物联网的实现路径及在公安信息化中的应用

□刘三满

(山西警官高等专科学校，山西 太原030021)

无所不在的“物联网”正在逐渐走进人们的生活。物联网是一次重要的信息产业革命，其重大价值不次于计算机、互联网、移动通信网。这一全新科技发展的意义在于:第一，物联网通过使用全球定位系统、射频识别(RFID)、红外感应器、激光扫描器等信息传感技术手段，使网络成为人与物、物与物沟通的工具，从根本上改变目前人们的生活方式。［1］第二，投资智能化高速公路、铁路、电网等基础设施，可以为未来科技创新拓展空间，增强国家长期竞争力，促进经济增长，提高对环境与资源的利用，有助于资源和环境保护。［2］

一、物联网的运行环境

物联网就是“物物相连的互联网”。互联网“生”出物联网，物联网的本质特性是:第一，基于互联网。第二，对“物体”的识别，是通过使用全球定位系统、射频识别(RFID)、红外感应器、激光扫描器等信息传感技术手段实现的。第三，按预先约定的协议，使“物体”与互联网相联接。第四，通过大数据技术进行信息通讯和交换。第五，最终达到定位跟踪、智能识别、监控管理。

物联网可以将感应器嵌入到铁路、油气管道、建筑、电网、公路、桥梁、隧道、供水系统、大坝等各种物体中，再与互联网联接起来，实现人与物理系统的智能关联，从而以更加精细的方式，动态管理生产和生活，达到“智慧”状态。［1］物联网具有广泛的用途，遍及多个领域，如:政府工作、公共安全、工业监测、环境保护、智能交通、智能消防、平安家居、个人健康、老人护理等。

物联网需要具备的运行环境包括:

(一)物联网的基础是互联网

物联网是基于互联网之上的扩展和延伸。物联网应用系统通过无线传感器网络、RFID应用系统等方式接入互联网，基本上不改变互联网的网络传输系统结构与技术，以互联网核心交换结构为基础，并基于这一结构进行运行。物联网的每个用户端，可以扩展和延伸到任何的“物品与物品”之间，并能进行实时信息通讯和交换。广播电视网、电信通信网与计算机网络实现三网融合，形成全覆盖、高性能的通信网络，将在技术、业务与产业上为物联网的发展提供更好的通信环境。［3］

(二)物联网运行步骤

第一步，识别设备读取物体属性标识。静态属性存储在标签中，可以直接读取。动态属性先由传感器实时探测，再将信息转换成符合网络传输的相应数据格式，然后通过网络传输。第二步，到信息中心进行读取、处理。信息处理中心可以是集中式的，如:中国移动使用的IDC;也可以是分布式的，如:手机或家庭用的电脑。第三步，信息中心通过一定的计算，完成物体的通信。［4］

二、实现物联网的核心技术

物联网就是物物相连的网络。其核心是“三层网络”。第一层:感知层。将物体智能化，把物体的行为让电脑读出来。技术有智能卡、传感器、工业自动化、音频视频等，目的是让物体和事件具备智能、获得生命。第二层:传输层。各种物体和事件智能化后，连接成网络。技术是光纤、电缆、无线、电磁感应、卫星通信等，是为了互联互通、全面联网。第三层:应用层。建立统一的数据中心，为数据应用提供服务。技术有云计算平台服务、建立中控室、搭建硬件环境，数据挖掘、数据分析、专家系统、行业应用。从仿生学观点，如果把传感器看成眼睛、鼻子、皮肤等“感觉器官”，那么，通信网络系统，就是传递信息的“神经系统”，而嵌入式系统，则毫无疑问，就是识别和处理信息的“大脑”，在接收到信息后进行分类处理。

(一)传感器网络(WSN)技术

传感器在物联网技术中，是一种基本的元件，需要多个节点相连，各节点同时要具有发现邻近节点，对其存在和身份识别，根据节点的移动，自动定位节点类型，重新分组，进行执行协商分享任务。物联网节点一般说来数量多，节点配置的密度很大，从维护成本和减轻安装考虑，传感器的网络，要尽量少用人工干预。

无线传感器网络技术，简称WSN技术，W指Wireless，S指Sensor，N指Network，在物联网应用中，属于关键技术，同计算机技术、通信技术一道，都被当作信息技术中的三大技术，是结合了计算、传感器、通信三项技术的一门新技术，具有范围大、高密度、低成本、实时采集、灵活布设、全天候工作的优势。这门新技术的基本功能是:首先通过众多空间分散的传感器单元，采集模拟信号;再把模拟信号转换为数字信号;接着，再通过无线网络的自组织功能进行传输汇总，从而对空间分散范围内的物体，实现物理或环境状况的监控协作，并对这些信息进行分析、综合和处理。

