学文网物联网研究篇1
关键词：物联网 发展 体系结构模型
1 物联网理解
目前“大智移云”这一词汇逐渐进入人们的视域。“大智移云”，即大数据、智慧城市、智能化、移动互联网、云计算。随着信息技术的高速发展，“大数据”“云计算”这些先进词汇逐渐进入人们的视域，并且在网络科技飞速发展的互联网时代掀起新高潮。物联网是大数据时代的产物。简单来讲，物联网即“物物相连的互联网”。其包含两个主要理念：
一是物联网是基于互联网衍生出的一种网络架构。
二是物联网的用户端可延伸和扩展至任何物品与物品之间，能够实现信息交互，即物物相息。
按照国内标准，物联网指的是基于约定协议的信息传感设备（如GPS、RFID、红外感应器、激光扫描器等），在物品和互联网之间建立联系，实现信息交互，同时完成智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络概念。
2 物联网的发展
早在1991年，Kevin Ash-ton教授首次提出物联网的概念。1999年美国麻省理工学院组建了“自动识别中心”，提出“万物皆可通过网络互联”的先进理念，使物联网真正进入人们的认知领域。
全球主要发达国家和地区都十分重视物联网的研究并纷纷抛出与物联网相关的信息化战略。2004年日本
总务省（MIC）提出u-Japan计划，2006年韩国确立了u-Korea计划，2008年，美国***府采用IBM提出的“智慧地球战略”，2009年***在无锡提出“感知中
国”，自此我们国家物联网的发展和研究正式进入日程。
物联网并不是单一的产业，其最终体现在每个具体的应用行业中。2012年2月14日，工信部正式颁布实施第一个物联网五年规划――《物联网“十二五”发展规划》，提出增加财税支持的要求，以促进物联网产业化发展为目标专设基金，并且广泛吸纳外资、民资支持物联网发展。《规划》确立了构建产业体系的总体目标，着力打造物联网产业链，支持10个产业聚集区和百家以上骨干企业的整体建设，以“专、精、特、新”为标准带动一批中小企业共同发展。另外，统一物联网的编码标识也是当前促进物联网持续发展的主要措施。在大数据时代，如何利用规范化的物品编码和数据交互节约供应链运行成本，促进物联网行业信息化，已是全世界普遍关注的研究课题。由此可见，统一物品编码无疑是推进物联网可持续发展的必然选择。
3 物联网的构成
物联网是一种非常复杂、形式多样的系统技术，也有其内部特有的体系架构。物联网应用广泛，对于每一个具体的应用，系统规划和设计会因为角度的不同而产生不同的结果。目前还没有一个规范化的体系结构模型。国内多数论著将物联网系统化分为三个层次，即感知层、网络层、应用层。
物联网的核心技术主要集中于感知层。感知层在物理世界与信息世界建立起联系纽带，主要实现数据采集、物体识别等感知功能。而信息交互系网络层的功能架构，即利用网络实时、准确地传递物体信息。应用层则主要包括各类应用，将感知层得到的消息进行处理，实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理等实际应用。
4 物联网的应用
物联网应用广泛，几乎遍及各个领域，全世界各国***府对物联网的发展和应用都十分重视。2013年04月28日，工信部和***又联合推出新***策《关于做好2013年物联网发展专项资金项目申报工作的通知》（工信厅联科[2013]79号），将在2013年继续通过专项资金的方式推动物联网产业发展，并确定了六大重点领域率先发展。国内要发展物联网，必须解决当前物联网发展进程中存在的碎片化、安全性等问题。从这点来看，要实现物联网发展规划任重而道远。
5 结束语
运用、发展物联网产业，我们国家具有巨大的发展潜力和市场需求，发展前景十分广泛，但受限于物联网相关标准、规范，如果标准不统一对物联网发展将是一个非常大的障碍。物联网发展具有长期性、艰巨性，必须从战略的层面进行整体布局、协调发展。
参考文献：
[1]物联网白皮书（2011）[R].工业和信息化电信研究院，2011，5.
物联网研究篇2
关键词：实验室建设；物联网；实验课改革
中***分类号：TP311 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）37-0224-02
一、引言
目前无线移动通信技术和高性能微型设备设计技术及发展比较迅速，有线网和无线网、固定网和移动网等多种网络互联为一体，利用生活周边的设备及家电设备，能够智能地提供适用于用户的信息及计算功能。该实训课所使用的实验平台采用全开放式的模块化设计，功能丰富，并且学生可以在此基础上进行二次开发，做设计型实验，同时也完全能够满足实验教学的要求，可以激发学生的创新思维，并且经济实用。
二、物联网的发展现状
物联网这个概念从1995年首次提出来之后，美国、欧盟、日本等国家都先后制定了发展计划，我国在1999年也开始对物联网进行研究，并在2011年制订了物联网发展“十二五”计划。目前许多国家都在研究无线传感器网络，并开发了在实际传感器节点中运行的多种协议。目前比较流行的传感器硬件有柏克莱开发的“Mica Mote”，英特尔公司的“IMot”，加州大学的“IBadge”和麻省理工学院的“U-AMPS”系列，以及韩佰电子开发的无线传感器节点“ZigbeX”。由于传感器节点要考虑电能资源的限制，所以大部分传感器把Atmega 128低功率处理器作为中央处理器使用，在RF通信端，使用低功率短距离无线通信芯片CC1000或CC2420。
三、物联网课程研究内容
物联网课程内容涉及电子、通信、计算机软硬件等多个学科领域，综合了无线通信、嵌入式系统、信号处理、数据融合和分布式系统等多种技术。把课程开设好，一方面提高了学生的创新能力和动手能力，使学生不仅能很好的完成相关课程的课程设计以及毕业设计，而且能够广泛的适用于电子和信息相关专业的就业需求，另一方面，教师通过系统的方法对实验教学内容、方法和手段进行创新，使整个专业的教学水平得以提升，同时，满足了高校专业教学实验和科学研究的要求。因此物联网课程的开设将为我校师生提供一个良好的学习、研究、教学及实践的平台。
在物联网实验课程的教学上，我们分为四个层次：第一层为基础实验，主要实验围绕实验箱进行，通过实验模块让学生感知物联网，使学生对物联网有感性的认识，并且熟悉开发环境以及编程语言，实验内容涵盖物联网的所有基础知识，这部分内容是后续实验的基础，学生只有掌握好基础知识才能，继续开展以后的实验。第二层为综合实验，这部分实验要求学生在基础知识掌握扎实的基础上进行，实验内容要求能融会贯通各个知识点，是对基础知识的应用。第三层次为设计型实验，这部分实验要求学生应用所学物联网课程知识，结合所学其他专业课的知识对系统进行分析和设计。第四层为创新型实验，这部分实验要求选拔校内优秀学生和创新实验室的学生，结合课程和科研项目来进行自主实验，实验室为学生开放，老师负责指导。
物联网实验课程需要有前导课程，需要建立完善、有层次的系统教学体系。电子技术初级课程，内容包括初级电子技术设计，元器件的识别和焊接技术，仪器仪表的使用，模电、数电主要面对1～2年级的学生。电子技术中级课程，主要面对2～3年级的学生，课程内容包括高性能单片机、电路板设计、微型计算机系统设计与实现、传感器的应用。电子技术高级课程，主要面对3～4年级的学生以及DSP、ARM和FPGA技术的应用与设计。
四、物联网课程的教学目标及教学模式
经过几年的努力和校、院等各方面的支持，物联网实验教学已取得了一定的成绩。为了适应科技的发展和新技术的学习及应用，为了使学生在传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络、无线通信技术及分布式信息处理技术等知识综合和创新能力的提高，不断对课程内容进行更新，着眼于大学生科研能力的系统培养，通过开设综合的、与电子信息相关专业知识的选修课，使我校毕业的相关专业学生具备了本专业所需的相应科研能力，为我校实验教学的发展提供了宝贵经验。目前开设的实验课程大部分是基础实验，主要是围绕实验箱进行的，为了培养学生的动手能力和创新精神，需要为学生开设设计性实验，并且要求成本较低。开设物联网课程的主要目的是培养学生的综合素质，使学生对相关课程包括嵌入式知识、无线通信知识以及信号处理和数据融合的知识进一步达到融会贯通。作为一门专业的课程，我们不仅要完成最基本的培养目标，更要培养高层次的学生。而开设不同层次的选修课是完成这个目标的最好方法。
教学模式要从传统的以教为主转变为以学生动手为主，要注重学生到底在实验中学到了什么，注重培养学生的创新能力。传统的实验教学模式是：上课老师先讲，讲完之后学生做实验，实验内容和实验模式是固定的。现代教育理论认为，在教学中要以学生为主体，要在教师的引导下，提高学生的***思考能力，多开设计性课程，让学生主动去探索新知识。
五、物联网专业在实验教学中存在的问题
现在许多高校的物联网教学都把实验箱作为教学平台，实验模式比较死板，只针对固定的几个实验，学生只是机械地学习，时间长了就会失去兴趣，另外也缺乏对于学生创新能力的培养，不能够与实际应用相结合，与最初开设物联网专业的目的出现了冲突。
六、结语
物联网技术越来越多的应用在现代生活中，其中无线传感器网络技术在节能减排、环境监测、工业控制、城市管理等领域拥有了巨大的应用前景。目前无线传感器网络技术正在高速发展，是中国少有的与国际保持同步发展水平的技术之一，而且学习和掌握新技术发展方向和技术理念是现代化高等教育的核心理念。物联网教学的改革不仅要从教学方法还要从教学目的以及与实践相结合方面进行改革。
参考文献：
[1]王保云.物联网技术研究综述[J].电子量与仪器学报，2009，23（12）：1-7.
[2]李文仲，等.ZigBee无线网络技术入门与实战[M].北京航空大学出版社，2008.
