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[摘要]近几年来物联网技术受到了人们的广泛关注。本文介绍了物联网技术的概念、基本特征。对物联网的体系架构进行了阐述; 分析了物联网研究中的关键技术, 包括射频识别技术、传感器技术、网络通信技术和云计算等; 从几个方面分析了物联网技术在社会中的应用以及物联网未来发展将面临的问题；最后展望了物联网技术的前景以及对未来社会发展的促进作用。
[关键字]物联网 关键技术 应用
物联网被认为是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮，代表了下一代信息技术的方向。物联网除与传统的计算机网络和通信网络技术有关外，还涉及到许多新的技术，如射频技术、近距离通信和芯片技术等。物联网正以其广泛的应用前景成为人们研究的热点，同时，云计算作为一种新的计算模式，其发展为物联网的实现提供了重要的支撑。
一、物联网的相关概念
物联网自1999年被提出后，国内外有很多机构和组织对物联网给出了各自的理解和定义，但仍未有一个明确统一的定义。目前国内较为多见的定义为: “物联网,指利用各种信息传感设备,如射频识别装置、红外传感器、全球定位系统、 激光扫描等种种装置与互联网结合起来而形成的一个巨大网络”,其目的就是让所有的物品都与网络连接在一起,方便识别和管理；并认为物联网应该具备三个特性:一是全面感知,即利用各种可用的感知手段,实现随时即时采集物体动态;二是可靠传递,通过各种信息网络与互联网的融合,将感知的信息实时准确可靠地传递出去;三是智能处理,利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术对海量的数据和信息进行分析和处理,对物体实施智能化控制，其中智能处理和全面感知是物联网的核心内容。
二、物联网的架构体系与关键技术
2.1物联网的架构体系
学术界通常将物联网系统划分为三个层次:感知层、网络层、应用层。
感知层是物联网发展和应用的基础, 实现的是对真实世界中物体的感知与监控。RFID 技术、传感和控制技术、短距离无线通信技术( 如ZigBee、WI-FI、蓝牙、红外)、通用分组无线业务GPRS 技术等是感知层涉及的主要技术。
网络层主要实现信息的转发和传送，它将感知层获取的信息传送到远端，为数据在远端进行智能处理和分析决策提供强有力的支持。考虑到物联网本身具有专业性的特征，其基础网络可以是互联网、移动通信网，也可以是具体的某个行业网络。
应用层是信息技术与行业专业技术紧密结合的产物。物联网应用层充分体现物联网智能处理的特点，主要是利用经过分析处理的感知数据，为用户提供丰富的特定服务，涉及业务管理、中间件、数据挖掘等技术。
2.2物联网的关键技术
物联网涉及的新技术很多，其中的关键技术主要有射频识别技术、传感器技术、网络通信技术和云计算等。
射频识别技术：俗称电子标签，是实现物联网的基础与核心。射频技术是一项利用射频信号通过空间耦合、交变磁场或电磁场实现无接触信息传递，并通过所传递的信息，达到识别目的的技术。该项技术的基本思想是，通过先进的技术手段实现人们对各类物体或设备、人员、物品在不同状态：移动、静止或恶劣环境下的自动识别和管理。
传感器技术：要产生真正有价值的信息，仅有射频识别技术是不够的，还需要传感器技术。由于物联网通常处于自然环境中，传感器要长期经受恶劣环境的考验，因此，物联网对传感器技术提出了更高的要求。所谓传感器，是指那些对被测对象的某一确定的信息具有感受或响应与检出功能，并使之按照一定规律转换成与之对应的可输出信号的元器件或装置，它是摄取信息的关键器件。
