時(shí)間：2023-12-08 17:20:45
導(dǎo)語：在物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)的撰寫旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng)，感知技術(shù)
1、感知技術(shù)分析
物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層，本文將感知層涉及的相關(guān)技術(shù)統(tǒng)稱為感知技術(shù)。感知技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)，它跟現(xiàn)在的一些基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施結(jié)合能夠?yàn)槲磥砣祟惿鐣?huì)提供無所不在、全面的感知服務(wù)，真正實(shí)現(xiàn)所謂的物理世界無所不在，物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)接的對(duì)象包括智能裝置及通過傳感器感知的整個(gè)物理世界。物聯(lián)網(wǎng)感知層涉及的技術(shù)眾多，這里對(duì)自動(dòng)識(shí)別技術(shù)、傳感技術(shù)、定位技術(shù)、傳感網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)作簡要分析。
1.1自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。自動(dòng)識(shí)別技術(shù)是以計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)為基礎(chǔ)的一門綜合性科學(xué)技術(shù)，是數(shù)據(jù)編碼、數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)化手段。包括條碼識(shí)別技術(shù)、射頻識(shí)別技術(shù)、語音識(shí)別技術(shù)、生物特征識(shí)別技術(shù)、圖象識(shí)別技術(shù)、OCR、磁識(shí)別技術(shù)等。自動(dòng)識(shí)別技術(shù)要素是標(biāo)識(shí)與識(shí)讀，物聯(lián)網(wǎng)中用標(biāo)識(shí)代表連接對(duì)象，具有唯一數(shù)字編碼或可辨特征，識(shí)別分別是數(shù)據(jù)采集技術(shù)和特征提取技術(shù)，標(biāo)識(shí)編碼和特征的唯一性、統(tǒng)一性對(duì)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用至關(guān)重要。每一種自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的固有特性都使應(yīng)用具有優(yōu)勢和限制，許多情況下必須多種技術(shù)、多種手段并用，來滿足實(shí)際應(yīng)用需要，如：條碼和RFID就經(jīng)常聯(lián)合采用。
1.2傳感技術(shù)。傳感器將物理世界中的物理量、化學(xué)量、生物量轉(zhuǎn)化成供處理的數(shù)字信號(hào)，從而為感知物理世界提供最初的信息來源。感知的對(duì)象包括溫度、壓力、流量、位移、速度等。物聯(lián)網(wǎng)感知層除了有傳感器，還有執(zhí)行器和控制器，通過通信模塊與網(wǎng)關(guān)互聯(lián)或先行組網(wǎng)與網(wǎng)關(guān)互聯(lián)，包括傳感網(wǎng)、工業(yè)總線等。IEEE 1451傳感器接口標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了智能傳感器的通用接口命令和操合，一定程度上解決了當(dāng)前工業(yè)總線標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一問題，降低了傳感網(wǎng)應(yīng)用集成開發(fā)的難度。目前市場上智能化、網(wǎng)絡(luò)化的傳感器種類和功能都有成長，隨著技術(shù)進(jìn)步體積和成本呈下降趨勢。
1.3定位技術(shù)?？蓱?yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)的定位技術(shù)分為衛(wèi)星定位、無線電波定位、傳感定位等。衛(wèi)星定位技術(shù)有GPS、GLONASS、北斗等。美國GPS技術(shù)比較成熟，且廣泛應(yīng)用。我國的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)也已經(jīng)取得較大進(jìn)展，中國北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)預(yù)計(jì)2020年前后覆蓋全球，但目前北斗系統(tǒng)的并發(fā)容量、定位精度和終端成本還有待進(jìn)一步發(fā)展。俄羅斯的GLONASS也在從新布網(wǎng)，但競爭力還無從判斷。
無線電波定位主要是蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的小區(qū)定位技術(shù)，運(yùn)營商提供小區(qū)定位服務(wù)，但定位精度與GPS有差距。
另外，可利用物聯(lián)網(wǎng)感知層進(jìn)行定位，如利用RFID傳感、車牌，集裝箱圖像識(shí)別等也可感知物體的位置。
1.4傳感網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。傳感網(wǎng)就是感知設(shè)備組網(wǎng)，通常是指由大量傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的重要技術(shù)和建設(shè)熱點(diǎn)。傳感網(wǎng)與通信網(wǎng)的融合，實(shí)現(xiàn)人與物、物與物的互聯(lián)，形成物聯(lián)網(wǎng)。如此多種類和數(shù)量的物理設(shè)備整合，需要相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。ITU是最早進(jìn)行傳感網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化的組織之一。ISO/IEC JTCl正式成立傳感網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化工組（WG7）。我國成立了國家傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化工作組，積極參與國際傳感網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化工作，具有較高的話語權(quán)。作為物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)之一，國際國內(nèi)傳感網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)工作正在進(jìn)行當(dāng)中，將不斷有新標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)，其對(duì)能建立什么樣服務(wù)價(jià)值鏈的產(chǎn)業(yè)鏈規(guī)模意義非凡。
2、未來物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可應(yīng)用地震抗災(zāi)
在未來的物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，人與物、物與物的時(shí)刻相連與動(dòng)態(tài)感知，以及智能決策和泛在應(yīng)用，使城市減災(zāi)救助服務(wù)工作的重點(diǎn)前移，從災(zāi)后救助逐步轉(zhuǎn)移到以防為主的感知預(yù)警?？梢哉f這是革命性的轉(zhuǎn)變，大大減少了災(zāi)難的發(fā)生，從被動(dòng)應(yīng)急救助逐步轉(zhuǎn)向主動(dòng)的預(yù)警防災(zāi)。物聯(lián)網(wǎng)在救災(zāi)中的應(yīng)用給災(zāi)難救援帶來極大的便利。
隨著自然環(huán)境的惡化，自然災(zāi)難在近幾年頻繁出現(xiàn)，而作為新興技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在面對(duì)災(zāi)難時(shí)也將更多的應(yīng)用到災(zāi)難的預(yù)防與救援當(dāng)中，RFID、無線傳感、GPS全球定位、條碼技術(shù)等在各種自然災(zāi)害面前都發(fā)揮著各自的作用，為人們的生命財(cái)產(chǎn)安全提供很好的技術(shù)保障。
在時(shí)間就是生命的災(zāi)難面前，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為在各種情況下的突發(fā)事件，贏得了更多的應(yīng)急和救援時(shí)間。那物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)具體在災(zāi)難中有哪些作用呢？對(duì)人們生命財(cái)產(chǎn)安全的保護(hù)又能起怎樣的作用呢？下面淺談物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在災(zāi)難中的各種應(yīng)用。
早在幾年前，英國研究者已開始研究使用RFID和傳感器來監(jiān)控地震中的房屋，他們把已建成在希臘的原型稱為“自治愈”房屋。這種房屋在墻中專門設(shè)計(jì)了縫隙空間，并且墻體中加入了可在強(qiáng)壓下變?yōu)榱黧w的材料。如果受到地震引起的壓力，流體回流到縫隙中，不會(huì)對(duì)固體墻面產(chǎn)生影響。其結(jié)果是，房屋依舊存在，但可能會(huì)移動(dòng)位置。如果建筑沒有坍塌，通過RFID和傳感器收集的數(shù)據(jù)會(huì)用來判別位置偏移量。此外，建筑中的RFID標(biāo)簽和傳感器可以共同構(gòu)建一套警報(bào)系統(tǒng)，來預(yù)警即將到來的地震。
作為物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)，在災(zāi)難中的RFID的識(shí)別和引導(dǎo)作用應(yīng)用較大，而物聯(lián)網(wǎng)的其他技術(shù)也大有用武之地。在長江三峽庫區(qū)特殊地帶滑坡災(zāi)難監(jiān)測預(yù)警中，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）技術(shù)得到了很好的應(yīng)用，利用各種傳感器實(shí)時(shí)采集信息，通過無線的方式將信息傳輸給控制中心，能夠解決布設(shè)有線監(jiān)測系統(tǒng)的缺陷，而且適用于GMS網(wǎng)絡(luò)信號(hào)無法覆蓋的偏遠(yuǎn)山區(qū)滑坡災(zāi)害監(jiān)測。正是由于WSN本身的冗余性、無線性、網(wǎng)絡(luò)的自組織性，而具有較強(qiáng)的抗破壞能力，可以在基礎(chǔ)通信設(shè)施可能被毀壞的情況下，完成一定的通信任務(wù)，所以WSN技術(shù)才能成功應(yīng)用到滑坡危險(xiǎn)地帶的災(zāi)難監(jiān)測預(yù)警中。
類似的用于地質(zhì)監(jiān)測的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，還有對(duì)瑞士阿爾卑斯山地質(zhì)和環(huán)境狀況的長期監(jiān)控有應(yīng)用，監(jiān)控現(xiàn)場不再需要人為的參與，而是通過無線傳感器對(duì)整個(gè)阿爾卑斯山脈實(shí)現(xiàn)大范圍深層次監(jiān)控，包括：溫度的變化對(duì)山坡結(jié)構(gòu)的影響以及氣候?qū)ν临|(zhì)滲水的變化。所搜集到的數(shù)據(jù)除可作為自然環(huán)境研究的參考外，經(jīng)過分析后的信息也可以作為提前掌握山崩、落石等自然災(zāi)害的事前警示。
1 引言
物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things，簡稱IoT)是一種建立在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)之上，由物物相連來進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和信息通訊的新型互聯(lián)網(wǎng)。而物聯(lián)網(wǎng)信息的安全感知技術(shù)和交互技術(shù)是當(dāng)前中國信息技術(shù)研究的一個(gè)熱點(diǎn)問題，也是世界上各個(gè)國家和各個(gè)領(lǐng)域高度關(guān)注的一個(gè)焦點(diǎn)問題。
2 物聯(lián)網(wǎng)信息安全感知技術(shù)的分析研究
2.1 數(shù)據(jù)收集技術(shù)
所謂數(shù)據(jù)的收集工作，指的是數(shù)據(jù)的各個(gè)感知節(jié)點(diǎn)集中到某一個(gè)匯聚節(jié)點(diǎn)的匯集過程。數(shù)據(jù)收集技術(shù)的關(guān)鍵在于傳遞數(shù)據(jù)信息的過程中對(duì)數(shù)據(jù)可靠性和信息安全性的保證，依據(jù)應(yīng)用的不同，數(shù)據(jù)收集會(huì)有不同的制約目標(biāo)。數(shù)據(jù)的可靠性和信息的安全性是數(shù)據(jù)傳遞過程中的重點(diǎn)，而數(shù)據(jù)的傳輸就是為了保障數(shù)據(jù)信息從感知節(jié)點(diǎn)能夠一路暢通地安全傳遞到匯聚節(jié)點(diǎn)上。就目前而言，最常用的數(shù)據(jù)收集技術(shù)就是多路徑傳輸和數(shù)據(jù)重傳。在感知節(jié)點(diǎn)和匯聚節(jié)點(diǎn)之間建立起多條傳輸路線和傳輸方式的傳輸模式就叫做多路徑傳輸，其本質(zhì)是將感知節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息同時(shí)沿多條路徑向匯聚節(jié)點(diǎn)傳輸，從而保障和提高數(shù)據(jù)信息的可靠性和安全性。
數(shù)據(jù)收集當(dāng)中重點(diǎn)考慮的問題便是能量均衡以及能耗約束。如圖1所示，在物聯(lián)網(wǎng)的綜合安全系統(tǒng)模型中，多路徑方法能夠同時(shí)通過多個(gè)路徑將數(shù)據(jù)傳送至指定目標(biāo)，但往往會(huì)消耗大量能源。而數(shù)據(jù)重傳則是將全部需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流量放置于統(tǒng)一路徑之上，不僅影響了網(wǎng)絡(luò)的能量均衡，并且當(dāng)傳輸路徑出現(xiàn)問題，技術(shù)人員便需對(duì)路由進(jìn)行重建。針對(duì)上述問題，物聯(lián)網(wǎng)研發(fā)人員對(duì)兩種方式進(jìn)行了改善。以TSMP多路徑數(shù)據(jù)傳送方式為例，該方式基于全局時(shí)間同步這一條件，將網(wǎng)絡(luò)視為多途徑的時(shí)間片陣列，通過調(diào)整時(shí)間片以避免數(shù)據(jù)之間產(chǎn)生沖突，使得數(shù)據(jù)能夠有效快速地傳輸。數(shù)據(jù)傳輸是物聯(lián)網(wǎng)信息安全感知技術(shù)中的重要技術(shù)之一，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)信息安全感知具有積極意義。
2.2 數(shù)據(jù)融合技術(shù)
數(shù)據(jù)的融合技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)信息安全感知技術(shù)中的核心技術(shù)。數(shù)據(jù)的融合指的是利用飄逸均值濾波法來消除多元異構(gòu)數(shù)據(jù)的大量傳輸及其所導(dǎo)致的噪音數(shù)據(jù)和冗余數(shù)據(jù)，將凈化和簡化過后的數(shù)據(jù)信息傳遞到匯聚節(jié)點(diǎn)，不僅可以降低數(shù)據(jù)的傳遞量和在傳遞過程中可能發(fā)生的數(shù)據(jù)沖突，還有效提高了多元異構(gòu)數(shù)據(jù)的處理效率和連續(xù)性數(shù)據(jù)的傳送質(zhì)量。
通常情況下，技術(shù)人員在數(shù)據(jù)層方面可使用概率統(tǒng)計(jì)法、卡爾曼濾波以及回歸分析法等較為傳統(tǒng)數(shù)據(jù)融合方式，以便消除數(shù)據(jù)當(dāng)中的多余信息、異常數(shù)據(jù)以及去除噪聲。技術(shù)人員在研究以簇結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)融合問題時(shí)，可使用Bayes方法進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，以避免物聯(lián)網(wǎng)在收集數(shù)據(jù)的過程中，簇頭節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)數(shù)據(jù)之間沖突的現(xiàn)象。技術(shù)人員使用Bayes方式能夠估算物聯(lián)網(wǎng)傳送數(shù)據(jù)中所包含節(jié)點(diǎn)的具體數(shù)量。技術(shù)人員若要使得Bayes方式的計(jì)算效率得到提升，可以應(yīng)用后驗(yàn)概率的分布式進(jìn)行計(jì)算。使用后驗(yàn)概率分布式計(jì)算之前，技術(shù)人員需先對(duì)物聯(lián)網(wǎng)初始數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，之后便可利用數(shù)量較少的數(shù)據(jù)獲取感知數(shù)據(jù)全部或局部的數(shù)據(jù)估計(jì)。
3 物聯(lián)網(wǎng)信息交互技術(shù)的分析研究
3.1 網(wǎng)絡(luò)和內(nèi)容之間的信息交互
網(wǎng)絡(luò)和內(nèi)容之間的信息交互指的是向用戶展示需求的信息內(nèi)容，并在進(jìn)行交互的過程中對(duì)感知到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行匯集、分類、組織、融合和儲(chǔ)存的處理工作。其中，網(wǎng)絡(luò)和內(nèi)容的信息交互主要是指數(shù)據(jù)信息的組織和儲(chǔ)存。由于網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)信息的流動(dòng)量很大，針對(duì)數(shù)據(jù)信息的組織工作和儲(chǔ)存工作就會(huì)產(chǎn)生各種各樣的問題。就目前的問題狀況來看，物聯(lián)網(wǎng)的信息感知和信息交互都將會(huì)朝著分布式的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存技術(shù)改善和發(fā)展。
