第一部分物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)概述

第一部分物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)概述1第一章物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)概論

1.1物聯(lián)網(wǎng)基本概念1.2物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)

1.3物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)1.4物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)1.5物聯(lián)網(wǎng)典型應(yīng)用1.6物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)展望21.1物聯(lián)網(wǎng)基本概念從技術(shù)的角度來(lái)講，物聯(lián)網(wǎng)即“物與物相連的網(wǎng)絡(luò)”.從應(yīng)用的層面理解，物聯(lián)網(wǎng)是將物體都連接到物聯(lián)網(wǎng)中，物聯(lián)網(wǎng)再與互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合。歐盟對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的定義是：物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)基于標(biāo)準(zhǔn)和互操作通信協(xié)議的、具有自組織能力的、全球的、動(dòng)態(tài)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施31.2物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)1.2.1物聯(lián)網(wǎng)的自主體系架構(gòu)1.2.2物聯(lián)網(wǎng)的EPC體系架構(gòu)1.2.3物聯(lián)網(wǎng)的UID技術(shù)體系1.2.4物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的基本組成41.2.1物聯(lián)網(wǎng)的自主體系架構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)的自主體系結(jié)構(gòu)是一種采用自主通信技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)，它的設(shè)計(jì)是為了適應(yīng)異構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線通信環(huán)境的需要。圖1-1物聯(lián)網(wǎng)的自主體系結(jié)構(gòu)5數(shù)據(jù)面在數(shù)據(jù)分組的傳送中發(fā)揮作用；控制面的作用為通過(guò)向數(shù)據(jù)面發(fā)送配置信息來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)面吞吐量的優(yōu)化，提高可靠性；知識(shí)面提供整個(gè)網(wǎng)絡(luò)信息的完整視圖，并且提取為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的知識(shí)，以此來(lái)指導(dǎo)控制面的適應(yīng)性控制，它是四個(gè)面中最重要的一個(gè)面；管理面主要用來(lái)協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)面、控制面和知識(shí)面的信息交換，提供物聯(lián)網(wǎng)的自主能力。6傳統(tǒng)的TCP/IP協(xié)議棧被STP/SP協(xié)議棧和智能層所取代。STP（SmartTransportProtocol）和SP（SmartProtocol）分別表示智能傳輸協(xié)議和智能協(xié)議。智能層的作用是協(xié)調(diào)交換節(jié)點(diǎn)之間STP/SP的選擇,對(duì)無(wú)線鏈路上的通信和數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)異構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備之間的聯(lián)網(wǎng)。7圖1-2物聯(lián)網(wǎng)自主體系結(jié)構(gòu)協(xié)議棧81.2.2物聯(lián)網(wǎng)的EPC體系架構(gòu)美國(guó)麻省理工學(xué)院的自動(dòng)識(shí)別實(shí)驗(yàn)室（Auto-ID）在美國(guó)統(tǒng)一代碼協(xié)會(huì)（UCC）的支持下，提出要構(gòu)造一個(gè)系統(tǒng)，能夠覆蓋世界萬(wàn)事萬(wàn)物；此外，還提出了電子產(chǎn)品代碼（EPC，ElectronicProductCode）的概念。2003年9月，美國(guó)統(tǒng)一代碼協(xié)會(huì)（UCC）聯(lián)合國(guó)際物品編碼協(xié)會(huì)（EAN）成立了非營(yíng)利性組織EPCGlobal，它們將EPC加入到全球統(tǒng)一標(biāo)識(shí)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了全球統(tǒng)一標(biāo)識(shí)系統(tǒng)中的GTIN編碼體系與EPC概念的完美結(jié)合。9EPCGlobal對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)的描述是，一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)主要由EPC編碼體系、射頻識(shí)別系統(tǒng)及信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)三部分組成，主要包括EPC