网络通信技术：包括各种有线和无线传输技术、交换技术、组网技术、网关技术等。通信网络技术为物联网数据提供传送通道，如何在现有网络上进行增强，适应物联网业务的需求，低数据率、低移动性等是该技术研究的重点。物联网的发展离不开通信网络，更宽、更快、更优的下一代宽带网络将为物联网发展提供更有力的支撑，也将为物联网应用带来更多的可能。
云计算：云计算（Cloud Computing）是网格计算、分布式计算、并行计算、效用计算、网络存储、虚拟化、负载均衡等传统计算机技术和网络技术发展融合的产物。云计算的基本原理是使计算分布在大量的分布式计算机上，而非本地计算机或远程服务器中。
三、物联网技术的应用
物联网技术的发展在全球范围内引发了一场新的信息产业浪潮，国内外许多产业都加大了对物联网研究开发的力度，积极将其应用于社会实践当中。预计未来物联网将在多个领域得到广泛应用，涉及到国家经济社会发展导向以及关系民生保障的各个领域。
3.1、物流管理 可以利用物联网相关技术对包裹进行统一编码，嵌入EPC标签，这样物流途中便可实时监控，有利于及时发现物流过程中出现的问题。另外通过射频识别技术读取 EPC编码信息并传输到处理中心，可供企业和消费者查询，切实增强群众的满意程度，有效提高物流服务的质量。
3.2、智能家居
将各种家庭设备通过智能家庭网络实现设备运行与管理的自动化，以及家庭设备的远程操控，创建舒适、安全、便捷的家庭生活空间，极大地满足低碳、节能、环保的需求。
3.3、智能交通
智能交通系统可以保障人、车、路与环境之间的相互交流，从而提高交通系统的安全和效率，以达到保护环境、降低能耗的作用。能实现对交通环境和车辆的整体管理以及对公交运行状态等的实时监控。
3.4、煤炭安全生产
通过煤矿物联系统实现煤矿的“物物相连”,即实现煤矿“人、机、环、管”四类要素相互连接,把煤矿的所有要素系统集成为一个完整的统一体。煤矿物联网可为煤矿安全生产提供准确的信息,是实现煤矿安全生产的有力保障。
此外，物联网还可以应用在工业监控、公共安全、司法管理、医疗服务、环境保护和个人家庭等各个领域，发展前景十分广阔。从智慧地球到感知中国，物联网技术促进了人与物、物与物的交流，加快了物品与网络的融合，使我们的工作生活时时连通、事事链接，它将成为世界经济复苏的新亮点。
四、物联网发展面临的问题
4.1技术标准统一问题
物联网将给我们的生活带来一个更加舒适、便捷、安全的时代,但目前物联网还有一些瓶颈问题亟待解决,其中之一就是技术标准。目前全球物联网的发展缺乏一个合适的管理机构,缺乏物联网标准和与其它网络互联互通的标准。由于各国存在不同的标准,因此需要加强国家之间的合作,解决异构标准的集成问题。
4.2安全问题
在物联网中,由于物体之间的联系更紧密,甚至物体和人也被连接起来,因此大量的数据及用户隐私如何得到保护,就成为亟待解决的问题。没有可靠的安全机制,那么对于只读标签中的数据信息就无法进行很好的保密,对于可读可写标签,还存在电子标签上的信息被恶意更改的隐患。 4.3技术瓶颈 目前物联网的研究大多还停留在概念和试验阶段。一方面, 我国缺少自主产权的核心技术,如无线通信技术,嵌入式技术、网络技术(移动和自组网络)、中间件技术, 以及这些技术的无缝集成; 还有智能终端的节能、延长网络寿命、无线传输的频率干扰、网络时钟同步等都是目前很有挑战性和必须解决的问题。另一方面,我国在应用领域管理分散,呈现出概念方案多,实用系统少;试验系统多,规模应用少的特点,难以形成有代表性的系统解决方案。
五、结束语
物联网是由各种技术融合而成的新型技术体系。物联网在多种应用中具有潜在、显著的技术价值和应用需求。物联网的发展是社会前进的必然，拥有着美好的前景，将带来信息产业新一轮的发展浪潮，必将对经济发展和社会生活产生深远影响。针对物联网产业与应用发展的现状及存在的问题，需要全社会在物联网业务模式和关键技术上同步进行努力，从国家战略层面开展研究，对处于起步阶段的我国物联网产业具有重要意义。
