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1、 物联网报告1. 物联网的定义物联网（The Internet of things）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连接起来， 进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网的概念是在 1999 年提出的。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品与物品之间，进行信息交换和 通讯。物联网就是把传感器装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气
2、管道以及家用电器等各种真实物体上，通过互联网联接起来，进而运行特定的程序，达到远程控制或者实现物与物的直接通信。物联网，即通过装置在各类物体上的射频识别(RFID)，传感器、二维码等，经过接口与无线网络相连，从而给物体赋予“智能”，实现人与物体的沟通和对话，也可以实现物体与物体互相间的沟通和对话，这种将物体联接起来的网络被称为“物联网”。物联网一般为无线网，由于每个人周围的设备可以达到一千至五千个，所以物联网可能要包含 500 亿至一千万亿个物体，在物联网上，每个人都可以应用电子标签将真实的物体上网联结，从一瓶酸奶到一架飞机，在物联网上都可以查找出它们的具体位置，即使在地球的另一边。通过物联网
3、可以用中心计算机对机器、设备、人员进行集中管理、控制，也可以对家庭设备、汽车进行遥控，以及查找位置防止物品被盗等各种应用。2物联网的简单示意图3国内外物联网的发展状况：国外： 1999 年 MIT Sanjey Sarma 和 David Brock 提出EPC（Electronic Product Code）概念 2003 年国际物品编码协会（EAN）和美国统一代码协会（UCC）联合收购了 EPC 技术，成立了 EPC-global 推广EPC 技术；原来的 Auto-ID 中心更名为 Auto-ID 实验室。目前有 7 所大学是 Auto-ID 实验室成员，包括中国的复旦大学。 2005
4、年 ITU 发布了 IOT 报告； 2006 年欧洲开始采用 EPC 标准； 2009 年 1 月 23 日：IBM Smart IoTnet，奥巴马针对 IBM首席执行官彭明盛首次提出“智慧的地球”这一概念,做出回应：物联网技术美国在 21 世纪保持和夺回竞争优势的方式 2009 年 9 月：Internet of Things An action plan for Europe 欧盟行动计划国内： 2004 年 4 月 22 日 EPC-global China 正式成立； 2006 年 6 月 9 日中国射频识别(RFID)技术政策白皮书正式发布。 2009 年 8 月 7 日：温家宝考
5、察中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心。强调“在传感网发展中，要早一点谋划未来，早一点攻破核心技术，把传感系统和 3G 中的 TD 技术结合起来”。 4.物联网包含的技术物联网的关键技术主要包括：无线射频识别技术（RFID） 、RFID 电子标签等。无线射频识别是一种非接触式的自动识别技术。具体的工作原理如下：当装有电子标签的物体接近微波天线时，阅读器受控发出微波查询信号。安装在物体表面的电子标签收到经微波无线发出的查询信号后，根据查询信号中的命令要求，将标签中的数据信息反射回微波天线。微波天线接受到电子标签反射回的微波合成信号后，经阅读器内部微处理器处即可将电子标签的识别代码等信息分离出
6、来。这些识别信息作为物体的特征数据被传送到控制计算机作进一步的处理，从而完成于物体有关的信息查询、统计、管理等应用。整个识别工作无需人工干预，可用于各种恶劣环境。RFID 技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，并且阅读器能自行判断RFID 标签是否被重复读取处理。RFID 系统一般有阅读器、应答器（标签）和应用系统三部分组成，通过电波在响应媒介和询问媒介传递信息。阅读器，一般是一台内含天线和芯片解码器的阅读（有时还可以写入）设备，可设计为手持式或者固定式；阅读器可无接触地读取并识别电子标签总所保存的电子数据，从而达到自动识别物体的目的。通常阅读器与电脑相连，所读取的标签信息被传送到电脑上
7、进行下一步处理。应用系统，一般是有计算机支撑的有线或无线管理系统。视不同应用要求，对于实时的智能型控制器，不一定必须要有后台应用系统。标签，主要是射频标签，相应端内含天线，与阅读器组成所谓的“雷达收发机” ，以卡、标签等形式存在。它使得每一个物体实体都具有唯一的标识。与传统条码技术相比，有以下几个方面的优点：（1）唯一标识。条形码只能识别一类产品，而无法识别单品，因此条码容易伪造。RFID 却可以为单品提供唯一标识；（2）读取方便。条形码是扫描仪必须“看见”条码才能读取它，表明人们通常必须将条码对准扫描仪才有效。射频标签只要在识读器的读取范围内就可以了，甚至可以穿过外包装进行识别。这大大减少了
8、人的参与，提高了识别效率。（3）长寿耐用。纸质条码容易破损和受污染。而 RFID 电子标签可以应用于粉尘、油污等高污染环境和放射性环境。（4）动态更改。条码信息一旦需要更改就必须重贴，而 RFID电子标签中的信息可以编辑，便于更新。（5）可扩展性。RFID 电子标签存储的是电子数据，在需要的时候可以改变其中的编码结构，便于升级。（6）RFID 电子标签可以设置密码，保密性强。整体的 EPC 网络操作依赖于 RFID 系统和网络应用系统的介入，使产品信息有效传播。安装在不同需求链的解读器可以读取标签中储存的产品数据。因此供应链数据可以通过网络及时地检查、更新或者交换信息。在由 EPC 标签、识读
