计算机网络技术物联网

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计算机网络技术

——物联网

物联网是新一代信息技术的重要组成部分。物联网的英文名称叫“The Internet of things”。顾名思义，物联网就是“物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物体与物体之间，进行信息交换和通信。因此，物联网的定义是：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，把任何物体与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

一、物联网的三大技术体系

物联网被认为具有比目前人与人通信市场更大的发展潜力，是电子信息产业新的增长点。

根据功能，物联网技术可以分为三类：感知技术通过多种传感器、RFID、二维码、定位、地理识别系统、多媒体信息等数据采集技术，实现外部世界信息的感知和识别；网络技术通过广泛的互联功能，实现感知信息高可靠性、高安全性进行传送，包括各种有线和无线传输技术、交换技术、组网技术、网关技术等；应用技术通过应用中间件提供跨行业、跨应用、跨系统之间的信息协同及共享和互通的功能，包括数据存储、并行计算、数据挖掘、平台服务、信息呈现、服务体系架构、软件和算法技术等。

在这些技术中，目前存在着三个比较重要的体系，第一个是RFID体系，除了RFID技术外还包括条码和二维码等，这个体系的技术主要用来识别物体，不能对物体进行控制，一般需要手动读取信息；第二个是传感网体系，这里面的主要技术是传感器技术和近距离通信技术；第三个体系是M2M技术，M2M是重在强调广域网络传输的技术。另外，半导体、嵌入式等作为支撑技术，在每个体系中都有所涉及。

传感网技术实现了信息的感知和获取，是物联网发展的基础技术之一。传感网技术及其发展体现在传感器、传感器节点、传感器网络和应用四个层面。 RFID技术集成了无线通信、芯片设计与制造、天线设计与制造、标签封装、系统集成、信息安全等技术，目前已经进入成熟发展期。目前RFID应用以低频和高频标签技术为主，超高频技术具有可远距离识别和低成本的优势，有望成为未来的主流。条码和二维码技术由于其具有低成本的特点，目前已经大规模应用于物流和零售行业。RFID技术体系中除了通信技术外，还包括很重要的标志体系，即物品编码标准。

二、物联网在各个领域的应用。

1、城市运行管理领域。在网格化管理中，利用智能终端、通信基站、显示屏等设备，深化城市部件监控，优化数据流程，提高对现场信息的采集、处理和监督，将信息化城市管理部件接入物联网，对城市管理的兴趣点进行统一标示，可以进一步明确网格化的权属责任，加强对城市管理部件状态的实时监控，降低信息化城市管理中对人工巡查的依赖程度，提高问题发现和处置的效率，进而提升网格化管理水平。应用物联网可以于对城市水、点、热力、燃气等重点设施和地下管线实施监控，提高城市生命

线的管理水平和加强事故的预防预测，降低事故的发生概率和烈度，提高事故的处置效率。通过视频监控、传感器、通信系统、GPS定位导航系统等手段掌握各类作业车辆、人员的状况，对日常环卫作业、扫雪铲冰、垃圾渣土消纳进行有效地监控。

2、生态环境领域。通过智能感知并传输信息，在大气和土壤治理，森林和水资源保护，应对气候变化和自然灾害中，物联网可以发挥巨大的作用，帮助改善生存环境。利用物联网技术，形成对污染排放源的监测、预警、控制的闭环管理。利用传感器加强对空气质量、城市噪音监测，在公共场所进行现场信息公示，并利用移动通信系统加强与监督检查部门的联动。

3、城市交通领域。应用物联网技术，可以节约能源、提高效率、减少交通事故的损失。道路交通状况的实时监控可以减少拥堵，提高社会车辆运行效率；实时的车辆跟踪系统能够帮助救助部门迅速准确的发现并抵达交通事故现场，及时处理事故清理现场，在黄金时间内救助伤员，将交通事故的损失降到最低。通过监控摄像头、传感器、通信系统、导航系统等手段掌握交通状况，进行流量预测分析，完善交通引导与信息提示，缓解交通拥堵等事件的发生，并快速响应突发状况；利用车辆传感器、移动通信技术、导航系统、集群通讯系统等增强对城市公交车辆的身份识别，以及运营信息的感知能力，降低运营成本、降低安全风险和提高管理效率。

三、我国物联网发展中存在的问题

我国拥有发展物联网行业的基础及行业优势，但是我们也要清楚地认识到中国物联网产业发展仍处于初级阶段，技术、标准、产品以及市场尚

不完善，物联网处于技术研发与应用试验的交接阶段，仍有很多问题亟待解决。

1、物联网的政策和法规。物联网不是一个小产品，也不只是一个小企业可以做起来的。它不仅需要技术，更牵涉到各行各业，需要多种力量的整合。国家的产业政策和立法需要走在前面，需制定出适合行业发展的政策和法规，以保证其正常发展。因此对于复杂的物联网，必须要有政府的政策支持，还要有专门的人和机构来研究和协调，物联网才能真正发展起来。