[3]翟刚，刘盛德，胡咸斌，等.ZigBee技术及应用[M].北京航空大学出版社，2007.
[4]康东，勇鹏.射频识别（RFID）核心技术与典型应用开发案例[M].北京：人民邮电出版社，2008.
物联网研究篇3
【关键词】物联网；安全架构；密码
0.引言
物联网的核心概念是通过物体(包含人)之间的互连来完成物体与物体之间的信息交换，实现物体之间的信息通信[1,2]。物体通过网络互相连接，实现信息资源共享和各种服务和应用。物联网有三个主要特点：一是全面感知，即利用各种感知设备如RFID、传感器等从环境中搜集物体息；二是可靠传输，即融合多种网络，如移动通信网、互联网、广电网等，通过这些网络将感知信息到数据处理中心；三是智能处理，即应用智能计算技术分析和处理数据处理中心的海量数据, 为基于物联网的各种应用服务提供支持。目前物联网的体系结构基于上可以划分为感知层、网络层和应用层，各个不同层面的安全性问题已经有许多安全技术和解决方案[3]。但是物联网的应用是一个基于三个层面的整体，仅仅简单叠加各个层面的安全策略不能为整个系统应用提供可靠的安全保障。目前国际学术界针对物联网安全架构已广泛开展研究。Mulligan等总结和分析了物联网的研究现状，并对物联网安全性问题做了展望[4]。Leusse等提出了一个基于物联网服务的安全模型, 并介绍和分析其包含的模块[5]。本文从目前物联网的主流体系架构出发，分别从感知层、传输层和应用层三个层面总结了物联网面临的安全威胁，并提出了相应的安全措施，为建立物联网的安全架构提供了理论参考框架。
1.感知层的安全性
感知层是最为基本的一层，负责完成物体的信息采集和识别。感知层需要解决高灵敏度、全面感知能力、低功耗、微型化和低成本问题。感知层包括多种感知设备，如RFID系统、各类型传感器、摄像头、GPS系统等。在基于物联网的应用服务中，感知信息来源复杂，需要综合处理和利用。在当前物联网环境与应用技术下, 由各种感知器件构成的传感网络是支撑感知层的主体。传感网络内部的感知器件与外网的信息传递通过传感网络的网关节点，网关节点是所有内部节点与外界通信的控制渠道，因此传感网的安全性便决定了物联网感知层的安全性。通过分析,感知层所面临的安全威胁可能有以下几种情况：
（1）非法方控制了网关节点。
（2）非法方窃取了节点密钥，控制了普通节点。
（3）网关节点或普通节点受到来自于网络的拒绝服务攻击，造成网络瘫痪。
（4）海量的传感节点接入到物联网，会带来节点识别、节点认证和节点控制等诸多问题。
在一般的应用中，由于窃取网关节点的通信密钥比较困难，因此非法方实际控制传感网的网关节点的可能性很小。内部传感节点与网关节点之间的共享密钥是最为关键的安全要素,一旦该密钥被非法方所窃取，那么非法方便能利用共享密钥获取一切经过该网关节点传送的信息,这样一来传感网便完全没有安全性可言。如果该共享密钥没有被非法方掌握，那么非法方就无法通过控制网关节点来任意修改传送的消息，而且这种非法操作也容易被远程处理平台所察觉和追踪。
分析出了传感网所面临的安全威胁，我们就可以针对这些安全威胁建立有效的安全架构。传感网的安全解决方案可以采用多种安全机制，如可靠的密钥管理、信息路由安全、联通性解决方案等，设计人员可以选择使用这些安全机制来保证传感网内部的数据通信安全可靠。传感网的类型具有多样化的特点，因此难以对安全服务做统一要求，但是必须要保证认证性和机密性。保证认证性利用对称密码或非对称密码方案，而机密性需要双方在通信会话时协商建立一个临时密钥。目前大部分的传感网都采用使用对称密码的认证方案，该方案预先设置共享密钥，使得节点资源消耗有效地减少，并提高了使用效率；而在安全性有更高的要求的传感网则通常采用非对称密码方案，它们通常都具有较好的计算能力和通信能力。此外入侵检测方法和联通性安全等也是传感网常用的安全手段。因为传感网有一定的***性和封闭性，它的安全性一般不会影响到其他网络的安全。相比与传统的互联网，物联网的构成环境更为复杂，面对的外部威胁会大大增多，因此面向传感网应用传统的安全解决方案，必须增强它们的安全技术和级别后方能应用到实际场合中。目前密码技术发展较快，有多种密码技术可应用在传感网的安全架构中,如轻量级密码协议、轻量级密码算法、可设定安全级别的密码技术等。
2.网络层的安全性
物联网研究篇4
关键词：物联网网关；优化；算法
中***分类号：TP317
通信网络作为通信技术的基础，已经发展到能够实现物物联接的跨地域、跨应用的物联网。物联网网关作为物联网时代的网关设备，是传统网络与物联网络之间的纽带。通过物联网网关设备，物联网网络之间可以进行协议转换，具有广域互联与局部互联的功能。
1 物联网网关的任务
在物联网世界中，物联网网关是运营商网络的末梢延伸，将通信网络、接入网以及近程感知网络等相关的网络实现连接，并且在相互的网络之间传递信息，这些连接组成了物联网[1]。物联网以运营商网络为核心，是一个系统复杂的网络体系。物联网网关在物联网之间主要具有数据转发、管理控制和协议转换的功能，同时也具备安全的管理等功能。在物联网中，网关所起的任务主要是数据转换、协议转换和管理功能。
2 物联网网关优化设计
2.1 研究意义与研究策略
物联网是未来网络的形式，因此作为数据传输与转换的桥梁，物联网网关的性能直接决定了物联网的性能，物联网网关优化具有理论和使用价值。但是由于物联网基础结构复杂、协议不统一、影响网络效率的因素繁复[2]，本文将针对物联网网关的优化算法设计出合理的研究策略，把握物联网网关的本质，提出有效而且新颖的见解。
2.1.1 设计模型
物联网网关主要作用是传输数据、协议转换以及利于管理，所以在物联网网关的优化难点是传输数据的实时性、协议转换的有效性、传输的容量以及故障管理。物联网网关的优化设计，是网络资源优化的一种，属于非线性规划方面的问题。本文在研究物联网网关优化设计时采取的是基于Zigbee/GPRS协议的物联网网关系统[3]，所构架的物联网网关的三层结构模型如***1所示。
本文所构筑的模型主要考察的是指一个通信周期中，网联网网关综合效益以及最优化的机构模型，该模型是以Zigbee/GPRS协议为基础的，所以需要在相同的网络环境中得到验证。在三层结构化模型中，上层代表的是决策节点、中层对应备选节点、下层对应的是源节点[4]。其中上层节点的行为结构与物联网网关的传输数据的实时性、协议转换的有效性、传输的容量以及故障管理至关重要。在本文所建立的模型中，目标是建一个多目标优化的模型，并且实时性快时、数据量大时、网络故障时等情况时寻找最优网关，实现负载均衡，不拥塞，不会发生数据丢失。
2.1.2 网关选取的指标
备选物联网网关主要来自于以下几个方面：接入程度与可以连接的节点数量；能够通信的最大节点数量；以及节点的平均移动速度。
2.1.3 物联网网关优化设计
在物联网网关矩阵设计中，先设定在网络中有n个物联网网关，并且将这些网关机尾{G1，G2，G3……Gn}。参考在群决策的集结意见，将物联网网关的评价矩阵建立起来：
在建立的矩阵中，G下面的数目字表示物联网网关的编号，ai选定其中编号为i的物联网网关的模糊评价值。在建立了物联网网关的评价矩阵之后，所得在各种物联网网关的各种路径被选用的概率计算模型如下：
其中公式（3）表示的是通信流量的分配率，θ为陪参数，f为多径分流中有效路径的条数。
2.1.4 优化结果分析
在三层决策模型优化算法后，在物联网网关遵循的IEEE 802.15.4/Zigbee协议中进行分析，数据表示经过三层结构优化之后，数据传输的实时性提高、传输数据吞吐度增加。
（1）物联网网关的实时性提升，物联网网关在模型中是表现出比较优良的数据传输能力。经过比较网关前后分组的总数目对比可知，三层模型能够扩展协议并且在阻塞的情况下保证网络数据的流通。在三层模型中延迟大大降低，提升了数据传输的即时性。物联网的实时性得到提升。
（2）当数据量大时，物联网网关的单径传输会造成网络阻塞。因此在本文所展示的三层模型以及优化设计中，物联网网关会自动寻找与节点不相交的其它路径，从而选择决策模型中的其他路径。而且数据量越多，多径传输的好处就表现得越明显。
（3）当网络发生故障时，物联网网关会某段会失去连接。因此恢复断开的物联网网关是十分必要的优化设计。在相关的协议中，当物联网网关失去节点，会立刻朝备用的网关发出节点信号，直到能够顺畅的传递数据为止。
3 结束语
物联网网关是物联网中的桥梁，起着传输数据、适应协议的作用。本文以物联网网关为研究对象，基于GPRS/Zigbee的嵌入式物联网网关系统，提出三层结构的理论模型对物联网网关进行优化处理。主要探讨在优化过程中解决数据延迟、大量数据传输和网络故障的问题。多径传输显得更加具有优势。
参考文献：
[1]刘强，崔莉，陈海明.物联网关键技术与应用[J].计算机科学，2010，27（6）：1-4.
[2]谢涛，陈火旺，康立山.多目标优化的演化算法[J].计算机学报，2003，26（8）：997-1003.
[3]郑向伟，刘弘.多目标进化算法研究进展[J].计算机科学，2007，34（7）：187-192.
