【物聯網】技術導論（入門介紹篇）

一、物聯網發展的必然性

• 從技術發展的傳承性角度—從網際網路、移動網際網路到物聯網的自然演變過程。

  物聯網與計算機技術的關係

  計算機技術+資料通訊技術——>計算機網路
  計算機網路——>網際網路
  網際網路+行動通訊技術——>移動網際網路
  網際網路+行動通訊技術+感知技術——>物聯網

• 從現實經濟與社會發展需要的角度—面對經濟危機，IBM智慧地球的思路有助於救市。

  IBM“智慧的地球”戰略的主要內容是，IT產業下一階段的任務是把新一代IT技術充分運用在各行各業之中。即把感應器嵌入和裝備到電網、鐵路、橋樑、隧道、公路、建築、供水系統、大壩、油氣管道等各種物體中，並且被普遍連線，形成所謂“物聯網”。並通過超級計算機和雲端計算將“物聯網”整合起來，實現人類社會與物理系統的整合。在此基礎上，人類可以以更加精細和動態的方式管理生產和生活，從而達到“智慧”狀態。

• 從科學研究基礎的角度—普適計算、透明計算、CPS與環境智慧化研究已經開展了很多年。

• 普適計算指的是無所不在的、隨時隨地可以進行計算的一種方式；無論何時何地，只要需要，就可以通過某種裝置訪問到所需的資訊。
  普適計算的含義十分廣泛，所涉及的技術包括 行動通訊技術、小型計算裝置製造技術、小型計算裝置上的作業系統技術及 軟體技術等。
  間斷連線與輕量計算（即計算資源相對有限）是普適計算最重要的兩個特徵。普適計算的軟體技術就是要實現在這種環境下的事務和 資料處理。
• 透明計算是一種使用者無需感知計算機作業系統、中介軟體、應用程式和通訊網路的具體所在，只需根據自己的需求，通過網路從所使用的各種終端裝置（包括固定、移動、以及家庭中的各類終端裝置）中選擇並使用相應服務（例如計算、電話、電視、上網和娛樂等）的計算模式。透明計算系統由終端裝置、伺服器和連線終端裝置與伺服器的網路組成。
• 資訊物理系統(cyber physical systems，簡稱CPS)，是一個綜合計算、網路和物理環境的多維複雜系統，通過3C（Computation、Communication、Control）技術的有機融合與深度協作，實現大型工程系統的實時感知、動態控制和資訊服務。它通過人機互動介面實現和物理程式的互動，使用網路化空間以遠端的、可靠的、實時的、安全的、協作的方式操控一個物理實體。CPS實現計算、通訊與物理系統的一體化設計，具有重要而廣泛的應用前景。
• AMI（智慧環境）的概念由歐洲研究團體 ISTAG ( Information Society Technology Advisory Group) 在1999年提出，其基本目標是在智慧終端裝置與環境之間建立一種共生關係，通過對環境的感知構建一個統一平臺提供各種裝置間的無縫連線，從而形成一個相互協作的工作關係，使得人機和環境協調統一。

二、物聯網與網際網路的關係

1. 物聯網資料是通過自動方式獲取的；網際網路資料是通過人工方式獲取的。
2. 物聯網是虛擬與現實的結合；網際網路構造了網路虛擬世界。
3. 物聯網是將計算機“裝到”一切事物中；網際網路把事情交給計算機去做。
4. 物聯網提供行業性、區域性的服務；網際網路提供全球性公共資訊服務。
5. 物聯網實現資訊世界與物理世界的融合；網際網路構造了人與人資訊互動與共享的資訊世界。
6. 物聯網是可反饋、可控制的“閉環”系統。

三、物聯網體系結構

物聯網體系結構=物聯網層次結構模型+協議集

• 物聯網層次結構模型

• 物聯網層次結構與技術

四、支撐物聯網發展的關鍵技術

• 物聯網標識技術
  
  • OID （Object ID即物件識別符號，是為找到區分整體中的物件而新增的標記。）
  • IPv6與6LoWPAN （6LoWPAN是一種基於IPv6的低速無線個域網標準）
  • EPC（EPC的全稱是Electronic Product Code，中文稱為產品電子程式碼。EPC的載體是RFID電子標籤，並藉助網際網路來實現資訊的傳遞。）
• 二維條碼技術
  
  • 行排式二維碼，其編碼原理是建立在一維碼基礎之上，按需要堆積成二行或多行。（ PDF417條碼 ，Code 49，Code 16K）
  • 矩陣式二維碼，是在一個矩形空間通過黑、白畫素在矩陣中的不同分佈進行編碼。（QR Code碼，Data Matrix碼，漢信碼）
• 自動識別與RFID技術（自動識別技術指的是基於標識技術獲取標識載體承載的標識資訊，實現標識物件資訊獲取的技術。RFID是一種無線通訊技術,可以通過無線電訊號識別特定目標並讀寫相關資料,而無需識別系統與特定目標之間建立機械或者光學接觸。）
• 物聯網安全技術
• 感測器及智慧感測器技術
• M2M技術（M2M是將資料從一臺終端傳送到另一臺終端，也就是機器與機器（Machine to Machine）的對話）
• SOA與雲端計算技術（面向服務的體系結構（SOA）是一個元件模型，它將應用程式的不同功能單元（稱為服務）通過這些服務之間定義良好的介面和契約聯絡起來。）
• 大資料處理技術