作者简介： 杨晓燕，安徽理工大学计算机科学与工程学院计算机技术专业在读硕士研究生，任教于淮南联合大学计算机系
[关键字]物联网 关键技术 应用
物联网被认为是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮，代表了下一代信息技术的方向。物联网除与传统的计算机网络和通信网络技术有关外，还涉及到许多新的技术，如射频技术、近距离通信和芯片技术等。物联网正以其广泛的应用前景成为人们研究的热点，同时，云计算作为一种新的计算模式，其发展为物联网的实现提供了重要的支撑。
一、物联网的相关概念
物联网自1999年被提出后，国内外有很多机构和组织对物联网给出了各自的理解和定义，但仍未有一个明确统一的定义。目前国内较为多见的定义为: “物联网,指利用各种信息传感设备,如射频识别装置、红外传感器、全球定位系统、 激光扫描等种种装置与互联网结合起来而形成的一个巨大网络”,其目的就是让所有的物品都与网络连接在一起,方便识别和管理；并认为物联网应该具备三个特性:一是全面感知,即利用各种可用的感知手段,实现随时即时采集物体动态;二是可靠传递,通过各种信息网络与互联网的融合,将感知的信息实时准确可靠地传递出去;三是智能处理,利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术对海量的数据和信息进行分析和处理,对物体实施智能化控制，其中智能处理和全面感知是物联网的核心内容。
二、物联网的架构体系与关键技术
2.1物联网的架构体系
学术界通常将物联网系统划分为三个层次:感知层、网络层、应用层。
感知层是物联网发展和应用的基础, 实现的是对真实世界中物体的感知与监控。RFID 技术、传感和控制技术、短距离无线通信技术( 如ZigBee、WI-FI、蓝牙、红外)、通用分组无线业务GPRS 技术等是感知层涉及的主要技术。
网络层主要实现信息的转发和传送，它将感知层获取的信息传送到远端，为数据在远端进行智能处理和分析决策提供强有力的支持。考虑到物联网本身具有专业性的特征，其基础网络可以是互联网、移动通信网，也可以是具体的某个行业网络。
应用层是信息技术与行业专业技术紧密结合的产物。物联网应用层充分体现物联网智能处理的特点，主要是利用经过分析处理的感知数据，为用户提供丰富的特定服务，涉及业务管理、中间件、数据挖掘等技术。
2.2物联网的关键技术
物联网涉及的新技术很多，其中的关键技术主要有射频识别技术、传感器技术、网络通信技术和云计算等。
射频识别技术：俗称电子标签，是实现物联网的基础与核心。射频技术是一项利用射频信号通过空间耦合、交变磁场或电磁场实现无接触信息传递，并通过所传递的信息，达到识别目的的技术。该项技术的基本思想是，通过先进的技术手段实现人们对各类物体或设备、人员、物品在不同状态：移动、静止或恶劣环境下的自动识别和管理。
传感器技术：要产生真正有价值的信息，仅有射频识别技术是不够的，还需要传感器技术。由于物联网通常处于自然环境中，传感器要长期经受恶劣环境的考验，因此，物联网对传感器技术提出了更高的要求。所谓传感器，是指那些对被测对象的某一确定的信息具有感受或响应与检出功能，并使之按照一定规律转换成与之对应的可输出信号的元器件或装置，它是摄取信息的关键器件。
网络通信技术：包括各种有线和无线传输技术、交换技术、组网技术、网关技术等。通信网络技术为物联网数据提供传送通道，如何在现有网络上进行增强，适应物联网业务的需求，低数据率、低移动性等是该技术研究的重点。物联网的发展离不开通信网络，更宽、更快、更优的下一代宽带网络将为物联网发展提供更有力的支撑，也将为物联网应用带来更多的可能。
