物联网技术导论(2)

2019-02-17 17:09

5.5 ONS功能模块设计 (124) 5.5.1 ONS授权规则 (124)

5.5.2 ONS nameserver组成结构 (125) 5.5.3 功能模块设计 (126) 5.6 ONS查找算法设计 (126) 5.6.1 设计步骤 (126)

5.6.2 ONS模拟生成EPC码 (127) 5.6.3 ONS解析EPC码 (128) 5.6.4 ONS生成URL (129) 第6章 物联网实体标记语言 (131) 6.1 PML概述 (131)

6.2 PML的目标、范围和组成 (132) 6.3 PML设计方法与策略 (134) 6.4 PML关键技术 (136) 6.4.1 XML语法规则 (136) 6.4.2 XML数据岛 (137) 6.4.3 XML的DOM对象 (139) 6.5 PML服务器设计与实现 (140) 6.5.1 PML服务器工作原理 (140) 6.5.2 PML服务器实现 (142)

6.6 PML应用实例分析--判断物品位置方法 (145) 第7章 物联网信息服务系统 (151) 7.1 EPCIS概述 (151)

7.2 系统工作原理及框架结构 (153) 7.3 EPCIS系统设计 (155) 7.3.1 总体设计 (155) 7.3.2 EPCIS层次分析 (159) 7.4 EPCIS各模块实现 (162) 7.4.1 数据捕获(监听)模块 (162) 7.4.2 核心查询模块 (163) 第8章 物联网系统管理 (168) 8.1 物联网系统管理概述 (168) 8.2 物联网规范与标准 (170) 8.2.1 物联网标准 (170) 8.2.2 电子标签规范 (172)

8.2.3 应用层事件规范 (172) 8.2.4 对象名解析服务规范 (172) 8.2.5 EPC信息服务规范 (173) 8.3 物联网安全管理 (173) 8.3.1 物联网安全 (173) 8.3.2 数据安全策略 (174) 8.3.3 与安全相关的技术特点 (176)

8.4 物联网实例--麦德龙未来商店测试案例 (178) 第9章 中国物联网建设 (180) 9.1 EPC Global的网络架构 (180) 9.2 物联网系统推广应用前景展望 (182) 9.3 我国物联网建设目标与基本架构 (184) 9.3.1 我国物联网建设目标 (184) 9.3.2 我国物联网基本架构 (184)

9.3.3 我国物联网解析系统的建设策略 (186) 9.3.4 我国物联网的发展途径和建设进程 (187) 9.3.5 推进我国物联网发展的应对策略 (188) 9.4 我国物联网信息服务建设 (190) 9.4.1 我国物联网信息服务系统架构 (190) 9.4.2 我国物联网信息服务(RFID-IS)建设 (192)

9.4.3 我国物联网信息服务系统管理协议(RFID-MP) (193) 9.4.4 物联网体系框架实例 (195) 缩略语 (198) 参考文献 (203)

1.1 基本概念

第1章 物联网概述 1.1 基本概念

物质、能量、信息是物质世界的三大支柱,是当今人类社会赖以生存和发展的重要条件。新经济时代的21世纪是人类进入信息化的世纪,信息已是今天一种不可或缺的开发资源,社会信息化、信息时代化成为新经济时代的基本标志。目前在通信、互联网、射频识别等新技术的推动下,一种能够实现人与人、人与机器、人与物乃至物与物之间直接沟通的全新网络构架--\物联网\(Internet of Things)正日渐清晰。互联网时代,人与人之间的距离变小了;

