物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其在車輛中的應(yīng)用23

1、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其在車輛中的應(yīng)用黃勝龍2011年5月18日目錄1.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展 .31.1感知層技術(shù) .31.2網(wǎng)絡(luò)層技術(shù) .51.3應(yīng)用層技術(shù) .132.物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用 .132.1物聯(lián)網(wǎng)在生活中的應(yīng)用范圍 .132.2物聯(lián)網(wǎng)在國內(nèi)外的應(yīng)用 .162.3物聯(lián)網(wǎng)在車輛中的應(yīng)用 .191.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)可分為三層：感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。感知層是物聯(lián)網(wǎng)的皮膚和五官識別物體，采集信息。感知層包括二維碼標(biāo)簽和識讀器、RFID標(biāo)簽和讀寫器、攝像頭、GPS傳感器、終端、傳感器網(wǎng)絡(luò)等，主要是識別物體，采集信息，與人體結(jié)構(gòu)中皮膚和五 官的作用相似。網(wǎng)絡(luò)層是物聯(lián)網(wǎng)的神經(jīng)中樞和大腦信息傳遞和處理。網(wǎng)絡(luò)層包括通

2、信與互聯(lián)網(wǎng)的融合網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)管理中心、信息中心和智能處理中心等。網(wǎng)絡(luò)層將感知層獲取的信息進行傳遞和處理，類似于人體結(jié)構(gòu)中的神經(jīng)中樞和大腦。應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)的“社會分工”與行業(yè)需求結(jié)合，實現(xiàn)廣泛智能化。應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)與行業(yè)專業(yè)技術(shù)的深度融合，與行業(yè)需求結(jié)合，實現(xiàn)行業(yè)智能化，這類似于人的社會分工，最終構(gòu)成人類社會。1.1感知層技術(shù)1、傳感器技術(shù)傳感技術(shù)同計算機技術(shù)與通信技術(shù)一起被稱為信息技術(shù)的三大支柱。從仿生學(xué)觀點，如果把計算機看成處理和識別信息的“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”。傳感技術(shù)是關(guān)于從自然信源獲取信息，并對之進行處理（變換）和識別的一門多學(xué)科

3、交叉的現(xiàn)代科學(xué)與工程技術(shù)，它涉及傳感器（又稱換能器）、信息處理和識別的規(guī)劃設(shè)計、開發(fā)、制/建造、測試、應(yīng)用及評價改進等活動。獲取信息靠各類傳感器，它們有各種物理量、化學(xué)量或生物量的傳感器。按照信息論的凸性定理，傳感器的功能與品質(zhì)決定了傳感系統(tǒng)獲取自然信息的信息量和信息質(zhì)量，是高品質(zhì)傳感技術(shù)系 統(tǒng)的構(gòu)造第一個關(guān)鍵。信息處理包括信號的預(yù)處理、后置處理、特征提取與選擇等。識別的主要任務(wù)是對 經(jīng)過處理信息進行辨識與分類。它利用被識別（或診斷）對象與特征信息間的關(guān)聯(lián)關(guān)系模型對輸入的特征 信息集進行辨識、比較、分類和判斷。因此，傳感技術(shù)是遵循信息論和系統(tǒng)論的。它包含了眾多的高新技 術(shù)、被眾多的產(chǎn)業(yè)廣泛采用

4、。它也是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)條件，應(yīng)該受到足夠地重視。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。2、射頻識別（RFID）技術(shù)射頻識別（Radio Frequency Identification ，簡稱RFID）是通過無線電信號識別特定目標(biāo)并讀寫相 關(guān)數(shù)據(jù)的無線通訊技術(shù)。在國內(nèi)，RFID已經(jīng)在身份證件、電子收費系統(tǒng)和物流管理等領(lǐng)域有了廣泛的應(yīng)用。RFID技術(shù)市場應(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，多用來進行物品的身份甄別和屬性的存儲，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)。物聯(lián)網(wǎng)主要涉及電子標(biāo)簽、傳感器、芯片及智能

5、卡等三大領(lǐng)域，而在對傳感網(wǎng)技術(shù)的開發(fā)和市場的拓 展中，其中非常關(guān)鍵的技術(shù)之一是 RFID技術(shù)。實質(zhì)是利用RFID技術(shù)結(jié)合已有的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、中間件技術(shù)等，構(gòu)筑一個由大量聯(lián)網(wǎng)的閱讀器Reader和無數(shù)移動的標(biāo)簽 Tag組成比互聯(lián)網(wǎng)更為龐大的物聯(lián)網(wǎng)，因此RFID技術(shù)成為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的排頭兵。RFID技術(shù)是Radio Frequency Identification的縮寫，即射頻識別技術(shù)，是一項利用射頻信號通過空間電磁耦合實現(xiàn)無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達到物體識別的技術(shù)。RFID系統(tǒng)主要由三部分組成：電子標(biāo)簽（Tag）、讀寫器（Reader）和天線（Antenna）。其中，電子標(biāo) 簽芯片

6、具有數(shù)據(jù)存儲區(qū)，用于存儲待識別物品的標(biāo)識信息；讀寫器是將約定格式的待識別物品的標(biāo)識信息 寫入電子標(biāo)簽的存儲區(qū)中（寫入功能），或在讀寫器的閱讀范圍內(nèi)以無接觸的方式將電子標(biāo)簽內(nèi)保存的信息讀取岀來（讀岀功能）；天線用于發(fā)射和接收射頻信號，往往內(nèi)置在電子標(biāo)簽或讀寫器中。RFID技術(shù)的工作原理是：電子標(biāo)簽進入讀寫器產(chǎn)生的磁場后，接收解讀器發(fā)岀的射頻信號，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送岀存儲在芯片中的產(chǎn)品信息（無源標(biāo)簽或被動標(biāo)簽），或者主動發(fā)送某一頻率的信號（有源標(biāo)簽或主動標(biāo)簽）；解讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。RFID按應(yīng)用頻率的不同分為低頻（LF）、高頻（HF）、超高頻（UHF

7、）微波（MW,相對應(yīng)的代表性頻率分別為：低頻 135KHZ以下、高頻 13.56MHz、超高頻 860M-960MHz微波2.4G-5.8G。目前，實際 RFID 應(yīng)用以低頻和高頻產(chǎn)品為主，但超高頻標(biāo)簽因其具有可識別距離遠和成本低的優(yōu)勢，未來將有望逐漸成為主流。據(jù)統(tǒng)計，2008年全球RFID市場規(guī)模將從去年的49.3億美元上升到52.9億美元，這個數(shù)字覆蓋了 RFID市場的方方面面，包括標(biāo)簽、閱讀器、其他基礎(chǔ)設(shè)施、軟件和服務(wù)等。RFID卡和卡相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)備將占今年市場的57.3%，達30.3億美元。來自金融、安防行業(yè)的應(yīng)用，如非接觸支付、門禁控制將推動 RFID 卡類市場的增長。全球標(biāo)簽使用數(shù)將

8、達到 21.6億個，2007年為17.4億個，而2006年僅為10.2億個。在所有21.6億 個標(biāo)簽使用量中，強制性的貨盤和貨箱貼標(biāo)應(yīng)用的標(biāo)簽將為3.25億個，即占總量的15%。除零售商強制要求應(yīng)用外，零售業(yè)標(biāo)簽的總體應(yīng)用量都呈上升趨勢。動物貼標(biāo)應(yīng)用快速增長，特別是中國和澳大利亞、新西蘭等國家。2009年動物貼標(biāo)應(yīng)用將消費 900萬個標(biāo)簽。智能紙質(zhì)標(biāo)簽是最主要的標(biāo)簽應(yīng)用形式，據(jù)預(yù)測，到 2018年，RFID紙質(zhì)標(biāo)簽將占標(biāo)簽總數(shù)的99.1%。2009年中國RFID市場規(guī)模將達到50億元，年復(fù)合增長率為 33%其中電子標(biāo)簽超過 38億元、 讀寫器接近7億元、軟件和服務(wù)達到 5億元的市場格局。3、微

