物联网关键技术及应用篇1
1物联网的相关介绍
1.1物联网的概念
物联网（internetofthings）是科技高速发展的产物，也是信息时展的象征。从字面意思来看，物联网就是通过互联网将相同的或者不同的物体连接起来。从中，可以了解到物联网是建立在互联网的基础上发展的，它是互联网功能的一次延伸，应用创新是其发展的关键因素。从深层次来说，物联网就是通过局域网或者互联网等通信技术，并运用一定的手段将传感器以及控制器、各类设备、物资等以一种全新的方式联系到一起，为人与物、物与物之间的联系搭建平台，实现信息智能化以及远程控制的网络，但需要注意的是物联网上所包含的机器设备、资源以及通信等元素都具有个性化以及私有化的特征。
1.2物联网的基本属性及特征
物联网以其特殊的方式突破了时间、空间的限制，实现了人与人、人与物、物与物之间通过网络或者其他的一些路径的联系。因此，物联网的属性有集中、内容、收集以及情景的连接。物联网中的物体包含以下几个特征：首先，物体既可以是实物，也可以是虚拟物品。物体能够通过使用一些标识来识别。同时，物体通过互联网能够在现实的物理世界与虚拟的数字世界进行信息的交换；其次，物体能够利用传感器与周边的环境进行交互。物体能够在资源以及服务等方面与其他物体进行竞争；最后，物体具有社会、自控、自我复制的特征。
2物联网的体系结构
物联网的体系结构可以分为感知、接入、网络、服务管理、应用等几个层次。
2.1感知
通过使用不同类型的传感器对物质的相关属性、周边环境、活动趋势等静态或者动态的信息进行收集与分析，并依据具体的目标任务，采用协同方式从不同角度对信息进行全面的控制，进而将所获得的信息传入网络，实现资源的共享。
2.2接入
利用现有的网络设施，如无线网、局域网、卫星以及移动通信网等，将感知获得的信息传入网络。
2.3网络
建立无线网络平台，并把传入的信息进行科学合理的整合，构建超大规模的智能网，为大行业提供高效、可靠的网络平台。
2.4服务管理
通过大型的计算机系统，对现有的网络信息进行及时的管理控制，为上层应用提供优质服务。
2.5应用
这是物联网的基本设施，它根据不同行业的实际需求，为他们提供个性化应用，如自然灾害的预测以及监测、智能电网、远程医疗以及实时健康监测等。
3物联网的关键技术分析
3.1射频识别技术
射频识别技术，又叫做电子标签，是物联网能够顺利运行的核心技术。它使用射频信号并通过交变磁场或者电磁场，进行信息传递，同时利用所传递的信息来识别物体。该技术由标签、阅读器以及天线构成。其中，标签是在放在物体之上的，起分辨物体的作用；阅读器是用来读取或者输入标签上所包含的信息；天线介于标签与阅读器之间，作为一种传播介质，起传递信号的作用。该技术的应用思路为：通过利用现如今的科学信息技术，实现对不同物体（设备、信息、人员等资源）在移动或者动态等状态下的识别管理。
射频识别技术因其抗干扰性以及高适用性，能够对各种物体进行追踪管理，因此深受各行各业人员的喜爱。其应用的成功典范就是高速公路的自动收费系统。目前，该技术在碰撞、信息物品安全以及用户隐私、射频天线等方面还存在不足。
3.2传感器技术
因为物联网需要与自然环境进行长时间的接触，因此，传感器有时会在极端恶劣的环境中工作，这对传感器的技术设计以及应用提出了巨大的挑战。传感器的核心功能是采集信息。如果将计算机看做一个能够收集、汇总、分析信息的人脑，把计算机网络的通信系统看做人脑的神经系统，那么，传感器就是我们对周围环境进行感知的器官。总之，传感器就是将感知到的信息利用一定的手段，并按照一定的规律转变为能够传输的信号的设备装置。传感器技术在现代社会中具有十分重要的地位，如果没有传感器技术，那么感知到的信息就不能够准确的转换，这就会导致物联网信息的失真。
目前，传感器技术主要从两方面进行研究，即信息的感知、传感器自己的智能化以及网络化的管理。其未来的发展方向为功能多样化、传输智能化、材料新型化，与前沿科技相结合（如生物科学技术）等。
3.3网络通信技术
尽管物联网的功能多样、概念外延较为广泛，其仍是建立在网络通信技术的基础之上的。网络通信技术并不是一个单一的技术，而是一个技术集合体，它包括有限传输以及无线传输、网关以及交换等技术。其中，m2m技术是物联网网络通信的核心技术，是机器与机器之间（machinetomachine）、人与机器之间（mantomachine）、机器与移动网络之间（machinetomobile）以及人与人之间（mantoman）的联系。该技术应用范围十分广泛，它能够实现远距离的连接技术（如GSm或者GpRS、UmtS）以及近距离的连接技术（如wife、ZigBee、以及蓝牙等）的有效结合，同时，它能够结合XmL以及网络位置服务等技术，进行安全隐私的保护、货物位置的追踪等。现如今，该技术的研究方面侧重于机器与机器之间的无线连接，为物联网提供一个安全可靠的信息传输通道。
4物联网的应用分析
物联网被广泛应用于各行各业，包括交通、环境保护、办公环境、公共安全、家居生活、风险监测、健康实时管理以及老人、儿童护理等多个方面。它的出现，将线下的各种资源通过互联网联系在一起，促进了产业的转型升级，便利了人们的生活，为社会的发展提供了新的推动力。其在现实生活中的成功应用主要在以下几个方面：
4.1物联化身份控制器
目前，研究院以及高校实验室都会配置一些贵重的精密仪器设备，但人工的管理对于这些仪器设备的使用以及保养等不能做到面面俱到。而物联化身份控制器很好的解决了这一问题。
实验室中的所有设备无论是否联网，都能通过该控制器实现设备的使用权限控制、对使用者进行身份识别以及使用的时间、时长记录等。
4.2智能电网
智能电网利用一系列技术以及设备，如计算机网络技术、通信技术、传感器、处理器等，构建一个能够自动判断、自动调节以及自动监测的多能源统一接入电网，并进行分布式管理的智能网络。该网络能够对电网运行状态以及用户实时用电信息进行收集以及汇总，通过全面分析，选择最合适的配电方案，将电能安全送到最终的用户家中。智能电网的运用能够提高电能输送的安全性以及可靠性，有助于实现电能的优化配置。
4.3智能交通
智能交通就是充分利用网络通信、传感器技术以及自控技术、计算机系统等，对道路交通进行实时监控以及管理等，它能够及时发现道路堵塞、交通事故发生等现象，并及时的进行交通疏导，有助于缓解道路交通压力。同时，它能够将道路前面发生的交通事故及时的告知车辆驾驶员，避免二次事故的发生。当然，在恶劣天气中，它还能够对道路情况进行监测，并反馈给驾驶员，提高其行车安全。
4.4物流管理
物流管理是物联网最初的应用领域，它将传感器技术引入物流管理的每一个环节，包括商品的生产、出产、包装、销售、物流派送以及服务等环节，使管理者能够对物流进行智能化、信息化管理，可以实现每一环节时间、资金的最优配置，从而使总成本得到节省，提高物流管理的效率。物联网的关键技术，即标识追踪、定位技术，能够实现物流管理的智能调配，提高物流管理的科学性。
4.5医疗管理
将物联网引入医疗领域，能够实现医疗数据的科学管理，如能够实现病人身份扫码验证、病例录入查询、药品采购以及使用信息查询、病人身体特征实时监控等方面的管理。同时，还可将药品的验证信息传到相关网站，便于医生以及病人对所用药品进行真伪查询等。
5物联网未来发展建议
物联网作为一个刚刚起步的行业，其有很大的发展潜力。我国的物联网在众多人员的共同努力下，拥有了长足的进步，但和西方发达国家相比，仍存在较大差距。因此，在未来，我国的物联网产业应做到：首先，要加大科技以及资金的投入，积极研发该产业的核心技术，提高专利数量；其次，应制定或者完善关于物联网的相关制度，规范其产业发展行为，同时，加强国际间的合作与交流，积极借鉴国外优秀制度；最后，国家应加强对物联网的政策支持，发挥物联网成功典范的带动作用。
6小结
物联网是集多种技术于一身的新型技术，它的出现是时展的需要，也是科技发展的必然结果。我们应深入发展物联网的几个关键技术，扩大其应用领域。
参考文献
[1]金海,刘文超,韩建亭,丁英丽.家庭物联网应用研究[J].电信科学,2010(02).
[2]郎为民,王逢东.全球物联网的发展现状[J].电信快报,2011(04).
[3]邱向雪.物联网的发展及其在城市管理中的应用研究[J].数字技术与应用,2010(09).
[4]李航,陈后金.物联网的关键技术及其应用前景[J].中国科技论坛,2011(01).