物联网研究篇5
关键词：物联网；RFID；***事物流配送；***事物流配送系统
中***分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2013）09-0038-04
0 引 言
在信息化战争条件下，由于***事物资的使用频率高、损耗大的特点，部队用户对***事物资的需求也就越来越多。为满足部队用户日益增长的***事物资需求，越来越需要***事物流配送的支持[1]，以提高部队战斗力。但由于 “配送需求迷雾”和“配送资源迷雾”等问题长期存在[2]，***事物流配送效益不高，效果也不理想。针对该问题，必须以提高基于信息系统的体系作战能力为目标，采用先进的信息技术，建立***事物流配送系统，实现精确配送，提高后勤保障能力，打赢信息化战争。
1 需求分析
***事物流配送是***事物流配送中心根据部队用户的需求，将***事物资送达到指定地点的***事物流活动，其中包括计划处理、集货、分拣、加工、包装、组箱、暂存、装载、运输、卸载和信息反馈等作业过程[3]。***事物流配送作为***事物流的末端活动，为满足部队用户平时和战时的物资需求提供大力支持。随着科技的发展，为适应信息化战争的零点后勤和精确配送要求，对***事物流配送的要求也越来越高。传统的***事物流配送模式中，由于技术条件的限制，***事物流配送存在以下不足：一是***事物流配送水平还不高，如装卸载不合理、行驶路线不优化等；二是***事物流配送成本居高不下，如人员数量相对较多、人均产能低、单位运价高等；三是信息技术含量低，如网络闭塞、系统不统一、订单方式传统落后、运输跟踪能力差、识别技术利用率低等；四是信息不畅通，如***事物流配送中心不能及时掌握部队用户的需求信息，用户也不能查询所配送的物资在哪里，什么时候到，不能及时反映在运物资和载运工具在运输途中的实时情况等[4]。
针对以上问题，国内外也采取很多措施来应对。美***在经历几场局部战争后，系统分析了战争中***事物流配送能力和效果，成立了国防配送中心和24个配送点，向***队提供所需要的物资保障和服务。在此基础上，开发了基于网络技术的财产登记与部队补给系统（PBUSE）、基于MTS（移动跟踪系统）和RFID的作战指挥持续保障系统（BCS3），实现了补给需求可知、资源可视、在储资产可视、在运可视的目标[5]。
国内相关学者对物流配送研究也有一定的进展，如王福威等提出基于ArcGIS的智能物流配送信息系统，综合运用GPS和WEBGIS技术解决了配送过程中车辆跟踪及调度、运输路线规划和导航、电子地***显示和空间信息查询等问题[6]；王义勇提出了基于B/S模式的第三方物流配送系统，物流配送的全程跟踪和配送过程的实时查询，实现对配送车辆、货物信息、订单信息和客户信息的管理[7]。但是，国内和***内有关学者对***事物流配送的研究还不够细致，研究资料和成果还不多，仅王丰等[8]提出基于电子商务的***事物流配送系统实现物流配送的合理化等功能，和田丰等[9]提出基于RFID、卫星星座网络的***事物流配送，优化行车路线、车辆调度等，缩短配送时间和节约配送成本。
结合国内外对物流配送和***事物流配送的研究情况，不难发现，要适应以信息化为主导的新***事变革，***事物流配送必须和先进的信息技术相结合，以***事物流配送需求信息可知、***事物流配送环节可视为目标，建立一个完整的***事物流配送系统，形成一个合理的***事物流配送体系，更好地为部队用户提供适时、适地、适量保障。物联网作为现代信息技术发展的关键技术，是通信网和互联网的拓展应用和网络延伸，利用感知技术与智能装置对物理世界进行感知识别，通过网络传输互联，进行计算、处理和知识挖掘，实现人与物、物与物信息交互和无缝连接，达到对物理世界实时控制、精确管理和科学决策[10]。将物联网技术广泛应用于***事物流配送中，建立基于物联网的***事物流配送系统，运用***队有线网和无线网等方式实现***事物流配送需求的实时感知，利用RFID、视频监控、北斗定位系统和GIS等实现配送状态的实时可视、可控，以达到精确配送的目的。
2 基于物联网的***事物流配送系统设计和功能实现
将物联网广泛应用于***事物流配送中，是***事物流配送信息化发展的必然趋势，是提高我***战斗力和保障力的重要途径。基于物联网的***事物流配送系统，采用RFID标签、射频读写器等智能感知设备、相关网络、现代化的硬件系统和软件系统，实时、准确地获取和处理***事物流配送需求、配送状态等信息，将***事物资适时、适地、适量地送达用户。
2.1 系统组成
基于物联网的***事物流配送系统主要由智能感知设备、计算机、网络和软件系统等组成。
智能感知设备主要由RFID标签、射频读写器和传感器组成。RFID标签具有一定的存储空间来存储固化存储信息 （物资出厂前写入，包括物资类别、名称等）和追加记录存储信息 （配送前写入，包括配送地点、配送用户等信息）[11]；射频读写器，分为手持式读写器和固定式读写器，获取标签上的信息，并将所获信息传输给计算机；传感器，如温度传感器、湿度传感器和烟雾传感器等，对相关信息智能感知。网络，包括通信网、Ethernet、北斗定位网等，主要用于数据传输和信息传递。硬件系统，如计算机、北斗终端等，用于接收和处理相关感知信息。软件系统，主要包括北斗定位系统、GIS、监控系统、车辆故障诊断系统和辅助驾驶系统等，用于在运物资途中动态监控，实时展示配送路况，根据相关信息诊断车辆故障并提供解决措施，以及借助热磁成像探测系统解决全黑、大雾、沙尘等恶劣环境下配送车队安全行驶问题。
2.2 结构设计
基于物联网的***事物流配送系统总体结构主要分为感知层、网络层、应用层等三层，以及技术标准体系和信息安全体系，***1所示是基于物联网的***事物流配送系统的基本架构。
（1）感知层
感知层实现对物理世界的智能感知识别、信息采集处理和自动控制，并通过通信模块将物理实体连接到网络层和应用层。主要由环境状态智能感知、载运工具智能感知、在运物资智能感知和装卸现场智能感知等四个模块组成。
环境状态智能感知：运用温度传感器、湿度传感器和烟雾传感器等传感器对配送中心进行分区域实时监测，数据通过中继传送得到，而且能够自动更新。若数据超过设定范围，则进行声音报警，颜色变为红。用户可以很方便查看各个区域实时温湿度数据。
载运工具智能感知：对载运工具位置、技术状态以及驾驶员的智能感知。采用通信卫星、北斗卫星、CDMA/GPRS数字移动通信技术、GIS地理信息技术、计算机网络技术、现代物流优化技术获取载运工具的地理位置信息；通过车辆故障诊断系统获取载运工具的技术状态信息，通过监控技术获取感知司机的驾驶状态信息。
在运物资智能感知：在装载物资前，用射频读写器把载运物资的相关信息，包括物资名称、物资编码、数量等信息，经过提炼、合并、增加（如收货单位信息、接收单位信息），写到贴在载运工具表面的RFID标签上。将一批物资作业处理完成后，以批处理的方式将手持式读写器的信息回传到系统平台上。
装卸现场智能感知：利用RFID技术对物资处于配送的哪个环节进行智能感知；利用视频监控和无线网等技术实时感知载运工具是否到达装卸场地、装卸进度等，以更好地把握物资出发的时间。
（2）网络层
网络层包括延伸网、接入网和核心网，主要把从感知层获取的信息传输到应用层，为系统的功能实现提供相应的信息传递。可依托***网、全******线电话网、卫星通信网、北斗定位网、Ethernet、WiFi、CDMA和G***/GPRS等网络，实现感知层和应用层之间的数据交互。
（3）应用层
应用层包括应用基础设施、中间件和各种物联网应用，主要有计划管理、用户管理、车辆管理等12个服务。主要实现对计划拟制、上报、审核和下达；对用户、车辆和人员信息的录入、审核、查询、修改、删除；对装卸载物资和路线选择进行优化，形成装卸载方案和行车方案；对载运车辆和物资进行实时监控；需求单位用户根据权限，查询所属物资的配送状态；用户接收物资后，用射频读写器读取相应射频标签信息，在检核无误后，登录系统进行确认。
（4）技术标准体系和信息安全体系
技术标准体系：系统提供统一的数据交换模式，支持多种通用标准数据交换服务，对各类数据的定义进行统一，同时支持SITA电报、EDI数据传输以及其他各种电报。
信息安全体系：通过一些加密技术，对系统的运维管理、权限管理、信息安全防御、数据库安全保障、网络通信通道提供安全保障。
2.3 主要功能实现
2.3.1 ***事物流配送需求实时可知
基于物联网的***事物流配送系统可利用***网、Ethernet等网络，通过***事物流配送中心实时感知部队用户的物资需求和上级主管部门的***事物流配送需求，***2所示是***事物流配送需求感知***。根据该系统功能，部队用户可登录系统的客户端，然后根据实际情况，填写物资需求计划，并把该计划提交给上级主管部门；上级主管部门就可在登录系统主界面后，查看各部队用户的物资需求计划，审核、汇总后，生成物资配送计划，然后下发给***事物流配送中心；***事物流配送中心登录系统，收到上级主管部门下发的物资配送计划，进行一系列的配送作业，将***事物资配送给指定用户；用户收到物资后，经检核无误后，登录系统客户端进行确认和信息反馈。
***2 ***事物流配送需求感知***
2.3.2 ***事物流配送状态的实时可视和可控