9、機電系統(tǒng)（MEMS微機電系統(tǒng)（Micro Electro Mechanical Systems ，簡稱MEM）是指利用大規(guī)模集成電路制造工藝，經(jīng)過微米級加工，得到的集微型傳感器、執(zhí)行器以及信號處理和控制電路、接口電路、通信和電源于一體 的微型機電系統(tǒng)。MEM技術(shù)近幾年的飛速發(fā)展，為傳感器節(jié)點的智能化、小型化、功率的不斷降低制造了成熟的條件， 目前已經(jīng)在全球形成百億美元規(guī)模的龐大市場。近年更是岀現(xiàn)了集成度更高的納米機電系統(tǒng)（Nano-Electromechanical System ，簡稱NEM$。具有微型化、智能化、多功能、高集成度和適合大批量 生產(chǎn)等特點。MEM技術(shù)屬于物聯(lián)網(wǎng)的信息采集層技術(shù)

10、。4、GPS技術(shù)GPS又稱為全球定位系統(tǒng)（Global Positioning SystemGPS，是具有海、陸、空全方位實時三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。GPS是由空間星座、地面控制和用戶設(shè)備等三部分構(gòu)成的。GPS測量技術(shù)能夠快速、高效、準(zhǔn)確地提供點、線、面要素的精確三維坐標(biāo)以及其他相關(guān)信息，具有全天候、 高精度、自動化、高效益等顯著特點，廣泛應(yīng)用于軍事、民用交通（船舶、飛機、汽車等）導(dǎo)航、大地測量、攝影測量、野外考察探險、土地利用調(diào)查、精確農(nóng)業(yè)以及日常生活（人員跟蹤、休閑娛樂）等不同領(lǐng)域。GPS作為移動感知技術(shù)，是物聯(lián)網(wǎng)延伸到移動物體采集移動物體信息的重要技術(shù)，更 是物流智

11、能化、可視化重要技術(shù)，是智能交通重要技術(shù)。1.2網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)網(wǎng)絡(luò)層是物聯(lián)網(wǎng)的神經(jīng)中樞和大腦-用于傳遞信息和處理信息。網(wǎng)絡(luò)層包括通信網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的融合網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)管理中心、信息中心和智能處理中心等。網(wǎng)絡(luò)層將感知層獲取的信息進行傳遞和處理，類似于人體結(jié)構(gòu)中的神經(jīng)中樞和大腦。網(wǎng)絡(luò)層解決的是傳輸和預(yù)處理感知層所獲得數(shù)據(jù)的問題。這些數(shù)據(jù)可以通過移動通信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)、各類專網(wǎng)、小型局域網(wǎng)等進行傳輸。特別是在三網(wǎng)融合后，有線電視網(wǎng)也能承擔(dān)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層 的功能，有利于物聯(lián)網(wǎng)的加快推進。網(wǎng)絡(luò)層所需要的關(guān)鍵技術(shù)包括長距離有線和無線通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 等。物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層將建立在現(xiàn)有的移動通信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上。物

12、聯(lián)網(wǎng)通過各種接入設(shè)備與移動通信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)相連，例如手機付費系統(tǒng)中由刷卡設(shè)備將內(nèi)置手機的RFID信息采集上傳到互聯(lián)網(wǎng)， 網(wǎng)絡(luò)層完成后臺鑒權(quán)認(rèn)證，并從銀行網(wǎng)絡(luò)劃賬。網(wǎng)絡(luò)層中的感知數(shù)據(jù)管理與處理技術(shù)是實現(xiàn)以數(shù)據(jù)為中心的物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)，包括傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)的存儲、查詢、分析、挖掘和理解，以及基于感知數(shù)據(jù)決策的理論與技術(shù)。云計 算平臺作為海量感知數(shù)據(jù)的存儲、分析平臺，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)。在產(chǎn)業(yè)鏈中，通信網(wǎng)絡(luò)運營商和云計算平臺提供商將在物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層占據(jù)重要的地位。物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)之組網(wǎng)（OSI網(wǎng)絡(luò)層）組網(wǎng)要解決的問題在不同網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎滦畔⒃ㄈ鐢?shù)據(jù)包）的發(fā)送路徑，尤其是大

13、范圍MESH拓?fù)?、自身或其他?jié)點移動時，路由能力需要高度智能化；數(shù)據(jù)流的分布與管理：數(shù)據(jù)源節(jié)點、目標(biāo)節(jié)點的分布，接入點位置；利用跨層信息優(yōu)化路徑和系統(tǒng)各個指標(biāo)（移動性、穩(wěn)定性、壽命等）2、通用組網(wǎng)技術(shù)條件組網(wǎng)（基于各種預(yù)設(shè)的索引信息）：支持較大網(wǎng)絡(luò)容量，算法簡單，但移動性差，魯棒性差，安裝維護嚴(yán)重依賴人工。如 IP-v4、IP-v6、Zigbee、HierarchicalStateRoutig 、GeographicalRoutig 、TORA等；無條件組網(wǎng)（完全自組模式）：支持移動節(jié)點，魯棒性較強，但算法復(fù)雜，通訊需求較高，對節(jié)點功耗和運算能力也較高。如 DSDV AODV DSR等。3、研

14、究前沿高效、大規(guī)模、完全自組網(wǎng)算法和相關(guān)智能化算法：如功耗-流量均衡、鏈路優(yōu)化、數(shù)據(jù)延時優(yōu)化等；多種接入方式兼容技術(shù)。目前網(wǎng)絡(luò)多采用IP架構(gòu)，需后IP時代的兼容技術(shù)；異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)、識別、網(wǎng)際語義理解技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)引起全世界的廣泛關(guān)注以來，終端數(shù)量持續(xù)上升，逐漸成為上百億終端的市場，給網(wǎng)絡(luò)運營提出了兩個方面的挑戰(zhàn)。首先是碼號尋址需求，從國際和國內(nèi)兩個方面看，IPv4地址不足已經(jīng)成為不爭的事實。一方面，截止到 2010年3月，全球可分配的 A類IPv4地址段只剩下22個，預(yù)計2012年亞洲地址管 理分支機構(gòu)APNIC的IPv4地址池將耗盡，屆時國內(nèi)公司將無法再申請到IPv4地址；另一方面，我國已獲得

15、的IPv4地址份額只占到全球的 6.3%，勢必影響我國巨大潛在市場的發(fā)展。由此可見，IPv4地址尚不能滿足互聯(lián)網(wǎng)和移動互聯(lián)網(wǎng)的地址需求，對于發(fā)展中的物聯(lián)網(wǎng)，特別是具有數(shù)量眾多的感知層節(jié)點的標(biāo)識問 題，這個問題更為明顯。其次，物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)發(fā)展問題也凸顯岀現(xiàn)，目前，感知終端上的數(shù)據(jù)格式多種多樣， 難以統(tǒng)一管理運營，新型業(yè)務(wù)難以落地。由于缺乏統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)層通信標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用程序的開發(fā)處于無章可循 的狀態(tài)，且廣泛基于TCP/IP協(xié)議棧開發(fā)的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用不容易移植。因此，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展需要統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議來支撐網(wǎng)絡(luò)向大規(guī)模泛在化發(fā)展，也需要一個標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)置來孵化各種新型的業(yè)務(wù)模式，真正實 現(xiàn)“無處不在的網(wǎng)絡(luò)、無

