淺談物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

1、高級計算機網(wǎng)絡(luò)主題報告淺談物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作者姓名張XX學號MPXXX提交日期 目錄第一章 緒論3第二章 物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)理論42.1物聯(lián)網(wǎng)的概念42.2物聯(lián)網(wǎng)的特點52.3物聯(lián)網(wǎng)的總體架構(gòu)與組成52.3.1感知層62.3.2網(wǎng)絡(luò)層62.3.3應(yīng)用層72.4本章小結(jié)7第三章 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)成83.1物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù)83.1.1射頻識讀器83.1.2傳感器與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)83.1.3嵌入式智能技術(shù)83.2物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)93.2.1RFID技術(shù)93.2.2EPC編碼技術(shù)103.2.3資源尋址技術(shù)103.3物聯(lián)網(wǎng)支撐技術(shù)113.3.1物聯(lián)網(wǎng)中間件技術(shù)113.3.2物聯(lián)網(wǎng)名稱解析服務(wù)技術(shù)113.3.3物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)信息服

2、務(wù)技術(shù)113.4物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)123.4.1面向服務(wù)的體系架構(gòu)123.4.2云計算123.5本章小結(jié)12總結(jié)13參考文獻14第二章 物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)理論第一章 緒論長期以來，人類對物理信息的剛性需求促使了傳感器技術(shù)不斷地發(fā)展和完善。1978年，美國軍方提出傳感網(wǎng)絡(luò)（Sensor Network）的概念。美國國防部高級研究計劃局（DARPA）也開始資助分布式傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究。但當時的研究僅局限于由若干具體無限通信能的傳感器節(jié)點自組織構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。從此，美國很多大學和企業(yè)都開始研究無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。在互聯(lián)網(wǎng)飛速發(fā)展的大背景下，傳感網(wǎng)技術(shù)及RFID技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，導(dǎo)致“泛在網(wǎng)”的概念被諸多國家所重視?！胺涸?/p>

3、網(wǎng)（Ubiquitous ）”即廣泛存在的網(wǎng)絡(luò)，它以無所不在、無所不包、無所不能為基本特征，以實現(xiàn)在任何時間、任何地點、任何人、任何物都能順暢地通信為目標。構(gòu)建“泛在網(wǎng)絡(luò)社會”，帶動信息產(chǎn)業(yè)的整體發(fā)展，已經(jīng)成為一些發(fā)達國家和城市追求的目標。M2M是指將數(shù)據(jù)從一臺終端傳送到另一臺終端，即機器與機器（Machine to Machine）的對話。但廣義上說，M2M涵蓋了所有實現(xiàn)人、機器、系統(tǒng)之間通信連接的技術(shù)和手段，即包括了：機器對機器（Machine to Machine）、人對機器（Man to Machine）、移動網(wǎng)絡(luò)對機器（Mobile to Machine）之間的連接與通信。在傳感網(wǎng)、

4、泛在網(wǎng)概念的基礎(chǔ)上，加上FRID、M2M技術(shù)的發(fā)展，人們重新思考人與物、物與物之間的信息交互和工作組織。1995年，比爾蓋茨在未來之路中首次提出“物聯(lián)網(wǎng)”的概念。受限于無線網(wǎng)絡(luò)、硬件及傳感設(shè)備的發(fā)展，當時并未引起人們的重視。直到2005年11月，“物聯(lián)網(wǎng)”的概念才被正式提出：國際電信聯(lián)盟（ITU）發(fā)布了ITU互聯(lián)網(wǎng)報告2005：物聯(lián)網(wǎng)。該報告全面、透徹分析了物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)、市場機遇與挑戰(zhàn)，并展望了物聯(lián)網(wǎng)對社會模式和人類生活的改變。2009年1月，IBM首席執(zhí)行官彭明盛提出“智慧地球”的構(gòu)想，其中物聯(lián)網(wǎng)成為“智慧地球”不可或缺的一部分。通過“互聯(lián)網(wǎng)”將“物聯(lián)網(wǎng)”整合起來，從而使人類能以更精細和

