現階段物聯網技術及其發展問題初探

范波　劉利強

摘 要：物聯網的新時代將為人們帶來生活上的新體驗。預計，物聯網將是未來十年最重要的產業之一。本文從探討物聯網研究的重要意義出發，詳細闡述了物聯網項目研究的重要性和重要地位。接著筆者又深入分析了物聯網的基本概念和基本原理并就物聯網技術做了系統的論述分析。最后，針對物聯網未來發展趨勢問題，筆者做了觀點性和理論性的論述分析。

關鍵詞：物聯網；概念；基本原理；物聯網技術；發展趨勢

中圖分類號：TP393

1 物聯網研究的重要意義

當今最受關注的話題之中莫過于物聯網，“物聯網”一詞首次出現在溫家寶總理的政府工作報告中，之后更是在兩會代表委員們的提案中頻繁提到物聯網。我們可以這么理解，物聯網技術作為互聯網技術衍生的基本應用的增長點所在。物品和網絡徹底結合在了一起，可以通過網絡對既有物品實現監控監管，這是新時期信息化的基本應用。近年來，世界上的各個大國都十分重視物聯網的建設問題，特別是美國、韓國等國都已經將物聯網產業升級為戰略級產業。我們可以這么說，物聯網時代的到來必然為人們開拓一片新的篇章。通過現有數據和產業規模我們清晰看到，未來十年物聯網必成為新型的經濟支柱。

其實，物聯網在中國已經有了很好的發展，我國政府也看到了物聯網的發展前景，也為物聯網能夠在我國順利發展制定了一系列的產業政策?，F階段，我國物聯網順利發展已經有了很好的基礎，這些都是今后我國互聯網順利發展的優勢所在。當然，我國物聯網發展還有很多問題，但是如何系統的對現有基礎進行完善，使得物聯網發展能夠進入正統的快車道，得到系統完善良性的發展。就目前來看，如何完善技術標準和核心技術打造完善商業模式和渠道方法，這是我們今后需要面對的一大重要課題。

2 物聯網概念綜述

2.1 內涵

Internet of Things是物聯網的英文名稱，簡稱IOT。物聯網一般為無線網，它是通過各種信息傳感設備，如紅外感應傳感器、全球定位系統、氣體感應器、激光掃描器等各種技術與裝置，基于互聯網、傳統電信網等信息承載體，實時采集任何需要監控、互動、連接的物體或過程，其目的是實現物與物、物與人，所有的物品與網絡的連接，方便識別、管理和控制。比如電、聲、熱、光、力學、化學、生物位置等各種需要的信息，與互聯網結合形成的一個巨大網絡。

所謂“物物相連”的互聯網就是指物聯網，這有兩層意思：一方面，互聯網仍舊是物聯網的核心和基礎所在，我們可以視為是互聯網通過某種延伸和擴展形成了物聯網；另一方面，物品與物品之間在用戶端來看都已經有了閑蕩的聯系，可以實現信息和通信上的交換。我們可以這么理解，物聯網實際是按照既定的協議，通過現代化的信息傳感設備實現物品與互聯網的直連，以能實現物品能夠信息進行實時通信交換，這樣就能夠對物品實現GPRS定位，以便于對物品進行系統的跟蹤、監控和管理。特別值得一提的是，這是一種無線網絡，可以擴展到整個互聯網覆蓋范圍。

2.2 基本原理

在以往傳統的互聯網思維中，物理設施和IT的基礎設施一般來講都是分開的。舉個例子來說吧，比如說機場建設，機場建設是一個單獨部分而數據中心，個人電腦燈等IT設施都是另一部分。而在物聯網時代這些理念都將得到徹底顛覆。由于互聯網飛速的發展，在監控監管等方面互聯網有了質的提升和發展。物聯網是互聯網的衍生。物聯網時代的到來，徹底顛覆以往的這種思維。物理和IT有了系統的切合。通過現代化的定位技術，我們將互聯網進行無線的延伸使之能夠更好的與各種物質相聯系。換而言之，物聯網的核心在于將互聯網無線延伸，通過互聯網的聯系，對所有想換事物進行系統的聯系使得所有設施能夠和諧的成為一體，這個時代將徹底改變人們的生活。