16、所不能的業(yè)務(wù)”?；谶@兩個方面的需求，物聯(lián)網(wǎng)和IPv6產(chǎn)生了廣泛的聯(lián)系。IETF從一開始研究物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)以來， 就把IPv6作為惟一選擇，IETF相關(guān)工作組的工作都是在IPv6基礎(chǔ)上展開的，相關(guān)的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟IPSO Alliance(IP Smart Object Alliance )也開始了 IPv6產(chǎn)品化推廣的路線。最初不支持IP相關(guān)技術(shù)的Zigbee組織，也在其智能電網(wǎng)(Smart Energy )的最新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中加入了對IPv6協(xié)議的支持。本文介紹了物聯(lián)網(wǎng)感知層的IPv6協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化動態(tài)，介紹了 IPv6技術(shù)在IETF，IPSO, Zigbee，ISA-100多個標(biāo)準(zhǔn)化組織的基本原理和工

17、作進展。2 IETF工作進展IETF成立了 3個工作組來進行低功耗 IPv6網(wǎng)絡(luò)方面的研究。6LowPan (IPv6 over Low-power and LossyNetworks )工作組主要討論如何把IPv6協(xié)議適配到IEEE 802.15.4 MAC層和PHY層協(xié)議棧上的工作。RoLL(Routing Over Low Power and Lossy Networks )主要討論低功耗網(wǎng)絡(luò)中的路由協(xié)議，制訂了各個場景的 路由需求以及傳感器網(wǎng)絡(luò)的RPL ( Routing Protocol for LLN )路由協(xié)議。 CoRE (Constrained RestfulEnvironm

18、ent )工作組由6LowApp興趣小組發(fā)展而來，主要討論資源受限網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的信息讀取操控問題， 旨在制訂輕量級的應(yīng)用層協(xié)議(Constrained Application Protocol，CoAF)2.16LowPan 工作組6LowPan工作組成立于2006年，屬于IETF互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域。該工作組已完成兩個RFC在低功耗網(wǎng)絡(luò)中運行IP6協(xié)議的假設(shè)、問題和目標(biāo) (RFC4919 Informational );在IEEE802.15.4 上傳輸IPv6報文(RFC4944, Proposed Standard )。在IEEE 802.15.4網(wǎng)絡(luò)中運行IPv6協(xié)議的主要挑戰(zhàn)來自于兩個方面，一方

19、面 802.15.4物理層支持的最大 幀長度是127字節(jié)，而IPv6的報頭就占據(jù)了 40字節(jié)，再加上MAC層報頭，安全報頭、傳輸層報頭的長度，實際能夠給應(yīng)用層使用報文長度變得非常小。另一方面，IPv6協(xié)議（RFC2460中規(guī)定的MTU直最小是1280字節(jié)，表明IP層最小只會把數(shù)據(jù)包分片到1280字節(jié)。如果鏈路層支持的MTU小于此值，則鏈路層需要自己負(fù)責(zé)分片和重組。所以，6LowPan工作組為IEEE 802.15.4設(shè)計了一個適配層，把IPv6數(shù)據(jù)包適配到IEEE 802.15.4規(guī)定的物理層和鏈路層之上，支持報文分片和重組，同時6LowPan規(guī)定了 IPv6報頭的無狀態(tài)壓縮方法，減小IPv6

20、協(xié)議帶來的負(fù)荷。6LowPan工作組的工作在低功耗節(jié)點協(xié)議棧中的位置如圖1所示。圖1 6LowPan協(xié)議棧模型報頭壓縮的主要原理是通過壓縮編碼省略掉報頭中冗余的信息。不包含擴展頭的IPv6報頭一共有40個字節(jié)，但是在網(wǎng)絡(luò)感知層，IPv6報頭中的很多信息可以省略或者壓縮，IPv6報頭中的各個信息域的壓縮方法如下：（1）版本號Version （4位）：取值為6，在運行IPv6協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)中，此項可以省略。（2）流類型Traffic Class （8位）：可以通過壓縮編碼壓縮。（3）流標(biāo)識Flow label （ 20位）：可以通過壓縮編碼壓縮。（4）載荷長度Payload Length （ 16位）

21、：可以省略，因為IP頭長度可以通過 MAC頭中的載荷長度字 段計算出來。（5） 下一個頭Next Header （8位）：可以通過壓縮編碼壓縮，假設(shè)下一個頭是UDP ICMP, TCP或者 擴展頭的一種。（6）跳極限Hop Limit （8位）：惟一不能進行壓縮的信息。（7） 源地址Source Address （ 128位）：可以進行壓縮，省略掉前綴或者IID。（8） 目標(biāo)地址 Destination Address （ 128位）：可以進行壓縮，省略掉前綴或者IID 。為了對IPv6報頭進行無狀態(tài)壓縮，6LowPan工作組制定了兩種壓縮算法LOWPAN_H（IRFC4944和LOWPANP

22、HCdraft-ietf-6LowPan-hc-06），其中HC1算法用于使用本地鏈路地址（Link-local Address）的網(wǎng)絡(luò)，節(jié)點的IPv6地址前綴固定（FE80: /10 ），IID可以由MAC層的地址計算而來，但是這種算法不能有效壓縮全局的可路由地址和廣播地址，因此不能用于LOWPA網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)互訪的應(yīng)用。LOWPAN_IPHC算法的提出主要是為了有效壓縮可路由的地址，目前LOWPAN_IPH算法正在IETF 6LowPan工作組進行最后的修訂狀態(tài)。LOWPAN_H(算法和LOWPAN_IPH算法在MAC艮頭之后定義了 8位的一個選擇報頭，此選擇報頭的取值 決定了壓縮報頭的具體

23、格式和算法。詳細(xì)信息見表1。例如，如果前8位的取值是01000001，那么表示接下來是LOWPAN_HC算法對應(yīng)的壓縮報頭，如果前 3位的取值是011,那么表示接下來的是 LOWPAN_IPH算 法對應(yīng)的壓縮報頭。NAI r-d i州諛據(jù)制muHiokmuHiok0101 *30*30UDWRUt IK i -unvmM HCI01011 1皿1 1處MIKMIK ifJ linklink .；. .；,!,!肺詢i i已名軸頭I I m:*m:*limglimg:八瘟：軌 A*1111卜51.51.m m表16LowPan選擇報頭的含義在選擇報頭后緊跟的是壓縮編碼，壓縮編碼由一些指示位組成，

24、指示位的不同取值表明了IPv6報頭壓縮的不同方法。具體參見RFC4944除了 IPv6無狀態(tài)報頭壓縮的方法之外，6LowPan工作組還制定了一系列相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，包括支持MeshRouting的方法，簡化的IPv6 Neighbor Discovery協(xié)議，應(yīng)用場景和路由需求等幾個關(guān)鍵的技術(shù)規(guī)范。6LowPan工作組是IETF物聯(lián)網(wǎng)感知層工作的發(fā)源地，其中的很多研究和探索直接影響了另外幾個工作組的成立和方 向，下面將分別介紹。2.2IPv6路由工作組RoLLRoLL( Routing over Lossy and Low-power Networks )工作組于 2008 年 2 月成立，屬于 IE