5、動態(tài)的方式管理生產(chǎn)和生活，實“智慧”狀態(tài)，形成“互聯(lián)網(wǎng)+物聯(lián)網(wǎng)=智慧的地球” 2。從宏觀層面上說，“智慧地球”的理念深化了物聯(lián)網(wǎng)的認識。同年9月15日，CERP-IOT發(fā)布的物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略研究路線圖報告中，對物聯(lián)網(wǎng)提出了新的概念。他們認為物聯(lián)網(wǎng)是未來Internet的一個組成部分，可定義為基于標準的和可互操作的通信協(xié)議且具有自配置能力的動態(tài)的全球網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)。物聯(lián)網(wǎng)中的“物”是具有標識、物理屬性和實質(zhì)上的個性。通過智能接口可實現(xiàn)與信息網(wǎng)絡(luò)的無縫整合。物聯(lián)網(wǎng)作為一個新興產(chǎn)業(yè)，物聯(lián)網(wǎng)引起了多國的廣泛關(guān)注，各國紛紛將物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提上議事日程。在國外，對物聯(lián)網(wǎng)的研究主要集中在美國、歐盟、日本、韓國等少數(shù)國

6、家，其最初的研究方向主要是條形碼、RFID等技術(shù)在商業(yè)零售、物流領(lǐng)域應(yīng)用，隨著技術(shù)的發(fā)展，今年來其研究、應(yīng)用開始拓展到環(huán)境監(jiān)測、生物醫(yī)療、智能基礎(chǔ)設(shè)施等領(lǐng)域。在美國，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)開始在軍事、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、環(huán)境監(jiān)測、建筑、醫(yī)療、空間和海洋探索等領(lǐng)域投入應(yīng)用。如美國國防部的“智能微塵”（SMART DUST）、國家科學基金會的“全球網(wǎng)絡(luò)研究環(huán)境”（GENI）等項目。物聯(lián)網(wǎng)在歐盟作為經(jīng)濟刺激計劃的一部分，除了進行大規(guī)模的研發(fā)外，歐盟物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)在智能汽車、只能建筑等領(lǐng)域進行應(yīng)用。在日本，物聯(lián)網(wǎng)包含在其提出的“泛在（Ubiquitous）”概念中，并服務(wù)于“U-Japan”戰(zhàn)略及后續(xù)的信息化戰(zhàn)略。通過這些戰(zhàn)

7、略，日本開始推廣物聯(lián)網(wǎng)在電網(wǎng)、遠程監(jiān)測、只能家居、汽車聯(lián)網(wǎng)和災(zāi)難應(yīng)對等方面的應(yīng)用。2009年10月，韓國出臺了物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)建基本規(guī)劃。提出到2012年實現(xiàn)“通過構(gòu)建世界最先進的物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施，打造未來廣播通信融合領(lǐng)域超一流信息通信技術(shù)強國”的目標，并確定了構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施、發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)、研發(fā)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、營造物聯(lián)網(wǎng)擴散環(huán)境四大領(lǐng)域、12項詳細課題3。在國內(nèi)，2009年8月溫家寶總理在視察中科院無錫物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)研究所時，對于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用也提出了一些看法和要求。自溫總理提出“感知中國”以來,物聯(lián)網(wǎng)被正式列為國家五大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一，寫入“政府工作報告”，物聯(lián)網(wǎng)在中國受到了全社會極大關(guān)注，多家高

8、校、研究機構(gòu)、企業(yè)都積極研發(fā)物聯(lián)網(wǎng)的軟、硬件。目前已形成基本齊全的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)體系，網(wǎng)絡(luò)通信相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)支持能力與國外差距相對較小，但傳感器、RFID （無線射頻技術(shù)）等感知端制造產(chǎn)業(yè)、高端軟件與集成服務(wù)與國外差距相對較大4。 第二章 物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)理論2.1物聯(lián)網(wǎng)的概念物聯(lián)網(wǎng)作為一個新興的領(lǐng)域，人們對它仍處于探索和發(fā)展的過程。對物聯(lián)網(wǎng)的定義，不同的專業(yè)，不同的技術(shù)，不同的部門，都有著不同的描述和定義。目前，普遍認可的定義是：通過射頻識別技術(shù)、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按規(guī)定的協(xié)議，將任何物品通過有線或無線方式與互聯(lián)網(wǎng)連接，進行通信和信息交換，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤

9、、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。認可的一種是：通過射頻識別技術(shù)、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按規(guī)定協(xié)議，將任何物品通過有線與無線方式與互聯(lián)網(wǎng)連接，進行通信和信息交換，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。對于物聯(lián)網(wǎng)的定義，我們可以這樣理解：一、物聯(lián)網(wǎng)是以計算機系統(tǒng)作為基礎(chǔ)和支撐，是以計算機網(wǎng)絡(luò)為核心進行延伸和擴展而成的網(wǎng)絡(luò)；二、物聯(lián)網(wǎng)的用戶端已延伸和擴展到眾多物品與物品之間。物品與物品之間進行數(shù)據(jù)交換和通信，從而實現(xiàn)許多新的系統(tǒng)功能。2.2物聯(lián)網(wǎng)的特點隨著物聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展和延伸，它已在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)概念的基礎(chǔ)上，將其用戶端延伸和擴展到任何物品與物品之間，進行信息交換和通

10、信。物聯(lián)網(wǎng)主要有以下四個特點：一、連通性。國際電信聯(lián)盟認為，“連通性”主要有三個維度：任意時間的連通性（Anytime Connection），任意地點的連通性（Any Place Connection）,任意物體的連通性（Anything Connection）。二、技術(shù)性。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展依賴眾多技術(shù)的支持，如射頻識別技術(shù)、傳感技術(shù)、納米技術(shù)、智能嵌入技術(shù)等等。它代表了未來計算與通信技術(shù)的發(fā)展趨勢。三、智能性。物聯(lián)網(wǎng)將人類所處的物質(zhì)世界最大程度的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化，使得世界中的物體能以傳感方式、智能化方式關(guān)聯(lián)起來，同時網(wǎng)絡(luò)服務(wù)也得以智能化。四、嵌入性。嵌入性主要體現(xiàn)在兩個方面：一是各種物體被嵌入到

11、人類環(huán)境中；二是物聯(lián)網(wǎng)提供的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)將被無縫地嵌入到人們的日常工作和生活中。2.3物聯(lián)網(wǎng)的總體架構(gòu)與組成從技術(shù)架構(gòu)上來看，物聯(lián)網(wǎng)可以分為三層：感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層，具體如圖2-1所示。物聯(lián)網(wǎng)各組成部分有機結(jié)合，分工協(xié)作，實現(xiàn)物與物之間的相互溝通5。圖2-1 物聯(lián)網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)2.3.1感知層物聯(lián)網(wǎng)的作用對象是由物理實體的集合構(gòu)成的物質(zhì)實體。物聯(lián)網(wǎng)的感知層就是通過對物質(zhì)實體的感知布局，實現(xiàn)對物質(zhì)實體的屬性的感知、采集，使之成為可識讀和傳輸?shù)妮d體。感知層是由實體感觸端、感觸傳輸網(wǎng)與感知工具構(gòu)成。實體感觸端是物聯(lián)網(wǎng)對物質(zhì)實體屬性信息進行直接接觸的載體。它與物質(zhì)世界緊密相連，是物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的末梢節(jié)點。感

12、觸傳輸網(wǎng)是物質(zhì)實體的屬性信息進行傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)。感知工具是將物質(zhì)實體的屬性信息轉(zhuǎn)化為可在網(wǎng)絡(luò)層進行傳輸?shù)男畔⒌墓ぞ?。目前，運用于物聯(lián)網(wǎng)感知層的技術(shù)和設(shè)備有：二維碼、RFID標簽和讀寫器、標簽和識讀器、GPS、傳感器、M2M終端、傳感器網(wǎng)絡(luò)等。在物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展過程中，感知層所追求的是更安全、更敏感的感知能力，降低功耗、成本和小型化。2.3.2網(wǎng)絡(luò)層物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層是通過相關(guān)工具和媒介對感知層所獲得信息進行匯集、處理、儲存、調(diào)用、傳輸。其中，匯集工具是將感知層采集終端的信息進行集中，并接入物聯(lián)網(wǎng)的傳輸體系；處理工具負責對傳輸信息進行選擇，糾正，以及轉(zhuǎn)化等處理工作；存儲工具主要負責對信息進行存儲；調(diào)用工具是