編碼、EPC

標(biāo)簽及讀寫(xiě)器、EPC

中間件、ONS

服務(wù)器和EPCIS

服務(wù)等6

個(gè)方面,

如表1-1所示。表1-1EPC物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)構(gòu)成101．EPC編碼體系EPC的目標(biāo)是為每一物理實(shí)體提供唯一標(biāo)識(shí)，它是由一個(gè)頭字段和EPC管理者號(hào)、對(duì)象分類(lèi)號(hào)、序列號(hào)組成的一組數(shù)字。圖1-3EPC編碼結(jié)構(gòu)11（1）EPC頭字段(EPCHeader)：頭字段用來(lái)說(shuō)明EPC的版本號(hào)。設(shè)計(jì)時(shí)利用版本號(hào)來(lái)說(shuō)明EPC的結(jié)構(gòu)，包括EPC中編碼的總位數(shù)和其他三部分中每部分的位數(shù)。（2）EPC管理者號(hào)(EPCManagerNumber)：管理者號(hào)部分也可以稱(chēng)之為域名管理號(hào)、因?yàn)椴煌姹局械腅PC管理者編碼長(zhǎng)度是可變的，所以越短的EPC管理者編號(hào)越珍貴。（3）對(duì)象分類(lèi)號(hào)(ObjectClass)：對(duì)象分類(lèi)號(hào)標(biāo)識(shí)廠家的產(chǎn)品種類(lèi)，主要用于產(chǎn)品電子碼的分類(lèi)編號(hào)。對(duì)于那些特殊對(duì)象分類(lèi)編號(hào)的擁有者來(lái)說(shuō)，對(duì)象分類(lèi)號(hào)的分配不受限制。（4）序列號(hào)(SerialNumber)：序列號(hào)用于產(chǎn)品電子碼序列號(hào)編碼。此編碼只是簡(jiǎn)單的填補(bǔ)序列號(hào)值的二進(jìn)制0。一個(gè)對(duì)象分類(lèi)編號(hào)的擁有者對(duì)其序列號(hào)的分配沒(méi)有限制。12射頻識(shí)別系統(tǒng)由EPC標(biāo)簽和讀寫(xiě)器組成，主要完成產(chǎn)品的采集與處理。EPC標(biāo)簽是編號(hào)（每件商品唯一的號(hào)碼，即牌照）的載體，每件物品和它的EPC標(biāo)簽中產(chǎn)品電子代碼是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。讀寫(xiě)器將產(chǎn)品電子代碼讀取出來(lái)后傳送給物聯(lián)網(wǎng)中間件，經(jīng)過(guò)處理后存儲(chǔ)在分布式數(shù)據(jù)庫(kù)中。用戶如果想要查詢某件物品的信息，只需在瀏覽器的地址欄中，輸入物品的名稱(chēng)、生產(chǎn)地、生產(chǎn)時(shí)間等數(shù)據(jù)，即可獲悉物品在供應(yīng)鏈中的實(shí)時(shí)狀態(tài)。2．射頻識(shí)別系統(tǒng)（RFID系統(tǒng)）133．EPC信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)EPC信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包括EPC中間件、發(fā)現(xiàn)服務(wù)和EPC信息服務(wù)三部分。（1）EPC中間件：EPC中間件是在后臺(tái)應(yīng)用程序和讀/寫(xiě)器之間設(shè)置的一個(gè)通用平臺(tái)和接口，它使用標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議和接口，是RFID讀寫(xiě)器和信息系統(tǒng)之間進(jìn)行聯(lián)系的橋梁。（2）EPC信息發(fā)現(xiàn)服務(wù)（DiscoveryService）：發(fā)現(xiàn)服務(wù)主要內(nèi)容是對(duì)象名解析服務(wù)（ObjectNameService，ONS）和其配套服務(wù)，它基于電子產(chǎn)品代碼，通過(guò)獲取EPC數(shù)據(jù)訪問(wèn)通道信息。（3）EPC信息服務(wù)（EPCIS，EPCInformationService）：信息服務(wù)也就是EPC系統(tǒng)的軟件支持系統(tǒng)，它的作用是實(shí)現(xiàn)終端用戶在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下交互EPC信息。141.2.3物聯(lián)網(wǎng)的UID技術(shù)體系日本在電子標(biāo)簽方面的發(fā)展，最早開(kāi)始于20