25、TF 路由 領(lǐng)域的工作組。IETF RoLL工作組致力于制定低功耗網(wǎng)絡(luò)中IPv6路由協(xié)議的規(guī)范。ROLL工作組的思路是從各個應(yīng)用場景的路由需求開始，目前已經(jīng)制定了4個應(yīng)用場景的路由需求，包括家庭自動化應(yīng)用(HomeAutomation ，RFC5826、工業(yè)控制應(yīng)用(Industrial Control ，RFC5673、城市應(yīng)用(Urban Environment， RFC5548 和樓宇自動化應(yīng)用(Building Automation ， draft-ietf-roll-building-routing-reqs)。為了制訂出適合低功耗網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議，ROLLX作組首先對現(xiàn)有的傳感器網(wǎng)絡(luò)

26、的路由協(xié)議進行了綜述分析，工作組文稿draft-ietf-roll-routing-survey分析了相關(guān)協(xié)議的特點以及不足。然后研究了路由協(xié)議中路徑選擇的定量指標(biāo)。ROLL工作組文稿draft-ietf-roll-routing-metrics包含兩個方面的定量指標(biāo)，一方面是節(jié)點選擇指標(biāo)，包括節(jié)點狀態(tài)，節(jié)點能量，節(jié)點跳數(shù)( Hop Count)；另一方面是鏈路指標(biāo)，包括鏈路 吞吐率、鏈路延遲、鏈路可靠性、 ETX鏈路著色(區(qū)分不同流類型)。為了輔助動態(tài)路由，節(jié)點還可以設(shè) 計目標(biāo)函數(shù)(Objective Function )來指定如何利用這些定量指標(biāo)來選擇路徑。在路由需求、鏈路選擇定量指標(biāo)等工

27、作的基礎(chǔ)上，ROLLX作組研究制定了 RPL( Routing Protocol forLLN)協(xié)議。RPL協(xié)議目前是一個工作組文稿(draft-ietf-roll-rpl)，已經(jīng)更新到第8版本。RPL協(xié)議支持3種類型的數(shù)據(jù)通信模型，即低功耗節(jié)點到主控設(shè)備的多點到點的通信，主控設(shè)備到多個低功耗節(jié)點的 點到多點通信，以及低功耗節(jié)點之間點到點的通信。RPL協(xié)議是一個距離向量路由協(xié)議，節(jié)點通過交換距離向量構(gòu)造一個有向無環(huán)圖( Directed Acyclic Graph，DAG。DAG可以有效防止路由環(huán)路問題，DAG的根節(jié)點通過廣播路由限制條件來過濾掉網(wǎng)絡(luò)中的一些不滿足條件的節(jié)點，然后節(jié)點通過路由度

28、量來選擇最優(yōu) 的路徑。2.3IPv6 應(yīng)用工作組 CoRE2010 年 3 月，CoRE( Constrained RESTful Environment。工作組正式成立，屬于應(yīng)用領(lǐng)域(ApplicationArea)。CoRE起源于6lowapp興趣組(BOF)，主要討論受限節(jié)點上的應(yīng)用層協(xié)議。隨著討論的深入，IETF技術(shù)專家把工作組的內(nèi)容界定在為受限節(jié)點制定相關(guān)的REST形式的協(xié)議上。RESTRepresentational StateTransfer。是指表述性狀態(tài)轉(zhuǎn)換架構(gòu)，是互聯(lián)網(wǎng)資源訪問協(xié)議的一般性設(shè)計風(fēng)格。REST提出了一些設(shè)計概念和準(zhǔn)則：網(wǎng)絡(luò)上的所有對象都被抽象為資源；每個資源對

29、應(yīng)一個惟一的資源標(biāo)識；通過通用的連接器接 口；對資源的各種操作不會改變資源標(biāo)識；對資源的所有操作是無狀態(tài)的。HTTP協(xié)議就是一個典型的符合REST準(zhǔn)則的協(xié)議。在資源受限的傳感器網(wǎng)絡(luò)中，HTTP過于復(fù)雜，開銷過大，因此也需要設(shè)計一種符合REST準(zhǔn)則的協(xié)議，這就是CoREX作組正在制訂的 CoAP協(xié)議(Constrained Application Protocol )。目前，CoAP 協(xié)議還處于討論狀態(tài)，暫時沒有工作被IETF接受為工作組文稿。應(yīng)用CoAP協(xié)議之后，互聯(lián)網(wǎng)上的服務(wù)就能夠直接通過CoAP協(xié)議或者通過HTTP與CoAP協(xié)議之間的網(wǎng)關(guān)來進行資源讀取、修改、刪除等操作。圖2顯示了 CoA

30、PW議在傳感器、網(wǎng)關(guān)、互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器上的呈現(xiàn)。圖2(a)顯示了 CoAP通過網(wǎng)關(guān)與HTTP協(xié)議進行轉(zhuǎn)換的方式，圖 2 (b。顯示了傳感器節(jié)點直接與支持 CoAP協(xié) 議的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器進行信息交互的方式。 圖中也顯示了這兩種方式中，節(jié)點和網(wǎng)關(guān)的協(xié)議棧都是建立在 IPv6 和6LowPan協(xié)議棧之上的。BATsHIP, CK村Eg圖2 利用CoAP協(xié)議進行資源訪問的節(jié)點、網(wǎng)關(guān)和服務(wù)器的協(xié)議棧除了 CoAP協(xié)議，資源受限環(huán)境中的資源發(fā)現(xiàn)、安全、 API等都在工作組的工作范圍之內(nèi)，相關(guān)的工作 正在積極地展開。3 物聯(lián)網(wǎng)感知層IPv6協(xié)議的相關(guān)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)物聯(lián)網(wǎng)感知層的IPv6協(xié)議目前在IETF組織進行研究和標(biāo)

31、準(zhǔn)化，其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化組織為了支持 IPv6也要研 究如何采用和應(yīng)用IETF相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。目前，支持IPv6相關(guān)應(yīng)用的國際標(biāo)準(zhǔn)化組織有 IPSO, Zigbee，ISA-100 等組織。3.1 IPSO AllianceIPSO Alliance ( IP Smart Object Alliance )即IP智能物體產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，是推動 IETF所制訂的輕量級IPv6 協(xié)議相關(guān)應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。IPSO成立于2008年9月，其發(fā)起組織包括 CISCO Ericsson，SUN等電信和互 聯(lián)網(wǎng)廠商，也包括一些傳統(tǒng)的傳感器網(wǎng)絡(luò)的芯片和器件廠商，如Atmel，F(xiàn)reescale ，Arch Rock，Sensi

32、node等。IPSO聯(lián)盟的主要目的是推動智能 IP解決方案的產(chǎn)業(yè)實施和， 實現(xiàn)智能IP解決方案的技術(shù)優(yōu)勢。IPSO分析 了現(xiàn)有傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)中方案的問題，特別是這些方案長遠來看在大規(guī)模系統(tǒng)中難以互通的問 題，指岀IP技術(shù)作為一種成熟和高度互通的方案，是市場和技術(shù)的最優(yōu)選擇。IPSO目前的工作包括：引起產(chǎn)業(yè)界對IP智能物體解決方案的重視，利用現(xiàn)有方案并且進行技術(shù)開發(fā)；產(chǎn)岀一系列幫助廠商開發(fā)的指 導(dǎo)性研究報告、白皮書和應(yīng)用場景；從市場層面輔助IETF組織的工作；連接起全世界支持IP智能感知和控制系統(tǒng)的公司；協(xié)調(diào)和組織市場推動工作；組織互通性測試。目前，IPSO已經(jīng)產(chǎn)出5份白皮書，包括：(