13、以某種方式實現(xiàn)對感知信息進行準確調(diào)用；傳輸工具是指通過用可傳遞感知信息的傳輸介質(zhì)構(gòu)建傳輸網(wǎng)絡(luò)，是感知信息傳遞到物聯(lián)網(wǎng)的任何工作節(jié)點上。物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層各功能要素的實現(xiàn)水平，決定了整個物聯(lián)網(wǎng)體系的工作效率和服務(wù)質(zhì)量。目前，網(wǎng)絡(luò)層在傳輸容量、海量信息處理、傳輸速率、傳輸安全等方面尋求進一步的發(fā)展。2.3.3應(yīng)用層應(yīng)用層將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與各類行業(yè)應(yīng)用相結(jié)合，實現(xiàn)無所不在的智能化應(yīng)用，如物流、安全監(jiān)測、農(nóng)業(yè)、災(zāi)害監(jiān)控、危機管理、軍事、醫(yī)療護理等領(lǐng)域。物聯(lián)網(wǎng)通過應(yīng)用層實現(xiàn)信息技術(shù)與各行業(yè)專業(yè)應(yīng)用的深度融合。它是實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)社會價值的部分，是物聯(lián)網(wǎng)拓寬產(chǎn)業(yè)需求、帶來經(jīng)濟效益的關(guān)鍵，還是推動物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的原動力。

14、拓寬產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域、增加應(yīng)用模式、創(chuàng)新商業(yè)運營模式，推進社會化的信息共享是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層未來的發(fā)展方向6。2.4本章小結(jié)本章從物聯(lián)網(wǎng)的概念、特點、總體架構(gòu)及組成四個方面闡述了什么是物聯(lián)網(wǎng)，為后續(xù)的系統(tǒng)研究奠定了理論基礎(chǔ)。第三章 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)成第三章 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)成物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù)、核心技術(shù)、支撐技術(shù)、應(yīng)用技術(shù)和安全技術(shù)構(gòu)成了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。3.1物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù)3.1.1射頻識讀器射頻識讀器是射頻識別系統(tǒng)的重要組成部分，其基本任務(wù)是激活標簽。在射頻識別系統(tǒng)中，射頻識讀器讀出標簽中的信息，將標簽所需存儲的信息寫入標簽，與標簽建立通信并在應(yīng)用軟件和標簽之間傳輸數(shù)據(jù)，將信息傳輸至射頻識別系統(tǒng)中，進行信息的識別處理7

15、。目前，EPC標簽識讀器和RFID標簽識讀器的運用最為廣泛，兩者的區(qū)別在于：EPC電子編碼標簽必須按照EPC規(guī)則編碼，并遵循EPC標簽與EPC讀寫器之間的空中接口協(xié)議。而RFID標簽識讀器則不需要。3.1.2傳感器與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)傳感器是一種檢測裝置，用于獲取物質(zhì)實體的實時信息，如溫度、適度，以及其他的物理、化學變化等信息，實現(xiàn)物體的感知、識別、采集、捕獲信息8。傳感器將檢測到的信息按一定規(guī)律變換成電信號或其他所需形式的信息，已滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求9。傳感器能對物體動態(tài)和靜態(tài)屬性進行標識。靜態(tài)屬性可直接存儲在標簽中，通過RFID技術(shù)進行識別。動態(tài)屬性需要傳感器進行

16、實時探測。無線傳感網(wǎng)絡(luò)（WSN）是由傳感器節(jié)點構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。它實時地感知、采集、監(jiān)測節(jié)點部署區(qū)內(nèi)的各種信息，對信息進行處理，然后通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至網(wǎng)絡(luò)終端10。無線傳感網(wǎng)絡(luò)已廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測、軍事偵察、智能家居、工業(yè)生產(chǎn)控制等領(lǐng)域。3.1.3嵌入式智能技術(shù)嵌入式智能技術(shù)是針對具體的應(yīng)用特點設(shè)計的專用嵌入式系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，計算機技術(shù)為基礎(chǔ)。嵌入式系統(tǒng)及其相關(guān)技術(shù)在機電一體化控制、生產(chǎn)制造、工業(yè)的智能監(jiān)控及智能家居等領(lǐng)域有所應(yīng)用。它通常潛入在大的設(shè)備中，不容易讓人察覺，如手機、微波爐、空調(diào)中的控制部件都屬于嵌入式系統(tǒng)11。嵌入式系統(tǒng)與通用計算機技術(shù)有所區(qū)別。通用計算機更多是根據(jù)人發(fā)

