我国物联网发展及建设的思考.docx

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我国物联网发展及建设的思考

我国物联网发展及建设的思考

作者：

交通运输部公路科学研究院副总工程师魏凤来源：

RFID世界网2010-06-0310:

57:

01

摘要：

物联网的提出源于1999年，美国麻省理工学院成立Auto-ID研究中心，进行RFID技术的研发，在美国统一代码委员会UCC支持下，将RFID与互联网结合，提出了产品电子代码（EPC）解决方案。

2005年在世界电联报告中明确提出了“物联网”（InternetofThings）的概念。

全世界各个国家和大公司通过开发射频识别标准，并利用网络技术，为共同建设全球物联网而努力。

关键词：

物联网 RFID技术 电子代码 泛在网 传感技术 无线数据通信 

　　一、物联网“热”事件　　1、2009年IBM在物联网（Internet of Things）概念的基础上，提出了智慧地球（Smart Planet）的概念。

 　　2、美国将智慧地球当作经济振兴计划的一个核心环节,奥巴马提出这是“美国在21世纪保持和夺回竞争优势的方式”之一。

 　　3、美国Forrester预测，到2020年，世界上物物互联的业务，跟人与人通信的业务相比，将达到30:

1，物联网将成为下一个万亿级的通信业务。

　　4、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。

　　5、温总理在2009年8月在无锡考察时针对传感网提出：

“要早一点谋划未来，早一点攻破核心技术”。

由于将传感网等同于物联网，很快在全国掀起了“物联网”热潮。

 　　6、2009年8月，中国移动总裁王建宙在台湾演讲中，谈到对物联网的理解，表明了电信运营商有涉入该领域的计划。

　　7、2009年9月，物联网概念股已成为A股市场的短线涨升引擎，远望谷、新大陆、华东科技等许多相关股票连续涨停。

　　8、2009年9月发布《关于进一步做好电子信息产业振兴和技术改造项目组织工作的通知》，RFID、物联网等作为计算机产业及下一代互联网关键技术，被列为重点支持领域。

　　二、物联网的提出　　物联网的提出源于1999年，美国麻省理工学院成立Auto-ID研究中心，进行RFID技术的研发，在美国统一代码委员会UCC支持下，将RFID与互联网结合，提出了产品电子代码（EPC）解决方案。

2005年在世界电联报告中明确提出了“物联网”（Internet of Things）的概念。

全世界各个国家和大公司通过开发射频识别标准，并利用网络技术，为共同建设全球物联网而努力。

　　1、物联网的相关概念　　

（1）概念一（目前流行的，广泛见诸报端）　　“物联网”（Internet of Things），指的是将各种信息传感设备，如射频识别（RFID）装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器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，是让所有的物品都与网络连接在一起，方便识别和管理。

（2）概念二　　物联网是基于互联网和RFID技术发展的网络，是在计算机互联网的基础上，利用RFID、无线数据通信等技术，构造一个覆盖世界上万事万物的网络。

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，达到信息的互联与实时共享。

　　（3）概念三：

物联网就是传感网?

　　定义：

随机分布的集成有传感器、数据处理单元和通信单元的微小节点，通过自组织的方式构成的无线网络。

　　功能：

借助于节点中内置的传感器探测包括温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体的大小、速度和方向等物质现象。

　　应用：

广泛涉及军事、城市公共安全、公共卫生、安全生产、智能交通、智能家居、环境监控等应用领域　　2、物联网概念分析　　从上述概念可以看出，物联网主要涉及RFID和传感器两项技术：

　　RFID技术的目的是标识物，给每个物品一个“身份证”; 　　传感器技术的目的是感知物，包括采集实时数据（如温度、湿度）、执行与控制（打开空调、关上电视）。

　　对上述3个概念，可以划分如下：

一个是从RFID技术出发，在RFID网络的基础上，构建基于RFID技术的物联网；一个是从传感器技术出发，在传感网络的基础上，构建基于传感技术的智能网；一个是，将二者融合，构建泛在网。

（1）基于RFID技术的物联网　　在RFID网络的基础上，建立基于RFID技术的物联网。

这种物联网主要由RFID标签、读写器、信息处理系统、编码解析与寻址系统、信息服务系统和互联网组成。

通过对拥有全球唯一编码的物品的自动识别和信息共享，实现开环环境下，对物品的跟踪、溯源、防伪、定位、监控以及自动化管理等功能。

　　在生产和流通（供应链）领域，为了实现对物品的跟踪、防伪等功能，需要给每一个物品一个全球唯一的标识。

在这种情形下，RFID技术是主角，基于RFID技术的物联网能够满足这种需求。

冷链物流、危险品物流等特殊物流，需要对仓库、运输工具/容器的温度等有特殊要求。

可将传感器技术融入进来，将传感器采集的信息与仓库、车辆、集装箱的RFID信息融合，构建带传感器的基于RFID的物联网。

（2）基于传感技术的智能网　　无线传感器网络技术逐渐成熟，并开始进行应用领域，于是提出了基于无线传感器网的物联网概念。

由传感器、通讯网络和信息处理系统为主构成，具有实时数据采集、监督控制和信息共享与存储管理等功能。

它使通过网络实时监控各种环境、设施及内部运行机理等成为可能。

原来与网络相距甚远的家电、交通管理、农业生产、建筑物安全、旱涝预警等，都能够得到有效的网络监测，有的甚至能够通过网络进行远程控制。

　　在远程防盗、基础设施监控与管理、环境监测等领域，传感器技术是主角，不需要RFID技术就可以构建基于传感技术的智能网。

如远程防盗系统，在门窗上安装红外传感器，如果有贼进入，红外传感器监测到，将信息传递给屋里的计算机服务器。

服务器根据预设的目的IP地址，通过互联网，向目的IP地址的机器（计算机、手机）发送有贼闯入的信息。

　　3、我们的理解　　物联网=基于RFID技术的物联网；　　传感网=基于传感技术的智能网；　　泛在网=RFID技术、传感技术以及其它通信技术间融合形成的“无处不在、无所不包、无时不能”的网络。

