浅谈物联网的发展与应用
摘要
物联网将成为未来经济发展、社会进步和科技创新的最重要的基础设施，它的用途遍及多个领域。因此，物联网的技术对于未来社会的发展具有非常重要的现实意义。物联网的核心实际上是“感知”，并不是我们所使用的网络。众所周知，信息获取、传输和处理，是信息产业的三大支柱。基于物联网本身的应用与强大的后台计算能力，真正的信息整合将变成可能，并将带来非常智能的体验。本文在简要介绍物联网的基本概念、技术手段以及体系构架的基础上对物联网的在海计算、云计算以及在实时信息系统中的应用做了简要介绍。斌对物联网发展前景做了简单展望。
关键词：物联网 海计算 云计算 Abstract
Content networking will become future economic development, social progre and innovation of science and technology is the most important infrastructure, its use in several areas.So, the thing networking technology for the future of the development of the society has very important practical significance.The core of the network is in fact that \"perception\", and we do not use network.As is known to all, information acquisition, transmiion and proceing, are the three pillars of the information industry.Based on the application of the network itself things with strong background computing power, the real information integration will become poible, and will bring very intelligent experience.This paper briefly introduces the basic concept, content networking technology and system structure based on the content of the networking in the calculation, cloud computing and real-time information system in the application are briefly introduced.Added to the thing developing prospects were simple network prospect.
Keyword : Content networkingSea ComputingCloud computing
1、物联网的概念
物联网的概念还在探索过程中， 物联网可初步定义为：物联网是把所有的物品通过射频识别（RFID）、全球定位系统、二维码和条码及其他基于物与物通信模式的短距无线网络等信息传感设备及系统与互联网连接起来，进行信息交换的网络，可实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。简单地说，物联网就是把生活中的各类物品和它们的属性标识连接到互联网上， 使得原来只是人与人交互的互联网升级为连接世界万物的物联网。通过网络，人们可以对得到的信息进行处理、分析、提取并合理运用，这将使人们的生活与工作都得到很大的益处。
2、物联网的技术体系
物联网是一种非常复杂、形式多种多样的系统技术应用。一般将物联网的主要技术体系按照四个层次来建立模型，即感知层、传输层、支撑层和应用层。物联网的各层次之间既紧密联系又相对独立。所以，为了实现整体系统的优化，服务于某一具体应用的功能，各层之间资源需要协同分配
与共享。以应用需求为导向的系统设计可以是多种多样的， 并不是所有层次的技术都需要采用。即使在同一个层次上， 可以选择的技术方案也可以进行按需分配设置。但是， 优化的资源共享与协同控制首先都需要一个合理的顶层系统设计， 为应用系统提供必要的整体性能保障。
3、物联网的体系构架
物联网技术与应用目前尚未建立起一套标准的、开放的、可扩展的物联网体系架构。但可把物联网划分为一个由传感器层、传送层、物联网服务层和应用层组成的四层体系。
(1) 传感器层及M2M 终端，主要包括RFID 标签和读写器、摄像头、传感器网络和传感器网关等，在
这一层次要解决的重点问题是感知、识别物体，采集信息。
(2) 传输层首先包括各种通信网络与互联网形成的融合网络， 以将传感器层收集的各类信息进行可靠传送，这一层是目前比较成熟的部分。
(3) 物联网服务层包括物联网管理中心、信息中心、专家系统等对海量信息进行智能处理的部分。
(4) 应用层是将物联网技术与行业专业领域技术相结合，比如物流系统、安全监控、农业监控、灾害监控、智能家居、车辆调度、军事领域等。物联网通过应用层最终实现信息技术与行业专业技术的深度融合，因此发展针对行业应用的物联网最切实际需求。
4、物联网的应用研究
4.1． 物联网与海计算
海计算是通过在物理世界的物体中融入计算与通信设备以及智能算法，让物物之间能够互连，在事先无法预知的场景中进行判断，实现物与物间的交互作用。海计算一方面通过强化海量的独立个体间的局部即时交互和分布式智能，使物体具备自计算、自组织、自反馈的海计算功能；另一方面通过强化融入在个体中的信息装置，实现物体与信息装置的紧密结合， 更加有效地获取物质世界的信息。海计算的本质是物与物间的智能交流，实现物与物间的交互，代表终端的万物世界，海计算是物理世界各物体间的计算模式，而云计算是服务器端的计算模式。
海计算是倡导由多个融入了信息装置、具有一定自主性的物体， 通过局部交互而形成具有群体智能的物联网系统。并具有以下几个优点：
（1）通用结构通过引入融入信息装置的“自主物体”，有利于产生通用的并可批量重用的物联网技术和部件，这也是信息产业主流产品的必备特征。
（2）分散式结构的海计算物联网强调结构分散，比较容易消除单一故障点、单一控制点和单一瓶颈，使扩展更加灵活。
（3）高效节能充分利用局部性原理，可以有效地缩短物联网的业务直径，覆盖从感知、传输、处理，到控制的路径，从而降低能耗，提高效率。
4.2． 物联网与云计算
通过信息的感应、探测、识别、定位、跟踪和监控等手段实现对物理世界的“感、知、控”，我们把这一环节叫做物联网的“前端”；而基于互联网计算的涌现智能以及对物理世界的反馈和控制则称为物联网的“后端”。现今在学术界和工业界，目光普遍聚集在物联网的“前端”，而物联网的“后端”也同样重要。从“后端”看，物联网可以看做是一个基于互联网、以提高物理世界的运行、管理、资源使用效率等水平为目标的大规模信息系统。该系统具备实时感应、高度并发、涌现效应和自主协同等特征。云计算为很多用户提供了一种新的高效率计算模式，并具备互联网服务的便利、低价等优势。云计算的目的是将资源集中于互联网上的数据中心， 由这种云中心提供应用层、平台
层和基础设施层的集中服务，以解决传统IT系统零散性引起的低效率问题。云计算不仅提供了可靠安全的数据存储中心，用户不用再担心数据丢失、病毒入侵等麻烦。而且云计算对用户端的设备要求最低，使用起来也非常方便。此外，云计算可以轻松实现不同设备间的数据与应用共享。最后，云计算为我们使用网络提供了几乎无限多的可能。.