采用分阶段实时掌握***事物流配送的方式，来实时掌控***事物流配送状态。首先，将其分为***事物流配送中心内作业阶段、途中运输阶段、物资到达后交接等三个阶段，***3所示是基于物联网的***事物流配送流程。其次，在实时感知***事物流配送需求的基础上，基于物联网的***事物流配送系统，采用物联网技术，从上述的三个阶段来实现对***事物流配送状态的可视、可控，以解决***事物流配送水平不高、成本居高不下、技术含量低、信息化程度低等问题。
（1）***事配送中心内作业可视、可控
一方面，把贴有RFID标签的物资集结到***事物流配送中心内；按照上级下达的物资配送计划，利用手持式射频读写器读出物资信息，然后根据所获信息，对物资进行分拣、加工、包装、组箱等作业，并在集装箱上贴上射频标签，写入相应信息，暂存于配送中心仓库内；根据智能配载系统提供的装载方案，对组箱物资进行装载，并在配送车辆上贴上射频标签，写入相应信息，利用无线网和视频监控，对作业现场进行可视化管控，确保各环节信息畅通，保证作业安全、高效、流程规范，及时掌握物资出发的时间。另一方面，根据人员管理系统和路线选择系统，分别对驾驶员选择和行车路线选择进行规划，生成预案，辅助领导决策；根据决策分析系统对预案综合评估的结果，确定实施方案和应急预案等；根据实施方案，按照既定的行车路线，向目的地出发。
（2）途中运输可视、可控
在运输途中，利用辅助驾驶系统，借助热磁成像探测系统解决全黑、大雾、沙尘等恶劣环境下运输车队安全行驶问题，辅助驾驶；利用车辆故障诊断系统，对车辆故障信息进行诊断和分类，提供相应的解决措施；利用视频监控，对车辆驾驶员进行实时监控，防止驾驶员不当驾驶；利用GIS，获得实时路况，按照既定的行车路线，可以计算出到达下一个目的地的大概时间。
车队行进过程中，各车辆利用无线自组网分系统或超短波集群通信分系统，如WiFi、蓝牙等，把驾驶员信息、车辆故障信息等（含***片、视频、报告等），发送实时信息给车队指挥车，使车队指挥员实时掌控车队行驶状态；***事物流配送中心利用全******话网、卫星通信系统、3G通信、北斗导航（定位及报文传输分系统），获取由配置在车队内的北斗终端和卫星通信终端等发送的实时消息，从而对物资运输动态监控；用户登录***事物流配送系统的客户端，根据权限查询所属物资所处的地理位置和到达的大概时间，并做好接货准备。
（3）物资到达后的交接可视、可控
物资到达目的地后，根据智能配载系统提供的卸载方案，将物资卸载到指定区域，与部队用户做好交接；部队用户接收物资时，用手持式射频读写器读出贴在物资表面上的射频标签，获取相应的物资信息，检核无误后，登录配送系统，进行确认；***事物流配送中心登录系统获取部队用户在装卸场的监控画面，实现对物资到达后交接可视、可控；物资交接完毕后，把物资配送到下一目的地。重复上述过程。完成最后一批物资配送后，车队按照既定方案返回到配送中心，并做好交接。
从上述的功能实现来看，基于物联网的***事物流配送系统，采用先进的物联网技术，有助于提高***事物流配送的作业水平和信息技术含量，保证了各阶段、各环节之间信息更加流畅。系统的初始投资可能比较高，但如果长期加以使用，节约的资金也就相当可观。总之，通过将物联网技术应用于***事物流配送中，传统的***事物流配送模式存在的问题也就迎刃而解了。
3 结 语
为适应以信息化为核心的世界新***事变革，打赢现代化信息战争，***事物流配送必须实现可知、可视、可控，保证***事物流配送信息流畅通。笔者在分析***事物流配送需求的基础上，建立了基于物联网的***事物流配送系统的基本架构体系，详细设计了其功能实现，有效提高***事物流配送总体效能，增强***事物流配送效益。由于***事物流配送系统是***事物流配送信息化的重要组成部分，目前硬件条件和软件条件还不成熟，因此，系统建设的路还很长，需要继续展开深入的研究。
参 考 文 献
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物联网研究篇6
在2008年爆发的金融危机背景下，“智慧地球”的概念在2009年初步发酵并逐渐上升至美国的国家战略层面。同年，国内也提出了“感知中国”的概念，这个概念的提出让人们普遍想到了大致在十年前针对改善物流与供应链效率而提出的“物联网”概念，此处的“感知中国”就是原来“物联网”概念及其内涵的更加广泛的扩展与提升。
物联网的概念在人们不断关注与发掘下得到了丰富和发展。2009年***在《让科技引领中国可持续发展》的讲话中提出：“要着力突破传感网、物联网关键技术，及早部署后IP时代相关技术研发，使信息网络产业成为推动产业升级、迈向信息社会的‘发动机’。”***的讲话表明了物联网在社会发展中的的战略位置，它是未来网络发展的趋势。
物联网是下一代通讯网的发展方向，未来人们的生活中将遍布各种芯片和传感器，智能传感设备将城市人们的生活设施物联成网。对广大中国家庭来说，电视机的普及率很高，几乎每家都有一个或者两个电视机，无论男女老少，无论文化水平高低基本都会用电视机。因此如果让物联网与家庭互动数字电视网络的完全连接和融合，通过城市运营核心系统的各项关键信息的实施、监测，经由每家每户的数字电视机顶盒汇总，从而对包括每家每户日常生活所需的各种需求作出智能的回应是简单而且可行的。
笔者以智能家居物联网展厅的搭建为例，来对物联网与广电网络互融作些探索研究。智能家居物联网展厅搭建是以NGB为基础，通过融合物联网、传感网相关技术，来展现家庭生活新理念、新功能、新方式的一个项目。示范展厅借助联通千家万户的有线电视网络，在高清电视、互动电视、宽带上网业务等业务形态的基础上，实现智能安防、智能家电控制、智能影音、融合视讯、智能厨房、安心校园等功能，给家庭生活带来安全、舒适、节约、环保的全新体验。
2.模型搭建
广电智能家居物联网展厅的建设应遵从统一的技术规范，统一的技术框架，统一的交换标准，统一的应用规范进行建设实施，进而保证系统建设的规范性，完整性，先进性和扩展性。
2.1 功能划分
对整个智能服务平台进行功能划分，将由四个主要部分组成：
1）感知层
感知层由众多传感终端及智能控制网关构成，作为物联网的神经末梢用于感知万事万物，是物联网核心技术的体现，在展厅方案中具有广泛应用。
2）网络层
网络层作为智能家居系统的数据传输平台，依托广电下一代广播电视网（NGB）实现下一代广播电视网、互联网、物联网的互联，完成感知层与业务上层的互通。
3）平台层
平台层由各类信息服务系统组成，是物联网展厅的基础部分，为各种物联网应用的实现扫平技术障碍，提供底层技术支撑。
4）应用层
业务应用层是应用系统，为每个用户完成业务处理、交互服务的工作，是整个系统的业务逻辑集中展现平台，向每个用户提供智能家电、智能影音、智能安保、智能信息等多种功能。
这四层平台相互依托，有效配合，为整个智能家居服务平台提供完整的技术支撑体系框架，结合广电网络在视频处理方面多年来积累的丰富经验，以及NGB网络传输架构在视频传输领域智能家居高带宽，高清晰的优势，将物联网智能社区服务平台打造成以视频服务为主，以常规信息服务为辅的多样化、个性化社交平台。将可以实现诸多功能，如：家庭视频监控管理、视频存储共享、校园视频点播、家庭医疗健康管理、家庭安全管理等，如***1所示。
2.2 系统硬件架构
在智能家居物联网展厅系统的硬件产品系统设计中，主要遵循以下原则：
·选用支持各种国际和行业标准的软、硬件产品，充分考虑系统的先进性和开放性，保证互操作性；
·选用安全、可靠、实用的软、硬件产品，保证所提供服务的高质高量；
·选用可扩展性余地较大的产品，保证一定时间内业务增长的需要；
·选用可管理性和可维护性强的产品，尽可能降低管理复杂性和难度，节省管理开支；
·分步实施，既可以跟上最新的新式，又可以减少投资风险。
硬件平台包括：各类服务器、集中式存储设备、网络安全防火墙、路由交换设备、应用负载均衡器、各类信息播发设备、信息控制网关等。系统需要较高的稳定性、可扩展性和可移植性。以网络和分布式计算的底层技术为基础，构建一个完整的、稳定、可平滑扩容的硬件平台。其基本系统拓扑如***2所示。
2.3 部分功能实现
2.3.1 智能影音
智能影音是将现有高清互动机顶盒与智能家电控制的结合，将家庭现有的高清互动机顶盒和家电控制功能联动，比如当用户在控制终端上选择影院模式的时候，高清互动机顶盒会自动切换到高清电影点播界面，打开音响，并且关闭窗帘、主照明，打开影院背景灯等。也就是说，用户只要按下一个键，就可以享受到电影院的效果。智能影音将现有的高清互动机顶盒和物联网相结合，给用户带来了全新的体验，让居家生活更加惬意。
智能影音除了一键开启功能，我们还融合了现有互联网技术，组成了江苏有线的“BigTV”通过家庭现有的网络线，或者无线路由器，用户就可以看到和高清机顶盒带来的一样的高清节目。“BigTV”可以通过互联网直接观看，或者通过专用的“BigTv”机顶盒***实时观看。
2.3.2 电视门铃
可视门铃目前已经广泛用于高档住宅小区，楼下按门铃，楼上可以看到实时视频，然后进行开门操作。目前，大多数高档小区都是在门口安装了一个视频终端进行视频操作和开门。
电视门铃就是结合现有的可视门铃，将视音频信号分出来同时传送到机顶盒中，如此，当有人按门铃的时候，在电视画面上就会跳出一个画中画的视频小窗口，可以实时看到门口按门铃的人员，如果给机顶盒外接一个麦克风的话还可以进行实时通话。当你确认人员身份后，按下遥控器的解锁键就可以进行开门操作，或者直接关闭视频窗口并拒绝开门。
2.3.3 智能厨房
