第講物聯網的定義及主要技術方向

教材：陳海瀅，郭佳肅編著機械工業(yè)出版社2011.04物聯網應用啟示錄——行業(yè)分析與案例實踐全書分為三個部分，共6章：

第一部分：物聯網概述（1-2、6章）

第二部分：物聯網產業(yè)鏈及應用分析（3-4章）

第三部分：典型行業(yè)物聯網應用（10-12章）物聯世界，感知天下按照國際電信聯盟(ITU)的定義,物聯網主要解決物品與物品(ThingtoThing,T2T),人與物品(HumantoThing,H2T),人與人(HumantoHuman,H2H)之間的互連。但是與傳統(tǒng)互聯網不同的是,H2T是指人利用通用裝置與物品之間的連接,從而使得物品連接更加的簡化，而H2H是指人之間不依賴于PC而進行的互連。因為互聯網并沒有考慮到對于任何物品連接的問題，故我們使用物聯網來解決這個傳統(tǒng)意義上的問題。物聯網顧名思義就是連接物品的網絡,許多學者討論物聯網中,經常會引入一個M2M的概念,可以解釋成為人到人(MantoMan)、人到機器(MantoMachine)、機器到機器(MachinetoMachine)。一、引言IBM前首席執(zhí)行官郭士納曾提出一個重要的觀點，認為計算模式每隔15年發(fā)生一次變革。這一判斷像摩爾定律一樣準確，人們把它稱為“十五年周期定律”。1965年前后發(fā)生的變革以大型機為標志，1980年前后以個人計算機的普及為標志，而1995年前后則發(fā)生了互聯網革命。每一次這樣的技術變革都引起企業(yè)間、產業(yè)間甚至國家間競爭格局的重大動蕩和變化，現在又到了變革的時候。引言（續(xù)）另外，每次全球經濟危機過后世界都將進入一個新的時代。這次經濟危機（2008-2009），造成了全世界的經濟低迷，也許是新時代的到來必須經歷這種陣痛?；ヂ摼W時代過后，我們將迎來物聯網時代?？赡芪覀儾⒉磺宄锫摼W時代的到來對我們的生活意味著什么，那么，先讓我們來體驗一下，物聯網給我們的衣、食、住、行所帶來的變化。

“衣”的方面加入了物聯網技術傳感器的衣服，穿上之后隨時知道自己的身體狀況；加入了各類控制芯片的衣服，穿上之后可以控制各種各樣的設備；有些衣服加入了感溫裝置，可以根據主人需要自動進行溫度調節(jié)；有些衣服植入了芯片，防止日益泛濫的名牌仿制假冒；“衣”的方面(續(xù)）配有射頻識別（RFID）標簽的兒童睡衣，穿睡衣兒童離開父母的距離超過了一定的距離，警告器就會啟動，家長們不再擔心孩子在熟睡中遭到綁架；“RFID智能衣櫥”，可以通過追蹤嵌在衣領里面的RFID標簽記錄你前幾天穿過的衣服，防止穿同樣的衣服。如果你喜歡在離開房間之前搭配好衣服，智能衣櫥甚至會幫你聯系網絡上的服裝“管家”幫你決定如何穿出最佳效果。

“食”的方面在超市購買蔬菜，只要在查詢系統(tǒng)內輸入它的商標名和編號，就可以查詢到蔬菜的原材料的產地、加工地、成分等內容，甚至還能查到蔬菜的整個物流過程。如果是一塊豬肉，通過購物小票，登錄追溯信息系統(tǒng)，可以立刻查到這塊豬肉從屠宰、批發(fā)到零售環(huán)節(jié)的所有信息。有了物聯網技術，消費者將買得放心、吃得舒心。在物聯網時代，將有了智能家居，家電產品實現了高度的數字化和聯網化。當你身在千里之外，發(fā)條短信就能讓在家“待命”的電飯鍋開始煮飯；家中開關只需一個遙控板就可全部控制，再也不用冬天冒寒下床關燈；回家前發(fā)條短信，浴缸里就能自動放好洗澡水；“住”的方面“住”的方面（續(xù)）足不出戶，就可通過手機視頻同千里之外的朋友作面對面的交談；不再有陌生人敲響你的家門，只為抄個水表燃氣表，非常簡單的數據采集器和傳感裝置可通過無線通道將數據反饋到接收端；無需擔心家里會漏氣或漏水，因為手機短信會及時自動報警……

