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　　引言

　　物聯(lián)網(wǎng)是當(dāng)前的熱點(diǎn)，甚至被譽(yù)為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)之后的第三次信息革命。但物聯(lián)網(wǎng)實(shí)際應(yīng)用的推進(jìn)卻比較緩慢，一般的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用還只集中在社會(huì)生活服務(wù)和公共管理領(lǐng)域，并沒(méi)有與實(shí)體經(jīng)濟(jì)緊密地聯(lián)系在一起，即物聯(lián)網(wǎng)與實(shí)物產(chǎn)品的流動(dòng)關(guān)聯(lián)性不夠，傳統(tǒng)意義上所界定的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)際上還是嚴(yán)格意義上的用傳感技術(shù)將互聯(lián)網(wǎng)和物品連接起來(lái)的傳感網(wǎng)絡(luò)，只能說(shuō)是物聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)重要組成部分。

　　如果將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于實(shí)體經(jīng)濟(jì)，利用先進(jìn)的信息采集、處理交換等技術(shù)完成物與物之間的聯(lián)動(dòng)，以智能的方式實(shí)現(xiàn)人與物、物與物之間的溝通，從而可以實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)與物理系統(tǒng)的整合，達(dá)到更加精細(xì)和動(dòng)態(tài)的方式去管理生產(chǎn)和生活。物聯(lián)網(wǎng)作為新一代信息技術(shù)，近幾年來(lái)一直受到了人們廣泛的關(guān)注，必將帶來(lái)繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)通信網(wǎng)之后的世界信息產(chǎn)業(yè)第三次浪潮。同時(shí)，也伴隨著各種物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備大量的涌現(xiàn)，其中RFID具有非接觸、讀取距離遠(yuǎn)、讀寫速度快、可對(duì)高速物體進(jìn)行識(shí)別、穿透力強(qiáng)等特點(diǎn)，在物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用中也越來(lái)越成熟，利用RFID技術(shù)的產(chǎn)品也越來(lái)越多，例如利用RFID技術(shù)來(lái)追蹤車輛輪胎、管理倉(cāng)庫(kù)庫(kù)存等，RFID標(biāo)簽中存儲(chǔ)著規(guī)范而具有互用性的信息，通過(guò)無(wú)線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)把它們自動(dòng)采集到的信息傳送至中央信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)物品的識(shí)別，進(jìn)而通過(guò)開放性的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息交換和共享，實(shí)現(xiàn)對(duì)物品的透明跟蹤和管理。此外，RFID在一些智能處理和行業(yè)應(yīng)用有關(guān)的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，例如綠色農(nóng)業(yè)、公共安全、城市管理、遠(yuǎn)程醫(yī)療、智能家居、智能交通、環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)了人類社會(huì)與物理系統(tǒng)的緊密結(jié)合，促進(jìn)了智能化的發(fā)展。

　　1　物聯(lián)網(wǎng)概述

　　物聯(lián)網(wǎng)的概念是1999年由美國(guó)麻省理工學(xué)院(MIT)的Auto-ID實(shí)驗(yàn)室提出，是指把所有物體通過(guò)射頻識(shí)別RFID等信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別和管理的網(wǎng)絡(luò)，隨著物聯(lián)網(wǎng)研究的開展，物聯(lián)網(wǎng)一般是指對(duì)物體具有全面感知能力，對(duì)信息具有可靠傳送和智能處理能力的連接物體與物體的信息網(wǎng)絡(luò)。如果說(shuō)互聯(lián)網(wǎng)溝通著人與人之間的通信交流，那么物聯(lián)網(wǎng)也可以實(shí)現(xiàn)人與物之間的通信，甚至物與物之間的通信，物聯(lián)網(wǎng)的概念模型如圖1所示。

　　從圖1可以看出，物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)離不開信息化的支持，通過(guò)全面廣泛的傳感技術(shù)獲取物體的特征信息，在無(wú)處不在的網(wǎng)絡(luò)上較好地傳輸物體信息，并用各種智能化處理技術(shù)對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理。