33、1)IP協(xié)議帶來的優(yōu)勢。(2) 智能物體的輕量級IPv6協(xié)議棧：來自3個獨立互通實現(xiàn)的經(jīng)驗。(3)6LowPan介紹。Wihl(4)6LowPan鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議概覽。(5 )智能物體的網(wǎng)絡(luò)安全。IPSO主要基于IETF所制訂的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，以此來推動應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，進行互通性測試，資質(zhì)認(rèn)證等等工作，是IETF物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的主要推動者。3.2 Zigbee AllianceZigbee是IEEE 802.15.4組織對應(yīng)的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。Zigbee制訂了短距離無線通信標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層，針 對不同的應(yīng)用制訂了相應(yīng)的應(yīng)用規(guī)范。Zigbee對應(yīng)的物理層和鏈路層是在IEEE 802.15.4組織研究制訂的。Zi

34、gbee目前正式發(fā)布的規(guī)范涵蓋了下面幾種應(yīng)用：智能電力，遙控，家庭自動化，醫(yī)療，樓宇自動化，電信服務(wù)應(yīng)用，零售服務(wù)應(yīng)用等。Zigbee組織目前包含23個工作組和任務(wù)組，涵蓋技術(shù)相關(guān)的工作組：架構(gòu)評估、核心協(xié)議棧、IP協(xié)議棧、低功耗路由器、安全，以及應(yīng)用相關(guān)的工作組：樓宇自動化、家庭自動 化、醫(yī)療、電信服務(wù)、智能電力、遠程控制、零售業(yè)務(wù)，還有與市場、認(rèn)證相關(guān)的一些工作組。Zigbee最初是不支持IP協(xié)議的，目前Zigbee已經(jīng)正式發(fā)布的應(yīng)用規(guī)范都沒有對IP協(xié)議的支持。但是隨著IETF，IPSO相關(guān)工作的推進，以及 Zigbee內(nèi)部成員單位的推動， Zigbee的智能電力Smart Energy

35、2.0 應(yīng)用已經(jīng)開始全面支持IP協(xié)議。同時，Zigbee內(nèi)部成立了 IP-stack工作組，專門制定IPv6協(xié)議在Zigbee 規(guī)范中的應(yīng)用方法。Zigbee Smart Energy2.0應(yīng)用也將采用IETF 6LowPan制訂的適配層，要求IEEE 802.15.4 設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)中使用這種輕載的 IPv6協(xié)議棧，同時把對6LowPan的支持作為一種必選。在應(yīng)用層，新的規(guī)范 也支持輕量級的COAP協(xié)議。Zigbee IP-stack 工作組的工作范圍可以從圖 3顯示出來。.I-AIKi M 刪 Pm i. Aetr M C waroi 施 t11 階 & 巧 J rK杓1 冷|賦1 唯咀 /k

36、JV i rrwnlUVjpti MAL圖3 Zigbee IP Stack工作組的工作范疇適配層(Adaption Layer )提供報頭壓縮和解壓縮功能，IP報文分片重組的能力；網(wǎng)絡(luò)層提供 IPv6 地址配置、ICMPV6協(xié)議、鄰居發(fā)現(xiàn)、路由、安全接入的能力；傳輸層要求提供多路數(shù)據(jù)流服務(wù)，進行擁塞 控制和流量控制；在基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)層，Zigbee IP Stack 工作組正在制訂 EAP認(rèn)證，TLS，端到端安全的相關(guān)架構(gòu)和技術(shù)規(guī)范。3.3ISA-100ISA (International Society of Automation)是無線傳輸在工控領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，ISA專門成立了一個由終端用

37、戶和技術(shù)提供者組成的ISA-100委員會，該委員會的主要任務(wù)是制定標(biāo)準(zhǔn)、推薦操作規(guī)程、起草技術(shù)報告等，用以定義工業(yè)環(huán)境下的無線系統(tǒng)相關(guān)規(guī)程和實現(xiàn)技術(shù)。ISA-100.11a工作組主要由10個子工作組組成：系統(tǒng)工作組、匯集工作組、PHY/MAC層工作組、安全工作組、網(wǎng)絡(luò) /傳輸層工作組、網(wǎng)絡(luò)管理工作組、評估工作組、應(yīng)用層工作組、編輯工作組合網(wǎng)關(guān)工作組。其中，在網(wǎng)絡(luò)/傳輸層上，ISA-100.11a 組織也要求支持 RFC4944的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議棧，支持 6LowPar，IPv6協(xié)議和TCP/UDP1.3應(yīng)用層技術(shù)主要是根據(jù)行業(yè)特點，借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)手段，開發(fā)各類的行業(yè)應(yīng)用解決方案，將物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢與行業(yè)

38、 的生產(chǎn)經(jīng)營、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)；電力行業(yè)采用的是智能電網(wǎng)技術(shù)，物流行業(yè)采用的是智慧物流技術(shù)等等。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。2.物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用2.1物聯(lián)網(wǎng)在生活中的應(yīng)用范圍智能物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的一大主要應(yīng)用領(lǐng)域。11月23日下午，中國電信物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和推廣中心、中國電信物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)重點實驗室在江蘇無錫成立，在成立儀式上，中國電信透露，目前，其已經(jīng)開發(fā)十一項物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用產(chǎn)品，涵蓋了物聯(lián)網(wǎng)的主要應(yīng)用領(lǐng)域。(1)智能家居智能家居產(chǎn)品融合自動化控制系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)于一體，將各種家

39、庭設(shè)備(如音視頻設(shè)備、照明系統(tǒng)、窗簾控制、空調(diào)控制、安防系統(tǒng)、數(shù)字影院系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)家電等)通過智能家庭網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)自動化，通過中國電信的寬帶、固話和3G無線網(wǎng)絡(luò)，可以實現(xiàn)對家庭設(shè)備的遠程操控。與普通家居相比，智能家居不僅提供舒適宜人且高品位的家庭生活空間，實現(xiàn)更智能的家庭安防系統(tǒng)；還將家居環(huán)境由原來的被動靜止結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂心軇又腔鄣墓ぞ?，提供全方位的信息交互功能?2)智能醫(yī)療智能醫(yī)療系統(tǒng)借助簡易實用的家庭醫(yī)療傳感設(shè)備，對家中病人或老人的生理指標(biāo)進行自測，并將生成的生理指標(biāo)數(shù)據(jù)通過中國電信的固定網(wǎng)絡(luò)或3G無線網(wǎng)絡(luò)傳送到護理人或有關(guān)醫(yī)療單位。根據(jù)客戶需求，中國電信還提供相關(guān)增值業(yè)務(wù)，如緊急呼叫救助

40、服務(wù)、專家咨詢服務(wù)、終生健康檔案管理服務(wù)等。智能醫(yī)療 系統(tǒng)真正解決了現(xiàn)代社會子女們因工作忙碌無暇照顧家中老人的無奈，可以隨時表達孝子情懷。(3)智能城市智能城市產(chǎn)品包括對城市的數(shù)字化管理和城市安全的統(tǒng)一監(jiān)控。前者利用數(shù)字城市理論，基于3S(地理信息系統(tǒng)GIS、全球定位系統(tǒng) GPS遙感系統(tǒng)RS)等關(guān)鍵技術(shù)，深入開發(fā)和應(yīng)用空間信息資源，建設(shè)服務(wù) 于城市規(guī)劃、城市建設(shè)和管理，服務(wù)于政府、企業(yè)、公眾，服務(wù)于人口、資源環(huán)境、經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā) 展的信息基礎(chǔ)設(shè)施和信息系統(tǒng)。后者基于寬帶互聯(lián)網(wǎng)的實時遠程監(jiān)控、傳輸、存儲、管理的業(yè)務(wù)，利用中 國電信無處不達的寬帶和 3G網(wǎng)絡(luò)，將分散、獨立的圖像采集點進行聯(lián)網(wǎng)，

