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基于LTE系统的物联网架构的研究与设计

作者:宁祥峰,张春业,万伟,李仁波,李婧卿 来源:RFID世界网 2011-11-24 11:11:56

摘要:本文首先简单地介绍了物联网和长期演进系统,分析了两种技术融合的可能性和必要性,然后提出了一种LTE技术与物联网技术相互融合的一种架构,最后研究了基于新架构的物联网在供应链中的应用。

关键词:LTE[1篇]  物联网[306篇]  RFID[1162篇]  准4G[0篇]  

  引言

  3GPP长期演迸项目是近年来3GPP启动的最大的新技研发项目,这种以OFDM/FDMA为核心的技术可以被看做 “准4G”技术,是三种主流3G标准的主要演进方向。传统移动通信网络主要是解决人与人的互联,而物联网(Intemet of Things,IOT)解决的是物与物的互联。当有更多的关键性基础设施挂到互联网上时。互联网将成为一个设备网络而不再只是一个计算机网络。从“智慧地球”的理念到“感知中国”的提出,随着全球一体化、工业自动化和信息化的不断深入,物联网时代悄然来临。

  由于通信网络在物联网架构中的缺位,使得早期的物联网应用往往在部署范围、应用领域等诸多方面有所局限,终端之间以及终端与后台软件之间都难以开展协同。随着物联网发展,建立端到端的全局物联网络将成为必须,通信网络将成为物联网的基础承载网络,移动通信终端也可实现与物联网终端的融合,从而为电信业务的发展带来新的机遇。本文首先简单地介绍了物联网和长期演进(Long Term Evolution,LTE)系统,分析了两种技术融合的可能性和必要性,然后提出了一种LTE技术与物联网技术相互融合的一种架构,最后研究了基于新架构的物联网在供应链中的应用。

  1 物联网

  1.1 物联网概念

  物联网是指通过射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)装置、红外感应器、全球定位系统、激光
扫描仪等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网连接,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。其实质就是利用RFID技术,通过计算机互联网以实现全球物品的自动识别,达到信息的互联和实时共享。

  物联网是利用无所不在的网络技术(有线的、无线的)建立起来的,其中非常重要的技术是RFID电子标签技术。它
是以简单RFID系统为基础,结合已有的网络技术、数据库技术、中间件技术等,构筑的一个由大量联网阅读器和无数移动标签组成的,比Intemet更为庞大的网络。物联网成为RFID技术发展的趋势。在这个网络中,系统可以自动地、实时地对物体进行识别、定位、追踪、监控并触发相应事件。

  1.2 物联网基本原理

  基于电子产品代码(Electric Product Code,EPC)的物联网是在计算机互联网的基础上,利用全球统一的物品编码技术、射频识别技术、无线数据通信技术等,实现全球范围内的单件产品的跟踪与追溯,从而有效提高供应链管理水平,降低物流成本,被誉为具有革命性意义的新技术,引起了世界各国企业的广泛关注。EPC系统的构成如表1所示。

表1  EPC系统构成

  在图1中所示的物联网中,产品在生产完成时,贴上存储有EPC码的电子标签,此后在产品的整个生命周期,该EPC成为产品的唯一标识,以此EPC编码为索引能实时地在物联网上查询和更新产品的相关信息,也能以它为线索,在供应链各个流通环节对产品进行定位追踪。

图1  EPC系统工作示意图

  在运输、销售、使用、回收等任何环节,当某个读写器在其读取范围内监测到标签的存在,就会将标签所含EPC数据传往与其相连的中间件,中间件以该EPC数据为键值,在ONS服务器获取包含该产品信息的EPC信息服务器的网络地址,然后中间件根据该地址查询EPC信息服务器,获得产品的特定信息,进行必要的处理后,把信息传送到后端企业应用程序做更深层次的计算处理。

  1.3 物联网作用和用途

  物联网用途非常广泛,遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、老人护理、个人健康等多个领域。物联网把新一代信息技术充分运用在各行各业中,将通过感应器获得的信息实时地与现有的互联网和通信网整合起来,实现人类社会与物理系统的整合。在这个整合的网络当中,存在能力超级强大的中心计算机或者数量众多的云计算机群,能够对整合网络内的人员、机器、设备和基础设施实施实时的管理和控制,在此基础上,管理人员可以用更加精细和动态的方式管理生产和生活,达到“智慧”状态,提高资源利用率和生产力水平,改善人与自然间的关系。

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