物联网工程实践资料：单元03 物联网相关标准.doc

1、单元 03 物联网相关标准单元目标 掌握物联网的概念 掌握物联网的技术领域 掌握物联网研究内容 掌握物联网的相关标准学习任务任务描述要深入研究物联网的概念，必须首先了解物联网有哪些应用，为了实现丰富多彩的应用，物联网在技术上有哪些需求。本节首先列举了物联网的典型应用场景，并且在分析物联网应用需求的基础上，引出了通用的物联网的相关标准。知识准备3.1 物联网的概念物联网(Internet of Things) 的概念是在 1999 年提出的。 被定义为把所有物品通过射频识别(RFID)和条码，、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备等信息传感设备与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，

2、 以实现智能化识别、 定位、 跟踪、 监控和管理。2005 年，国际电信联盟(ITU)在The Internet of Things报告中对物联网概念进行扩展， 提出任何时刻、 任何地点、 任何物体之间的互联，无所不在的网络和无所不在计算的发展愿景。2009 年 9 月 15 日，欧盟第七框架下 RFID 和物联网研究项目簇(Cluster of EuropeanResearch Projects on The Internet Of Things：CERP-IoT)发布了物联网战略研究路线图研究报告，认为物联网是未来 Internet 的一个组成部分， 可以被定义为基于标准的和可互操作的通信

3、协议且具有自配置能力的动态的全球网络基础架构。物联网中的“物”都具有标识、物理属性和实质上的个性，使用智能接口，实现与信息网络的无缝整合。该项目簇的主要研究目的是便于欧洲内部不同 RFID 和物联网项目之间的组网;协调包括 RFID 的物联网研究活动；对专业技术、人力资源和资源进行平衡，以使得研究效果最大化;在项目之间建立协同机制。物联网有三层意思：物联网有三层意思：1 物联网的核心和基础是互联网（互联网），它是互联网的延伸和扩展；2 物联网以 RFID 系统和各种信息传感设备为前端，即利用RFID、传感器、二维条形码等技术，随时随地获取物体静态和动态的信息，结合已有的网络技术、数据库技术和中

4、间件技术等，构筑一个比互联网更为庞大的，用户端延伸和扩展到了任何物品的巨大网络，进行信息交换和通讯。3 利用能力超级强大的中心计算机群，对物联网内的人员、材料、机器、运输设备和基础设施等各种物品，实施实时的管理和控制。借助物联网，人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生活，提高资源利用率和生产力水平，改善人与自然间的关系。3.2 物联网的技术领域3.2.1 全面感知物联网最核心的特征即在对于物的特性的识别。 简单易用并有效的物体识别和动态信息的感知系统是至关重要的。射频识别(RFID)、条形码、二维码、GPS、摄像头、传感器等感知、捕获、测量的技术手段，随时随地对物体进行信息采集和获取。3.

5、2.2 可靠传递物联网要求通过各种电信网络与互联网的融合， 将物体的信息实时准确地传递出去，随时随地进行信息交互和共享。为做到这一点，需要利用和发展已有的有线与无线，近距和远距，固定与移动，窄带和宽带等各种通讯手段， 解决物体到信息采集基站， 基站到信息中心，信息中心到信息中心的信息传递问题。3.2.3 智能处理物体的信息通过网络传输到信息处理中心， 完成对物体通信信息的相关计算。利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术，对海量的跨地域、跨行业、跨部门的数据和信息进行分析处理，提升对物理世界、经济社会各种活动和变化的洞察力、实现智能化的决策和控制。3.33.3 物联网研究内容物联网研究内容主要有

6、：物联网体系结构研究、核心技术和产业化关键技术研究（RFID 关键技术和产业化研究，传感器关键技术和产业化研究）、物联网中间件关键技术研究，标准与测试关键技术。3.3.1 物联网体系架构研究实现全球物品跟踪和信息共享的物联网的体系架构目前还处于探索阶段， 比较有影响的是 Auto-ID 提出的 EPC 网， 日本 UbiquitousID Center 提出的泛在计算（Ubiquitous Computing）的概念。我国也提出了公共服务体系(PublicServiceInfrastructure, PSI)的概念，在以信息交流为中心的互联网网络体系上，增加一层以物品信息交流为中心，面向服务，

7、支持分布式应用的信息网络架构。这些体系架构是在物联网初创阶段提出的，还远远没有成熟，随着技术和应用的发展，需要深入研究，发展和完善物联网体系架构是重要的研究内容。3.3.2 RFID 关键技术和产业化研究自动识别技术能一次性读取多个标签、可多次读写、数据的记忆容量大、成本低、体积小、使用方便、可靠性高和使用寿命长等，可以在被标识的物体高速运动的情况下工作、耐受户外恶劣环境等，是物联网识别管理对象， 采集信息的主要手段， 实现物联网的关键技术。RFID 系统包括电子标签和读写器二个部份，电子标签要附着在每个待识别的物品上，使用量大，技术复杂，要求高，是物联网需研究的重要课题。在电子标签方面主要研

8、究内容包括：标签芯片设计和超低功耗电路研究；基于不同应用对象的超高频和微波频段 RFID 标签天线研究；电子标签封装技术装备开发；标签芯片的安全算法及其实现技术研究；在读写器方面重点研究：开发符合中国UHF无线频谱规范和国家空间接口标准的UHF读写器芯片；超高频（UHF）读写器核心模块的研发；固定式、可移动、手持式等多种读写器开发和产业化。3.3.3 传感器关键技术和产业化研究传感器从环境中收集数据，生成信息，记录物体物理状态改变和周围环境变化，是物联网感知和识别物体，采集和捕获信息的重要手段之一，是实现全面感知的基础。在物联网中， 主要采用无线传感技术， 传感器安装在管理对象上，然后用短程无

9、线通讯，收集传感器提供的数据，并通过网络为所有用户所共享。传感产业的产业链主要包括： 传感器制造芯片制造设备制造网络服务网络运营软件开发服务商等环节， 这些技术和设备开发是物联网研究的重要内容。传感器网络和传感器网络在技术上的突破的难点， 就是要解决：（1）更加敏感、更加全面的感知能力；（2）传感器网络无线接口；（3）传感器小型化、低功耗和低成本实现；3.3.4 物联网中间件关键技术研究物联网用的是一种面向消息的中间件，除了具有数据获取、数据解析、数据传输、错误处理等消息处理功能外，要求能支持分布式系统集成，支持多通讯协议、语言、应用程序、硬件和软件平台。目前国内的中间件产品大多处于原型阶段，性能有待提高，需要突破中间件关键技术，在下列方面开展研究工作：1RFID 读写设备的管理；2传感器网络的管理；3提供消息路由和连接功能；4协同软件集成共享数据，支持 B2B 传输协议，集成互联网网络架构；5动态平衡和数据过滤；6整合协调不同的协议和接口标准3.4 物联网的相关标准任务实训实训目的 掌握物联网的概念掌握物联网的技术领域掌握物联网的相关标准