物聯聯網網概概念念產產品品小偷偷進進你你家家，，手手機機會會報報警警“行行””的的方方面面有了了智智能能交交通通，，出出行行更更暢暢通通。。物物聯聯網網時時代代的的智智能能城城市市交交通通系系統(tǒng)統(tǒng)會會將將整整個個城城市市內內的的車車輛輛和和道道路路信信息息實實時時收收集集起起來來，，并并通通過過超超級級計計算算中中心心動動態(tài)態(tài)地地計計算算出出最最優(yōu)優(yōu)的的交交通通指指揮揮方方案案和和車車行行路路線線。。機動動車車輛輛發(fā)發(fā)生生事事故故時時，，車車載載設設備備就就可可以以向向交交通通管管理理中中心心發(fā)發(fā)出出訊訊息息，，便便于于及及時時處處理理以以減減少少道道路路擁擁堵堵；；同同樣樣，，后后方方行行駛駛的的車車輛輛也也可可以以及及時時得得到到消消息息，，繞繞開開擁擁堵堵路路段段。。在物物聯聯網網時時代代，，智智能能醫(yī)醫(yī)療療、、環(huán)環(huán)境境監(jiān)監(jiān)控控、、智智能能電電梯梯、、動動物物標標識識、、電電子子錢錢包包，，智智能能電電網網等等等等都都將將慢慢慢慢滲滲透透到到我我們們人人類類生生活活的的各各個個領領域域，，這這聽聽起起來來有有如如科科幻幻片片的的生生活活片片段段，，但但這這還還只只是是物物聯聯網網的的冰冰山山一一角角而而已已。。有有專專家家預預測測10年年內內物物聯聯網網就就可可能能大大規(guī)規(guī)模模普普及及。。其它方方面南京郵郵電大大學:開創(chuàng)創(chuàng)“物物聯網網”新新生活活游客在在山東東館內內體驗驗未來來物聯聯網未來的的辦公公場所所未來的的辦公公室6月11日日，IBM在京京推出出兩項項最新新云計計算解解決方方案———““物聯聯網云云”和和“分分析云云”。。7月8日海海爾推推出卡卡薩帝帝物聯聯網空空調基于飛飛信的的空調調智能能控制制系統(tǒng)統(tǒng)物聯網網(TheInternetofthings)的概概念最最早是是在1999年年提出出的，，其后后又多多次被被重復復。其其定義義是：：把任任何物物品通通過射射頻識識別（（RFID），，紅外外感應應器，，全球球定位位系統(tǒng)統(tǒng)，激激光掃掃描器器等等信息息傳感感設備備，按按約定定的協(xié)協(xié)議與與互聯聯網連連接起起來，，進行行信息息交換換和共共享，，以實實現智智能化化識別別和管管理的的一種種網絡絡。物聯網網概念念第一章章物物聯聯網的的定義義及主主要技技術方方向1.1物聯聯網的的定義義1.2物聯聯網的的體系系架構構：感知層層、網網絡層層、應用層層1.3物聯聯網的的主要要技術術：無線傳傳感器器、M2M、RFID、、條碼碼、云云計算算1.1物聯聯網的的定義義物聯網網（TheInternetofthings））：通過射射頻識識別（（RFID）、、紅外外感應應器、、全球球定位位系統(tǒng)統(tǒng)、激激光掃掃描器器等信信息傳傳感設設備，，按約約定的的協(xié)議議，把把任何何物品品與互互聯網網連接接起來來，進進行信信息交交換和和通訊訊，以以實現現智能能化識識別、、定位位、跟跟蹤、、監(jiān)控控和管管理的的一種種網絡絡。物聯網網的感感知范范圍包包括了了溫度度、濕濕度、、濃度度、壓壓力、、位置置、速速度、、亮度度等物物理量量；事事物開開關、、進出出、是是否正正常、、是否否存在在、是是否完完成等等0／／1量量；客客觀的的音頻頻、視視頻、、運轉轉情況況等狀狀態(tài)量量；以以及身身份、、數量量、歷歷史記記錄等等客觀觀信息息。物物聯網網的傳傳輸手手段是是以無無線傳傳感網網為核核心的的通信信網絡絡。目目前，，物聯聯網的的傳輸輸已不不再局局限于于無線線傳感感網，，更包包括了了WiFi、WiMax、2G及及3G移動動通信信網、、萬維維網，，甚至至公共共電話話交換換網等等多種種有線線和無無線網網絡傳傳輸手手段。。物聯網網的智智能應應用發(fā)發(fā)展至至今，，主要要包括括了監(jiān)監(jiān)測、、定位位追溯溯、報報警聯聯動、、調度度指揮揮、預預案管管理、、遠程程控制制、安安全防防范、、遠程程維保保、在在線升升級、、統(tǒng)計計報表表、決決策優(yōu)優(yōu)化等等方面面。