物联网技术就业前景（精选8篇）
物联网专业开设课程主要包括基础课和专业核心课程两方面。主要学习研究信息流、物质流和能量流彼此作用、相互转换的方法和技术，有着很强的工程实践特点。学生需要学习包括计算机系列课程、信息与通信工程、模拟电子技术，物联网技术及应用、物联网安全技术等几十门课程，同时还要有较强的数学和物理基础，并具有较强的外语能力。
物联网专业就业薪资：
物联网 (The Internet of things, IOT) , 顾名思义, 就是连接物体与物体的互联网[1]。它结合多种信息技术, 是当下的科技热点。物联网运用射频识别 (RFID) 、红外感应设备、全球定位系统以及激光扫描器等, 通过互联网将一切物体连接起来, 这个过程中需遵循相关协议。物体相连后可以交换信息, 进而对物体进行智能化识别、定位、监控及管理等。物联网这一定义于1999年开始出现, 在互联网的基础上, 结合射频识别技术、无线网络通讯技术等, 建立了一个能够用于交换和共享全球物品信息的“物体互联网”。
从量变与质变的角度看, 物联网技术的出现, 即这一质变的产生是由多种信息技术在发展到一定程度后, 即量变到达某一阶段产生的。物联网技术集合了多种信息技术, 它的发展离不开其他信息技术的全面发展, 缺一不可。物联网技术正是借助了其他信息技术的优势, 这种集合不是简单累加, 而是质的提升与飞跃, 也正因为这样, 物联网技术才能被认为是信息产业的第三次革命。
2 物联网分层概念
根据应用场合和需求的不同, 物联网技术具有多种形式, 且相关技术比单一的某种信息技术更为复杂。根据相关技术的应用步骤, 将物联网分为4层:感知识别层、信息传输层、处理运算层和服务应用层[2]。
(1) 感知识别层。传感器设备在物联网技术出现之前就在工业领域和信息技术领域得到了广泛应用, 它除了能采集信息, 传递信号, 识别物体之外, 还能够对信息进行简单计算。自动识别技术包括光符号识别、语音识别、条形码识别和射频识别等。其中发展最快的是射频识别技术 (RFID) 。RFID的功能原理和传统的一维码扫描类似, 相关配套设备主要有RFID读写器RFID标签, RFID标签按构造不同又可分为有源和无源等, 标签和读写器配套使用即可实现物体的识别与信息的传递。
(2) 信息传输层。传感器自身处理信息的能力较弱, 因此采集相关信息后, 会将信息传输给专用的处理设备进行运算。信息传递的相关信息技术包括第6版互联网协议 (IPv6) 、无线传感器网络WSN及蓝牙、WIFI、ZIGBEE等。随着时代的发展和生产生活需求的不断提高, 技术升级换代的步伐也在不断加快, 新型技术拥有更高的传输速率、更高的频谱利用率, 使用更加方便和智能。
(3) 处理运算层。处理运算层在感知识别层和信息传输层之上, 服务应用层之下, 是物联网的核心, 可以类比做人类的大脑。处理运算层解决数据如何存储、如何检索、如何使用、如何不被滥用等问题。
(4) 服务应用层。信息采集和处理的最终目的是应用和服务。物联网的综合应用主要包括智能交通、智能物流、智能建筑、环境监测等。例如在智能交通应用中, 可以实现交通监测与管理, 电子收费系统, 智能停车管理以及辅助驾驶、智能行驶等。
3 物联网技术前景展望
温家宝总理在2009年8月7日视察位于无锡的中科院高新微纳传感网工程技术研发中心时, 提出“在激烈的国际竞争中, 迅速建立中国的‘传感信息中心’或‘感知中国’中心”的重要指示;随着感知中国战略的启动及逐步展开, 中国物联网产业发展面临巨大机遇。国家在“十二五”规划中明确提出, 物联网将会在智能电网、智能交通、智能物流、金融与服务业、国防军事十大领域重点部署[3]。
“中国制造2025”是2015年3月5日在全国人大上由李克强总理提出的。要想加快从制造大国转向制造强国的脚步, 就要坚持贯彻落实“中国制造2025”精神, 坚持创新驱动、智能转型、强化基础和绿色发展。此次规划的关键词与“向工业强国转型”相关, 力争在2025年从工业大国转型为工业强国。中国的物联网技术迎来了前所未有的发展机遇。
