1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)調(diào)查報(bào)告指導(dǎo)教師：.作者姓名：.作者學(xué)號(hào)：.完成時(shí)間：2012年3月20日.摘要：物聯(lián)網(wǎng)InternetofThings的概念是由麻省理工學(xué)院Auto-ID研究中心于1999年提出的，其最初的含義是指把所有物品通過射頻識(shí)別等信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別和管理。IBM于2009年1月提出了“智慧地球”構(gòu)想，物聯(lián)網(wǎng)為其中不可或缺的一部分。而奧巴馬對(duì)“智慧地球”的構(gòu)想做出了積極回應(yīng)，并將其提升為國(guó)家層級(jí)的發(fā)展戰(zhàn)略，從而引起全球廣泛關(guān)注。物聯(lián)網(wǎng)被看作是

2、推動(dòng)信息領(lǐng)域的一次重大發(fā)展和變革機(jī)遇。世界先進(jìn)國(guó)家都對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展高度重視，可以說物聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用將是繼計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)通信網(wǎng)之后的又一次信息革命。目前，關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的研究與應(yīng)用還處于初始階段，有關(guān)物聯(lián)網(wǎng)的定義還沒有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，物聯(lián)網(wǎng)的一些關(guān)鍵技術(shù)問題也沒有得到有效解決，更莫達(dá)成一個(gè)共識(shí)。國(guó)內(nèi)也有不少專家和學(xué)者對(duì)物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行了研究。關(guān)鍵字：BigTable數(shù)據(jù)管理技術(shù)，虛擬計(jì)算，編程模式，基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（IaaS），平臺(tái)即服務(wù)（PaaS）和軟件即服務(wù)（SaaS），遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)訪問目錄TOCo1-3hzu51.當(dāng)前應(yīng)用情況近來，物聯(lián)網(wǎng)已成為生活中炙手可熱的名詞，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用已成為推動(dòng)信息化發(fā)

3、展和產(chǎn)業(yè)變革的重要力量。目前，國(guó)外對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的研發(fā)、應(yīng)用主要集中在美、歐、日、韓等少數(shù)國(guó)家。其最初的研發(fā)方向主要是條形碼RFID等技術(shù)在商業(yè)零售，物流領(lǐng)域應(yīng)用，而隨著RFID傳感器技術(shù)，近程通信以及計(jì)算技術(shù)等的發(fā)展近年來其研發(fā)應(yīng)用開始拓展到環(huán)境監(jiān)測(cè)，生物，醫(yī)療智能基礎(chǔ)設(shè)施等領(lǐng)域。就目前而言，物聯(lián)網(wǎng)的許多相關(guān)技術(shù)仍在開發(fā)測(cè)試階段，離不同系統(tǒng)之間融合，物與物之間的普遍鏈接的遠(yuǎn)期目標(biāo)還存在一定差距。目前，物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用主要有智能交通中的電子車牌及電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)ETC智能電網(wǎng)，智能醫(yī)療的醫(yī)療監(jiān)護(hù)，智慧城市環(huán)境保護(hù)等方面。1.1電子車牌電子車牌作為物聯(lián)網(wǎng)在智能交通中的應(yīng)用，它是一種新興無線射頻自動(dòng)識(shí)別技

4、術(shù)。具有高速識(shí)別，防拆，防磁，加密，儲(chǔ)存等特點(diǎn)。公安交通管理部門應(yīng)用該技術(shù)，能精確全面地獲取交通信息，規(guī)范車輛使用和駕駛行為抑制車輛亂占道，亂變道，超速等違法違規(guī)行為，并能有效打擊肇事逃逸，克隆涉案等違法車輛1.2智能電網(wǎng)智能電網(wǎng)在發(fā)電環(huán)節(jié)上對(duì)常規(guī)機(jī)組，水庫(kù)，新能源風(fēng)電機(jī)組等布置傳感監(jiān)測(cè)點(diǎn)，在輸電環(huán)節(jié)上堆雷電線路氣象環(huán)境，線路覆冰，線路在線增容，導(dǎo)地線微風(fēng)振動(dòng)，導(dǎo)線溫度與弧垂，輸電線路風(fēng)偏，輸電線路圖像與視頻，桿塔傾斜在線監(jiān)測(cè)與預(yù)警等方面充分利用傳感技術(shù)，配電環(huán)節(jié)上對(duì)配電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)，配電網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)管理以及智能巡檢也充分利用各類傳感和識(shí)別技術(shù)。1.3智能醫(yī)療在智能醫(yī)療的醫(yī)療監(jiān)護(hù)應(yīng)用中醫(yī)療監(jiān)護(hù)人