隨隨著以以云計計算、、專家家系統(tǒng)統(tǒng)等代代表性性智能能信息息處理理技術術的發(fā)發(fā)展，，物聯聯網的的智能能應用用隊伍伍還在在迅速速擴大大，向向著更更加智智能化化、自自動化化的方方向發(fā)發(fā)展。。如下圖圖所示示，物物聯網網作為為一種種新型型綜合合性網網絡架架構，，其核核心網網絡傳傳感網網決定定了物物聯網網既是是一種種獨立立于各各種固固有網網絡之之外的的，具具有自自有網網絡架架構，，通信信協(xié)議議的新新型網網絡，，同時時，因因其開開放性性的接接口，，物聯聯網又又可與與互聯聯網、、移動動通信信網等等網絡絡架構構相對對接，，將故故有網網絡為為物聯聯網所所用，，從而而形成成廣域域綜合合性網網絡架架構。。具體來來說，，物聯聯網由由感應應末梢梢、傳傳輸網網絡和和應用用單元元三個個部分分組成成。其其中感感應末末梢即即利用用條碼碼、射射頻標標簽、、傳感感器、、全球球定位位系統(tǒng)統(tǒng)(GlobalPositioningSys-term，GPS)、、激光光掃描描儀等等信息息感應應設備備實現現實時時全方方位數數據采采集；；傳輸輸網絡絡是通通過傳傳感網網技術術與多多種聯聯網技技術融融合，，將物物品的的信息息實時時準確確地交交互；；應用用單元元是指指利用用云計計算、、反饋饋控制制等各各種智智能處處理技技術，，對海海量信信息進進行分分析和和處理理，同同時使使物品品能依依照環(huán)環(huán)境狀狀況自自動分分析，，判斷斷所獲獲取信信息并并執(zhí)行行相應應操作作。結結合物物聯網網的組組成，，可以以看出出物聯聯網本本身的的三大大特性性：（1））透徹徹的感感知和和度量量；（2））泛在在的介介入與與互連連；（3））深入入的智智能分分析與與回控控；1.2物聯聯網的的體系系架構構從結構構上來來說，，物聯聯網的的結構構普遍遍被認認為是是三層層：感知層層：信息的的感知；；傳輸層：信息的的傳輸；；應用層：信息的的應用。。實際上就就是物聯聯網的三三個特性性。下圖圖為物聯聯網的體體系架構構。物聯網感感知層感知層將將大范圍圍內的現現實世界界中的各各種物理理量通過過各種手手段，實實時并自自動化地地轉化為為虛擬世世界可處處理的數數字化信信息。感知層是是物聯網網的基層層——識識別物體體、采集集信息，，主要實實現智能能感知功功能，包包括信息息采集，，捕獲和和物體識識別。感感知延伸伸層的關關鍵技術術包括傳傳感器、、RFID、自自組織網網絡、短短距離無無線通信信、低功功耗路由由等。感知層采集的的信息主要分分為環(huán)境信息息、屬性信息息、狀態(tài)信息息三類。其中中傳感網方面面采集的信息息主要包括如如溫度、濕度度、壓力、氣氣體濃度等狀狀態(tài)信息；而而基于RFID所采集的的大多屬于物物品的屬性信信息，如物品品名稱、型號號、特性、價價格等；狀態(tài)態(tài)信息也是感感知層所采集集的范疇，如如儀器、設備備的工作參數數或者物品所所處的地理位位置等；對各各種信息進行行標記，并通通過傳感等手手段，將這些些標記的信息息和現實世界界的物理信息息進行采集，，將其轉化為為可供處理的的數字化信息息。物聯網網絡層層網絡層主要實實現信息的傳傳送和通信以以及相關部分分的處理，包包括接入層和和核心層。網網絡層可以依依托企業(yè)或行行業(yè)的專用網網，也可以依依托電信網和和互聯網等公公用網，一般般兼而有之。。從技術實現方方式來看，網網絡層的傳輸輸手段可以分分為無線通信信和有線通信信兩大類：有線通信：可分為相對短短距離的現場場總線和相對對長距離的可可支持IP的的網絡等。無線通信：也可分為短距距離接人技術術的無線網狀狀網(Mesh、ZigBee等十十多種)、RFID、WiFi／WiMax等等和中長距離離的GSM、、CDMA(2G／3(；／4G)、衛(wèi)星通信信技術等兩大大類。物聯網應用層層應用層實現物物聯網與行業(yè)業(yè)專業(yè)技術的的深度融合，，與行業(yè)需求求結合，實現現行業(yè)智能化化，并且最終終提供應用服服務。應用層包括中中間件層和應應用服務層。。