物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)知識概念

1、Q：什么是物聯(lián)網(wǎng)A：“物聯(lián)網(wǎng)”已成為新一代炙手可熱的IT技術(shù)概念，“物聯(lián)網(wǎng)”的逐步實(shí)現(xiàn)，使得人們的生活模式悄然發(fā)生著變化。關(guān)于互聯(lián)網(wǎng)，大家已經(jīng)耳熟能詳，那么什么是“物聯(lián)網(wǎng)”呢？ “物聯(lián)網(wǎng)” (The Internet of things)是將各種信息傳感設(shè)備，如射頻識別（RFID）裝置、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、遙感系統(tǒng)、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、激光掃描器等種種裝置與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來而形成的一個巨大網(wǎng)絡(luò)。其目的，是讓所有的物品都與網(wǎng)絡(luò)連接在一起，方便識別和管理。物聯(lián)網(wǎng)就是把新一代IT技術(shù)充分運(yùn)用在各行各業(yè)之中。如果說互聯(lián)網(wǎng)的“信息高速公路”還只是局限于光纖、基站和上網(wǎng)終端的小小循環(huán)之間的話，物聯(lián)網(wǎng)就是將

2、現(xiàn)實(shí)的基礎(chǔ)設(shè)施和信息網(wǎng)絡(luò)合而為一。同時，具備超強(qiáng)計(jì)算能力的計(jì)算中心的出現(xiàn)，也使得這樣一張“巨網(wǎng)”有了有效運(yùn)作的可能，現(xiàn)在，實(shí)體基礎(chǔ)設(shè)施和信息基礎(chǔ)設(shè)施正在合為“統(tǒng)一的智慧全球基礎(chǔ)設(shè)施”。 由“物聯(lián)網(wǎng)”引出了許多概念如“智慧地球”，在中國，“物聯(lián)網(wǎng)”開始向“感知中國”中心起跑。 智慧地球”就是利用IT技術(shù)，把鐵路、公路、建筑、電網(wǎng)、供水系統(tǒng)、油氣管道乃至汽車、冰箱、電視等各種物體連接起來形成一個“物聯(lián)網(wǎng)”，再通過計(jì)算機(jī)和其他方法將“物聯(lián)網(wǎng)”整合起來，人類便可以通過互聯(lián)網(wǎng)精確而又實(shí)時地管控這些接入網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備，從而方便地從事生產(chǎn)、生活的管理，并最終實(shí)現(xiàn)“智慧的地球”這一理想狀態(tài)。“物聯(lián)網(wǎng)”概念的問世,

3、打破了傳統(tǒng)思維。過去的思路一直是將物理基礎(chǔ)設(shè)施和IT基礎(chǔ)設(shè)施分開：一方面是機(jī)場、公路、建筑物,而另一方面是數(shù)據(jù)中心，個人電腦、寬帶等。而在“物聯(lián)網(wǎng)”時代，鋼筋混凝土、電纜將與芯片、寬帶整合為統(tǒng)一的基礎(chǔ)設(shè)施，在此意義上，基礎(chǔ)設(shè)施更像是一塊新的地球工地，世界的運(yùn)轉(zhuǎn)就在它上面進(jìn)行，其中包括經(jīng)濟(jì)管理、生產(chǎn)運(yùn)行、社會管理乃至個人生活?？茖W(xué)家打了一個通俗的比方來描述“物聯(lián)網(wǎng)”：人的眼睛、耳朵、鼻子好比單個的“傳感器”。一杯牛奶擺在面前，眼睛看到的是杯子,杯子里有白色的液體,鼻子聞聞有股奶香味，嘴巴嘗一下有一絲淡淡的甜味，用手再摸一下，感覺有溫度這些感官的感知綜合在一起,人便得出關(guān)于這一杯牛奶的判斷。假如把

