物联网技术及应用浅析
物联网已成为继计算机、互联网与移动通信之后人们所关注的科技发展热点之一。2009 年8月，温家宝总理到中国科学院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心视察并发表讲话，强调要加强物联网建设，尽快建立我国的传感信息中心。物联网的出现正在改变着我们的生产方式和生活方式，并已被世界各国普遍认为，其不仅是解决经济持续发展问题的一项重要战略措施，而且也是城市信息化发展的新趋势,将把我们带人一个信息与物流相结合的崭新时代。
一 、物联网的概念及其发展现状
1.概念
物联网是指在物理世界的实体中，部署具有一定感知能力、计算能力和执行能力的嵌人式芯片和软件，使之成为“智能物体”，并通过网络实现信息的传输、协同和处理，从而实现人与物、物与物之间的通信。简而言之，物联网就是将各种信息传感设备与互联网结合起来而形成的一个网络系统。
2.发展现状
物联网概念最早出现于比尔•盖茨1995年《未来之路》一书, 只是当时受限于无线网络、硬件及传感设备的发展，并未引起世人的重视。2003年，美国《技术评论》提出，传感网络技术将成为未来改变人们生活的十大技术之首。2005年1l月，在突尼斯举行的信息社会世界峰会上，国际电信联盟发布了《I-TU 互联网报告2005：物联网》，正式提出了“物联网”的概念，指出无所不在的“物联网”通信时代即将来临。
目前，美国、欧盟、日本、韩国等主要国家和地区都在投人巨资深人研究物联网，大力推动物联网的发展，抢占物联网技术和标准的制高点。2009年，奥巴马就任美国总统之后，提出了建设“智慧地球”的概念；2009年，欧盟提出了《欧盟物联网行动计划》，希望通过构建新型物联网管理框架，让欧洲引领世界物联网发展；日本于2004年提出“U-Japan”战略；韩国也于2009年10月通过了《物联网基础设施构建基本规划》。
我国政府高度重视物联网产业的规划和建设。1999年，中科院启动了传感网及相关技术的研究，经过几年的努力，分别在无线智能传感器网络通信技术、微型传感器、传感器终端机 、移动基站等方面取得了重大进展。目前，我国传感器的技术研发水平处于世界前列，拥有多项专利，传感网标准体系也已形成初步框架，并向国际标准化组织提交了多项标准提案且被采纳。在这个全新产业领域的未来发展中，我国与德、美、英等国一起，将成为国际标准制定的主导国之一。
二 、物联网主要技术
物联网所涉及到的技术领域非常广泛，除涉及到传统的计算机、网络、通信和软件技术之外，还主要涉及到射频识别技术(RFID)、传感器技术、嵌入式智能技术以及纳米技术，这四种技术将成为未来物联网技术研究的热点课题。
1.射频识别技术
射频识别技术(Radio Frequency Identification，缩写RFID）是20世纪90年代兴起的一种自动识别技术，是利用射频信号实现无接触信息传递，并通过所传递的信息达到识别目标的技术。射频识别的信息载体是射频电子标签，包括有源电子标签、无源电子标签及半无源电子标签、有卡、钮扣等多种标签表现形式。射频标签一般安装在产品或物品上，由射频识读器读取存储于标签中的数据。目前，广泛使用的RFID系统主要由三部分构成，分别是标签物(贴在目标对象上)、阅读器和天线。阅读器是用来读取或写人标签信息的设备，有手持式和固定式两种；天线的作用则是用来在标签和读取器间传输射频信号。
2.传感器技术
传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息按一定规则变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示和控制等要求，是实现自动检测和自动控制的首要环节。
无线传感器网络由部署在检测区域内的传感器节点组成,通过无线通信方式形成网络系统。其主要目的是协同地感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息,接收命令并与控制中心交换有关现实世界的信息。无线传感器网络在军事侦察环境监测、医疗护理、智能家居 、工业生产控制等领域有着广阔的应用前景。
3.嵌入式智能技术
嵌人式系统是指具有计算机功能且可以嵌人到专用设备并发挥专用功能的计算机设备或器材，是将应用程序、操作系统与计算机硬件集成在一起的系统,这种系统具有高度自动化、高可靠性等特点。嵌人式系统主要由硬件和软件两部分组成，嵌入式系统的硬件主要包括嵌人式核心芯片、存储器、FO端口等；而嵌入式系统软件由嵌入式操作系统和相应的各种应用程序构成。
4 .纳米技术