物联网关键技术及应用篇2
关键词：物联网；射频识别；传感器；无线网络
中图分类号：tp391.44；tn929.5
1物联网的概念
2005年11月，在突尼斯举行的信息社会世界峰会（wSiS）上，国际电信联盟（itU）了《itU互联网报告2005：物联网》，正式提出了“物联网”的概念。2009年，美国总统奥巴马将物联网上升至美国国家战略，由此引发了世界各国对物联网的追捧。由于世界各国都在投入巨资深入研究探索物联网技术，所以，时下的物联网被普遍认为与当年的“信息高速公路”一样，成为振兴经济、确立竞争优势的关键。美国权威咨询机构FoRReSteR预测，到2020年，世界上物物互联的业务，跟人与人通信的业务相比，将达到30比1，因此，“物联网”被称为是下一个万亿级的通信业务。所有的迹象都表明，世界已经开始进入物联网时代。
物联网是指通过射频识别（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。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；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。
2物联网的关键技术
2.1射频识别技术
射频识别技术（RadioFrequencyidentification，缩写RFiD），是20世纪80年展起来的一种自动识别技术，利用射频信号及其空间耦合传输特性，实现对静态或移动物体的自动识别。RFiD系统主要由电子标签、天线、读写器和主机组成。工作原理是由读写器通过发射天线发送特定频率的射频信号，当电子标签进入有效工作区域时产生感应电流，从而获得能量被激活，使得电子标签将自身编码信息通过内置天线发射出去；读写器的接收天线接收到从标签发送来的调制信号，经天线的调制器（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，对静止或移动物体的自动识别。
射频识别技术具有防水、耐高温、使用寿命长、读取距离远、标签数据加密、存储数据容量大、存储信息随意修改、识别高速运动中的物体，识别多个标签，在恶劣环境下工作等优点。
2.2传感器技术
传感器是一种检测装置，能够感受被测量信息，并能将检测感受到的信息按一定规律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、记录和控制等要求，它是实现自动检测和自动控制的首要环节，是物联网应用中的信息来源。
2.3无线网络技术
无线网络技术丰富多样，根据距离不同，可以组成无线个域网、无线局域网、无线城域网和无线广域网。其中近距离的无线技术是物联网最为活跃的部分，因为物联网被称作是互联网的最后一公里，也称为末梢网络。根据应用的不同，其通信距离可能是几厘米到几百米之间，目前常用的技术主要有蓝牙、ZigBee、Z-wave、RFiD、nFC、UwB、wi-Fi等。
蓝牙（Bluetooth）是一种低成本、低功率、近距离无线连接技术标准，是实现数据与话音无线传输的开放性规范。蓝牙技术使用的工作频率为2.4G-2.5G之间，属于免费的iSm频段。蓝牙技术可以实现语音、视频和数据的传输，其最高的通信速率为1mb/s，采用时分方式的全双工通信，通信距离为10m左右（如果配置功率放大器可以使通信距离达到100m）。
ZigBee技术是一种新兴的短距离无线通信技术，主要面向低速率无线个人区域网，典型特征是近距离、低功耗、低成本、低传输速率，主要适用于工业监控、远程控制、传感器网络、家庭监控、安全系统和玩具等领域，目的是为了满足小型廉价设备的无线联网和控制。Zigbee技术采用三种频段：2.4GHz、868mHz和915mHz。2.4GHz频段是全球通用频段，868mHz和915mHz则是用于美国和欧洲的iSm频段，这两个频段的引入避免了2.4GHz附近各种无线通信设备的相互干扰。
“UwB”（ultrawideband）是超宽带无线技术的缩写。UwB技术是一种使用1GHz以上带宽的无线通信技术。虽然是无线通信，但其通信速度可以达到几百mbit/秒以上。
wi-Fi（wirelessFidelity，无线高保真）属于无线局域网的一种，通常是指符合ieee802.11b标准的网络产品，wi-Fi可以将个人电脑、手持设备等终端以无线方式互相连接。
3物联网的应用
物联网应用领域范围几乎覆盖了各行各业。目前，我国物联网应用已开展了一系列的试点和示范。为了推动物联网的健康发展，2012年国家工业和信息化部的《物联网产业十二五发展规划》确定了智能工业、智能农业、智能物流、智能交通、智能电网、智能环保、智能安防、智能医疗、智能家居9大重点示范应用领域。
智能工业是运用物联网技术，将劳动力从繁琐和机械的操作中解放出来，大幅提高工业制造效率，改善产品质量，降低产品成本和资源消耗。
智能农业是运用物联网技术，在微观尺度上直接与农业生产活动、生产管理相结合，创造新型的农业生产方式。
智能物流是指货物从供应者向需求者的智能移动过程，包括智能运输、智能仓储以及智能信息的获取、加工和处理等多项基本活动。
智能交通系统是将物联网技术进行有效地集成，实现高效、便捷、安全、环保、舒适、实时、准确的综合交通运输管理系统。
智能电网是电网的智能化，实现电网的可靠、安全、经济、高效、安全的目标，为新能源接入、电网防灾减灾、提高输电能力、激励用户参与电网调峰、提高资产管理效益等方面产生重要影响。
智能环保是运用物联网技术，构建全方位、多层次、全覆盖的生态环境监测网络，推动环境信息资源高效、精准的传递，促进污染减排与环境风险防范。
4结束语
物联网以无线和移动技术为主要特征，通过智能感知、识别技术、云计算、泛在网络的有机融合，成为了第三次信息技术革命。目前物联网的发展仍处于起步阶段，许多关键技术有待突破，大规模的物联网的普遍应用还没有到来。我们必须抓住历史机遇，突破关键技术和核心技术，形成自主产权的成果和可持续竞争力，用心做大事，用力做小事，将感知中国、智慧地球都变为现实。
参考文献：
[1]温涛.物联网应用技术导论[m].大连：东软电子出版社，2013.
物联网关键技术及应用篇3
关键词：物联网；研究现状；关键技术；发展前景
中图分类号：tp393文献标识码：aDoi:10.3969/j.issn.1003-6970.2012.06.045
internetofthingsDevelopmentandapplicationResearch
LiZhen1,SonGChao-yang2
(1.Chinaacademyoftelecommunicationstechnology,Beijing100191,China;2.BeijingUniversityofpostsandtelecommunications,Beijing100876,China)
【abstract】alongwiththedevelopmentofthemoderninformationtechnologyandeconomicsociety,theinter-netofthingsgot
long-termandstabledevelopment.Firstofall,thisarticleintroducesiot’scurrentstatusathomeandabroad.Secondly,itsummarizesthestructureandkeytechnolo-gies,andthenbrieflydescribesitsrelevantapplications.Lastly,prospectsareprovidedonChina’sfurtherdevelopmentoftheindustry.
【Keywords】internetofthings(iot);Researchstatus;Keytechnology;Developmentprospects
0引言
随着计算机、互联网和微电子技术的高速发展，信息产业迎来了继计算机和互联网之后的了第三次浪潮——物联网（inter-netofthings，iot）。目前，物联网的较通用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，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络[1]。物联网技术是在互联网技术基础之上的扩展和延伸，物联网技术的出现打破了之前传统的思维，被看作为推动信息技术在各行各业更深入应用的新一轮信息化浪潮。物联网是信息领域的又一次重大创新，存在着巨大的应用前景和商机，因此许多国家对物联网的发展高度重视。我国也及时将加快物联网的研发应用纳入重点产业，加大了对物联网技术的投入和研发力度。
目前，物联网技术已经成为国内外最受关注的技术领域之一。但是物联网处于起步阶段，在标准、技术体系等方面还需进一步的完善。
1国内外物联网研究发展及现状
随着信息技术和应用的高速发展，物联网的内涵也发生了巨大的变化，变得更为丰富。
美国麻省理工学院自动识别中心（auto-iDLabs）在1999年提出了“电子产品码”（epC，electronicproductCode）的概念，认为物联网就是实现网络的智能化，把所有的物品通过无线射频识别（Ra-dioFrequencyidentification，RFiD）等信息传感设备与互联网连接起来。
2004年，日本提出了u－Japan计划，以期建成一个泛在的网络社会——随时随地任何物体任何人均可相互连接，实现人与人、物与物、人与物之间连接的网络。
2005年11月，世界信息峰会（wSiS）在突尼斯举行，国际电信联盟（itU）了《国际电信联盟互联网报告2005：物联网》,正式提出了“物联网”概念。报告指出无所不在的“物联网”通信时代即将来临[2];指出物联网技术将得到广泛的应用，深刻改变世界的面貌。
2008年，全球首个物联网会议“物联网2008”在欧洲召开，该会议探讨了与“物联网”相关的新技术、新理念；物联网中的隐私权；物联网在主要工业部门中的影响，移动互联网的应用和服务；互联网的标准化、互联网的架构和管理，以及如何将“物联网”推进到一个新的发展阶段等议题。
2009年1月28日，在美国工商业领袖举行的“圆桌会议”上，iBm首席执行官彭明盛(Sampalmisano)首次提出"智慧地球"概念，希望通过加大对宽带网络等新兴技术的投入，振兴美国经济并确立美国的未来竞争优势[3]。这一事件再次提高了大众对物联网的关注度。目前，欧盟、韩国、日本等众多发达国家及地区都对物联网表现出高度重视。
在物联网技术研究方面我国也高度重视，中科院在1999年就开始进行传感网的研究，中国和德国、美国、韩国一起，成为国际标准制定的主导国。2009年8月，中国国务院总理在无锡微纳传感网工程技术研发中心提出了“感知中国”的理念。2010年的政府工作报告中，“加快物联网的研发与应用”被明确纳入为重点振兴产业。目前，中国高校物联网的研究工作也得到了广泛的关注。2009年9月，北京邮电大学和“感知中国”中心的无锡市签署关于传感网技术研究和产业发展的合作协议，这项举措标志着中国“物联网”进入了实际建设的阶段。同时，南京邮电大学也正式成立了全国高校首家物联网研究院，全国第一个专门从事物联网研究和人才培养的基地“物联网工程学院”也在江南大学成立了[4]。此外，一些高等院校为了培养新型的物联网专门人才，已经纷纷开设物联网专业以及系列化的物联网课程。
实现物联网必不可少的基础设施就是无线网络。目前，我国的无线通信网络的覆盖范围已经遍及到了城乡各地，物联网良好的发展现状使得我国在信息领域快速提升进而占领产业价值链的高端成为可能。
2物联网的体系结构和关键技术
2.1物联网的体系结构
物联网的基本体系结构主要由以下三层构成：感知层、网络层和应用层。体系结构如图1所示：
（1）感知层。感知层主要用来进行数据的采集和事物的感知，由各种具有感知能力的设备和传感器网关组成，本层包括摄像头、射频识别标签、传感器、全球定位系统等终端设备。物联网中关于物体的识别和信息的采集就来源于本层，用来解决如何采集物理世界中发生的物理事件和数据的问题。
（2）网络层。网络层主要用来进行网络的运营和信息的运营，由各种通信网络和互联网相互融合而成，本层包括对传感器的管理、对海量信息的分类、汇聚和处理，需要完成把感知到的信息顺利、安全可靠地传送出去。
（3）应用层。应用层主要是为了将物联网技术与行业专业技术相结合，由应用支撑平台子层和应用服务子层组成，是实现广泛智能化应用的解决方案集。其中，应用服务子层包含多种行业，例如智能交通、智能电力、智能医疗、智能居家等行业[5]。
综上所述，“全面感知、可靠传送和智能处理”是物联网必须具备的三个重要特征，使各层之间能够协同工作是未来物联网研究的一个重要方向，从而能够明显提高物联网应用的智能化水平。
2.2物联网的关键技术
物联网技术是在互联网基础之上的扩展和延伸，材料、器件、软件、系统、网络各方面的创新都会影响物联网的发展。物联网主的关键技术包括：射频识别技术、无线传感技术、智能技术和纳米技术。