4、牛奶的感知信息傳上互聯(lián)網(wǎng)，坐在辦公室的人通過網(wǎng)絡(luò)隨時能了解家中牛奶的情況，這就是“傳感網(wǎng)”，假如給你授權(quán)，你也可以看到這杯牛奶的情況。如果家中設(shè)置的傳感器節(jié)點(diǎn)與互聯(lián)網(wǎng)連接，經(jīng)過授權(quán)的人通過網(wǎng)絡(luò)了解家里是否平安、老人是否健康等等信息，并利用傳感器技術(shù)及時處理解決，這就是“物聯(lián)網(wǎng)”。 “物聯(lián)網(wǎng)”是繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)與移動通信網(wǎng)之后的世界信息產(chǎn)業(yè)第三次浪潮。目前世界上有多個國家花巨資深入研究探索“物聯(lián)網(wǎng)”，中國與德國、美國、英國等國家一起，成為國際標(biāo)準(zhǔn)制定的主導(dǎo)國之一。 2005年11月17日，在突尼斯舉行的信息社會世界峰會（WSIS）上，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)，

5、報告指出，無所不在的“物聯(lián)網(wǎng)”通信時代即將來臨。 毫無疑問，如果“物聯(lián)網(wǎng)”時代來臨，人們的日常生活將發(fā)生翻天覆地的變化。人們正走向“物聯(lián)網(wǎng)”時代，但這個過程可能需要很長的時間。以幫忙做到 Q：物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)是什么？國際電聯(lián)最近發(fā)表了一份題為“物聯(lián)網(wǎng)”的報告，其第一作者勞拉·斯里瓦斯塔瓦說：“我們現(xiàn)在站在一個新的通信時代的入口處，在這個時代中，我們所知道的因特網(wǎng)將會發(fā)生根本性的變化。因特網(wǎng)是人們之間通信的一種前所未有的手段，現(xiàn)在因特網(wǎng)又能把人與所有的物體連接起來，還能把物體與物體連接起來”。 通過把短距離的移動收發(fā)器嵌入各種器件和日常用品之中，物聯(lián)網(wǎng)將創(chuàng)建出全新形式的通信。隨著一些關(guān)

6、鍵技術(shù)如射頻標(biāo)簽和無線 傳感網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，用戶與周邊物體之間的實(shí)時通信和自由交流已不再是科學(xué)幻想了。 一些新技術(shù)，如RFID 標(biāo)簽帶來了新技術(shù)革命的曙光，網(wǎng)絡(luò)的“用戶”將達(dá)到幾十億個，人產(chǎn)生和接收的信息流量可能會成為少數(shù)。大多數(shù)的信息將在無生命的物體之間流動，從而創(chuàng)造出一個更大、更復(fù)雜的“物聯(lián)網(wǎng)”。 國際電聯(lián)報告提出物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵性應(yīng)用技術(shù)包括：RFID，傳感器，智能技術(shù)（如智能家庭和智能汽車）等，另外物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)還包括嵌入式系統(tǒng)、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、遙感、人工智能、3G通信等。 Q：物聯(lián)網(wǎng)規(guī)模有多大？ A：到目前為止，尚難以定量地預(yù)測物聯(lián)網(wǎng)的市場規(guī)模。我們可以進(jìn)行一個簡單的推算：以國內(nèi)家庭固網(wǎng)通信消

7、費(fèi)市場為例，假設(shè)未來每戶一部固話+一條寬帶+兩臺電腦，各自每個月固話和寬帶總消費(fèi)是100元，那么固話存量是4.5億部、電腦9億臺，每個月產(chǎn)生的通信費(fèi)是450億元這僅僅是家庭通信消費(fèi)市場，如果擴(kuò)大到個人手機(jī)范疇，市場總規(guī)模大約是1500億元左右。而繼續(xù)擴(kuò)張到物聯(lián)網(wǎng)范疇，汽車、各式家用電器，甚至住房和寵物等等都包含在里面，總量與人口數(shù)相比可能是十倍數(shù)的關(guān)系。Q：物聯(lián)網(wǎng)會不會僅僅是個概念？A：網(wǎng)絡(luò)的價值是用戶數(shù)的平方。起初增量會比較慢，但當(dāng)應(yīng)用達(dá)到一定規(guī)模以后，發(fā)展路徑開始逐漸陡峭?？梢詤⒖嫉氖腔ヂ?lián)網(wǎng)的發(fā)展。（國聯(lián)證券）Q：什么叫RFID技術(shù)？A：射頻識別（Radio Frequency Ident