中間件層：主要實現網絡絡層與應用服服務間的接口口和能力調用用，包括對業(yè)業(yè)務的分析整整合、共享、、智能處理、、管理等，具具體實現為一一系列業(yè)務支支撐平臺、管管理平臺、信信息處理平臺臺等。隨著物物聯網技術的的發(fā)展，專家家系統(tǒng)與云計計算等技術將將取代現有簡簡單單一化的的信息管理與與處理，在中中間件層占據據更大的比重重。應用服務層層：則包括各類類具體應用用，例如監(jiān)監(jiān)控服務、、智能電網網、工業(yè)監(jiān)監(jiān)控、綠色色農業(yè)、智智能家居、、環(huán)境監(jiān)控控、公共安安全等。1.3物聯聯網的主要要技術方向向1.3.1無線傳傳感網無線傳感網網(WSN)的基本本功能是將將一系列在在空間上分分散的傳感感器單元通通過自組織織的無線網網絡進行連連接，從而而將各自采采集的數據據進行傳輸輸匯總，以以實現對空空間分散范范圍內的物物理或環(huán)境境狀況的協(xié)協(xié)作監(jiān)控，，并根據這這些信息進進行相應的的分析和處處理。表1．1為無無線傳感網網的典型特特征（P6）。無線傳感網網技術最早早起源于冷冷戰(zhàn)時期美美國軍方的的反潛需求求，此后逐逐漸被應用用到越來越越多的領域域，引起了了許多科研研單位以及及商業(yè)機構構的投入與與研究。2003年年2月，美美國的《技技術評論(TechnologyReview)》雜雜志評選出出了對人類類未來生活活產生深遠遠影響的十十大新興技技術，無線線傳感網技技術在其中中名列第一一。時至今今日，無線線傳感網技技術的研究究已經初具具規(guī)模，在在理論和實實際應用方方面都有了了許多進展展。隨著以以ZigBee為代代表的一系系列標準的的推出和TI、Cisco等等大型的有有經驗的芯芯片供應商商和系統(tǒng)集集成商的介介入，無線線傳感網技技術在國際際上已經廣廣泛應用于于各種場合合，并被認認為在2008年為為各領域企企業(yè)累計節(jié)節(jié)約成本超超過10億億美元。無無線線傳傳感感網網2008年年2月月，，歐歐洲洲第第一一屆屆無無線線傳傳感感網網論論壇壇召召開開，，與與會會的的科科研研院院所所和和商商業(yè)業(yè)機機構構都都表表示示出出了了對對這這一一領領域域的的濃濃厚厚興興趣趣。。各各國國政政府府也也加加大大了了對對無無線線傳傳感感網網研研發(fā)發(fā)的的投投資資力力度度，，美美國國的的多多家家工工程程院院校校都都開開展展了了政政府府支支持持的的無無線線傳傳感感網網相相關關研研究究項項目目，，而而亞亞洲洲國國家家如如韓韓國國等等，，也也已已經經成成立立了了無無線線傳傳感感網網科科研研國國家家計計劃劃。。目目前前，，無無線線傳傳感感網網技技術術在在我我國國已已經經由由科科研研機機構構的的理理論論研研究究為為主主向向商商業(yè)業(yè)機機構構的的應應用用研研究究轉轉型型，，并并且且在在礦礦山山安安全全、、精精準準農農業(yè)業(yè)、、精精細細加加工工、、物物流流管管理理、、個個人人醫(yī)醫(yī)療療監(jiān)監(jiān)測測、、智智能能建建筑筑等等許許多多行行業(yè)業(yè)取取得得應應用用，，為為改改善善人人民民生生產產、、生生活活條條件件，，建建設設環(huán)環(huán)保保、、節(jié)節(jié)能能、、高高科科技技、、自自動動化化的的工工農農業(yè)業(yè)生生產產體體系系，，貢貢獻獻出出越越來來越越大大的的力力量量。。無線線傳傳感感網網是是面面向向應應用用的的，，貼貼近近客客觀觀物物理理世世界界的的網網絡絡系系統(tǒng)統(tǒng)，，其其產產生生和和發(fā)發(fā)展展一一直直都都與與應應用用相相聯聯系系。。多多年年來來經經過過不不同同領領域域研研究究人人員員的的演演繹繹，，無無線線傳傳感感網網技技術術在在軍軍事事領領域域、、精精細細農農業(yè)業(yè)、、安安全全監(jiān)監(jiān)控控、、環(huán)環(huán)保保監(jiān)監(jiān)測測、、建建筑筑領領域域、、醫(yī)醫(yī)療療監(jiān)監(jiān)護護、、工工業(yè)業(yè)監(jiān)監(jiān)控控、、智智能能交交通通、、物物流流管管理理、、自自由由空空間間探探索索、、智智能能家家居居等等領領域域的的應應用用都都得得到到了了充充分分的的肯肯定定和和展展示示。。