物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)及其發(fā)展
摘要 闡述了物聯(lián)網(wǎng)的概念發(fā)展,給出了一種被普遍認(rèn)可的物聯(lián)網(wǎng)概念,分別辨析了泛在網(wǎng)、傳感網(wǎng)、M2M等與物聯(lián)網(wǎng)密切相關(guān)的幾個網(wǎng)絡(luò)概念,并基于已有的物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu),將幾種物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)進(jìn)行了對比,分析了物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀。
關(guān)鍵詞 物聯(lián)網(wǎng);泛在網(wǎng);傳感網(wǎng);M2M
物聯(lián)網(wǎng)作為一種全新的信息傳播方式,已經(jīng)受到越來越多的重視。人們可以讓盡可能多的物品與網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)任何時間、地點(diǎn)的連接,從而對物體進(jìn)行識別、定位、追蹤、監(jiān)控,進(jìn)而形成智能化的解決方案,這就是物聯(lián)網(wǎng)帶給人們的生活方式。
1 物聯(lián)網(wǎng)的概念及其外延
1.1 物聯(lián)網(wǎng)的概念
物聯(lián)網(wǎng)的概念,于1999年由麻省理工學(xué)院Auto-ID研究中心提出,它是把所有物品通過射頻識別等信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來,實(shí)現(xiàn)智能化的識別和管理。受制于當(dāng)時的技術(shù)發(fā)展,人們在考慮將物體連接起來的技術(shù)時,除了射頻識別技術(shù)外,沒有更多的其他方法,目前看來,這顯然是不能接受的。2005年,ITU-T發(fā)布了《ITU互聯(lián)網(wǎng)報告2005:物聯(lián)網(wǎng)》,對“物聯(lián)網(wǎng)”涵義進(jìn)行了擴(kuò)展,報告分別從物聯(lián)網(wǎng)的概念、涉及到的技術(shù)、潛在的市場、面臨的挑戰(zhàn)、世界的發(fā)展機(jī)遇和未來的生活展望6大方面進(jìn)行了闡述,報告以這樣的形式闡述了物聯(lián)網(wǎng)的概念:信息世界和通訊技術(shù)已經(jīng)有了新的維度:任何人、任何物體,都能夠在任何時間、任何地點(diǎn)以多種多樣的形式連接起來,從而創(chuàng)建出一個新的動態(tài)的網(wǎng)絡(luò)——物聯(lián)網(wǎng)。
除了上述兩種物聯(lián)網(wǎng)概念外,現(xiàn)在普遍接受的物聯(lián)網(wǎng)概念是指通過信息傳感設(shè)備,運(yùn)用射頻識別(Radio Frequency Identification,RFID)、紅外感應(yīng)、全球定位系統(tǒng)(GPS)、激光掃描等技術(shù),按照約定的協(xié)議,把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來,進(jìn)行信息交換和通訊,以實(shí)現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò),它是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò),其中,全面感知、可靠傳遞、智能處理,是物聯(lián)網(wǎng)的3大特征。
1.2 物聯(lián)網(wǎng)的外延
要理解物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵,除了對物聯(lián)網(wǎng)的概念有所了解外,還必須清楚傳感網(wǎng)、泛在網(wǎng)、M2M、因特網(wǎng)、移動網(wǎng)等與物聯(lián)網(wǎng)密切相關(guān)的概念,圖1給出了這幾種概念之間的關(guān)系,其中陰影部分為物聯(lián)網(wǎng)的范疇。
泛在網(wǎng)也被稱作無所不在的網(wǎng)絡(luò),包括3個層次的內(nèi)容:(1)無所不在的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。(2)無所不在的終端單元。(3)無所不在的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。其將4A作為主要特征,即可以實(shí)現(xiàn)在任何時間(Anytime)、任何地點(diǎn)(Anywhere),任何人(Anyone)、任何物(Anything)都能方便地通信;傳感網(wǎng),一般指無線傳感器網(wǎng)絡(luò)WSN(Wireless Sensor Network),是指隨機(jī)分布的集成有傳感器、數(shù)據(jù)處理單元和通信單元的微小節(jié)點(diǎn),通過自組織的方式構(gòu)成的無線網(wǎng)絡(luò)。傳感網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)的最大區(qū)別就在于傳感網(wǎng)不強(qiáng)調(diào)對物體的標(biāo)識,僅僅感知到信號,但并不一定明確標(biāo)識出是眾多被感知物體中的哪一個;M2M是指“機(jī)器對機(jī)器通信(Machine to Machine)”,作為實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)最常見、最普遍,也是最具有可行性的方法,M2M的應(yīng)用幾乎涵蓋了各行各業(yè),其在現(xiàn)階段以及以后相當(dāng)長的一段時間內(nèi),都將是物聯(lián)網(wǎng)研究和應(yīng)用的主力軍。
從本質(zhì)上講,泛在網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、傳感網(wǎng)、M2M實(shí)際上表達(dá)的是同一個思想,即將信息交互從人與人之間擴(kuò)大到人與物、物與物之間,從而實(shí)現(xiàn)通信應(yīng)用范疇的極大擴(kuò)展,以“信息化、智能化”改變?nèi)藗兊纳罘绞?。之所以會產(chǎn)生概念表述的不同,是由于其出發(fā)角度的不同。泛在網(wǎng)主要以人為主體,通過泛在的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成、泛在計算以及泛在的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用滿足人們的各種需求;傳感網(wǎng)重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)對于信息的感知,通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、處理、融合和路由完成對于各種具體應(yīng)用的數(shù)據(jù)支持;M2M則主要關(guān)注節(jié)點(diǎn)之間的通信,通過節(jié)點(diǎn)之間的信息交流,使機(jī)器設(shè)備不再是信息孤島,實(shí)現(xiàn)對設(shè)備和資產(chǎn)有效地監(jiān)控與管理。對于泛在網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、傳感網(wǎng)、M2M之間的關(guān)系,應(yīng)以辯證的方法認(rèn)識到,其內(nèi)涵是在不斷變化的。
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