（1）无线射频识别技术
物联网要实现感知层对事物的感知及识别，必然离不开射频识别技术。无线射频识别（RadioFrequencyidentification，RFiD）是一种无需人工操作，利用无线射频信号识别目标对象并获取相关信息的技术。RFiD技术是一项非接触式的，并且可在各种恶劣环境中工作的一种自动识别技术。RFiD技术可同时识别多个标签、识别精度高、抗干扰强、识别速度快，与互联网等技术相结合，就可实现全球范围内的信息共享[3]。
（2）无线传感技术
随着物联网的不断发展，传感器技术已开始得到广泛的关注和应用。将一系列空间分散的传感器单元组织起来构成的无线传感器网络（wirelessSensornetwork，wSn）可连接物理世界和数字世界。wSn通过各节点相互感知，将各自采集的数据通过无线网络进行传输汇总，并根据这些信息处理网络覆盖区域的监测信息。当前，作为物联网应用关键技术的传感器节点定位已成为研究的热点。
（3）智能技术和纳米技术
智能技术，是物联网的关键技术之一，是指通过智能系统在物体中的植入，使物体具备智能性，能够被动或主动的实现与用户的有效沟通，达到预期目的。纳米技术的优势在于使得物联网中体积越来越小的物体能够进行交互和连接[6]。在物联网的发展过程中，智能技术与纳米技术的应用使更多微小物体的嵌入更加智能，极大地增强了物联网的威力。
3物联网的应用及发展趋势
物联网之所以能得到广泛的关注，在很大程度上取决于其潜在巨大的应用前景和商机。物联网技术是在互联网基础之上的扩展和延伸，在应用上也较传统网络更为广泛。当前，物联网的应用已经扩展到了智能交通、环境保护、公共安全、工业监测、环境监测等多个领域，涉及到人们工作、生活的方方面面。随着与物联网相关技术的创新和发展，物联网的应用种类也在不断的增加。国内外的物联网技术已经进入到了实际应用领域，中国电信称已开发的物联网应用产品，已涵盖了智能城市、智能环保、智能交通、、智能物流、智能校园、智能文博、m2m平台等物联网的主要应用领域。
随着物联网相关技术的发展，以及人类生活、工作中不断催生的新的需求，物联网关键技术的研究及物联网相关应用也越来越受到人们的重视，物联网技术也成为了保持国家核心竞争力的关键技术。可以预见，在物联网技术的发展过程中必将存在广阔的创新空间：从技术角度来讲，计算机产业、通讯产业、传感器产业和互联网等产业中的技术创新都将得益于物联网的发展；就工业设计角度来讲，物联网技术的创新必将使得物联网相关产品设计的创新空间更为广阔。未来，物联网必定是众多行业信息化过程中一个十分重要的突破口。
4物联网技术发展中存在的问题
物联网存在着巨大的应用前景和商机，但物联网现在仍处于起步阶段，在标准、技术体系等方面还需进一步的完善。
(1)核心技术的提高
目前尚处于物联网研发和规模化应用的初始阶段，当务之急是突破核心技术，抢占制高点。除了射频识别、海量数据处理以及非ip数据交换技术、异构网络融合技术、自治区域动态管理等技术也需要进一步的发展与突破。
(2)标准规范的制定
当前，物联网的发展仍不够成熟，在感知、传输、应用各层涉及的技术很多，需要确立统一标准来规范指导。所以，制定相关的标准化体系、研发和应用项目规范乃是发展物联网的当务之急。
(3)隐私信息的保护
在物联网的射频识别系统中，电子标签可以被嵌入任何目标物品中，这样标签的安全性和隐私性就受到了极大地限制。因此，信息和用户隐私的保护是物联网在发展过程中需要解决的重大问题。
(4)ip地址的扩充
物联网中每个物品都要有自己的地址，这样就必须解决寻址问题。但是目前ipv4地址资源有限不，这都只有靠ipv6技术来解决。但由ipv4向ipv6转型以及妥善处理与ipv4的兼容性问题，又是一个难题。
5结束语
物联网市场空间广阔，存在着巨大的应用前景，因此物联网技术的研究越来越受到国内外的广泛关注。然而当前物联网产业存在规模小较小、开发模式孤立等问题，同时在物联网发展过程中也面临着核心技术不高、缺乏标准的规范等挑战，这就对物联网今后的研究提出了明确的要求：需要加大对基础平台及关键技术的投入，建立规范的物联网标准，同时以需求来驱动物联网的应用。因此，对物联网技术发展及应用的研究在在理论和实际应用中都有很大的意义。
参考文献：
[1]林赛君.物联网革命[J].现代商业,2009(31)
[2]internationaltelecommunicationUnionUit.itUinternetReports2005：theinternetofthings[R].2005
[3]卫菊红.物联网技术发展及应用研究进展[J].工业控制计算机,2011(12)
[4]李坡等.物联网技术及其应用[J].国防科技,2011,32(1)
物联网关键技术及应用篇4
关键词：物联网；体系结构；关键技术；感知技术
中图分类号：tp393文献标识码：a文章编号：1009-3044(2011)28-6847-03
StudyonthearchitectureandKeytechnologiesforinternetofthings
QiUXiao-ming
(ChinaaviationindustryCorporationinstituteSixththirty-one,Xi'an710049,China)
abstract:internetofthings(iot)combinessensortechnology,embeddedcomputing,internetandwirelesscommunicationtechnology,distributedinformationprocessingtechnology,andhasbroadapplicationprospects.therefore,therevolutionoftheinternetofthings(iot)hasattractedhighlyattentionofdomesticandforeigngovernment,academiaandindustry.therearestillmanyopenissuesinthedefinition,architectureandkeytechnologiesofiot.inthispaper,firstly,basedonanalysisofexistingliteraturesofiot,thebasicconceptofiotisdiscussedfromtheviewpointofthearchitectureandkeytechnology.Fiveessentialfactorswhichtheiotshouldhavearesummarized.Secondly,thearchitectureisfurtherproposed.itsstructureandfunctionsaredescribed.thirdly,thekeytechnologiesofiotareanalyzed,includingrecognitiontechnology,sensingtechnology,networktechnologyandsmarttechnology.Finally,thispapergivessomesuggestionsofiotdevelopment.
Keywords:internetofthings;architecture;keytechnologies;sensortechnology
随着传感技术、嵌入式技术、无线通信技术、高性能计算等相关领域的迅猛发展，“物联网”（internetofthings）作为新一代的智能互联网络应运而生。它以RFiD架构和无线传感器网络为感知基础，通过融合互联网实现数据传递和共享，利用高性能计算技术实现信息的管理和决策。物联网的提出得到了各国政府和研究机构的广泛支持，iBm公司提出“智慧地球”，日本和韩国分别提出了“U-japan”和“U-Korea”战略，中国针对物联网的发展提出“感知中国”的发展战略。“物联网”被成为是继计算机、互联网以及电信网之后的第三次世界信息浪潮。
本文首先分析了物联网的基本概念，包括物联网的体系结构及关键技术，然后介绍了相关研究方向的最新进展，提出了当前物联网存在的机遇与挑战。最后针对物联网的几个最受关注的研究热点做出比较详细的阐述。
1物联网的基本概念
物联网的巨大应用价值和发展前景吸引了工业界和学术界的广泛关注，然而，物联网概念、体系结构及关键技术的研究仍处在初始的混沌阶段，目前为止，各国的研究人员仍无法给出一个清晰的概念和结构。
国际电信联盟（itU）认为物联网主要是实现物到物（thingtothing）、人到物（Humantothing）、人到人（HumantoHuman）之间的互连，一些学者在讨论物联网时提出了m2m（machinetomachine）、CpS（Cyber-physicalSystems）、普适网络和下一代互联网等不同概念。本文在分析和研究了已有物联网定义的基础上，总结出物联网应该具备以下五个特点：首先是物，在物联网中，所谓的“物”，包含的不仅仅是现实世界的各种物理实体，同时也包含各种数字的，虚拟的实体，它们在时间、空间中存在、移动，我们可以通过“物”的属性发现和识别它们；其次是感，物联网以感知外界物理信息为基础，利用RFiD技术实现“物”的识别，利用传感器节点实现环境信息的动态感知，使“物”具有感知能力，并利用各种有线、无线通信技术进行组网，实现信息传递；第三是联，将感知子网与已有互联网络相融合，实现数据的异地共享；第四是智，利用高性能计算技术实现数据的智能管理、决策；第五是控，将决策信息反馈回节点，实现对物体、环境的控制。由此，实现了对物体、环境进行感知、处理、控制的闭环过程。
如图1所示，在物联网中，任何人和物之间都可以在任何时间、任何地点实现与任何网络的无缝融合，真正意义上形成了人-物、人-人、物-物间信息连接的新一代智能互联网络。
1.1物联网体系结构
物联网应是一个开放型的架构，它使用开放型协议，支持各种基于互联网的应用，除此之外，物联网还应包括可扩展、安全、语义表示等中间键来推动现实世界数据与互联网的融合。因此，通过总结大量文献的研究工作，并结合我们提出的物联网的特点，尝试提出了如图2所示的物联网体系结构，用以指导物联网的理论研究。模型侧重物联网的定性描述而不是协议的具体定义。因此，物联网应是一个包含感知控制层、网络互联层、资源管理层、信息处理层、应用层的五层体系结构
感知控制层：它是物联网发展和应用的基础，包括RFiD读写器、智能传感节点和接入网关等组成。各种传感节点通过感知目标环境的相关信息，并自行组网传递到网关接入点，网关将收集到的数据通过互联网络提交到后台处理。
网络互联层：主要负责通过各种接入设备实现互联网、移动通信网等不同类型的网络融合。此外，还提供路由、格式转换、地址转换等功能。
资源管理层：提供资源的初始化，监测资源的运行状况，协调多个资源之间的工作，实现跨域资源间的交互。
信息处理层：实现感知数据的语义理解、推理、决策以及提供数据的查询、存储、分析、挖掘等。云计算为感知数据的存储、分析提供了很好的平台，是信息处理的重要组成部分，也是应用层各种应用的基础。
应用层：物联网应用层利用经过分析处理的感知数据，为用户提供多种不同类型的服务。物联网的应用可分为监控型（物流监控、污染监控），控制型（智能交通、智能家居），扫描型（手机钱包、高速公路不停车收费）等。
此外，物联网还应包括安全机制、容错机制、服务质量控制等贯穿各层的支撑技术来为用户提供各种具体的应用支持。
1.2物联网关键技术
通过上述对体系结构的分析可知，物联网发展的关键技术如图3所示，其中负责物体标识的RFiD技术、感知物体动态信息的传感器技术、实现信息传递的通信技术和网络融合技术、信息处理的智能技术我们称之为物联网的四大关键技术。
1.2.1标识技术
物联网是将各种智能设备通过互联互通结合形成的一个包含亿万物体的巨大网络。因此，在物联网的应用过程中首先需要解决的是“物”的识别。物体的标识技术是指与物体相关联的，用来无歧义地标识物体的全局唯一值，标识的实质就是对物联网中所有的“物”进行编码，实现“物”的数字化的过程，编码的规则有很多，例如使用RFiD技术的epC编码，基于tCp/ip的ipV4、ipV6编码等，不同编码规则之间的映射与兼容，编码与服务之间的映射，都是未来物联网中需要我们解决的问题。
RFiD（RadioFrequencyidentification）无线射频身份识别。它是一种非接触式的识别技术，它通过射频信号可以自动识别目标并采集其中的数据，识别过程中无须人工干预。RFiD标签技术具有对物体的唯一标识能力，可以保证物体在通信或信息处理过程中正确的定位和管理。
目前，RFiD研究主要集中在RFiD天线技术、防冲突算法、RFiD的安全与隐私。RFiD是构建物理世界和数字世界的桥梁，我国在RFiD芯片技术、系统安全等核心技术还处于起步阶段，存在大量的挑战，尽管在一些研究上取得了很多进步，但还有一些核心关键技术需要我们进一步的研究。此外，基于tCp/ip的ipv6地址技术采用无状态的地址分配方案来解决海量地址的高效率分配，可以满足物联网对网络地址的庞大需求。
