物聯(lián)網(wǎng)(Internetof Things)最初被定義為把所有物品通過(guò)射頻識(shí)別(RFID)和條碼等信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái),實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別和管理功能的網(wǎng)絡(luò),。這個(gè)概念最早于1999年由麻省理工學(xué)院Auto-ID研究中心提出,實(shí)質(zhì)上等于RFID技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合應(yīng)用,。RFID標(biāo)簽可謂是早期物聯(lián)網(wǎng)最為關(guān)鍵的技術(shù)與產(chǎn)品環(huán)節(jié),,當(dāng)時(shí)人們認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)最大規(guī)模、最有前景的應(yīng)用就是在零售和物流領(lǐng)域,,利用RFID技術(shù),,通過(guò)計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)物品或商品的自動(dòng)識(shí)別和信息的互聯(lián)與共享。
2005年,,國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)在《The Internetof Things》報(bào)告中對(duì)物聯(lián)網(wǎng)概念進(jìn)行擴(kuò)展,,提出任何時(shí)刻、任何地點(diǎn),、任何物體之間的互聯(lián),,無(wú)所不在的網(wǎng)絡(luò)和無(wú)所不在計(jì)算的發(fā)展愿景,除RFID技術(shù)外,、傳感器技術(shù),、納米技術(shù)、智能終端等技術(shù)將得到更加廣泛的應(yīng)用,。但I(xiàn)TU未針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的概念擴(kuò)展提出新的物聯(lián)網(wǎng)定義,。
圖1傳感器網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)和泛在網(wǎng)絡(luò)之間的關(guān)系
2009年9月15日,,歐盟第七框架下RFID和物聯(lián)網(wǎng)研究項(xiàng)目簇(Clusterof European Research Projectson TheInternet Of Things:CERP-IoT)發(fā)布了《物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略研究路線圖》研究報(bào)告,,其中提出了新的物聯(lián)網(wǎng)概念,認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)是未來(lái)Internet的一個(gè)組成部分,,可以被定義為基于標(biāo)準(zhǔn)的和可互操作的通信協(xié)議且具有自配置能力的動(dòng)態(tài)的全球網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu),。物聯(lián)網(wǎng)中的“物”都具有標(biāo)識(shí)、物理屬性和實(shí)質(zhì)上的個(gè)性,使用智能接口,,實(shí)現(xiàn)與信息網(wǎng)絡(luò)的無(wú)縫整合,。該項(xiàng)目簇的主要研究目的是便于歐洲內(nèi)部不同RFID和物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目之間的組網(wǎng)、協(xié)調(diào),,包括RFID的物聯(lián)網(wǎng)研究活動(dòng)對(duì)專(zhuān)業(yè)技術(shù),、人力資源和資源進(jìn)行平衡,以使得研究效果最大化;在項(xiàng)目之間建立協(xié)同機(jī)制,。 物聯(lián)網(wǎng)與RFID,、傳感器網(wǎng)絡(luò)和泛在網(wǎng)的關(guān)系
一、傳感器網(wǎng)絡(luò)與RFID的關(guān)系
RFID和傳感器具有不同的技術(shù)特點(diǎn),,傳感器可以監(jiān)測(cè)感應(yīng)到各種信息,,但缺乏對(duì)物品的標(biāo)識(shí)能力,而RFID技術(shù)恰恰具有強(qiáng)大的標(biāo)識(shí)物品能力,。盡管RFID也經(jīng)常被描述成一種基于標(biāo)簽的,,并用于識(shí)別目標(biāo)的傳感器,但RFID讀寫(xiě)器不能實(shí)時(shí)感應(yīng)當(dāng)前環(huán)境的改變,,其讀寫(xiě)范圍受到讀寫(xiě)器與標(biāo)簽之間距離的影響,。因此提高RFID系統(tǒng)的感應(yīng)能力,擴(kuò)大RFID系統(tǒng)的覆蓋能力是亟待解決的問(wèn)題,。而傳感器網(wǎng)絡(luò)較長(zhǎng)的有效距離將拓展RFID技術(shù)的應(yīng)用范圍,。傳感器、傳感器網(wǎng)絡(luò)和RFID技術(shù)都是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重要組成部分,,它們的相互融合和系統(tǒng)集成將極大地推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用,,其應(yīng)用前景不可估量。
二,、物聯(lián)網(wǎng)與傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系
傳感器網(wǎng)絡(luò)(SensorNetwork)的概念最早由美國(guó)軍方提出,,起源于1978年美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局(DARPA)開(kāi)始資助卡耐基梅隆大學(xué)進(jìn)行分布式傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究項(xiàng)目,當(dāng)時(shí)此概念局限于由若干具有無(wú)線通信能力的傳感器節(jié)點(diǎn)自組織構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò),。隨著近年來(lái)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和多種接入網(wǎng)絡(luò)以及智能計(jì)算技術(shù)的飛速發(fā)展,,2008年2月,ITU-T發(fā)表了《泛在傳感器網(wǎng)絡(luò)(UbiquitousSensorNetworks)》研究報(bào)告,。在報(bào)告中,,ITU-T指出傳感器網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)向泛在傳感器網(wǎng)絡(luò)的方向發(fā)展,它是由智能傳感器節(jié)點(diǎn)組成的網(wǎng)絡(luò),,可以以“任何地點(diǎn)、任何時(shí)間,、任何人,、任何物”的形式被部署。該技術(shù)可以在廣泛的領(lǐng)域中推動(dòng)新的應(yīng)用和服務(wù),從安全保衛(wèi)和環(huán)境監(jiān)控到推動(dòng)個(gè)人生產(chǎn)力和增強(qiáng)國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力,。從以上定義可見(jiàn),,傳感器網(wǎng)絡(luò)已被視為物聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分,如果將智能傳感器的范圍擴(kuò)展到RFID等其他數(shù)據(jù)采集技術(shù),,從技術(shù)構(gòu)成和應(yīng)用領(lǐng)域來(lái)看,,泛在傳感器網(wǎng)絡(luò)等同于現(xiàn)在我們提到的物聯(lián)網(wǎng)。
三,、物聯(lián)網(wǎng)與泛在網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系
