物聯(lián)網(wǎng)研究報告

1概述物聯(lián)網(wǎng)（InternetofThings）最初是指全部物品（物理的或電子的）配備電子標簽（RFID，無線射頻識別），互相連接形成網(wǎng)絡[1]。在普通意義上，物聯(lián)網(wǎng)普通是一種可自動配備的無線網(wǎng)絡，這些配備RFID的物品能夠被智能化的識別和管理[2]。在實際應用中，能夠把感應器、解決器和無線通信模塊嵌入或裝備到電網(wǎng)、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統(tǒng)、大壩、油氣管道等多個物體中，使它們普遍連接，形成物聯(lián)網(wǎng)，然后將其與現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)（Internet）整合，實現(xiàn)信息空間與物理空間的融合，多個物品在生產(chǎn)、流通以及消費的各個過程都含有智能，因而能夠實施實時的管理和控制[3,4]，有效提高資源運用率和生產(chǎn)力水平。物聯(lián)網(wǎng)被稱為繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后，信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮。當社會進入物聯(lián)網(wǎng)時代物體借助芯片智能化，構成一種比互聯(lián)網(wǎng)更加智能的物聯(lián)網(wǎng)，讓人們享有到更加安全輕松的生活。在現(xiàn)有研究或產(chǎn)業(yè)領域中，與物聯(lián)網(wǎng)有關的技術或構想涉及：RFID、普適計算（或稱為泛在計算）、M2M、無線傳感器網(wǎng)絡（WSN）等，這些技術的發(fā)展為物聯(lián)網(wǎng)的研究與應用奠定了良好的基礎，結合移動計算、新一代互聯(lián)網(wǎng)、移動通信網(wǎng)、云計算等技術，能夠將物理基礎設施和IT基礎設施統(tǒng)一，形成一種比現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)更為龐大的網(wǎng)絡基礎設施和平臺。2研究與發(fā)呈現(xiàn)狀1999年美國麻省理工學院（MIT）成立了自動識別技術中心，構想了基于RFID的物聯(lián)網(wǎng)的概念，提出了產(chǎn)品電子碼（EPC）概念。EPC系統(tǒng)是一種非常先進的、綜合性的和復雜的系統(tǒng)。其最后目的是為每一單品建立全球的、開放的標記原則。通過EPC系統(tǒng)的發(fā)展不僅能夠對貨品進行實時跟蹤、并且能夠通過優(yōu)化整個供應鏈給顧客提供支持，從而推動自動識別技術的快速發(fā)展并能夠大幅度提高消費者的生活質量。國際物品編碼協(xié)會EAN和美國統(tǒng)一代碼委員會成立EPCGlobal合資公司，該公司負責EPC網(wǎng)絡的全球化原則[5]。7月，EPCGlobal提出的UHFGen2原則被ISO接納為ISO/IEC18000-6c，成為全球通用的UHF頻段的RFID原則。EPCglobal網(wǎng)絡是實現(xiàn)自動即時識別和供應鏈信息共享的網(wǎng)絡平臺，含有較為成型的分布式網(wǎng)絡集成框架，是一種基于RFID的物聯(lián)網(wǎng)[6]。除RFID與物聯(lián)網(wǎng)緊密有關外，另一種需要關注的技術是M2M（Machine-to-Machine），這種技術普通指將數(shù)據(jù)從一臺終端傳送到另一臺終端，實現(xiàn)機器與機器的對話，有望成為移動連接領域的又一種重要前沿[7]。如果在這一過程中引入無線連接，使涉及儀表、家電、汽車、照明設備、醫(yī)療監(jiān)視器、零售庫存等實體進行連接和通信，將提高生產(chǎn)力、節(jié)省能源、遠程訪問、減少成本、改善醫(yī)療等。該領域的專家們認為M2M形成了物聯(lián)網(wǎng)[8]，它代表了運用無線連接轉變傳統(tǒng)觀念的全新商業(yè)模式，以GPRS/SMS/USSD等為接入手段[9]，提供機器到機器的解決方案，滿足客戶對生產(chǎn)過程監(jiān)控、指揮調度、遠程數(shù)據(jù)采集和測量、遠程診療等方面的信息化需求[10,11]。類似EPCglobal網(wǎng)絡這樣的物聯(lián)網(wǎng)更多是由系統(tǒng)、RFID、智能卡、傳感器等IT類廠商推動的，應用的范疇都普遍集中在物流、交通等行業(yè)[12,13]?