隨著無線通信技術(shù)、傳感器技術(shù),、信息處理技術(shù)的快速發(fā)展,，經(jīng)濟(jì)全球化、工業(yè)自動化和信息化的進(jìn)程不斷深入,，物聯(lián)網(wǎng)" title="聯(lián)網(wǎng)">聯(lián)網(wǎng)技術(shù)逐漸成熟,，應(yīng)用的領(lǐng)域逐漸增多，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)引起了人們越來越多的重視,。物聯(lián)網(wǎng),，顧名思義就是物與物相連形成的網(wǎng)絡(luò)，它們之間進(jìn)行信息交換和通信,，以實現(xiàn)對物體的智能化識別,、定位,、跟蹤,、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)一方面可以提高經(jīng)濟(jì)效益,，大大節(jié)約成本,；另一方面可以為全球經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇提供技術(shù)動力。物聯(lián)網(wǎng)主要應(yīng)用在物流管理,、智能交通系統(tǒng),、供應(yīng)鏈管理和工廠、樓宇,、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域的監(jiān)測,，可以降低管理成本，提高管理的有效性和設(shè)備,、危險場合的安全性,。

　　本文詳細(xì)介紹物聯(lián)網(wǎng)的基本原理和組成，描述每個模塊的基本原理和功能,，同時在射頻識別系統(tǒng)中嵌入ZigBee模塊,，提高了物聯(lián)網(wǎng)的無線通信和組網(wǎng)能力，使物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)得到更好的發(fā)展和應(yīng)用,，之后系統(tǒng)介紹物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)平臺" title="開發(fā)平臺">開發(fā)平臺的結(jié)構(gòu)組成以及應(yīng)用開發(fā)前景,，物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)平臺的搭建，對促進(jìn)研究成果的轉(zhuǎn)化和產(chǎn)學(xué)研對接也具有十分重要的意義,，為最終實現(xiàn)“物聯(lián)網(wǎng)”提供了一條簡單,、可行的途徑,。

　　1 物聯(lián)網(wǎng)基本原理

　　物聯(lián)網(wǎng)一般由3大部分組成，即射頻識別RFID" title="RFID">RFID系統(tǒng),、中間件Savant系統(tǒng)和Internet系統(tǒng),。其中RFID系統(tǒng)至少包含閱讀器（Reader）和RFID標(biāo)簽（Tag），它具有讀取速度快,、存儲空間大,、工作距離遠(yuǎn)、穿透性強(qiáng),、工作環(huán)境適應(yīng)強(qiáng),、可重復(fù)使用等多種優(yōu)勢。RFID標(biāo)簽由芯片與天線組成,，每個標(biāo)簽具有唯一的電子編碼,，標(biāo)簽附著在物體上以表示目標(biāo)對象。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)基本組成如圖1所示,。

圖1 物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)基本組成圖

　　2 RFID系統(tǒng)

　　物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)核心關(guān)鍵就是射頻識別技術(shù)（RFID）,。一般的RFID系統(tǒng)由閱讀器、應(yīng)答器（電子標(biāo)簽EPC）和高層等部分組成,，具有讀取速度快,、存儲空間大、工作距離遠(yuǎn),、穿透性強(qiáng),、工作環(huán)境適應(yīng)強(qiáng)、可重復(fù)使用等多種優(yōu)勢,。電子標(biāo)簽由芯片與天線組成,，每個標(biāo)簽具有唯一的電子編碼，標(biāo)簽附著在物體上以表示目標(biāo)對象,。RFID閱讀器的主要任務(wù)是控制射頻模塊向標(biāo)簽發(fā)射讀取信號,，并接收標(biāo)簽的應(yīng)答，對標(biāo)簽的識別信息進(jìn)行處理,，之后閱讀器把接收到的數(shù)據(jù)整合處理傳送給計算機(jī),。高層是信息管理系統(tǒng)和決策系統(tǒng)，通過對數(shù)據(jù)的加工,、分析和挖掘,，為正確決策提供依據(jù)。RFID在票務(wù)系統(tǒng)（城市公交車,、高速公路收費,、門票等），收費卡,，城市交通管理,，安檢門禁,，物流，家政,，食品安全追溯,，藥品，礦井生產(chǎn)安全,，防盜,，防偽，證件,，集裝箱識別,，動物追蹤，運(yùn)動計時,，生產(chǎn)自動化,，商業(yè)供應(yīng)鏈等眾多領(lǐng)域獲得廣泛重視和應(yīng)用。RFID系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示,。

圖2 RFID系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　3 ZigBee模塊

　　ZigBee是一種短距離,、低復(fù)雜度、低功耗,、低數(shù)據(jù)速率,、低成本的雙向無線通信技術(shù)或無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，是一組基于IEEE 802.15.4無線標(biāo)準(zhǔn)研制開發(fā)的有關(guān)組網(wǎng),、安全和應(yīng)用軟件方面的通信技術(shù),。ZigBee網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要有3種：星型,、樹狀和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),。它采用DSSS擴(kuò)頻技術(shù)，使用的頻段是2.45 GHz的超高頻段,，抗干擾能力強(qiáng),，傳輸速度快，同時可以提高閱讀器的工作距離,，主要適合于自動控制,、無線傳感器、監(jiān)控和遠(yuǎn)程控制等領(lǐng)域,，可以嵌入各種設(shè)備中,，還支持地理定位功能。本文把ZigBee模塊嵌入到RFID系統(tǒng)中,，具有更可靠的安全性和更好的組*性,。