8、ification，RFID）技術(shù)，是一種利用射頻通信實(shí)現(xiàn)的非接觸式自動識別技術(shù)（以下通稱RFID 技術(shù)）。RFID 標(biāo)簽具有體積小、容量大、壽命長、可重復(fù)使用等特點(diǎn)，可支持快速讀寫、非可視識別、移動識別、多目標(biāo)識別、定位及長期跟蹤管理。RFID 技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)、通訊等技術(shù)相結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi)物品跟蹤與信息共享。RFID 技術(shù)應(yīng)用于物流、制造、公共信息服務(wù)等行業(yè)，可大幅提高管理與運(yùn)作效率，降低成本。隨著相關(guān)技術(shù)的不斷完善和成熟，RFID 產(chǎn)業(yè)將成為一個新興的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)群，成為國民經(jīng)濟(jì)新的增長點(diǎn)。因此，研究RFID 技術(shù)，發(fā)展RFID 產(chǎn)業(yè)對提升社會信息化水平、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展、提高人民生活

9、質(zhì)量、增強(qiáng)公共安全與國防安全等方面產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，具有戰(zhàn)略性的重大意義。 目前，RFID 已成為IT 業(yè)界的研究熱點(diǎn)，被視為IT 業(yè)的下一個“金礦”。各大軟硬件廠商，包括IBM、Motorola、Philips、TI、Microsoft、Oracle、Sun、BEA、SAP 等在內(nèi)的各家企業(yè)都對RFID 技術(shù)及其應(yīng)用表現(xiàn)出了濃厚的興趣，相繼投入大量研發(fā)經(jīng)費(fèi)，推出了各自的軟件或硬件產(chǎn)品及系統(tǒng)應(yīng)用解決方案。在應(yīng)用領(lǐng)域，以Wal-Mart、UPS、Gillette 等為代表的大批企業(yè)已經(jīng)開始準(zhǔn)備采用RFID 技術(shù)對業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行改造，以提高企業(yè)的工作效率并為客戶提供各種增值服務(wù)。在標(biāo)簽領(lǐng)域，條碼技術(shù)已非

10、常成熟并得到廣泛應(yīng)用，現(xiàn)在幾乎所有產(chǎn)品都貼有條碼。由于受存儲空間限制，條碼通常只能標(biāo)識產(chǎn)品類型。RFID 標(biāo)簽與條碼相比，具有讀取速度快、存儲空間大、工作距離遠(yuǎn)、穿透性強(qiáng)、外形多樣、工作環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)和可重復(fù)使用等多種優(yōu)勢。讀取速度快：可在瞬間完成對成百上千件物品標(biāo)識信息的讀取，從而提高工作效率；存儲空間大：可以實(shí)現(xiàn)對單件物品的全過程管理與跟蹤，克服條碼只能對某類物品進(jìn)行管理的局限；工作距離遠(yuǎn)：可以實(shí)現(xiàn)對物品的遠(yuǎn)距離管理；穿透能力強(qiáng)：可以實(shí)現(xiàn)透過紙張、木材、塑料和金屬等包裝材料獲取物品信息；標(biāo)簽根據(jù)應(yīng)用場合的不同可以做成條狀、卡狀、環(huán)狀和鈕扣狀等多種形狀。 RFID是實(shí)現(xiàn)企業(yè)和社會信息化的重要技