，F(xiàn)有的物聯(lián)網(wǎng)，因M2M技術的出現(xiàn)、移動通信等行業(yè)參加，含有了更廣泛的應用外延。國際電聯(lián)（ITU）在公布了“ITUInternetReports:TheInternetofThings”[14]。該報告認為諸如RFID和智能計算等新技術孕育了網(wǎng)絡化的、互聯(lián)的設備構成的世界。從輪胎到牙刷的每件物品都可能互相通信，這預示著一種全新的時代，今天的互聯(lián)網(wǎng)（由數(shù)據(jù)和人構成）將讓位于明天的物聯(lián)網(wǎng)。報告討論了物聯(lián)網(wǎng)的概念，認為RFID、傳感器技術、智能技術、納米技術和微型化技術支撐物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。報告還探討了物聯(lián)網(wǎng)的市場潛力，物聯(lián)網(wǎng)對發(fā)展中國家的廣泛影響和好處，并指出需要解決數(shù)據(jù)安全和隱私等問題。在產(chǎn)業(yè)界，底IBMCEO彭明盛初次拋出“智慧的地球”這一概念，要實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)讓全球都變得智能化，其戰(zhàn)略核心就是“云計算+物聯(lián)網(wǎng)”的結合，為此，IBM參加諸多介于實時網(wǎng)絡（TheReal-timeWeb）和物聯(lián)網(wǎng)之間的交叉項目，提出與物聯(lián)網(wǎng)有關的一系列完整的RFID和傳感器技術方案。在中國工業(yè)經(jīng)濟運行夏季報告會上，工信部總工程師朱宏任表達，我國正在高度關注、重視物聯(lián)網(wǎng)的研究，工信部會同有關部門，在新一代信息技術方面正在開展某些研究，以形成支持新一代信息技術的某些新的政策方法。中移動總裁王建宙表達物聯(lián)網(wǎng)將會成為中移動將來的發(fā)展重點。人民日報發(fā)表了王建宙的簽名文章《從互聯(lián)網(wǎng)到物聯(lián)網(wǎng)》，系統(tǒng)闡釋物聯(lián)網(wǎng)對人類生活的重大影響。8月，溫家寶總理在無錫視察的時候對以傳感器網(wǎng)絡為技術載體的物聯(lián)網(wǎng)應用提出了見解和規(guī)定，江蘇省將其作為重點哺育和發(fā)展的六大新興產(chǎn)業(yè)之一。在物聯(lián)網(wǎng)有關領域，我國在RFID、傳感器網(wǎng)絡等方面已獲得了一定的成績。國內眾多高校、科研機構和公司很早啟動了RFID、傳感器網(wǎng)絡研究，與其它國家相比含有同發(fā)優(yōu)勢，RFID原則的制訂得到了廣泛的關注，在傳感器網(wǎng)絡通信技術、微型傳感器、傳感器端機、移動基站等方面獲得較大進展，現(xiàn)在已形成從材料、技術、器件、系統(tǒng)到網(wǎng)絡的完整產(chǎn)業(yè)鏈。3研究方向物聯(lián)網(wǎng)代表了下一代信息發(fā)展技術，發(fā)展的目的是將世界上的任何物體與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，孕育了廣泛的應用前景，含有深刻的社會意義。第一屆物聯(lián)網(wǎng)國際會議（IOT）在瑞士蘇黎世舉辦，物聯(lián)網(wǎng)使互聯(lián)網(wǎng)延伸至物理世界，涉及眾多技術，涉及RFID、短距離無線通信、實時定位、傳感器網(wǎng)絡。本次會議重點研討了新型傳感技術、新型應用、物體互聯(lián)的通信基礎設施，具體方向為EPC（ElectronicProductCode，電子商品條形碼)網(wǎng)絡、中間件、商業(yè)運作、RFID技術、應用、感知系統(tǒng)等[15]。歐盟DGINFSO和EpoSS在召開一種物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)合專家研討會，發(fā)表了題為“InternetofThingsin:Roadmapforthefuture”的報告[16]，給出了物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢和正在進行的研究，認為物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展需要一種統(tǒng)一原則化的過程實現(xiàn)互通互聯(lián)，使RFID更加智能并投入實際使用，另外一種非常重要的方面是解決物聯(lián)網(wǎng)涉及到安全和隱私保護問題。