物理網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中能夠?qū)?shù)據(jù)的存儲(chǔ)分為外部存儲(chǔ)以及局部存儲(chǔ)兩種方式。然而兩種數(shù)據(jù)闡述方式都存在一定的弊端。外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)無法承受較大的傳輸量，而局部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理方式復(fù)雜，用戶數(shù)據(jù)搜索也需要較大的成本，且儲(chǔ)存空間有限。技術(shù)人員可圍繞數(shù)據(jù)建立儲(chǔ)存方式，先建立某一協(xié)議，之后按照所制定的協(xié)議，將數(shù)據(jù)分布式存儲(chǔ)于網(wǎng)絡(luò)之中的某部分節(jié)點(diǎn)當(dāng)中。這一方法與無線感知網(wǎng)絡(luò)所具備的特性相符，故而在無線感知網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存以及管理中廣泛應(yīng)用。不僅使得圍繞數(shù)據(jù)建立的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存方式在運(yùn)行過程中需依照網(wǎng)絡(luò)分布進(jìn)行，同時(shí)使得數(shù)據(jù)在搜索以及管理網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部數(shù)據(jù)儲(chǔ)存規(guī)則時(shí)更為便利。
3.2 內(nèi)容和用戶之間的信息交互
內(nèi)容和用戶之間的信息交互也相當(dāng)關(guān)鍵和重要，具體指的是用戶向物聯(lián)網(wǎng)輸入所需內(nèi)容的一部分關(guān)鍵信息而從隨即得出的相關(guān)資料中檢索到自己想要的數(shù)據(jù)信息這樣一種互動(dòng)性的信息交互。作為物聯(lián)網(wǎng)的用戶在物聯(lián)網(wǎng)的信息交換模型中通過在物聯(lián)網(wǎng)龐大的數(shù)據(jù)庫中輸入關(guān)鍵字詞來進(jìn)行相關(guān)的查詢和模糊性的匹配，以此搜索和獲取到自己需要的信息和數(shù)據(jù)。除了輸入關(guān)鍵詞以外，還可以利用語音或是其它指令的錄入來進(jìn)行互動(dòng)，進(jìn)而獲取到用戶需要的信息數(shù)據(jù)內(nèi)容。
內(nèi)容與用戶之間的信息交互包括兩方面內(nèi)容。
其一，控制信息的傳輸?？刂菩畔⒌膫鬏斒窍蚓W(wǎng)絡(luò)中各部分節(jié)點(diǎn)輸入各類信息的過程，所輸入的信息包括收集的數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)置信息、搜索指令等。與數(shù)據(jù)收集有所不用，控制信息的傳輸是從一點(diǎn)到多點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳送過程?？刂菩畔鬏攲?duì)可靠性有較高的需求，同時(shí)，數(shù)據(jù)收集以及搜索指令還要求物聯(lián)網(wǎng)達(dá)到低延遲這一標(biāo)準(zhǔn)。若物聯(lián)網(wǎng)覆蓋范圍較廣，技術(shù)人員還應(yīng)考慮能耗問題。就目前來說，大部分用以限制信息傳輸?shù)膮f(xié)議都是以Adhoc網(wǎng)絡(luò)的洪泛以及謠傳協(xié)議作為基礎(chǔ)建設(shè)而成。
其二，信息交互對(duì)象的選擇。技術(shù)人員還應(yīng)確保網(wǎng)絡(luò)能夠長期保持運(yùn)行狀態(tài)。在安裝無線無線感知網(wǎng)絡(luò)時(shí)，技術(shù)人員實(shí)際設(shè)置的節(jié)點(diǎn)應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于網(wǎng)絡(luò)覆蓋所需的節(jié)點(diǎn)。使得信息在交互過程當(dāng)中，部分節(jié)點(diǎn)處于非工作狀態(tài)。當(dāng)物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行到一定狀態(tài)時(shí)，部分節(jié)點(diǎn)子集方才開始工作。這樣既能保證物聯(lián)網(wǎng)長期保持在工作狀態(tài)，同時(shí)也降低了能耗，促進(jìn)了物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。
4 結(jié)束語
作為建立在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)之上并且不斷向外擴(kuò)展和延伸的一種信息網(wǎng)絡(luò)，物聯(lián)網(wǎng)正在掀開信息技術(shù)領(lǐng)域的一頁新的篇章。其信息安全感知技術(shù)主要是指數(shù)據(jù)的收集、壓縮、融合、清洗和聚集等方面的技術(shù)。而信息交互技術(shù)則包括網(wǎng)絡(luò)、用戶和信息內(nèi)容三者之間兩兩相關(guān)的交互關(guān)系。
作者簡介：
[關(guān)鍵詞]形成期；中部；物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；接受；應(yīng)用
[中圖分類號(hào)]F49；F552.7 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1006-5024（2013）10-0106-05
一、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用概述
物聯(lián)網(wǎng)是通過射頻識(shí)別（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)源于美國，作為一個(gè)科技大國，美國十分重視3s技術(shù)（RS，GIS，GPS）的發(fā)展。同時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)在對(duì)美國第二產(chǎn)業(yè)的改造以及提升第三產(chǎn)業(yè)的競爭力方面受益頗豐。國內(nèi)方面，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用并產(chǎn)生了可觀效益。不過，物聯(lián)網(wǎng)大多屬于行業(yè)應(yīng)用，而生活應(yīng)用并不多。中國工程院院士陳俊亮指出，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展要“用”字當(dāng)頭。一項(xiàng)新技術(shù)產(chǎn)生后終究要靠人們接受后大規(guī)模的商業(yè)應(yīng)用才能成長乃至成熟。因此，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的市場應(yīng)用進(jìn)行研究，是發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)的一項(xiàng)重要研究課題。應(yīng)用的基礎(chǔ)是該項(xiàng)技術(shù)被普通百姓廣泛接受。只有人們接受了某項(xiàng)技術(shù)才會(huì)大規(guī)模地應(yīng)用，大規(guī)模應(yīng)用使得成本下降，規(guī)模經(jīng)濟(jì)逐漸顯現(xiàn)，盈利越來越多。本文意在研究影響形成期中部地區(qū)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)接受和應(yīng)用的因素，從而提出相應(yīng)的對(duì)策。
二、技術(shù)接受模型（TAM）及其后續(xù)擴(kuò)展模型
技術(shù)接受研究領(lǐng)域最具代表性的理論是F.D.Davis的技術(shù)接受模型（Technology AcceptanceModel，TAM），Venkatech and F.D.Davis的技術(shù)接受擴(kuò)展模型（The Extension of the TechnologyAcceptance Model，TAM2），技術(shù)接受及使用綜合模型（Unified Theory of Acceptance and Use ofTechnology，UTAUT），Venkatesh and Bala的技術(shù)接受模型3（TAM3）。而在社會(huì)心理學(xué)里的計(jì)劃行為理論（Theory of Planned Behavior，TPB）、社會(huì)認(rèn)知理論（Social Cognitive Theory，SCT），以及創(chuàng)新擴(kuò)散理論（Innovation Diffusion Theory，IDT）也被借用到技術(shù)接受研究領(lǐng)域。而在上述的8個(gè)模型中，應(yīng)用最廣、影響最深遠(yuǎn)的應(yīng)該是Davis的技術(shù)接受模型（TAM）。技術(shù)接受模型給出的有關(guān)信息技術(shù)接受方面的結(jié)論是：人們使用信息技術(shù)的行為是由使用意向決定的，使用意向由使用的態(tài)度和對(duì)技術(shù)的感知有用性決定，而使用的態(tài)度是由對(duì)技術(shù)的感知有用性和感知易用性決定的，感知易用性還影響感知有用性，而感知有用性和感知易用性是由外部變量決定（見圖1）。
技術(shù)接受模型的特點(diǎn)是含義清晰，形式簡單，易于驗(yàn)證。因此，應(yīng)用此模型進(jìn)行研究比較多。該模型的局限性是：該模型背景是發(fā)達(dá)國家廣泛應(yīng)用信息技術(shù)，成本低但收益顯著；相比而言，發(fā)展中國家的信息技術(shù)應(yīng)用十分有限。因此，發(fā)展中國家的研究不能照搬Davis的技術(shù)接受模型。此外，在模型研究對(duì)象上，以往的研究對(duì)象大多是學(xué)生，對(duì)象同質(zhì)性問題突出。而且，對(duì)一些復(fù)雜信息系統(tǒng)如ERP的研究，Zviran，Pliskin，Levin發(fā)現(xiàn)技術(shù)接受模型中的影響關(guān)系并沒有像對(duì)簡單系統(tǒng)的研究那樣顯著。Fiona Fui-Hoon Nah等提出，應(yīng)用技術(shù)接受模型進(jìn)行實(shí)證研究的一個(gè)前提是：用戶對(duì)信息系統(tǒng)的使用有一定程度的選擇權(quán)（即使用意愿）。而對(duì)復(fù)雜信息系統(tǒng)如ERP的使用，使用者是公司的職員，他們的使用取決于公司推行應(yīng)用ERP的意志，大多是被動(dòng)地強(qiáng)制接受，技術(shù)接受模型不太適用復(fù)雜系統(tǒng)的研究。因此，國內(nèi)學(xué)者針對(duì)我國應(yīng)用信息技術(shù)的現(xiàn)狀，建議在利用技術(shù)接受模型研究或構(gòu)建技術(shù)接受模型時(shí)，應(yīng)關(guān)注信息系統(tǒng)的過程性，如對(duì)模型的適應(yīng)范圍、適用階段、應(yīng)用方法和過程等方面加以考慮，結(jié)合信息技術(shù)生命周期觀點(diǎn)研究或構(gòu)建模型，以及考慮中國的信息化現(xiàn)狀與西方發(fā)達(dá)國家差距懸殊的特點(diǎn)，建議從信息收益、信息能力、信息分化觀點(diǎn)構(gòu)建適合我國的技術(shù)接受模型，特別是針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)這一復(fù)雜系統(tǒng)，應(yīng)該結(jié)合該技術(shù)和產(chǎn)業(yè)在我國的具體發(fā)展階段、各個(gè)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展差異狀況以及信息化水平的不同，來構(gòu)建適合我國國情以及各區(qū)域省情的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)接受模型。
三、形成期中部地區(qū)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)接受模型構(gòu)建
根據(jù)上述中外學(xué)者對(duì)技術(shù)接受模型研究成果和模型構(gòu)建方面的建議，本研究基于Davis的技術(shù)接受模型，以我國信息化地區(qū)差距巨大的現(xiàn)狀為依據(jù)，綜合考慮物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展階段及產(chǎn)業(yè)的形成階段，以及我國信息化的信息收益和人們的信息能力，構(gòu)建適合中部地區(qū)信息化具體情形的形成期物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)接受模型。
（一）物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)處于形成期
產(chǎn)業(yè)必須經(jīng)歷起步期、成長期、成熟期和衰退期，而新興產(chǎn)業(yè)主要包括形成、成長和發(fā)展三個(gè)階段。前端是新興技術(shù)向新興產(chǎn)業(yè)的過渡期；中間是主導(dǎo)設(shè)計(jì)確立后，技術(shù)快速擴(kuò)散、市場急劇發(fā)展、產(chǎn)業(yè)配套逐步形成的成長期；后端是產(chǎn)業(yè)走向市場穩(wěn)定、收益遞減和擴(kuò)散減弱的成熟期。綜合新興產(chǎn)業(yè)的上述演化特點(diǎn)，認(rèn)定我國物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展階段處于起步期向成長期的過渡期，即產(chǎn)業(yè)形成期。
（二）中部地區(qū)信息化和信息收益現(xiàn)狀
表1是2009年全國及四個(gè)類型地區(qū)信息化發(fā)展指數(shù)比較表，中部地區(qū)的大部分省份屬于第三類地區(qū)。表中數(shù)據(jù)顯示，無論是各類分指數(shù)還是總指數(shù)，中部地區(qū)與全國平均水平都相差較大，而與第一類地區(qū)則差距更大，很多指數(shù)與第四類地區(qū)幾乎沒有區(qū)別，中部地區(qū)的信息化水平接近全國最低指數(shù)，特別是基礎(chǔ)設(shè)施指數(shù)、產(chǎn)業(yè)技術(shù)指數(shù)和發(fā)展效果指數(shù)與全國平均、第一、第二類地區(qū)相差較大，這是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用不可忽視的現(xiàn)實(shí)。由于中部地區(qū)的信息化基礎(chǔ)較差，利用信息資源獲得的收益較少，所以，表1中第三類地區(qū)的發(fā)展效果指數(shù)與第一類地區(qū)相差0.512，與全國平均發(fā)展效果指數(shù)相差0.105?？梢?，中部地區(qū)信息收益之低。加上本來的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)不雄厚，發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)極不扎實(shí)。根據(jù)賽迪顧問研究公布的中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)地圖，中部地區(qū)6省的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展遠(yuǎn)不及北京、上海、江蘇等發(fā)達(dá)地區(qū)，與西部的四川和陜西也具有較大的差距，處于等待發(fā)展的狀況。
（三）形成期中部地區(qū)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)接受模型構(gòu)建
根據(jù)辯證唯物主義“事物的發(fā)展是具體的、歷史的”觀點(diǎn)，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的具體特點(diǎn)、特殊的發(fā)展階段以及中國的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)大多屬于政府主導(dǎo)、應(yīng)用具有偏強(qiáng)制性或較少有選擇權(quán)的特點(diǎn)，考慮中部地區(qū)的信息化相對(duì)落后的現(xiàn)狀，構(gòu)建形成期中部物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)接受模型（見圖2）。
（四）基于形成期中部地區(qū)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)接受模型的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)接受與市場應(yīng)用的影響因素
1 感知安全與感知隱私
感知有用性是指用戶主觀上認(rèn)為某一特定系統(tǒng)所提升的工作績效程度。感知安全是指用戶主觀上認(rèn)為使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)個(gè)人或組織安全的威脅。物聯(lián)網(wǎng)一般被分為感知層、傳輸層和應(yīng)用層。感知層面臨的威脅有針對(duì)RFID的安全威脅、針對(duì)無線傳感網(wǎng)的安全威脅和針對(duì)移動(dòng)智能終端的安全威脅；傳輸層將面臨異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)跨網(wǎng)認(rèn)證安全問題；應(yīng)用層面臨著未來連接為一個(gè)大的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)融合問題和安全問題。感知隱私是指用戶主觀上認(rèn)為使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)個(gè)人隱私的威脅或泄露。從人的活動(dòng)或組織工作的一般規(guī)律可知，人或組織對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的感知安全與感知隱私越強(qiáng)烈，則人或組織越覺得該項(xiàng)技術(shù)不可用，感知安全與感知隱私與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的感知有用性呈負(fù)影響關(guān)系。據(jù)此，應(yīng)該盡快消除物聯(lián)網(wǎng)使用的安全與隱私障礙。
2 感知收益與感知成本
感知收益是所獲得的利益，感知成本是所付出的代價(jià)。消費(fèi)者感覺到使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能獲得收益，則越傾向于使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的成本越高，則越不易于使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。
3 感知易用性
感知易用性是用戶使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)所付出努力的程度。消費(fèi)者或組織越感覺到容易使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，則越感覺到物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有用。目前，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用主要是行業(yè)應(yīng)用，消費(fèi)者或組織較少有選擇權(quán)。Rawstorne等和Karahanna等提出用象征性接受（symbolic Adoption）來替代技術(shù)接受模型（TAM）中的行為意愿。象征性接受是指人們或組織（主要是領(lǐng)導(dǎo)）在思想認(rèn)識(shí)上已經(jīng)對(duì)新技術(shù)的接受。目前，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展主要是由政府推動(dòng)，因此，本文認(rèn)為消費(fèi)者或組織對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的感知易用性對(duì)感知有用性和象征性使用有顯著的正向影響，消費(fèi)者或組織對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的感知有用性對(duì)象征性使用有顯著的正向影響。