無線傳感感網的應應用（1）環(huán)境監(jiān)控控和精細細農業(yè)方方面2002年，英英特爾(Intel)公司率率先在俄俄勒岡建建立了世世界上第第一個無無線葡萄萄園，這這是一個個典型的的精準農農業(yè)、智智能耕種種的實例例。在我我國，杭杭州齊格格科技有有限公司司與浙江江農科院院合作研研發(fā)了遠遠程農作作管理決決策服務務平臺，，該平臺臺利用無無線傳感感器技術術實現了了對農田田溫室大大棚溫度度、濕度度、露點點、光照照等環(huán)境境信息的的監(jiān)測。。（2）民民用安全全監(jiān)控方方面英國的一一家博物物館利用用無線傳傳感網設設計了一一個報警警系統(tǒng)，，他們將將節(jié)點放放在珍貴貴文物或或藝術品品的底部部或背面面，通過過偵測燈燈光的亮亮度改變變和振動動情況來來判斷展展覽品的的安全狀狀態(tài)。中中科院計計算所在在故宮博博物院實實施的文文物安全全監(jiān)控系系統(tǒng)也是是無線傳傳感網技技術在民民用安防防領域中中的典型型應用。。（3）建建筑方面面現代建筑筑的發(fā)展展不僅要要求為人人們提供供更加舒舒適、安安全的房房屋和橋橋梁，而而且希望望建筑本本身能夠夠對自身身的健康康狀況進進行評估估。無線線傳感網網技術在在建筑結結構健康康監(jiān)控方方面將發(fā)發(fā)揮重要要作用。。2004年，，哈工大大在深圳圳某大廈廈實施部部署了監(jiān)監(jiān)測環(huán)境境噪聲和和震動加加速度響響應測試試的無線線傳感網網網絡系系統(tǒng)。無線傳感感網的應應用（4）城市交通通方面中科院系系統(tǒng)的研研究團隊隊也正在在積極開開展無線線傳感網網在城市市交通中中的應用用，實現現了基于于無線傳傳感網技技術的細細粒度智智能車位位管理系系統(tǒng)，使使得停車車信息能能夠迅速速通過發(fā)發(fā)布系統(tǒng)統(tǒng)推送給給附近的的車輛，，大大提提高了停停車效率率。（5）物物流領域域物流領域域是無線線傳感網網技術發(fā)發(fā)展最快快、最成成熟的應應用領域域。盡管管在倉儲儲物流領領域，RFID技術還還沒有被被普遍采采納，但但基于RFID的傳感感器節(jié)點點在大粒粒度商品品物流管管理中已已經得到到了廣泛泛應用。。寧波某某公司與與寧波港港合作，，實現了了基于RFID網絡的的集裝箱箱和卡車車的智能能化管理理；另外外，還使使用無線線傳感網網技術實實現了封封閉倉庫庫中托盤盤粒度的的貨物定定位。（6）智智能家居居浙江大學學計算機機系的研研究人員員開發(fā)了了一種基基于無線線傳感網網網絡的的無線水水表系統(tǒng)統(tǒng)，能夠夠實現水水表的自自動抄錄錄。復旦旦大學、、電子科科技大學學等單位位研制了了基于無無線傳感感網網絡絡的智能能樓宇系系統(tǒng)，其其典型結結構包括括了照明明控制、、警報門門禁以及及家電控控制的PC(個個人電腦腦)系統(tǒng)統(tǒng)。各部部件自治治組網，，最終由由PC將將信息發(fā)發(fā)布在互互聯網上上。人們們可以通通過互聯聯網終端端對家庭庭狀況實實施監(jiān)測測。1.3物物聯網的的主要技技術方向向M2M是是將數據據從一臺臺終端傳傳送到另另一臺終終端，也也就是就就是機器器與機器器(MachinetoMachine)的的對話。。但從廣廣義上M2M可可代表機機器對機機器(MachinetoMa-chine)、人人對機器器(MantoMachine)、機機器對人人(MachinetoMan)、移移動網絡絡對機器器(MobiletoMachine)之間間的連接接與通信信，它涵涵蓋了所所有實現現在人、、機器、、系統(tǒng)之之間建立立通信連連接的技技術和手手段。依托巨大大的市場場機遇，，M2M有望成成為移動動連接領領域的又又一個重重要前沿沿。