物联网的综述

南开大学滨海学院

《科 技 论 文 写 作》课程报告

学 号：姓 名：年 级：系 别：专 业：完成日期：

09990032 蔡** 2009级 计算机科学系 计算机科学与技术 （数字媒体技术方向） 2012 年12 月 24 日

物联网综述

摘要：

物联网是指以对物理世界的数据采集和信息处理为主要任务，以网络为信息载体、实现物物之间信息交互。物联网是互联网的延伸，是在计算机互联网的基础上，利用RFID、无线数据通信等技术，构造一个覆盖世界上万事万物的“Internet of Things”。从物联网的架构，原理，技术等角度进一步分析物联网的特征及发展前景。物联网行业的应用需求和领域 非常广泛，潜在市场规模巨大。物联网产业在发展的同时还将带动传感器、微电子、视频识别系统一系列产业的同步发展。物联网旨在提高现代物流、供应链管理水平，降低成本，是一项具有深远意义的新技术。

关键词： 物联网，网络，信息交互，RFID，数据通信

Internet of Things

Abstract : The Internet of things refers to the physical world data acquisition and

information processing as the main task, take the network as the carrier of information, realize information interaction between complexes. The Internet of things is the extension of the Internet, is the computer Internet basis, using RFID, wireless data communication technology, constructs a world covers everything in the \Things \of the characteristics and development prospects of Internet of things. Internet industry demand and application field is very extensive, potential market is huge. Networking industry development at the same time, also will drive the sensor, microelectronics, video recognition system a series of industry of synchronous development. Internet of things to improve modern logistics, supply chain management, reduce costs, is a profound new technology.

Key words : Internet of things, network, information interaction, RFID, data

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communication

1 引言：

物联网概念不是凭空杜撰出来的，也不是某单项新技术突破引申出来的。随着全球经济一体化，信息网络化进程的加快，在技术革新迅猛发展的背景下，为满足对单个产品的标识和高效识别而提出要在计算机互联网的基础上，利用RFID、无线数据通信技术，通过计算机互联网实现物品的自动识别和信息的互联与共享。构造一个覆盖世界万物的系统。物联网是继计算机、互联网和移动通信之后的又一次信息产业的革命性发展。目前物联网被正式列为国家重点发展的战略性新兴产业之一。物联网产业具 有产业链长、涉及多个产业群的特点，其应用范围几乎覆盖了各行各业。

“物联网”被称为继计算机、互联网之后，世界信息产业的第三次浪潮。物联网将成为全球信息通信行业的万亿元级新兴产业。我国作为全球互联网大国，未来将围绕物联网产业链，在政策市场、技术标准、商业应用等方面重点突破，打造全球产业高地。在未来物联网产业发展中已具备基础。物联网连接物品网，达到远程控制的目的，或实现人和物或物和物之间的信息交换。当前物联网行业的应用需求和领域 非常广泛，潜在市场规模巨大。物联网产业在发展的同时还将带动传感器、微电子、视频识别系统一系列产业的同步发展，带来巨大的产业集群生产效益。 2 物联网的概念

物联网的概念最早是在1999年提出的，其后又多次被重复。其定义是：把任何物品通过射频识别（RFID），红外感应器，全球定位系统，激光扫描器 等信息传感设备，按约定的协议与互联网连接起来，进行信息交换和共享，以实现智能化识别和管理的一种网络。

物联网是“万物沟通”的、具有全面感知、可靠传送、智能处理特征的连接物理世界的网络，实现了任何时间、任何地点及任何物体的连结。可以帮助实现人类社会与物理世界的有机结合，使人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生活，从而提高整个社会的信息化能力。

物联网随时随地实现人与人,人与物，物与物之间的交互。物联网除了交互以外更重要的是通过基于这些交互信息之后提供的智能决策。另外物联网是互联网的自然延伸，以后更多的通过传感器收集的信息将极大的丰富互联网的资源，并且基于这些收集的信息长远而言将有可能实现更多的基于交互信息的智能服务。

3 物联网的原理

物联网是在计算机互联网的基础上，利用RFID、无线数据通信等技术，构造一个覆盖世界上万事万物的“Internet of Things”。在这个网络中，物品能够彼此进行“交流”，而无需人的干预。其实质是利用射频自动识别(RFID)技术，通过计算机互联网实现物品的自动识别和信息的互联与共享。