纳米技术是研究尺寸在0.1- l00nm的物质组成体系的运动规律和相互作用以及可能实际应用中的技术问题的技术。目前，纳米技术在物联网技术中的应用主要体现在RFID设备、感应器设备的微小化设计，加工材料和微纳米加工技术上。
三 、物联网技术的应用
1.物联网技术在家庭中的应用
数字化家庭是城市信息化的一个重要部分。物联网技术是实现未来家庭数字化的关键技术。在互联网迅猛发展的今天，家庭网络已经体现出越来越系统化的要求。对于家庭网络中的信息、通信、娱乐和生活四类子网中所包含的各类消费电子产品、通信产品、信息家电、智能煤水电表及智能家居等设备，需要通过不同的互联方式进行通信及数据交换，以实现互联互通。互联网技术与物联网技术的结合，将很好地解决家庭网络系统化建设的需求，使原本分散的各个子系统互联互通，信息共享。家庭网络的系统化是通过一个汇集网关将各个子系统通过有线或无线的方式实现互通互联，再以统一的IP 方式,实现家庭网络与外部网络的互联。该网关可提供集成的语音、数据、多媒体、传感控制和管理等功能,达到信息在家庭内部终端之间以及与外部公网的充分流通和共享的目的。
2.物联网技术在物流产业中的应用
物联网技术将提供一种在全球范围内对每个物品进行跟踪监控的全新的技术手段，它将从根本上提高人们对物品生产、配送、仓储、销售等各个环节的监控水平, 改变供应链的流程和管理手段。对流动的物品进行监控和管理，也是城市信息化的一个组成部分。
传统的条码编码体系是对每一种商品项目进行编码，对传统的商品包装和物流管理产生了巨大的作用，但由于条码非惟一标识的属性，使对物品的自动化管理只能够停留在类级别的层面上。物联网的EPC技术(Electronic Product Code)，则是能够对单品而不是一类物品进行编码，它通过对物品的惟一标识，并借助计算机网络系统,完成对单个物体的访问，突破了条码所不能完成的对单品的跟踪和管理。EPC沿袭了原有的按不同类型容器进行编码的特点，将物流过程中不同的货品、集装箱、托盘和仓库等进行分层级编码，解决在同一时间进行多种标签识别的问题。
物联网是在互联网的基础上对物流信息进行跟踪、监控的实时网络，任何一个安装有读写器的终端，都可以通过射频扫描技术读取物品的相关信息，并通过互联网的信息传输作用，实现对物品物流信息的实时监控。EPC系统的一个核心元素就是RFID技术，这种自动非接触式处理的特点，可以实现对动态供应链信息的高效管理，有效降低物流成本。在供应链中的任何一个物品都被贴上惟一标识自己的电子标签,通过互联网和射频技术，可以在供应链中任何一个环节将该物品的信息自动记录下来并实现共享。
3.物联网技术在特种设备管理上的应用
特种设备是指涉及生命安全、危险性较大的锅炉、压力管道、电梯、起重机械、客运索道和大型游乐设施等。对特种设备的完整性管理已经得到各国政府的普遍重视。
采用物联网技术建设一套特种设备管理系统，通过利用RFID给每一台出厂的特种设备或者其具体的主要构成元件一个惟一的E PC，监察人员、检验人员和技术维护人员利用手中的 PDA，通过网络与物联网管理系统实现数据连通，可以准确定位每一台特种设备或其主要构成元件的具体位置。一旦发现重大缺陷，可以立即通过PDA传回现场的检验实时录像，这样足不出户就可以成立专家组分析缺陷，节省了时间。
检验员在现场可以由PDA中调出关于设备的所有信息，包括出厂资料、注册信息、维修改造资料、历次检验报告等,保证资料的全面性，有助于提高现场的检验效率；监控人员可以方便实现对设备运行状态的实时监控，提早发现危险情况，防患于未然，提高整体的安全性；监管部门可以实时掌握设备的运行状态、定期检验以及维修改造等情况，便于及时提出行之有效的管理方式。所有与设备有关的资料汇总到中心服务器，运用中心服务器可以迅速根据设备的整体资料得出合理的完整性评价结论。
4.物联网技术在城市信息化其他方面的应用
物联网技术在城市信息化中的应用非常广泛，可以说在城市信息化中每一个角落都可以找到物联网技术的身影。比如，在车辆管理中物联网技术的使用，通过使用电子标签和电子标签读卡器、计算机软硬件等设备，构架车辆管理综合信息系统，解决车辆管理和收费的问题，解决车辆拼装、套牌和盗用问题等；在药品的生产物流环节和销售物流环节使用射频识别电子标签，能够在药品到达病人手中之前对其进行验证，可以减少假冒伪劣药品对人们身体健康的危害。类似的方法可以用于跟踪一般消费产品，将提高抵制伪造和防止不安全产品的能力。随着我国城市人口老龄化趋势的加剧，如何实时、动态地对老年人的身体状况进行监控，是目前医疗界面临的一项重要课题。国外已经开始利用物联网技术开发用于患者或老年人使用且可随身携带的身体监控设备，并通过与现在的移动网相连，实时监控患者或老年人的身体状态，以便及时治疗。