5、身上可以安裝不同的傳感器，對(duì)人的健康參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控并且實(shí)時(shí)傳送到相關(guān)的醫(yī)療保健中心，如果有異常，保健中心通過手機(jī)提，醒您去醫(yī)院檢查身體，達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)智能分析，自動(dòng)預(yù)警。在智慧城市的平安城市建設(shè)應(yīng)用中，利用部署在大街小巷的全球眼監(jiān)控探頭。實(shí)現(xiàn)圖像敏感性智能分析并與等交互，實(shí)現(xiàn)探頭與探頭之間，探頭與人探頭與報(bào)警系統(tǒng)之間的聯(lián)動(dòng)，從而構(gòu)建和諧安全的城市生活環(huán)境。1.4環(huán)境保護(hù)環(huán)境保護(hù)應(yīng)用中，使用無線傳感技術(shù)應(yīng)用于生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)，生物種群研究，氣象和地理研究；洪水，火災(zāi)檢測(cè)，如跟蹤珍稀鳥類，動(dòng)物和昆蟲棲息分區(qū)域監(jiān)測(cè)水位及相關(guān)水資源與污染信息，鋪設(shè)大量節(jié)點(diǎn)隨時(shí)監(jiān)控林區(qū)內(nèi)部火險(xiǎn)情況，生活環(huán)境-水質(zhì)大氣，電磁輻射

6、，噪聲，降水，土壤，地質(zhì)災(zāi)害檢測(cè)等。2.技術(shù)組成通過對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)質(zhì)分析，發(fā)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的真正實(shí)現(xiàn)需要信息采集技術(shù)、近程通訊技術(shù)、信息遠(yuǎn)程傳輸技術(shù)、海量信息智能分析與控制技術(shù)等相互配合和完善。2.1信息采集技術(shù)信息采集是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)，目前的信息采集主要采用傳感器和電子標(biāo)簽等方式完成，傳感器用來感知采集點(diǎn)的環(huán)境參數(shù)，如溫度、震動(dòng)等，電子標(biāo)簽用于對(duì)采集點(diǎn)的信息進(jìn)行“標(biāo)準(zhǔn)化”標(biāo)識(shí)。目前市面上已經(jīng)有大量門類齊全且技術(shù)成熟的傳感器，如圖1。圖1各類傳感器組件2.2近程通訊技術(shù)近程通訊是新興的短距離連接技術(shù)，從很多無接觸式的認(rèn)證和互聯(lián)技術(shù)演化而來，RFID和藍(lán)牙技術(shù)是其中的重要代表。目前常用的RFID近程通訊如

7、圖2所示。RFID與人們常見的條形碼相比有比較明顯的優(yōu)勢(shì)，主要如下：2.3信息遠(yuǎn)程傳輸技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)的機(jī)器到機(jī)器、人到機(jī)器和機(jī)器到人的信息遠(yuǎn)程傳輸中，有多種技術(shù)可供選擇，目前主要有有線（如DSL、PON等）、無線（如CDMA、GPRS、IEEE802.11a/b/gWLAN等）。2.4海量信息智能分析與控制技術(shù)依托先進(jìn)的軟件技術(shù)，對(duì)各種物聯(lián)網(wǎng)信息進(jìn)行海量存儲(chǔ)與快速處理，并將處理結(jié)果實(shí)時(shí)反饋給物聯(lián)網(wǎng)的各種“控制”部件。目前興起的云計(jì)算就是滿足物聯(lián)網(wǎng)海量信息處理需求的計(jì)算模型。綜合上述可以看出，物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)從互聯(lián)網(wǎng)、近程通訊網(wǎng)演進(jìn)而來，圖3描述了物聯(lián)網(wǎng)與現(xiàn)存的其他網(wǎng)絡(luò)之間的關(guān)系。3.核心技術(shù)分析3.