4.3 实时信息系统
实时信息系统（Real-time Information System，RIS）由三个子系统组成，即信息采集系统、信息传输系统和信息处理系统。信息采集子系统又由如传感器、射频识别和视频、音频图像采集器等多种类型的采集设备所组成。当用户以有线或无线的方式连接系统时， 实时信息系统根据用户的个性需求主动推送， 或是用户主动发出请求后等待接收信息。一个实时信息系统建设的重要原则是保证系统的开放性，以此促进实时信息的采集和共享。在物联网中，物理传感器、化学传感器、生物传感器、射频识别标签以及识别设备、全球定位系统设备等都是常见的采集设备， 所标记的物体的相关信息事先已经被写入射频识别标签， 同时通过标签接收阅读器发出相应的射频信号。实时信息处理大致分为分类实时信息收集、数据规整、实时场景重构和数据挖掘等步骤。总体上讲，实时信息处理是把原数据加工成信息的一个过程。实时信息分发模型又由Pull和Push两种模型构成。Pull模型一般是由用户发起信息请求， 请求在经过处理后转化成采集指令，信息源采集设备将采集到的信息传回给用户；而Push模型一般是由信息源先通过采集设备采集到实时信息，信息经过处理后，根据用户的不同需求而有选择地传送。此外，实时信息系统还有一些技术问题需要解决，如：传递延迟、信息精准度问题以及隐私问题等。目前，尽管物联网的应用和研究取得了较大的进步，应用也遍及公共事业、物流交通、医疗卫生、政府机关、文化教育、市政管理、安全生产、金融投资、旅游经济、能源环保、工业监测、气象水文、农业服务、智能家居等各行各业，并得到各个领域的高度重视，但就目前的科技水平而言还面临众多挑战。另外，物联网在不同行业中的应用也各不相同， 因此将物联网技术与行业知识充分集成和融合，为物联网发展营造一个良好的发展环境，使物联网更好地为人们的生活服务。
5、总结与展望
物联网技术应用市场正在全球范围快速增长，随着通信设备、管理软件等相关技术的深化，物联网技术相关产品成本的下降，物联网业务将逐渐走向全面应用。中国政府也将物联网相关产业正式纳入国家《信息产业科技发展十一五规划及2020 年中长期规划纲要十一五规划》重点扶持项目。物联网所带来的产业价值要比互联网大几十倍，巨大的经济利益必然驱使激烈的技术竞争。全球科技大国先后都提出了物联网发展战略，掀起了新一轮物联网的浪潮。2010 年国务院指出要着力突破传感网、物联网关键技术。国内各大著名高校和研发机构竞相跃跃欲试、蓄势待发。许多省份也都陆续提出了相应的发展战略，并纷纷兴建示范工程。展望未来，国家和政府已经明确提出了发展物联网“感知中国”的宏伟战略目标。下一步物联网必将向终端标准化、智能化；通信宽带化、多元化、协同化；应用综合化、多媒体化；网络的融合化、自组化、泛在化发展。
参考文献：
〔1〕李霞.浅谈物流信息技术于物联网〔J〕.商场现代化，2010，（5）.
〔2〕李虹.物联网—生命力的变革〔M〕.北京：人民邮电出版社，2010.
〔3〕吴功宜.智慧的物联网-感知中国和世界的技术〔M〕.北京：机械工业出版社，2010.
〔4〕梅方权.智慧地球与感知中国-物联网的发展分析〔J〕.农业网络信息，2009，（12）.
〔5〕 Texas Instruments.A true system-on-chip solution for 2.4GHzIEEE 802.15.4/ZigBeeTM[Z].2006 〔6〕 Texas Instruments.CC2430ZDK ZigBee Development Kit ProUserManual Rev.1.2.1.2006