據統(tǒng)統(tǒng)計，截截至2008年年底，全全球無線線連接數數量已超超過40億，而而普遍認認為，未未來將多多達500億的的潛在““連接數數量”會會形成一一個龐大大的市場場。目前前僅僅是是計算機機和其他他一些IT類設設備具備備通信和和網絡能能力。眾眾多的普普通機器器設備幾幾乎不具具備聯網網和通信信能力，，例如家家電、車車輛、自自動售貨貨機、工工廠設備備等。M2M技術術的目目標就是使使所有有機器器設備備都具具備連連網和和通信信能力力，其其核心心理念念就是是網絡絡一切切(NetworkEve．rything)。。M2M技技術具具有非非常重重要的的意義義，有有著廣廣闊的的市場場和應應用，，推動動著社社會生生產和和生活活方式式新一一輪的的變革革。從數據據流的的角度度考慮慮，在在M2M技技術中中，信信息總總是以以相同同的順順序流流動，，圖1為M2M基本本系統(tǒng)統(tǒng)框架架。圖1M2M系系統(tǒng)框框架圖圖2M2M系系統(tǒng)組組成無論哪哪一種種M2M技技術與與應用用，都都涉及及五個個重要要的技技術部部分：：機器器、M2M硬件件、通通信網網絡、、中間間件、、應用用，如如圖2所示示。實現M2M的第第一步步就是是從機機器／／設備備中獲獲得數數據，，然后后把它它們通通過網網絡發(fā)發(fā)送出出去。。使機機器具具備““說話話(talk)”能能力的的基本本方法法有兩兩種。。M2M硬件件是使機機器獲獲得遠遠程通通信和和聯網網能力力的部部件。。現在在的M2M硬件件產品品可分分為五五種：：(1)嵌入入式硬硬件：嵌入入到機機器里里面，，使其其具備備網絡絡通信信能力力。常常見的的產品品是支支持GSM／GPRS或或CDMA無線線移動動通信信網絡絡的無無線嵌嵌入數數據模模塊。。典型型產品品有Nokia12GSM嵌嵌入式式無線線數據據模塊塊等(2)可組組裝硬硬件：在M2M的工工業(yè)應應用中中，廠廠商擁擁有大大量不不具備備M2M通通信和和聯網網能力力的設設備儀儀器，，可組組裝硬硬件就就是為為滿足足這些些機器器的網網絡通通信能能力而而設計計的。。實現現形式式也各各不相相同，，包括括從傳傳感器器收集集數據據的I／O設備備(I／ODevices)等等。(3)調調制解調調器(Modem)：上面面提到嵌嵌入式模模塊將數數據傳送送到移動動通信網網絡上時時，起的的就是調調制解調調器的作作用。如如果要將將數據通通過公用用電話網網絡或者者以太網網送出，，分別需需要相應應的Modem。(4)傳傳感器：由智能能傳感器器組成的的傳感器器網絡是是M2M技術的的重要組組成部分分。一組組具備通通信能力力的智能能傳感器器協(xié)作感感知、采采集和處處理網絡絡覆蓋的的地理區(qū)區(qū)域中感感知對象象的信息息，并發(fā)發(fā)布給觀觀察者。。也可以以通過GSM網網絡或衛(wèi)衛(wèi)星通信信網絡將將信息傳傳給遠方方的IT系統(tǒng)。。(5)識識別標識識：識別標標識如同同每臺機機器、每每個商品品的“身身份證””，使機機器之間間可以相相互識別別和區(qū)分分。常用用的技術術有條碼碼技術、、RFID技術術等。M2M應應用在M2M技術框框架中的的通信網網絡中，，有兩個個主要參參與者，，他們是是網絡運運營商和和網絡集集成商。。尤其是是移動通通信網絡絡運營商商，在推推動M2M技術術應用方方面起著著至關重重要的作作用，他他們是M2M技技術應用用的主要要推動者者。第三三代移動動通信技技術除了了提供語語音服務務之外，，數據服服務業(yè)務務的開拓拓是其發(fā)發(fā)展的重重點。美國最大大的水處處理產品品供應商商BioLab公司開開始在全全世界首首次應用用M2M技術，，遠程監(jiān)監(jiān)視游泳泳池中水水的pH值和消消毒劑的的水平，，并自動動添加化化學清潔潔藥品。。該項目目中所采采用的諾諾基亞的的無線通通信解決決方案Nokia30和Opto22的數據據采集設設備UltimateI／／O是目目前在M2M領領域中較較為領先先的方案案及設備備。