　　2　RFID技術(shù)

　　射頻識(shí)別技術(shù)（RFID，RadioFrequencyIdentification）是自動(dòng)識(shí)別技術(shù)在無(wú)線電技術(shù)方面的具體應(yīng)用與發(fā)展，利用射頻信號(hào)通過(guò)空間耦合實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸信息傳遞并通過(guò)所傳遞的信息達(dá)到識(shí)別目的技術(shù)。RFID是一個(gè)綜合系統(tǒng)，通常最基本的RFID系統(tǒng)由三部分組成，即：電子標(biāo)簽(tag)，它由耦合元件及芯片組成，每個(gè)標(biāo)簽具有惟一的電子編碼，附著在物體上標(biāo)識(shí)目標(biāo)對(duì)象；閱讀器(Read)讀取標(biāo)簽信息的設(shè)備，可設(shè)計(jì)為手持式或固定式；天線(Antenna)在標(biāo)簽和閱讀器之間傳遞射頻信號(hào)的設(shè)備。如圖2所示。

　　其中，電子標(biāo)簽又稱為射頻卡或非接觸式IC卡，它由集成電路（控制電路與存儲(chǔ)器）和天線組成，附著在被識(shí)別的物體上，是RFID系統(tǒng)真正的數(shù)據(jù)載體，每個(gè)標(biāo)簽具有全球唯一的電子編碼（即ID號(hào)———UID。UID是在制作芯片時(shí)放在ROM中的，無(wú)法修改）。依據(jù)供電方式的不同，電子標(biāo)簽可分為有源標(biāo)簽和無(wú)源標(biāo)簽。有源標(biāo)簽內(nèi)裝有電池；無(wú)源標(biāo)簽內(nèi)沒(méi)有電池，無(wú)源標(biāo)簽從讀取器產(chǎn)生的電磁場(chǎng)中以電感耦合的方式獲得能量，電子標(biāo)簽的工作頻率有3種：低頻(125kHz)、中頻(13.56MHz)和高頻(915MHz，2.45GHz，5.8GHz)。讀取器完成與電子標(biāo)簽的數(shù)據(jù)交換，并實(shí)現(xiàn)和后臺(tái)計(jì)算機(jī)的通信，讀取器首先從后臺(tái)計(jì)算機(jī)或智能設(shè)備接收命令，然后將命令數(shù)據(jù)按照某種特定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行編碼調(diào)制并通過(guò)天線發(fā)射出去，處于讀取器工作區(qū)的電子標(biāo)簽接收命令數(shù)據(jù)并發(fā)射響應(yīng)信息，讀取器通過(guò)天線接收電子標(biāo)簽的響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)解碼后傳送給上位機(jī)做進(jìn)一步處理。

　　射頻識(shí)別系統(tǒng)3種不同的通信形式：①“無(wú)線廣播”式，即1個(gè)讀取器的閱讀范圍內(nèi)存在多個(gè)電子標(biāo)簽，讀取器發(fā)出的數(shù)據(jù)流同時(shí)被多個(gè)電子標(biāo)簽接收；②在讀取器的作用范圍內(nèi)有多個(gè)電子標(biāo)簽同時(shí)傳輸數(shù)據(jù)給讀取器，這種通信形式被稱為多路存取通信；③多個(gè)讀取器同時(shí)給多個(gè)電子標(biāo)簽發(fā)送數(shù)據(jù)，這種情況很少遇到。

　　RFID可以廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、商業(yè)自動(dòng)化、交通運(yùn)輸控制管理和身份認(rèn)證等多個(gè)領(lǐng)域，而在倉(cāng)儲(chǔ)物流管理、生產(chǎn)過(guò)程制造管理、智能交通、網(wǎng)絡(luò)家電控制等方面更是引起了眾多廠商的關(guān)注，廣泛地體現(xiàn)了RFID在應(yīng)用中的感知和采集功能，是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用基礎(chǔ)。

　　3　基于RFID的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)