在波蘭Gdansk舉辦的第二屆IFIP（國際信息解決聯(lián)合會）無線和移動網(wǎng)絡聯(lián)合會議（WMNC）設立了物聯(lián)網(wǎng)方面的技術研討會[17]，討論的方面涉及：（1）物聯(lián)網(wǎng)中對象連接技術：RFID技術、NFC技術、傳感器等技術，（2）物聯(lián)網(wǎng)無線技術：WiFi和WiMax技術，第三代，4G技術，（3）物聯(lián)網(wǎng)有線技術：可編程序控制器，以太網(wǎng)，光纖，（4）物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡架構；（5）物聯(lián)網(wǎng)新興的應用；（6）物聯(lián)網(wǎng)安全和隱私；（7）物聯(lián)網(wǎng)路由；（8）物聯(lián)網(wǎng)命名和尋址。IEEEWirelessVITAE在丹麥Aalborg召開，會議的就“Internetofthings:Realityorsciencefiction/industryhype”進行了研討，具體方向涉及物聯(lián)網(wǎng)涉及到的新思維方式、新商業(yè)模式、構成網(wǎng)絡基礎設施的RFID技術、傳感器技術、智能技術和納米技術，會議還展望了物聯(lián)網(wǎng)對人們將來生活產(chǎn)生的影響，認為在政策法規(guī)方面需要解決挑戰(zhàn)和問題有管理、安全和隱私、信任和身份、可擴展性、原則化、架構以及系統(tǒng)等[18]。歐洲物聯(lián)網(wǎng)大會在比利時布魯塞爾召開，會議討論了將來物聯(lián)網(wǎng)的基礎問題[19]，具體方面涉及（1）創(chuàng)新與新興技術和商業(yè)模式；（2）商業(yè)和管理：創(chuàng)立一種管理架構，以激勵創(chuàng)新，獲得最大的潛力；（3）原則化和互操作性；（4）隱私、安全和數(shù)據(jù)保護；（5）服務體系構造和通信?？梢?，物聯(lián)網(wǎng)的研究重要涉及下列方面：（1）體系構造[20～22]（2）RFID技術[23～25]（3）傳感器技術（4）無線通信技術（5）信息解決技術[26]（6）軟件技術（7）安全和隱私保護[27,28]（8）原則化和互操作性（9）管理體系和商業(yè)模式（10）新興應用4結束語物聯(lián)網(wǎng)概念和系統(tǒng)在不停發(fā)展中，從最初基于RFID的物流控制系統(tǒng)，到現(xiàn)今IBM公司、移動運行公司等產(chǎn)業(yè)界以及政府部門的關注，其內涵更加豐富，與互聯(lián)網(wǎng)的互聯(lián)和整合，預示著更為廣泛的應用前景。但我們應當看到，現(xiàn)有的技術現(xiàn)在還難以真正支撐物聯(lián)網(wǎng)的實施與普遍應用。對于物聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)使全部物體網(wǎng)絡化并與互聯(lián)網(wǎng)融為一體的目的必須要解決其體系構造、組網(wǎng)、信息解決、安全和隱私保護、原則化和互操作性等方面的問題。參考文獻：SarmaSanjay,BrockDavidL,etc.MITwhitepaper:TheNetworkedPhysicalWorld,ProposalsforEngineeringtheNextGenerationofComputing,Commerce&Automatic-Identification.,.CommissionoftheEuropeanCommunities.InternetofThings—AnactionplanforEurope.,.FrederixI.InternetofThingsandradiofrequencyidentificationincaretaking,factsandprivacychallenges.1stInternationalConferenceonWirelessCommunication,VehicularTechnology,InformationTheoryandAerospace&ElectronicSystemsTechnology,.WirelessVITAE.17-20MayPage(s):319–323.BoYan,GuangwenHuang.ApplicationofRFIDandInternetofThingsinMonitoringandAnti-counterfeitingforProducts.InternationalSeminaronBusinessandInformationManagement,.ISBIM'08.Volume1,19-19Dec.Page(s):392–395.