8、1感知層3.1.1傳感器技術(shù)傳感技術(shù)同計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)一起被稱為信息技術(shù)的三大技術(shù)。從仿生學(xué)觀點(diǎn)，如果把計(jì)算機(jī)看成處理和識(shí)別信息的“大腦”，把通信系統(tǒng)看成傳遞信息的“神經(jīng)系統(tǒng)”的話，那么傳感器就是“感覺器官”。微型無線傳感技術(shù)以及以此組件的傳感網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)感知層的重要技術(shù)手段。物聯(lián)網(wǎng)傳感器在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用從廣義上講，傳感器就是能感知外界信息并能按一定規(guī)律將這些信息轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)的裝置；簡(jiǎn)單說傳感器是將外界信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的裝置。所以它由敏感元器件（感知元件）和轉(zhuǎn)換器件兩部分組成，有的半導(dǎo)體敏感元器件可以直接輸出電信號(hào)，本身就構(gòu)成傳感器。敏感元器件品種繁多，就其感知外界信息的原理來講，可分為物

9、理類，基于力、熱、光、電、磁和聲等物理效應(yīng)?；瘜W(xué)類，基于化學(xué)反應(yīng)的原理。生物類，基于酶、抗體、和激素等分子識(shí)別功能。通常據(jù)其基本感知功能可分為熱敏元件、光敏元件、氣敏元件、力敏元件、磁敏元件、濕敏元件、聲敏元件、放射線敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大類。3.1.2射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)射頻識(shí)別（RadioFrequencyIdentification，簡(jiǎn)稱RFID）是通過無線電信號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)的無線通訊技術(shù)。在國(guó)內(nèi)，RFID已經(jīng)在身份證、電子收費(fèi)系統(tǒng)和等領(lǐng)域有了廣泛應(yīng)用。無線射頻識(shí)別是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它的工作原理如下：使用射頻電磁波通過空間耦合(交變磁場(chǎng)或電磁場(chǎng))

10、在閱讀器和進(jìn)行識(shí)別、分類和跟蹤的移動(dòng)物品（物品上附著有RFID標(biāo)簽）之間實(shí)現(xiàn)無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達(dá)到識(shí)別目的的技術(shù)。RFID是一種利用電磁能量實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別和數(shù)據(jù)捕獲技術(shù)，可以提供無人看管的自動(dòng)監(jiān)視與報(bào)告作業(yè)。具體的工作原理如下：當(dāng)裝有電子標(biāo)簽的物體接近微波天線時(shí)，閱讀器受控發(fā)出微波查詢信號(hào)。安裝在物體表面的電子標(biāo)簽收到經(jīng)微波天線發(fā)出的查詢信號(hào)后，根據(jù)查詢信號(hào)中的命令要求，將標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)信息反射回微波天線。微波天線接收到電子標(biāo)簽反射回的微波合成信號(hào)后，經(jīng)閱讀器內(nèi)部微處理器處即可將電子標(biāo)簽中的識(shí)別代碼等信息分離出來。這些識(shí)別信息作為物體的特征數(shù)據(jù)被傳送到控制計(jì)算機(jī)作進(jìn)一步處理，從而完成

11、與物體有關(guān)的信息查詢、統(tǒng)計(jì)、管理等應(yīng)用。整個(gè)識(shí)別工作無須人工干預(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，并且閱讀器能自行判斷RFID標(biāo)簽是否被重復(fù)讀取處理。RFID技術(shù)的這些功能特性很適合流水線上產(chǎn)品的控制，以實(shí)現(xiàn)流水作業(yè)管理，得以使整個(gè)流水線管理自動(dòng)化。RFID技術(shù)市場(chǎng)應(yīng)用成熟，標(biāo)簽成本低廉，但RFID一般不具備數(shù)據(jù)采集功能，多用來進(jìn)行物品的甄別和屬性的存儲(chǔ)，且在金屬和液體環(huán)境下應(yīng)用受限，RFID技術(shù)屬于物聯(lián)網(wǎng)的信息采集層技術(shù)。3.1.3微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）微機(jī)電系統(tǒng)是從微機(jī)械（MicroMachinery）發(fā)展而來，原指利用光刻技術(shù)制造微米或納米尺度的