2、技术标准的统一与协调。互联网发展到今天，有一件解决得非常好的事情，就是标准化问题，全球进行传输的TCP/IP协议、路由器协议、终端的构架与操作系统等都解决得很好，可方便地实现网络互联。物联网发展过程中，传感、传输、应用各个层面会有大量的新技术出现，将会采用不同的技术方案。因此，尽快统一技术标准，形成一个管理机制，这是物联网马上就要面对的问题。如果大量的专用网无法互联，各行其是，就不能形成规模经济，也不能形成整合的商业模式，更不能降低研发成本，其结果将是灾难性的。

3、管理平台的形成。我们常说到感知，其实感知的技术由来已久，虽然未必成熟，但是开发起来并不难。物联网的价值在于网，而不在于物。传感是容易的，但是感知的信息，如果没有一个庞大的网络体系，就不能进行管理和整合，这个网络就没有意义。因此，建立一个全国性的、庞大的、综合的业务管理平台，收集各种传感信息，进行分门别类地管理和有指向性地传输，这才是关键问题。一个小企业可以开发出传感技术、传感

应用，却没有办法建立起一个全国性、高效率的网络。没有这个管理平台，各自为“网”的结果一定是低效率、高成本、难发展、无前途的。

4、安全体系的建立与形成。物联网目前的传感技术主要是RFID，植入这个芯片的产品，有可能被任何人进行感知，对于产品的主人而言，有这样一个体系，可以方便地进行管理。但是该技术尚存在着巨大的隐患，因为其他人也能进行感知，比如产品的竞争对手。那么如何做到在感知、传输、应用过程中，这些有价值的信息可以为我所用，却不被别人所用，尤其是不被竞争对手所利用，这就需要在安全上下功夫，形成一套强大的安全保障体系。

5、物联网规模性和流动性。如果要真正建立一个有效的物联网，只有具备了规模，才能使物品的智能发挥作用。例如，一个城市有100万辆汽车，若只在1万辆汽车上装上智能系统，就不可能形成一个智能交通系统。物品通常都不是静止的，而是处于运动的状态，必须保持物品在运动状态、甚至高速运动状态下都能实现实时对话。

四、加快制订我国物联网发展的策略

1、制订物联网产业的发展规划，进行全面思考和布局。中国物联网的发展首先需要一个统一、规范的标准体系，这是确保其健康发展的一个重要条件。有关政府和行业部门要按照中央的要求和部署，抓紧研究制定物联网产业发展的专项规划，发挥好规划的引导作用。重点发展高端传感器、MEMS、智能网络传感器和传感器网节点，重点发展传感器网关：超高频RFID、有源RFID和RFID中间件产业等，重点发展物联网相关终端和设备以及软件和信息服务。

2、加强物联网的国际合作、政企合作和产学研合作，加大资金投入和政策扶持力度，在核心技术上实现突破和创新，掌握自主知识产权。一方面，各级政府本身要从财政上加大资金投入量，为物联网发展奠定坚实的物质基础，同时出台各种鼓励和优惠政策，为物联网发展创造宽松的环境；另一方面，各级政府要发挥调控与引导作用，特别是积极引导社会上更多的企业与科研单位把资金和技术投入到物联网研究推广上来，使得物联网短期内能在我国形成规模并产生示范效应。为此，建议组建由政府、产业链上下游企业、科研院所、金融行业协会等组成的产业联盟，在共性技术和关键技术方面开展深度合作，形成更多更好的具有自主知识产权的产品和技术品牌。

3、实施重点应用领域的重大专项，以促进物联网产业的规模化发展。推动物联网产业快速发展还必须建立一批重点应用领域的重大专项，推动关键技术研发与应用示范，通过“局部试点、垂点示范”的产业发展模式来带动整个产业的持续健康发展。

4、加强各行业主管部门的协调与互动，开创符合中国国情的物联网商业模式。物联网应用领域十分广泛，许多行业应用具有很强的交叉性，但这些行业分属不同的政府职能部门，在产业化过程中必须加强各行业主管部门的协调与互动，结合我国实际，才能有效地保障物联网产业的顺利发展。

5、加强产业链的合作，提升产业链之间的相互融合程度，提高资源共享水平。物联网所需要的自动控制、信息传感、射频识别等上游技术和产业已经成熟或基本成熟，而下游的应用还以单体形式存在。物联网的发展

需要产业链共同努力，实现上下游产业的联动和跨专业的联动，从而带动整个产业链共同推动物联网的发展。

总之，物联网的应用，从感知城市到感知中国、感知世界，信息网络和移动信息化开辟了人与机、机与机、传感器网融合的可能，使我们的工作生活时时联通、事事链接，物联网将成为信息化建设的下一个机遇，也将成为世界经济复苏的新亮点。