世紀(jì)80年代中期的實(shí)時(shí)嵌入式系統(tǒng)TRON。2003年3月，在T－Engine

論壇領(lǐng)導(dǎo)下，在東京大學(xué)正式設(shè)立了泛在ID中心。UID

技術(shù)體系架構(gòu)主要包括泛在識(shí)別碼(uCode)、信息系統(tǒng)服務(wù)器、泛在通信器、和ucode

解析服務(wù)器等4部分。UID體系作為一個(gè)開(kāi)放性的技術(shù)體系，其規(guī)范是對(duì)大眾公開(kāi)的。泛在識(shí)別碼標(biāo)識(shí)世間所有的物品和地點(diǎn)，UC

是一種似于PDA的

終端，UC

通過(guò)從識(shí)別碼的電子標(biāo)簽中讀取信息來(lái)獲取設(shè)施的狀態(tài)，并對(duì)它們進(jìn)行控制。UID通過(guò)

uCode

標(biāo)簽的物品、場(chǎng)所的各種實(shí)體將現(xiàn)實(shí)世界與和虛擬世界中信息服務(wù)器中存儲(chǔ)的各種相關(guān)信息聯(lián)系起來(lái)，以此實(shí)現(xiàn)“物物互聯(lián)”。151.2.4物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的基本組成硬件平臺(tái)感知節(jié)點(diǎn)末稍網(wǎng)絡(luò)核心承載網(wǎng)信息服務(wù)系統(tǒng)硬件設(shè)施軟件平臺(tái)數(shù)據(jù)感知系統(tǒng)軟件物聯(lián)網(wǎng)中間件系統(tǒng)軟件網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)信息管理系統(tǒng)161.2.4.1物聯(lián)網(wǎng)的硬件平臺(tái)組成1.感知節(jié)點(diǎn)感知節(jié)點(diǎn)需完成物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的數(shù)據(jù)采集和設(shè)備控制等功能。感知節(jié)點(diǎn)具體包括四個(gè)基本單元：一是傳感單元，它包括傳感器和模數(shù)轉(zhuǎn)換功能模塊，；二是處理單元，主要是嵌入式系統(tǒng)；三是通信單元，主要包括無(wú)線通信模塊，目的是實(shí)現(xiàn)末梢節(jié)點(diǎn)與會(huì)聚節(jié)點(diǎn)間以及各末梢節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)通信；四是電源供電部分。2.末稍網(wǎng)絡(luò)末稍網(wǎng)絡(luò)即接入網(wǎng)絡(luò)，包括匯聚節(jié)點(diǎn)、接入網(wǎng)關(guān)等，主要功能為應(yīng)用末稍感知節(jié)點(diǎn)的組網(wǎng)控制和數(shù)據(jù)匯聚，或完成向感知節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)等。173.核心承載網(wǎng)核心承載網(wǎng)的作用是承擔(dān)接入網(wǎng)與信息服務(wù)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通信任務(wù)。根據(jù)具體應(yīng)用的不同需求，核心承載網(wǎng)的種類(lèi)有很多，它既可以是公共通信網(wǎng)，比如2G、3G移動(dòng)通信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)，也可以是企業(yè)專(zhuān)用網(wǎng)，甚至可以是專(zhuān)用于物聯(lián)網(wǎng)的新通信網(wǎng)。4.信息服務(wù)系統(tǒng)硬件設(shè)施物聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)系統(tǒng)硬件設(shè)施的組成包括各種應(yīng)用服務(wù)器和用戶設(shè)備、客戶端等，主要作用是對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換、融合、分析，以及對(duì)用戶呈現(xiàn)的適配和事件的觸發(fā)等。181.2.4.2物聯(lián)網(wǎng)的軟件平臺(tái)組成1．?dāng)?shù)據(jù)感知系統(tǒng)軟件數(shù)據(jù)感知系統(tǒng)軟件主要完成物品的識(shí)別和物品EPC碼的采集和處理，主要由企業(yè)生產(chǎn)的物品、物品電子標(biāo)簽、傳感器、讀寫(xiě)器、控制器、物品代碼（EPC）等部分組成。對(duì)于物品電子標(biāo)簽，國(guó)際上多采用EPC標(biāo)簽，用PML語(yǔ)言來(lái)標(biāo)記每一個(gè)實(shí)體和物品。存儲(chǔ)有EPC碼的電子標(biāo)簽在經(jīng)過(guò)讀寫(xiě)器的感應(yīng)區(qū)域時(shí)，讀寫(xiě)器會(huì)自動(dòng)獲取標(biāo)簽中的EPC碼，實(shí)現(xiàn)了EPC信息采集的自動(dòng)化。192．物聯(lián)網(wǎng)中間件系統(tǒng)軟件（1）讀寫(xiě)器接口。物聯(lián)網(wǎng)中間件一定要優(yōu)先為各種形式的讀寫(xiě)器提供集成功能。