12、零件、部件或簡(jiǎn)單機(jī)構(gòu)的系統(tǒng)。隨著技術(shù)的發(fā)展，研究對(duì)象已不再是簡(jiǎn)單的零件和簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)，而是集光機(jī)電于一體，可以驅(qū)動(dòng)，完成一定功能的復(fù)雜系統(tǒng)，與之相關(guān)的制造、檢測(cè)、控制等技術(shù)則稱為微系統(tǒng)技術(shù)（MST）。納米技術(shù)是實(shí)現(xiàn)微機(jī)械系統(tǒng)的重要技術(shù)基礎(chǔ)。就目前而言，MEMS一般是指是指由微機(jī)械加工方法加工的微傳感器和微執(zhí)行器，與微電子信號(hào)處理和控制電路有機(jī)結(jié)合而成的自動(dòng)化和智能化的微系統(tǒng)。一般是指外形輪廓尺寸在毫米量級(jí)以下，構(gòu)成的元件尺寸在微米納米量級(jí)（10-610-9m）的可控制、可運(yùn)動(dòng)的微型機(jī)電裝置。當(dāng)前的尺寸為1m1mm，未來也可能達(dá)到nm級(jí)。它將微型傳感器、微型執(zhí)行器、信號(hào)處理電路、自動(dòng)控制電路、計(jì)算機(jī)

13、接口電路、遠(yuǎn)距離通信系統(tǒng)和電源集為一體，構(gòu)成一個(gè)完整的系統(tǒng)。其中微傳感器獲取信息，信號(hào)處理與控制電路處理信息并作出決策，微執(zhí)行器則實(shí)現(xiàn)機(jī)械動(dòng)作。對(duì)這一新興領(lǐng)域，各國(guó)學(xué)者使用不同的術(shù)語(yǔ)來表述。日本稱之為微機(jī)械（Micromachine），歐洲叫作微系統(tǒng)（Microsystems），美國(guó)稱之為微電子機(jī)械系統(tǒng)（Microelectromechanical3.1.4GPS技術(shù)GPS技術(shù)又稱為全球定位系統(tǒng)，是具有海、陸、空全方位實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。GPS作為移動(dòng)感知技術(shù)，是物聯(lián)網(wǎng)延伸到移動(dòng)物體采集移動(dòng)物體信息的重要技術(shù)，更是物流智能化、智能交通的重要技術(shù)。GPS定位系統(tǒng)原理

14、：由24顆GPS衛(wèi)星在離地面1萬(wàn)2千公里的高空上，以12小時(shí)的周期環(huán)繞地球運(yùn)行，使得在任意時(shí)刻，在地面上的任意一點(diǎn)都可以同時(shí)觀測(cè)到4顆以上的衛(wèi)星。由于衛(wèi)星的位置精確可知，在GPS觀測(cè)中，我們可得到衛(wèi)星到接收機(jī)的距離，利用三維坐標(biāo)中的距離公式，利用3顆衛(wèi)星，就可以組成3個(gè)方程式，解出觀測(cè)點(diǎn)的位置(X,Y,Z)。考慮到衛(wèi)星的時(shí)鐘與接收機(jī)時(shí)鐘之間的誤差，實(shí)際上有4個(gè)未知數(shù)，X、Y、Z和鐘差，因而需要引入第4顆衛(wèi)星，形成4個(gè)方程式進(jìn)行求解，從而得到觀測(cè)點(diǎn)的經(jīng)緯度、高程，再根據(jù)經(jīng)緯度計(jì)算精確時(shí)間等信息。三連星GPS定位系統(tǒng)采用的是谷歌在線地圖，以建筑物為參照物，找車更快、更準(zhǔn)。3.2信息匯聚層3.2.1

15、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）技術(shù)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WirelessSensorNetwork,簡(jiǎn)稱WSN)的基本功能是將一系列空間分散的傳感器單元通過自組織的無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，從而將各自采集的數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸匯總，以實(shí)現(xiàn)對(duì)空間分散范圍內(nèi)的物理或環(huán)境狀況的協(xié)作監(jiān)控，并根據(jù)這些信息進(jìn)行相應(yīng)的分析和處理。無線傳感網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)由傳感器節(jié)點(diǎn)，匯聚節(jié)點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)收集處理決策部分及分散用戶接收裝置組成，節(jié)點(diǎn)間能夠通過自組織方式構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)。傳感器節(jié)點(diǎn)獲得的數(shù)據(jù)沿著相鄰節(jié)點(diǎn)逐跳進(jìn)行傳輸，在傳輸過程中所得的數(shù)據(jù)可被多個(gè)節(jié)點(diǎn)處理，經(jīng)多跳路由到協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)，最后通過互聯(lián)網(wǎng)或無線傳輸方式到達(dá)管理節(jié)點(diǎn)，用戶可以對(duì)傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行決

