物联网的核心技术有哪些

传感器网络技术是物联网技术的核心

传感器技术是计算机应用中的一项关键技术。它将传输线上的模拟信号转换成可处理的数字信号，并将其交给计算机进行处理。

它主要将传感器、数据处理单元组件和通信组件集成在需要随机分布的信息采集和传输的区域，形成一个网络结构(即传感器网络)。节点数量相对较多，可以适应复杂多变的环境。作为物联网技术的核心，它在物联网与信息交换和传输之间起着非常重要的作用。

在物联网技术中，以物联网卡片为载体。通过在设备中插入物联网卡来实现身份识别和承载服务的功能，可以实现物联网的各种技术。

10月27日，从无锡机场到湖滨饭店的轿车频繁穿梭，湖滨饭店及周围的宾馆入住率暴增，全国各地都来赶一场物联网的大集。28日，由工业和信息化部、国家发改委、科技部、中科院和江苏省人民政府共同举办的“2010中国国际物联网(传感网)大会”在无锡盛大开幕，同时举行的还有博览会和技术及商业应用高峰论坛，为期三天。八位部长级官员、三位院士、四十多位司局长和五十多位跨国公司高层及大型央企高层出席此次会议，是近年来中国物联网产业规模最大、层次最高、影响力最深远的行业盛会。这不仅是一次对物联网产业的检阅，也是一次集体思考，为下一步发展理清思路。

用战略性眼光
务实布局

“物联网的‘泡泡糖’（PPT）时代已经过去，现在要演示的是真q实d。”张伟（某物联网公司CEO，化名）想起一年前跟用户交流时如是感叹，以前多数公司都是停留在方案构思和宣讲阶段，只能靠PPT（幻灯片）来展示物联网，而现在，用户不再满足于PPT了，要看实际案例。如果说，去年来到无锡，每次参观者接触到的示范项目都是“太湖鱼”，那么今年的无锡，则呈现出更多物联网的应用。
本届博览会就是一次大秀场。以传感器、RFID、网络设备、嵌入式终端制造等为代表的物联网制造业，以通信网络为代表的物联网基础设施服务业，和以软件集成、应用开发等为代表的物联网服务业等产业链条上的各个环节都参与了此次博览会。
无锡，整个城市都散发着浓郁的物联网氛围，从2009年8月以来，物联网概念的公司比肩接踵地成立，分布在无锡新区、滨湖区等地。新区设立了10亿元产业培育专项基金，主要用于重点支柱产业促进和新兴产业培育，尤其是包括物联网在内的战略性产业，核心企业入驻园区，新区都给予3年贷贴息或一定比例的注册资本金配套；滨湖区位于长江三角洲腹地，也在集聚各类资源，已累计引进物联网及相关企业200家以上，其中注册资本1000万元以上的企业35家。
无锡市市长毛小平介绍说，2009年8月7日温总理在视察无锡时提到建立感知中国中心，同年10月13日国务院批准同意建设无锡传感网实验区，无锡迅速开始创建物联网、传感网的示范区，技术研发事业培育、人才引进等配套技术相继出台。到今天，有156个物联网项目已经签约，即将开工建设。
去年11月12日，江苏省人民政府、中国科学院、无锡市人民政府签署了共建中国物联网研究发展中心协议，先期以江苏物联网研究发展中心和中国科学院物联网发展中心为运作载体，总部设在无锡。发展中心第一任主任为叶甜春。据叶甜春介绍，发展中心采用了市场化的运作方式，吸纳社会资本，与工业界紧密合作，推进科技成果产业化。发展中心目前设立了综合协调部、战略规划部、应用总体部和技术服务部四个部门。
叶甜春认为，物联网与现有传感网和信息化技术的差异是：更大规模的节点覆盖、更综合的系统集成和更智能的信息处理。“物联网作为‘战略性新兴产业’，更需要‘战略性眼光’，物联网的培育和发展不可能一蹴而就，而是需要一个相当长的过程，这其中核心技术的培育和掌握是关键中的关键。”叶甜春发自肺腑地说，如果没有重点地一哄而上、遍地开花，可以推进信息化，但做不成物联网，或者成为又一个缺乏核心竞争力的“打工产业”。
中国科学院在知识创新工程中，对传感网/物联网领域进行了战略性的前瞻布局，已开展了近10年工作。包括传感器与芯片、信息网络与传输技术、信息处理与存储、软件等，传感器与芯片方面包括声学、振动、压力、温度、湿度、生物、化学等传感器。

