物联网技术综述

梁少刚

（宝鸡职业技术学院，陕西 宝鸡721000）

1 物联网概述

物联网概念并不是新概念，其最早出现在比尔·盖茨1995年的《未来之路》一书，而后2005年国际电信联盟正式提出物联网概念，如泛在网络、M2M（Machine to Machine）等技术名称其实都是物联网的前称。

但到底什么是“物联网”呢？物联网的英文名称叫“The Internet of things”，就是由许多在空间上分布的自动装置通过无线/有线等通信网络连接组成的计算机应用网络，通过该网络实现信息采集、分析处理和设备监控等功能，从而达到对物品跟踪、监控、管理等目的。举个例子，危险品运输中为了保证物品在运送过程中的安全，可以利用物联网实施对物品状态的全程监控，这时通过分布在危险品周围的温度、湿度、气压、振动等传感器探头和GPS定位模块等，定期或不定期地采集危险品温度、湿度、气压、振动、位置等信息，然后通过通信网络将信息发送到远程的集中监控处理系统，由该系统进行信息处理，并根据处理结果实施相应的控制处理。

物联网有别于互联网，互联网主要目的是构建一个全球性的信息通信计算机网络，而物联网则主要从应用出发，利用互联网、无线通信网络资源进行业务信息的传送，是互联网、移动通信网络应用的延伸，是自动化控制、遥控遥测及信息应用技术的综合展现。当物联网概念与近距离通信技术、采集技术与通信网络、用户终端设备结合后，其价值才将逐步得到展现。

2 物联网分类

物联网的分类有多种，如按照接入方式、应用类型等方式进行分类，类似于计算机网络划分为专用网网络和公众网络，我们从物联网的用户范围不同，可分为公众物联网和专用物联网两种。公众物联网是指为满足大众生活和信息的需求提供的物联网服务，而专用物联网就是满足企业、团体或个人特色应用需求，有针对性地提供的专业性的物联网业务应用。专用物联网可以利用公众网络（如Internet）、专网（局域网、企业网络或移动通信互联网中公用网络中的专享资源）等进行信息传送。

表1 物联网分类方式举例

3 关键技术

物联网作为下一代信息网络的主体，将会是一个现存和新出现的众多技术融合的综合体，这里仅就可见的一些典型关键技术略作介绍。

3.1 因特网技术

物联网是在现有计算机互联网的基础上，利用RFID技术实现对物品的电子标识，然后再利用无线通信等技术接人互联网，构造一个覆盖世界上万事万物的网络，并实现网络中物品与物品或人与物品之间的“交流”。因此，因特网技术是物联网的技术基础，或者说，物联网是因特网技术在应用范围上的一个由人及物的拓展，因特网主要解决物联网中传感器节点感知信息的传输与共享问题。

3.2 EPC/RFID技术

EPC是物流信息化需求下的产物，提供了一套较完善的产品电子代码编码方法，实现对物理对象的唯一标识。EPC/RFID电子编码与标签技术是物联网中非常重要的支撑性技术。结合EPC/RFID技术和已有的网络技术、数据库技术、中间件技术等，构筑一个由大量联网的阅读器和无数移动的标签组成的，比Intemet更为庞大的物联网成为RFID技术本身发展的趋势。

RFID作为一种射频自动识别技术，通过物品标签与阅读器之间的配合，可以基于计算机互联网实现物品的自动识别和信息的互联与共享。在“物联网”中，RFID正是让物品由“死”变“活”、“开口说话”，从而能够基于互联网自动进行信息交换的一种技术，其主要为物联网中物品的身份标识提供技术支持"RFID标签中存储着数据格式规范的信息(即对物品静态信息的描述)，通过RFID阅读器将物品的属性信息自动采集到系统中，实现对物品的自动识别；并按照一定的要求完成数据格式转换，通过无线数据通信网络把它们传递到数据处理中心，便于后续的“透明”管理。