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在“物联网”的构想中，RFID标签中存储着规范而具有互用性的信息，通过无线数据通信网络把它们自动采集到中央信息系统，实现物品的识别，进而通过开放性的计算机网络实现信息交换和共享，实现对物品的管理。 4 物联网的结构

编码 射频识别 物联网中间件 名词解析服务器 信息发布服务器

R RFID码 RFID码

读写器 标签 IOT-MW IOT-IS IOT-NS URI RFID码 物品信息 图1物联网的结构

由上图可以看出，物联网的整个结构可分为射频识别系统和信息网络系统两部分。射频识别系统主要由标签和读写器组成，两者通过RFID空中接口通信。读写器获取产品标识后，通过internet或其他通讯方式将产品标识上传至信息网络系统的中间件，然后通过ONS解析获取产品的对象名称，继而通过EPC信息服务的各种接口获得产品信息的各种相关服务。整个信息系统的运行都会借助internet的网络系统，利用在internet基础上的发展出的通信协议和描述语言。因此我们可以说物联网是架构在internet基础上的关于各种物理产品信息服务的总和。

5 物联网的整体体系架构

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图2

1) 应用层：构建在物联网技术架构之上的应用系统，包括商业贸易、物流、农

业、军事等等不同的应用系统。

2) 网络层：即进行信息交换的通信网络，包括有Internet、WIFI网以及无线

通信网络等网络 。

3) 感知层：数据采集指通过包括条码、射频识别、无线传感器、蓝牙等在内的

自动识别与近场通信技术获取物品编码信息的过程。 6 物联网与互联网

信息物联网是射频识别技术与互联网结合而产生的新型网络，主要解决物品到物品（Thing to Thing，T2T）、人到物品（Human to Thing，H2T）、人到人（Human to Human，H2H）之间的互连。其中，H2T是指人利用通用装置与物品之间的连接，H2H是指人之间不依赖于个人电脑而进行的互连。物联网具有与互联网类同的资源寻址需求，以确保其中联网物品的相关信息能够被高效、准确和安全地寻址、定位和查询，其用户端是对互联网的延伸和扩展，即任何物品和物品之间可以通过物联网进行信息交换和通信。因此，物联网又在以下几个方面有别于互联网。

1) 不同应用领域的专用性

互联网的主要目的是构建一个全球性的信息通信计算机网络，通过TCP/IP技术互联全球所有的数据传输网络，在较短时间实现了全球信息互联、互通，但是也带来了互联网上难以克服的安全性、移动性和服务质量等一系列问题。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，也是自动化控制、遥控遥测及信息应用技术的综合展现。不同应用领域的物联网均具有各自不同的属性。由于不同应用领

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域具有完全不同的网络应用需求和服务质量要求，物联网节点大部分都是资源受限的节点，只有通过专用联网技术才能满足物联网的应用需求。物联网的应用特殊性以及其他特征，使得它无法再复制互联网成功的技术模式。 2) 高度的稳定性和可靠性

物联网是与许多关键领域物理设备相关的网络，必须至少保证该网络是稳定的。例如，在仓储物流应用领域，物联网必须是稳定的，不能像现在的互联网一样，时常网络不通，时常电子邮件丢失等，仓储的物联网必须稳定地检测进库和出库的物品，不能有任何差错。有些物联网需要高可靠性，例如医疗卫生的物联网，必须要求具有很高的可靠性，保证不会因为由于物联网的误操作而威胁病人的生命。

3) 严密的安全性和可控性

物联网的绝大多数应用都涉及到个人隐私或机构内部秘密，因而物联网必须提供严密的安全性和可控性：物联网系统具有保护个人隐私、防御网络攻击的能力，物联网的个人用户或机构用户可以严密控制物联网中信息采集、传递和查询操作，不会由于个人隐私或机构秘密的泄露而造成对个人或机构的伤害。

尽管物联网与互联网有很大的区别，但是从信息化发展的角度看，物联网的发展与互联网的发展密不可分，而且和移动电信网络的发展、下一代网络以及网络化物理系统、无线传感网络等都有千丝万缕的联系。 7 物理网关键技术 1) RFID技术