4 兼容性和便利條件
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)或產(chǎn)品的兼容性是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的一道障礙。為了降低成本和安全考慮，消費(fèi)者更傾向于購買兼容性高的產(chǎn)品。同時(shí)，針對(duì)中部地區(qū)的信息化現(xiàn)狀，人們更不易于接受和使用物聯(lián)網(wǎng)，因?yàn)樵搮^(qū)域的信息化水平和信息能力都較低。信息基礎(chǔ)設(shè)施的改善和信息人才數(shù)量的增加，將改善使用物聯(lián)網(wǎng)的便利條件，更易于該技術(shù)的接受與使用。因此，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的兼容性和便利條件對(duì)象征性使用有顯著的正向影響。
5 感知有用性與象征性接受
感知有用性取決于人們對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的安全感知、隱私感知、收益感知與成本感知。加強(qiáng)使用該技術(shù)的安全管理，減少使用成本，增加收益將增加有用性感知，進(jìn)而增強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的象征性接受。四、中部地區(qū)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)接受與應(yīng)用建議
根據(jù)上述形成期中部地區(qū)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)接受模型，可以看到，便利條件和兼容性影響到人們對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的象征性使用。而感知安全、感知隱私、感知成本和感知收益又影響到人們對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的有用性感知。因此，應(yīng)該大力加強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，培育更多懂物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和管理的人才，進(jìn)一步降低物聯(lián)網(wǎng)的成本、增加使用物聯(lián)網(wǎng)的收益，以及要對(duì)物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行大膽又具有前瞻性的管理。
（一）大力降低信息資費(fèi)，加強(qiáng)信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，縮小中部與發(fā)達(dá)地區(qū)間的“信息鴻溝”
物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)包括互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通訊網(wǎng)和無線傳感網(wǎng)（wireless sensor network，WSN）。目前的電信網(wǎng)絡(luò)是物聯(lián)網(wǎng)工作的主要通道。大力降低上網(wǎng)資費(fèi)，使得人人有條件上網(wǎng)，人們就有能力使用層次更高的物聯(lián)網(wǎng)。同時(shí)，通過多種培訓(xùn)方式培養(yǎng)和提高人們獲取、使用和鑒別信息的能力，使人們的信息意識(shí)提高到新的水平。西方發(fā)達(dá)國家物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用表明，大力降低包括網(wǎng)絡(luò)通訊費(fèi)用在內(nèi)的信息費(fèi)用，是物聯(lián)網(wǎng)廣泛應(yīng)用的有力支持之一。國內(nèi)的入網(wǎng)資費(fèi)、入網(wǎng)設(shè)備的資費(fèi)等偏高致使使用者較少，進(jìn)而形成使用成本升高的惡性循環(huán)，而政府對(duì)物聯(lián)網(wǎng)軟、硬件提供商提供補(bǔ)貼是行之有效的辦法，這樣人們可以較少的成本使用物聯(lián)網(wǎng)，而經(jīng)營者又可以在使用者較少的情況下有盈利，進(jìn)而繼續(xù)物聯(lián)網(wǎng)制造或服務(wù)的經(jīng)營，達(dá)到規(guī)模經(jīng)濟(jì)的效果。
（二）利用已有網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備資源，避免重復(fù)建設(shè)，降低感知成本
目前使用物聯(lián)網(wǎng)的成本很高，與行業(yè)和企業(yè)自行研發(fā)、自行設(shè)計(jì)、自成體系、缺乏整體規(guī)劃等不無關(guān)系。這些現(xiàn)狀造成物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品兼容性差，相應(yīng)地提高了使用成本，減少了使用收益。在物聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)形態(tài)上，采用以政府為主導(dǎo)、以系統(tǒng)集成商和電信運(yùn)營商為核心的業(yè)務(wù)形態(tài)，有利于把握好物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的機(jī)遇，整合資源，打造物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)高地，從而避免重復(fù)建設(shè)，降低感知成本，提升感知收益。這個(gè)過程中的主要問題是政府的定位、系統(tǒng)集成商和電信運(yùn)營商的利益分配等。政府在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展初期可以是主導(dǎo)者，但是隨著物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，政府應(yīng)由主導(dǎo)者蛻變?yōu)檩o導(dǎo)者，讓市場去管理市場自己的事。此外，兼容性差使得消費(fèi)者不敢大膽使用物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品，結(jié)果是物聯(lián)網(wǎng)消費(fèi)者減少，消費(fèi)者數(shù)量減少又提高了物聯(lián)網(wǎng)成本，與規(guī)模經(jīng)濟(jì)背道而馳。
（三）培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)復(fù)合型人才
培養(yǎng)既懂技術(shù)、又懂管理和經(jīng)營的物聯(lián)網(wǎng)復(fù)合型人才，能降低感知安全和感知隱私的負(fù)面作用。目前，懂物聯(lián)網(wǎng)的人不多，對(duì)其認(rèn)識(shí)還在概念接受階段。營造一個(gè)人人懂物聯(lián)網(wǎng)、用物聯(lián)網(wǎng)的氛圍非常重要。目前的高校、科研院所培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)人才，懂物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的工科人才較多，而精通物聯(lián)網(wǎng)管理與應(yīng)用的人才不多。實(shí)際上，由物聯(lián)網(wǎng)帶來的管理問題與挑戰(zhàn)遠(yuǎn)比互聯(lián)網(wǎng)要多，如使用者的安全管理與隱私的保護(hù)等。歐盟在《物聯(lián)網(wǎng)——?dú)W盟行動(dòng)計(jì)劃》中的14項(xiàng)行動(dòng)計(jì)劃中就包括管理、隱私及數(shù)據(jù)保護(hù)、“芯片沉默”的權(quán)利等內(nèi)容。歐盟早對(duì)物聯(lián)網(wǎng)安全與隱私等進(jìn)行研究，希望盡早解決物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的管理障礙。我國高校應(yīng)盡快培養(yǎng)懂技術(shù)、經(jīng)濟(jì)與管理的物聯(lián)網(wǎng)復(fù)合型人才。在工科專業(yè)學(xué)生的課程設(shè)置中要有管理、經(jīng)濟(jì)、營銷、隱私倫理等人文的課程，而在物聯(lián)網(wǎng)管理等文科專業(yè)中應(yīng)加強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)構(gòu)、物聯(lián)網(wǎng)工作原理等課程的學(xué)習(xí)，這樣可以增加社會(huì)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的了解和應(yīng)用。
（四）增強(qiáng)有用性和易用性感知
【關(guān)鍵詞】信息感知；物聯(lián)網(wǎng)；智能處理
0 引言
物聯(lián)網(wǎng)的定義是通過RFID裝置、紅外感應(yīng)器、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。從技術(shù)上理解，物聯(lián)網(wǎng)就是指物體通過智能感應(yīng)裝置，經(jīng)過傳輸網(wǎng)絡(luò)，到達(dá)指定的信息處理中心，最終實(shí)現(xiàn)物與物、人與人之間的自動(dòng)化信息交互與處理的智能網(wǎng)絡(luò)[1]。從應(yīng)用上理解，物聯(lián)網(wǎng)是指把世界上所有的物體都連接到一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，形成物聯(lián)網(wǎng)，然后物聯(lián)網(wǎng)又與現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合，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)的方式管理生產(chǎn)和生活。
1 物聯(lián)網(wǎng)的層次模型
物聯(lián)網(wǎng)可以劃分為一個(gè)4層的層次化模型[2]：感知識(shí)別層、網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建層、管理服務(wù)層和綜合應(yīng)用層。在感知識(shí)別層：各種感知識(shí)別物體信息的標(biāo)簽技術(shù)、傳感器技術(shù)、智能設(shè)備用于采集物體的信息，設(shè)置反作用于物體的原有的運(yùn)行狀態(tài)。這個(gè)層次的技術(shù)體現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)具備交叉學(xué)科的特性。在網(wǎng)路構(gòu)建層：以各種網(wǎng)路技術(shù)，包括互聯(lián)網(wǎng)，作為物體信息的傳輸紐帶，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)物體與物體、物體與人等之間的廣泛的互聯(lián)互通。這個(gè)層次的技術(shù)主要是已有的或者新興的各種網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。在管理服務(wù)層：利用各種計(jì)算技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)物體信息的綜合利用。這層的技術(shù)最終會(huì)表現(xiàn)為物聯(lián)網(wǎng)的中間件形式，可能是物體接入技術(shù)相關(guān)的、應(yīng)用領(lǐng)域相關(guān)的或者是通用的。在綜合應(yīng)用層：直接面向豐富多彩的各種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，如物流、環(huán)境監(jiān)測等。物聯(lián)網(wǎng)工程多學(xué)科交叉的特點(diǎn)，使得很難建立一個(gè)面向物聯(lián)網(wǎng)實(shí)際應(yīng)用的可靠而完備的知識(shí)體系[3]，一方面多種學(xué)科的知識(shí)，特別是計(jì)算學(xué)科的知識(shí)都可以可靠地應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)工程中，然而另一方面，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的豐富多彩又決定了很難形成一個(gè)完備的知識(shí)體系。所以在物聯(lián)網(wǎng)課程的教學(xué)內(nèi)容組織上，只能在物聯(lián)網(wǎng)層次化模型中的每層中，選取若干的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行介紹，而不是去滿足知識(shí)體系的完備性。在感知識(shí)別層：主要介紹RFID為主的標(biāo)簽識(shí)別技術(shù)、傳感器和一些智能設(shè)備。在網(wǎng)路構(gòu)建層：主要介紹互聯(lián)網(wǎng)和一些無線網(wǎng)路。在管理服務(wù)層：主要介紹一些關(guān)鍵技術(shù)，如搜索技術(shù)、海量信息處理、智能信息處理、安全技術(shù)等。在綜合應(yīng)用層：介紹一些物聯(lián)網(wǎng)的典型的應(yīng)用場景和應(yīng)用案例。
由此可見，物聯(lián)網(wǎng)由3個(gè)核心體系組成：全面感知（即利用RFID、傳感器、二維碼等隨時(shí)隨地獲取物體的信息）、可靠傳遞（即通過各種電信網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)的融合，將物體的信息實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地傳遞出去）、智能處理[4]（利用云計(jì)算、模糊識(shí)別等各種智能計(jì)算技術(shù)。對(duì)海量的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行分析和處理，對(duì)物體實(shí)施智能化控制）。而目前全國各高校關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的建設(shè)仍然屬于摸索期，有些偏向于信息傳遞方面，有些偏向于數(shù)據(jù)處理方面。
2 物聯(lián)網(wǎng)信息感知
物聯(lián)網(wǎng)的信息感知技術(shù)指的是信息傳輸和數(shù)據(jù)傳輸。然而，在信息傳輸和數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中，常常會(huì)出現(xiàn)一些現(xiàn)象，如信息和數(shù)據(jù)出現(xiàn)丟失，此時(shí)，需要一種技術(shù)方案來解決，因此物聯(lián)網(wǎng)的信息感知主要包含三個(gè)方面[5]：收集數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)壓縮、數(shù)據(jù)融合和數(shù)據(jù)聚集。其中，數(shù)據(jù)的收集主要是指數(shù)據(jù)感知結(jié)點(diǎn)與匯聚節(jié)點(diǎn)的匯集[6]，以便確保傳遞的高效性，減少數(shù)據(jù)在傳輸過程中的失誤，主要的有效措施為數(shù)據(jù)重傳、冗余傳輸和多路徑傳輸。數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)主要針對(duì)規(guī)模加大的網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)所有的感知數(shù)據(jù)都匯集流動(dòng)到匯聚節(jié)點(diǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)流量信息[7]，此時(shí)，感知信息的數(shù)據(jù)冗余問題研究，需要進(jìn)行信息的壓縮處理技術(shù)，主要的方法為基于排序法和基于管道法，在實(shí)際處理中還應(yīng)進(jìn)行一定的優(yōu)化，提升效果。數(shù)據(jù)融合技術(shù)主要是針對(duì)多源的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，使得少量價(jià)值高的信息傳輸?shù)絽R聚節(jié)點(diǎn)，從而減少了數(shù)據(jù)的傳輸量，來保證數(shù)據(jù)傳遞的高效性，主要方法為概率統(tǒng)計(jì)方法、卡爾曼濾波算法和回歸分析法。通過這些算法來消除冗余的信息[8]，去除噪聲和異常值。聚集數(shù)據(jù)指的是所收集的是全部的感知信息數(shù)據(jù)[9]，然而，在應(yīng)用當(dāng)中，僅僅有少量的數(shù)據(jù)有作用，因此，聚集數(shù)據(jù)需依據(jù)觀察者的實(shí)際需求對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯聚和融合。
3 總結(jié)
綜上所述，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)取得了一定的發(fā)展，但是某些技術(shù)還有待完善，我們需要進(jìn)行更加深入的研究。
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關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)工程；知識(shí)體系；課程體系
作者簡介：朱金秀（1972-），女，江蘇常州人，河海大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院（常州），副教授；韓光潔（1972-），男，黑龍江伊春人，河海大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院（常州），副教授。（江蘇常州213022）
基金項(xiàng)目：本文系國家“物聯(lián)網(wǎng)工程”特色專業(yè)建設(shè)項(xiàng)目、江蘇省高等教育學(xué)會(huì)“十二五”高等教育科學(xué)研究規(guī)劃課題“‘卓越計(jì)劃’課堂有效教學(xué)方法”（KT2011174）的研究成果。
中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2012）16-0067-02
物聯(lián)網(wǎng)（Internet of things，IOT）的概念是在1999年提出的，根據(jù)2005年國際電信聯(lián)盟（ITU）的定義，[1]物聯(lián)網(wǎng)主要解決物到物（Thing to Thing，T2T）、人到物（Human to Thing，H2T）、人到人（Human to Human，H2H）之間的互聯(lián)。這一高度交叉的新興前沿領(lǐng)域在國際上備受關(guān)注，美國IBM公司基于物聯(lián)網(wǎng)提出“智慧的地球”概念；中國科學(xué)院早在物聯(lián)網(wǎng)概念誕生之初就啟動(dòng)了傳感網(wǎng)研究。2009年，無錫物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)研究院成立，總理考察時(shí)提出“感知中國”的概念。2010 年3 月9 日教育部網(wǎng)站發(fā)出通知：我國擬針對(duì)互聯(lián)網(wǎng)、綠色經(jīng)濟(jì)、低碳經(jīng)濟(jì)、環(huán)保技術(shù)、生物醫(yī)藥等國家決定大力發(fā)展的重要戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，在高校本科教育階段設(shè)立相關(guān)專業(yè)。這其中就包括增設(shè)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)，以期為重要戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)——物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)培養(yǎng)高素質(zhì)人才。