41、實現(xiàn)對城市安全的統(tǒng)一監(jiān)控、統(tǒng) 一存儲和統(tǒng)一管理、為城市管理和建設(shè)者提供一種全新、直觀、視聽覺范圍延伸的管理工具。(4)智能環(huán)保智能環(huán)保產(chǎn)品通過對實施地表水水質(zhì)的自動監(jiān)測，可以實現(xiàn)水質(zhì)的實時連續(xù)監(jiān)測和遠程監(jiān)控，及時掌 握主要流域重點斷面水體的水質(zhì)狀況，預(yù)警預(yù)報重大或流域性水質(zhì)污染事故，解決跨行政區(qū)域的水污染事 故糾紛，監(jiān)督總量控制制度落實情況。太湖環(huán)境監(jiān)控項目通過安裝在環(huán)太湖地區(qū)的各個監(jiān)控的環(huán)保和監(jiān) 控傳感器，將太湖的水文、水質(zhì)等環(huán)境狀態(tài)提供給環(huán)保部門，實時監(jiān)控太湖流域水質(zhì)等情況，并通過互聯(lián) 網(wǎng)將監(jiān)測點的數(shù)據(jù)報送至相關(guān)管理部門。(5)智能交通智能交通系統(tǒng)包括公交行業(yè)無線視頻監(jiān)控平臺、智能公交站臺

42、、電子票務(wù)、車管專家和公交手機一卡 通五種業(yè)務(wù)。公交行業(yè)無線視頻監(jiān)控平臺利用車載設(shè)備的無線視頻監(jiān)控和GPS定位功能，對公交運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控。智能公交站臺通過媒體發(fā)布中心與電子站牌的數(shù)據(jù)交互，實現(xiàn)公交調(diào)度信息數(shù)據(jù)的發(fā)布和多媒體數(shù)據(jù)的發(fā)布功能，還可以利用電子站牌實現(xiàn)廣告發(fā)布等功能。電子門票是二維碼應(yīng)用于手機憑證業(yè)務(wù)的典型應(yīng)用，從技術(shù)實現(xiàn)的角度，手機憑證業(yè)務(wù)就是手機憑證，是以手機為平臺、以手機身后的移動網(wǎng)絡(luò)為媒介，通過特定的技術(shù)實現(xiàn)完成憑證功能。車管專家利用全球衛(wèi)星定位技術(shù) (GPS)、無線通信技術(shù)(CDMA)地理信息系統(tǒng)技術(shù)(GIS)、中國電信3G 等高新技術(shù)，將車輛的位置與速度，車內(nèi)外的圖像

43、、視頻等各類媒體信息及其他車輛參數(shù)等進行實時管理，有效滿足用戶對車輛管理的各類需求。公交手機一卡通將手機終端作為城市公交翼卡通的介質(zhì)，除完成公交刷卡功能外，還可以實現(xiàn)小額支 付、空中充值等功能。測速E通通過將車輛測速系統(tǒng)、高清電子警察系統(tǒng)的車輛信息實時接入車輛管控平臺，同時結(jié)合交警業(yè)務(wù)需求，基于GIS地理信息系統(tǒng)通過3G無線通信模塊實現(xiàn)報警信息的智能、無線發(fā)布，從而快速處置違法、違規(guī)車輛。(6)智能司法智能司法是一個集監(jiān)控、管理、定位、矯正于一身的管理系統(tǒng)。能夠幫助各地各級司法機構(gòu)降低刑罰成本、提高刑罰效率。目前，中國電信已實現(xiàn)通過CDM/獨具優(yōu)勢的GPSON手機定位技術(shù)對矯正對象進行位置監(jiān)管

44、，同時具備完善的矯正對象電子檔案、查詢統(tǒng)計功能，并包含對矯正對象的管理考核，給矯正工 作人員的日常工作帶來信息化、智能化的高效管理平臺。(7)智能農(nóng)業(yè)智能農(nóng)業(yè)產(chǎn)品通過實時采集溫室內(nèi)溫度、濕度信號以及光照、土壤溫度、CO濃度、葉面濕度、露點溫度等環(huán)境參數(shù)，自動開啟或者關(guān)閉指定設(shè)備?？梢愿鶕?jù)用戶需求，隨時進行處理，為設(shè)施農(nóng)業(yè)綜合生態(tài)信 息自動監(jiān)測、對環(huán)境進行自動控制和智能化管理提供科學(xué)依據(jù)。通過模塊采集溫度傳感器等信號，經(jīng)由無 線信號收發(fā)模塊傳輸數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對大棚溫濕度的遠程控制。智能農(nóng)業(yè)產(chǎn)品還包括智能糧庫系統(tǒng)，該系統(tǒng)通 過將糧庫內(nèi)溫濕度變化的感知與計算機或手機的連接進行實時觀察，記錄現(xiàn)場情況以保證

45、量糧庫內(nèi)的溫濕 度平衡。(8)智能物流智能物流打造了集信息展現(xiàn)、電子商務(wù)、物流配載、倉儲管理、金融質(zhì)押、園區(qū)安保、海關(guān)保稅等功 能為一體的物流園區(qū)綜合信息服務(wù)平臺。信息服務(wù)平臺以功能集成、效能綜合為主要開發(fā)理念，以電子商 務(wù)、網(wǎng)上交易為主要交易形式，建設(shè)了高標(biāo)準(zhǔn)、高品位的綜合信息服務(wù)平臺。，并為金融質(zhì)押、園區(qū)安保、海關(guān)保稅等功能預(yù)留了接口，可以為園區(qū)客戶及管理人員提供一站式綜合信息服務(wù)。(9)智能校園中國電信的校園手機一卡通和金色校園業(yè)務(wù)，促進了校園的信息化和智能化。校園手機一卡通主要實現(xiàn)功能包括：電子錢包、身份識別和銀行圈存。電子錢包即通過手機刷卡實現(xiàn) 主要校內(nèi)消費；身份識別包括門禁、考勤、

46、圖書借閱、會議簽到等，銀行圈存即實現(xiàn)銀行卡到手機的轉(zhuǎn)賬充 值、余額查詢。目前校園手機一卡通的建設(shè)，除了滿足普通一卡通功能外，還實現(xiàn)了借助手機終端實現(xiàn)空 中圈存、短信互動等應(yīng)用。中國電信實施的“金色校園”方案，幫助中小學(xué)行業(yè)用戶實現(xiàn)學(xué)生管理電子化，老師排課辦公無紙化 和學(xué)校管理的系統(tǒng)化，使學(xué)生、家長、學(xué)校三方可以時刻保持溝通，方便家長及時了解學(xué)生學(xué)習(xí)和生活情 況，通過一張薄薄的“學(xué)籍卡”，真正達到了對未成年人日常行為的精細(xì)管理，最終達到學(xué)生開心，家長放 心，學(xué)校省心的效果。(10)智能文博智能文博系統(tǒng)是基于 RFID和中國電信的無線網(wǎng)絡(luò)，運行在移動終端的導(dǎo)覽系統(tǒng)。該系統(tǒng)在服務(wù)器端 建立相關(guān)導(dǎo)覽場