1.2.2感知技术
数据的产生、获取、传输、处理、应用是物联网的重要组成部分，其中数据的获取是物联网智能信息化的重要环节之一，没有它，物联网也就成了无水之源、无本之木。在物联网中，终端数据的获取主要是通过RFiD、传感器、红外感知设备、全球定位系统等设备实现对数据的实时采集。
传感器(sensor)可以探测包括热、力、光、电、声等外部环境信号，为物联网中数据的传递、加工、应用提供原始数据。它实现对象目标动态信息的获取，使“物”具有了感知外部世界的能力，因此，我们可以将RFiD比作人体的“眼睛”，而传感器可以视为“皮肤”，RFiD解决“who”，实现物体的识别，而传感器解决“How”，实现物体的感知。
目前，面向物联网的wSn研究方向主要有以下几个方面：
1)wSn网络协议的研究
物联网中数据的采集过程主要是通过控制各种传感设备收集周围环境信息，通过相应的wSn网络协议将数据传递到附近的汇聚（sink）节点，最终通过互联网交付给应用层的用户，因此，wSn网络协议的研究是物联网的核心技术之一，wSn网络协议的设计目标是在满足应用需求的同时，尽量减少网络额外开销，提高系统吞吐率，提高资源的整体利用率。目前绝大多数wSn网络协议的研究主要集中在路由层和maC层。
2)wSn支撑技术研究
wSn是一个多学科交叉的领域，除了基础的网络协议外，还应有广泛的支撑技术来更好的实现物联网中各种应用。wSn支撑技术有时间同步、节点定位、数据融合、服务质量保证、网络管理等。针对不同的物联网应用场景，我们会对这些支撑技术提出不同的要求，例如，多传感器的协作感知、数据压缩与融合主要是建立在时间同步基础上，节点定位主要应用在测距定位、物品跟踪等领域。
3)wSn安全性研究。
由于wSn中无线信道的广播特性以及自组织网络的特性，节点容易受到各种主动攻击或被动攻击，获取存储在节点中的隐私信息。在未来物联网中，不同的应用有不同的安全需求，例如，在远程医疗环境中，用户通常并不希望自己的病例信息被第三者看到，在野外环境监测中，要保证节点不会受到欺骗攻击，采集到虚假的信息。现阶段安全目标的实现主要依赖于密钥管理、身份认证和数据加密。
1.2.3通信技术与网络融合技术
物联网中感知数据的传递主要依托网络和通信技术，其中通信技术根据传输类型的不同分为短距离无线通信和广域网通信。
目前主流的短距离无线通信包括：wLan技术、UwB技术、ZigBee技术、RFiD以及蓝牙技术。wLan、UwB等技术主要应用在便携式家电以及通信设备。它们的最高传输速率>100mbits/s,支持视频、音频等多媒体信息的传输。低速短距离通信技术ZigBee、RFiD等主要应用在家庭、企业、工厂等实现自动化控制、监测、跟踪等应用。短距离无线通信技术是一种结构简单、低功耗、低成本的无线通信网络，可以广泛应用在物联网底层数据的感知，但是由于绝大多数的短距离无线通信技术都工作在公共的iSm频段，频段间的干扰问题日益严重。如何避免冲突，实现频率间的复用都需要进一步地解决。
广域网通信技术主要有ip互联技术、2G/3G移动通信技术、卫星通信技术等，广域网通信技术负责底层感知数据的远程传输，通过不同类型网络最终交付给用户使用。物联网需要整合上述不同的通信技术，实现一个多元化和交互式的网络环境。
网络融合技术充分利用了不同网络的通信资源优势，根据应用环境的不同，因地制宜，通过灵活有效的组网方式，从而为用户提供更丰富的网络服务。未来物联网中的网络层面将不在局限与传统的、单一的网络结构，最终将实现互联网、2G/3G移动通信网、广电网等不同类型融合网络的无缝、透明的融合，这其中涉及到了有线、无线、移动等多种方式的接入，异构网之间地址的统一、转换，分组格式、路由方式的选择等问题。
1.2.4智能信息处理技术
在物联网中，为了感知某一事件的发生，需要部署多种类别不同的感应设备来监测事件的不同属性，通过对感知数据的融合处理，来判别事件是否发生，其中的关键技术是如何将感知的物理数据转化为便于人和机器理解的逻辑数据。智能信息处理技术融合了智能计算、数据挖掘、优化算法、机器学习等，通过智能技术我们可以将物品“讲话”的内容进行智能处理和分析，最终将结果交付给用户。例如，当我们在超市拿起一个物品时，通过智能信息处理技术可以将产品的产地、结构成分等用户关心的的信息返回给我们，帮助我们更好的了解该产品。物联网所带来的变革是将思想注入到物体中，使其能和人进行直接交流，形成一个智能化的网络，如何使“物”具有思想，我们认为其关键就是各种智能技术的引入。
2展望
物联网的关注兴起于美国总统奥巴马为迅速摆脱目前困扰的经济危机，在其就职演说中着重提到的“智慧的地球”概念，并以此为契机投资110亿美元进行智能电网的研究建设；2009年6月18日，欧盟委员会向欧盟议会、欧洲经济和社会委员会及地区委员会递交了《欧盟物联网行动计划》，其目的希望欧洲通过构建新型物联网管理框架来引领世界“物联网”发展。在我国，2009年8月总理在在无锡考察期间指出：“在传感网发展中，我们要早一点谋划未来，早一点攻破核心技术。至少三件事情可以尽快去做：一是把传感系统和3G中的tD技术结合起来；二是在国家重大科技专项中，加快推进传感网发展；三是尽快建立中国的传感信息中心，或者叫“感知中国”中心。2009年11月3日，总理在人民大会堂向首都科技界发表了题为《让科技引领中国可持续发展》的讲话，指出“着力突破传感网、物联网关键技术，及早部署后ip时代相关技术研发，使信息网络产业成为推动产业升级、迈向信息社会的发动机”。2010年3月，总理在十一届全国人大三次会议上的政府工作报告再一次指出：“大力培育战略性新兴产业，积极推进“三网融合”，加快物联网的研发应用，着力突破物联网关键技术”。
美国权威咨询机构FoRReSteR预测，未来10年内物联网就可能大规模普及，这一技术将会发展成为一个上万亿元规模的高科技市场，其产业要比互联网大30倍。当然，物联网在给我们带来巨大机遇的同时，也存在着很多的问题。
首先是缺乏完整、统一的标准，如何协同各方面共同制定一套行业认同的协议是很重要的。
其次是产业的战略规划问题，任何好的应用和技术如果没有合理战略规划和商业模型运作来支持，是很难持续发展的。现在大部分的物联网应用主要集中在行业内部，如何构造一个打破行业界限，共赢的商业模式是值得探讨的。
最后是行业融合问题，未来物联网的应用将不再局限于某一具体领域，它将是一个不同行业、不同学科交叉的产物，只有突破行业之间的壁垒，进行更好的沟通和信息融合，才是物联网能否取得成功的关键。
参考文献：
[1]internationaltelecommunicationUnionUit[R.itUinternetReports2005:theinternetofthings[R].2005.
[2]ContiJp.theinternetofthings[J].Communicationsengineer,2006.4(6):20-25.
[3]woLFw.Cyber-physicalSystems[J].Computer,2009.42(3):88-89.
物联网关键技术及应用篇5
关键词：物联网；概念；关键技术
中图分类号：tn929.5；tp391.44
物联网技术是指通过射频识别（RFiD）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按照内部的信息交换与传输协议，实现物与物、物与人、人与环境的信息网络化连接，从而实现智能化的对象识别、定位、追踪、管理、服务等综合化的网络管理技术。
1物联网的相关概念
物联网是现代科学技术信息的重要产物，指的是“物物相连的互联网”。物联网是在现代互联网技术、信息通信技术、管理技术、传感技术、服务与管理技术上发展起来的，将应用拓展到任何物体与物体之间的信息交换与通信。狭义上的物联网技术指的是物品与物品之间的网络连接，实现的功能为物品的智能化识别与管理；广义上的物联网可以延伸理解为信息空间与物理空间的相互融合，实现一切事物的数据化、网络化，在物与物之间、物与人之间、人与现实环境之间构建起新型的信息交换与传输体系，建立起一个真正意义上的“万维网”，这是网络信息技术在人类社会发展的最高境界。从物联网通信的对象以及技术实现过程来分析，实现物与物之的信息交互、人与物之间的信息交互是物联网技术的核心内容。由此，我们可以整体的将物联网概括为三个方面的技术特征：全面感知、智能处理和可靠传送。结合现代对象识别技术对物体信息进行采集，如激光扫描技术、射频识别技术（RFiD）等；通过信息感知、分析、处理与捕获技术是采集的物体信息接入网络数据库，利用网络通信技术、传输技术、共享技术等，实现随时随地的、高效的、可靠的信息交换、传输与共享；最后通过数据处理技术、智能管理技术与密码保护技术实现物联网的智能化管理与集中化控制。
2物联网关键技术分析
2.1感知与识别技术
感知与识别技术是物联网的基础组成部分，负责采集物理世界中一切“物”具体数据信息，实现对“物”的对象感知与识别功能，目前主要应用的感知与识别技术有射频识别技术（RFiD）、传感器技术、现代智能扫描技术和二维码技术等。
2.1.1传感技术。传感技术是利用传感器和多跳自组织传感网络技术，来采集待处理对象的物体信息。传感器技术依附于现代信息敏感处理材料、敏感数据采集设备和计算机数据处理技术，对基础技术和综合信息处理能力要求比较高。目前，传感器技术在对“物”的数据采集精度、稳定度和可靠性方面仍存在着欠缺，我国的传感器技术仍缺乏自主创新，是我国物联网产业化的发展瓶颈之一。
2.1.2识别技术。识别技术主要包括物体识别技术、地理位置识别技术。对物体信息进行识别是实现物与物互联的基本条件和前提。物联网识别技术是以射频标识技术、二维码技术为基础的。从应用需求的角度来分析，物联网识别技术首先要解决的是对“物”的全网内标识问题，需要建议一套系统且可靠的物联网物体标识体系，以实现物与物之间的数据准确传输与交换。
2.2网络通信技术
物联网的传感器通信技术是实现信息数据传输的重要方式。而如何对先用的网络体制进行重组和改建，适应物联网的业务开展要求，如实现低数据率、低移动性等要求是现代物联网技术领域的研究重点。传感器的网络通信技术可以大体的分类两类：广域网通信体系和近距离信息传输体系。在近距离传输技术方面，以ieee802.15.4为代表的近距离传输协议是目前最广泛应用的技术规范，其免许可证的2.4GHZ频段在全世界范围内可以实现通用，为物联网的信息传输与交换的实现提供协议支持。就广域网通信技术而言，以现代tCp/ip传输协议，3G网络通信技术，卫星通信技术为物联网远程信息传输的实现提供技术支撑，其中以ipV6信息传输协议为核心的下一代通信网络将成为物联网远程传输的主要研究课题。
2.3计算与服务技术
对海量数据进行存储、处理、传输是物联网要实现的核心功能。而数据信息的服务与实际应用是物联网技术要实现的根本目的。
2.3.1信息计算。对海量数据信息的感知计算与大数据的集成化处理技术将是物联网应用普及化应用所面对的重要挑战之一。对海量感知信息的大数据整合、云存储、多设备共享、高速率下载、有用数据发现与数据挖掘等关键技术的攻克，采用现阶段兴起的云计算大数据处理与共享技术为物联网海量信息传输提供技术支撑。
2.3.2服务计算。物联网的发展方向应该以实际应用为最终目的。随着时代的不断发展，涌现出许多新型的应用模式，这对物联网的服务模式和应用开发带来了巨大的挑战。传统的技术路线已经束缚了物联网的发展，在新时代的环境下，服务的内涵将得到革命性扩展。为了适应环境和服务模式的变化，物联网对行业普遍存在和要求的核心技术进行提炼总结，面对不同的需求，研究针对不同应用需求的规范化、通用化服务体系结构以及应用支撑环境等
2.4安全管理技术
由于物联网终端感知网络的私有特性，网络信息的安全就成为一个必须攻克的难题。物联网中的传感节点部署的环境通常不会有人看守或者一些不可控制的环境，在这种环境下传感节点比较容易被攻击者获取，盗取节点中存储的信息，进而侵入到网络。除了这方面的威胁，物联网终端感知网络还受到一般无线网络所面临的信息的泄漏、篡改、重放攻击等多种威胁。从安全技术角度来看，需要加强的相关技术包括：（1）认证技术――对使用者的身份进行确认；（2）密钥建立及分发机制――确保信息传输的安全；（3）数据加密等数据安全技术――以保证数据自身的安全性等。因此在物联网安全领域，上面提到的几项安全技术就成为加强安全管技术的关键组成部分。
3结束语
物联网是在现代网路基础上而发展起来的新型技术体系，在未来的社会生活活动中具有极大的可应用潜力。物联网技术的发展必将推动人类文明朝着更智能化、网络化、现代化的方向发展。我国的物联网技术仍处于初级发展阶段，各技术层面仍缺乏自主创新技术，要建设我国的物联网战略规划体系，需要国家各行业的共同努力，以推动我国的信息化社会建设。
参考文献
[1]刘伟，张益铭.物联网关键技术[J].数字技术与应用，2011（06）.