自2010年7月教育部批準(zhǔn)30余所高校院系建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)以來，中國電子學(xué)會(huì)物聯(lián)網(wǎng)專家委員會(huì)、教育部電子信息與電氣學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)、教育部高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)一直高度關(guān)注物聯(lián)網(wǎng)及相關(guān)專業(yè)建設(shè)。全國高校物聯(lián)網(wǎng)及相關(guān)專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)小組組織高校在物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的知識(shí)體系、課程體系、工程實(shí)踐和人才培養(yǎng)等方面進(jìn)行了一系列的探索，國內(nèi)高校也根據(jù)自身的情況對(duì)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的課程體系進(jìn)行了探索。[2-4]2010年7月，河海大學(xué)（以下簡稱“我?！保┏蔀槭着@批物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的30所大學(xué)之一；2011年3月，我校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)成為第七批國家特色專業(yè)。物聯(lián)網(wǎng)目前屬于新興產(chǎn)業(yè)，中國高校剛剛開始開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)，沒有成熟的經(jīng)驗(yàn)可以借鑒。筆者近年來致力于物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)建設(shè)，分析物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的知識(shí)體系及核心知識(shí)領(lǐng)域，力求歸納物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)建設(shè)的專業(yè)共性基礎(chǔ)，并結(jié)合我校特色，構(gòu)建了物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的課程體系，以期為兄弟高校物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專業(yè)課程規(guī)劃拋磚引玉。
一、物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)體系分析
在業(yè)界，物聯(lián)網(wǎng)大致被公認(rèn)為有三個(gè)層次，[1，5-7]底層是用來感知數(shù)據(jù)的感知層，第二層是數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)層，最上面則是內(nèi)容應(yīng)用層。
感知層包括傳感器等數(shù)據(jù)采集設(shè)備，包括數(shù)據(jù)接入到網(wǎng)關(guān)之前傳感器網(wǎng)絡(luò)。感知層是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展和應(yīng)用的基礎(chǔ)，RFID技術(shù)、傳感和控制技術(shù)、短距離無線通訊技術(shù)是感知層涉及的主要技術(shù)。
網(wǎng)絡(luò)層將建立在現(xiàn)有的移動(dòng)通訊網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上，其主要功能是直接通過現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)或移動(dòng)通信網(wǎng)（如GSM、TD-SCDMA）、無線接入網(wǎng)（WiMAX）、無線局域網(wǎng)（Wi-Fi）、衛(wèi)星網(wǎng)等基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，對(duì)來自感知層的信息進(jìn)行接入和傳輸。網(wǎng)絡(luò)層中的感知數(shù)據(jù)管理與處理技術(shù)是實(shí)現(xiàn)以數(shù)據(jù)為中心的物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)。感知數(shù)據(jù)管理與處理技術(shù)包括傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、查詢、分析、挖掘、理解以及基于感知數(shù)據(jù)決策和行為的理論和技術(shù)。
物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層利用經(jīng)過分析處理的感知數(shù)據(jù)，為用戶提供豐富的特定服務(wù)。云計(jì)算平臺(tái)作為海量感知數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、分析平臺(tái)，將是物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層的重要組成部分，也是應(yīng)用層眾多應(yīng)用的基礎(chǔ)。
物聯(lián)網(wǎng)各層次間既相對(duì)獨(dú)立又緊密聯(lián)系。為了實(shí)現(xiàn)整體系統(tǒng)的優(yōu)化功能服務(wù)于某一具體應(yīng)用，各層間資源需要協(xié)同分配與共享。以應(yīng)用需求為導(dǎo)向的系統(tǒng)設(shè)計(jì)可以是千差萬別的，也不一定所有層次的技術(shù)都需要采用；即使在同一個(gè)層次上，對(duì)可供選擇的技術(shù)方案也可以進(jìn)行按需配置。
二、物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)知識(shí)體系分析
所謂專業(yè)體系就是把一個(gè)專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的專業(yè)知識(shí)組織成專業(yè)干線清晰、知識(shí)點(diǎn)層次分明、結(jié)構(gòu)銜接完整的一個(gè)知識(shí)框架。在分析物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系的基礎(chǔ)上構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的知識(shí)體系，“物聯(lián)網(wǎng)工程”知識(shí)結(jié)構(gòu)中的專業(yè)知識(shí)部分應(yīng)能夠構(gòu)成物聯(lián)網(wǎng)整體的框架并體現(xiàn)其關(guān)鍵技術(shù)。因此物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)知識(shí)體系應(yīng)包括感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層的知識(shí)和系統(tǒng)整體架構(gòu)與優(yōu)化的知識(shí)。對(duì)應(yīng)的核心知識(shí)領(lǐng)域?yàn)椋簩?duì)應(yīng)于感知層為射頻識(shí)別技術(shù)與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)；對(duì)應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)層為通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)與協(xié)同技術(shù)；對(duì)應(yīng)于應(yīng)用層為數(shù)據(jù)處理技術(shù)和信息安全技術(shù)；對(duì)應(yīng)于物聯(lián)網(wǎng)整體的框架為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)和物聯(lián)網(wǎng)工程規(guī)劃與設(shè)計(jì)。
基于以上討論，物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的知識(shí)體系要能實(shí)現(xiàn)這樣的培養(yǎng)目標(biāo)：培養(yǎng)造就具有物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)理論、物理信息系統(tǒng)標(biāo)識(shí)與感知、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)理論與技術(shù)和數(shù)據(jù)分析與信息處理技術(shù)等相關(guān)專業(yè)知識(shí)；具有物聯(lián)網(wǎng)及其相關(guān)領(lǐng)域的系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、終端、協(xié)議等方面的研究、設(shè)計(jì)、開發(fā)能力以及組織和實(shí)施物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用項(xiàng)目的能力；并在創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)意識(shí)、競爭和團(tuán)隊(duì)精神以及外語運(yùn)用能力等方面有良好的素養(yǎng)，能適應(yīng)國家現(xiàn)代化與信息化建設(shè)需要，為我國工業(yè)化和信息化融合、為信息產(chǎn)業(yè)服務(wù)的高層次、高素質(zhì)的復(fù)合型和創(chuàng)新型高等工程技術(shù)與管理人才。
三、物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)核心課程構(gòu)成
物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)課程體系應(yīng)盡可能多地覆蓋本專業(yè)的知識(shí)體系。圍繞物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)涉及的學(xué)科知識(shí)領(lǐng)域和知識(shí)點(diǎn)，該專業(yè)知識(shí)部分由四個(gè)部分組成：基礎(chǔ)類、感知類、網(wǎng)絡(luò)與通信類、數(shù)據(jù)處理與領(lǐng)域應(yīng)用類。
基礎(chǔ)類課程為：數(shù)理類課程，例如高等數(shù)學(xué)或離散數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、概率與統(tǒng)計(jì)、物理等；電路類課程，例如電路、模擬電子技術(shù)、數(shù)字邏輯與系統(tǒng)、高頻電子電路等；程序類課程，例如程序設(shè)計(jì)語言C、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法、Java語言程序設(shè)計(jì)等。感知類課程為：射頻技術(shù)（RFID原理及應(yīng)用）、傳感器技術(shù)（與設(shè)計(jì)）、微機(jī)原理與接口、模式識(shí)別與狀態(tài)監(jiān)控、物聯(lián)網(wǎng)定位技術(shù)、數(shù)據(jù)獲取與信息處理系統(tǒng)等。網(wǎng)絡(luò)與通信類類課程為：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、射頻技術(shù)與無線通信、通信原理、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)原理、短距離無線與移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫技術(shù)等。數(shù)據(jù)處理與領(lǐng)域應(yīng)用類課程為：物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論、信號(hào)與系統(tǒng)、數(shù)字信號(hào)處理、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)、云計(jì)算與云存儲(chǔ)、定位應(yīng)用開發(fā)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)工程規(guī)劃與設(shè)計(jì)、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)、移動(dòng)開發(fā)等。
四、物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)課程體系構(gòu)建探索
物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)是以應(yīng)用為驅(qū)動(dòng)的專業(yè)，專業(yè)人才的培養(yǎng)根據(jù)專業(yè)共性基礎(chǔ)和我校在物聯(lián)網(wǎng)方面的領(lǐng)域區(qū)域特色。因此我校培養(yǎng)模式堅(jiān)持以水利特色為主導(dǎo)，發(fā)揮水利學(xué)科的傳統(tǒng)優(yōu)勢；整合優(yōu)化專業(yè)課程體系設(shè)計(jì)包括學(xué)科基礎(chǔ)課程群、物聯(lián)網(wǎng)工程專題課程群，使學(xué)生有興趣、有研究、有實(shí)踐地學(xué)習(xí)專業(yè)領(lǐng)域的知識(shí)，逐步地、系統(tǒng)地增長工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力與科學(xué)研究能力。
學(xué)科基礎(chǔ)課程群：按基礎(chǔ)類、感知類、網(wǎng)絡(luò)類、應(yīng)用類將相關(guān)課程分為四大課程群，有效克服每門課程各自為陣造成的“內(nèi)容重復(fù)、銜接不緊”等弊端。物聯(lián)網(wǎng)工程專題課程群：根據(jù)專業(yè)共性基礎(chǔ)和我校在物聯(lián)網(wǎng)方面的領(lǐng)域區(qū)域特色，重點(diǎn)建立無線傳感網(wǎng)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)兩個(gè)方向，明確制定各方向的課程體系，為學(xué)生提供充分的選課空間和時(shí)間，使學(xué)生的個(gè)性得到充分發(fā)揮。
1.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)
該方向側(cè)重?zé)o線傳感器網(wǎng)絡(luò)與應(yīng)用的研究，強(qiáng)調(diào)物聯(lián)網(wǎng)傳輸與網(wǎng)絡(luò)層的開發(fā)與實(shí)踐。通過課堂教學(xué)與實(shí)踐、畢業(yè)實(shí)習(xí)以及前沿技術(shù)講座等多種形式，學(xué)生將掌握扎實(shí)的無線傳感網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)理論，具有無線傳感網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用軟件的開發(fā)和研究，方向重點(diǎn)是物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層和感知層的研究與設(shè)計(jì)。
2.物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)
該方向側(cè)重物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)的研究，強(qiáng)調(diào)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層的開發(fā)與實(shí)踐。通過課堂教學(xué)與實(shí)踐、畢業(yè)實(shí)習(xí)以及前沿技術(shù)講座等多種形式，學(xué)生將掌握扎實(shí)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)理論，系統(tǒng)掌握物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)及應(yīng)用軟件的開發(fā)方法和開發(fā)工具，方向重點(diǎn)是物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層的研究與設(shè)計(jì)。并增加水聲通信技術(shù)、水聯(lián)網(wǎng)及水環(huán)境檢測應(yīng)用作為我校的行業(yè)特色。
綜上所述，我校的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。
在課程設(shè)置中，把行業(yè)應(yīng)用特色納入個(gè)性化課程、專業(yè)課模塊，形成學(xué)術(shù)型和技術(shù)型兩套既有共性、又有個(gè)性的課程體系。該課程體系堅(jiān)持以水利特色為主導(dǎo)，夯實(shí)基礎(chǔ)教學(xué)，為學(xué)生未來發(fā)展創(chuàng)造條件，以方向選修課為平臺(tái)，拓寬學(xué)生的知識(shí)和認(rèn)識(shí)視野，妥善化解突出特色和拓寬視野間的矛盾。
五、結(jié)束語
物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)不是以理論為主導(dǎo)，重點(diǎn)是工程應(yīng)用，教學(xué)應(yīng)該由應(yīng)用來驅(qū)動(dòng)，時(shí)刻做好準(zhǔn)備，不斷調(diào)整教學(xué)內(nèi)容。課程設(shè)置及內(nèi)容應(yīng)重在特色，在實(shí)施過程中，將高度重視特色專業(yè)點(diǎn)建設(shè)工作，大力加強(qiáng)課程體系和教材建設(shè)，改革人才培養(yǎng)方案，強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)，加強(qiáng)教師隊(duì)伍建設(shè)，緊密結(jié)合國家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要，推進(jìn)專業(yè)建設(shè)與人才培養(yǎng)，切實(shí)為同類高校相關(guān)專業(yè)建設(shè)和改革起到示范和帶動(dòng)作用。
參考文獻(xiàn)：
[1]ITU Internet report 2005:The Internet of Things[R/OL]..