16、策管理、發(fā)出命令以及獲得信息。WSN技術(shù)貫穿物聯(lián)網(wǎng)的三個(gè)層面，是結(jié)合了計(jì)算、通信、傳感器三項(xiàng)技術(shù)的一門新興技術(shù)，具有較大范圍、低成本、高密度、靈活布設(shè)、實(shí)時(shí)采集、全天候工作的優(yōu)勢(shì)，且對(duì)物聯(lián)網(wǎng)其他產(chǎn)業(yè)具有顯著帶動(dòng)作用。3.2.2Wi-FiWi-Fi（WirelessFidelity,無線保真技術(shù)）是一種基于接入點(diǎn)（AccessPoint)的無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，目前已有一定規(guī)模的布設(shè)，在部分應(yīng)用中與傳感器相結(jié)合。Wi-Fi技術(shù)屬于物聯(lián)網(wǎng)的信息匯總層技術(shù)。它遵循IEEE所制定的802.11x系列標(biāo)準(zhǔn)，所以一般所謂的802.11x系列標(biāo)準(zhǔn)都屬于Wi-Fi。根據(jù)802.11x標(biāo)準(zhǔn)的不同，Wi-Fi的工作頻段也

17、有2.4G/HZ和5G/HZ的差別。但是Wi-Fi卻能夠?qū)崿F(xiàn)隨時(shí)隨地上網(wǎng)需求，也能提供較高速的寬帶接入。Wi-Fi所遵循的802.11標(biāo)準(zhǔn)是以前軍方所使用的無線電通信技術(shù)。而且，至今還是美軍軍方通信器材對(duì)抗電子干擾的重要通信技術(shù)。因?yàn)?，Wi-Fi中所采用的SS（SpreadSpectrum，展頻）技術(shù)具有非常優(yōu)良的抗干擾能力，并且當(dāng)需要反跟蹤、反竊聽是同時(shí)具有很出色的效果，所以不需要擔(dān)心Wi-Fi技術(shù)不能提供穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。而常用的展頻技術(shù)有如下4種：DD-SS直序展頻，F(xiàn)H-SS調(diào)頻展頻，TH-SS跳時(shí)展頻，C-SS連續(xù)波調(diào)頻。在上面常用的技術(shù)中，前兩種展頻技術(shù)很常見，也就是DS-SS和FH

18、-SS。后兩種則是根據(jù)前面的技術(shù)加以變化，也就是TH-SS和C-SS通常不會(huì)單獨(dú)使用，而且整合到其他的展頻技術(shù)上，組成信號(hào)更隱密、功率更低、傳輸更為精確的混合展頻技術(shù)。綜合來看展頻技術(shù)有以下方面的優(yōu)勢(shì)：反竊聽，抗干擾，有限度的保密。當(dāng)然，Wi-Fi技術(shù)也存在著諸如兼容性，安全性等方面的問題，不過它也憑借著自身的優(yōu)勢(shì)，占據(jù)著主流無線傳輸?shù)牡匚弧?.3.3GPRSGPRS（GeneralPacketRadioService,通用分組無線服務(wù))是一種基于GSM移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)服務(wù)技術(shù)。GPRS技術(shù)可以充分利用現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡(luò)，目前在很多領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用，在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域也有部分應(yīng)用。GPRS技術(shù)屬于物聯(lián)網(wǎng)

19、的信息匯總層技術(shù)。3.3傳輸層3.3.1通信網(wǎng)通信網(wǎng)是一種使用交換設(shè)備、傳輸設(shè)備，將地理上分散用戶終端設(shè)備互連起來實(shí)現(xiàn)通信和信息交換的系統(tǒng)。通信最基本的形式是在點(diǎn)與點(diǎn)之間建立通信系統(tǒng)，但這不能稱為通信網(wǎng)，只有將許多的通信系統(tǒng)（傳輸系統(tǒng)）通過交換系統(tǒng)按一定拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)組合在一起才能稱之為通信。也就是說，有了交換系統(tǒng)才能使某一地區(qū)內(nèi)任意兩個(gè)終端用戶相互接續(xù)，才能組成通信網(wǎng)。3.3.23G網(wǎng)絡(luò)3G是英文the3rdGeneration的縮寫，指第三代移動(dòng)通信技術(shù)。相對(duì)第一代模擬制式手機(jī)（1G）和第二代GSM、CDMA等數(shù)字手機(jī)，第三代手機(jī)（3G）是指將無線通信與國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)等多媒體通信結(jié)合的新一代移動(dòng)通信