厨房，家庭一日三餐必须要在这个里面做出来。对于每家每户来说是必不可少，然而现在厨房使用安全、操作方便都是很多家庭困扰的一件事情。在智能厨房板块，我们主要利用“物联网”传感器技术，设计了燃气自动报警及报警自动切断燃气和打开窗户、油烟机。另外根据RFID技术实现的智能冰箱和感应橱柜灶台。
2.3.3.1 水电气自动抄表
自动抄表功能是利用传感网技术，通过机顶盒接收并显示水电气三表的实际读书与对应实时状态，并进行缴费提醒。通过家庭中的机顶盒盒，还能进行捆绑缴费，即通过机顶盒帐户余额进行对水电气费用的支付缴纳，能让用户足不出户轻松了解家中水电气的使用状况已经缴费情况。
2.3.3.2 家庭保健、电视挂号、运动健身
家庭保健通过无线感应技术与机顶盒相结合，可以方便在家，随时测试血压、心跳等基本参数。同时，还可以直接***预约挂号，省去去医院挂号排队的时间。
在家庭保健功能中，我们还在机顶盒上制作了运动健身游戏，模仿现在主流的WII的体感游戏，我们在机顶盒上实现了多个健身锻炼的体感游戏，比如乒乓、网球等等。方便用户在家模拟体育运动来达到健身效果。
2.3.3.3 融合视讯
融合视讯主要通过我们的有线电视网络实现视频电话、好友电视、实时聊天等功能，比如当你在看某频道电视的时候，你可以将这个频道的节目推荐给同时在看电视的好友，只要好友确认下就能直接看到相同的节目。在融合视讯上我们可以在电视机、手机、电脑之间无缝的推送视频节目。
2.3.3.4 放心出行
城市的发展建设，带了的一个普遍问题就是交通拥堵，出行不便。放心出行就从这个交通问题上结合“物联网”技术而得来。通过在各个交通主干道、旅游景点安装摄像头，可以让用户在出行之前，通过互动数字机顶盒进行各个交通要道和旅游景点查看交通路况信息，从而安排好出行线路安排。除此之外还可以和携程网同步数据，进行实时***航班查询、订票等功能。
3.技术创新之处
本搭建项目的如果实施，将给用户带来了智能化、现代化、舒适安全的家居生活。核心创新产品为以下一代广播电视网为基础的，打造了智能社区平台，通过下一代广播的电视网的高速通道，采集各种传感器的状态和数据，进行处理和储存，完成信息传输、分析，并进行相应的操作。
3.1 技术创新点
1）以智能家居为基础，建立智能社区平台，为安防、智能影音、提供了可靠的后端平台，实现了安防报警的并行处理及海里的视讯信息传输、存储。
2）无线、有线结合的传感器件组网方式，包括蓝牙、Wifi、红外、ZigBee等多种无线技术，以及USB、232、485等多种有线接口，兼容性强。
3）采用多种传感器技术，包括烟雾、温度、红外、门磁、燃气、摄像头等多种类传感技术，功能的可拓展性强
4）一键多相应功能，可通过遥控器等设备，实现对多种电器设备的控制，达最到智能化场景目的，控制功能强大。
5）以高清互动机顶盒为核心，设计了家庭智能网关，用电视机来显示各种控制和影音画面，符合大多数用户的使用习惯，体现广电网络视频方面的优点。
6）以下一代广播电视网为基础，实现了大带宽的双向传输，使得智能家居项目中，视频信息的传输、存储、处理可以实现高清化，给用户带来舒适的视听享受。
3.2 业务创新点
1)以智能家居平台为基础，提供智能安防、家电智能控制、智能影音、融合视讯等服务。
2）实现自动报警、自动关煤气、自动开窗等多种自动化安全响应，智能化程度高，安全性好。
3）智能影音功能，提供高清互动的点播功能，内容丰富，资源海量。给用户提供随心所欲的点播服务，享受舒适高清的影院体验。
4）借助下一代广播电视网，实现了融合视讯功能，提供可视通讯服务。通过本业务，用户享受到廉价、方便、互动的视频通信服务。
5）通过智能家居平台，电视缴费除去了用户缴费的繁琐；智能商务交易平台给用户提供了多渠道的购物方法，扩大了商家的市场。
4.结束语
在信息飞速发展的今天，物联网将是人类社会发展的又一次飞跃，而将广播电视网络的融合，使得人们的生活将会发生大的变化。智能家居物联网展厅的建设的主要目标也是在以下一代广播电视网中，融入物联网相关技术，建设有线下一代广播电视网智能家居示范项目，总结示范建设和运营经验，创造出可以向全国广电行业推广的技术、应用模式，从而带动相关行业的发展。
随着无锡城市信息化和物联网的发展，“智能家居”成为了人们对未来生活的美好愿景，成为下一代城市的发展方向。而作为城市信息化的参与者，江苏广播电视网络以NGB为基础，融合物联网、传感网相关技术，基于千家万户的家中的有线电视网络，创造出各种智能化的城市生活应用服务，以各自的理解和方式对物联网和智能家居给出不同的诠释。
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作者简介：
丁育萍（1973—），女，江苏无锡人，工程硕士，讲师，现供职于无锡机电高等职业技术学校，研究方向：软件技术。
物联网研究篇7
>> 基于云计算平台的物联网数据挖掘研究 基于物联网的智慧市***平台研究与实现 物联网与云计算的融合 基于物联网云平台的智慧农业温室系统设计 基于物联网的智慧城市现状与发展研究 基于物联网的城市智慧水务系统研究 物联网\云计算构建智慧城市信息系统 基于物联网\云计算关键技术的智慧城市应用体系综述 关于利用物联网和云计算来构建智慧城市信息系统的浅析 智慧城市中物联网及云计算技术的应用 智慧城市与物联网的关系 基于物联网与GIS的城市排水防涝智慧管控平台 融合平台解困物联网 物联网与云计算的融合――物联网云的构建 基于云计算的智慧型物联网实现技术研究 基于云计算和物联网的智慧物流发展模式研究 云计算融合物联网技术的物流园区综合信息服务平台设计 浅谈云计算与物联网的融合发展 云计算与物联网的融合发展分析 基于物联网的智慧行业应用与共享平台的研究与实现 常见问题解答 当前所在位置：l.
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Intelligent City Research on the Integration of Internet of Things Cloud Platform
ZHAO Yan1，SU Yu-zhao2
（1.School of Computer Science，Zhengzhou University of Aeronautics，Zhengzhou，Henan 450015，China；
2.School of Management Engineering，Henan University of Engineering，Zhengzhou，Henan 451191，China）
物联网研究篇8
关键词：物联网；体系结构；关键技术；感知技术
中***分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044(2011)28-6847-03
Study on the Architecture and Key Technologies for Internet of Things
QIU Xiao-ming
(China Aviation Industry Corporation Institute Sixth thirty-one, Xi'an 710049, China)
Abstract: Internet of Things(IoT) combines sensor technology, embedded computing, Internet and wireless communication technology, distributed information processing technology, and has broad application prospects. Therefore, the revolution of the Internet of Things (IoT) has attracted highly attention of domestic and foreign government, academia and industry. There are still many open issues in the definition, architecture and key technologies of IoT.In this paper, firstly, based on analysis of existing literatures of IoT, the basic concept of IoT is discussed from the view point of the architecture and key technology.Five essential factors which the IoT should have are summarized. Secondly, the architecture is further proposed. its structure and functions are described. Thirdly, the key technologies of IoT are analyzed, including recognition technology, sensing technology, network technology and smart technology. Finally, this paper gives some suggestions of IoT development.