而继互联网之后的物联网时代,则是物与物之间的距离变小了。互联网改变了人们的世界观,而\物联网\的出现将再次强烈改变人们对世界的认识。

1.1.1 物联网骤热的原因

1.1.1 物联网骤热的原因

近来,\物联网\已成为倍受推崇的热点词汇,从一般性的网站、技术报刊、行业报刊,到机上读物、广告宣传,以及技术论坛、行业评估、股票等,无不在热议\物联网\。但事实上,物联网并不是最近才出现的新概念。早在比尔·盖茨1995年出版的《未来之路》一书中,已经提及\物联网\概念,只是当时受限于无线网络、硬件及传感设备而并未引起世人的重视。1998年,美国麻省理工学院(MIT)创造性地提出了当时被称为EPC(Electronic Product Code,电子产品编码)系统的物联网的构想,1999年在美国召开的移动计算和网络国际会议上就提出,\传感网是下一个世纪人类面临的又一个发展机遇\。同年,中科院启动了\传感网\研究,并已建立了一些实用的传感网。1999年美国麻省理工学院成立Auto-ID研究中心,进行射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)技术研发,在美国统一代码委员会(Uniform Code Council,UCC)的支持下,将RFID与互联网结合,提出了EPC解决方案,即物联网主要建立在物品编码、射频识别(RFID)技术和互联网的基础上,最初定义为\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\。

2003年美国《技术评论》提出传感网络技术将是未来改变人们生活的十大技术之首。2005年11月17日在突尼斯举行的信息社会世界峰会(WSIS)上,国际电信联盟(International Telecommunications Union,ITU)发布了《ITU互联网报告2005:物联网》,正式提出了物联网的概念,包括所有物品的联网和应用。例如,危险品运输中为了保证物品在运送过程中的安全,可以利用物联网实施对物品状态的全程监控,这时通过分布在危险品周围的温度、湿度、气压、振动等传感器探头和GPS(Global Positioning System,全球定位系统)定位模块等,定期或不定期地采集危险品温度、湿度、气压、振动、位置等信息,然后通过通信网络将信息发送到远程的集中监控处理系统,由该系统进行信息处理,并根据处理结果实施相应的控制处理。再如,当司机出现操作失误时汽车能够自动报警;公文包能够提醒主人忘了带什么东西;衣服能够告诉洗衣机对水温的要求等,这些都是物联网所能实现的基本功能。

物联网思想可以看成对普适计算(Ubiquitous Computing)思想的扩展,其中\源自拉丁语,意为存在于任何地方。1991年Xerox实验室的计算机科学家Mark Weiser首次提出此概念,描述了任何一个人无论何时何地都可通过合适的终端设备以小而可见的方式获取计算能力的全新信息社会。在此基础上,日韩衍生出了泛在网络(Ubiquitous Network),欧盟提出了环境感知智能(Ambient Intelligence),虽然这些概念与物联网不尽相同,但是其理念都是一致的。物联网概念从开始产生到如今成为众人眼中的热点并非一朝一夕。银河基金管理公司市场总监吴磊博士告诉《上海国资》编辑,每一次经济或金融危机后经济发展

总在寻找着新的出路,其中科技进步被寄予厚望,物联网有可能成为经济发展新的动力源之一。近年来,全球主要发达国家和地区纷纷抛出与物联网相关的信息化战略,期望借助物联网寻求金融危机解决之道,从而刺激经济增长。2008年底IBM向美国政府提出的\智慧地球\战略,2009年6月欧盟的\物联网行动计划\,以及2009年8月日本的\计划等,都是利用各种信息技术来突破互联网的物理限制,以实现无处不在的物联网络。美国的战略强调传感器及其网络等感知技术的应用,提出建设智慧型基础设施;欧盟的计划具体而务实,强调RFID的广泛应用,注重信息安全;日本的计划强调电子政务和社会信息服务等信息化应用。但其共同点是:融合各种信息技术,突破互联网的限制,将物体接入信息网络,实现\物联网\;在网络泛在的基础上,将信息技术应用到各个领域,从而影响到国民经济和社会生活的方方面面。