RFID是Radio Frequency Identification的缩写，即射频识别，俗称电子标签。 RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签， 操作快捷方便。

射频识别技术是一项利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。

2) 传感网

指的是将红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备与互联网结合起来而形成的一个巨大网络，让所有的物品都与网络连接在一起，方便识别和管理。随机分布的集成有传感器、数据处理单元和通信单元的微小节点，通过自组织的方式构成的无线网络。借助于节点中内置的传感器测量周边环境中的热、红外、声纳、雷达和地震波信号,从而探测包括温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体的大小、速度和方向等物质现象。 由传感器、通讯网络和信息处理系统为主构成的传感网技术，具有实时数据采集、监督控制和信息共享与存储管理等功能。它使目前的网络技术的功能得到极大的拓展，使通过网络实时监控各种环境、设施及内部运行机理等成为可能。也就是说，原来与网络相距甚远的家电、交通管理、农业生产、建筑物安全、旱涝预警等，都能够得到有效的网络监测，有的甚至能够通过网络进行远程控制。因此，传感网技术被美国《技术评论》评为未来改变世界十大技术之首，并指出信息时代将从“网络就

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是计算机时代”进入到“网络就是传感器时代”。 3) .M2M技术

M2M是一种理念，也是所有增强机器设备通信和网络能力的技术的总称。人与人之间的沟通很多也是通过机器实现的，例如通过手机、电话、电脑、传真机等机器设备之间的通信来实现人与人之间的沟通。另外一类技术是专为机器和机器建立通信而设计的，如许多智能化仪器仪表都带有RS-232接口和GPIB通信接口，增强了仪器与仪器之间，仪器与电脑之间的通信能力。随着科学技术的发展，越来越多的设备具有了通信和连网能力，网络一切（Network Everything）逐步变为现实。人与人之间的通信需要更加直观、精美的界面和更丰富的多媒体内容，而M2M的通信更须要建立一个统一规范的通信接口和标准化的传输内容。通信网络技术的出现和发展，给社会生活面貌带来了极大的变化。人与人之间可以更加快捷地沟通，信息的交流更顺畅。但是目前仅仅是计算机和其他一些IT类设备具备这种通信和网络能力。众多的普通机器设备几乎不具备联网和通信能力，例如家电、车辆、自动售货机、工厂设备等。M2M技术的目标就是使所有机器设备都具备连网和通信能力，其核心理念就是网络一切（Network Everything）。M2M技术具有非常重要的意义，有着广阔的市场和应用，推动着社会生产和生活方式新一轮的变革。 4) 两化融合

工业信息化也是物联网产业主要推动力之一，自动化和控制行业是主力。两化融合是一项跨学科、跨行业、跨领域的复杂系统工程，离不开标准化的支持和引导。在传统的工业经济时代，技术标准一般是公共领域的技术，是检验产品合格的一个平均判断尺度。而在高新技术产业发展中，技术标准是少数企业控制产业命脉、主导产业发展方向的主要手段。从两化融合方式看，信息化是把现代信息技术应用于社会经济各个领域，推动经济和社会优质发展的过程。而以微电子、计算机、软件、互联网、光通信和移动通信为代表的信息技术，其根本特点之一就是标准化。从发展本质看，以技术标准为标杆的自主创新产业链的形成是两化融合的最高目标。技术标准被公认为是创新成果向现实生产力转化过程中的桥梁。 8.总结

物联网是建立在信息技术、网络技术及其广泛应用的基础上的，应重视物联网信息服务业的发展，使物联网能服务于改善民生、促进经济社会发展和推动整个社会信息化的进程。

发展物联网对调整经济结构、转变经济增长方式具有积极意义，因为物联网自身就能打造一个巨大的产业链，而且物联网是中国的“发展现代产业体系，大力推进信息化与工业化融合”的两化融合发展战略的重要实践。

物联网的应用领域在不断拓展，市场潜力非常大。物联网的实现并不仅仅是一个技术方面的问题，建设物联网的过程中将涉及到许多规划、管理、协调、合作等方面的问题，还涉及个人隐私保护等方面的问题。这就需要有一系列相应的配套政策和规范的制订和完善。物联网的推广将会成为推进经济发展的又一个驱动器，为产业开拓了又一个潜力无穷的发展机会。 参考文献

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