{$page$}　　

（1）泛在网　　无线网络迅猛发展，无线网络终端（3G等）逐频得到应用，多网融合及泛在网形成初见端倪。

（2）泛在网远景图　　4、物联网的工作过程  

　　5、物联网的应用示例

　　三、国内外物联网发展现状　　1、国外现状　　技术以RFID为主导，各国RFID市场规模巨大，但应用重点不同：

如：

韩国RFID结合手机的自动识别应用；日本开展以2.45G为核心技术在医疗、物流、商品流通、农业等广泛应用；欧洲前期开展与EPCglobal相关的一系列物流、药品行业试验测试，零售商积极参与和推动，RFID开始和无线通信WiFi技术融合；美国推动RFID技术应用领域广泛,并得到沃尔玛、宝洁、IBM等跨国公司的强大支持。

　　标准与技术发展同步推进，网络系统未大规模建立，小规模RFID应用运营较多，真正意义的全球EPC网络没有建立。

标准与技术发展同步研究。

政府关注度高，给予积极的财政支持，欧、日、韩政府出台相关政策和规划。

{$page$}　　2、国内现状　　国家技术政策支持　　2006年，科技部等十五个部委联合发布了《中国射频识别（RFID）技术政策白皮书 》；2009年将物联网等先进技术列入《物流业调整和振兴规划》。

 　　2008年国家发布了RFID频段规定，《800/900MHz频段射频识别（RFID）技术应用规定（试行）》 　　目前，工信部成立了电子标签标准化工作组，开始组织制定RFID相关技术标准。

试点应用生产制造、物流（车辆、集装箱）、防伪、军事后勤、大型会议等领域开展试点。

相关单位与组只积及参与国际物联网技术研究与应用合作项目　　国家金卡工程领导小组办公室，在各行业的支持下发挥了引领我国物联网发展的作用。

正在筹建物联网标准化联合研究中心。

　　3、当前影响我国物联网发展的主要问题有：

尚未制定我国物流联网发展的总体战略，没有形成物联网的国家规划；标准体系及关键标准尚不完善；技术、产业相对落后；应用仅限于小规模闭环应用，开放性不足；企业信息化水平不高，对物联网认识不足；信息安全意识有待提高。

　　四、中国物联网建设方案　　1、建设目标　　建立我国国家物联网管理中心,构建国家CRS解析系统；　　建立行业或区域物联网管理中心；　　建立行业或区域物联网公共服务平台。

　　2、建设原则　　自主创新原则　　服务于产业原则　　开放、协作、共享原则　　国家信息安全原则　　3、中国物联网基本架构

　　4、中国物联网功能结构

5、中国物联网解析系统基本结构

{$page$}　　6、全球物联网解析系统基本结构（设想）

　　7、需要解决的关键技术问题　　中国物联网体系架构研究与标准制定　　物联网管理体系研究及规则制定　　物联网性能测试与评价技术与标准　　RFID、传感器关键技术研究与标准制定　　物联网物品电子编码技术与标准　　物联网编码解析关键技术与标准制定　　物联网数据模型和表示方法。

　　物联网中间件技术与标准　　物联网资源搜索与服务发现关键技术与标准　　企业信息服务系统关键技术与标准　　公共服务平台关键技术与标准　　物联网安全技术研究与关键标准制定　　8、物联网解析系统建设策略　　全国CRS系统的建设可以有两种方式分别是统一建设和分级建设：

　　统一建设　　由国家统一建设和维护全国CRS系统。

行业、区域需要建设CRS节点时，向国家提出申请，由国家统一建立和维护相关节点。

　　分级建设　　国家只负责建设和维护CRS国家级根节点，各行业和区域建设和维护各自的行业/区域CRS根节点以及行业/区域内部的CRS节点网络。

各行业和区域CRS节点须向国家申请和注册。

（1）国家统一建设方式　　国家制订统一的CRS标准，开发标准的CRS软件，建设和维护全国CRS网络，并提供统一的各行业/区域应用系统（管理中心、公共服务平台、企业IS系统等）的接入接口。

　　优点：

由国家统一建设和维护CRS这一物联网基础设施，行业、企业只需要接入即可，数据交换不会存在障碍。

　　缺点：

建设资金庞大；不利于调动行业积极性；需要针对各行业/区域的特殊需求，提供个性化解决方案。

（2）分级逐步建设方式　　国家制订国家CRS标准，行业可制订各自的行业标准。

　　国家负责国家CRS根节点的建设和维护，并负责与国际物联网互联。

　　各行业向国家物管中心注册，建设和维护各自的CRS根节点。

　　行业根节点以下的子节点在行业物管中心注册，由行业负责建设，并报国家物管中心备份。

　　9、中国物联网发展途径：

统一规划，分级实施；由点到面，逐步推进；需求引导，自主创新；广泛宣传，发动社会；　　五、交通运输部公路科学研究院在物联网相关工作　　开展RFID应用测试、标准研究等；完成交通行业RFID物品编码；研究中国物联网建设方案；开发和建立开环集装箱物联网演示系统；　　我国应在未来全球物联网发展中抢占先机、把握主动、维护经济信息安全，满足经济与社会发展需求！