泛在網(wǎng)是指無(wú)所不在的網(wǎng)絡(luò),,又稱(chēng)泛在網(wǎng)絡(luò)。最早提出U戰(zhàn)略的日韓給出的定義是:無(wú)所不在的網(wǎng)絡(luò)社會(huì)將是由智能網(wǎng)絡(luò),、最先進(jìn)的計(jì)算技術(shù)以及其他領(lǐng)先的數(shù)字技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施武裝而成的技術(shù)社會(huì)形態(tài),。根據(jù)這樣的構(gòu)想,U網(wǎng)絡(luò)將以“無(wú)所不在”,、“無(wú)所不包”,、“無(wú)所不能”為基本特征,幫助人類(lèi)實(shí)現(xiàn)“4A”化通信,,即在任何時(shí)間,、任何地點(diǎn)、任何人,、任何物都能順暢地通信,。故相對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的當(dāng)前可實(shí)現(xiàn)性來(lái)說(shuō),泛在網(wǎng)屬于未來(lái)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的理想狀態(tài)和長(zhǎng)期愿景,。
從以上的分析可見(jiàn),,傳感器網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)和泛在網(wǎng)絡(luò)之間的關(guān)系可用圖1來(lái)表示,。
圖2物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)體系框架
四,、物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)框架
物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)體系框架如圖2所示,它包括感知層技術(shù),、網(wǎng)絡(luò)層技術(shù),、應(yīng)用層技術(shù)和公共技術(shù)。
1.感知層數(shù)據(jù)采集與感知主要用于采集物理世界中發(fā)生的物理事件和數(shù)據(jù),,包括各類(lèi)物理量,、標(biāo)識(shí)、音頻,、視頻數(shù)據(jù),。物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集涉及傳感器、RFID,、多媒體信息采集,、二維碼和實(shí)時(shí)定位等技術(shù),。
傳感器網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)和協(xié)同信息處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)傳感器、RFID等數(shù)據(jù)采集技術(shù)所獲取數(shù)據(jù)的短距離傳輸,、自組織組網(wǎng)以及多個(gè)傳感器對(duì)數(shù)據(jù)的協(xié)同信息處理過(guò)程,。
2.網(wǎng)絡(luò)層實(shí)現(xiàn)更加廣泛的互聯(lián)功能,能夠把感知到的信息無(wú)障礙,、高可靠性,、高安全性地進(jìn)行傳送,需要傳感器網(wǎng)絡(luò)與移動(dòng)通信技術(shù),、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相融合,。經(jīng)過(guò)十余年的快速發(fā)展,移動(dòng)通信,、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)已比較成熟,,基本能夠滿(mǎn)足物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?br />
3.應(yīng)用層應(yīng)用層主要包含應(yīng)用支撐平臺(tái)子層和應(yīng)用服務(wù)子層。其中應(yīng)用支撐平臺(tái)子層用于支撐跨行業(yè),、跨應(yīng)用,、跨系統(tǒng)之間的信息協(xié)同、共享,、互通的功能,。應(yīng)用服務(wù)子層包括智能交通、智能醫(yī)療,、智能家居,、智能物流、智能電力等行業(yè)應(yīng)用,。
4.公共技術(shù)公共技術(shù)不屬于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的某個(gè)特定層面,,而是與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)的三層都有關(guān)系,它包括標(biāo)識(shí)與解析,、安全技術(shù),、網(wǎng)絡(luò)管理和服務(wù)質(zhì)量(QoS)管理。
五,、物聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)體系
根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用密切相關(guān)的特點(diǎn),,按照技術(shù)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用子集兩個(gè)層次,我們提出引用現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn),、裁剪現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)或制定新規(guī)范等策略,,形成了包括體系架構(gòu)、組網(wǎng)通信協(xié)議,、接口,、協(xié)同處理組件、網(wǎng)絡(luò)安全,、編碼標(biāo)識(shí),、骨干網(wǎng)接入與服務(wù)等技術(shù)基礎(chǔ)規(guī)范和產(chǎn)品,、應(yīng)用子集類(lèi)規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)體系(如圖3所示),,以求通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)體系指導(dǎo)成體系,、系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)制定工作,同時(shí)為今后的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品研發(fā)和應(yīng)用開(kāi)發(fā)中對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的采用提供重要的支持,。
我們需要高度重視物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè),,加強(qiáng)組織協(xié)調(diào),明確方向,、突出重點(diǎn),、統(tǒng)一部署、分步實(shí)施,,積極鼓勵(lì)和吸納有關(guān)有物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需求的行業(yè)和企業(yè)參與標(biāo)準(zhǔn)化工作,,穩(wěn)步推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的制定和推廣應(yīng)用,推動(dòng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)組織形成有效協(xié)調(diào),、分工合作的工作機(jī)制,,盡快形成較為完善的物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系。制定我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系,,也需要把國(guó)際物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的發(fā)展動(dòng)態(tài)和我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略相結(jié)合,,聯(lián)合相關(guān)部門(mén)開(kāi)展研究,以保證實(shí)際需要為目標(biāo),,結(jié)合實(shí)際國(guó)情和產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀,,給出標(biāo)準(zhǔn)制定的優(yōu)先級(jí)列表,進(jìn)而為國(guó)家的宏觀決策和指導(dǎo)提供技術(shù)依據(jù),,為與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的立項(xiàng)和制定提供指南,。