20、系統(tǒng)。為了提供這種服務(wù)，無線網(wǎng)絡(luò)必須能夠支持不同的數(shù)據(jù)傳輸速度，也就是說在室內(nèi)、室外和行車的環(huán)境中能夠分別支持至少2Mbps（兆字節(jié)每秒）、384kbps（千字節(jié)每秒）以及144kbps的傳輸速度。國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）在2000年5月確定WCDMA、CDMA2000和TDSCDMA三大主流無線接口標(biāo)準(zhǔn)，寫入3G技術(shù)指導(dǎo)性文件2000年國(guó)際移動(dòng)通訊計(jì)劃（簡(jiǎn)稱IMT2000）。WCDMA：即WidebandCDMA，也稱為CDMADirectSpread，意為寬頻分碼多重存取，其支持者主要是以GSM系統(tǒng)為主的歐洲廠商，日本公司也或多或少參與其中，包括歐美的愛立信、阿爾卡特、諾基亞、朗訊、北電，以

21、及日本的NTT、富士通、夏普等廠商。這套系統(tǒng)能夠架設(shè)在現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)上，對(duì)于系統(tǒng)提供商而言可以較輕易地過渡，而GSM系統(tǒng)相當(dāng)普及的亞洲對(duì)這套新技術(shù)的接受度預(yù)料會(huì)相當(dāng)高。因此WCDMA具有先天的市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)。CDMA2000：CDMA2000也稱為CDMAMultiCarrier，由美國(guó)高通北美公司為主導(dǎo)提出，摩托羅拉、Lucent和后來加入的韓國(guó)三星都有參與，韓國(guó)現(xiàn)在成為該標(biāo)準(zhǔn)的主導(dǎo)者。這套系統(tǒng)是從窄頻CDMAOne數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)衍生出來的，可以從原有的CDMAOne結(jié)構(gòu)直接升級(jí)到3G，建設(shè)成本低廉。但目前使用CDMA的地區(qū)只有日、韓和北美，所以CDMA2000的支持者不如WCDMA多。不過CDMA2

22、000的研發(fā)技術(shù)卻是目前各標(biāo)準(zhǔn)中進(jìn)度最快的，許多3G手機(jī)已經(jīng)率先面世。TDSCDMA：該標(biāo)準(zhǔn)是由中國(guó)大陸?yīng)氉灾贫ǖ?G標(biāo)準(zhǔn)，1999年6月29日，中國(guó)原郵電部電信科學(xué)技術(shù)研究院（大唐電信）向ITU提出。該標(biāo)準(zhǔn)將智能無線、同步CDMA和軟件無線電等當(dāng)今國(guó)際領(lǐng)先技術(shù)融于其中，在頻譜利用率、對(duì)業(yè)務(wù)支持具有靈活性、頻率靈活性及成本等方面的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。另外，由于中國(guó)內(nèi)的龐大的市場(chǎng)，該標(biāo)準(zhǔn)受到各大主要電信設(shè)備廠商的重視，全球一半以上的設(shè)備廠商都宣布可以支持TDSCDMA標(biāo)準(zhǔn)。3.3.3GPRS網(wǎng)絡(luò)這是一種基于GSM系統(tǒng)的無線分組交換技術(shù)，提供端到端的、廣域的無線IP連接。通俗的講，GPRS是一項(xiàng)高速數(shù)據(jù)處理

23、的科技，方法是以“分組”的形式傳送資料到用戶手上。雖然GPRS是作為現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡(luò)向第三代移動(dòng)通信演變的過渡技術(shù)，但是它在許多方面都具有顯著的優(yōu)勢(shì)。3.3.4廣電網(wǎng)絡(luò)廣電網(wǎng)通常是各地有線電視網(wǎng)絡(luò)公司（臺(tái)）負(fù)責(zé)運(yùn)營(yíng)的，通過HFC（光纖+同軸電纜混合網(wǎng)）網(wǎng)向用戶提供寬帶服務(wù)及電視服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，寬帶可通過CableModem連接到計(jì)算機(jī)，理論到戶最高速率38M，實(shí)際速度要視網(wǎng)絡(luò)情況而定。3.3.5NGB廣域網(wǎng)絡(luò)中國(guó)下一代廣播電視網(wǎng)（NGB）是以有線電視數(shù)字化和移動(dòng)多媒體廣播（CMMB）的成果為基礎(chǔ)，以自主創(chuàng)新的“高性能帶寬信息網(wǎng)”核心技術(shù)為支撐，構(gòu)建適合我國(guó)國(guó)情的、三網(wǎng)融合的、有線無線相結(jié)合的、全程全網(wǎng)