關(guān)鍵詞 物聯(lián)網(wǎng)；感知層；安全
中圖分類號(hào) TP 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1673-9671-(2012)012-0219-01
早在2009年，總理就曾提出“感知中國”的理念，并將物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)正式列入為我國五大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一，重點(diǎn)寫入當(dāng)年的“政府工作報(bào)告”。如今，隨著淘寶、天貓等營銷成功的物聯(lián)網(wǎng)模式在我國的全民推廣，物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)日漸受到全民關(guān)注，物聯(lián)網(wǎng)也將成為下一個(gè)推動(dòng)世界高速發(fā)展的“重要生產(chǎn)力”！由于物聯(lián)網(wǎng)是由感知層、網(wǎng)絡(luò)層以及應(yīng)用層三部分組成。感知層的信息安全與否，直接影響著物聯(lián)網(wǎng)的普及、發(fā)展與興衰，因此，討論物聯(lián)網(wǎng)的感知安全，具有重要的時(shí)代性。
1 物聯(lián)網(wǎng)及其感知層的安全研究
1.1 物聯(lián)網(wǎng)的安全研究
物聯(lián)網(wǎng)的安全問題主要體現(xiàn)在，它有別與傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層安全與業(yè)務(wù)層安全并非相互獨(dú)立，而是將網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)和應(yīng)用平臺(tái)集成于原有的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)。雖然移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)可以為物聯(lián)網(wǎng)提供一定的安全性，如加密機(jī)制、認(rèn)證機(jī)制等成熟的安全防御措施的運(yùn)用，但物聯(lián)網(wǎng)有其獨(dú)特的運(yùn)行特性，以往的傳統(tǒng)安全認(rèn)證遠(yuǎn)不能保障物聯(lián)網(wǎng)感知層信息的的絕對(duì)安全，因此物聯(lián)網(wǎng)在攻克傳統(tǒng)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)安全問題的同時(shí)，還應(yīng)重視其有別于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)安全的特殊信息安全問題。
1.2 物聯(lián)網(wǎng)感知層的安全研究
眾所周知，物聯(lián)網(wǎng)是由感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層三部分組成。感知層的主要功能是對(duì)監(jiān)測信息的感知和標(biāo)識(shí)，并提供原始信息的收集。由于感知層中的收集器、感知器和信息管理設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境是最容易受到病毒、黑客攻擊、控制、破壞的薄弱終端環(huán)節(jié)，因此保證物聯(lián)網(wǎng)感知層的運(yùn)行環(huán)境安全，是物聯(lián)網(wǎng)能否順利運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵所在。
物聯(lián)網(wǎng)感知層是由RFID設(shè)備、傳感器、攝像頭、CPS定位系統(tǒng)、激光掃描儀等設(shè)備組成。當(dāng)感知層進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)，信息通常采用無線網(wǎng)絡(luò)方式傳輸，這種傳輸方式如果運(yùn)用在公共場，由于缺乏有效的信息保護(hù)措施，極易被他人非法干擾、竊聽、盜取。隨著傳感器在物聯(lián)網(wǎng)感知層中的大規(guī)模應(yīng)用，越來越多的設(shè)備需要傳感器來標(biāo)識(shí)，僅僅依靠輔助的人力資源和計(jì)算機(jī)設(shè)備遠(yuǎn)程操控傳感器完成高精度、高復(fù)雜度的信息感知識(shí)別工作，感知層的信息安全保障將大打折扣。在遠(yuǎn)程條件下，物聯(lián)網(wǎng)感知層中設(shè)備主要是在無人監(jiān)控的區(qū)域完成部署任務(wù)，這樣并不利于抵御非法攻擊者接觸這些無人監(jiān)控的設(shè)備，防止其對(duì)其中的傳感器設(shè)備進(jìn)行破壞，入侵者也可以通過傳感器通信協(xié)議源代碼的破譯，對(duì)感知層設(shè)備進(jìn)行集中的監(jiān)聽、控制和破壞。
2 物聯(lián)網(wǎng)感知層的信息安全防護(hù)措施研究
針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)自身有別于傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，和感知層存在的安全隱患，筆者總結(jié)出以下幾點(diǎn)物聯(lián)網(wǎng)感知層信息安全的防范對(duì)策，希望起到拋磚引玉的作用。
2.1 針對(duì)傳感層機(jī)密性采取安全控制措施
筆者認(rèn)為，可將當(dāng)今成熟有效的密鑰管理機(jī)制運(yùn)用于傳感層內(nèi)部，力爭為傳感層內(nèi)部搭建安全的信息通信平臺(tái)。例如在每次進(jìn)行重要的機(jī)密信息通信傳遞時(shí)，可建立臨時(shí)會(huì)話密鑰，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?；也可以選擇物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別系統(tǒng)，總之每項(xiàng)安全措施的選擇，都應(yīng)首先考慮具有密鑰、密碼和認(rèn)證功能的多重保護(hù)程序的成熟系統(tǒng)，作為有效保障物聯(lián)網(wǎng)感知層機(jī)密信息安全的重要屏障。
2.2 重視節(jié)點(diǎn)認(rèn)證，提高傳感層的安全性
在物聯(lián)網(wǎng)中，有些傳感層在使用共享數(shù)據(jù)時(shí)，需要采取節(jié)點(diǎn)認(rèn)證機(jī)制，最大程度避免非法節(jié)點(diǎn)的接入。加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)認(rèn)證，可以有效區(qū)別對(duì)稱密碼和非對(duì)稱密碼。如果使用對(duì)稱密碼，其認(rèn)證方式需要設(shè)置節(jié)點(diǎn)間的共享密鑰。此項(xiàng)措施不僅提高了共享數(shù)據(jù)的傳輸效率，也大大降低了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的資源消耗。節(jié)點(diǎn)認(rèn)證方案，目前已經(jīng)在傳感層的保護(hù)措施中逐步推廣。而非對(duì)稱密碼技術(shù)如果在傳感層中使用，通常需要傳感層的各項(xiàng)設(shè)備具有快速的計(jì)算能力和高速的通信能力，并對(duì)網(wǎng)絡(luò)層的安全格局也提出了更高的要求。在密鑰認(rèn)證的基礎(chǔ)上，建立會(huì)話密鑰，完成密鑰協(xié)商，都是使用非對(duì)稱密碼技術(shù)的必要流程。由于非對(duì)稱密碼技術(shù)的使用，對(duì)感知層的設(shè)備先進(jìn)性和平臺(tái)安全性都有著極高的要求，也阻礙了節(jié)點(diǎn)認(rèn)證中非對(duì)稱密碼技術(shù)的推廣和使用。
2.3 加速構(gòu)建適應(yīng)我國信息安全實(shí)情的監(jiān)管體系
由于物聯(lián)網(wǎng)這個(gè)新興產(chǎn)業(yè)在我國的起步發(fā)展剛剛開始，物聯(lián)網(wǎng)的監(jiān)管體系也暴露出他自身的弊端，如管理部門多而分散，執(zhí)法主體不明確，權(quán)責(zé)細(xì)化不清晰，缺乏針對(duì)情節(jié)不同、嚴(yán)重程度不同的網(wǎng)絡(luò)信息管理紛爭制定的相應(yīng)執(zhí)法操作標(biāo)準(zhǔn)。筆者認(rèn)為，我國的信息安全監(jiān)管部門應(yīng)完善管理機(jī)制，鑒于傳感層的網(wǎng)絡(luò)安全問題一般不涉及其他網(wǎng)絡(luò)層的安全，存在的問題相對(duì)獨(dú)立，受外界惡意攻擊的幾率最大，因此制訂科學(xué)、系統(tǒng)、可操作性強(qiáng)的信息安全監(jiān)管體系，有利于更及時(shí)、準(zhǔn)備的將非法竊聽、攻擊、干擾傳感層網(wǎng)絡(luò)安全的舉措，遏制在萌芽之中，對(duì)觸及法律底線的影響網(wǎng)絡(luò)安全的非法活動(dòng)，及時(shí)阻擊，壓力打擊，絕不姑息。只有不斷提升監(jiān)管層的執(zhí)法安全等級(jí)，才能打造安全的物聯(lián)網(wǎng)信息平臺(tái)。
3 結(jié)束語
物聯(lián)網(wǎng)感知層的安全與否，直接關(guān)系著物聯(lián)網(wǎng)能否安全運(yùn)營，因此在構(gòu)建感知層之前，應(yīng)充分調(diào)研，用仿真設(shè)備對(duì)感知層進(jìn)行安全評(píng)估和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測，設(shè)計(jì)最符合實(shí)際需求的實(shí)施方案提高感知層的安全等級(jí)，提高物聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)營過程安全系數(shù)，保障物聯(lián)網(wǎng)的順利運(yùn)營。
參考文獻(xiàn)
隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的興起，國內(nèi)有很多公司開發(fā)出了應(yīng)用于高校的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，例如無錫泛太科技有限公司、深聯(lián)致遠(yuǎn)科技有限公司和杭州喜馬拉雅集團(tuán)科技有限公司等。這些公司的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)存在如下問題。1.各公司開發(fā)的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)往往只提供相關(guān)項(xiàng)目的代碼，由于公司的研發(fā)人員不具備教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，他們提供的項(xiàng)目很難與本專業(yè)的相關(guān)課程進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合。2.各公司開發(fā)的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)采用的都是高端的ARM處理器，由于電子信息工程專業(yè)的學(xué)生只開設(shè)了51單片機(jī)的課程，由51過渡到帶有嵌入式操作系統(tǒng)的高端ARM處理器的學(xué)習(xí)難度較大。3.各公司開發(fā)的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)只提供物聯(lián)網(wǎng)的感知層和網(wǎng)絡(luò)層的相關(guān)實(shí)驗(yàn)，即使個(gè)別的平臺(tái)也提供了應(yīng)用層的實(shí)驗(yàn)，但這些實(shí)驗(yàn)很難與電子信息工程專業(yè)開設(shè)的相關(guān)課程進(jìn)行有效的結(jié)合，學(xué)生在這樣的平臺(tái)下實(shí)驗(yàn)，很難達(dá)到較好的效果。4.各公司開發(fā)的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)價(jià)格昂貴，每套價(jià)格都在萬元以上，如果以此平臺(tái)建立物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室，資金投入較大。
二、物聯(lián)網(wǎng)與電子信息專業(yè)課程體系的對(duì)應(yīng)關(guān)系
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與電子信息工程專業(yè)課程體系的關(guān)系如圖1所示。由圖可以看出物聯(lián)網(wǎng)可分為三個(gè)層，分別為感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。下面研究這三個(gè)層與課程體系的對(duì)應(yīng)關(guān)系。1.感知層與課程體系的對(duì)應(yīng)關(guān)系。感知層是物聯(lián)網(wǎng)的皮膚和五官，主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)短距離傳輸兩部分，物聯(lián)網(wǎng)的該層與專業(yè)課程體系中的Zigbee技術(shù)、RFID技術(shù)與應(yīng)用、傳感器及檢測技術(shù)和單片機(jī)原理與應(yīng)用等課程相對(duì)應(yīng)。傳感器及檢測技術(shù)課程從屬于物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，傳感器是獲取信息的工具，位于系統(tǒng)之首，其作用相當(dāng)于人體的五官，直接感受外部信息，將信息轉(zhuǎn)化成可用信號(hào)，對(duì)系統(tǒng)的智能化起著決定性作用，智能程度愈高，系統(tǒng)對(duì)傳感器的依賴程度愈大。ZigBee技術(shù)在射頻與無線電技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、工業(yè)通信技術(shù)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。它是一種短距離、低復(fù)雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的雙向無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。Zigbee技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)感知層的一個(gè)重要組成部分。RFID技術(shù)是一種利用無線通信實(shí)現(xiàn)的非接觸式自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，是基于射頻識(shí)別的自動(dòng)識(shí)別類的項(xiàng)目的核心技術(shù)，并且RFID技術(shù)也成為了物聯(lián)網(wǎng)感知層的核心技術(shù)。傳感器及檢測技術(shù)課程在物聯(lián)網(wǎng)的感知層負(fù)責(zé)的是數(shù)據(jù)的采集。Zigbee技術(shù)、RFID技術(shù)與應(yīng)用這兩門課程在物聯(lián)網(wǎng)的感知層負(fù)責(zé)的是數(shù)據(jù)的短距離傳輸。單片機(jī)原理與應(yīng)用課程在物聯(lián)網(wǎng)的感知層負(fù)責(zé)的是數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)短距離傳輸之間的橋梁。2.網(wǎng)絡(luò)層與課程體系的對(duì)應(yīng)關(guān)系。網(wǎng)絡(luò)層主要負(fù)責(zé)把感知層感知到的數(shù)據(jù)無障礙、可靠及安全地進(jìn)行傳送，物聯(lián)網(wǎng)的該層與專業(yè)課程體系中的通信原理、信息論與編碼、通信網(wǎng)及接入技術(shù)和工業(yè)通信技術(shù)基礎(chǔ)等課程相對(duì)應(yīng)。這些課程給物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)提供理論支撐，是物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層理論基礎(chǔ)。3.應(yīng)用層與課程體系的對(duì)應(yīng)關(guān)系。應(yīng)用層主要負(fù)責(zé)把感知和傳輸來的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，做出正確的控制和決策，物聯(lián)網(wǎng)的該層與專業(yè)課程體系中的電子系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)、監(jiān)控系統(tǒng)軟件基礎(chǔ)、3G技術(shù)應(yīng)用和數(shù)字圖像處理等課程相對(duì)應(yīng)。
三、物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)的設(shè)計(jì)