云计算：云计算（Cloud Computing）是网格计算、分布式计算、并行计算、效用计算、网络存储、虚拟化、负载均衡等传统计算机技术和网络技术发展融合的产物。云计算的基本原理是使计算分布在大量的分布式计算机上，而非本地计算机或远程服务器中。
三、物联网技术的应用
物联网技术的发展在全球范围内引发了一场新的信息产业浪潮，国内外许多产业都加大了对物联网研究开发的力度，积极将其应用于社会实践当中。预计未来物联网将在多个领域得到广泛应用，涉及到国家经济社会发展导向以及关系民生保障的各个领域。
3.1、物流管理 可以利用物联网相关技术对包裹进行统一编码，嵌入EPC标签，这样物流途中便可实时监控，有利于及时发现物流过程中出现的问题。另外通过射频识别技术读取 EPC编码信息并传输到处理中心，可供企业和消费者查询，切实增强群众的满意程度，有效提高物流服务的质量。
3.2、智能家居
将各种家庭设备通过智能家庭网络实现设备运行与管理的自动化，以及家庭设备的远程操控，创建舒适、安全、便捷的家庭生活空间，极大地满足低碳、节能、环保的需求。
3.3、智能交通
智能交通系统可以保障人、车、路与环境之间的相互交流，从而提高交通系统的安全和效率，以达到保护环境、降低能耗的作用。能实现对交通环境和车辆的整体管理以及对公交运行状态等的实时监控。
3.4、煤炭安全生产
通过煤矿物联系统实现煤矿的“物物相连”,即实现煤矿“人、机、环、管”四类要素相互连接,把煤矿的所有要素系统集成为一个完整的统一体。煤矿物联网可为煤矿安全生产提供准确的信息,是实现煤矿安全生产的有力保障。
此外，物联网还可以应用在工业监控、公共安全、司法管理、医疗服务、环境保护和个人家庭等各个领域，发展前景十分广阔。从智慧地球到感知中国，物联网技术促进了人与物、物与物的交流，加快了物品与网络的融合，使我们的工作生活时时连通、事事链接，它将成为世界经济复苏的新亮点。
四、物联网发展面临的问题
4.1技术标准统一问题
物联网将给我们的生活带来一个更加舒适、便捷、安全的时代,但目前物联网还有一些瓶颈问题亟待解决,其中之一就是技术标准。目前全球物联网的发展缺乏一个合适的管理机构,缺乏物联网标准和与其它网络互联互通的标准。由于各国存在不同的标准,因此需要加强国家之间的合作,解决异构标准的集成问题。
4.2安全问题
在物联网中,由于物体之间的联系更紧密,甚至物体和人也被连接起来,因此大量的数据及用户隐私如何得到保护,就成为亟待解决的问题。没有可靠的安全机制,那么对于只读标签中的数据信息就无法进行很好的保密,对于可读可写标签,还存在电子标签上的信息被恶意更改的隐患。 4.3技术瓶颈 目前物联网的研究大多还停留在概念和试验阶段。一方面, 我国缺少自主产权的核心技术,如无线通信技术,嵌入式技术、网络技术(移动和自组网络)、中间件技术, 以及这些技术的无缝集成; 还有智能终端的节能、延长网络寿命、无线传输的频率干扰、网络时钟同步等都是目前很有挑战性和必须解决的问题。另一方面,我国在应用领域管理分散,呈现出概念方案多,实用系统少;试验系统多,规模应用少的特点,难以形成有代表性的系统解决方案。
五、结束语
物联网是由各种技术融合而成的新型技术体系。物联网在多种应用中具有潜在、显著的技术价值和应用需求。物联网的发展是社会前进的必然，拥有着美好的前景，将带来信息产业新一轮的发展浪潮，必将对经济发展和社会生活产生深远影响。针对物联网产业与应用发展的现状及存在的问题，需要全社会在物联网业务模式和关键技术上同步进行努力，从国家战略层面开展研究，对处于起步阶段的我国物联网产业具有重要意义。
作者简介： 杨晓燕，安徽理工大学计算机科学与工程学院计算机技术专业在读硕士研究生，任教于淮南联合大学计算机系