17、出的制定進行工作，而嵌入式系統(tǒng)更多是根據(jù)自己“感知”的事件自行處理，它對時間性和可靠性的要求更高。3.2物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)3.2.1RFID技術(shù)RFID技術(shù)利用感應(yīng)、無線電波進行非接觸雙向通信，達到自動識別和數(shù)據(jù)交換的目的。RFID系統(tǒng)是由電子標簽、讀寫器、計算機網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用程序及數(shù)據(jù)庫組成的自動識別和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。電子標簽是RFID系統(tǒng)的數(shù)據(jù)載體，由耦合元件和芯片組成。在RFID系統(tǒng)中，每個電子標簽都有全球唯一的電子編碼。天線是電子標簽和讀寫器傳遞射頻信號的裝置。讀寫器是讀取或?qū)懭腚娮訕撕炐畔⒌脑O(shè)備。它通常與計算機連接進行信息的進一步處理12。RFID系統(tǒng)的工作原理是：讀寫器通過天線在一個區(qū)域內(nèi)發(fā)

18、送射頻信號，電子標簽進入其信號范圍內(nèi)會被觸發(fā)，產(chǎn)生感應(yīng)電流，獲得能量，將存儲在電子標簽芯片內(nèi)的信息發(fā)送到RFID讀寫器。FRID讀寫器接收到信息后，傳送到RFID數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，再將數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)庫服務(wù)中心13。RFID的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理如圖3-1所示：圖3-1 RFID的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理RFID技術(shù)作為物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)，憑借其信息容量、抗干擾能力、保密性、使用壽命和智能化等方面的突出優(yōu)勢，現(xiàn)已在不同的行業(yè)領(lǐng)域中得到了廣泛的運用。在交通領(lǐng)域，高速公路的不停車收費系統(tǒng)，鐵路車號自動識別系統(tǒng)，以及在公交樞紐管理中心等。在物流領(lǐng)域，物流過程中貨物的跟蹤、信息的自動采集、倉儲管理等，都廣泛運用到RF

19、ID技術(shù)。3.2.2EPC編碼技術(shù)EPC編碼體系是目前應(yīng)用最廣泛的編碼標準。美國統(tǒng)一代碼協(xié)會和國際物品編碼協(xié)會于2003年9月共成立了非營利性組織：EPCglobal,是EPC(Electronic Product Code)產(chǎn)品電子代碼在全球的管理機構(gòu)，主要負責全球范圍內(nèi)對各個行業(yè)建立和維護EPC網(wǎng)絡(luò)。通過發(fā)展和管理EPC網(wǎng)絡(luò)標準來提高供應(yīng)鏈上貿(mào)易單元信息的透明度和可視性，以此來提高全球供應(yīng)鏈的運作效率。EPC編碼技術(shù)是利用EPC編碼體系對物品的編碼進行信息的采集14。EPC作為唯一標識物品的電子代碼，它是數(shù)據(jù)庫中無數(shù)的動態(tài)數(shù)據(jù)能與EPC標簽相連接。EPC碼主要有64位、96位和256位3種

20、編碼結(jié)構(gòu)，有EPC-64、EPC-96、EPC-256三種標準。目前，使用最多的是EPC-64，新一代的EPC(RFID)標簽將采用EPC-96的標準。EPC標準不會在短時間內(nèi)完全取代現(xiàn)有的編碼標準，而是將現(xiàn)實與其他主流編碼進行兼容15。EPC編碼結(jié)構(gòu)主要包括版本號、域名管理、對象分類、序列號四個部分。版本號：標識EPC編碼結(jié)構(gòu)的版本，他決定了EPC代碼的總長、識別類型和具體的編碼結(jié)構(gòu)。域名管理者：用于唯一標識一個組織實體。通常用作描述與EPC相關(guān)的生產(chǎn)廠商的信息。對象分類：用于識別某一物品類型。序列號：用于唯一標識某一具體的物品。域名管理者負責為每一個對象分類代碼分配唯一的、不重復(fù)的序列號。