（2）應(yīng)用程序接口。應(yīng)用程序接口是應(yīng)用程序系統(tǒng)控制讀寫(xiě)器的一種接口。（3）事件管理器。事件管理器用來(lái)對(duì)讀寫(xiě)器接口的RFID數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)濾、匯聚和排序操作，并通告數(shù)據(jù)與外部系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的內(nèi)容。（4）對(duì)象名解析服務(wù)。對(duì)象名解析服務(wù)（ONS）是一種目錄服務(wù)，主要是將對(duì)每個(gè)帶標(biāo)簽物品所分配的唯一編碼，與一個(gè)或者多個(gè)擁有關(guān)于物品更多信息的目標(biāo)信息服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)定位地址進(jìn)行匹配。（5）目標(biāo)信息服務(wù)。目標(biāo)信息服務(wù)由兩部分組成：一是目標(biāo)存儲(chǔ)庫(kù)，用于存儲(chǔ)與標(biāo)簽物品有關(guān)的信息并使之能用于以后查詢；另一個(gè)是擁有為提供由目標(biāo)存儲(chǔ)庫(kù)管理的信息接口的服務(wù)引擎。203．網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)利用互聯(lián)網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)世界中的各個(gè)物品的互聯(lián)，無(wú)論任何時(shí)間、任何地點(diǎn)都可以識(shí)別任何物品，使物品成為了攜帶動(dòng)態(tài)信息的"智能產(chǎn)品"。4．物聯(lián)網(wǎng)信息管理系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)管理類(lèi)似，物聯(lián)網(wǎng)也需要有管理系統(tǒng)。目前，大部分物聯(lián)網(wǎng)是基于SNMP建設(shè)的管理系統(tǒng)ONS類(lèi)似于互聯(lián)網(wǎng)的DNS，要有授權(quán)，并且有一定的組成架構(gòu)。它能把每一種物品的編碼進(jìn)行解析，再通過(guò)URL服務(wù)獲得相關(guān)物品的進(jìn)一步信息。物聯(lián)網(wǎng)信息管理系統(tǒng)包括國(guó)家物聯(lián)網(wǎng)信息管理中心、企業(yè)物聯(lián)網(wǎng)信息管理中心以及國(guó)際物聯(lián)網(wǎng)信息管理中心。211.3物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)1.3.1末梢網(wǎng)絡(luò)的通信技術(shù)1.3.1.1射頻識(shí)別RFID1.3.1.2近場(chǎng)通信NFC1.3.1.3藍(lán)牙技術(shù)1.3.1.4Zigbee技術(shù)1.3.2核心承載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)1.3.2.1互聯(lián)領(lǐng)域的無(wú)線通信技術(shù)1.3.2.2電信領(lǐng)域的無(wú)線通信技術(shù)22圖1-4應(yīng)用在物聯(lián)網(wǎng)的各種通信技術(shù)舉例物聯(lián)網(wǎng)通信體系結(jié)構(gòu)主要由傳感網(wǎng)、核心承載網(wǎng)和信息服務(wù)系統(tǒng)等幾個(gè)大的部分組成。其中包括末稍網(wǎng)絡(luò)、核心承載網(wǎng)等基礎(chǔ)通信網(wǎng)絡(luò)；信息服務(wù)系統(tǒng)硬件設(shè)施主要負(fù)責(zé)信息的處理和決策支持。在傳感網(wǎng)的末梢網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部節(jié)點(diǎn)間，主要是通過(guò)短距離無(wú)線通信的方式形成多跳的自組織網(wǎng)絡(luò)。231.3.1末梢網(wǎng)絡(luò)的通信技術(shù)隨著物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的廣泛應(yīng)用，作為物聯(lián)網(wǎng)中末梢網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)——近距離通信技術(shù)也是人們關(guān)注的重點(diǎn)問(wèn)題之一。近距離無(wú)線通信技術(shù)的技術(shù)范圍比較廣泛，只要是收發(fā)節(jié)點(diǎn)之間通過(guò)無(wú)線電波傳輸信息，并且傳輸距離在較短的范圍內(nèi)，都稱(chēng)為近距離無(wú)線通信。常見(jiàn)的近距離無(wú)線通信技術(shù)包括射頻識(shí)別RFID（RadioFrequencyIdentification）技術(shù)、NFC（NearFieldCommunication）技術(shù)、藍(lán)牙（BlueTooth）、Zigbee技術(shù)等。241.3.1.1射頻識(shí)別RFID