[2]李中伟，金靖芝.物联网中的关键技术[J].价值工程，2011（19）.
物联网关键技术及应用篇6
关键词：物联网；C3SD；技术架构；RFiD
中图分类号：tp393文献标识码：a文章编号：2095-1302（2013）09-0047-03
0引言
物联网（internetofthings）技术是通过射频识别、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，把任何物品与互联网连接起来，进行信息的分析处理、交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络技术[1]，被公认为是继pC、internet后推动it产业革命第三次浪潮的引擎。物联网覆盖了信息技术和通信技术的众多领域，包括RFiD、传感器、互联网、嵌入式、移动通信等。
对物联网的技术架构目前还处于研究和开发阶段。在国际上，欧洲电信标准化协会（etSi）2010年7月前完成体系架构的设计，国际电信联盟（itU-t）的SG13主要完成物联网的功能需求与构架设计，国际标准化组织iSo/ieC数据通信分技术委员会JtC1SC6成立传感网研究组（SGSn），对物联网整体架构的标准进行研究。在国内，传感器网络标准工作组（wGSn）下设标准体系与系统架构项目组负责系统架构标准的制定，中国通信标准化协会（CCSa）也已先后启动了《无线泛在网络体系架构》等标准的研究与制定。因此，目前还没有一种完整的国际通用的物联网技术架构标准。
1物联网的体系结构
国际电信联盟给出了物联网的三层体系结构，包括感知层、网络层和应用层。图1所示是物联网体系结构示意图。
图1物联网体系结构示意图
感知层主要用于物品标识和信息的智能采集，它由基本的感应器件（由RFiD标签和读写器、各类传感器、摄像头、GpS、二维码标签等基本标识和传感器件组成）及感应器件组成的网络（如RFiD网络、传感器网络等）两大部分组成。该层的核心技术包括电子射频技术、传感器技术、无线网络组网技术等，涉及的核心产品包括传感器、电子标签、传感器节点、无线路由器、无线网关等。
物联网网络层主要用于实现感知层各类信息进行广域范围内的应用和服务所需要的基础承载网络，包括移动通信网、互联网、卫星网、广电网、行业专网及形成的融合网络等。
应用层主要是将物联网技术与行业专业系统结合，实现广泛的物物互联的应用解决方案，主要包括业务中间件和行业应用领域。
2物联网的C3SD技术架构
与体系结构相对应，物联网技术也应该包括三个方面：其一是物联网感知系统（Sensornetwork），对应体系结构的感知层；其二是通信系统（Communication）和数据海（Dataocean），对应系统结构中的网络层；其三是计算系统（Computation）和控制系统（Control），对应体系结构中的应用层。这三个部分五大技术互相联系，就可以形成一个统一的整体对物联网有效的技术支撑，从而构成物联网的C3SD技术架构，如图2所示。
图2物联网的C3SD技术架构
2.1感知系统
感知系统技术主要是指传感器技术、物品标识技术（RFiD和二维码）、短距离无线传输技术（ZigBee和蓝牙）等。
传感器是摄取信息的关键器件，它是物联网中不可缺少的信息采集手段。传感器又分为物理量传感器（如压力传感器、温度传感器、电流传感器、噪声传感器等）、化学量传感器（如离子传感器、气体传感器、湿度传感器等）、生物量传感器（如免疫血型传感器、微生物传感器、体温传感器等）等不同的类型，传感器要求感知类型齐全，精度和可靠性高，成本和功耗低。
物品标识技术主要有射频标识RFiD、二维码等。RFiD是物联网感知系统的一个关键技术。RFiD系统主要由三部分组成：电子标签（tag）、读写器（Reader）和天线（antenna）。RFiD具有无需接触、自动化程度高、耐用可靠、识别速度快、适应各种工作环境、可实现高速和多标签同时识别等优势，因此可用于广泛的领域。二维码技术是物联网感知层实现过程中最基本和关键的技术之一。二维码也叫二维条码或二维条形码，是用某种特定的几何形体按一定规律在平面上分布（黑白相间）的图形来记录信息的应用技术。与RFiD相比，二维码最大的优势在于成本较低，一条二维码的成本仅为几分钱，而RFiD标签因其芯片成本较高，制造工艺复杂，价格较高。
短距离无线传输技术包括ZigBee、蓝牙等技术。ZigBee是一种基于ieee802.15.4协议的短距离、低功耗的无线传输技术，采用分组交换和跳频技术，主要应用在短距离范围并且数据传输速率不高的各种电子设备之间。由于ZigBee技术具有成本低、组网灵活等特点，可以嵌入各种设备，在物联网中发挥重要作用。ZigBee可应用于pC外设、消费类电子设备、家庭内智能控制（照明、煤气计量控制及报警等）、玩具、医护（监视器和传感器）、工控（监视器、传感器和自动控制设备）等领域。
2.2通信系统
通信系统技术主要包括互联网、移动通信网、传感网络、通信和接口的标准化等相关技术问题。
互联网以相互交流信息资源为目的，基于一些共同的协议，并通过许多路由器和公共互联网连接而成，它是一个信息资源和资源共享的集合。物联网也被认为是互联网的进一步延伸。互联网是物联网主要的传输网络之一。现逐步引入ipv6技术，使网络不仅可以为人类服务，还将服务于众多硬件设备。
移动通信网由无线接入网、核心网和骨干网三部分组成。移动通信网络以其覆盖广、建设成本低、部署方便、终端具备移动性等特点将成为物联网重要的接入手段和传输载体，为人与人之间通信、人与网络之间的通信、物与物之间的通信提供服务。在移动通信网中，当前比较热门的接入技术有3G、wi-Fi和wimaX。
无线传感器网络（wSn）的基本功能是将一系列空间分散的传感器单元通过自组织的无线网络进行连接，从而将各自采集的数据通过无线网络进行传输汇总，以实现对空间分散范围内的物理或环境状况的协作监控，并根据这些信息进行相应的分析和处理。传感器网络是集成了监测、控制以及无线通信的网络系统，传感器网络的首要设计目标是能源的高效利用，涉及节能技术、定位技术、时间同步等关键技术。
2.3数据海系统
数据海系统主要有海量多媒体数据存取系统、跨媒体搜索、数据融合与知识发掘、安全和保密技术、数据格式和标准化等。
2.4控制系统
控制系统技术包括人工智能技术、新型调节与执行机构（如电机、开头等）、无人装备、管道系统控制技术等。
人工智能（artificialintelligence）是探索研究使各种机器模拟人的某些思维过程和智能行为（如学习、推理、思考、规划等），使人类的智能得以物化与延伸的一门学科。
2.5计算系统
计算系统技术主要有云计算服务、共软件中间件、超级计算机硬件系统、嵌入式计算机支撑系统一体化开发平台、软硬件的i/o等标准化。
云计算（CloudComputation）是分布式计算（DistributedComputing）、并行计算（parallelComputing）和网格计算（GridComputing）的发展。云计算通过共享基础资源（硬件、平台、软件）的方法，将巨大的系统池连接在一起以提供各种it服务，这样企业与个人用户无需再投入昂贵的硬件购置成本，只需要通过互联网来租赁计算力等资源。
中间件是为了实现每个小的应用环境或系统的标准化以及它们之间的通信，在后台应用软件和读写器之间设置的一个通用的平台和接口。在物联网中，中间件作为其软件部分，有着举足轻重的地位。物联网中间件是在物联网中采用中间件技术，以实现多个系统或多种技术之间的资源共享，最终组成一个资源丰富、功能强大的服务系统，最大限度地发挥物联网系统的作用。具体来说，物联网中间件的主要作用在于将实体对象转换为信息环境下的虚拟对象，因此数据处理是中间件最重要的功能。同时，中间件具有数据的搜集、过滤、整合与传递等特性，以便将正确的对象信息传到后端的应用系统。物联网中间件的实现依托于中间件关键技术的支持，这些关键技术包括web服务、嵌入式web、Semanticweb技术、上下文感知技术、嵌入式设备及webofthings等。
以上五大模块分别与国际电信联盟给出的物联网的三层体系结构相对应，构成了物联网的技术架构。五大模块中的各种技术相互影响、相互融合、相互促进，各种技术之间的综合集成和共同发展将会为物联网的技术进步和物联网的快速发展提供巨大的空间。
3结语
本文分析了国内外对物联网技术架构的研究现状，介绍了物联网的体系结构，对由感知系统、通信系统、数据海、计算系统和控制系统五大技术系统作为技术支撑的物联网C3SD技术架构进行深入的研究，对C3SD技术架构所涉及的关键技术进行阐述，最后得出C3SD所涉及的五大模块的综合集成和共同发展将会为物联网的技术进步和快速发展提供巨大的空间，C3SD技术架构具有合理性。
参考文献
[1]徐鹏，王玉珏，李健.物联网技术综述[J].软件导刊，2011（5）：50-51.
[2]沈苏彬，毛燕琴，范曲立，等.物联网概念模型与体系结构[J].南京邮电大学学报：自然科学版，2010（4）：1-8.
[3]孙其博，刘杰.物联网：概念、架构与关键技术研究综述[J].北京邮电大学学报：自然科学版，2010（3）：1-9.