11、術(shù)之一，它能在顯著提升企業(yè)競爭力和業(yè)務(wù)績效以及降低總體應(yīng)用成本的同時，創(chuàng)造新的服務(wù)形式、新的商業(yè)模式和新的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。 Q：什么叫嵌入式技術(shù)？A：通過前面介紹我們已經(jīng)了解到，隨著IT技術(shù)飛速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)進(jìn)入了“物聯(lián)網(wǎng)”時代。如果說，之前互聯(lián)網(wǎng)上大量存在的設(shè)備主要是以通用計(jì)算機(jī)（像大型機(jī)、小型機(jī)、個人電腦等等）的形式出現(xiàn)，“物聯(lián)網(wǎng)”的目的則是讓所有的物品都具有計(jì)算機(jī)的智能但并不以通用計(jì)算機(jī)的形式出現(xiàn)，并把這些聰明了的物品與網(wǎng)絡(luò)連接在一起，這就需要嵌入式技術(shù)的支持。嵌入式技術(shù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)的一種應(yīng)用，該技術(shù)主要針對具體的應(yīng)用特點(diǎn)設(shè)計(jì)專用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)

12、為基礎(chǔ)的，并且軟硬件可量身訂做，它適用于對功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)通常嵌入在更大的物理設(shè)備當(dāng)中而不被人們所察覺，如手機(jī)、PDA、甚至空調(diào)、微波爐、冰箱中的控制部件都屬于嵌入式系統(tǒng)，如下面聯(lián)接在互聯(lián)網(wǎng)上的設(shè)備中就都有一個嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，但平時我們可能根本沒有注意到這些計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的存在。 嵌入式技術(shù)和通用計(jì)算機(jī)技術(shù)有所不同，我們知道通用計(jì)算機(jī)多用來和人進(jìn)行交互并根據(jù)人發(fā)出的指令進(jìn)行工作；而嵌入式系統(tǒng)大多數(shù)情況下可能根據(jù)自己感知到的事件自主地進(jìn)行處理，所以它對時間性，可靠性要求更高。一般來說，嵌入式系統(tǒng)應(yīng)該具有以下一些特征：專用性、可封裝性、實(shí)時性、可靠

13、性。專用性是指嵌入式系統(tǒng)用于特定設(shè)備完成特定任務(wù)，而不像通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以完成各種不同任務(wù)?？煞庋b性指嵌入式系統(tǒng)一般隱藏于目標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)部而不被操作者察覺。實(shí)時性指與外部實(shí)際事件的發(fā)生頻率相比，嵌入式系統(tǒng)能夠在可預(yù)知的時間內(nèi)對事件或用戶的干預(yù)做出響應(yīng)。可靠性是指嵌入式系統(tǒng)隱藏在系統(tǒng)或設(shè)備中，一旦開始工作，可能長時間沒有操作人員的監(jiān)測和維護(hù)，因此要求它能夠可靠運(yùn)行。 像通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)一樣，嵌入式系統(tǒng)也包括硬件和軟件兩部分。硬件包括處理器微處理器（就是我們平時所說的CPU）、存儲器及外設(shè)器件和輸入輸出端口、圖形控制器等。軟件部分包括操作系統(tǒng)軟件和專門解決某類問題的應(yīng)用軟件，有時設(shè)計(jì)人員把這兩種軟件組合

14、在一起，應(yīng)用程序控制著系統(tǒng)的運(yùn)作和行為，而操作系統(tǒng)控制著應(yīng)用程序編程與硬件的交互作用。Q：什么是傳感器技術(shù)？A：科學(xué)技術(shù)的發(fā)展將人類社會帶入了信息時代,人們的社會活動將主要依靠對信息資源的開發(fā)及獲取、傳輸與處理。從浩瀚無垠的宇宙,到微觀粒子世界,許多未知的現(xiàn)象和規(guī)律信息,沒有相應(yīng)的傳感器是無法獲取的。傳感器技術(shù)是當(dāng)今信息社會中的一門跨學(xué)科的邊緣性技術(shù)學(xué)科,它在信息處理系統(tǒng)中占有十分重要的地位,是信息處理系統(tǒng)的三個構(gòu)成單元(傳感器、通信系統(tǒng)、電子計(jì)算機(jī)) 之一,已滲透到了生產(chǎn)、科研和生活的各個領(lǐng)域。傳感技術(shù)是關(guān)于敏感元器件及傳感器的設(shè)計(jì)制造、測試、應(yīng)用的綜合性技術(shù)，是構(gòu)成現(xiàn)代信息技術(shù)和自動化技術(shù)