Key words: internet of things; architecture; key technologies; sensor technology
随着传感技术、嵌入式技术、无线通信技术、高性能计算等相关领域的迅猛发展，“物联网”（Internet of Things）作为新一代的智能互联网络应运而生。它以RFID架构和无线传感器网络为感知基础，通过融合互联网实现数据传递和共享，利用高性能计算技术实现信息的管理和决策。物联网的提出得到了各国***府和研究机构的广泛支持，IBM公司提出“智慧地球”，日本和韩国分别提出了“U-japan”和“U-Korea”战略，中国针对物联网的发展提出“感知中国”的发展战略。“物联网”被成为是继计算机、互联网以及电信网之后的第三次世界信息浪潮。
本文首先分析了物联网的基本概念，包括物联网的体系结构及关键技术，然后介绍了相关研究方向的最新进展， 提出了当前物联网存在的机遇与挑战。最后针对物联网的几个最受关注的研究热点做出比较详细的阐述。
1 物联网的基本概念
物联网的巨大应用价值和发展前景吸引了工业界和学术界的广泛关注，然而，物联网概念、体系结构及关键技术的研究仍处在初始的混沌阶段，目前为止，各国的研究人员仍无法给出一个清晰的概念和结构。
国际电信联盟（ITU）认为物联网主要是实现物到物（Thing to Thing）、人到物（Human to Thing）、人到人（Human to Human）之间的互连，一些学者在讨论物联网时提出了M2M（Machine to Machine）、CPS（Cyber-Physical Systems）、普适网络和下一代互联网等不同概念。本文在分析和研究了已有物联网定义的基础上，总结出物联网应该具备以下五个特点：首先是物，在物联网中，所谓的“物”，包含的不仅仅是现实世界的各种物理实体，同时也包含各种数字的，虚拟的实体，它们在时间、空间中存在、移动，我们可以通过“物”的属性发现和识别它们；其次是感，物联网以感知外界物理信息为基础，利用RFID技术实现“物”的识别，利用传感器节点实现环境信息的动态感知，使“物”具有感知能力，并利用各种有线、无线通信技术进行组网，实现信息传递；第三是联，将感知子网与已有互联网络相融合，实现数据的异地共享；第四是智，利用高性能计算技术实现数据的智能管理、决策；第五是控，将决策信息反馈回节点，实现对物体、环境的控制。由此，实现了对物体、环境进行感知、处理、控制的闭环过程。
如***1所示，在物联网中，任何人和物之间都可以在任何时间、任何地点实现与任何网络的无缝融合，真正意义上形成了人-物、人-人、物-物间信息连接的新一代智能互联网络。
1.1 物联网体系结构
物联网应是一个开放型的架构，它使用开放型协议，支持各种基于互联网的应用，除此之外，物联网还应包括可扩展、安全、语义表示等中间键来推动现实世界数据与互联网的融合。因此，通过总结大量文献的研究工作，并结合我们提出的物联网的特点，尝试提出了如***2所示的物联网体系结构，用以指导物联网的理论研究。模型侧重物联网的定性描述而不是协议的具体定义。因此，物联网应是一个包含感知控制层、网络互联层、资源管理层、信息处理层、应用层的五层体系结构
感知控制层：它是物联网发展和应用的基础，包括RFID读写器、智能传感节点和接入网关等组成。各种传感节点通过感知目标环境的相关信息，并自行组网传递到网关接入点，网关将收集到的数据通过互联网络提交到后台处理。
网络互联层：主要负责通过各种接入设备实现互联网、移动通信网等不同类型的网络融合。此外，还提供路由、格式转换、地址转换等功能。
资源管理层：提供资源的初始化，监测资源的运行状况，协调多个资源之间的工作，实现跨域资源间的交互。
信息处理层：实现感知数据的语义理解、推理、决策以及提供数据的查询、存储、分析、挖掘等。云计算为感知数据的存储、分析提供了很好的平台，是信息处理的重要组成部分，也是应用层各种应用的基础。
应用层：物联网应用层利用经过分析处理的感知数据，为用户提供多种不同类型的服务。物联网的应用可分为监控型（物流监控、污染监控），控制型（智能交通、智能家居），扫描型（手机钱包、高速公路不停车收费）等。
此外，物联网还应包括安全机制、容错机制、服务质量控制等贯穿各层的支撑技术来为用户提供各种具体的应用支持。
1.2 物联网关键技术
通过上述对体系结构的分析可知，物联网发展的关键技术如***3所示，其中负责物体标识的RFID技术、感知物体动态信息的传感器技术、实现信息传递的通信技术和网络融合技术、信息处理的智能技术我们称之为物联网的四大关键技术。
1.2.1 标识技术
物联网是将各种智能设备通过互联互通结合形成的一个包含亿万物体的巨大网络。因此，在物联网的应用过程中首先需要解决的是“物”的识别。物体的标识技术是指与物体相关联的，用来无歧义地标识物体的全局唯一值，标识的实质就是对物联网中所有的“物”进行编码，实现“物”的数字化的过程，编码的规则有很多，例如使用RFID技术的EPC编码，基于TCP/IP的IPV4、IPV6编码等，不同编码规则之间的映射与兼容，编码与服务之间的映射，都是未来物联网中需要我们解决的问题。
RFID（Radio Frequency Identification）无线射频身份识别。它是一种非接触式的识别技术，它通过射频信号可以自动识别目标并采集其中的数据，识别过程中无须人工干预。RFID标签技术具有对物体的唯一标识能力，可以保证物体在通信或信息处理过程中正确的定位和管理。
目前，RFID研究主要集中在RFID天线技术、防冲突算法、RFID的安全与隐私。RFID是构建物理世界和数字世界的桥梁，我国在RFID芯片技术、系统安全等核心技术还处于起步阶段，存在大量的挑战，尽管在一些研究上取得了很多进步，但还有一些核心关键技术需要我们进一步的研究。此外，基于TCP/IP的Ipv6地址技术采用无状态的地址分配方案来解决海量地址的高效率分配，可以满足物联网对网络地址的庞大需求。
1.2.2 感知技术
数据的产生、获取、传输、处理、应用是物联网的重要组成部分，其中数据的获取是物联网智能信息化的重要环节之一，没有它，物联网也就成了无水之源、无本之木。在物联网中，终端数据的获取主要是通过RFID、传感器、红外感知设备、全球定位系统等设备实现对数据的实时采集。
传感器(sensor)可以探测包括热、力、光、电、声等外部环境信号，为物联网中数据的传递、加工、应用提供原始数据。它实现对象目标动态信息的获取，使“物”具有了感知外部世界的能力，因此，我们可以将RFID比作人体的“眼睛”，而传感器可以视为“皮肤”，RFID解决“Who”，实现物体的识别，而传感器解决“How”，实现物体的感知。
目前，面向物联网的WSN研究方向主要有以下几个方面：
1) WSN网络协议的研究
物联网中数据的采集过程主要是通过控制各种传感设备收集周围环境信息，通过相应的WSN网络协议将数据传递到附近的汇聚（sink）节点，最终通过互联网交付给应用层的用户，因此，WSN网络协议的研究是物联网的核心技术之一，WSN网络协议的设计目标是在满足应用需求的同时，尽量减少网络额外开销，提高系统吞吐率，提高资源的整体利用率。目前绝大多数WSN网络协议的研究主要集中在路由层和MAC层。
2) WSN支撑技术研究
WSN是一个多学科交叉的领域，除了基础的网络协议外，还应有广泛的支撑技术来更好的实现物联网中各种应用。WSN支撑技术有时间同步、节点定位、数据融合、服务质量保证、网络管理等。针对不同的物联网应用场景，我们会对这些支撑技术提出不同的要求，例如，多传感器的协作感知、数据压缩与融合主要是建立在时间同步基础上，节点定位主要应用在测距定位、物品跟踪等领域。
3) WSN安全性研究。
由于WSN中无线信道的广播特性以及自组织网络的特性，节点容易受到各种主动攻击或被动攻击，获取存储在节点中的隐私信息。在未来物联网中，不同的应用有不同的安全需求，例如，在远程医疗环境中，用户通常并不希望自己的病例信息被第三者看到，在野外环境监测中，要保证节点不会受到欺骗攻击，采集到虚假的信息。现阶段安全目标的实现主要依赖于密钥管理、身份认证和数据加密。
1.2.3 通信技术与网络融合技术
物联网中感知数据的传递主要依托网络和通信技术，其中通信技术根据传输类型的不同分为短距离无线通信和广域网通信。
目前主流的短距离无线通信包括：WLAN技术、UWB技术、ZigBee技术、RFID以及蓝牙技术。WLAN、UWB等技术主要应用在便携式家电以及通信设备。它们的最高传输速率>100Mbits/s,支持视频、音频等多媒体信息的传输。低速短距离通信技术ZigBee、RFID等主要应用在家庭、企业、工厂等实现自动化控制、监测、跟踪等应用。短距离无线通信技术是一种结构简单、低功耗、低成本的无线通信网络，可以广泛应用在物联网底层数据的感知，但是由于绝大多数的短距离无线通信技术都工作在公共的I***频段，频段间的干扰问题日益严重。如何避免冲突，实现频率间的复用都需要进一步地解决。
广域网通信技术主要有IP互联技术、2G/3G移动通信技术、卫星通信技术等，广域网通信技术负责底层感知数据的远程传输，通过不同类型网络最终交付给用户使用。物联网需要整合上述不同的通信技术，实现一个多元化和交互式的网络环境。
网络融合技术充分利用了不同网络的通信资源优势，根据应用环境的不同，因地制宜，通过灵活有效的组网方式，从而为用户提供更丰富的网络服务。未来物联网中的网络层面将不在局限与传统的、单一的网络结构，最终将实现互联网、2G/3G移动通信网、广电网等不同类型融合网络的无缝、透明的融合，这其中涉及到了有线、无线、移动等多种方式的接入，异构网之间地址的统一、转换，分组格式、路由方式的选择等问题。