物联网关键技术及应用篇7
关键词：高职院校；专业特色；物联网；实践基地
中图分类号：tp393文献标识码：a文章编号：2095-1302（2013）12-0084-02
0引言
物联网产业已被正式列入我国五大新兴战略性产业之一。学习与掌握物联网的技术理论、发展方向及其行业应用是目前高等教育的核心目标。目前，许多本科（如江南大学、南京邮电大学等）和高职院校（如无锡职业技术学院、常州信息职业技术学院等）都开设了物联网技术专业。随着物联网相关专业的开设，其专业人才培养的建设方案也在不断完善，物联网实验实训基地的建设是物联网人才培养方案的重要组成部分，是关系到专业人才培养、适应物联网技术发展及相关人才市场需求的迫切问题。然而，由于各高校人才培养的侧重点有差异，技术标准选择的不同，物联网实践基地的建设并没有一个完整、成熟、统一的方案，需要根据高校自身的特色和需求，构建基于专业特色的物联网实践基地。
1物联网概述
1.1物联网的定义
物联网是指通过射频识别（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，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。它实现了物品到物品（thingtothing，t2t）、人到物品（Humantothing，H2t）、人到人（HumantoHuman，H2H）之间的互连。
1.2物联网人才需求分析
从物联网产业链的角度来分析，物联网产业主要有感知控制、数据传输和数据处理三个环节。感知控制主要通过感知设备来对物获取感知信息，涉及到物联网中的硬件系统，这个环节需要电子设备技术人员以及芯片设计和制造人员；如果物的信息被感知到，就可以通过数据传输到数据处理环节对数据进行分析、控制，从而进行应用，这个环节主要是通过网络进行传输，涉及到计算机网络和通信技术，因此需要通信和计算机网络人员；数据处理环节主要对传输过来的数据进行处理，涉及到系统分析，因此需要系统设计、系统应用和系统管理人员。
综上所述，物联网人才需求可以概况为三类[1]：
（1）电子设备技术和芯片设计技术人才，工作岗位主要有感知设备或芯片设计等。
（2）计算机网络和通信人才，工作岗位主要有it网络管理和应用等。
（3）系统集成和应用人才，工作岗位主要有系统集成与开发、物联网管理与应用等。
2高职院校物联网实践基地建设要求
2.1结合专业群建设构建有特色的实践基地
高职院校一般都有着显著的行业或专业特征，能体现高职院校的办学特色和能力，江苏省各高职院校以特色专业为基础，开展专业群建设。因此，物联网专业的建设能够与专业群建设相结合，将物联网技术应用到特色专业中去，二者的融合，不仅可以促进物联网技术专业的发展，还可以进一步提升学校的知名度。
2.2培训师资力量提升教学质量
物联网技术涵盖了多学科，涉及多专业领域，因此要通过培训各专业教师，加大物联网师资的培养力度。教师在掌握理论知识的基础上，动手实践体验物联网技术的开发与应用，提升专业教学技能，提高教学质量。
对于学生，由于物联网应用领域和覆盖面都比较大，通过实践基地，学生可以更加全面掌握物联网技术的应用情况，实现理论与实践的结合，提高学生解决问题的能力，培养其正确的思维习惯。
2.3满足物联网人才培养目标的要求
根据高职人才培养目标，高职院校物联网相关专业应培养具有物联网基本理念，具有物联网行业相对应岗位必备的理论知识和专门知识，具有较强的物联网岗位操作能力、一定的系统开发能力，能从事物联网技术及物联网系统管理工作的高技术应用型专门人才。
3高职院物联网实践基地建设方案构建
3.1建设目标
实践基地的建设应基于真实的行业或者领域应用，符合企业的实际应用和需求。通过项目化应用环境，以任务为驱动，完成专业教学目标和人才培养目标的要求。
3.2物联网基本架构的实现
物联网的基本架构如图1所示，包括了感知控制层、网络传输层及应用服务层。实践基地的建设要实现基本架构，构建完整的物联网实现过程。
3.3关键技术的实现
物联网关键技术的实现，主要应体现相关专业教学特点。物联网实现的关键技术主要有RFiD技术、ZigBee技术、组网技术、微机电系统技术及智能软件开发技术等。通过关键技术的实现，实践基地才能满足相关各专业的实验实训要求。
3.4具体行业应用案例的实现
物联网应用的领域非常之广，其中典型的应用案例有智慧校园、车联网、智能家居、智能电网、智能监控、智能装备制造及智慧城市等。各高职院校的物联网实践基地的建设应与具体的行业应用相结合，利用自身的专业特点和优势，选择具体的行业应用案例。以实践基地为基础，通过具体的行业案例的实现，完善实验实训的相关课程建设，全面提升教学效果和行业竞争力，也可提升学校品牌。
3.5实践基地应能满足分组教学的需要
物联网实践基地应包含多个实验系统来构建完整的物联网应用环境，将学生实施分组，不同分组的学生完成不同的实验，交替进行。不仅提高实践基地的利用率，而且更多地促进了分组学生间的相互交流与学习，对物联网技术掌握得更加全面。
3.6实践基地应有较强的扩展性能
根据实际发展的需要，物联网技术的应用领域将会逐渐地扩大，具体的行业案例也会改变或增加。因此，实践基地的建设应具备较强的可扩展性，以最小的成本实现实践基地的扩展、升级及改造。
4结语
本文分析了高职院校的物联网人才培养目标的特点，提出了实践基地的建设不仅要实现物联网的基本架构，满足相关专业的实验实训教学要求，更要通过行业案例的具体实现，明显体现高职院校的行业特色和优势，打造学校品牌效应。
参考文献
[1]杨从亚.高职物联网专业探索[J].职业技术教育，2010（35）：5-7.
[2]付永贵.基于分组教学的高校物联网实验室构建研究[J].中国教育信息化，2011（5）：65-67.
[3]海涛，王钧，廖炜斌，等.基于物联网的高校实验室信息化管理技术[J].实验室研究与探索，2012，31（9）：166-169.
物联网关键技术及应用篇8
关键词：web服务；供应链；物联网；协同应用
中图分类号：F713.360 文献标识码：a
文章编号：1002－3100(2012)01－0060－04
0 引言
供应链管理(SupplyChainmariagement，SCm)需要实现跨企业的动态联盟、集成合作与信息共享。而现代的供应链需要应用物联网技术实现企业系统的信息可视性与智能化、系统的无缝集成化等，从而实现供应链的动态联盟、集成合作与信息共享。但供应链中存在众多的异构应用、信息孤岛与知识片断，而且目前的供应链协同主要基于分布式组件技术，这种技术架构无法突破平台差异、协议差异等限制，也不能满足业务动态多变、知识纵深共享与即时扩展的需求，如何在上述环境下实现供应链的可视化已成为供应链管理亟待解决的难题。
为了实现集成化供应链平台的业务协同合作与信息共享，并构建业务需求驱动的物联网(internelofthings，iot)关键技术融合体系，本文采用以动态服务为中心的物联网多层体系结构，该体系结构分成感知层、传输层、信息整合层及应用服务层构成的四层体系架构，通过物联网应用中间件技术以及多层关键技术融合与集成应用，实现由业务驱动的海量数据的采集、传输、处理与整合，采用面向服务的体系结构(Service-orientedarchitecture，Soa)技术及web服务技术，完成从数据到信息，从信息到知识的业务价值的层次转化，从而支持供应链分布式应用从信息感知化－服务互联化－智能化的海量数据处理的协同转变过程，提供具有可信性、有效性、协同性的业务支撑技术融合体系。
1 物联网研究现状
1.1 国际
物联网概念最早出自1995年比尔盖茨的《未来之路》一书，但受无线网络和传感器设备的限制，并未引起人们的重视。直到2005年《itU互联网报告2005：物联网》才正式提出物联网的概念，此后美国、欧盟、中国等国政府机构与企业都投入巨资研究物联网相关技术。
在美国，iBm公司于2008年底提出“智慧地球”(Smartearth)理念，提倡把it前沿技术应用到各行各业之中，把传感器嵌入到全球的电网、铁路、公路、桥梁、建筑、供水系统等各种物体中，并通过普遍的互联形成“物联网”。在欧盟，欧盟委员会于2009年6月递交了《欧盟物联网行动计划》(intemetofthings-anactionplanforeurope)，并成立了欧洲物联网研究项目组：CeRp-iot，提供500亿欧元用于物联网相关技术的研究。在亚洲，日本和韩国也都在积极制定信息化战略来发展本国物联网的应用。
1.2 国内
中科院早在1999年就启动了传感网研究，各高校院所对物联网相关课题进行了攻关。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、移动基站等方面已取得重大进展，目前已拥有从材料、技术、器件、系统到网络的完整产业链。截止2008年底，我国申请的传感网专利378项。在一些技术上我国处于国际领先地位，与德、美、日等国一起，成为国际标准制定的主要国家，并逐步成为全球物联网产业链中重要的一环。
我国在《国家中长期科学与技术发展规划(2006－2020)》和“新一代宽带移动无线通信网”等重大专项中均设有传感网研究领域。目前，我国物联网研究正在走一条面向国家重大战略和应用需要的特色发展之路。
2 供应链企业业务协同场景分析
供应链的业务协同过程需要多个企业参与，包括：核心企业(制造企业)、供应商、分销商、零售商、第三方物流等企业，业务协同是个复杂的企业内部系统与外部系统的交互过程。下面以制造业来说明基于物联网的供应链协同过程和详细场景(图1)。
以采购协同管理为例，采购管理在系统下达采购计划的基础上，需要实现与上游供应商的采购协同。同传统的采购相比，基于供应链环境下的采购强调协同采购的理念，它包括四大部分：企业内部协同、企业外部协同、“为库存采购”转化到“为订单Jit采购”、采购过程中的外部资源管理。采购流程及相关描述见表1。
采购协同需要完成整个采购流程功能，包括：供应商交互与管理协同服务；贸易撮合协同服务：采购合同协同服务；Vmi收货、仓储与供应管理协同服务；物料主数据与详细信息查询协同服务等。这就需要构建面向供应链(SCm)的可扩展的物联网分层体系结构。
3 基于web服务的物联网扩展体系结构
本文采用Soa体系结构与技术，通过web服务的封装与组合、快速的服务重构完成从数据到信息、从信息到知识的业务价值的层次转化，从而将物联网的体系结构进一步扩展，得到如图2的基于web服务的扩展体系结构。
(1)感知层：该层是物联网信息的源头，实现对物理对象的感知和数据获取。物联网的感知层节点具有数量多、成本低、计算能力弱等特点，利用多种传感器、传感器网络、RFiD、二维码、摄像头、GpS、智能物体等来全面集成感知装备制造企业中的各种信息。
(2)传输层：提供透明的数据传输能力。该层的主要功能是通过现有的移动通信网、无线接入网、无线局域网、其他通信设备等基础设施，将来自感知层的信息传送到信息整合层中，并为上层服务管理和大规模行业应用建立起一个高效、可靠、可信的网络设施平台。