3.3 实体标记语言(PML)开发技术

实体标记语言(physiealmarkuplanguage，PML)是基于为人们广为接受的可扩展标识语言(XML)发展而来的。PML提供了一个描述自然物体、过程和环境的标准，并可供工业和商业中的软件开发、数据存储和分析工具之用。它将提供一种动态的环境，使与物体相关的静态的、暂时的、动态的和统计加工过的数据可以互相交换。物联网中任何单品的有用信息的描述都可以用实体标记语言(PML)这种新型的标准计算机语言书写，它将会成为描述所有自然物体!过程和环境的统一标准而得到非常广泛的应用。

3.4 传感器网络技术

传感器网络综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等，能够通过各类集成化的微型传感器协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息，通过嵌入式系统对信息进行处理，并通过随机自组织无线通信网络以多跳（multi-hop）中继方式将所感知信息传送到用户终端，从而真正实现“无处不在的计算”理念。传感器网络的研究采用系统发展模式，因而必须将现代的先进微电子技术、微细加工技术系统SOC(system-onchip)芯片设计技术、纳米材料与技术、现代信息通讯技术、计算机网络技术等融合，以实现其微型化、集成化、多功能化及系统化、网络化，特别是实现传感器网络特有的超低功耗系统设计。

3.5 网络通信技术

物联网的最终发展形态一定具有“泛在网络”的特点，方便人们随时!随地与目标对象进行通信，因此，无线通信技术的应用是必不可少的一种通信技术手段。事实上，目前物联网所涉及的RFID或传感器网络等核心技术中都融合了无线通信技术，也只有无线通信技术的应用，才能将物联网的构想变为现实，同时达到其低成本和易于实现的目标。

3.6 嵌入式技术

嵌入式技术是将计算机技术、自动控制技术、通讯技术等多项技术综合起来与传统制造业相结合的技术，是针对某一个行业或应用开发出的智能化机电产品，所实现的产品具有故障诊断、自动报警、本地监控或远程监控等功能，能够实现管理的网络化!数字化和信息化。“物联网”使物品具有了“信息生命”，将物理基础设施和信息基础设施有机地融为一个整体，使囊括其中的每一件物品都“活”了起来，具有“智慧”，能够主动或被动地与所属的网络进行信息交换，从而更好地服务于人们的生产与生活，这其中离不开嵌人式技术的广泛应用。正是与嵌人式技术的结合，才使得对物品的标识以及传感器网络等的正常和低成本工作成为可能，即把感应器(或传感器)嵌人和装备到如电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、大坝、油气管道、供水系统等各种物体中，形成物与物之间能够进行信息交换的“物联网”，并与现有的互联网整合起来，从而实现人类社会与物理系统的整合，让所有的物品都能够远程感知和控制，形成一个更加智慧的生产生活体系。

3.7 信息安全技术

物联网本质上是通信技术的应用，是物品的信息化，其目标是方便人与物或物与物的信息交换，同时这里也离不开信息安全技术的应用。无论物联网应用背景本身是否是安全敏感的(如机场防入侵系统或某地的环境监测系统)，在构建这个物联网应用系统时一定要有信息安全的设计，“没有安全就没有应用，没有应用就没有发展”，这是信息系统的宿命，对于应用无线通信的系统尤其如此；否则，所构建的物联网系统一旦遭到信息安全攻击，不仅所获得的数据或信息没有意义，而且可能有害，甚至导致系统的崩溃或瘫痪"物联网的信息安全技术主要涉及到人侵检测、信息加密、恶意节点识别与剔除等。

［1］International Telecommunication Union,Internet Reports 2005:The Internet of things[R].Geneva:ITU,2005.

［2］宁焕生,徐群玉.全球物联网发展及中国物联网建设若干思考[J].电子学报, 2010(11).

［3］朱洪波,杨龙祥,于全.物联网的技术思想与应用策略研究[J].通信学报,2010 (11).