15、的主要支柱之一。隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，傳感器在品種、性能等方面都有飛速的發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域也日趨廣泛。傳感器已成為人們生產(chǎn)、生活中不可缺少的工具，也是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)。Q：什么是遙感技術(shù)？A：“遙感”，顧名思義，就是遙遠(yuǎn)地感知。傳說中的“千里眼”、“順風(fēng)耳”就具有這樣的能力。人類通過大量的實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)地球上每一個物體都在不停地吸收、發(fā)射和反射信息和能量，其中有一種人類已經(jīng)認(rèn)識到的形式電磁波，并且發(fā)現(xiàn)不同物體的電磁波特性是不同的。遙感就是根據(jù)這個原理來探測地表物體對電磁波的反射和其發(fā)射的電磁波，從而提取這些物體的信息，完成遠(yuǎn)距離識別物體。如圖5-1所示： 在汶川地震中，就使用了航空遙感飛機(jī)（如下圖5-2

16、）。 航空遙感（ aerial remote sensing）又稱機(jī)載遙感，是指利用各種飛機(jī)、飛艇、氣球等作為傳感器運(yùn)載工具在空中進(jìn)行的遙感技術(shù)，是由航空攝影偵察發(fā)展而來的一種多功能綜合性探測技術(shù)。 Q：什么3G技術(shù)？A：如果物聯(lián)網(wǎng)與手機(jī)3G網(wǎng)絡(luò)結(jié)合，將很快改變?nèi)藗兊纳罘绞?，使之更加便捷安全?3G：第三代移動通信技術(shù)(英語：3rd-generation)，是指支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆涓C移動通訊技術(shù)。3G服務(wù)能夠同時傳送聲音(通話)及數(shù)據(jù)信息(電子郵件、即時通信等)。代表特征是提供高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。 Q：物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展的發(fā)展過程如何？A：2009年2月24日消息，IBM大中華區(qū)首席執(zhí)行官錢大群在200

17、9IBM論壇上公布了名為“智慧的地球”的最新策略。針對中國經(jīng)濟(jì)的狀況，錢大群表示，中國的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)空間廣闊，而且中國政府正在以巨大的控制能力、實(shí)施決心、和配套資金對必要的基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行大規(guī)模建設(shè)，“智慧的地球”這一戰(zhàn)略將會產(chǎn)生更大的價值。 在策略發(fā)布會上，IBM還提出，如果在基礎(chǔ)建設(shè)的執(zhí)行中，植入“智慧”的理念，不僅僅能夠在短期內(nèi)有力的刺激經(jīng)濟(jì)、促進(jìn)就業(yè)，而且能夠在短時間內(nèi)為中國打造一個成熟的智慧基礎(chǔ)設(shè)施平臺。 錢大群表示，當(dāng)今世界許多重大的問題如金融危機(jī)、能源危機(jī)和環(huán)境惡化等，實(shí)際上都能夠以更加“智慧”的方式解決。在全球經(jīng)濟(jì)形勢低迷的同時，也孕育著未來的發(fā)展機(jī)遇，中國不僅能夠籍此機(jī)遇開創(chuàng)新樂觀產(chǎn)業(yè)和新的市場，加速發(fā)展，擺脫經(jīng)濟(jì)危機(jī)的影響。 IBM希望“智慧的地球”策略能掀起了“互聯(lián)網(wǎng)”浪潮之后的又一次科技革命。IBM前首席執(zhí)行官郭士納 曾提出