目前，國國內也有有部分系系統(tǒng)集成成商準備備采用M2M技技術和成成套產品品，結合合GIS系統(tǒng)，，用于下下面各領領域的數數據采集集與監(jiān)測測控制系系統(tǒng)：主主要包括括城市內內的自來來水管網網、煤氣氣管網、、污水管管網的監(jiān)監(jiān)控；城城市內的的路燈監(jiān)監(jiān)控；城城市內的的電網監(jiān)監(jiān)控；河河流的水水文監(jiān)測測；輸油油管線的的監(jiān)控等等。1.3物物聯網的的主要技技術方向向RFID(射頻頻識別)是一種種非接觸觸式的自自動識別別技術，，它通過過射頻信信號自動動識別目目標對象象并獲取取相關數數據，識識別工作作無須人人工干預預，可工工作于各各種惡劣劣環(huán)境。。RFID技術術可識別別高速運運動物體體并可同同時識別別多個標標簽，操操作快捷捷方便。。最基本的RFID系統(tǒng)由由三部分組成成：標簽(Tag)：由由耦合元件及及芯片組成，，每個標簽具具有唯一的電電子編碼，附附著在物體上上標識目標對對象；閱讀器(Reader)：讀讀取(有時還還可以寫入)標簽信息的的設備，可設設計為手持式式或固定式；；天線(Antenna)：在在標簽和讀取取器間傳遞射射頻信號。RFID標簽簽與閱讀器之之間進行無線線通信的頻段段有多種，根根據電子標簽簽工作頻率的的不同通常可可分為低頻、、高頻、超高高頻和微波。。1.3物聯網網的主要技術術方向低頻系統(tǒng)的工工作頻率一般般為125——134kHz。高頻系系統(tǒng)工作頻率率一般低于30MHz，，這些頻點應應用的射頻識識別系統(tǒng)一般般都有相應的的國際標準予予以支持。其其基本特點是是電子標簽的的成本較低、、標簽內保存存的數據量較較少、閱讀距距離較短(無無源情況，典典型閱讀距離離為10cm)、電子標標簽外形多樣樣(卡狀、環(huán)環(huán)狀、紐扣狀狀、筆狀)、、閱讀天線方方向性不強等等。超高頻頻系統(tǒng)統(tǒng)一般般指其其工作作頻率率高于于400MHz，典典型的的工作作頻段段有433MHz、、840～～845MHz和920—925MHz等等。RFID微微波頻頻段主主要是是指2．45GHz、5．8GHz。。在這這些頻頻段上上也有有眾多多的國國際標標準予予以支支持。。基本本特點點是電電子標標簽及及閱讀讀器成成本均均較高高、標標簽內內保存存的數數據量量較大大、閱閱讀距距離較較遠(可達達幾米米至十十幾米米)，，適應應物體體高速速運動動性能能好，，外形形一般般為卡卡狀，，閱讀讀天線線及電電子標標簽天天線均均有較較強的的方向向性。。業(yè)界普普遍認認為RFID是是一種種突破破性的的技術術，首首先和和條碼碼比較較，可可以識識別單單個物物體，，但條條碼僅僅能識識別一一類物物體；；其次次RFID采用用無線線電射射頻，，透過過外材材料讀讀取數數據，，可以以同時時對各各物體體進行行識讀讀，而而條碼碼必須須靠激激光來來讀信信息，，故只只能一一個一一個地地讀取?。淮舜送猓?，RFID存儲儲的技技術也也比條條碼多多得多多。1.3物物聯聯網網的的主主要要技技術術方方向向條條碼碼條碼碼是是將將寬寬度度不不等等的的多多個個黑黑條條和和空空白白，，按按照照一一定定的的編編碼碼規(guī)規(guī)則則排排列列，，用用以以表表達達一一組組信信息息的的圖圖形形標標識識符符。。常常見見的的條條碼碼是是由由反反射射率率相相差差很很大大的的黑黑條條(簡簡稱稱條條)和和白白條條(簡簡稱稱空空)排排成成的的平平行行線線圖圖案案。。條條碼碼可可以以標標出出物物品品的的生生產產國國、、制制造造廠廠家家、、商商品品名名稱稱、、生生產產日日期期、、圖圖書書分分類類號號、、郵郵件件起起止止地地點點、、類類別別、、日日期期等等許許多多信信息息，，因因而而在在商商品品流流通通、、圖圖書書管管理理、、郵郵政政管管理理、、銀銀行行系系統(tǒng)統(tǒng)等等許許多多領領域域都都得得到到了了廣廣泛泛的的應應用用。。從從技技術術角角度度來來說說，，條條碼碼技技術術已已經經很很成成熟熟，，并并且且應應用用也也很很廣廣泛泛。。