24、的下一代廣播電視網(wǎng)絡(luò)。3.4運(yùn)營(yíng)層3.4.1企業(yè)資源計(jì)劃（ERP）ERP是指建立在信息技術(shù)基礎(chǔ)上，以系統(tǒng)化的管理思想，為企業(yè)決策層及員工提供決策運(yùn)行手段的管理平臺(tái)。屬于物聯(lián)網(wǎng)的信息處理層技術(shù)。3.4.2專家系統(tǒng)（ExperSystem)專家系統(tǒng)是一個(gè)含有大量的某個(gè)領(lǐng)域?qū)＜宜降闹R(shí)與經(jīng)驗(yàn)，能夠利用人類專家的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)來處理該領(lǐng)域問題的智能計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng)。屬于信息處理層技術(shù)。3.4.3云計(jì)算云計(jì)算概念間由Google提出的，這是一個(gè)美麗的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用模式，是指IT基礎(chǔ)設(shè)施的交付和使用，通過網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴(kuò)展的方式獲得所需的資源。3.5應(yīng)用層應(yīng)用層主要是根據(jù)行業(yè)特點(diǎn)，借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)手段，開發(fā)各類的行業(yè)

25、應(yīng)用解決方案，將物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)與行業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)、信息化管理、組織調(diào)度結(jié)合起來，形成各類的物聯(lián)網(wǎng)解決方案，構(gòu)建智能化的行業(yè)應(yīng)用。如交通行業(yè)，涉及的就是智能交通技術(shù)；行業(yè)采用的是智能電網(wǎng)技術(shù)；物流行業(yè)采用的智慧物流技術(shù)等。行業(yè)的應(yīng)用還要更多涉及系統(tǒng)集成技術(shù)、資源打包技術(shù)等。4.當(dāng)前遇到的問題4.1在射頻識(shí)別系統(tǒng)中的問題在RFID裝置中，工作頻率增加到微波區(qū)域的時(shí)候，天線與標(biāo)簽芯片之間的匹配問題變得更加嚴(yán)峻。在選擇天線的時(shí)候的主要考慮是：天線的類型；天線的阻抗：在應(yīng)用到物品上的RFID的性能；在有其他的物品圍繞貼標(biāo)簽物品時(shí)的RFID性能。可能的選擇這里有兩種使用方式：一）貼標(biāo)簽的物品被放在倉(cāng)庫(kù)中，有一

26、個(gè)便攜裝置，可能是手持式，詢問所有的物品，并且需要它們給予信息反饋信息。在倉(cāng)庫(kù)的門口安裝讀卡設(shè)配，詢問并記錄進(jìn)出物品。還有一個(gè)主要的選擇是有源標(biāo)簽還是無源標(biāo)簽?？蛇x的天線在435MHz,2.45GHz和5.8GHz頻率是用的RFID系統(tǒng)中，可選的天線有幾種，見下表，它們重點(diǎn)考慮了天線的尺寸。這樣的小天線的增益是有限的，增益的大小取決于輻射模式的類型，全向的天線具有峰值增益0到2dBi；方向性的天線的增益可以達(dá)到6dBi。增益大小影響天線的作用距離。下表中的前三個(gè)種類的天線是線極化的，但是微帶面天線可以使圓極化的，對(duì)數(shù)螺旋天線僅僅是圓極化的。由于RFID標(biāo)簽的方向性是不可控的，所以讀卡機(jī)必須是圓

27、極化的。一個(gè)圓極化的標(biāo)簽天線可以產(chǎn)生3dB以強(qiáng)的信號(hào)。4.2阻抗問題為了最大功率傳輸，天線后的芯片的輸入阻抗必須和天線的輸出阻抗匹配。幾十年來，設(shè)計(jì)天線與50或70歐姆的阻抗匹配，但是可能設(shè)計(jì)天線具有其他的特性阻抗。例如，一個(gè)縫隙天線可以設(shè)計(jì)具有幾百歐姆的阻抗。一個(gè)折疊偶極子的阻抗可以是一做個(gè)標(biāo)準(zhǔn)半波偶極子阻抗的20倍。印刷貼片天線的引出點(diǎn)能夠提供一個(gè)很寬范圍的阻抗(通常是40到100歐姆)。選擇天線的類型，以至于它的阻抗能夠和標(biāo)簽芯片的輸入阻抗匹配是十分關(guān)鍵的。另一個(gè)問題是其他的與天線接近的物體可以降低天線的返回?fù)p耗。對(duì)于全向天線，例如雙偶極子天線，這個(gè)影響是顯著的。改變雙偶極子天線和一聽番