1.2.4 智能信息处理技术
在物联网中，为了感知某一事件的发生，需要部署多种类别不同的感应设备来监测事件的不同属性，通过对感知数据的融合处理，来判别事件是否发生，其中的关键技术是如何将感知的物理数据转化为便于人和机器理解的逻辑数据。智能信息处理技术融合了智能计算、数据挖掘、优化算法、机器学习等，通过智能技术我们可以将物品“讲话”的内容进行智能处理和分析，最终将结果交付给用户。例如，当我们在超市拿起一个物品时，通过智能信息处理技术可以将产品的产地、结构成分等用户关心的的信息返回给我们，帮助我们更好的了解该产品。物联网所带来的变革是将思想注入到物体中，使其能和人进行直接交流，形成一个智能化的网络，如何使“物”具有思想，我们认为其关键就是各种智能技术的引入。
2 展望
物联网的关注兴起于美国总统奥巴马为迅速摆脱目前困扰的经济危机，在其就职演说中着重提到的“智慧的地球”概念，并以此为契机投资110亿美元进行智能电网的研究建设；2009年6月18日，欧盟委员会向欧盟议会、欧洲经济和社会委员会及地区委员会递交了《欧盟物联网行动计划》，其目的希望欧洲通过构建新型物联网管理框架来引领世界“物联网”发展。在我国，2009年8月***在在无锡考察期间指出：“在传感网发展中，我们要早一点谋划未来，早一点攻破核心技术。至少三件事情可以尽快去做：一是把传感系统和3G中的TD技术结合起来；二是在国家重大科技专项中，加快推进传感网发展；三是尽快建立中国的传感信息中心，或者叫“感知中国”中心。2009年11月3日，***在人民大会堂向首都科技界发表了题为《让科技引领中国可持续发展》的讲话，指出“着力突破传感网、物联网关键技术，及早部署后IP时代相关技术研发，使信息网络产业成为推动产业升级、迈向信息社会的发动机”。2010年3月，***在十一届全国人大三次会议上的***府工作报告再一次指出：“大力培育战略性新兴产业，积极推进“三网融合”，加快物联网的研发应用，着力突破物联网关键技术”。
美国权威咨询机构FORRESTER预测，未来10年内物联网就可能大规模普及，这一技术将会发展成为一个上万亿元规模的高科技市场，其产业要比互联网大30倍。当然，物联网在给我们带来巨大机遇的同时，也存在着很多的问题。
首先是缺乏完整、统一的标准，如何协同各方面共同制定一套行业认同的协议是很重要的。
其次是产业的战略规划问题，任何好的应用和技术如果没有合理战略规划和商业模型运作来支持，是很难持续发展的。现在大部分的物联网应用主要集中在行业内部，如何构造一个打破行业界限，共赢的商业模式是值得探讨的。
最后是行业融合问题，未来物联网的应用将不再局限于某一具体领域，它将是一个不同行业、不同学科交叉的产物，只有突破行业之间的壁垒，进行更好的沟通和信息融合，才是物联网能否取得成功的关键。
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物联网研究篇9
【关键词】智慧城市；物联网；角色
1.智慧城市发展现状
随着现代科技的飞速发展，智慧城市已成为全球城市发展的战略首择。目前国内外智慧城市的发展建设处于发展探索阶段，但是不同的城市在发展智慧城市的时候侧重点各有不同。新加坡主要侧重交通、教育和医疗系统的应用，意在建设一个市民、企业、***府三者合作的电子系统，让市民成为城市建设的参与者；韩国首都首尔建设智慧城市的侧重点为城市安全、设施管理、智能交通和环境四大方面；美国纽约在智慧城市建设过程中主要实施电子健康记录与服务，启动纽约市IT基础设施服务行动计划，升级***府的E-mail系统，建立智能停车系统等[1]。国内智慧城市建设处于试点建设阶段，科技部在2010年确定国家“863”智慧城市项目试点城市为：深圳和武汉；工信部在2011年9月确定全国第一批智慧城市建设试点城市为：扬州、常州；国家测绘地理信息局在2012年12月启动智慧城市时空信息平台建设试点，从测绘地理信息应用方面进行智慧城市建设研究[2]；国内智慧城市发展也有所成效，近两年涌现出了“智慧深圳”、“智慧南京”、“数字南昌”、“生态沈阳”等智慧城市建设优秀的城市[3]。
2.物联网在智慧城市建设中的角色
在智慧城市发展过程中，物联网技术对城市的未来发展有着深远的影响，其影响程度是不可估量的， 因此，探讨和分析物联网在智慧城市建设中的角色，寻找智慧城市发展合理、科学的建设对策就显得十分必要[4]。物联网在智慧城市建设中的角色研究可以为各个智慧城市的建设与发展提供有效的理论参考。
2.1物联网技术是智慧城市发展的技术提供者
百度百科给出物联网的定义如下：“通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，将任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理的一种网络技术叫做物联网技术”。在智慧城市发展过程中，物联网技术应用无处不在。
2.1.1射频识别（RFID）技术
物联网技术发展中十大核心技术之一：射频识别技术，是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作不需要人工的干预，RFID技术的特点有：防磁干扰、防水、耐高温、识别有效距离大、使用寿命长、数据加密、存储容量大、存储信息更改自如等优点[5]。RFID技术主要应用于移动支付、门禁系统、物流包裹跟踪和识别、产品防伪、运动计时、票证管理、汽车防盗系统、停车场管理等[6]。
2.1.2传感网络
传感器网络是由分布不同位置上的自动装置组成的一种计算机网络，传感器和这些自动装置共同监控不同位置的环境状态，比如花圃湿度状态监控、楼宇噪音监控等。传感器网络主要应用于环境与生态监测、医疗健康监护系统、交通控制系统、家庭电器自动化等[7]。
2.1.3智能技术与云计算
智能技术与云计算是实现物联网的关键技术，这两种技术影响着物联网的整体性能，关系着物联网的可靠性和稳定性。
2.2物联网技术是智慧城市发展的能源节约机
物联网技术能够节约大量能源以及人力，降低了城市信息管理的成本。目前国内外很多城市在建设智慧城市时都是以“低碳”为核心，智能建筑、智能交通、智慧医疗、智慧教育、智慧旅游等都大大的节约的人力成本、物力成本和财力成本。
2.2.1建筑节能
建筑节能是运用建筑智能化技术实现建筑能耗计量及设备能效分析，采用系统集成的手段，构建能耗计量和管理平台，通过建筑物能效综合管理，在热水供应、照明、家电等方面达到较好的节能效果[8]。目前，基于物联网的建筑能耗监测系统目前还处于发展阶段，但是，建筑节能是物联网技术应用的热点，是未来物联网应用市场的主力***，对促进我国工业、建筑等领域的节能降耗、提高产品质量、改善企业效益等目标的实现起到很好的推动作用。
2.2.2交通节能
智慧城市发展的重点还有智能交通。智能交通是将先进的通信技术有效地集成、运用于整个城市交通管理，从而建立一种大范围、全方位、实时、准确、高效的综合交通运输管理系统。智能交通可以有效地利用现有的交通设施、减少交通负荷和环境污染、保证交通安全、提高运输效率。智能交通系统主要应用于车辆控制系统、交通监控系统、旅行信息系统等[9]。
智能交通能大幅度的降低汽车能耗。通过智能交通控制，可以有效地提高车辆的运行速度，车辆平均车速提高了，就可以减少燃料的消耗和废气的排出，这样每年可节约上亿吨汽油的消耗。另外，智能建筑的不断完善，也会有效缓解交通使堵塞，减少汽车在路上的停滞时间，从而减少尾气的排放，空气质量也相对有所改善，从而带动相关产业的能源节约。
2.3物联网技术是智慧城市经济发展的推动者
物联网被称为是继计算机、互联网之后世界信息产业的第三次***。专家认为，物联网除了可以节约成本以外，还可以大大的提高经济效益。
物联网主要是人与人间的信息交互，以手机数量（1000部数量级）计算其产业规模，其经济总量已接近万亿台，若全国的移动终端来计算，其经济规模是巨大的。所有关数据显示，2015年无线传感器产业年产值达200亿。可见物联网产业对城市经济发展的影响程度[10]。
3.结束语
智慧型城市是社会发展的必然产物，物联网在智慧城市的发展中起到了至关重要的作用。目前，我国大部分城市的智慧化建设已经初见成效，但也难免存在一些问题，为了更好的利用物联网推动智慧城市的发展，***府和有关部门应该加强***策法规的建设。主要包括物联网发展的法律和保护***策的制定和实施、加强物联网技术的应用、加强技术革新、加快物联网的标准体系建设等。通过对物联网的大力发展和广泛应用，进一步加快智慧城市建设。
参考文献：
[1] 廖智翔，卓伟.广西电信在智慧城市建设中的角色和作用[J].企业科技与发展，2013（24）.
[2] 胡佳艳.智慧城市研究进展与展望[J].科技管理研究，2014（17）.
[3] 杨心丽.基于生态文明的智慧城市建设刍议[J].住宅科技，2014（5）.
[4] 浦江峰.物联网技术对于智慧城市的重要性[J].城市建设理论研究（电子版），2014（24）.
[5] 颜杰.RFID标签防碰撞盲源分离算法研究[D].广东：广东工业大学，2014.
[6] 翟惠林.带有防伪芯片的物理印章信息管理系统的研究与实现[D].浙江：浙江工业大学，2013.
[7] 尹琦.基于智能传感器网络的校园环境管理信息系统模型设计[J].广东技术师范学院学报（自然科学版），2012（3）.
[8] 李华文.探讨现代智能化建筑的节能技术应用途径[J].城市建设理论研究（电子版），2011（16）.
[9] 刘宇.基于计算机视觉的交通流量估计关键技术研究[D].北京：北京交通大学，2012.
[10] 许文婷，谭硕，薛飞，俞园园.物联网商业模式的问题及对策研究[J].经济研究导刊，2014（12）.