(3)信息整合层：提供对网络获取的复杂数据以及不确定信息完成重组、清洗、融合等处理，并通过Soa体系结构的建立完成信息的整合处理。在Soa体系结构中运用动态的评价指标体系及相应的组合评价模型实现大量的web服务综合评价；并根据具体QoS指标和web服务运行结果指定动态服务组合的规则实现动态的web服务组合，从而完成信息的整合处理。
(4)应用服务层：将信息转化为内容提供服务。该层的主要功能是通过具有超级计算能力的中心计算机群，对网络内的海量信息进行实时的管理和控制，并为上层应用提供一个良好的用户接口。
基于上述架构，可以进一步研究物联网跨层优化机制、异构网络的自治与协同方法、RFiD与web服务集成、智能评价等中间件技术等，从而实现物联网关键技术的攻克。
物联网关键技术及应用篇9
关键词：公共安全；物联网；移动互联网；数字单兵；位置服务
中图分类号：tn99文献标识码：a文章编号：2095-1302（2013）10-0070-03
0引言
物联网技术的日新月异，成为推动我国经济社会快速发展的重要引擎。发展面向公共安全的物联网，对于公安机关提高打击与预防犯罪，提高服务社会的能力具有重要的作用。公安物联网以公安机关关心的“人、车、物、事件”等为感知对象，通过各类传感器设备和公安信息化的信息、网络资源，对相关信息进行全天候的自动采集、跨地域的全面共享，以及数据的融合、挖掘和处理，来实现自动化的识别、定位、跟踪、监控和管理[1]。
公安部门的工作具有突发性、移动性、紧迫性等特点，广大民警在外出执法及侦破案件、抓捕逃犯、核查车辆及打击和预防犯罪时，利用移动警务设备实时采集、核实及综合处理嫌疑人身份证件、人脸图像、指纹、位置等信息，及时地访问公安部门内部的警务信息来辅助破案和执行公务，极大地提高公安干警的高科技办案水准和效率。因此，公安物联网移动应用对于实现在任何时间、任何地点发生的任何公共安全事件进行有效感知，进而进行决策处理具有突出的作用，已成为公安工作的核心应用方向之一。
近年来，飞速发展的移动互联网对公安物联网移动应用产生巨大的牵引与推动作用。根据百度公司2013年一季度的研究数据，移动互联网人均上网时间已超过个人电脑上网时间，这种趋势还在逐渐扩大。移动互联网应用主要集中在社交、浏览、搜索、影音、地图、网购支付等方面[2]。公安物联网移动应用是移动互联网在公共安全行业的具体应用，移动互联网的快速发展将催生大量的共性技术及应用模式，移植推广到公安移动物联网中加以运用。由于移动警务应用涉及行业敏感数据，必须与移动国际互联网进行安全隔离，保证移动警务应用系统及数据安全。
公安数字化单兵系统（pDD）是公安物联网移动应用的典型系统，其发展需要积聚与整合大量新兴信息产业关键技术。该系统的发展对于实现传统单警装备向数字化时代转型应用，提高广大一线干警的执法效率与水平，提升服务社会的能力具有重要的作用。
1公安物联网移动应用业务体系
公共安全涵盖面非常之广，涉及交通、治安、户籍、刑事侦查、出入境管理、预防打击经济犯罪、网络安全监控、查缉、监狱管理等等，各个警种之间移动业务既有相同之处，更多的是自己的特色。公共物联网移动应用模型既要体现共性，又要呈现各警种个性。
广义上的公安物联网移动应用应包括运用各种无线通信网络为公安机关提供数据采集、处理、传输及业务应用，包括应用电信运营商的移动通信设施、公安数字集群的数据业务应用、应用卫星通信以及应急通信设施进行视频采集传输等等。目前，公安机关常用的移动应用主要基于电信运营商的GSm/GpRS/tD-SCDma/wCDma移动通信设施，应用安全边界接入控制技术，接入公安专网实现，也可称为狭义上的公安物联网移动应用，在公安机关内部一般称之为移动警务，即警用移动通信终端+移动通信网络+公安安全边界接入控制+公安信息网。移动警务业务体系主要包括：话音通信；移动电子警务，包括浏览、查询、搜索等；现场执法，包括现场取证，如录音、摄像、照相、采集识别各类证件，现场打印罚单，移动罚单支付；移动定位、地图及导航服务；移动视频采集与实时传输；移动指挥调度、移动任务分配、任务控制等。公安物联网移动应用业务体系模型如图1所示。
2公安物联网移动应用总体架构
根据物联网的总体架构，公安物联网移动应用总体架构也分为四个层次，分别是传感层、通信网络层、数据层以及应用服务层，如图2所示。
公安物联网主要感知对象为人、车、物、事件。感知的传感器主要有声音、图像、视频、RFiD、指纹、位置、震动、速度等，随着传感器处理能力的不断增强，基于异构融合智能传感大大提升了数据采集与信息融合能力。
通信网络层基于的通信网络主要包括基于电信运营商的GSm/GpRS/tD-SCDma/wCDma移动通信设施、公安机关的集群通信数据业务、卫星通信、340m应急无线宽带通信、无线宽带组网设施等，同时逐步实现多种异构通信网络的融合通信能力。
数据层主要基于公安专网实现，利用公安信息数据库、视频数据、地理信息数据、社会共享数据、警情数据等，同时实现用户管理、任务管理及资源管理等功能。
服务层主要实现公安物联网移动业务，主要包括位置应用服务、移动执法、集群数据及音视频服务、扁平化指挥、警情推送等。
3公安物联网移动应用关键技术
移动互联网的快速发展极大地推动与牵引了公安物联网移动应用，终端平台、海量的移动应用程序以及成熟的商业应用模式，成为公安移动互联网发展可借鉴参考的对象。基于位置的警务服务是公安移动应用关键方向之一，发展安全可信的警用终端是公安移动应用的特殊要求，实现多种异构宽带通信融合是公安移动物联网发展的方向。
3.1基于位置服务的公安物联网移动应用技术[3]
目前，在公安实战中对移动人员和车辆定位追踪是非常重要的业务需求。在人员精确管控方面，监管、消防、指挥等警务作业中都需要对人员位置的精确定位，尤其是在室内环境下的定位。在车辆定位跟踪方面，需实现车辆的跨地域管理和服务，统一平台在全国范围内实现对盗抢车辆、走私车辆、套牌车辆、非法营运车辆、交通违章车辆等违法车辆的打击，实现车辆运行状态查控及轨迹回溯、重点防范区域的车辆准入管制、黑名单车辆侦查布控、区域通流实时获取与交通预警、全样本车辆信息自动采集与分析、全程交通违规章监管与数字化处罚管理等管理和服务。
公安机关现有的定位手段比较单一，对于多种定位技术融合使用的情况比较薄弱。而公安机关的应用，决定了需要整合室内外的多种定位技术，如卫星定位技术、基站定位技术、wiFi定位技术，RFiD定位技术，开展LBS应用。通过整合多种无线定位技术，设计新型索引机制，探索高效不确定信息管理技术，以提供可靠、高效无缝的现代警务LBS服务，解决海量移动数据中存在的数据规模大、用户多、更新频繁、实时性要求高等难题，为公安LBS提供技术支撑。警用位置服务关键技术发展需求如下：
（1）警用位置服务业务需求分析技术。深入研究分析公安位置服务应用的现状、不足及需求，细致分析该领域的技术发展趋势，提出警用位置服务业务需求及趋势。
（2）研究发展海量移动数据的组织技术。移动数据不同于文本数据和关系数据，需要研究有效的移动数据组织模型，进行可信的数据储存表示，运用半结构化的XmL数据来组织，分别表示地理数据、相关的位置变化及位置关联等元数据，以一种有组织、易访问的形式进行底层数据表示。
（3）研究新型索引技术。索引技术是影响LBS性能的关键技术，要研究针对移动对象数据的索引技术，尤其是针对不确定数据的索引技术。
（4）研究新型数据分析技术。要研究针对海量移动数据的分析方法，如聚类、数据挖掘等。从而为决策支持系统提供工具支持。
（5）研究无缝化的LBS服务技术。由于各种定位技术差异显著，要研究针对多种定位技术的无缝化切换服务技术，使得场景切换对于用户而言是透明的。
（6）面向LBS的警用移动数据管理支撑平台的开发研制。目前的系统与平台仅支持基于文本的数据储存和简单的文件读取功能，如何对移动对象进行有效的数据服务管理，还是一个空白。要开发实现开放环境下的移动数据服务支撑平台的关键技术，提供可靠的、可用的、可扩展的移动数据服务接口。
3.2安全可信的警用终端技术[4]
安全可信是公安移动应用终端的基本要求，其需求主要包括终端操作系统的安全性，用户数据和个人信息的安全性，语音信息的安全性，终端的应用软件安全，终端的位置信息安全。
其中，终端安全技术需要以安全验证系统为核心，配以安全存储、安全传输、安全语音、抗攻击、防骚扰、远程防盗等为基本功能，身份认证、签名认证、安全审计、备份/恢复为基础，结合硬件tF智能卡加解密管理和物理保障等来设计的完整智能终端安全体系架构如图3所示。
3.3集群数字通信技术[6-9]
公安物联网移动应用的另一种重要技术为集群通信技术，该技术拥有独特的群呼、优先级等丰富的警用功能，是一种最具警察特色的通信手段，具有快速、便捷、可靠、灵活等特点，成为公安工作中不可替代的通信手段。与基于GSm/GpRS/tD-SCDma/wCDma警用移动通信技术不同的是，集群通信系统一般由公安部门组织建立，拥有系统的自主使用权。目前，我国警用数字集群系统已从模拟集群系统发展到数字集群系统，网络结构上从相对独立的系统向区域联网发展，并已实现定位、指挥控制等多种数据应用业务。作为数字集群代表的tetRa系统已经在多个直辖市、省会级城市以及沿海发达城市建成使用。目前，我国在建tetRa系统主要供应商都为国外企业，受政治原因影响，这些企业不对中国开放加密接口，因此无法使用具有国密算法的加密设备。由于没有加密，不能保证通信的安全性，虽然是公安无线专网，但因存在安全风险，仍不允许接入公安信息网进行数据通信。因此，基于数字集群的公安物联网移动应用目前尚不广泛。但是，实现数字集群与公安专网的互联互通，是实现公安物联网移动应用的一个努力目标。公安部门已于2008年开始尝试发展具有自主知识产权的数字集群通信技术，期望能安全可信地实现公安信息专网与警用数字集群的互联互通。
4数字化单兵系统是公安物联网移动应用典型系统
数字化单兵系统就是在公安现有单警装备的基础上，通过增配数字化设备或对现有装备进行数字化改造，使单警装备具有集采集、处理、传输、控制于一体的综合能力，使外出执法办案的干警通过多种无线通信手段，与警务中心及公安信息化平台进行畅通无阻的双向交流，提高警务作业效率，为服务社会、保障公共安全提供更为先进的技术手段。
公安数字化单警系统发展的总体思路是对警察的穿戴及装备进行数字化设计改装，使之具备较强的信息采集、处理、传输及控制等功能。发展具有中国特色的数字化单警系统必需结合中国实际，以公安服务实战为宗旨，逐步改进发展，突破相关关键技术，实现单警装备向数字化方向的更新换代。数字化单警技术由数字共性技术及相关警用专用技术组成。共性技术包括芯片技术、无线通信技术、移动操作系统、材料技术等。专用技术包括数字化单警系统一体化设计技术、数字单兵终端安全操作系统开发、移动环境下高效安全的自组织无线宽带通信技术以及实现基于移动多传感器的融合感知技术等。
5结语
公安物联网移动应用目前尚处于初级阶段，尚有较多关键技术需要突破，同时其应用模式也尚在不断地探索创新。本文对公安物联网移动应用发展进行了初步的研究，希望能推广和推进公安物联网移动应用工作，提高服务公安水平。
参考文献
[1]唐前进.物联网总体架构及关键技术研究（协同融合）研究报告[R].上海：公安部第三研究所，2013
[2]百度移动·云事业部&百度商业分析部.百度移动互联网发展趋势报告2013Q1[R].北京，2013
[3]刘云浩.物联网导论[m].北京：科学出版社，2010.