　　4 GPS和GPRS模塊

　　全球定位系統(tǒng)（Global PositiONing SySTem，GPS）是一種以空中衛(wèi)星為基礎(chǔ)的高精度無線電導(dǎo)航的全球定位系統(tǒng),，在全球任何地方以及近地空間能夠提供準(zhǔn)確的地理位置,、車行速度及精確的時間信息,。GPS系統(tǒng)由3大部分組成：空間部分、地面控制部分,、用戶設(shè)備部分,。GPRS是通用分組無線業(yè)務(wù)（General Packet Radio Service）的簡稱，是在GSM基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種分組交換的數(shù)據(jù)承載和傳輸方式,，它只通過增加相應(yīng)的功能實體和對現(xiàn)有的基站系統(tǒng)進(jìn)行部分改造來實現(xiàn)分組交換,，卻得到的用戶數(shù)據(jù)速率比GSM網(wǎng)絡(luò)快得多。GPRS模塊利用手機(jī)模塊和SIM卡,，把GPS定位到的數(shù)據(jù)進(jìn)行短消息發(fā)送,，告知對方物品所在的位置。

　　5 物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)平臺

　　物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)平臺系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖3所示,。

圖3 物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)平臺系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

　　閱讀器通過天線發(fā)送一定頻率的射頻信號,，當(dāng)EPC電子標(biāo)簽進(jìn)入閱讀器讀取范圍時，電子標(biāo)簽從閱讀器發(fā)出的射頻能量中提取工作所需的電能后被激活,，從而使EPC電子標(biāo)簽獲得能量被激活并向閱讀器發(fā)送自身的編碼等EPC信息,。閱讀器在接收到來自電子標(biāo)簽的載波信息，并對接收信號進(jìn)行解調(diào)和解碼后,，會將其信息送至計算機(jī)中的中間件Savant系統(tǒng)軟件進(jìn)行處理,。RFID數(shù)據(jù)交換和系統(tǒng)管理軟件主要包括介于閱讀器和工廠計算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)之間的中間件Savant系統(tǒng)。另外在整個物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)平臺系統(tǒng)中如果想知道某個物品的位置時,，只需通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)出查詢信號,，各子模塊接收到查詢信息后，通過RFID讀寫器閱讀自身的RFID信息,，并與中心傳遞的編碼相比較,，確認(rèn)是否是詢問自己。接著從GPS系統(tǒng)中讀取自己的地理位置信息,，通過GPRS網(wǎng)絡(luò)將位置信號傳送給控制中心,，從而掌握物品所在位置。另外在這個開發(fā)平臺中還得注意防沖突技術(shù),。當(dāng)兩個或兩個以上的EPC電子標(biāo)簽進(jìn)入閱讀器讀取范圍時,，它們都接收到閱讀器的查詢指令，它們會同時發(fā)送響應(yīng),，這樣造成閱讀器之間的信號沖突,，使閱讀器無法檢測到正確的信號，即發(fā)生了碰撞,。因此,，必須在閱讀器和電子標(biāo)簽之間建立防碰撞協(xié)議，以便閱讀器檢測到一個EPC電子標(biāo)簽。防止碰撞一般有數(shù)據(jù)檢驗（差錯檢測）和防碰撞算法兩種方法,。這里采用差錯檢測技術(shù),，它采用多路存取技術(shù)，使RFID系統(tǒng)中閱讀器與電子標(biāo)簽之間的數(shù)據(jù)能夠完整的傳輸和識別,。

　　6 物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)平臺優(yōu)勢

　　物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)平臺采用先進(jìn)的RFID技術(shù),、ZigBee技術(shù)、GPS技術(shù),、GPRS技術(shù),，把它們?nèi)诤掀饋恚l(fā)揮各自的優(yōu)勢,，提高系統(tǒng)的性能,。其主要優(yōu)勢在于：在RFID技術(shù)中嵌入ZigBee技術(shù)，使閱讀器的讀取范圍更廣,、讀取速度更快,、時延更小、成本更低,，使多臺RFID閱讀器無線聯(lián)接組網(wǎng)或者與其他儀器更方便,，設(shè)備及不同協(xié)議讀寫器之間聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的多點無線采集和傳輸?shù)哪康?，最終形成一個基于ZigBee技術(shù)的多點自動識別,、智能無線組網(wǎng)的RFID識別系統(tǒng)。另外融合了GPS和GPRS技術(shù),，使物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)平臺系統(tǒng)通信更方便,，為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)更好的推廣和使用提供了一種新的途徑。

　　7 結(jié)語

　　本文在充分考慮物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的現(xiàn)有狀況和深入分析技術(shù)難題的前提下,，把RFID,、ZigBee、GPS,、GPRS等技術(shù)融合在物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)平臺中,，構(gòu)建" title="構(gòu)建">構(gòu)建一套基于ZigBee技術(shù)無線射頻識別的物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)平臺系統(tǒng),，提高了閱讀器的讀取能力,、防碰撞能力和組網(wǎng)能力，但是在物聯(lián)網(wǎng)的實際應(yīng)用中還有許多問題亟待解決,，如技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),、安全保密和遠(yuǎn)距離識別、抗干擾能力等,。隨著RFID,、ZigBee、GPS,、GPRS等技術(shù)的不斷發(fā)展和更新,，它們在物聯(lián)網(wǎng)中的優(yōu)勢將更為突出,，將更好地改善我們的生活。