　　從技術(shù)上看，物聯(lián)網(wǎng)是指物體通過(guò)智能傳感裝置，經(jīng)過(guò)傳輸網(wǎng)絡(luò)，將物體信息傳送到指定的信息處理中心，形成人與物、物與物相連的智能網(wǎng)絡(luò)。而RFID技術(shù)是互聯(lián)網(wǎng)中讓物品間能夠通信的關(guān)鍵技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)中，RFID標(biāo)簽上存儲(chǔ)著規(guī)范而具有互用性的信息，通過(guò)無(wú)線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)把它們自動(dòng)采集到中央信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)物品的識(shí)別。

　　通常，物聯(lián)網(wǎng)可劃分為三層架構(gòu)，如圖3所示。

　　第一層即感知部分，就是把各種物體的信息能夠感知出來(lái)，通過(guò)在物體上安裝存儲(chǔ)了物體相關(guān)信息的RFID標(biāo)簽，用讀取器把物體的各種數(shù)據(jù)和信息實(shí)時(shí)取下來(lái)。

　　第二層是信息傳遞部分，承擔(dān)信息的傳輸，從物體上通過(guò)讀取器獲取的數(shù)據(jù)和信息需要傳遞到上層應(yīng)用，目前無(wú)處不在的網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)基本具備這個(gè)功能。第三層是應(yīng)用層，上層應(yīng)用通過(guò)網(wǎng)絡(luò)獲取感知部分采集到的物體信息，完成信息的分析處理和決策，以及實(shí)現(xiàn)或完成特定的智能化應(yīng)用和服務(wù)任務(wù)，以實(shí)現(xiàn)物與物、人與物之間的識(shí)別與感知，發(fā)揮智能作用。

　　在實(shí)際物聯(lián)網(wǎng)中，每個(gè)物體都貼有存儲(chǔ)了EPC數(shù)據(jù)的RFID標(biāo)簽后，它整個(gè)生命周期中，該標(biāo)簽將成為物體的唯一標(biāo)識(shí)，讀取器讀取EPC數(shù)據(jù)后，通過(guò)各個(gè)網(wǎng)關(guān)在網(wǎng)絡(luò)層中傳輸物體信息到應(yīng)用層，應(yīng)用層可以根據(jù)物體的電子編碼檢索或更新物體相關(guān)信息，同時(shí)，對(duì)物體進(jìn)行跟蹤和應(yīng)用，在上位機(jī)上開發(fā)物聯(lián)網(wǎng)信息系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)地對(duì)物體進(jìn)行綜合管理。在一些大型的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)中，同時(shí)引入中間件系統(tǒng)來(lái)處理物體信息的通信，例如Savant系統(tǒng)，它以電子編碼為信息源在本地的對(duì)象名解析ONS服務(wù)器上獲取包含該物體信息的服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)地址，查詢到物體信息進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算處理后經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綉?yīng)用終端。

　　根據(jù)上面的物聯(lián)網(wǎng)三層架構(gòu)，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括前端數(shù)據(jù)的采集系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、后端數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，每個(gè)系統(tǒng)的功能都是明確的，系統(tǒng)間相互銜接和支撐，更有利于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的部署和實(shí)施。

　　4　結(jié)語(yǔ)

　　以RFID系統(tǒng)為基礎(chǔ)，結(jié)合已有的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、中間件技術(shù)等，用無(wú)數(shù)的電子標(biāo)簽和大量聯(lián)網(wǎng)的讀取器構(gòu)成的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)物體的自動(dòng)識(shí)別和信息的互聯(lián)與共享，推動(dòng)著各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域的重大變革，但物聯(lián)網(wǎng)也存在標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題、RFID標(biāo)簽和讀卡器的價(jià)格問(wèn)題、安全問(wèn)題和統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式問(wèn)題。如果要大規(guī)模地推廣和應(yīng)用到各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域，提升綜合服務(wù)和競(jìng)爭(zhēng)力，需要對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)更深入的研究。