物聯(lián)網(wǎng)的三個(gè)層都有相應(yīng)的課程與之對(duì)應(yīng)，但學(xué)生在進(jìn)行課程的理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐學(xué)習(xí)的時(shí)候，課程之間比較孤立，很難建立這種對(duì)應(yīng)的關(guān)系，所以導(dǎo)致課程的理論和實(shí)踐教學(xué)效果較差。通過以上分析可以看出物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與電子信息工程專業(yè)課程體系有著緊密的關(guān)系，該關(guān)系是設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)的基礎(chǔ)。以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與電子信息專業(yè)課程體系的對(duì)應(yīng)關(guān)系為依托，結(jié)合本專業(yè)理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的特點(diǎn)設(shè)計(jì)符合本專業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)。該實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)如圖2所示。該平臺(tái)硬件由ARM嵌入式主板、模塊板和PC機(jī)平臺(tái)或手機(jī)平臺(tái)構(gòu)成。模塊板中RFID模塊、Zigbee模塊、藍(lán)牙模塊、傳感器模塊和GPS模塊主要負(fù)責(zé)物聯(lián)網(wǎng)感知層的功能，感知層的每一個(gè)模塊都有與之對(duì)應(yīng)的理論課程，在利用模塊進(jìn)行感知層實(shí)驗(yàn)時(shí)可以讓學(xué)生更深刻地理解與之對(duì)應(yīng)的理論課程的知識(shí)點(diǎn)，達(dá)到理論與實(shí)踐的統(tǒng)一。模塊板中以太網(wǎng)模塊、GPRS模塊和WIFI模塊主要負(fù)責(zé)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層的功能，網(wǎng)絡(luò)層的兩個(gè)模塊都有與之對(duì)應(yīng)的理論課程，同樣在利用模塊進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)層實(shí)驗(yàn)時(shí)可以讓學(xué)生更深刻地理解通信原理、信息論與編碼這些理論性較強(qiáng)的課程的知識(shí)點(diǎn)。PC機(jī)平臺(tái)或手機(jī)平臺(tái)主要負(fù)責(zé)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層的功能，基于這兩個(gè)平臺(tái)的應(yīng)用層軟件開發(fā)，可以將傳輸層上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行更好地顯示和存儲(chǔ)，這正是監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)這樣的專業(yè)課所涉及的知識(shí)。而ARM嵌入式主板是感知層模塊和網(wǎng)絡(luò)層模塊之間的橋梁。它一方面負(fù)責(zé)與傳感器模塊及短距離傳輸模塊進(jìn)行通信進(jìn)行數(shù)據(jù)的獲取，另一方面它將獲取到的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)層模塊進(jìn)行傳輸與上位機(jī)進(jìn)行通信。
ARM嵌入式主板采用意法半導(dǎo)體公司的STM32系列處理器，方便學(xué)生由51快速的過渡到ARM處理器的學(xué)習(xí)，PC機(jī)平臺(tái)選用Windows操作系統(tǒng)，手機(jī)平臺(tái)選用Android操作系統(tǒng)。
四、教學(xué)效果
物聯(lián)網(wǎng)在中國物流行業(yè)應(yīng)用的發(fā)展歷程
物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展是一個(gè)從信息自動(dòng)提取、信息整合、物品局域聯(lián)網(wǎng)、局部系統(tǒng)的智能服務(wù)與管控等向全網(wǎng)融合的逐步深化的過程。在中國，物流行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用經(jīng)歷了三個(gè)階段。
(一)啟蒙階段(2003～2004年)
在啟蒙階段，物流行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用是從兩個(gè)獨(dú)立的技術(shù)路線開始探索的，一是基于RFID／EPC的技術(shù)路線，二是基于GPS／GlS的技術(shù)路線。
1999年，國際上在RFID／EPC的基礎(chǔ)上提出了物聯(lián)網(wǎng)概念，2003年1 1月，EPC global成立，同年，基于RFID／EPC的物聯(lián)網(wǎng)概念引入中國，在中國成立了EPC global的分支機(jī)構(gòu)。2004年4月，中國舉辦了第一屆EPC與物聯(lián)網(wǎng)高層論壇，10月，舉辦了第二屆EPC與物聯(lián)網(wǎng)高層論壇。同年，關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的圖書首次在中國出版。在這一時(shí)期，中國物流領(lǐng)域掀起了第一輪物聯(lián)網(wǎng)概念炒作與應(yīng)用的小，組織了一系列關(guān)于RFID／EPC的會(huì)議，一些關(guān)于RFID技術(shù)與應(yīng)用的雜志與網(wǎng)站開始創(chuàng)辦，人們對(duì)RFID技術(shù)在物流行業(yè)應(yīng)用也寄予厚望。在物流領(lǐng)域，基于RFID技術(shù)的解決方案、應(yīng)用案例不斷涌現(xiàn)，智慧化的物流系統(tǒng)開始出現(xiàn)。
GPS／GIS技術(shù)與物流可視化管理系統(tǒng)的理念，大約從1999年前后在國內(nèi)物流領(lǐng)域開始探討和報(bào)道，自2001年開始探索GPS在物流貨運(yùn)監(jiān)控與聯(lián)網(wǎng)管理上的應(yīng)用，2003年開始出現(xiàn)一些成功的應(yīng)用案例。這一階段是應(yīng)用GPS／GIS感知與定位技術(shù)結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對(duì)移動(dòng)中的物流運(yùn)輸車輛與貨物實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)、跟蹤、定位、調(diào)度、配貨等智能管理與運(yùn)作，初步具備了物聯(lián)網(wǎng)的特征，但是當(dāng)時(shí)這一技術(shù)路線及其應(yīng)用案例并未納入物聯(lián)網(wǎng)理念范疇。
(二)起步發(fā)展與探索階段(2005～2009年)
雖然物聯(lián)網(wǎng)在物流行業(yè)的發(fā)展一開始就遇到了很多問題，但是人們并沒有停止物聯(lián)網(wǎng)在物流行業(yè)應(yīng)用的探索。如：針對(duì)RFID芯片成本問題，一方面通過加快技術(shù)創(chuàng)新，不斷降低RFID芯片成本，另一方面，物流行業(yè)也結(jié)合實(shí)際探索RFID技術(shù)應(yīng)用模式，消除成本帶來的影響。
其中最為典型的應(yīng)用是“中國集裝箱電子標(biāo)簽系統(tǒng)”在航運(yùn)“物聯(lián)網(wǎng)”項(xiàng)目中的應(yīng)用?！凹b箱RFID貨運(yùn)標(biāo)簽系統(tǒng)”通過RFID無線射頻識(shí)別技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)的有機(jī)結(jié)合，可為貨主、港口、船公司、海關(guān)、商檢等相關(guān)單位提供集裝箱實(shí)時(shí)狀態(tài)信息，對(duì)提高集裝箱運(yùn)輸?shù)陌踩胶瓦\(yùn)輸效率具有重要意義。
除了以集裝箱為單元的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，很多企業(yè)還在探索以更小的物流單元――托盤物流單元為終端節(jié)點(diǎn)的物流行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。比如，煙草行業(yè)對(duì)全行業(yè)使用的托盤均要求嵌入RFID標(biāo)簽，實(shí)現(xiàn)煙草物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。
在GPS／GIS方面，為了實(shí)現(xiàn)智能調(diào)度、可視化運(yùn)輸管理，很多企業(yè)建立了基于互聯(lián)網(wǎng)的物流運(yùn)輸GPS追蹤系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)全公司所有車輛在全國各地移動(dòng)過程中的感知、定位、追蹤與智能調(diào)度管理。社會(huì)的物流信息平臺(tái)，也借助這一技術(shù)，對(duì)在途車輛提供在線配貨信息服務(wù)，實(shí)現(xiàn)回程空車可就近配貨、在線監(jiān)控與管理，從而實(shí)現(xiàn)貨運(yùn)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。
(三)理念提升階段《2009年至今》
2005年11月17日，國際電信聯(lián)盟(ITU)借用了原來基于RFID／EPC技術(shù)提出的“物聯(lián)網(wǎng)”概念，從更廣泛的角度提升了物聯(lián)網(wǎng)理念，了《ITU互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2005：物聯(lián)網(wǎng)》，宣布了無所不在的“物聯(lián)網(wǎng)”通信時(shí)代來臨。得益于ITU在2005年的以物聯(lián)網(wǎng)為標(biāo)題的年度報(bào)告，物聯(lián)網(wǎng)理念得到了全面提升，形成目前以感知技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和智能應(yīng)用技術(shù)為核心的三大物聯(lián)網(wǎng)本質(zhì)特征。
圍繞三大本質(zhì)特征，目前物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)更加豐富，除RFID技術(shù)以外，面向所有感知技術(shù)開放，凡是能夠起到自動(dòng)感知的技術(shù)體系都可以納入物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)體系，目前常用的傳感技術(shù)、RFID技術(shù)、GPS衛(wèi)星定位與識(shí)別技術(shù)、視頻識(shí)別或機(jī)器視覺技術(shù)等都可納入物聯(lián)網(wǎng)終端感知技術(shù)體系；網(wǎng)絡(luò)方面，互聯(lián)網(wǎng)、傳感網(wǎng)、局域網(wǎng)、電視網(wǎng)、電信網(wǎng)也在走向融合，可納入物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體系；智能應(yīng)用則更加廣泛，打開了智能物流發(fā)展創(chuàng)新的空間，一個(gè)智慧物流的時(shí)代正向我們走來。
物流申的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)
(一)物聯(lián)網(wǎng)概念與主要技術(shù)體系
目前物流行業(yè)大多數(shù)人認(rèn)可的物聯(lián)網(wǎng)定義為：物聯(lián)網(wǎng)是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”，即通過各類傳感裝置、RFID技術(shù)、視頻識(shí)別技術(shù)、紅外感應(yīng)、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)物品互聯(lián)互通的網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的智能網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
物聯(lián)網(wǎng)的特征主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：一是互聯(lián)網(wǎng)特征，即對(duì)需要聯(lián)網(wǎng)的物～定要能夠?qū)崿F(xiàn)互聯(lián)互通的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)；二是識(shí)別與通信特征，即納網(wǎng)的“物”一定要具備自動(dòng)識(shí)別與物物通信(M2M)的功能；三是智能化特征，即網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)該具有自動(dòng)化、自我反饋與智能控制的特點(diǎn)。
(二)物流中應(yīng)用的物聯(lián)網(wǎng)主要技術(shù)
根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的特征來劃分，物聯(lián)網(wǎng)主要有三大技術(shù)體系，一是感知技術(shù)體系；二是通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體系；三是智能技術(shù)體系。下面結(jié)合其在物流行業(yè)應(yīng)用情況進(jìn)行分析。
1、物流業(yè)常用的物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)
為了對(duì)物流中的“物”進(jìn)行識(shí)別、追溯，常采用的是RFID技術(shù)、條碼自動(dòng)識(shí)別技術(shù)：
為了對(duì)物流中的“物”進(jìn)行分類、揀選、計(jì)數(shù)，常采用的是RFID技術(shù)、激光技術(shù)、紅外技術(shù)、條碼技術(shù)等；
為了對(duì)物流中的“物”進(jìn)行定位、追蹤，常采用的是GPS衛(wèi)星定位技術(shù)、GIS地理信息系統(tǒng)技術(shù)、RFID技術(shù)，車載視頻技術(shù)等；
為了對(duì)物流作業(yè)中的“物”進(jìn)行監(jiān)控，常采用的是視頻識(shí)別技術(shù)、RFID技術(shù)、GPS技術(shù)等：
為了對(duì)物品，尤其是特殊物品的性能及狀態(tài)進(jìn)行感知與識(shí)別，常采用的是傳感器技術(shù)、RFID技術(shù)與GPS技術(shù)等：
綜合來看，在物流行業(yè)目前最常用的物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)主要有RFID技術(shù)、GPS技術(shù)、傳感器技術(shù)、視頻識(shí)別與監(jiān)控技術(shù)、激光技術(shù)、紅外技術(shù)、藍(lán)牙技術(shù)等。
2、物流行業(yè)常用的物聯(lián)網(wǎng)通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
在區(qū)域范圍內(nèi)的物流管理與運(yùn)作的信息系統(tǒng)，常采用企業(yè)內(nèi)部局域網(wǎng)直接相連的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，并留有與互聯(lián)網(wǎng)、無線網(wǎng)擴(kuò)展的接口；在不方便布線的地方，常采用無線局域網(wǎng)技術(shù)；
在大范圍物流運(yùn)輸?shù)墓芾砼c調(diào)度信息系統(tǒng)，常
采用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、GPS技術(shù)、GIS地理信息系統(tǒng)技術(shù)相結(jié)合，組建貨運(yùn)車聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)物流運(yùn)輸、車輛配貨與調(diào)度管理的智能化、可視化與自動(dòng)化：
在以倉儲(chǔ)為核心的物流中心信息系統(tǒng)，常采用現(xiàn)場總線技術(shù)、無線局域網(wǎng)技術(shù)、局域網(wǎng)技術(shù)等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；
在網(wǎng)絡(luò)通信方面，常采用無線移動(dòng)通信技術(shù)、3G技術(shù)、M2M技術(shù)、直接連接網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等。
綜合分析，物流行業(yè)為了使移動(dòng)或存儲(chǔ)中形態(tài)各異“物”能夠聯(lián)網(wǎng)，最常采用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是局域網(wǎng)技術(shù)、無線局域網(wǎng)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、現(xiàn)場總線技術(shù)和無線通信技術(shù)。
3、物流行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)常用的智能技術(shù)
在企業(yè)廠區(qū)的生產(chǎn)物流物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，常采用的智能技術(shù)主要有ERP技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)等；
在大范圍的社會(huì)物流運(yùn)輸系統(tǒng)，常采用的智能技術(shù)是數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、智能調(diào)度技術(shù)、優(yōu)化運(yùn)籌技術(shù)等；
在以倉儲(chǔ)為核心的智能物流中心，常采用的智能技術(shù)有自動(dòng)控制技術(shù)、智能機(jī)器人技術(shù)、智能信息管理系統(tǒng)技術(shù)、移動(dòng)計(jì)算技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)等；
以物流為核心的智能供應(yīng)鏈綜合系統(tǒng)、物流公共信息平臺(tái)等領(lǐng)域，常采用的智能技術(shù)有智能計(jì)算技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)等智能技術(shù)。
綜合來看，物流行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)常用的智能技術(shù)有智能計(jì)算技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)、移動(dòng)計(jì)算技術(shù)、ERP技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)和專家系統(tǒng)技術(shù)等。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在物流業(yè)的應(yīng)用狀況分析