47、景的文字、圖片、語音以及視頻介紹數(shù)據(jù)庫，以網(wǎng)站形式提供專門面向移動設(shè)備的訪問服 務(wù)。移動設(shè)備終端通過其附帶的RFID讀寫器，得到相關(guān)展品的 EPC編碼后，可以根據(jù)用戶需要，訪問服務(wù)器網(wǎng)站并得到該展品的文字、圖片語音或者視頻介紹等相關(guān)數(shù)據(jù)。該產(chǎn)品主要應(yīng)用于文博行業(yè)，實現(xiàn)智能 導(dǎo)覽及呼叫中心等應(yīng)用拓展。(11) M2M 平臺中國電信M2M平臺是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的基礎(chǔ)支撐設(shè)施平臺。秉承發(fā)展壯大民族產(chǎn)業(yè)的理念與責(zé)任，憑借對通信、傳感、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的深刻理解與長期的運營經(jīng)驗，中國電信M2M協(xié)議規(guī)范引領(lǐng)著 M2M終端、中間件和應(yīng)用接口的標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一， 為跨越傳感網(wǎng)絡(luò)和承載網(wǎng)絡(luò)的物聯(lián)信息交互提供表達和交流規(guī)范。在電信

48、級M2M平臺上驅(qū)動著遍布各行各業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用邏輯，倡導(dǎo)基于物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的泛在網(wǎng)絡(luò)時空，讓廣大消費者盡情享 受物聯(lián)網(wǎng)帶來的個性化、智慧化、創(chuàng)新化的信息新生活。2.2物聯(lián)網(wǎng)在國內(nèi)外的應(yīng)用1、 物聯(lián)網(wǎng)在國外的應(yīng)用：在法國和瑞士之間，阿爾卑斯山高拔險峻，佇立在歐洲的北部。高海拔地帶累積的永久凍土與巖層歷 經(jīng)四季氣候變化與強風(fēng)的侵蝕，積年累世所發(fā)生的變化常會對登山者與當(dāng)?shù)鼐用竦纳a(chǎn)和生活造成極大影 響，要獲得對這些自然環(huán)境變化的數(shù)據(jù)，就需要長期對該地區(qū)實行監(jiān)測，但該區(qū)的環(huán)境與位置，決定了根 本無法以人工方式實現(xiàn)監(jiān)控。在以前，這一直是一個無法解決的問題。但不久前，一個名為 Perma Sense Projec

49、t 的項目使這一情況得以改變。Perma Sense Project 計劃希望通過物聯(lián)網(wǎng)(Internetof Things,loT)中無線感應(yīng)技術(shù)的應(yīng)用，實現(xiàn)對瑞士阿爾卑斯山地質(zhì)和環(huán)境環(huán)境狀況的長期監(jiān)控。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整個阿爾卑斯山脈實現(xiàn)大范圍深層次監(jiān)控，包括：溫度的變化對山坡結(jié)構(gòu)的影響以及氣候?qū)ν临|(zhì)滲水的變化。參與該計劃的瑞士巴塞爾大 學(xué)、蘇黎世大學(xué)與蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院，派岀了包括計算機、網(wǎng)絡(luò)工程、地理與信息科學(xué)等領(lǐng)域?qū)＜以趦?nèi) 的研究團隊。據(jù)他們介紹，該計劃將物聯(lián)網(wǎng)中的無線感應(yīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于長期監(jiān)測瑞士阿爾卑斯山的巖床地質(zhì)情況，所搜集到的數(shù)據(jù)除可作為自然環(huán)

50、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。熟悉該計劃的人透露，這項計劃的制定有兩個主要目的：一是設(shè)置無線感應(yīng) 網(wǎng)絡(luò)來測量偏遠與惡劣地區(qū)的環(huán)境情況；二是收集環(huán)境數(shù)據(jù)，了解變化過程，將氣候變化數(shù)據(jù)用于自然災(zāi)害 監(jiān)測。給我一個物聯(lián)網(wǎng)我可以感知地球近年來，地震、海嘯等地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，給人類生命生活帶來嚴(yán)重影響，人們開始認(rèn)識到，全球變暖讓 全世界處于同一個危險的邊緣，人類需要更加重視自然環(huán)境的變遷，更加關(guān)注如何通過科技因應(yīng)自然環(huán)境 的變化：在澳大利亞的昆士蘭，人們正在嘗試“智慧橋”的試驗。通過在一座大橋上安裝各種各樣的傳感器， 不僅可以告訴城市管理者橋上有多少車、車

51、的重量是多少、車的污染是多少、車是新車還是舊車，也可以 告訴人們這輛車對這座橋整個混凝土的結(jié)構(gòu)帶來多大的壓力。由此，交通管理部門可以進行實時評估，獲 得這座橋結(jié)構(gòu)強度的數(shù)據(jù)，一旦壓力超岀了所設(shè)定的極限值，交通管理部門就可以獲得警報，及時發(fā)現(xiàn)。在新加坡，人們能像獲得天氣預(yù)報一樣，獲得交通堵塞預(yù)報。通過埋在路上的傳感器和紅綠燈上的探 頭，司機不僅可以看到什么地方在堵車，還能夠提前預(yù)測，什么地方過1020分鐘會堵車，從而選擇更為通暢的道路行駛。在紐約，一個應(yīng)用于公共安全的智能城市快速反應(yīng)系統(tǒng)已經(jīng)建立，也就是“犯罪信息倉庫”。通過這 些信息倉庫的信息，紐約警察可以對犯罪分子的行為有更多的了解，也就是說

52、一旦一種犯罪的行為出現(xiàn)一 點點苗頭的話，紐約的警察就可以根據(jù)這些信息作岀預(yù)測，防止類似犯罪行為發(fā)生。瑞典斯德哥爾摩建立了智慧交通體系，按照不同的擁堵程度對交通收費。通過這樣智慧的交通體系，斯德哥爾摩整個汽車使用量降低 25%碳排放量降低14%在環(huán)保、防止污染等方面取得了比預(yù)期更好的效 果。在人均碳排量方面，成為了歐洲的佼佼者，平均每人碳排放量降到4噸/年。而歐洲平均是每人 6噸/年，美國是20噸/年。飽受食品安全危害的中國，從2008年北京奧運會開始已經(jīng)在逐步實施智能的食品追溯體系，食品從農(nóng)場，到市場，到市民手中都被納入到這個追溯體系之中，一旦岀現(xiàn)食品方面的問題，可以及時地找到事 故根源。形形

53、色色的傳感技術(shù)、通信技術(shù)、無線技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)共同組成了以物聯(lián)網(wǎng)為核心的智慧網(wǎng)絡(luò)。亞里 士多德曾說過“給我一個支點我可以撬起地球”，而今隨著技術(shù)的發(fā)展，這句豪言完全可以與時俱進地改 為：“給我一個物聯(lián)網(wǎng)我能夠感知地球”。2、物聯(lián)網(wǎng)在中國高鐵中的應(yīng)用：去年年底，深圳市遠望谷信息技術(shù)股份有限公司披露了定向增發(fā)預(yù)案，擬以不低于24.72元/股增發(fā)不超過3400萬股、募資不超過8.18億元投入鐵路車號智能跟蹤裝置等 5個物聯(lián)網(wǎng)項目，據(jù)預(yù)測，這 5個 項目總投資將達7.92億元。遠望谷的一舉一動，都會引起業(yè)界關(guān)注，更何況是在如火如荼的高鐵建設(shè)項目方面。為此，本報記者對遠望谷市場總監(jiān)鐘書華進行了獨家采訪，探