RFID技術(shù)是一種以無(wú)線方式追蹤和管理物品的非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。RFID技術(shù)繼承了雷達(dá)的概念，它通過(guò)電磁場(chǎng)或者磁場(chǎng)，利用無(wú)線射頻的方式進(jìn)行非接觸式雙向通信，以達(dá)到識(shí)別目標(biāo)的目的。與傳統(tǒng)的識(shí)別方式相比，該技術(shù)無(wú)需直接接觸、無(wú)需人為干預(yù)即可完成信息輸入與處理，是未來(lái)?xiàng)l形碼的最佳替代者。251.3.1.2近場(chǎng)通信NFCNFC是NearFieldCommunication的縮寫(xiě)，即近場(chǎng)通信技術(shù)。NFC標(biāo)準(zhǔn)兼容了索尼公司的FeliCaTM標(biāo)準(zhǔn)，以及ISO14443A，B，也就是使用飛利浦的MIFARE標(biāo)準(zhǔn)。NFC技術(shù)脫胎于無(wú)線設(shè)備之間的“非接觸式識(shí)別”及互聯(lián)技術(shù)，它可以滿足任何兩個(gè)無(wú)線設(shè)備之間的信息交換、內(nèi)容的訪問(wèn)以及服務(wù)交換，并且任意兩個(gè)設(shè)備之間靠近而不需要線纜的連接就可以實(shí)現(xiàn)互相之間的通信。NFC將非接觸讀卡器、非接觸卡和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)功能整合進(jìn)一塊芯片，為消費(fèi)者的生活方式開(kāi)創(chuàng)了全新的機(jī)遇。261.3.1.3藍(lán)牙技術(shù)藍(lán)牙工作在全球通用的2.4GHzISM(即工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)學(xué)）頻段。藍(lán)牙的數(shù)據(jù)速率為1Mb/s。時(shí)分雙工傳輸方案被用來(lái)實(shí)現(xiàn)全雙工傳輸。使用IEEE802.15協(xié)議。藍(lán)牙技術(shù)的基本原理是藍(lán)牙設(shè)備依靠專(zhuān)用的藍(lán)牙芯片使設(shè)備在短距離范圍內(nèi)發(fā)送無(wú)線電信號(hào)來(lái)尋找另外一個(gè)藍(lán)牙設(shè)備，找到后相互之間便可以開(kāi)始交換信息。藍(lán)牙使用的工作頻段為非授權(quán)的工業(yè)、醫(yī)療、科學(xué)頻段，保證在全球范圍內(nèi)都能夠使用這種無(wú)線通信技術(shù)。藍(lán)牙技術(shù)在近距離保障了通信的可靠性和信息的安全性。271.3.1.4Zigbee技術(shù)ZigBee聯(lián)盟對(duì)ZigBee標(biāo)準(zhǔn)的制定是使用IEEE802.15.4協(xié)議的物理層、MAC層及數(shù)據(jù)鏈路層，標(biāo)準(zhǔn)已在2003年5月發(fā)布。Zigbee技術(shù)的名稱(chēng)來(lái)源于蜜蜂的“八字舞”，由于蜜蜂(bee)是靠飛翔和“嗡嗡”(zig)地抖動(dòng)翅膀的“舞蹈”來(lái)向同伴傳遞花粉所在的地點(diǎn)信息。ZigBee技術(shù)是一種近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低速率、低成本的雙向無(wú)線通訊技術(shù)，可以廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、家庭網(wǎng)絡(luò)、醫(yī)療設(shè)備控制等多個(gè)領(lǐng)域，ZigBee技術(shù)彌補(bǔ)了低成本、低功耗、低速率無(wú)線通信市場(chǎng)的空缺。281.3.2核心承載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