(一)感知技術(shù)應(yīng)用狀況
在中國物流信息化領(lǐng)域，應(yīng)用最普遍的物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)首先是RFID技術(shù)。RFID標(biāo)簽及智能手持RF終端產(chǎn)品有比較廣泛的應(yīng)用，RFID技術(shù)主要用來感知定位、過程追溯、信息采集、物品分類揀選等。
其次是GPS／GIS技術(shù)。物流信息系統(tǒng)采用GPS／GIS感知技術(shù)，用于對(duì)物流運(yùn)輸與配送環(huán)節(jié)的車輛或物品進(jìn)行定位、追蹤、監(jiān)控與管理；尤其在具有運(yùn)輸環(huán)節(jié)的物流信息系統(tǒng)，大部分均采用這一感知技術(shù)。
視頻與圖像感知技術(shù)居第三位。該技術(shù)目前還停留在監(jiān)控階段，需要人來對(duì)圖像分析，不具備自動(dòng)感知與識(shí)別的功能，在物流系統(tǒng)中主要作為其他感知的輔助手段，也常用來對(duì)物流系統(tǒng)進(jìn)行安防監(jiān)控，用于物流運(yùn)輸中的安全防盜等，這一系統(tǒng)往往會(huì)與RFID、GPS等技術(shù)結(jié)合應(yīng)用。
傳感器的感知技術(shù)居于第四位。傳感器感知技術(shù)及傳感網(wǎng)技術(shù)是近兩年才在物流領(lǐng)域得到重視與應(yīng)用的技術(shù)。目前，傳感器感知技術(shù)也是與GPS、RFID等技術(shù)結(jié)合應(yīng)用，主要用于對(duì)危險(xiǎn)物流系統(tǒng)、糧食物流系統(tǒng)、冷鏈物流系統(tǒng)的物品狀況及環(huán)境進(jìn)行感知。傳感技術(shù)豐富了物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的感知技術(shù)手段，在食品、冷鏈物流和危險(xiǎn)品物流具有廣泛應(yīng)用前景。
掃描、紅外、激光、藍(lán)牙等其他感知技術(shù)在物流領(lǐng)域也有少量應(yīng)用，主要用在自動(dòng)化物流中心自動(dòng)輸送分揀系統(tǒng)，用于對(duì)物品編碼自動(dòng)掃描、計(jì)數(shù)、分揀等方面，激光和紅外也應(yīng)用于物流系統(tǒng)中智能搬運(yùn)機(jī)器人的導(dǎo)引。(注：上述掃描指自動(dòng)輸送分揀機(jī)上的條碼掃描，不包括手持終端的條碼掃描)。
各類感知技術(shù)在物流業(yè)應(yīng)用情況如圖1所示。
根據(jù)對(duì)相關(guān)資料的統(tǒng)計(jì)分析，多項(xiàng)感知技術(shù)集成應(yīng)用的情況也較多，如RFID技術(shù)與傳感器技術(shù)結(jié)合、GPS技術(shù)與RFID技術(shù)結(jié)合、車載視頻與GPS技術(shù)結(jié)合等。
(二)網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)應(yīng)用狀況
現(xiàn)代物流的特點(diǎn)是系統(tǒng)化和網(wǎng)絡(luò)化，目前，物流系統(tǒng)全部是網(wǎng)絡(luò)化的運(yùn)作，很少有物流系統(tǒng)是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的單線管理與優(yōu)化。因此，物流信息化的最大趨勢是網(wǎng)絡(luò)化與智能化。
在物流系統(tǒng)中，企業(yè)內(nèi)部的生產(chǎn)物流管理系統(tǒng)往往是與企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的運(yùn)作與管理相融合，物流系統(tǒng)作為生產(chǎn)系統(tǒng)的一部分，在企業(yè)生產(chǎn)管理中起著非常重要的作用。企業(yè)內(nèi)部物流系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，往往都是以企業(yè)內(nèi)部局域網(wǎng)為主體建設(shè)的獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
在物流公司，面對(duì)大范圍的物流作業(yè)，由于貨物分布在全國各地，并且貨物在實(shí)時(shí)移動(dòng)過程中，因此，物流的網(wǎng)絡(luò)化信息管理往往借助于互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)與企業(yè)局域網(wǎng)相結(jié)合應(yīng)用，但也有企業(yè)全部采用局域網(wǎng)技術(shù)。
在物流中心，物流網(wǎng)絡(luò)往往基于局域網(wǎng)技術(shù)，也采用無線局域網(wǎng)技術(shù)，組建物流信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
在數(shù)據(jù)通信方面，往往是采用無線通信與有線通信相結(jié)合，新的物流信息系統(tǒng)還大量采用了3G通信技術(shù)等先進(jìn)的技術(shù)手段。
根據(jù)對(duì)物流信息化案例的不完全統(tǒng)計(jì)，采用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的占68％，采用局域網(wǎng)技術(shù)的占63％，采用無線局域網(wǎng)技術(shù)的占24％，有的系統(tǒng)采用多種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，如圖2所示。
(三)智能管理技術(shù)應(yīng)用狀況
根據(jù)對(duì)相關(guān)資料的統(tǒng)計(jì)分析，目前，物流信息系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)物流過程智能控制與管理的還不多，物聯(lián)網(wǎng)及物流信息化還僅僅停留在對(duì)物品自動(dòng)識(shí)別、自動(dòng)感知、自動(dòng)定位、過程追溯、在線追蹤、在線調(diào)度等一般的應(yīng)用，專家系統(tǒng)、數(shù)據(jù)挖掘、網(wǎng)絡(luò)融合與信息共享優(yōu)化、智能調(diào)度與線路自動(dòng)化調(diào)整管理等智能管理技術(shù)應(yīng)用還有很大差距。只是在企業(yè)物流系統(tǒng)中，部分物流系統(tǒng)可以做到與企業(yè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)無縫結(jié)合，智能運(yùn)作；部分全智能化和自動(dòng)化的物流中心的物流信息系統(tǒng)，可以做到全自動(dòng)化與智能化物流作業(yè)。
幾種重要的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在物流業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域與前景
(一)RFID技術(shù)在物流業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域及前景
RFID是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識(shí)別工作無需人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID技術(shù)可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體，并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽，操作快捷方便。
1、RFID技術(shù)在物流業(yè)的應(yīng)用
在物流領(lǐng)域，RFID電子標(biāo)簽可以應(yīng)用于自動(dòng)倉儲(chǔ)庫存管理、產(chǎn)品物流跟蹤、供應(yīng)鏈自動(dòng)管理、產(chǎn)品裝配和生產(chǎn)管理、產(chǎn)品防偽等多個(gè)方面。大量使用RFID電子標(biāo)簽可以提高整個(gè)供應(yīng)鏈和物流作業(yè)管理水平。RFID在物流業(yè)的重點(diǎn)應(yīng)用方向包括：貨運(yùn)集裝箱追蹤與管理；道路貨運(yùn)車輛的跟蹤與管理；托盤等裝載設(shè)備的跟蹤管理；配送中心管理；航空集裝設(shè)備、貨物追蹤及行李管理；機(jī)場貨運(yùn)車輛的智能調(diào)度與管理。
2、RFID技術(shù)的應(yīng)用前景分析
物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展給RFID在物流業(yè)應(yīng)用帶來良好的發(fā)展機(jī)遇。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，在物流領(lǐng)域，RFID的應(yīng)用將會(huì)由點(diǎn)到面，逐步拓展到更廣的領(lǐng)域。據(jù)中國RFID產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟和計(jì)世資訊(CCW Research)預(yù)測，物流領(lǐng)域的應(yīng)用將是中國RFID市場增長最快的領(lǐng)域之一，主要體現(xiàn)如下：
(1)醫(yī)療與藥品智能追溯系統(tǒng)進(jìn)入成長期。醫(yī)療領(lǐng)域的RFID市場已基本完成培育期，正在進(jìn)入成長期，在醫(yī)療領(lǐng)域采用RFID可以用生機(jī)勃勃來形容，幾乎每一個(gè)RFID項(xiàng)目都可以立即得到回報(bào)。
(2)食品衛(wèi)生和動(dòng)物疾病防疫領(lǐng)域發(fā)展迅速。食品衛(wèi)生和動(dòng)物疾病防疫等安全問題為RIFD的大規(guī)模普及提供了契機(jī)，采用RFID標(biāo)簽，組建智能追溯的食品物聯(lián)網(wǎng)體系，可以監(jiān)控貫穿食品和藥物供應(yīng)
鏈的實(shí)時(shí)信息，對(duì)動(dòng)物的原產(chǎn)地和疾病進(jìn)行追蹤和控制。
(3)智慧物流與供應(yīng)鏈?zhǔn)袌鲂枨罂捎^，但對(duì)技術(shù)的要求則比較高。智慧物流供應(yīng)鏈管理對(duì)RFID的市場需求量十分可觀，只是目前還受種種因素的限制。通過識(shí)別每一個(gè)貨品、貨箱及托盤，RFID標(biāo)簽為運(yùn)營商提供了清晰了解分銷鏈的能力，從而識(shí)別任何一件貨品，檢查貨品狀態(tài)及來源史，并將貨品發(fā)送到供銷網(wǎng)絡(luò)中的任何地點(diǎn)。
(4)資產(chǎn)與物品倉儲(chǔ)管理的增長將使閉環(huán)應(yīng)用成主流。越來越多的企業(yè)開始考慮如何將RFID用于閉環(huán)應(yīng)用。目前的IT資產(chǎn)管理就是一種RFID技術(shù)在閉環(huán)的應(yīng)用，通過部署RFID系統(tǒng)來跟蹤資產(chǎn)設(shè)備，可以更安全地追蹤到設(shè)備的位置及使用者的身份，能避免因設(shè)備丟失造成的損失，并能保持敏感數(shù)據(jù)的安全性。RFID技術(shù)還可用于跟蹤生產(chǎn)環(huán)境中的工具和用品及工廠內(nèi)的消耗物品。
(5)與電信技術(shù)的融合衍生出了NFC等新領(lǐng)域。電信技術(shù)與RFID技術(shù)結(jié)合可為各行業(yè)建立物聯(lián)網(wǎng)與信息化最后1公尺的建設(shè)提供開放、標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)，極大地節(jié)約社會(huì)資源，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益。目前一些管理市場化水平比較高、信息化基礎(chǔ)比較完善的行業(yè)，將成為RFID通信技術(shù)應(yīng)用的先行行業(yè)，比如電子支付、物品管理、物流管理、生產(chǎn)制造、安全控制等領(lǐng)域的應(yīng)用潛力都比較大。
總之，RFID技術(shù)在物流信息化領(lǐng)域應(yīng)用市場前景廣闊，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展更為RFID技術(shù)在物流業(yè)的大規(guī)模應(yīng)用創(chuàng)造了良好的市場環(huán)境。
為了抓住RFID市場機(jī)遇，筆者建議，企業(yè)在物流業(yè)RFID技術(shù)應(yīng)用的開發(fā)方面瞄準(zhǔn)下列六個(gè)方向。
(1)針對(duì)物流行業(yè)應(yīng)用RFID技術(shù)進(jìn)展緩慢的現(xiàn)狀，支持開發(fā)適用于各種物流環(huán)境的特種電子標(biāo)簽，包括各種材質(zhì)的托盤、周轉(zhuǎn)箱標(biāo)簽、集裝箱標(biāo)識(shí)標(biāo)簽、溫度傳感標(biāo)簽、堆場定位標(biāo)簽、車輛標(biāo)簽等。
(2)開發(fā)整合集成RFID技術(shù)的物流裝備，進(jìn)行RFID技術(shù)與現(xiàn)有物流裝備的整合。
(3)支持RFID中間件的開發(fā)，開發(fā)支持多協(xié)議讀寫器，同時(shí)能與現(xiàn)有的物流倉儲(chǔ)、運(yùn)輸?shù)裙芾硐到y(tǒng)無縫對(duì)接的RFID中間件系統(tǒng)。
(4)支持與鼓勵(lì)面向物流行業(yè)的RFID公共信息服務(wù)平臺(tái)的開發(fā)與應(yīng)用示范，實(shí)現(xiàn)跨地區(qū)、跨行業(yè)的RFID信息的識(shí)別、采集、傳輸與信息應(yīng)用服務(wù)，滿足物流企業(yè)進(jìn)行RFID系統(tǒng)快速部署的需求，并與現(xiàn)有物流信息公共平臺(tái)進(jìn)行互聯(lián)互通。
(5)支持物流行業(yè)RFID應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的研究和制定，包括物流領(lǐng)域RFID數(shù)據(jù)規(guī)范、RFID技術(shù)與物流裝備的整合標(biāo)準(zhǔn)、基于RFID技術(shù)的物流操作規(guī)范，RFID中間件與物流系統(tǒng)、數(shù)據(jù)平臺(tái)的數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)等。
(6)推廣RFID技術(shù)在物流業(yè)九大重點(diǎn)工程中的應(yīng)用示范，包括在多式聯(lián)運(yùn)和轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)施、大型物流園區(qū)、城市配送及冷鏈物流、大宗商品和農(nóng)村物流、制造業(yè)和物流業(yè)聯(lián)動(dòng)發(fā)展、物流公共信息平臺(tái)、物流標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)推廣、物流科技攻關(guān)、應(yīng)急物流中的應(yīng)用示范。
(二)全球衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)在物流業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域與前景
全球定位系統(tǒng)(GPS)是美國國防部發(fā)射的24顆衛(wèi)星組成的全球定位、導(dǎo)航及授時(shí)系統(tǒng)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是與GPS相類似的技術(shù)，是中國自行研制開發(fā)的區(qū)域性有源三維衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)(CNSS)，是除美國的全球定位系統(tǒng)(GPS)、俄羅斯的GLONASS之后第三個(gè)成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。這些全球衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)與電子地理系統(tǒng)結(jié)合，可以對(duì)移動(dòng)的物體進(jìn)行定位、追蹤、檢測、聯(lián)網(wǎng)，該技術(shù)是對(duì)移動(dòng)中的物品進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)與定位追蹤最好的技術(shù)手段，也是物流行業(yè)最主要應(yīng)用的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)之一。
1、全球衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)在物流業(yè)的應(yīng)用
GPS應(yīng)用于車輛運(yùn)行管理中，可對(duì)運(yùn)輸?shù)能囕v和貨物進(jìn)行實(shí)時(shí)定位、跟蹤和監(jiān)控，還可以對(duì)車輛進(jìn)行調(diào)度，同時(shí)提供車輛報(bào)警等功能，以確保貨物安全，因此，車載式GPS有著廣闊的發(fā)展前景。具體可以應(yīng)用于對(duì)特種專用車輛的定位跟蹤、城市出租車管理、公交系統(tǒng)、長途運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域。
在基于GPS的物流配送監(jiān)控系統(tǒng)中，GPS主要輔助實(shí)現(xiàn)車輛跟蹤、路線的規(guī)劃導(dǎo)航、話務(wù)指揮、信息查詢、緊急救援與應(yīng)急物流等物流配送監(jiān)控功能。
在基于網(wǎng)絡(luò)的GPS系統(tǒng)中，通過在互聯(lián)網(wǎng)上構(gòu)建公共GPS監(jiān)控平臺(tái)，可以免除物流運(yùn)輸公司自身設(shè)置監(jiān)控中心所導(dǎo)致的大量費(fèi)用，包括各種硬件配置、管理軟件等。網(wǎng)絡(luò)GPS使投資費(fèi)用降低和無地域性限制的信息獲取，提高了GPS的普及率，從而增加了物流業(yè)的利潤。