借力运营商

物联网与互联网经常被相提并论，虽然两者的本质、内涵及应用模式都有差别，但发展路线却是可以作一定借鉴的。启明创投董事总经理邝子平认为，互联网发展初期，要感谢运营商，因为他们在互联网还没有明确形态时，就大力投入组建了骨干网，进行了一系列改造和完善，促进了互联网的快速发展。如今，物联网来了，运营商又开始摩拳擦掌。
中国电信所关注的领域包括节能减排、民生工程、防灾减灾等。中国电信副总工程师靳东滨透露，中国电信已经在着手建立物联网的企业标准。“因为国家物联网标准组有一些标准并没有出来，在这种情况下，中国电信建立了企业标准。目前，中国电信已经出台了七个关于M2M的标准，包括终端、平台设备和服务协议等。”
中国移动通信研究院副院长杨志强认为，TD-SCDMA的独特优势为物联网的规模发展提供了网络平台，TD的优势是：国家自主知识产权标准保障了通信的安全可靠；频谱效率更高、客户为每比特数据传输支付费用低；根据网络需求，可自行配置上下行资源，特别适合监控等非对称性数据传输业务。杨志强指出，物联网与TD结合有利于我国两大基础创新技术发挥协调作用。“TD与物联网都属于产业链形态的集群性创新模式，由于这种集群性和链条性，使得这两大基础创新在芯片、终端、测试、系统及应用等各个环节具有高度的重合和协同性，将会充分发挥基础协调作用。”杨志强介绍说。
据悉，中国移动M2M业务已经超过了500万终端，2009年，M2M业务收入超过7个亿，2010年，M2M终端用户超过500万，年增长率66%。M2M产业从分布上来看，电力行业占终端总数的35%多，主要应用为电力远程抄表、电力输配变设备监控；交通行业占终端总数的30%，主要应用为车辆定位管理。
中国移动在无锡物联网研究院建设完善了研发试验环境，拥有总面积达1050平米的基础实验室和支持2G和3G的应用开发测试系统；并建立了中国移动物联网体系架构。其目标是把每一个人、每一辆车、每一个家庭、每一个城市接入物联网。
事实上，物联网产业应该借力于运营商及大企业的投入，给物联网一个初始推动，逐步渗透入行业。

从集中走向分布

运营商所擅长的基础设施是一个方面，物联网最后落地，必然是在行业应用中。物联网应用的一个最普遍特点是从集中走向分布，突出表现在智能安防和制造业等领域。
本土著名安防企业博康集团总裁李璞认为，物联网可实现分布式的智能，分布于全系统内的智能化使人与物、物与物得以通信对话，从而自动获取物的动态特征、关联特征，实现所有物征动态信息互通共享。物联网为智能安防带来了一套完整可参照的“技术体系框架”，改变了现在安防领域局部智能、局部互通的限制。经过海量数据存储、处理及多传输通信技术，实现事前的分析预警、事发的实时报警和事后的侦查取证。
西门子中国研究院院长徐亚丁也认为物联网技术为自动化领域带来了更好的分布式解决方案。“制造业面临的大趋势是个性化定制需求、全球化的采购和生产。发达国家的现状是机器密集型，发展中国家的现状是劳动力密集型，两者都向大机器分布式模块化制造转变。”徐亚丁介绍说，采用物联网技术可以使生产自动化从集中走向分布，能够自动调整工序、灵活增减工序。物联网架构使模块可重用性得以提高，可进行重新配置组合以适应生产需要，减少资源浪费，还可以调整就业人口，使受良好教育的劳动力从事高附加值的模块设计维护。“分布式模块化生产系统的关键技术就是物联网，物联网技术使每个模块智能化，能够承担灵活多样的生产任务；使模块内部集成，实现机电/人机一体化。”可见，要深化物联网的应用，必须吃透其技术特性和优势，才能找准应用切入点。