[4]董斌.面向移动互联网的业务网络[m]，北京：人民邮电出版社，2012.
[5]工业和信息化部电信研究院.移动互联网白皮书（2013）[R].2013.2.
[6]谭晃，邓哲，马晓东.新标准助力公安无线通信事业大发展[J].警察技术，2012（3）：23-26.
[7]蒋庆生.陈研.pDt在公安无线通信“模转数”中的作用[J]警察技术，2010（6）：23-26.
物联网关键技术及应用篇10
物联网已成为当前世界新一轮经济和科技发展的战略制高点之一，发展物联网对于促进经济发展和社进步具有重要的现实意义。目前，我国物联网发展与全球同处于起步阶段，初步具备了一定的技术、产业和应用基础，呈现出良好的发展态势。
产业发展初具基础。无线射频识别(RFiD)产业市场规模超过100亿元，其中低频和高频RFiD相对成熟。全国有1600多家企事业单位从事传感器的研制、生产和应用，年产量达24亿只，市场规模超过900亿元，其中，微机电系统(memS)传感器市场规模超过150亿元；通信设备制造业具有较强的国际竞争力。建成全球最大、技术先进的公共通信网和互联网。机器到机器(m2m)终端数量接近1000万，形成全球最大的m2m市场之一。据不完全统计，我国2010年物联网市场规模接近2000亿元。
技术研发和标准研制取得突破。我国在芯片、通信协议、网络管理、协同处理、智能计算等领域开展了多年技术攻关，已取得许多成果。在传感器网络接口、标识、安全、传感器网络与通信网融合、物联网体系架构等方面相关技术标准的研究取得进展，成为国际标准化组织(iSo)传感器网络标准工作组(wG7)的主导国之一。2010年，我国主导提出的传感器网络协同信息处理国际标准获正式立项，同年，我国企业研制出全球首颗二维码解码芯片，研发了具有国际先进水平的光纤传感器，tD-Lte技术正在开展规模技术试验。
应用推广初见成效。目前，我国物联网在安防、电力、交通、物流、医疗、环保等领域已经得到应用，且应用模式正日趋成熟。
物联网发展刻不容缓
“十二五”时期是我国物联网由起步发展进入规模发展的阶段，机遇与挑战并存。国际竞争日趋激烈。美国已将物联网上升为国家创新战略的重点之一；欧盟制定了促进物联网发展的14点行动计划；日本的U-Japan计划将物联网作为四项重点战略领域之一；韩国的it839战略将物联网作为三大基础建设重点之一。发达国家一方面加大力度发展传感器节点核心芯片、嵌入式操作系统、智能计算等核心技术，另一方面加快标准制定和产业化进程，谋求在未来物联网的大规模发展及国际竞争中占据有利位置。
创新驱动日益明显。物联网是我国新一代信息技术自主创新突破的重点方向，蕴含着巨大的创新空间，在芯片、传感器、近距离传输、海量数据处理以及综合集成、应用等领域，创新活动日趋活跃，创新要素不断积聚。物联网在各行各业的应用不断深化，将催生大量的新技术、新产品、新应用、新模式。应用需求不断拓宽。
产业环境持续优化。党中央和国务院高度重视物联网发展，明确指出要加快推动物联网技术研发和应用示范；大部分地区将物联网作为发展重点，出台了相应的发展规划和行动计划。许多行业部门将物联网应用作为推动本行业发展的重点工作加以支持。
攻克核心技术
为贯彻落实规划的指导思想，全面实现“十二五”期间在技术创新、产业发展、应用推广的目标，规划制定了大力攻克核心技术、加快构建标准体系、协调推进产业发展、着力培育骨干企业、积极开展应用示范、合理规划区域布局、加强信息安全保障和提升公共服务能力的任务，明确了未来五年工作方向和着力点。
《规划》指出，到2015年，我国要在核心技术研发与产业化、关键标准研究与制定、产业链条建立与完善、重大应用示范与推广等方面取得显着成效，初步形成创新驱动、应用牵引、协同发展、安全可控的物联网发展格局。
攻克一批物联网核心关键技术，在感知、传输、处理、应用等技术领域取得500项以上重要研究成果。衡量重要研究成果主要依据是达到国内领先或国际先进水平、具有广泛的应用基础和显著的产业化前景。范围包括：RFiD、传感器、位置感知、传感网、异构网络融合、m2m、数据库、海量信息存储、图像视频智能分析、应用软件，以及编码标识、信息安全、频谱管理、微纳制造、系统集成等技术成果。
物联网技术体系一般包括信息感知、传输、处理以及共性技术。在信息感知领域，掌握超高频和微波RFiD芯片设计、封装以及读写器相关技术，攻克智能化、小型化、高灵敏度等传感器技术，提升地理位置感知核心芯片的整体技术水平等；在信息传输领域，研究新型的近距离无线通信技术，开发能够适应产业发展需要的传感器节点及传感网组网与管理技术，研发传感网、移动通信网与互联网等异构网络技术等；在信息处理领域，掌握与物联网紧密相关的海量信息存储和处理、数据库的核心技术。强化图像视频智能分析、数据挖掘等技术的成熟度和兼容性等；在共性技术领域，提高基础芯片的设计能力，提升信息安全技术水平，开展微能源技术研究等。
制定物联网国家标准
《规划》中指出，十二五期间要研究制定200项以上国家和行业标准，其中包括共性和关键技术，智能工业、智能农业、智能物流、智能交通、智能电网、智能环保、智能安防、智能医疗、智能家居等领域的行业标准。
标准体系主要由体系框架、共性和关键技术标准、行业应用标准等组成，是物联网从起步阶段不断快速健康发展的有效保障，是实现产业化和规模应用的必要条件。物联网涉及的学科交叉性强、技术范围广、产业集成度高、应用涵盖面宽，建立统一的标准体系将是一项复杂而艰巨的任务。《规划》从加速完成标准体系框架的建设、积极推进共性和关键技术标准的研制、大力开展重点行业应用标准的研制三个方面提出了具体的任务，通过充分发挥企业在标准制定中的主导作用，加强物联网相关领域标准化组织的交流、合作与协调，加大标准化和知识产权研究的工作力度，建立并不断完善物联网标准体系，促进物联网快速有序发展。
培育十个产业聚集区
物联网产业主要由传感器／节点／网关、RFiD、二维条码、嵌入式系统等物联网感知制造业，通信网络设备制造与运营等物联网通信业，应用基础设施服务、软件开发与集成、应用服务等物联网服务业组成。《规划》提出了完善产业链、培育骨干企业、优化区域布局三个主要任务，明确了培育和壮大产业的方向和重点。
形成较为完善的物联网产业链，培育和发展10个产业聚集区，100家以上骨干企业，一批“专、精、特、新”的中小企业，建设一批覆盖面广、支撑力强的公共服务平台，初步形成门类齐全、布局合理、结构优化的物联网产业体系。根据国家产业园区发展现状(截至2010年年末，部级高新区达到70家，部级经济开发区总数超过100家)，依托东、中、西部现有的部级产业园区或产业基地，按照产业关联度和区域特征，重点培育10个以上区域成为物联网综合产业聚集区或物联网特色产业聚集区具有可行性。评价“骨干企业”的
依据是掌握核心关键技术、经营状况良好、主业突出、产品市场前景好、对产业带动作用大、发展初具规模等方面。百家物联网骨干企业的评定将参考电子信息百强企业评定标准，对企业核心业务与物联网产业相关度、企业规模、效益和研发水平等方面进行综合考核。
创建物联网应用示范工程
在经济和社发展领域广泛应用，在重点行业和重点领域应用水平明显提高，形成较为成熟的、可持续发展的运营模式，在9个重点领域完成一批应用示范工程，力争实现规模化应用。重点领域包括在经济运行中的重点行业和重点领域，如工业、农业、物流等；面向基础设施和安全保障的重点领域，如交通、电力、环保等；面向社管理和民生服务的领域，如公共安全、医疗卫生、智能家居等。
物联网应用示范不仅是目的，更是手段，通过应用需求牵引，推动技术创新、标准研制和产业培育。《规划》指出应用示范将面向经济运行的重点行业、基础设施和安全保障、社管理和民生服务三大领域展开，在实施过程中要加强统筹协调，防止一哄而上低水平的重复建设和资源浪费。在应用示范过程中，要积极探索，勇于尝试，注重应用模式的创新，力争构建与各类应用相适应的运营模式和市场化运作机制，形成一批模式新颖、机制灵活的成功案例和应用模板，逐步实现在全国范围内规模化推广；要注重新技术和新产品的推广应用。通过应用有效促进新技术成熟、标准完善和产业壮大；同时还要关注网络和信息安全问题，在实践中不断提高安全保障能力和水平。
物联网安全面临挑战
物联网安全是以防止信息遭到篡改或泄露、系统遭受破坏为目标，涉及信息采集、传输、处理、应用各环节，包括节点认证、身份鉴别、入侵检测、访问控制、隐私保护等传统意义上的信息安全内容，以及电磁防护、系统容错、冗余设计等系统可靠性内容。注重信息安全保护是促进物联网健康可持续发展的重要任务之一，是解决制约物联网发展和规模化应用的瓶颈问题的重要途径。
《规划》主要从三个方面考虑：首先物联网是在现有网络基础上拓展了感知网络和应用平台，给已有的信息安全架构和技术体系带来了新的挑战，规划和制定符合物联网技术特征的安全架构是保障物联网系统安全稳定可靠运行的前提；其次物联网应用环境的多样性与复杂性，使实际应用系统面临更加严峻的安全挑战，建立并完善物联网安全保障体系，在示范工程全生命周期推行安全风险与系统可靠性评估。是从源头保障物联网应用安全的必要措施；另外，物联网将经济社活动、战略性基础设施资源和人们生活全面架构在现有的网络上，网络基础设施的安全防护是保障系统端到端的安全稳定可靠运行的重要基础。
营造良好的物联网发展环境
为了圆满完成“十二五”规划确定的发展目标和任务，《规划》提出了统筹协调、政策法规、财税支持、国际合作以及人才建设等方面的保障措施，确保为物联网营造良好的发展环境。
建立和完善协同工作机制，加强部门合作，协调物联网在重点领域应用示范工作，解决物联网发展面临的关键技术研发、标准制定、产业发展、安全保障等问题。建立健全行业统计和运行监测分析工作体系，加强对重大项目建设的监督、检查和处理，推动物联网产业发展。
加强对国内外物联网发展形势研究，做好政策预研工作，针对发展中出现的热点、难点问题，及时制定出台相关管理办法。总结推广各地区、各部门的先进经验，加强政策协调，制定促进物联网健康有序发展的政策法规。
增加物联网发展专项资金规模，加大产业化专项等对物联网的投入比重，鼓励民资、外资投入物联网领域。积极发挥中央国有资本经营预算的作用，支持中央企业在安全生产、交通运输、农林业等领域开展物联网应用示范。落实国家支持高新技术产业和战略性新兴产业发展的税收政策，支持物联网产业发展。