物联网研究报告.pdf
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1、 1 概述 物联网(Internet of Things )最初是指所有物品 (物理的或电子的)配备电子标签 (RFID , 无线射频识别),互相连接形成网络 1。在一般意义上,物联网通常是一个可自动配置的无 线网络,这些配备RFID 的物品能够被智能化的识别和管理 2 。 在实际应用中, 可以把感应器、 处理器和无线通信模块嵌入或装备到电网、铁路、桥梁、 隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中,使它们普遍连接,形成物联 网,然后将其与现有的互联网(Internet)整合,实现信息空间与物理空间的融合,各种物 品在生产、流通以及消费的各个过程都具备智能,因而能够实施实时的管理和
2、控制 3,4,有 效提高资源利用率和生产力水平。物联网被称为继计算机、互联网之后, 信息产业的第三次 浪潮。当社会进入物联网时代物体借助芯片智能化,构成一个比互联网更加智能的物联网, 让人们享受到更加安全轻松的生活。 在现有研究或产业领域中,与物联网相关的技术或构想包括:RFID 、普适计算(或称 为泛在计算) 、M2M 、无线传感器网络(WSN)等,这些技术的发展为物联网的研究与应用 奠定了良好的基础,结合移动计算、新一代互联网、移动通信网、云计算等技术,可以将物 理基础设施和IT 基础设施统一,形成一个比现有互联网更为庞大的网络基础设施和平台。 2 研究与发展现状 1999 年美国麻省理工
3、学院(MIT )成立了自动识别技术中心,构想了基于RFID 的物联 网的概念,提出了产品电子码(EPC)概念。 EPC 系统是一个非常先进的、综合性的和复杂 的系统。其最终目标是为每一单品建立全球的、开放的标识标准。通过EPC 系统的发展不 仅能够对货品进行实时跟踪、而且能够通过优化整个供应链给用户提供支持,从而推动自动 识别技术的快速发展并能够大幅度提高消费者的生活质量。国际物品编码协会EAN 和美国 统一代码委员会成立EPC Global 合资公司,该公司负责EPC 网络的全球化标准 5 。2006 年 7 月,EPC Global 提出的 UHF Gen 2 标准被 ISO 接纳为 IS
4、O/IEC 18000-6c ,成为全球通用的 UHF 频段的 RFID 标准。 EPC global 网络是实现自动即时识别和供应链信息共享的网络平 台,具有较为成型的分布式网络集成框架,是一种基于RFID 的物联网 6 。 除 RFID 与物联网紧密相关外,另一种需要关注的技术是M2M (Machine-to-Machine ) , 这种技术一般指将数据从一台终端传送到另一台终端,实现机器与机器的对话,有望成为移 动连接领域的又一个重要前沿 7 。如果在这一过程中引入无线连接,使包括仪表、家电、汽 车、照明设备、医疗监视器、零售库存等实体进行连接和通信,将提高生产力、节约能源、 远程访问、
5、降低成本、改善医疗等。该领域的专家们认为M2M 形成了物联网 8 ,它代表了 利用无线连接转变传统观念的全新商业模式,以 GPRS/SMS/USSD 等为接入手段 9 ,提供机 器到机器的解决方案,满足客户对生产过程监控、指挥调度、 远程数据采集和测量、远程诊 断等方面的信息化需求 10,11。 类似 EPC global 网络这样的物联网更多是由系统、RFID 、智能卡、传感器等IT 类厂 商推动的,应用的范围都普遍集中在物流、交通等行业 12, 13。现有的物联网,因 M2M 技术 的出现、移动通信等行业参与,具有了更广泛的应用外延。 国际电联(ITU ) 在 2005 年发布了“ITU
6、Internet Reports 2005: The Internet of Things ” 14 。 该报告认为诸如RFID 和智能计算等新技术孕育了网络化的、互联的设备组成的世界。从轮 胎到牙刷的每件物品都可能互相通信,这预示着一个全新的时代,今天的互联网 (由数据和 人组成)将让位于明天的物联网。报告讨论了物联网的概念,认为RFID 、传感器技术、智 能技术、 纳米技术和微型化技术支撑物联网的发展。报告还探讨了物联网的市场潜力,物联 网对发展中国家的广泛影响和好处,并指出需要解决数据安全和隐私等问题。 在产业界, 2008 年底 IBM CEO 彭明盛首次抛出“智慧的地球”这一概念,要
7、实现物联 网让全球都变得智能化,其战略核心就是“云计算+物联网”的结合,为此,IBM 参与很多 介于实时网络(The Real-time Web)和物联网之间的交叉项目,提出与物联网相关的一系列 完整的 RFID 和传感器技术方案。在中国工业经济运行2009 年夏季报告会上,工信部总工 程师朱宏任表示,我国正在高度关注、重视物联网的研究,工信部会同有关部门,在新一代 信息技术方面正在开展一些研究,以形成支持新一代信息技术的一些新的政策措施。中移动 总裁王建宙表示物联网将会成为中移动未来的发展重点。人民日报发表了王建宙的署名文章 从互联网到物联网,系统阐释物联网对人类生活的重大影响。2009 年
8、 8 月,温家宝总 理在无锡视察的时候对以传感器网络为技术载体的物联网应用提出了看法和要求,江苏省将 其作为重点培育和发展的六大新兴产业之一。 在物联网相关领域,我国在RFID、传感器网络等方面已取得了一定的成绩。国内众多 高校、 科研机构和企业很早启动了RFID 、传感器网络研究,与其它国家相比具有同发优势, RFID 标准的制定得到了广泛的关注,在传感器网络通信技术、微型传感器、传感器端机、 移动基站等方面取得较大进展,目前已形成从材料、技术、器件、 系统到网络的完整产业链。 3 研究方向 物联网代表了下一代信息发展技术,发展的目标是将世界上的任何物体与互联网连接起 来,孕育了广泛的应用前
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