1.3.2.1互聯(lián)領(lǐng)域的無(wú)線通信技術(shù)

WiMAX：是以IEEE802.16系列無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，兼容各種不同的常用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，為廣大消費(fèi)者提供便捷的無(wú)線數(shù)據(jù)接入服務(wù)。與WiFi等無(wú)線接入技術(shù)相比，WiMAX它在擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍、提高頻譜利用率和系統(tǒng)容量等方面具有自己獨(dú)到的優(yōu)勢(shì)。WiFi：即IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)，是IEEE定義的一個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。WiFi定義了使用直接序列擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)，在2.4GHz實(shí)現(xiàn)了11Mb/s速率的無(wú)線傳輸。WiFi技術(shù)最突出的優(yōu)勢(shì)有以下幾點(diǎn)：較廣的局域網(wǎng)覆蓋范圍、傳輸速度快、無(wú)需布線以及安全健康。291.3.2.2電信領(lǐng)域的無(wú)線通信技術(shù)LTE

：是3GPP的長(zhǎng)期演進(jìn),是3G技術(shù)與4G技術(shù)之間的一個(gè)過(guò)渡，稱(chēng)之為3.9G的全球標(biāo)準(zhǔn)。LTE增強(qiáng)并改進(jìn)了3G的空中接入技術(shù)，采用OFDM和MIMO作為其無(wú)線網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的唯一標(biāo)準(zhǔn)。3G（第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)）：是基于IMT-2000的寬帶蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)，可將無(wú)線通信與國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)等多媒體通信結(jié)合的新一代移動(dòng)通信系統(tǒng)。目前，3G的主要標(biāo)準(zhǔn)有WCDMA，CDMA2000，TD-SCDMA等。301.4物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)1.4.1嵌入式技術(shù)1.4.2物聯(lián)網(wǎng)安全1.4.3物聯(lián)網(wǎng)定位技術(shù)311.4.1嵌入式技術(shù)無(wú)論是智能傳感器、無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)還是節(jié)點(diǎn)信息的記錄、顯示與處理，都包含了大量的嵌入式技術(shù)。在物聯(lián)網(wǎng)中，中間件系統(tǒng)位于感知設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用之間，它的工作過(guò)程是對(duì)感知設(shè)備采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行校對(duì)、濾除、集合等處理。從中間件技術(shù)的系統(tǒng)定位和它采用的各種數(shù)據(jù)的采集和處理技術(shù)來(lái)看，中間件技術(shù)是嵌入式技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中最鮮明的例子。321.4.2物聯(lián)網(wǎng)安全信息安全問(wèn)題：其主要表現(xiàn)在：如果物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)了通信被攻擊、系統(tǒng)數(shù)據(jù)被篡改等安全問(wèn)題，并致使其出現(xiàn)了與所期望的功能不一致的情況，那么依賴(lài)于物聯(lián)網(wǎng)的控制結(jié)果將會(huì)出現(xiàn)十分嚴(yán)重的問(wèn)題。物聯(lián)網(wǎng)將經(jīng)濟(jì)社會(huì)活動(dòng)、戰(zhàn)略性基礎(chǔ)設(shè)施資源和人們生活全面架構(gòu)在全球互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)上，所有活動(dòng)和設(shè)施理論上透明化，一旦遭受攻擊，安全和隱私將面臨巨大威脅，甚至可能引發(fā)電網(wǎng)癱瘓、等惡性后果。