物联网研究篇10
【关键词】物联网 频谱需求 3G 4G 混同承载 区别承载 ***承载
1 前言
自2009下半年开始,物联网在国内成为广泛关注的“热点”,但不容忽视的是,物联网正处于产业发展初期,仍有许多瓶颈等待突破。在物联网存在与发展的诸多资源要素中,无线电频谱是当之无愧的基础性支撑资源。当前,在热衷推动物联网的标准、产业、装备和应用的不断发展中,切不可忽视频谱资源的紧缺对物联网的制约。因此,在物联网标准、框架等顶层设计中应同时部署对物联网频谱资源需求及规划的研究,以便寻求解决物联网频谱需求的良策。
2 物联网频谱需求研究仍属空白
物联网的巨大规模,以及信息交互与传输以无线为主的特点,注定使物联网成为频谱资源需求的大户。首先,物联网的业务规模是通信业无法比拟的。据美国研究机构Forrester预测,到2020年物物互联业务与现有人与人的通信互联比例将达到30:1,即可能从60亿人口扩展到500亿乃至上万亿的机器和物体。因此,当物联网得以大规模应用,将有超过500亿以上的终端需要通过无线方式连接在一起,其对频谱的需求绝不是如今己分配的移动通信和无线接入频率所能承载的。
其次,有人将己分配的2G、3G和未来4G移动通信频率视为物联网传输层的频率资源,但是3G与4G的频率需求预测及分配是以人与人的通信为目标的,并未完全包含人与物和物与物的通信与连接。比如,3G频率需求预测是遵循ITU-R M.1390建议,主要考虑语音基础业务的系统频率需求。在预测的参数设置中,如用户密度在中心商务区的室内环境为140000/km2;中心商务区的室外步行环境为100000/km2;中心商务区的室外车辆环境为3000/km2。其中,并未考虑物联网的用户数量。另外,如各种业务的渗透率、忙时呼叫次数、呼叫持续时间等都是按照话音业务设置的。这些参数可能与物联网用户某些业务使用的参数大相径庭,如连续实时监测控制的应用场景,特别是视频监测的应用完全超出3G所能承载的速率,以及3G业务的应用方式。
再如,4G频率需求预测是遵循ITU-R M.2078报告、ITU-R M.2072报告和ITU-R M.1768建议,在4G系统中将由以语音业务为主转变为以多媒体通信业务为主,以IP为基础的数据业务将主导4G移动通信网络。因此,在预测4G频率需求时要涵盖未来演进的3G和4G系统支持的数据速率能力;业务等级要适应于具有不同带宽和QoS需求的会话业务、交互式业务、流式业务和后台处理式业务等混合业务的能力;能够对多个网络互通建模,灵活处理不同环境中的混合无线接入技术的组合。在人口密集城市中其用户密度到2020年预测为21.9万/km2,显然是为人与人通信而设计的。当然,在4G设想的业务中包括了部分机器对机器、遥测、工业控制、视频监视等物联网类的应用。可以认为4G的频谱需求虽然是为人与人通信预测的,同时也包涵了部分如M2M等初期形态的物联网业务。但是,不能认为4G频谱预测中己涵盖了未来物联网的全部频谱需求。
究其原因,上述ITU-R的报告与建议都形成于2005~2006年,当时物联网的概念刚刚提出,物联网还不像今天这样被视为信息产业划时代的浪潮。所以,至今物联网的流量模型及常见应用模型虽然有了一些研究,但并没有权威的研究结果。它肯定既不同于互联网流量模型,也不会等同于移动通信的流量模型。但是,物联网的规模巨大,尽管有些业务每次传输的数据量不一定非常大,甚至是几十个字节,但是必须一次传输成功,有着非常实时的传输要求。以物联网的视频应用为例,视频感知是国外物联网的典型应用。如远程专家诊断、远程医疗培训已经成为智慧医疗应用的一个必然组成部分;在智能电网中,输电线路远程视频监控系统、电网抢修视频采集和调度指挥;在智慧城市中,几乎所有的城市都可以看到城市视频安全监管等。而物联网的信息传输中,视频传输要求是最高的,也是占用频谱最多的业务。另外,移动蜂窝网络着重考虑用户数量,而物联网数据流量具有突发特性,可能会造成大量用户堆积在热点区域,引发网络拥塞或者是资源分配不平衡的问题。这些都会造成物联网对频谱的需求方式和规划方式有别于己有的无线通信。但是,至今物联网频谱需求研究仍是“空白”。
3 物联网频谱需求的比较研究
在物联网用户及流量模型尚不明朗,以及ITU也无权威建议的情况下,本文采用与4G频谱需求比较研究的思路,探讨物联网频谱需求的框架。
在ITU-R M.2078报告:《IMT-2000和IMT-Advanced的未来发展估计的频谱带宽需求》中,对到2020年的频谱需求预测,如表1所示。
在三个运营商情况下,到2020年的频谱需求,如表2所示。
以上频谱需求是在满足ITU-R M.2072报告:《世界移动通信市场预测》的《未来发展提供的应用程序/业务列表》97项业务前提下预测的。在这些业务中包括物联网性质的业务有13项,如表3所示。
这些物联网业务按通信量预测,到2020年其通信量约占总通信量的14%,如***1所示。
因此,可将物联网业务在2020年的频谱需求视为占IMT-2000和后IMT-2000频谱总需求的14%,那么物联网业务在2020年的频谱需求,如表4所示。
对以上物联网频率需求预测结论需要注意的是,其一,这些物联网业务所需频率已包涵在IMT-2000和后IMT-2000频谱总需求中。其二,ITU-R M.2072报告:《世界移动通信市场预测》中并不看好物联网的发展,虽然它肯定“在未来(2020年或者以后)的某些时刻,联网点、产品或者机器的数量可能超过联网的人数”也提到“高速无线宽带开启了新机器的出现的可能性,例如流式安全照相机”,但同时又作了悲观的预测,该报告认为“除非位置感知变得更可靠,否则传感器网络不能在市场上取得进展。如果你必须记录每个节点的位置,部署几十亿的传感器显然不是个好办法。当前,有关位置感知的技术仍然处于早期研究阶段,可以进行巧妙的部署,这样传感器的数量是足够小以至于位置不必是自动的,但是真正的传感器网络必须要等待”。
而现实状况是,物联网的发展步伐和趋势如火如荼,因此,可以判断到2020年物联网的业务类型和通信总量一定会大大超过ITU-R M.2072报告的预想,其频谱需求也要大量增加。
本文作出三种假设:
第一,到2020年物联网通信量达到总通信量的30%,那么物联网频谱需求,在一个运营商情况下为516MHz(先进型市场)和384MHz(后进型市场);在三个运营商情况下为594MHz(先进型市场)和468MHz(后进型市场)。
第二,到2020年物联网通信量达到总通信量的50%,那么物联网频谱需求,在一个运营商情况下为860MHz(先进型市场)和640MHz(后进型市场);在三个运营商情况下为990MHz(先进型市场)和780MHz(后进型市场)。
第三,到2020年物联网通信量约达到总通信量的80%,那么物联网频谱需求,在一个运营商情况下为1376MHz(先进型市场)和1024MHz(后进型市场);在三个运营商情况下为1584MHz(先进型市场)和1248MHz(后进型市场), 如表5所示。
从以上比较研究的结果可见,物联网的发展对频谱提出大量新需求,也使频谱资源面临新的严峻挑战。
4 物联网不同发展阶段频谱需求分析
物联网的发展需要经历三个阶段,在不同发展阶段中对频谱的需求及应用方式也有所差别。
第一阶段为机器互联阶段,即目前的M2M业务阶段。在此阶段通信对象主要是机器设备,尚未扩展到任何物品。通信过程中也以使用离散的终端节点为主。业务类型如汽车信息服务、车队管理、远程医疗、远程计量等。对承载网而言,称为混同承载阶段,即直接采用现有移动网络承载物联网业务,网络本身不作大的改动,网络参数基本不变。由于现有移动网络不能区分人与人的通信,还是物与物的通信,主要通过终端侧的配置以及对终端的管理来缓解网络的压力。因此,此时物联网业务直接依托运营商已有的2G或3G网络的频率资源,频谱矛盾不显著。
第二阶段为局域感知阶段,在这个阶段“物”的范围不断扩大,传感网逐步引入。虽然传感网仍主要用作局域组网,但传感网已被视为通信网络终端节点的延伸,与通信网成为一个整体。运营商更加关注通信网络与传感网的融合,并通过物联网网关屏蔽传感网的差异性,使异构的传感网之间、传感网与通信网之间实现协同工作。此阶段对承载网而言,称为区别承载阶段(也称混合组网方式)是物联网业务发展中期,物联网应用规模的扩展对移动网络资源(如号码资源、传输资源乃至频率资源)造成了较大压力。这时需要对网络进行部分改造,使得网络侧能区分物与物的通信,从而采取不同的措施缓解网络压力,保障物联网业务质量。混合组网方式是将现有PDSN(分组数据服务节点)、AAA(鉴权认证)等分组域设备升级成为支持增强功能的设备,物联网业务和非物联网业务使用同一个移动分组域核心网。这种方式需要对现网分组核心网的PDSN、AAA升级改造,因此对网络影响较大。在这个阶段,物联网业务已有较大发展,通信业务量也有显著增加,此时将对运营商己有频谱资源造成较大压力。运营商除在已有频率中挖掘潜力为物联网业务所用之外,应积极寻求另外的频谱资源,以缓解物联网发展对频谱的压力。
第三阶段是广域感知阶段,在这个阶段传感网开始广域组网,遍布各处的传感网节点构成了全新的广域网络,并产生一些基于传感网的公共节点,这些公共节点作为物联网的基本组成部分,必然要实现广域管理,比如遵循统一的通信协议、实现广域寻址等。此阶段对承载网而言,也称为***承载阶段。***承载阶段(也称为***组网方式)是在物联网业务实现规模化发展后,将产生与人与人通信相互干扰的问题,同时也出现大量对通信质量要求较高的物联网应用。此时,应考虑采用物理/逻辑隔离的网络承载物联网业务,比如建设***的接入网,在核心网中也划分专门的互联子网等。***组网方式是由PDSN、AAA提供手机终端的业务数据路由,终端鉴权、认证、计费。AAA-M(物联网业务鉴权认证)存储物联网业务的数据签约数据;PDSN-M(物联网业务分组数据服务节点)从AAA-M***业务签约数据,提供物联网终端业务数据路由,从而进行业务控制。手机终端接入PCF(分组控制模块),PCF将业务接入PDSN;物联网终端接入PCF,PCF将业务接入PDSN-M,这要求PCF能将不同用户的数据分发到不同的核心网设备。在此阶段,由于LTE或4G业务已得到长足发展,原有及预测的频谱将被大量占用,而物联网也进入了蓬勃发展期,新的频谱需求将十分迫切,频谱资源的供需矛盾将更加尖锐。
5 结束语
频谱是物联网存在和发展的重要基础资源,但业界对物联网频谱资源需求及面临困难的研究远远落后于其他方面,必然成为阻碍物联网发展的“难点”。凡事预则立,希望在国家及产业层面尽早积极研究物联网频谱资源需求趋势,以及突破频谱资源瓶颈的技术措施与相应的***策调整,以便为我国物联网的发展提供频谱资源的有效保障。
参考文献
[1]ITU-R M.2078. Estimated Spectrum Bandwidth Requirements for the Future Development of IMT-2000 and IMT-Advanced [R].
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