我国紧随美欧日之后,对物联网有关的技术研究与设施建设提出了一系列可操作的构想,并为物联网技术的研发提供了宽松的环境和人力、物力的支持。2009年8月7日国务院总理温家宝视察中科院嘉兴无线传感网工程中心无锡研发分中心时明确指出,要集中力量突破核心技术,着力提升自主创新能力,推动传感网更好地为产业可持续发展服务。温总理提出\在传感网发展中,要早一点谋划未来,早一点攻破核心技术\,并表示至少有三件事可以尽快去做:一是把传感系统和3G中的TD(Time Division,时分)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。江苏省委省政府落实温总理指示,突出抓好平台建设和应用示范工作,形成\研发安全感\与\产业突破\的\先发优势\。中国移动总裁王建宙2009年8月24日在台湾公开演讲时提到\物联网\,加快了物联网概念的传播。2009年9月11日,\传感器网络标准工作组成立大会及'感知中国'高峰论坛\在北京举行,其工作组汇聚了中国科学院、中国移动等国内传感网主要的技术研究和应用单位,积极开展传感网标准制订工作,深度参与国际标准化活动,通过标准化为产业发展奠定坚实的技术基础。当前,我国传感网标准体系已形成初步框架,向国际标准化组织提交的多项标准提案也被采纳。物联网还被列为《国家中长期科学与技术发展规划(2006-2020年)》和\新一代宽带移动无线通信网\重大专项中的重点研究领域,所有这些都表明了我国对物联网的重视。

物联网被称为继计算机、互联网之后,世界信息产业的第三次浪潮。国际电联曾预测,未来世界是无所不在的物联网世界,到2017年将有7万亿传感器为地球上的70亿人口提供服务。一方面物联网可以用于提高经济效益,大大节约成本;另一方面可以为全球经济的复苏提供技术动力。有专家预测,未来10年内物联网在全球有可能大规模普及。目前,美国、欧盟等都在投入巨资,深入研究探索物联网。我国也正在高度关注、重视物联网的研究,工业和信息化部会同有关部门,在新一代信息技术方面正在开展研究,以形成支持新一代信息技术发展的政策措施。

1.1.2 什么是物联网

1.1.2 什么是物联网

物联网的概念分为广义和狭义两方面。广义来讲,物联网是一个未来发展的愿景,等同于\未来的互联网\或者\泛在网络\,能够实现人在任何时间、地点,使用任何网络与任何人与物的信息交换以及物与物之间的信息交换;狭义来讲,物联网是物品之间通过传感器连接起来的局域网,不论接入互联网与否,都属于物联网的范畴。

物联网的一种定义是:通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统(GPS)、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,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。显然,物联网的这一概念来自于同互联网的类比。根据物联网与互联网的关系分类,不同的专家学者对物联网给出了各自的定义,归纳起来有如下四种类型。

1)物联网是传感网而不接入互联网

有的专家认为,物联网就是传感网,只是给人们生活环境中的物体安装传感器,这些传感器可以更好地帮助我们认识环境,这个传感器网不接入互联网。例如,上海浦东机场的传感器网络,其本身并不接入互联网,却号称是中国第一个物联网。物联网与互联网的关系是相对独立的两张网。

2)物联网是互联网的一部分

物联网并不是一张全新的网,实际上早就存在了,它是互联网发展的自然延伸和扩张,是互联网的一部分。互联网是可包容一切的网络,将会有更多的物品加入到这张网中。也就是说,物联网是包含于互联网之内的。

3)物联网是互联网的补充网络

通常所说的互联网是指人与人之间通过计算机结成的全球性网络,服务于人与人之间的信息交换。而物联网的主体则是各种各样的物品,通过物品间传递信息从而达到最终服务于人的目的,两张网的主体是不同的,因此物联网是互联网的扩展和补充。互联网好比是人类信息交换的动脉,物联网就是毛细血管,两者相互联通,且物联网是互联网的有益补充。

4)物联网是未来的互联网

从宏观的概念上讲,未来的物联网将使人置身于无所不在的网络之中,在不知不觉中,人可以随时随地与周围的人或物进行信息的交换,这时物联网也就等同于泛在网络,或者说未来的互联网。物联网、泛在网络、未来的互联网,它们的名字虽然不同,但表达的都是同一个愿景,那就是人类可以随时、随地、使用任何网络、联系任何人或物,达到信息自由交换的目的。


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