“物联网”(Internet of Things), 指的是将各种信息传感设备, 如射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等种种装置与互联网结合起来而形成的一个巨大网络[1-3]。其目的是让所有的物品都与网络连接在一起, 系统可以自动的、实时的对物体进行识别、定位、追踪、监控并触发相应事件。“物联网”是继计算机、互联网与移动通信网之后的世界信息产业第三次浪潮。“物联网”概念的问世,打破了之前的传统思维。过去的思路一直是将物理基础设施和IT 基础设施分开:一方面是机场、公路、建筑物, 而另一方面是数据中心, 个人电脑、宽带等。而在“物联网”时代, 钢筋混凝土、电缆将与芯片、宽带整合为统一的基础设施, 在此意义上, 基础设施更像是一块新的地球工地, 世界的运转就在它上面进行, 其中包括经济管理、生产运行、社会管理乃至个人生活。
“物联网”的概念是在1999 年提出的, 它的定义很简单：把所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来, 实现智能化识别和管理。也就是说, 物联网是指各类传感器和现有的互联网相互衔接的一个新技术。
2005 年国际电信联盟(ITU)发布了《ITU 互联网报告2005：物联网》, 报告指出, 无所不在的“物联网”通信时代即将来临, 世界上所有的物体从轮胎到牙刷、从房屋到纸巾都可以通过因特网主动进行交换。射频识别技术(RFID)、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术将到更加广泛的应用[1]。
2008 年3 月在苏黎世举行了全球首个国际物联网会议“物联网 2008”, 探讨了“物联网”的新理念和新技术与如何将“物联网”推进发展的下个阶段。奥巴马就任美国总统后, 与美国工商业领袖举行了一次“圆桌会议”, 作为仅有的两名代表之一, IBM 首席执行官彭明盛首次提出“智慧的地球”这一概念, 建议新政府投资新一代的智慧型基础设施, 阐明其短期和长期效益。奥巴马对此给予了积极的回应：“经济刺激资金将会投入到宽带网络等新兴技术中去,毫无疑问, 这就是美国在21 世纪保持和夺回竞争优势的方式”。此概念一经提出, 即得到美国各界的高度关注, 甚至有分析认为, IBM 公司的这一构想极有可能上升至美国的国家战略, 并在世界范围内引起轰动。
2009 年8 月7 日温家宝总理到无锡微纳传感网工程技术研发中心视察并就、发表了重要讲话。8 月24 日, 中国移动总裁王建宙赴台首次发表公开演讲,提出了“物联网”理念。王建宙指出, 通过装置在各类物体上的电子标签(RFID), 传感器、二维码等经过接口与无线网络相连, 从而给物体赋予智能, 可以实现人与物体的沟通和对话, 也可以实现物体与物体互相间的沟通和对话。这种将物体联接起来的网络被称为“物联网”。王建宙同时指出, 要真正建立一个有效的“物联网”, 有两个重要因素。一是规模性, 只有具备了规模, 才能使物品的智能发挥作用; 二是流动性, 物品通常都不是静止的, 而是处于运动的状态, 必须保持物品在运动状态, 甚至高速运动状态下都能随时实现对话。
2 物联网的网络体系与服务体系
目前, 物联网还没有一个广泛认同的体系结构,最具代表性的物联网架构是欧美支持的EPCGlobal“物联网”体系架构和日本的Ubiquitous ID(UID)物联网系统[2-8]。EPCglobal 和泛在ID 中心(Ubiquitous IDcenter) 都是为推进RFID 标准化而建立的国际标准化团体, 我国也积极参与了上述物联网体系, 正在积极制定符合我国发展情况的物联网标准和架构。
2.1 EPCGlobal“物联网”体系架构
EPC Global 是由美国统一代码协会(UCC)和国际物品编码协会(EAN)于2003 年9 月共同成立的非营利性组织, 其前身是1999 年10 月1 日在美国麻省理工学院成立的非营利性组织Auto-ID 中心。
Auto-ID 中心以创建“物联网”(Internet of Things)为使命, 与众多成员企业共同制订一个统一的开放技术标准。
EPC 系统由EPC 编码体系、射频识别系统和信息网络系统3 部分组成, 主要包括6 个方面, 如表1所示。
EPC “物联网”体系架构由EPC 编码、EPC 标签及读写器、EPC 中间件、ONS 服务器和EPCIS 服务
日本在电子标签方面的发展，始于20 世纪80年代中期的实时嵌入式系统TRON。T-Engine 是其中核心的体系架构。在T－Engine 论坛领导下, 泛在ID中心设立在东京大学, 于2003 年3 月成立, 并得到日本政府经产省和总务省以及大企业的支持, 目前包括微软、索尼、三菱、日立、日电、东芝、夏普、富士通、NTT、DoCoMo、KDDI、J-Phone、伊藤忠、大日本印刷、凸版印刷、理光等重量级企业。 UID中心建立的目的是为了建立和普及自动识别“物品”所需的基础技术, 最终实现“计算无处不在”的理想环境。
UID 技术体系架构由泛在识别码(uCode)、泛在通信器、信息系统服务器、和ucode 解析服务器等4部分构成。UID 使用uCode 作为现实世界物品和场所的标识, UC 从uCode 电子标签中读取uCode 获取这些设施的状态, 并控制它们, UC 类似于PDA 终端。UID 能在多种行业中得到广泛应用, UID 是将现实世界用uCode 标签的物品、场所等各种实体和虚拟世界中存储在信息服务器中各种相关信息联系起来, 实现“物物互联”。而且, UID 是一个开放的架构,它的规范是对大众公开的。
3 物联网研究中的关键技术
2005 年, 国际电联发表了一份题为“物联网”的报告, 其第一作者劳拉·斯里瓦斯塔瓦说：“我们现在站在一个新的通信时代的入口处, 在这个时代中,我们所知道的因特网将会发生根本性的变化。因特网是人们之间通信的一种前所未有的手段, 现在因特网又能把人与所有的物体连接起来, 还能把物体与物体连接起来”。国际电联报告提出物联网主要有四个关键性的应用技术：标签事物的RFID, 感知事物的传感网络技术Sensor technologies, 思考事物的智能技术Smart technologies, 微缩事物的纳米技术Nanotechnology—RFID, 传感器, 智能技术以及纳米技术[1]。