资本市场冷静观望

在中国国际物联网(传感网)大会的投融资高峰论坛上，来自德同资本、红杉资本、启明创投、美国风投协会等风险投资领域的专家，围绕“风险资本如何孵化伟大企业”这一焦点话题畅所欲言。面对火热的物联网概念，资本市场的态度显得很冷静。
邝子平认为，物联网重点在B2B的市场，物联网早期的发展，更多仍然还是给集团客户解决其所需要解决的一些问题，而不是给最终用户提供一个娱乐或者个性化的平台。“不同于互联网，互联网更多关注B2C市场，物联网的商业模式跟互联网将非常不一样，进入的门槛不一样，它的销售周期也会不一样。”邝子平分析说，B2B业务在中国所面临的不确定性非常大，例如为行业用户或政府部门服务的物联网企业，要有能力协调好各方的关系。旷子平认为第一批成功的物联网企业很可能是做系统集成的，即整合各方的物联网资源，提供综合物联网解决方案，而并非纯技术型企业。
中国科学院院士何积丰在谈到物联网时也提醒产业界，物联网刚刚起步，对其期望值不要太高，实际上产业界对物联网领域，从技术和体制上都还没完全做好准备。
何积丰建议，物联网产业在上项目的时候要考虑“先民生后重大基础设施”，在“十二五”规划中一个重要的元素是关注民生，他建议在无锡先做一些跟民生相关的项目，如教育、医疗试点等。
除了要撬动资本市场外，国家在整个物联网产业的发展中也起着重要的作用，包括早期的示范及推动、行业标准及法则法规的确定，特别是在营造良性竞争环境、降低产品成本方面，从国家层面的协调与布局将起到很大的作用。

今年8月，中国传感网国际创新园在太湖国际科技园内建成启用，中国物联网研究发展中心等多个研发中心成为首批入驻单位。
“2010中国国际物联网(传感网)博览会”掠影
2010中国国际物联网(传感网)博览会以“感知科技、感知未来”为主题，围绕信息的感知、传输、处理、应用四大核心领域，集中展示物联网产业链各个关键环节的国内外新技术、新产品、新装备、新工艺和新的解决方案，突出展示物联网在工业、农业、电力、交通、物流、环保、水利、安保、家居、教育、医疗、园区等12个领域应用所带来的高品质生活、高效率管理和高科技网络。博览会展示总面积15000平方米，参展及出席单位包括中国移动、中国联通、中国电信、IBM、微软、华为、航天信息、清华同方、大唐电信、CETC、东软集团、国网信通、美新半导体、长电科技、华润微电子等众多业内知名企业，共200多家来自世界各地的物联网产业链企业参加了展览。参展企业涵盖了产业链上游的芯片和传感器制造商，中游的应用设备提供商、软件与系统集成商、软件与应用开发商，以及下游的海量数据处理和信息管理服务提供商。

物联网疫苗冷链运输车。要使民众用上放心安全的疫苗，疫苗冷链运输环节至关重要。近期，宁波凯福莱特种汽车有限公司正式推出了历时三年研发的我国首款物联网疫苗冷链运输车。在疫苗运输前能预先了解冷藏车状态，对运输的整个过程实时监控、记录，避免车辆内冷冻机组、箱体密封问题引起的故障。该特种车实现了疫苗运输工具的智能化、感知化、网络化，使传统的冷藏车变成了具有物联网功能的专业网络信息终端。

平安城市。联通结合WCDMA网络和视频终端采集系统，利用现代信息通信技术，提供公共场所以及重要场所的视频监控、移动执法等多种综合管理信息服务，系统前端数据通过视频监控系统采集并传输到市、区监督指挥调度中心，实时监控并对紧急事件做出快速响应和应对，防范和处理危害城市公共安全的行为。