3 物聯網技術分析

我們可以這么理解，所謂的物聯網技術實質上是一種網絡技術。其核心理念以及發展基礎仍舊是以互聯網為基礎的。系統來說，物聯網技術作為互聯網技術的衍生技術包括了以下這些核心技術：（1）計算機技術；（2）信息技術；（3）通信技術；（4）網絡技術；（5）傳感器技術；（6）自動控制技術等等。在現在來看物聯網主要有三個體系架構層次：（1）感知層；（2）網絡層；（3）第三是應用層。理論上來說，感知層以EPC、RFID、傳感器等技術為基礎感知事物，實現信息采集和“物”的識別。而網絡層通過現有各種網絡進行傳輸和計算的作用。我們日常應用的三大網絡分別為互聯網、通信網以及廣電網。應用層是結合用戶的終端層次。面向最重要的用戶，構成應用層的是復雜的各種終端設備，舉個例子來說像是，計算機、手機、等終端控制設備。

3.1 感知層

信息感知為物聯網應用提供了信息來源，是物聯網應用的基礎。感知層技術包括：統一標識技術、RFID技術、傳感器技術、傳感器自組網技術等。統一識別技術是解決對物體統一識別的問題，是進行數據收集的基礎和前提。RFID技術需要解決超高頻和微波頻段的RFID芯片、天線、RFID中間件、標簽防碰撞算法、安全認證協議等問題。

3.2 網絡層

網絡層能夠把感知到的信息進行傳輸，實現互聯。物聯網的核心應是以IPV6為基礎的互聯網，但不排除物聯網節點能通過互聯網的雙向翻譯網關或隧道機制與傳統的IPV4終端主機通信。經過十來年的快速發展，移動通信網、互聯網等技術已經比較成熟，基本上能夠滿足物聯網數據傳輸的需要。

3.3 應用層

應用層是物聯網與用戶的接口，根據不同用戶的不同需求，在物聯網感知層和網絡層的基礎上，我們可以開發各種不同的應用，來解決生活、生產中的各種問題，給我們的帶來便利，實現更加精細和準確的智能化管理。例如：智能礦山、手機錢包、智能家電、綠色農業、智能交通等。

4 物聯網發展趨勢分析

物聯網發展也不能逃離新興產業發展規律，針對于一般產業規律發展有自己的歷程有四個階段：（1）設想階段；（2）技術研發階段；（3）實驗階段；（4）廣泛應用階段?，F階段，物聯網發展上，美國、歐盟都已經花費巨資進行物聯網的研究使用當中。我國也正處于高度研究狀態當中，工業部和信息部等眾多部門都在進行聯合研究，同時政府各種職能部門也大開綠燈為支持這種新型信息技術提供必要的政策支持和法律保障。

我國物聯網技術發展中，已經有了系統性的成功范例，通過現有的采集傳輸體系，合理的業務管理提供解決方案。舉個例來說吧，上海舉辦的著名的世博會，“車務通”就是在這個是夠應用用上海的公共交通系統。這個系統的面世，為上海提供了優質的交通氛圍。還有個代表例子就是“e物流”。在這個系統下，用戶可以對自己的貨物得到所有想得到的信息，同事物流公司也可以系統的對車連進行定位，選擇最優化路徑，以提升物流企業核心競爭力。

5 結束語

總而言之，物聯網技術屬于新興的戰略產業，是國家戰略級的技術，其應用前景將非常廣闊。物聯網的概念由來已久，如何完善和發展物聯網產業是今后我們必須面對的重要課題。

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作者簡介：范波（1981-），男，講師，研究方向：嵌入式應用、物聯網與無線傳感網；劉利強（1972-），男，高級實驗師，研究方向：云環境下的網絡應用。

作者單位：湖南理工學院 計算機學院，湖南岳陽 414006