28、茄醬的間距做了一些實(shí)際測(cè)量，顯示了一些變化。其他的物體也有相似的影響。此外是物體的介電常數(shù)，而不是金屬，改變了諧振頻率。一塑料瓶子水降低了最小返回?fù)p耗頻率16%。當(dāng)物體與天線的距離小于62.5mm的時(shí)候，返回?fù)p耗將導(dǎo)致一個(gè)3.0dB的插入損耗，而天線的自由空間插入損耗才0.2dB?？梢栽O(shè)計(jì)天線使它與接近物體的情況相匹配，但是天線的行為對(duì)于不同的物體和不同的物體距離而不同。對(duì)于全向天線是不可行的，所以設(shè)計(jì)方向性強(qiáng)的天線，它們不受這個(gè)問題的影響。4.3輻射問題在一個(gè)無反射的環(huán)境中測(cè)試了天線的模式，包括了各種需要貼標(biāo)簽的物體，在使用全向天線的時(shí)候性能嚴(yán)重下降。圓柱金屬聽引起的性能下降是最嚴(yán)重的，在它

29、與天線距離50mm的時(shí)候，反回的信號(hào)下降大于20dB。天線與物體的中心距離分開到100150mm的時(shí)候，反回信號(hào)下降約10到12dB。在與天線距離100mm的時(shí)候，測(cè)量了幾瓶水（塑料和玻璃），反回信號(hào)降低大于10dB。在蠟紙盒的液體，甚至蘋果上做試驗(yàn)得到了類似的結(jié)果。局部結(jié)構(gòu)的影響在使用手持的儀器的時(shí)候，大量的其他臨近物體的使讀卡機(jī)天線和標(biāo)簽天線的輻射模式嚴(yán)重失真。這可以對(duì)于2.45GHz的工作頻率計(jì)算，假設(shè)一個(gè)代表性的幾何形狀，和自由空間相比，顯示返回信號(hào)降低了10dB，在雙天線同時(shí)使用的時(shí)候，比預(yù)料的模式下降的更多。在倉(cāng)庫(kù)的使用環(huán)境下，一個(gè)物品盒子具有一個(gè)標(biāo)簽會(huì)有問題，幾個(gè)標(biāo)簽貼在一個(gè)盒子

30、上以確保所有時(shí)候都有一個(gè)標(biāo)簽是可以看見的。便攜系統(tǒng)的使用有幾個(gè)天線的問題。每個(gè)盒子兩個(gè)天線足夠適合門禁裝置探測(cè)，這樣局部結(jié)構(gòu)的影響變得不再重要，因?yàn)殚T禁裝置的讀卡機(jī)天線被固定在倉(cāng)庫(kù)的出入，并且直接指向貼標(biāo)簽的物體。4.4距離問題距離：RFID天線的增益和是否使用有源的標(biāo)簽芯片將影響系統(tǒng)的使用距離。樂觀的考慮，在電磁場(chǎng)的輻射強(qiáng)度符合UK的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，2.45GHz的無源情況下，全波整流，驅(qū)動(dòng)電壓不大于3伏，優(yōu)化的RFID天線阻抗環(huán)境(阻抗200或300歐姆)，使用距離大約是1米3。如果使用WHO限制4則更適合于全球范圍的使用，但是作用距離下降了一半。這些限制了讀卡機(jī)到標(biāo)簽的電磁場(chǎng)功率。作用距離隨著頻率升高而下降。如果使用有源芯片作用距離可以達(dá)到5到10米。當(dāng)RFID的發(fā)射頻道達(dá)到高頻或是超高頻時(shí)，也就是通過衛(wèi)星傳送信號(hào)，這就實(shí)現(xiàn)了GPS的定位方案。這樣傳送的距離那是不可估量的。5.未來發(fā)展趨勢(shì)在物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展過程中，一開始會(huì)是條形碼、RFID的高頻和超高頻技術(shù)的混用，然后再逐步普遍采用。在開始階段，沒有技術(shù)能力和資金實(shí)力的中、小企業(yè)，在尚未明確