关于物联网关键技术及其应用前景的研究

摘　要：继计算机、互联网之后，物联网技术带来了第三次世界范围内的信息产业浪潮，越来越成为全球各领域关注的焦点。本文从物联网的概念、基本特征、发展过程及现状出发，对其关键技术进行了分析，并在此基础上讨论了物联网技术的应用前景，以及该技术进一步发展的过程中必须解决的问题。

关键词：物联网；关键技术；应用前景
1 物联网技术概述
1.1 物联网的概念及特征
　　物联网作为未来网络的整合部分，是在互联网基础上的延伸和扩展。物联网技术主要指通过射频识别（RFID）等信息传感设备，按照标准、互通的网络协议，将任何物品与互联网相连接，并将所有实物与虚拟物品代以特定的编码，通过智能界面进行信息的共享，以实现对物品的识别、定位、跟踪、监控等一系列管理工作。从广义上来讲，物联网是信息化在人类社会综合应用的更高水平，通过物与人、物与物之间的高效信息交互，实现物理空间与信息网络的融合。物联网技术具有捕获、传输、处理以及施效等主要功能，其特征在于可以通过射频识别、红外传感器等设备随时随地对物体进行感知与测量，并将这些信息连接至通信网络进行交互和共享，并利用各种智能计算技术，对海量的感知信息与数据进行分析和处理，最终实现决策与控制的智能化。
1.2 物联网的发展过程与应用现状
　　物联网的基本思想出现于20世纪90年代末，在2005年信息社会世界峰会上，国际电信联盟（ITU）正式提出了“物联网”的概念。ITU指出，无所不在的“物联网”通信时代，通过将各种各样的日常用品中嵌入一种短距离的移动收发器，信息空间的概念将从人与人之间的联系拓展到随时随地的人与物、物与物的交流与沟通。近年来，飞速发展的物联网技术已经开始被运用到全球的各个领域中，在制造业、零售业以及物流等传统领域，物联网的智能化信息交换提高了生产效率，缩短了工作周期，降低了人工成本；而随着物联网技术的不断成熟，其传感手段也逐渐运用于市场管理、能源产业甚至反恐领域中。美国、欧盟等多个国家和地区还在广泛应用物联网技术的同时开展了一系列的创新性工作，开放、透明的物联网标准开始形成，确保了管理机构对其控管责任的履行。中国对物联网技术的研究起步较早，并将相关人才的培养工作上升到了国家发展战略的高度，在物联网的研发和实践上，均具有较高的能力和技术优势，已成为国际物联网标准制定的主导国之一。
2 物联网的关键技术研究
2.1 射频识别技术
　　作为物联网最关键的技术之一，典型的射频识别系统由RFID电子标签、读写器和信息处理系统组成。当带有电子标签的物品通过特定的信息读写器时，无线电波可将标签中携带的信息传送到读写器以及信息处理系统，完成自动采集，实现物品的高效化管理。每个射频识别标签仅有惟一的识别码，而当RFID产品使用不同的标准时，物品的识别就受到了限制。目前可供射频卡使用的标准有ISO14443、ISO10536、ISO15693和ISO18000等几种，其中应用最多的当属ISO14443与ISO15693。
2.2 传感技术
　　传感技术依赖于传感器及传感器网络的协作感知，对网络覆盖区域中被感知对象的信息进行采集和处理。传感器是指能感知被测指标并将其按照一定的规律转换成可用信号的设备，其应用领域非常广泛，包括工业生产自动化、国防现代化及能源开发和航空技术等。传感器网络综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等，采用系统发展模式，能通过各类集成化的微型传感器协作进行实时监测、采集和处理各种环境及监测对象的信息，并通过随机自组织无线通信网络以多跳（multi-hop）中继方式将信息传送到用户终端，具有高效、高稳定性等技术特点。
2.3 网络通信技术
　　作为为物联网提供信息传递和服务支撑的基础通道，如何通过增强现有网络通信技术的专业性与互联功能，适应物联网低移动性、低数据率的业务需求，实现信息安全、可靠的传送，是当前物联网研究的一个重点。传感器网络通讯技术主要包括广域网络通信和近距离通信等两个方面，广域方面主要包括IP互联网、2G/3G移动通信、卫星通信等技术，而以iIPv6为核心的新互联网的发展，更为物联网的提供了高效的传送通道；在近距离方面，目前的主流则是以IEEE 802.15.4为代表的近距离通信技术。
2.4 其他技术
　　除上述内容外，针对海量信息的计算能力和服务技术也为物联网提供了核心支持，并最终体现出物联网的功效与价值。而测量分析、网络监控、安全保障等管理技术也是保证大规模、多元化的物联网实现其服务水平的重要基础。
3 当前物联网面临的问题及其发展方向
　　物联网建设是信息社会发展的趋势，随着其研究成果的不断涌现，必将带来新一轮的信息产业革命。然而，我们也要看到当前的物联网技术还处于起步阶段，存在着相关标准不统一、RFID系统的安全性有待加强等这样那样的问题，因此必须采取相关措施，在推广标准化的同时，根据不同领域的具体应用特点，构建各个行业的应用标准，并加快物联网与电信产业、3G技术的融合，从国家战略层面展开研究，力求在关键技术与业务应用上取得飞跃性的突破。
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