食品溯源。消费者只要用手机拍摄食品包装标签上的二维码，就可查询到相关食品的原材料和生产程序等，这种产品可溯源功能大大方便了消费者，为消费者放心消费提供了保障。

感知健康。无锡矽丰展示的基于物联网和云服务技术的感知健康体验中心及健康管理服务平台，用以达到提高人们健康水平的目的。

瑞孚特感知停车。车辆电子标签技术为保安、停车及进出管理提供独立、不间断的系统设备，可以实现对商业区及社区的方便管理，确保只有经过许可的车辆进入。系统还可以提供车辆定期出入及停车费用管理数据。掌握车辆动态情况，分析车辆运行规律，采取有效防范措施，实现车辆调度派遣无纸化、进出场区识别自动化。

物联网比特实验室。无锡爱睿芯电子有限公司把目光放在了物联网教育市场。实验室主要面向青少年开展物联网方面的宣传、培训和体验等活动。通过数字化的实验、积木化的游戏、个性化的作业和整合化的展示等方式，使学生在互动式、体验式的快乐氛围中，找到适合自己特点的发展方向，更快地接受最新的科技知识，锻炼自主学习的能力。

如今全 社会 对5G的商用前景十分关注，但其应用还需要大量的基础设施建设，特别是基站。而遍布城市的智慧路灯可成为5G的微基站及智慧城市载体。

10日，由广州中国科学院软件应用技术研究所主办的“万物互联使能-云网端一体化多场景应用实践”分论坛，在广州琶洲国际会议中心举行的“广州国际照明展览会”上举行。中科院广州软件所常务副所长袁峰博士这样向媒体介绍。

袁峰博士十分看好智慧路灯的发展趋势。他认为，随着5G技术的成熟和云网端一体化的健全，物联网万物互联的时代已然到来。如零延时高清画面、即时数据分析等大容量、低延时的网络输送，都将变得简单易得。而城市中的智慧路灯，既可以发展智慧照明的功能，又可以跨界智慧城市，成为物联网基础设施的载体。

他介绍，广州软件所已经做到将5G基站、WiFi、气象监测点、井盖监测点、显示屏、电动车充电桩和报警桩集于路灯杆一身，甚至还有更加广阔的应用空间。他们与有关部门合作，已经在广州珠江新城建成示范点，证实技术达到应用的水平。

据了解，广州软件所及其成果转化的合作伙伴----中科智城软件有限公司，正在助推一场技术变革，先后建设了国内首个区级的智慧城市物联网统一管理平台、首个接入三种以上不同厂商照明管理系统的市政道路统一监管平台以及首个万级NB-IoT智慧路灯管理系统等代表项目，已是国内外的行业技术风向标。 这种智慧城市物联网综合管理平台，已在国内外近百个地区得到应用。

