳感器把物品標(biāo)簽上所存儲(chǔ)的信息傳達(dá)給另外一個(gè)物品和另外的人，再通過(guò)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)自動(dòng)的、實(shí)時(shí)的對(duì)物體進(jìn)行識(shí)別、定位、追蹤、監(jiān)控并觸發(fā)相應(yīng)事件。這一系列工作都離不開(kāi)傳感器，所以，又有人稱(chēng)物聯(lián)網(wǎng)為“傳感器網(wǎng)”。

像互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)遵循開(kāi)放的原則一樣，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也必須遵循開(kāi)放的原則。物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)、管理、命名、接口、公開(kāi)的服務(wù)、所采用的頻譜等都決定了物聯(lián)網(wǎng)必須遵循開(kāi)放的原則。如果不實(shí)行開(kāi)放的原則，則不可能實(shí)現(xiàn)全球的鏈接。

傳感器結(jié)點(diǎn)將物理世界連接到了互聯(lián)網(wǎng)

（二）物聯(lián)網(wǎng)的六大基礎(chǔ)技術(shù)要素

物聯(lián)網(wǎng)的六大基礎(chǔ)技術(shù)要素包括互聯(lián)網(wǎng)、RFID、讀寫(xiě)器、物聯(lián)網(wǎng)中間件、物聯(lián)網(wǎng)名稱(chēng)解析系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)系統(tǒng)。這里只對(duì)其中的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行闡述。

首先，名稱(chēng)解析服務(wù)（ONS）。名稱(chēng)解析服務(wù)系統(tǒng)，類(lèi)似于互聯(lián)網(wǎng)的DNS，要有授權(quán)，并且有一定的組成架構(gòu)。類(lèi)似于互聯(lián)網(wǎng)需要域名服務(wù)器DNS一樣，在物聯(lián)網(wǎng)中要有ONS。把每一種物品的編碼進(jìn)行解析提供相應(yīng)的內(nèi)容，再通過(guò)URLs服務(wù)獲得相關(guān)產(chǎn)品的進(jìn)一步信息。這就跟在互聯(lián)網(wǎng)上沒(méi)有域名是不能找見(jiàn)IP地址一樣。

其次，中間件技術(shù)。中間件有兩大功能，一是兩大平臺(tái)；二是通信。首先要為上層服務(wù)提供應(yīng)用，同時(shí)，要連接操作系統(tǒng)，保持系統(tǒng)正常運(yùn)行狀態(tài)。中間件還要支持各種標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議和接口，如要支持RFID以及配套設(shè)備的信息交互和管理，同時(shí)，還要屏蔽前端的復(fù)雜性。一般的中間件是屏蔽了系統(tǒng)軟件的復(fù)雜性，而物聯(lián)網(wǎng)的中間件主要是屏蔽了前端硬件的復(fù)雜性，特別是像RFID讀寫(xiě)器的復(fù)雜性。中間件的特點(diǎn)，第一是獨(dú)立于架構(gòu)，第二是支持了數(shù)據(jù)流的控制和傳輸，同時(shí)支持了數(shù)據(jù)處理的功能。

再次，信息服務(wù)系統(tǒng)。國(guó)際上多采用了EPC系統(tǒng)，采用PML語(yǔ)言來(lái)標(biāo)記每一個(gè)實(shí)體和物品，再通過(guò)RFID標(biāo)簽對(duì)實(shí)體標(biāo)記進(jìn)行分類(lèi)，同時(shí)構(gòu)建數(shù)據(jù)庫(kù)，提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，開(kāi)發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)，提供查詢(xún)服務(wù)。同樣，物聯(lián)網(wǎng)也有管理，類(lèi)似于互聯(lián)網(wǎng)上的網(wǎng)絡(luò)管理。目前，物聯(lián)網(wǎng)大多是基于SMNP建設(shè)的網(wǎng)管系統(tǒng)，和一般的網(wǎng)管系統(tǒng)雷同。

（三）其他關(guān)鍵技術(shù)

互聯(lián)網(wǎng)和電子商務(wù)的發(fā)展催生了物聯(lián)網(wǎng)，物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)技術(shù)還包括電子數(shù)據(jù)的交換（EDI）、地理信息系統(tǒng)（GIS）、全球定位系統(tǒng)（GPS）、射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）等關(guān)鍵技術(shù)。

物聯(lián)網(wǎng)起源于電子數(shù)據(jù)交換。在國(guó)際海運(yùn)運(yùn)輸過(guò)程中，必須實(shí)現(xiàn)國(guó)際化標(biāo)準(zhǔn)的電子數(shù)據(jù)標(biāo)簽的交換。我國(guó)集裝箱已經(jīng)全部實(shí)現(xiàn)了海運(yùn)運(yùn)輸?shù)碾娮訕?biāo)簽交換，但是標(biāo)箱到港口轉(zhuǎn)鐵路、公路運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程，現(xiàn)代化管理的鏈條就斷了。目前，上海港做得最好，上海港集裝箱只有1.8%的箱可以自動(dòng)接入鐵道系統(tǒng)，其他只能手動(dòng)錄入。

做好物聯(lián)網(wǎng)，還要有地理信息系統(tǒng)、衛(wèi)星定位系統(tǒng)。了解地球上的物品定位，離不開(kāi)地理信息。物聯(lián)網(wǎng)中發(fā)揮了很重要的作用，包括地理位置、查詢(xún)、運(yùn)輸路線，服務(wù)范圍，物流網(wǎng)布局，都離不開(kāi)地理信息。

物聯(lián)網(wǎng)更離不開(kāi)全球定位系統(tǒng)。通過(guò)全球定位系統(tǒng)才能真正實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)和物流的全球現(xiàn)代化。目前我國(guó)主要使用的是由美國(guó)研發(fā)的全球定位系統(tǒng)，我國(guó)也開(kāi)始開(kāi)發(fā)自己的定位系統(tǒng)，如北斗星定位系統(tǒng)正在不斷發(fā)展。