王忠敏.EPC與物聯(lián)網(wǎng).中國原則出版社，.CurranI,PlutaS.Overviewofmachinetomachineandtelematics.6thInstitutionofEngineeringandTechnology.WaterEvent,.22-23AprilPage(s):1–33.ContiJP.TheInternetofthings.CommunicationsEngineer..4(6):20–25.MartsolaM,KiravuoT,etc.Machinetomachinecommunicationincellularnetworks.2ndInternationalConferenceonMobileTechnology,ApplicationsandSystems,.15-17Nov.Page(s):6pp.–6.WhiteheadS.Adoptingwirelessmachine-to-machinetechnology.Computing&ControlEngineeringJournal.Volume15,

Issue5,

Oct.-Nov.Page(s):40–46LawtonG.Computer.Machine-to-machinetechnologygearsupforgrowth.Volume37,

Issue9,

Sept.Page(s):12-15ThiesseF,Floerkemeier,C,etc.Technology,Standards,andReal-WorldDeploymentsoftheEPCNetwork.IEEEInternetComputing,..13(2):36–43.JongwooSung,SanchezLopezT,etc.TheEPCSensorNetworkforRFIDandWSNIntegrationInfrastructure.FifthAnnualIEEEInternationalConferenceonPervasiveComputingandCommunicationsWorkshops,.PerComWorkshops'07.19-23MarchPage(s):618–621ITU.TheInternetofThings.,InternetofThings，InternationalConferenceforIndustryandAcademia，March26-28,/Zurich.DGINFSOandEpoSS.InternetofThingsin:Roadmapforthefuture.,=85PujolleG.AnAutonomic-orientedArchitecturefortheInternetofThings.IEEEJohnVincentAtanasoffInternationalSymposiumonModernComputing,.JVA'06.3-6Oct.Page(s):163–168.GronbaekI.ArchitecturefortheInternetofThings(IoT):APIandInterconnect.SecondInternationalConferenceonSensorTechnologiesandApplications,.SENSORCOMM'08.25-31Aug.Page(s):802–807.SpiessP,KarnouskosS,etc.SOA-BasedIntegrationoftheInternetofThingsinEnterpriseServices.IEEEInternationalConferenceonWebServices,.ICWS.6-10JulyPage(s):968–975.UrienP,ElrharbiS,etc.HIP-tags,anewparadigmfortheInternetOfThings.1stIFIPWirelessDays,.WD'08.24-27Nov.Page(s):1–5.FossoWamba,Samuel;KeatingByron;ColtmanTim;MichaelKatina。RFIDAdoptionIssues:AnalysisofOrganizationalBenefitsandRisks.WelbourneE,BattleL.etc.BuildingtheInternetofThingsUsingRFID:TheRFIDEcosystemExperience.IEEEInternetComputing,.13(3):48–55.SchmidtL,MittonN,Simplot-R