21、3.2.3資源尋址技術(shù)因為物聯(lián)網(wǎng)存在跨域通信的情況，所以它同樣需要網(wǎng)絡(luò)資源尋址技術(shù)，從而實現(xiàn)資源名稱到相關(guān)資源地址的尋址解析。物聯(lián)網(wǎng)資源尋址技術(shù)的核心是完成由物品編碼到相關(guān)資源地址的尋址過程。它是實現(xiàn)全球物品信息定位和跨域信息交流的關(guān)鍵技術(shù)16。物聯(lián)網(wǎng)編碼結(jié)構(gòu)與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)存在差異，物聯(lián)網(wǎng)資源尋址技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)不盡相同。它不僅要支持物品名稱與其對應(yīng)的特定信息資源地址的尋址解析，還要支持物品名稱到與其相關(guān)的諸多信息資源地址的尋址與定位。因此，物聯(lián)網(wǎng)資源尋址的輸出信息不僅局限于地址本身，而應(yīng)擴展為生成物聯(lián)網(wǎng)資源地址所需的信息，該信息可以本身就是物聯(lián)網(wǎng)資源地址，也可以是將其他物聯(lián)網(wǎng)資源名稱轉(zhuǎn)換為間接資源

22、地址所需的地址生成信息。物聯(lián)網(wǎng)中完成轉(zhuǎn)換所用到的信息需要通過物聯(lián)網(wǎng)資源尋址技術(shù)來獲取。物聯(lián)網(wǎng)資源尋址的輸出信息稱為物聯(lián)網(wǎng)資源地址信息。3.3物聯(lián)網(wǎng)支撐技術(shù)3.3.1物聯(lián)網(wǎng)中間件技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)中間件（IOT Middleware）是一個軟、硬件集成的橋梁，負責實現(xiàn)RFID硬件和配套設(shè)備的信息交換和管理，完成與上層復(fù)雜應(yīng)用的信息交換。在RFID應(yīng)用框架中，它起到一個中介的與作用，屏蔽前端硬件的復(fù)雜性，并把采集的數(shù)據(jù)發(fā)送到后端的IT系統(tǒng)17。在應(yīng)用中，物聯(lián)網(wǎng)中間件主要有以下兩個作用：一、控制RFID讀寫設(shè)備。保證RFID讀寫設(shè)備按照預(yù)定的方式工作，保證不同讀寫設(shè)備能相互配合、協(xié)調(diào)；二、過濾數(shù)據(jù)。按一定的

23、規(guī)則篩選絕大部分冗余數(shù)據(jù)，將真正有效的數(shù)據(jù)傳送給后臺的信息系統(tǒng)。在應(yīng)用程序中使用中間件所提供的一組通用的應(yīng)用程序接口（API），能直接連到RFID讀寫器，讀取RFID標簽數(shù)據(jù)18。3.3.2物聯(lián)網(wǎng)名稱解析服務(wù)技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)名稱解析服務(wù)（IOT Name Service，IOT-NS）是負責將標簽ID解析成其對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)資源地址的服務(wù)19。例如，客戶端有一個請求，需要標簽號為“123456”的一個產(chǎn)品的詳細信息，IOT-NS服務(wù)器接到請求后將標簽號轉(zhuǎn)換成資源地址。然后從資源服務(wù)器上查到此產(chǎn)品的詳細信息，如生產(chǎn)日期、成本、型號等。目前比較成熟的名稱解析服務(wù)解決方案是EPC系統(tǒng)中的對象名解析服務(wù)(Obje

24、ct Name Service,ONS)。它是聯(lián)系物聯(lián)網(wǎng)中間件和信息服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)樞紐，指明了存儲產(chǎn)品相關(guān)信息的服務(wù)器，將產(chǎn)品電子代碼匹配到相應(yīng)商品信息中。ONS的作用是通過電子產(chǎn)品代碼，獲取EPC數(shù)據(jù)訪問通道信息。讀寫器將RFID標簽信息發(fā)送到本地服務(wù)器，本地服務(wù)器將這一信息轉(zhuǎn)化為抽象的統(tǒng)一資源標識（Universal Resource Identifier，URI），并把這個URI數(shù)據(jù)提交到本地ONS服務(wù)器上，ONS把URI轉(zhuǎn)化成兩個部分：域名和根據(jù)名稱權(quán)威指針（Naming Authority Pointer,NAPTR）記錄的與這個域名相對應(yīng)DNS詢問。3.3.3物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)信息服務(wù)技術(shù)物聯(lián)