因此實(shí)現(xiàn)信息安全和網(wǎng)絡(luò)安全是物聯(lián)網(wǎng)大規(guī)模應(yīng)用的必要條件，也是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)成熟的重要標(biāo)志。331.4.3物聯(lián)網(wǎng)定位技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)所有的應(yīng)用中，與人們生產(chǎn)生活聯(lián)系和結(jié)合最緊密的應(yīng)用就是定位跟蹤及其相應(yīng)的管理任務(wù)。通過(guò)定位跟蹤管理，可以使得人或者是任何物品實(shí)現(xiàn)信息互聯(lián)，達(dá)到“物物相聯(lián)”的效果。從物聯(lián)網(wǎng)的三個(gè)目標(biāo)來(lái)看，要實(shí)現(xiàn)任何時(shí)間、任何事物、任何地點(diǎn)之間的連接其中必須有定位技術(shù)的支持，而且在任何地方的連接里面本身就包含著物體之間的位置信息。定位技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)一個(gè)重要的基礎(chǔ)。341.5物聯(lián)網(wǎng)典型應(yīng)用1.5.1無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)WSN1.5.2M2M351.5.1無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)WSN無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN，WirelessSensorNetworks）是一種自組織網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)大量低成本、資源受限的傳感節(jié)點(diǎn)協(xié)同工作實(shí)現(xiàn)某一特定任務(wù)。隨著微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS,Micro-Electro-MechanismSystem）的快速發(fā)展，制造小體積、低功耗、低成本的傳感器節(jié)點(diǎn)成為可能。這些節(jié)點(diǎn)集成了傳感器單元、微處理單元、通信單元以及電源模塊等部分，并可附加定位功能和移動(dòng)功能。36無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)綜合了傳感器技術(shù)、無(wú)線通信技術(shù)、嵌入式技術(shù)等各項(xiàng)技術(shù)，進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測(cè)、數(shù)據(jù)采集，通過(guò)自組織無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)對(duì)區(qū)域的動(dòng)態(tài)協(xié)同感知。無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展了人們獲取信息的能力，它將客觀世界的物理信息通傳輸網(wǎng)絡(luò)連接在一起，在下一代網(wǎng)絡(luò)中為人們提供最直接、最有效、最真實(shí)的信息，這將是信息領(lǐng)域的一場(chǎng)革命。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)未來(lái)的一些主要研究方向包括節(jié)點(diǎn)的微型化、系統(tǒng)的節(jié)能化、抗干擾能力等。371.5.2M2MM2M最初是指機(jī)器與機(jī)器（MachinetoMachine）之間通過(guò)有線或者無(wú)線的方式，在沒(méi)有人為干預(yù)下實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的通信。廣義的M2M也包括人和機(jī)器（MobiletoMachine）之間的應(yīng)用。M2M的本質(zhì)是信息基礎(chǔ)設(shè)施和實(shí)體基礎(chǔ)設(shè)施的結(jié)合，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和IT技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能化，從而解決很多行業(yè)正在面臨的“效率、安全、成本”等很多問(wèn)題。M2M是一種通信理念，是通過(guò)機(jī)器之間建立連接并使得信息交流擴(kuò)展到日常生活的各個(gè)方面的重要趨勢(shì)。38截止到目前，除了極少量的一部分工具，很多普通的機(jī)器設(shè)備不具備網(wǎng)絡(luò)互連與信息交互的功能，而