物联网关键技术及其应用

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1、万方数据第37卷第4期2011年8月信息化研究InformatizationResearehV01．37No．4Aug．2011物联网关键技术及其应用张绍钧1叶志申2黄仁泰3(1．东莞市万里集团有限公司，东莞，523000；2．东莞市大朗供电公司，东莞，523808；3．东莞理工学院计算机学院，东莞，523808)摘要：阐述了物联网的发展过程、定义、组成，以及物联网与传感器网络、泛在网络的相互关系；分析了涉及物联网的几种关键技术及可能的解决方案：无线射频识别技术、无线传感网技术、中间件技术、云计算技术、信息安全技术、异构网络与通信技术等；总结并展望了物联网最先可能的应用领

2、域和应用前景。关键词：物联网；无线射频识别；传感技术；云计算中图分类号：TP3930引言2005年11月，国际电信联盟ITU发布了《国际电信联盟互联网报告2005：物联网》报告，ITU指出：人类正处在一个通信新时代的边缘，信息与通信技术(ICT)的目标已经从满足人与人之间的沟通，发展到实现人与物、物与物之间的连接，无所不在的物联网通信时代即将来临。物联网使我们在信息与现实的世界里获得一个全新的沟通维度，将任何时间、任何地点、连接任何人，扩展到连接任何物品，万物的连接就形成了物联网。简单说：物联网就是把任何物品通过信息传感设备与互联网等网络连接起来，进行信息交换和通讯，实现

3、物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。物联网包含感知层、网络层、业务或应用层三个层次。感知层负责对物和物相关信息的采集；网络层是异构融合的泛在通信网络，包括现有的互联网、无线通信网、广电网以及各种接入网和专用网，泛在通信网络对采集到的物体信息进行传输和处理；业务和应用层是应用和业务，为手机、PC等各种终端设备提供感知信息的应用服务。物联网与传感器网络、泛在网络的相互关系。(1)传感器网络。ITU—TY．2221111建议中传感器网定义为：包含互联的传感器节点的网络，这些节点通过有线或无线通信交换传感数据。传感器节点是由传感器和可选的能检测处理数据及联网的执行元件组成的

4、设备。传感器网络与其他传统网络相比收稿日期：2011—03—13。·8·具有显著特点，即资源受限、自组织结构、动态性强、应用相关及以数据为中心等。以无线传感器网络为例，一般由多个具有无线通信与计算能力的低功耗、小体积的传感器节点构成；传感器节点具有数据采集、处理、无线通信和自组织的能力，协作完成大规模复杂的监测任务；网络中通常只有少量的汇聚节点负责发布命令和收集数据，实现与互联网的通信。(2)泛在网络(ubiquitousnetwork)。ITU—TY．2002建议中将泛在网络描述为：在服务预订的情况下，个人和／或设备无论何时、何地、何种方式都能以最少的技术限制接入到服务

5、和通信的能力(21。简单地说，泛在网络是指无所不在的网络，可实现随时随地与任何人或物之间的通信，涵盖了各种应用，是一个容纳了智能感知／控制、广泛的网络连接及深度的信息通信等，超越了原有电信网范畴的更大的网络体系。泛在网络可以支持人到人、人到对象(如设备和／或机器)和对象到对象的通信。(3)三者之间的区别与联系可以简单地概括为：泛在网络包含物联网，物联网包含传感器网。从通信对象及技术的覆盖范围看：①传感器网是物联网实现数据信息采集的一种末端网络，除了各类传感器外，物联网的感知单元还包括如RFID、二维码、内置移动通信模块的各种终端等；②物联网是迈向泛在网络的第一步，泛在网络

6、在通信对象上不仅包括物与物、物与人的通信，还包括人与人通信，而且泛在网络涉及多个异构网络的互联。万方数据第37卷第4期张绍钧，等：物联网关键技术及其应用·综述与评论·1关键技术1．1R●’儿)射频识别技术(RadioFrequencyIdentification，RFID)131是一种非接触式的无线自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据信息。要实现任何物体之间的互联就必须给每件物体一个识别编码(ID)。每个产品或事物出现在这个世界就得获得一个惟一的编码来证明它的惟一性，而且单个物品可以拥有多个标识号，复合物体的每个组件可以都有标识号；而且属于一类的物品

7、要有证明类属的特殊标识ID，而单个物品同时要有区别于同类其他物品的ID。另外，对于一些特殊物品要考虑其安全隐私要求。RFID系统一般由电子标签、读写器、应用接El等硬件设备与中间件软件、传输网络、业务应用、管理系统等构成。电子标签是一个内部保存数据的无线收发装置，负责发送数据给读写器。读写器是一个捕捉和处理标签数据的装置，同时还负责与后台处理系统接口。软件包括RFID系统软件、RFID中间件、后台应用程序。RFID系统软件是在标签和读写器之间进行通信所必需的功能集合。RFID中间件是在读写器和后台处理系统之间运行的一组软件，它