在基于GPS技術(shù)的智能港口物聯(lián)網(wǎng)中，通過利用GPS等技術(shù)，可建立港口物聯(lián)網(wǎng)支撐技術(shù)與平臺(tái)。如江陰打造的智能港系統(tǒng)，包括專用車載GPS監(jiān)控系統(tǒng)、集裝箱卡車GPS監(jiān)控軟件、專用車載GPS監(jiān)控系統(tǒng)軟件等，這些技術(shù)為江陰打造智能港口提供了關(guān)鍵技術(shù)。
2、GPS技術(shù)在物流業(yè)的應(yīng)用前景
隨著中國物流產(chǎn)業(yè)的振興，基于GPS／GIS的移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將獲得巨大發(fā)展。預(yù)計(jì)未來幾年，中國物流領(lǐng)域?qū)PS系統(tǒng)具有巨大的市場潛力和不可估量的發(fā)展前景，對(duì)GPS系統(tǒng)的需求量將以每年30％以上的速度遞增。
(三)無線傳感網(wǎng)在物流業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域與前景
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN，Wireless SensorNetworks)是由部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)大量的廉價(jià)微型傳感器節(jié)點(diǎn)組成，通過無線通信方式形成的一個(gè)多跳的自組織的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中感知對(duì)象的信息，并發(fā)送給觀察者。
WSN在物流的許多領(lǐng)域都有應(yīng)用價(jià)值，包括生產(chǎn)物流中的設(shè)備監(jiān)測、倉庫環(huán)境監(jiān)測、運(yùn)輸車輛及在運(yùn)物資的跟蹤與監(jiān)測、危險(xiǎn)品物流管理、冷鏈物流管理等。
WSN在物流中具有巨大的應(yīng)用潛力，但是大規(guī)模的應(yīng)用還有待時(shí)日。根據(jù)實(shí)地調(diào)研和文獻(xiàn)資料分析得知，目前，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在物流業(yè)中的應(yīng)用十分有限，大部分還停留在學(xué)術(shù)研究或是開發(fā)實(shí)驗(yàn)階段。要在物流業(yè)獲得廣泛應(yīng)用，其中有很多關(guān)鍵技術(shù)還需探討，如能量管理、節(jié)點(diǎn)定位、拓?fù)淇刂?、MAC協(xié)議和路由協(xié)議等技術(shù)，此外，應(yīng)用成本問題也需解決。
(四)智能機(jī)器人在物流業(yè)應(yīng)用情況及前景
智能機(jī)器人是物聯(lián)網(wǎng)家族的重要成員，是物聯(lián)網(wǎng)智能應(yīng)用的執(zhí)行者之一。智能機(jī)器人技術(shù)也是物聯(lián)網(wǎng)重要的技術(shù)產(chǎn)品。借助于物聯(lián)網(wǎng)，將機(jī)器人納入物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，利用機(jī)器人的自動(dòng)化性能，可實(shí)現(xiàn)智能作業(yè)與管理。
物流行業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用最早出現(xiàn)在1995年，在我國煙草行業(yè)物流作業(yè)系統(tǒng)中首先得到應(yīng)用。當(dāng)時(shí)，卷煙廠采用智能碼垛機(jī)器人對(duì)卷煙成品進(jìn)行碼垛作業(yè)，用AGV(自動(dòng)搬運(yùn)車)進(jìn)行自動(dòng)搬運(yùn)作業(yè)，節(jié)省了大量人力，減少了煙箱破損，提高了自動(dòng)化水平。這時(shí)的機(jī)器人還只是單線的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)作業(yè)，尚未融入物流網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
目前，智能機(jī)器人在我國煙草、汽車、醫(yī)藥等行業(yè)的物流系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。隨著物流信息技術(shù)的發(fā)展，智能機(jī)器人也有獨(dú)立的作業(yè)環(huán)節(jié)開始融入物流作業(yè)系統(tǒng)，成為現(xiàn)代物流系統(tǒng)的組成部分，成為智慧物流的重要裝備。
在中國現(xiàn)代物流系統(tǒng)中，智能機(jī)器入主要有兩種類型，一種是從事堆碼垛物流作業(yè)的碼垛機(jī)器人，一種是從事自動(dòng)化搬運(yùn)的無人搬運(yùn)小車AGV，這些智能機(jī)器人在全自動(dòng)化物流系統(tǒng)中執(zhí)行物流網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的堆碼垛作業(yè)指令和自動(dòng)化智能搬運(yùn)作業(yè)指令。
關(guān)鍵詞：zigbee；智能安防；數(shù)據(jù)采集；物聯(lián)網(wǎng)
中圖分類號(hào)：TP277 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2015）06-0230-02
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是智能安防系統(tǒng)的基礎(chǔ)，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)協(xié)助人力來實(shí)現(xiàn)防火、防盜、報(bào)警應(yīng)急措施。本系統(tǒng)中應(yīng)用了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的部分技術(shù)，通過無線傳感器技術(shù)、zigbee技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能安防的效果。本文研究設(shè)計(jì)一種智能安防系統(tǒng)，達(dá)到智能化安防目的。
1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是智能安防系統(tǒng)的基礎(chǔ)，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)協(xié)助人力來實(shí)現(xiàn)防火、防盜、報(bào)警應(yīng)急措施。本系統(tǒng)中應(yīng)用了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的部分技術(shù)，通過無線傳感器技術(shù)、zigbee技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能安防的效果。本節(jié)主要講述物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)。
1.1 物聯(lián)網(wǎng)核心思想
物聯(lián)網(wǎng)的核心思想是在Internet基礎(chǔ)上，利用Zigbee技術(shù)、無線射頻識(shí)別RFID技術(shù)、無線數(shù)據(jù)通訊技術(shù)等技術(shù)建立的一個(gè)能夠使用全球物品信息實(shí)時(shí)共享的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)就是在各種建筑設(shè)施、各種管道以及家用電器等各種物理實(shí)體上嵌入感應(yīng)器和裝備，通過互聯(lián)網(wǎng)把這些物理實(shí)體連接起來，感應(yīng)器和裝備中安裝有程序，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)這些物理實(shí)體的遠(yuǎn)程控制。人們使用控制中心計(jì)算機(jī)通過物聯(lián)網(wǎng)可以管理和控制分布到不同地點(diǎn)設(shè)備、機(jī)器和人員，并且通過更加細(xì)致和動(dòng)態(tài)的方式來優(yōu)化人類社會(huì)的生產(chǎn)生活，從而實(shí)現(xiàn)物理世界與人類社會(huì)的和諧相處與有機(jī)融合。
目前，物聯(lián)網(wǎng)因其巨大的應(yīng)用前景而廣泛地受到各國政府、學(xué)術(shù)界以及工業(yè)界的重視。根據(jù)美國獨(dú)立市場研究機(jī)構(gòu)FORRESTER預(yù)測，世界物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)和應(yīng)用的市場價(jià)值到2020年將達(dá)到萬億級(jí)，到那時(shí)世界物聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)量將會(huì)大大超過現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)量。
1.2 物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)組成
物聯(lián)網(wǎng)是指在現(xiàn)實(shí)世界的物理實(shí)體中嵌入具有一定感知能力、計(jì)算能力和執(zhí)行能力的芯片和軟件。感知、傳輸和處理是物聯(lián)網(wǎng)的三個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。物聯(lián)網(wǎng)各組成的部分分工協(xié)作、有機(jī)結(jié)合實(shí)現(xiàn)物與物之間的溝通。目前在業(yè)界物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)大致認(rèn)為有三個(gè)層次：感知層，網(wǎng)絡(luò)層，應(yīng)用層，如圖1所示。
感知層位于物聯(lián)網(wǎng)層次模型架構(gòu)的最低層，具有全面感知的能力。它相當(dāng)于物理接觸層，是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用與發(fā)展的基礎(chǔ)。該層主要用來通過各種技術(shù)手段將采集到的現(xiàn)實(shí)世界的物理量經(jīng)過調(diào)制、編碼等信息處理技術(shù)處理后轉(zhuǎn)化為虛擬世界可處理的數(shù)字化的數(shù)據(jù)。在感知層主要使用的設(shè)備有傳感器、攝像頭，RFID網(wǎng)絡(luò)層的主要作用是負(fù)責(zé)把感知層感知的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳送，實(shí)現(xiàn)控制信息和感知數(shù)據(jù)的雙向傳送，在物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)中，網(wǎng)絡(luò)層位于層次模型的中間。物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層包括網(wǎng)絡(luò)的管理中心、通信與互聯(lián)網(wǎng)融合網(wǎng)絡(luò)等。網(wǎng)絡(luò)層解決的是感知層所采集到數(shù)據(jù)傳送到其他地方尤其是遠(yuǎn)距離地方的問題，使感知層感知到物理實(shí)體的數(shù)據(jù)能夠通過網(wǎng)絡(luò)層進(jìn)行安全可靠地進(jìn)行傳送。物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)能夠之間能夠通過各種不同接入設(shè)備相連接。此外網(wǎng)絡(luò)層可以進(jìn)行信息網(wǎng)格管理和存儲(chǔ)查詢。網(wǎng)絡(luò)層管理采集來的數(shù)據(jù)。應(yīng)用層將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與行業(yè)專業(yè)系統(tǒng)相結(jié)合利用經(jīng)過處理的感知數(shù)據(jù)為用戶提供豐富的特定服務(wù)。
2系統(tǒng)需求分析
本論文設(shè)計(jì)的智能安防系統(tǒng)主要包括：安防區(qū)域溫度信號(hào)采集分析、安防區(qū)防盜入侵、煙霧信號(hào)采集分析放火災(zāi)、網(wǎng)絡(luò)控制切斷電源。安裝在安防區(qū)域的門窗、廳堂等場所的各種無線傳感器，通過zigbee節(jié)點(diǎn)把數(shù)據(jù)上傳到zigbee網(wǎng)關(guān)，zigbee網(wǎng)關(guān)再通過串口、wifi把采集到的信息上傳到上位機(jī)，以備查看信息或?qū)嵤┛刂啤?/p>
在需要布控的區(qū)域安放無線傳感器，利用溫度傳感器搜集周邊環(huán)境溫度信號(hào)，以此判斷是否有火情信息。在貴重物品看管或房屋入侵方面，利用紅外傳感器探知是否有人入侵，以此保證貴重物品或房屋等場所的安全?？梢匀淘L問各種信號(hào)，并對(duì)搜集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。
3網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)
3.1網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
Zigbee網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有三種類型：星型、樹形、網(wǎng)絡(luò)型。本系統(tǒng)采用星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在布控地點(diǎn)安放zigbee節(jié)點(diǎn)，在各個(gè)zigbee節(jié)點(diǎn)周圍尋找合適位置安放zigbee網(wǎng)關(guān)。
智能安防系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方案采用星型方案，zigbee網(wǎng)關(guān)負(fù)責(zé)收集zigbee節(jié)點(diǎn)傳來的信息，zigbee網(wǎng)關(guān)具有wifi功能，把收集到的數(shù)據(jù)通過wifi傳到上位機(jī)或手機(jī)、平板設(shè)備中，上位機(jī)或手機(jī)、平板設(shè)備的軟件對(duì)收集來的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，發(fā)現(xiàn)超出值域的就會(huì)報(bào)警，如圖2所示。
3.2 節(jié)點(diǎn)設(shè)備的選擇
智能安防系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包括三個(gè)部分：第一部分，zigbee節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)收集各種信號(hào)，板載資源包括煙霧報(bào)警傳感器、溫濕度傳感器、紅外信號(hào)傳感器等各種安全類的傳感器，根據(jù)需要選擇相應(yīng)的傳感器，zigbee節(jié)點(diǎn)的處理器芯片選擇的是CC2530；第二部分，zigbee網(wǎng)關(guān)負(fù)責(zé)收集zigbee節(jié)點(diǎn)傳來的數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)通過串口或wifi傳輸?shù)缴衔粰C(jī)或手機(jī)、平板設(shè)備上，Zigbee網(wǎng)關(guān)選擇的處理器芯片是CC2530，zigbee網(wǎng)關(guān)的wifi通信模塊選擇低功耗WIFI芯片ESP8266；第三部分，上位機(jī)負(fù)責(zé)收集整理數(shù)據(jù)，也可以開發(fā)對(duì)應(yīng)的Android軟件。
處理器芯片選擇CC2530，該芯片是2.4GHz 的CC253x 片上系統(tǒng)解決方案適合于廣泛的應(yīng)用，它們可以很容易建立在基于IEEE 802.15.4 標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議上面。CC253x性價(jià)比較高，適合應(yīng)用在大量的zigbee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，結(jié)合了RF收發(fā)器的功能，增強(qiáng)型8051，系統(tǒng)內(nèi)部配有可編程Flash，8KB RAM及其它功能。CC2530有多種運(yùn)行模式，使得它非常適應(yīng)超低功耗要求的系統(tǒng)。運(yùn)行模式之間的轉(zhuǎn)換時(shí)間短進(jìn)一步確保低能源消耗。CC2530最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括的模塊包括：復(fù)位電路、振蕩電路。
4軟件設(shè)計(jì)
智能安防系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)包括兩部分：上位機(jī)臺(tái)式機(jī)軟件設(shè)計(jì)、移動(dòng)設(shè)備APP設(shè)計(jì)。無論哪種設(shè)備的軟件，后臺(tái)模塊軟件流程圖3所示。
5結(jié)束語
本文主要利用zigbee節(jié)點(diǎn)完成無線傳感器的數(shù)據(jù)收集，利用zigbee網(wǎng)關(guān)接受節(jié)點(diǎn)發(fā)送來的數(shù)據(jù)，并利用串口或wifi傳輸數(shù)據(jù)到上位機(jī)或移動(dòng)設(shè)備，控制設(shè)備判斷數(shù)據(jù)是否超出值域，從而決定是否發(fā)出警報(bào)，時(shí)鐘每隔1分鐘采樣一次zigbee節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)。該項(xiàng)目是我?？蒲许?xiàng)目“物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在安防系統(tǒng)中的應(yīng)用（No.20140510）” 研究成果。
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