在在物物聯聯網網中中，，條條碼碼技技術術主主要要被被應應用用于于感感知知層層，，起起到到的的作作用用類類似似于于RFID技技術術，，來來進進行行物物品品的的識識別和標志志?，F在市場場上主要要是一維維和二維維條碼，，其存儲儲信息量量低于RFID標簽，，但是由由于其實實現成本本低，所所以在物物聯網的的發(fā)展初初期得到到了較大大的發(fā)展展。條條碼一維條碼碼由一組組規(guī)則排排列的條條、空以以及對應應的字符符組成的的標記，，“條””指對光光線反射射率較低低的部分分，“空空”指對對光線反反射率較較高的部部分，這這些條和和空組成成的數據據表達一一定的信信息，并并能夠用用特定的的設備識識讀，轉轉換成與與計算機機兼容的的二進制制和十進進制信息息。通常常對于每每一種物物品，它它的編碼碼是唯一一的，對對于普通通的一維維條碼來來說，還還要通過過數據庫庫建立條條碼與商商品信息息的對應應關系，，當條碼碼的數據據傳到計計算機上上時，由由計算機機上的應應用程序序對數據據進行操操作和處處理。因因此，普普通的一一維條碼碼在使用用過程中中僅作為為識別信信息，它它的意義義是通過過在計算算機系統(tǒng)統(tǒng)的數據據庫中提提取相應應的信息息而實現現的。二維碼是用用某種特定定的幾何圖圖形按一定定規(guī)律在平平面(二維維方向上)分布的黑黑白相間的的圖形記錄錄數據符號號信息的；；在代碼編編制上巧妙妙地利用構構成計算機機內部邏輯輯基礎的““0”、““1”比特特流的概念念，使用若若干個與二二進制相對對應的幾何何形體來表表示文字數數值信息，，通過圖像像輸入設備備或光電掃掃描設備自自動識讀以以實現信息息自動處理理：二維條條碼／一維維碼能夠在在橫向和縱縱向兩個方方位同時表表達信息。。1.3.4條碼一維條碼由由一組規(guī)則則排列的條條、空以及及對應的字字符組成的的標記，““條”指對對光線反射射率較低的的部分，““空”指對對光線反射射率較高的的部分，這這些條和空空組成的數數據表達一一定的信息息，并能夠夠用特定的的設備識讀讀，轉換成成與計算機機兼容的二二進制和十十進制信息息。通常對對于每一種種物品，它它的編碼是是唯一的，，對于普通通的一維條條碼來說，，還要通過過數據庫建建立條碼與與商品信息息的對應關關系，當條條碼的數據據傳到計算算機上時，，由計算機機上的應用用程序對數數據進行操操作和處理理。因此，，普通的一一維條碼在在使用過程程中僅作為為識別信息息，它的意意義是通過過在計算機機系統(tǒng)的數數據庫中提提取相應的的信息而實實現的。二維碼是用用某種特定定的幾何圖圖形按一定定規(guī)律在平平面(二維維方向上)分布的黑黑白相間的的圖形記錄錄數據符號號信息的；；在代碼編編制上巧妙妙地利用構構成計算機機內部邏輯輯基礎的““0”、““1”比特特流的概念念，使用若若干個與二二進制相對對應的幾何何形體來表表示文字數數值信息，，通過圖像像輸入設備備或光電掃掃描設備自自動識讀以以實現信息息自動處理理：二維條條碼／一維維碼能夠在在橫向和縱縱向兩個方方位同時表表達信息。。條碼的應用用目前在物聯聯網各項技技術應用當當中，RFID和條條碼是應用用最為普遍遍和廣泛的的，也最為為人們所熟熟知。在此此便不一一一列舉?？偪傮w來看，，RFID和條碼的的應用可謂謂包羅萬象象，其主要要應用：物流和供應應管理生產制造和和裝配航空行李處處理、郵件件、快運包包裹處理文檔追蹤、、圖書館管管理動物身份標標識、運動動計時門禁控制、、電子門票票道路自動收收費等從大型遠距距離標簽到到細小的標標簽，可以以為客戶做做定制化生生產，滿足足各種要求求。1.3.5云計算算云計算(CloudComputing)是是網格計算算(GridComputing)、分布式式計算(DistributedComputing)、并行行計算(ParallelComputing)、效效用計算(UtilityComputing)、網網絡存儲(NetworkStorageTechnologies)、虛擬擬化(Virtualization)、負載載均衡(LoadBalance)等傳統(tǒng)計計算機技術術和網絡技技術發(fā)展融