物联网关键技术

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1、物联网关键技术 物联网的产业链可细分为标识、感知、信息传送和数据处理这 4 个环节，其中的核心技术主 要包括射频识别技术，传感技术，网络与通信技术和数据的挖掘与融合技术等。(1) 射频识别技术。RFID 技术是一种无接触的自动识别技术，利用射频信号及其空间耦合传输特性，实现 对静态或移动待识别物体的自动识别，用于对采集点的信息进行“标准化”标识。鉴于 RFID 技术可实现无接触的自动识别，全天候、识别穿透能力强、无接触磨损，可同时实现对多个 物品的自动识别等诸多特点，将这一技术应用到物联网领域，使其与互联网、通信技术相结 合，可实现全球范围内物品的跟踪与信息的共享，在物联网“识别”信息和近程通

2、讯的层面 中，起着至关重要的作用。另一方面，产品电子代码(EPC)采用RFID电子标签技术作为载体， 大大推动了物联网发展和应用。从分类上看，RFID技术根据电子标签工作频率的不同通常可分为低频系统(125kHz、 134.2kHz)，高频系统(13.56MHz)，超高频(860MHz-960MHz)和微波系统(2.45GHz、5.8GHz) 等。低频和高频系统的特点是阅读距离短、阅读天线方向性不强等，其中，高频系统的通讯 速度也较慢。两种不同频率的系统均采用电感耦合原理实现能量传递和数据交换，主要用于 短距离、低成本的应用中。超高频、微波系统的标签采用电磁后向散射耦合原理进行数据交换，阅读距

3、离较远(可 达十几米)，适应物体高速运动，性能好；阅读天线及电子标签天线均有较强的方向性，但 该系统标签和读写器成本都比较高。根据电子标签供电方式的不同，电子标签又可分为无源标签(Passive Tag)、半有源标签 (Semi-Passive Tag)和有源标签(Active Tag)三种。无源电子标签不含电池，它接收到读写器发出的微波信号后，利用读写器发射的电磁波提供 能量，无源标签一般免维护，重量轻、体积小、寿命长、较便宜，但其阅读距离受到读写器 发射能量和标签芯片功能等因素限制；半有源标签内带有电池，但电池仅为标签内需维持数据的电路或远距离工作时供电，电池能 量消耗很少；有源标签工作所

4、需的能量全部由标签内部电池供应，且它可用自身的射频能量主动发送数据 给读写器，阅读距离很远(可达 30 米)，但寿命有限，价格昂贵。在未来的几年中， RFID 技术将继续保持高速发展的势头。电子标签、读写器、系统集 成软件、公共服务体系、标准化等方面都将取得新的进展。随着关键技术的不断进步， RFID 产品的种类将越来越丰富，应用和衍生的增值服务也将越来越广泛。RFID 芯片设计与制造技术的发展趋势是芯片功耗更低，作用距离更远，读写速度与可靠性 更高，成本不断降低。芯片技术将与应用系统整体解决方案紧密结合。标签封装技术将和印 刷、造纸、包装等技术结合，导电油墨印制的低成本标签天线、低成本封装技

5、术将促进 RFID 标签的大规模生产，并成为未来一段时间内决定产业发展速度的关键因素之一。读写器设计 与制造的发展趋势是读写器将向多功能、多接口、多制式、并向模块化、小型化、便携式、 嵌入式方向发展。同时，多读写器协调与组网技术将成为未来发展方向之一。RFID 技术与条码、生物识别等自动识别技术，以及与互联网、通信、传感网络等信息 技术融合，构筑一个无所不在的网络环境。海量RFID信息处理、传输和安全对RFID的系统 集成和应用技术提出了新的挑战。 RFID 系统集成软件将向嵌入式、智能化、可重组方向发 展，通过构建RFID公共服务体系，将使RFID信息资源的组织、管理和利用更为深入和广泛。(

6、2) 传感器技术。信息采集是物联网的基础，而目前的信息采集主要是通过传感器、传感节 点和电子标签等方式完成的。传感器作为一种检测装置，作为摄取信息的关键器件，由于其 所在的环境通常比较恶劣，因此物联网对传感器技术提出了较高的要求。一是其感受信息的 能力，二是传感器自身的智能化和网络化，传感器技术在这两方面应当实现发展与突破。将传感器应用于物联网中可以构成无线自治网络，这种传感器网络技术综合了传感器技术、 纳米嵌入技术、分布式信息处理技术、无线通讯技术等，使各类能够嵌入到任何物体的集成 化微型传感器协作进行待测数据的实时监测、采集，并将这些信息以无线的方式发送给观测 者，从而实现“泛在”传感。在

7、传感器网络中，传感节点具有端节点和路由的功能：首先是 实现数据的采集和处理，其次是实现数据的融合和路由，综合本身采集的数据和收到的其他 节点发送的数据，转发到其他网关节点。传感节点的好坏会直接影响到整个传感器网络的正 常运转和功能健全。(3) 网络和通信技术。物联网的实现涉及到近程通讯技术和远程运输技术。近程通讯技术涉 及 RFID ，蓝牙等，远程运输技术涉及互联网的组网、网关等技术。作为为物联网提供信息传递和服务支撑的基础通道，通过增强现有网络通信技术的专业性与 互联功能，以适应物联网低移动性、低数据率的业务需求，实现信息安全且可靠的传送，是 当前物联网研究的一个重点。传感器网络通讯技术主要

8、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iPv6为核 心的新联网的发展，更为物联网的提供户高效的传送通道；在近距离方面，当前的主流则是 以 IEEE802.15.4 为代表的近距离通信技术。M2M技术也是物联网实现的关键。与M2M可以实现技术结合的远距离连接技术有GSM、GPRS、UMTS等，WIFI、蓝牙、ZigBee、RFID和UWB等近距离连接技术也可以与之相结合， 此外还有XML和Corba，以及基于GPS、无线终端和网络的位置服务技术等。M2M可用于 安全监测、自动售货机、货物跟踪领域，应用广泛。(4) 数据的挖掘

9、与融合。从物联网的感知层到应用层，各种信息的种类和数量都成倍增加， 需要分析的数据量也成级数增加，同时还涉及到各种异构网络或多个系统之间数据的融合问 题，如何从海量的数据中及时挖掘出隐藏信息和有效数据的问题，给数据处理带来了巨大的 挑战，因此怎样合理、有效的整合、挖掘和智能处理海量的数据是物联网的难题。结合P2P、 云计算等分布式计算技术，成为解决以上难题的一个途径。云计算为物联网提供了一种新的 高效率计算模式，可通过网络按需提供动态伸缩的廉价计算，其具有相对可靠并且安全的数 据中心，同时兼有互联网服务的便利、廉价和大型机的能力，可以轻松实现不同设备间的数 据与应用共享，用户无需担心信息泄露，黑客入侵等棘手问题。云计算是信息化发展进程中 的一个里程碑，它强调信息资源的聚集、优化和动态分配，节约信息化成本并大大提高了数 据中心的效率。