智能传感器方面，我国重点是在关键领域发展深海探测、航空航天的传感器，还发展一些武器装备系统精细化、微型化、规模化的传感器。［5］

(二)射频识别(RFID)技术

互联网是一个虚拟世界，只能传输数字代码。“物联网”是一个物理世界和虚拟世界的结合，通过射频设备和无线网络技术，把物体智能化，实现物体和物体的“交流”，人和物体的“对话”。

RFID融合了无线射频技术和嵌入式技术，是能够让物品“开口说话”的一种技术。射频识别技术，就是射频辨识系统，其中R指Radio，F指Frequency，I指I，D指dentification，这一技术具有远距离跟踪、读写快速、长期管理等特点，是物联网最前端的关键技术，也是21世纪最有发展潜力的信息技术之一。

RFID是“物联网”产业发展链条中的上游产业，随着“物联网”产业发展，将变成最大的受益产业。［5］特别是超高频RFID，最具潜力。

(三)微机电系统

这一技术主要用于物联网信息采集。微机电系统主要利用大规模集成电路，经过微米级制造工艺加工，微型机电系统集微型传感器、信号处理和控制电路、执行器、通信、接口电路、电源于一体。

(四)GPS技术

GPS技术指全球定位系统，是新一代卫星导航与定位系统，该系统作为移动感知技术，能使物联网延伸到移动物体上，采集移动物体的信息，是智能交通、物流智能化的重要技术。具有实时陆、海、空全方位三维定位能力与导航能力。

(五)云计算技术

物联网的发展离不开云计算技术的保驾护航。云计算主要是满足大数据的转换和交互，实现数据挖掘和共享，为物联网信息的存储、处理、分析提供强有力的计算手段。

物联网将网络云、未来传感云和计算云有机地融合为一体。通过对物体上的信息识别、收集、传输，最后汇集到信息中心，再利用数学模型，根据客户的多种不同需要，配置相关的计算能力，实现智能化。

(六)下一代互联网技术

物以网聚。下一代互联网技术是移动化、宽带化、泛太化的，具备可用性、安全性、可信性，是物联网产业化规模发展的网络基础。下一带互联网狭义讲，就是IPV6网络，它要比现在的IPV4有多得多的地址。在可以预见的未来，我们可以登陆的网站更多，使用的网名更多。现在的互联网IPV4地址根本做不到让所有的人都能够上网，所以必须使用下一代互联网。

(七)三网融合

在“物联网”时代，需要电信通信网络、计算机互联网络与电视通信网的“三网融合”，“三网融合”又为物联网的发展创造了有利的条件。

物联网还需考虑能量获取、供给、管理与测量等技术，满足节点在野外工作的需要。

三、目前实现物联网面临的技术难题

1．网络安全问题。物联网在很多时候是无线传输，要防止节点信号被窃取、假冒、克隆、解激、移动、干扰、屏蔽和篡改。

2．通信距离瓶颈。目前传感器所能连接的距离只能是在100m～1000m。

3．外部环境指标。一旦外部环境发生较大变化，传感器工作效率要打折扣。

物联网正在全面进入人们的生活，改变人们的生活方式。但同时物联网模式还在探索中，技术上以及信息安全方面还有许多难题待破解。

四、物联网技术在公安信息化中的应用

公安领域是物联网技术进行规模应用的重点领域。一个完善的公安物联网，一般有信息感知层、网络传输层、数据处理层和业务应用四个部分。

在信息感知层，主要利用视频等感知手段，在城市道路等公共场所，对动态目标进行感知、识别和监控。

在网络传输层，通过融合互联网、公安信息网等，实现信息的传输和汇集。

在数据处理层，利用云计算、模糊识别等计算技术，对海量视频和信息进行整合、分析和处理。同时实施智能化的控制。

在业务应用层，将公安业务系统和视频图像以及各种感知信息进行对接，事前进行视频防控，事中进行可视化指挥，事后进行可视化勤务督导，提高公安业务效率。

［1］马 寅．物联网技术特点与应用［J］．办公自动化．2013(12)．

［2］袁国智，董毅明．我国物联网产业现状及其发展对策分析［J］．商业时代，2013(4)．

［3］李遵白，吴贵生．物联网的演进与中国物联网产业竞争力分析［J］．前沿，2012(3)．

［4］佟 瑞，李从东．技术路线图研究学科定位及国内外理论与实践评述［J］．中国科技论坛，2012(3)．

［5］卢 涛，周寄中．我国物联网产业的创新系统多要素联动研究［J］．中国软科学，2012(3)．

［6］胡 蓉，雷媛媛，王 慧．无线射频识别技术(RFID)及其在物联网中的应用［J］．科技广场，2011(9)．

［7］肖 青．物联网标准体系介绍［J］．电信工程技术与标准化，2013(6)．