9、器、Savant 服务器、Internet、ONS 服务器、PML 服务器以及众多数据库组成的实物互联网中，识读器读出的 EPC 只是一个信息参考（指针） ，由这个信息参考从 Internet找到 IP 地址并获取该地址中存放的相关物品信息，并采用分布式Savant 软件系统处理和管理由识读器读取的一连串 EPC 信息。由于在标签上只有一个 EPC 代码，计算机需要与该 EPC 匹配的其他信息，这就需要 ONS 来提供一种自动化的网络数据库服务，Savant 将 EPC 传给 ONS，ONS 指示 Savant 到一个保存着产品文件的 PML 服务器查找，该文件可由 Savant 复制，因而文
10、件中的产品信息就能传到供应链上。RFID + WSN + Internet IdentificationDetect Changes Data Transportation5.物联网的应用物联网技术的应用可以使电子商务变得更强大，它使消费者可以在网上找到任何一家商店的任一件物品，选择起来得心应手。在物流领域，RFID 电子标签可以应用于自动仓库储存管理、产品物流跟踪、供应链自动管理、产品管理、产品装配和生产管理、产品防伪等多个方面。射频识别（RFID）装置、红外感应器、全球定位系统等装置与互联网结合起来形成的一个巨大网络，让所有物品都能远端感知和控制，并与现实网络连接，形成一个更加智慧的生产生
11、活体系。国外 RFID 技术应用起步较早，技术相对成熟，而我国 RFID技术应用状况还处于初级阶段，但近年来我国对于 RFID 技术的开发业加快了步伐，RFID 的应用也越来越多。射频识别技术被广泛应用于工业、商业、智能交通运输系统等领域如：高速公路自动收费系统；停车场管理系统；货物的生产、仓储、配送、销售等环节；电子钱包；动物的跟踪与管理等。 2008 年的北京奥运会第一次使用 RFID 技术来进行门票防伪，不仅防止假票的出现，还具有验证方便、保密性强，网络要求不高，防磁、防静电、抗干扰性强等优点。在食品安全问题上，也采用了RFID 电子标签，对全部食品进行全程监控，保证了与会者的健康安全饮
12、食。2009 年我国的天津港利用 RFID 技术改造集装箱陆运流程，改善集装箱作业环节，实现集装箱数据的自动采集，车辆通过卡口的时问缩短将 50以上；上海港应用 RFID 技术，建设全球物流实时在线监控与服务平台，实时记录集装箱运输中箱、货、流的信息，运输全过程的安全信息，以提高集装箱物流的透明度、效率和安全性，提升集装箱物流的整体水平。2010 年上海世博会的门票是全部采用 RFID 技术的手机票，每张票上记录着参观者的相关信息，并能以无线方式与遍布园区的传感器进行信息交换，使管理者能迅速清晰地了解园区内的相应情况，并及时作出调整。参观者进入园区只需将自己的手机卡换成RFIDSIM 卡，将手
13、机放在手机票的感应区 (阅读器 )即可自动完成验票过程；手机票不但可以在世博园区内购买各种商品，还可利用手机票在上海各地铁站乘坐地铁，因为在上海的世博园区和各地铁站都安装了 RFIDSIM 卡的阅读器，这样就可方便快速的完成付费和验票过程。“2010 中国移动支付产业论坛”在北京的举办，以及各大城市手机支付试点的全面铺开，手机支付应用也在逐步进入大众生活。手机支付只是 RFID 的一个基础应用，RFID 将支撑整个物联网产业从虚幻的概念到切实的应用。 中国移动开发的一整套拥有自主知识产权的机器到机器通信（M2M）解决方案，成为我国物联网应用的主要形式，已在智能楼宇、路灯监控、动物溯源、手机钱包
14、、环境监测等方面得到了广泛的应用。2009 年底 TD-SCDMA 客户数超过 500 万。这些都为物联网应用提供了良好基础。 6.物联网的未来发展与面临的问题：现代物联网发展越来越趋向于精细化，比如提高了数据采集的实时性和准确性，提高了城市管理、工业管理和操作管理的效率和精确程度。其次物联网发展也更加智能化、管理方式也更加简单。目前全球物联网的发展涉及到医疗、机器制造、消费品制造、节能环保产、电子支付、农业控制、交通、教育等方面。其中最具代表性是美国 IBM 提出的智慧地球、欧盟：i-2010、日本：i-JAPAN。美国“IBM 智慧地球”战略(Smart Planet)就是把感应器嵌入和装
15、备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，并且被普遍链接，形成所谓“物联网” ，然后将“物联网”与现有的互联网整合起来，实现人类社会与物理系统的整合。IBM 智慧地球遵守的是更透彻的感知+更全面的互联互通+更深入化的智能=智慧地球。日本的“i-Japan”战略是日本政府在 2009 年制定到 2015 年的一项长期信息技术发展战略，旨在实现以人为本的“安心且充满活力的数字化社会” ，让数字信息技术如同空气和水一样融入每一个角落。i-Japan 的执行目标聚焦在政府、医院和学校，通过公共服务的应用带动其他产业。不管是智慧地球还是 i-Japan 战略，物联网是
16、信息产业与互联网产业结合的必然产物，也是未来一个重要的发展趋势。建设中国物联网有三大任务：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、物联网的发展；三是尽快建立中国的传感信息中心。我们都知道物联网可以分为感知层、传输层(网络层)和应用层。而这三层都需要不同的技术支持。首先感知层是整个物联网应用的基础，需要的技术有RFID、条码、定位技术、通信芯片、传感技术等。而传输层就是物联网的成功运作的保障，它涉及到的技术就包括IPV4/IPV6、3G/LTE、自组织网络、WiFi 无线网络、WiMax 等。最后应用层就是体现整个物联网的实际能力了。物联网的可应用范围非常广泛，不管是公共管理和服务业，还是像精细农业、工业监测、智能电网等这类行业都是物联网未来需要拓广的领域。物联网其中一个很重要的技术就是传感技术，而全球研发传感器结构有数千家。目前美国的传感器产业基础资源丰富，主要应用于汽车、航空航天、工业计算及其他电子器械。日