通讯员马学涛

校对居伟强

作者 祁雷

来源 南方报业传媒集团南方+客户端

摘 要：对物联网的技术信息进行了综合分析，介绍了物联网的起源、基本概念、国内外的研究现状和应用现状，讨论了物联网的体系结构、感知及终端技术、物联网的安全、智能化等关键技术，最后结合中国物联网的发展及产业现状，提出了物联网的应用与技术建议。
关键词：物联网(IOT)；射频识别(RFID)；网络应用；关键技术
中图分类号：TP3934 文献标识码：A 文章编号：2095-1302(2012)08-0078-03
Features and application of Internet of Things
MA Yin
(Jiangsu College of Information Technology, Wuxi 214153, China)
Abstract: A comprehensive analysis of Internet of Things (IOT) is made The origin and basic concepts of IOT is presented firstly The current research on IOT at homeland and abroad and application of IOT are introduced secondly The key techniques of IOT such as the architecture, perception and terminal technology, security of IOT and intelligence are discussed in detail Combined with the development and current industry situation, the suggestions about IOT application and technical improvement are made finally
Keywords: Internet of Things (IOT); Radio Frequency Identification (RFID); Internet application; key technique
0 引 言
随着信息技术的发展，智能化管理与服务也得到快速发展，物联网正是在这样的条件下发展起来的新兴产业。物联网是以感知为核心的物物互联的综合信息系统，其发展将促进传统生产、生活方式向着现代智能化的方式转变，可大大提高生产力和社会运行效率，提升人们的生活质量。物联网是继计算机、互联网之后，世界信息产业的第3次革命。
早在1995年，比尔·盖茨在《未来之路》中就已经提及物物互联的概念，但受限于当时无线网络、硬件及传感设备的发展情况而未引起重视。1998年，美国麻省理工学院(MIT)创造性地提出了当时被称为EPC系统的物联网构想。1999年，在建立物品编码、RFID技术和物联网的基础上，美国Auto-ID中心首先提出“万物皆可通过网络互联”，从此阐明了物联网的基本含义[1]。
物联网的基本思想产生于上世纪末，但近年来，随着信息技术的发展，物联网才真正引起人们的关注。2005年，在信息社会世界峰会(WSIS)上，国际电信联盟(ITU)发布了《ITU互联网报告2005：物联网》[2]。《报告》指出，无所不在的“物联网”通信时代即将来临：通过一些关键技术，用互联网将世界上的物体都连接在一起，使世界万物都可以上网，世界上所有物体都可以通过互联网主动进行信息交换。射频识别技术(RFID)、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术和机器人技术等将得到更加广泛的应用。欧洲智能系统集成技术平台(EPOSS)于2008年在《物联网2020》[3]报告中分析预测了未来物联网的发展主要经历四个阶段：2010年之前广泛应用于物流、零售和制药等领域；2010—2015年实现物与物之间的互联；2015—2020年进入半智能化阶段；2020年之后实现全智能化。目前，物联网的产业发展和应用正在由第一阶段向第二阶段过渡期，物物互联的应用范围不断扩大。RFID 在欧美国家已具有成熟的产业链，这些国家主要将RFID 技术应用于交通、车辆管理、身份识别、生产线自动化控制、仓储管理及物资跟踪等领域。我国目前的物联网虽然只有小规模应用，但物联网的战略性新兴产业地位已经明确。
1 物联网关键技术及特点
物联网是一个基于互联网、传统电信网等信息载体，让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。它具有普通对象设备化、自治终端互联化和普适服务智能化的重要特征。物联网是一种复杂多样的综合网络系统，根据信息生成、传输、处理和应用过程，可以把物联网分为感知识别层、网络构建层、管理服务层和综合应用层。
11 感知识别层
感知识别层由大量具有感知和识别功能的设备组成，可以部署于世界任何地方、任何环境之中，被感知和识别的对象也不受限制。感知识别技术是物联网的核心技术，是联系物理世界和信息世界的纽带，主要作用是感知和识别物体，采集并捕获信息。关键技术不仅包括射频识别技术、无线传感器等信息自动生成设备，也包括各种智能电子产品用来人工信息生成，主要是感知和识别设备的功耗、物体标签信息的浓缩和写入、物体信息代码的分类匹配等。近年来，各类可联网的电子产品层出不穷，智能手机、个人数字助理(PDA)、多媒体播放器、上网本、笔记本、平板电脑等迅速普及，人们可以随时随地接入互联网，分享信息。信息生成方式的多样化是物联网区别于其他网络的重要特征。
12 网络构建层
网络构建层主要是将感知识别层数据接入互联网。互联网及下一代互联网(包含IPv6技术)是物联网的核心网络。
各种无线网络可提供随时随地的网络接入服务。各种不同类型的无线网络合力提供便捷的网络接入，是实现物物互联的重要基础设施。无线个域网包括蓝牙技术(802151标准)、ZigBee技术(802154标准)，无线局域网包括现在广为流行的Wi-Fi技术(80211标准)，无线城域网包括现有的WiMAX技术(80216标准)，无线广域网包括现有移动通信网络及其演进技术(3G、4G通信技术)。

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