25、網(wǎng)架構(gòu)中的信息服務(wù)系統(tǒng)（EPCIS）是以實體標語言（Physical Marup Language,PML）作為系統(tǒng)信息的描述語言，對網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控信息以及讀寫器讀取的信息進行處理和發(fā)布的信息服務(wù)系統(tǒng)。EPCIS在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的主要作用是提供一個接口，用于存儲并管理所捕獲的信息。EPCIS只提供標識對象的信息接口，它可以連接到現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫，應(yīng)用信息系統(tǒng)，也可以存儲為PML文檔。其建立的關(guān)鍵就是用PML來組建EPCIS服務(wù)器，完成EPCIS的工作。而PML Core和PML Extension兩部分組成了PML，PML Core主要應(yīng)用于讀寫器、傳感器、EPC中間件和EPC信息服務(wù)器之間的信息交換；PM

26、L Extension主要應(yīng)用于整合非自動識別的信息和其他來源的信息。3.4物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)3.4.1面向服務(wù)的體系架構(gòu)近年來，很多行業(yè)推出了自己面向服務(wù)的應(yīng)用平臺，提出將服務(wù)支撐平臺運用到企業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中。面向服務(wù)的體系架構(gòu)（Service Oriented Architecture，SOA）是一個基于標準的軟件開發(fā)、組織和設(shè)計方法的架構(gòu)，其整體設(shè)計是面向服務(wù)的。SOA利用一系列標準化的網(wǎng)絡(luò)共享服務(wù)，是IT技術(shù)和應(yīng)用能夠更緊密地服務(wù)于企業(yè)的業(yè)務(wù)流程，適應(yīng)企業(yè)業(yè)務(wù)流程的動態(tài)變化，通過標準化的方式來屏蔽技術(shù)的異構(gòu)性和復(fù)雜性。SOA的應(yīng)用能實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息動態(tài)的獲取與實時的傳輸，實現(xiàn)“無處不在”的數(shù)據(jù)信息服

27、務(wù)，使企業(yè)業(yè)務(wù)流程更加自動化與智能化，管理更加透明化20。3.4.2云計算云計算是一種全新的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)模式，它以網(wǎng)絡(luò)為核心，是傳遞服務(wù)和信息的綜合，實現(xiàn)了真正的網(wǎng)絡(luò)協(xié)作21。其基本原理是通過使計算分布在大量的分布式計算機上，使得企業(yè)能夠?qū)①Y源切換到需要的應(yīng)用上，根據(jù)需求訪問計算機和存儲系統(tǒng)。云計算的基礎(chǔ)架構(gòu)通過硬件資源的虛擬化，屏蔽軟件對硬件的相關(guān)性，增強系統(tǒng)的可維護性和快速部署能力，大幅提高了業(yè)務(wù)系統(tǒng)的彈性和靈活性，其關(guān)鍵技術(shù)包括有：數(shù)據(jù)存儲技術(shù)、數(shù)據(jù)管理技術(shù)和服務(wù)改善技術(shù)等。云計算平臺的作用是在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中實現(xiàn)對物聯(lián)網(wǎng)的海量數(shù)據(jù)存儲及計算，最終實現(xiàn)企業(yè)與網(wǎng)絡(luò)的鏈接，是客戶通過服務(wù)交互的方式獲

28、取所需的信息22。3.5本章小結(jié)本章重點研究物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的構(gòu)成，詳細分析了物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù)、核心技術(shù)、支撐技術(shù)、應(yīng)用技術(shù)和安全技術(shù)?？?結(jié)總結(jié)為了滿足物質(zhì)需求，人類不斷地改革和創(chuàng)新、不斷利用自然和改造自然。這過程可大致分為五個階段。第一階段：原始的生產(chǎn)。這是為了滿足人類的衣食住行等基本需求，而產(chǎn)生的人與物之間發(fā)生的以人為主導(dǎo)的關(guān)系與作用。第二階段：交換。此階段是通過人與人的溝通來實現(xiàn)人與物之間的關(guān)系和作用。第三階段：科學技術(shù)的發(fā)展（工業(yè)革命）?？茖W技術(shù)擴大了參與這種關(guān)系和作用的人和物的范圍，提高了效率。第四階段：互聯(lián)網(wǎng)時代。此階段，人與人通過互聯(lián)網(wǎng)的平臺進行溝通，交流?；ヂ?lián)網(wǎng)豐富了信息獲得的渠道，提高了溝通的效率。第五階段：物聯(lián)網(wǎng)時代21。隨著人類智能技術(shù)和傳感技術(shù)的發(fā)展，人與物關(guān)系和作用有了新模式和新設(shè)想。通過物聯(lián)