54、討快速發(fā)展的鐵路信息化對IT技術(shù)和產(chǎn)品提岀了哪些新要求；高鐵對物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的落地起到了什么樣的作用；高鐵為像遠望谷這樣的企業(yè)帶來了哪些發(fā)展機遇等問 題。高鐵有著傳統(tǒng)鐵路不可比擬的優(yōu)勢。第一是速度快，速度是高鐵技術(shù)水平的最主要標(biāo)志，通常能達到 時速250公里以上；第二是運輸能力強，高鐵行車間隔短，因此運輸能力強；第三是安全性能高，通常高 鐵在封閉環(huán)境下運行，具備完善的安全保障系統(tǒng)；第四是舒適方便，高鐵運行平穩(wěn)，減震、隔音，車內(nèi)非 常安靜。另外，作為戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，高速鐵路對提升我國裝備制造業(yè)整體水平的意義重大，同時，對多個相 關(guān)產(chǎn)業(yè)的帶動作用將是明顯的，如電氣、電子、信息、安全等領(lǐng)域。除了必要的基礎(chǔ)設(shè)

55、施的保證外，信息化、數(shù)字化系統(tǒng)建設(shè)對于整個高速鐵路的運營、管理、安全、服 務(wù)等方面的作用至關(guān)重要，關(guān)系到鐵路的高速運行能否實現(xiàn)。高速鐵路對信息化、數(shù)字化系統(tǒng)的實時性、 安全性、準(zhǔn)確性要求更高，高鐵信息化數(shù)字化系統(tǒng)正向大集成、深度集成方向發(fā)展，并呈現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò) 化、智能化的態(tài)勢。在高鐵信息化建設(shè)中，列車信息的采集和傳輸是一項基礎(chǔ)信息工程，基于RFID技術(shù)的信息采集模式將在高鐵建設(shè)中發(fā)揮巨大作用。中國已成為世界上高速鐵路系統(tǒng)技術(shù)最全、集成能力最強、運營里程最長、運行速度最快、在建規(guī)模最大的國家。中國高鐵的建設(shè)也為RFID企業(yè)帶來了廣闊的商機。2011年，遠望谷將發(fā)揮資本市場的作用，擬募集資金投入

56、產(chǎn)業(yè)鏈上游，并深度挖掘物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用細(xì)分市場，這其中包括鐵路車號智能跟蹤裝置、基于 RFID的鐵路車輛零部件管理系統(tǒng)兩大項目。2010年年底遠望谷向定位于鐵路自動識別產(chǎn)品技術(shù)開發(fā)與市場開拓的蘭州分公司增資，目的就是為了滿足分公司業(yè)務(wù)擴張的資金需求和提升遠望谷在鐵路行業(yè)的綜合服 務(wù)能力。除此以外，在產(chǎn)品方面，遠望谷也研發(fā)了多款適應(yīng)于高速環(huán)境的RFID產(chǎn)品，以滿足高速鐵路對列車運行管理和安全控制的需求。遠望谷的鐵路車號自動識別系統(tǒng)是鐵路運輸系統(tǒng)中的一個基礎(chǔ)信息系統(tǒng)工程，通過該系統(tǒng)的實施，在 全路數(shù)千個信息采集點上，可及時準(zhǔn)確地獲得通過列車的車次、每節(jié)車輛的車號以及列車的終到與始發(fā)信 息，實現(xiàn)全路貨車、

57、機車、列車、集裝箱追蹤管理，滿足鐵路運輸管理信息系統(tǒng)對列車、車輛等基礎(chǔ)信息 的需求，最終實現(xiàn)運輸作業(yè)管理現(xiàn)代化、網(wǎng)絡(luò)化和資源共享，使鐵路運輸實現(xiàn)現(xiàn)代化管理。為了更好地提供鐵路運輸安全的可靠保障，及時有效地防范和預(yù)警車輛事故的發(fā)生，車號自動識別 系統(tǒng)作為列車車輛智能跟蹤裝置與“ 5結(jié)合（“ 5系統(tǒng)包括紅外線軸溫探測故障智能跟蹤系統(tǒng)、貨車 運行狀態(tài)地面安全監(jiān)測系統(tǒng)、貨車運行故障動態(tài)圖像檢測系統(tǒng)、貨車滾動軸承早期故障軌邊聲學(xué)診斷系統(tǒng)、 客車運行安全監(jiān)控系統(tǒng)），通過智能化、網(wǎng)絡(luò)化等技術(shù)，實現(xiàn)地面設(shè)備對運行車輛的動態(tài)檢測、數(shù)據(jù)集中、 聯(lián)網(wǎng)運行、遠程監(jiān)控、信息共享的安全防范預(yù)警體系。2.3物聯(lián)網(wǎng)在車輛中的

58、應(yīng)用1.微型傳感器在汽車中的應(yīng)用：現(xiàn)代汽車正由一個單純交通工具朝著能滿足人類需求和安全、舒適、方便及無污染的方向發(fā)展。要實現(xiàn)這些目標(biāo)的關(guān)鍵在于汽車的電子化和智能化，先決條件則是各種信息的及時獲取，這勢必要求 在汽車中大量采用各種傳感器。傳統(tǒng)的傳感器往往體積和重量大、成本高，它們在汽車的應(yīng)用受到很大的 限制。近幾年來，從半導(dǎo)體集成電路（IC）技術(shù)發(fā)展而來的微機電系統(tǒng)（ microelectromechnicalsystemMEMS技術(shù)日漸成熟。微型傳感器是目前最為成功并最具實用性的微型機電器件，主要包括利用微型膜片 的機械形變產(chǎn)生電信號輸岀的微型壓力傳感器和微型加速度傳感器；此外，還有微型溫度傳

59、感器、磁場傳 感器、氣體傳感器等，這些微型傳感器的面積大多在1mm型下。隨著微電子加工技術(shù)，特別是納米加工技術(shù)的進一步發(fā)展，傳感器技術(shù)還將從微型傳感器進化到納米傳感器。這些微型傳感器體積小，可實現(xiàn)許多 全新的功能，便于大批量和高精度生產(chǎn)，單件成本低，易構(gòu)成大規(guī)模和多功能陣列，這些特點使得它們非 常適合于汽車方面的應(yīng)用。汽車用傳感器分類汽車用傳感器是用于汽車顯示和電控系統(tǒng)的各種傳感器的統(tǒng)稱。它涉及到很多的物理量傳感器和化學(xué) 量傳感器。這些傳感器要么是使司機了解汽車各部分狀態(tài)的；要么是用于控制汽車各部分狀態(tài)的。按在汽 車上的作用可分為控制發(fā)動機、控制底盤以及給駕駛員提供各種信息用傳感器，構(gòu)成這些傳

60、感器的材料有 精細(xì)陶瓷、半導(dǎo)體材料、光導(dǎo)纖維及高分子薄膜等；按輸岀特性來分有模擬型傳感器和數(shù)字型傳感器；按 構(gòu)成原理來分，有結(jié)構(gòu)型、韌性型和復(fù)合型。為方便起見，現(xiàn)按汽車傳感器的控制對象來分類。汽車上用的傳感器的種類很多，應(yīng)用的方面很廣。下面介紹傳感器在汽車發(fā)動機控制、安全系統(tǒng)、 車輛監(jiān)控和自診斷等方面的應(yīng)用。發(fā)動機的電子控制一直被認(rèn)為是MEMS技術(shù)在汽車中的主要應(yīng)用領(lǐng)域之一。發(fā)動機控制系統(tǒng)用傳感器是整個汽車傳感器的核心，種類很多，包括溫度傳感器、壓力傳感器、位置和轉(zhuǎn)速傳感器、流量傳感器、氣體濃度傳感器和爆震傳感器等。這些傳感器向發(fā)動機的電子控制單元提供發(fā)動機的工作狀況信息，供電子控制單元對發(fā)動