不论是“感知中国”还是“中国制造2025”, 都要求工业化与信息化的深度融合发展。因此物联网技术在未来的一段时期内都将对我国的工业化进程发挥巨大的推动作用[4]。我们要紧紧把握住当下的机遇, 为我国物联网产业建设添砖加瓦。
4 关于物联网技术的发展建议
快速健康的发展物联网技术, 应当充分利用新一代的相关信息技术, 并将之推广应用与各行各业, 方方面面。唯有如此, 才能做到在物联网技术大潮来临之时不掉队。工业领域诸如电网、桥梁、铁路、物流, 农业领域诸如植物生产监测、粮情分析, 医疗领域诸如生命信号检测等都是物联网技术的大有可为之处。不断发展传感器、信息传输等相关技术, 能够助物联网技术的发展一臂之力。
首先应加强物联网技术中的学科建设。物联网大科技中, 每个相关学科都应均衡发展, 全面解析和运用物联网技术。物联网既不是炒作, 更不会稍纵即逝, 物联网将对人类社会产生深远影响。
其次应注重培养物联网人才。物联网人才应兼具各类相关学科的基本技能, 不仅要在传统的计算机专业、电子技术专业设立物联网方向, 更应该设立专门的物联网专业甚至物联网学院。其他专业也应设置物联网相关课程, 使学生具有基本的物联网科学素养。各相关学科协调发展, 才能推动物联网技术的革新。
随着物联网技术的发展, 其中的信息安全与隐私问题越来越突出。一方面应该从技术层面解决此类问题, 研发相应的加密与隐私保护技术;另一方面需要国家出台对应的法律法规政策, 从管理层面杜绝此类问题的发生。
物联网技术的发展既离不开新技术的研发与使用, 也需要国家的政策支持。为了改变我国在此方面落后于某些发达国家的局面, 政府应与时俱进的施行对应政策, 鼓励国内物联网技术的发展, 积极培养相关专业人才。如此才能从根本上推动国内物联网产业的升级换代, 为国内经济发展增加新的增长点。
参考文献
[1]杨洋, 张智辉.物联网概念与关键技术研究[J].信息与电脑 (理论版) , 2016 (02) :15+17.
[2]刘克一.物联网概念的基本定位[J].数字技术与应用, 2015 (04) :221.
[3]谷雨.物联网的关键技术及其应用前景[J].中国新通信, 2016 (02) :32.
关键词物联网；智能港口；网络通信
0引言
物联网（Internet of Things）意为“物物相连的互联网”，指通过无线射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）、红外传感器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，实时采集需要监控、连接、互动的物品或过程信息，以此进行信息交换和通信，实现物与物、物与人的泛在连接，以及对物品和过程的智能化感知、识别和管理。本文综述物联网发展现状和关键技术，提出智能港口物联网技术架构，展望物联网技术在智能港口中的应用前景。
1物联网发展现状
1.1国外物联网发展现状
2005年在突尼斯举行的信息社会世界峰会上，国际电信联盟发布《ITU互联网报告2005：物联网》，正式提出“物联网”的概念，并指出无所不在的物联网时代即将来临，世界上所有的物体都可以通过因特网主动地进行信息交换。日本提出的“i-Japan”战略以及IBM推出的“智慧的地球”项目点燃了物联网概念的产业化热情。美国总统奥巴马就职后，积极回应IBM提出的“智慧的地球”概念，并很快将物联网计划升级为国家战略。[1]目前，美国拥有物联网技术及标准方面的全球优势地位，已在多个领域应用物联网，例如德克萨斯州的电网公司建立的智能电网。
欧盟为加强对物联网的管理，消除物联网发展的障碍，制定了一系列物联网管理规则，并建立有效的分布式管理架构，使全球管理机构可以公开、公平、尽责地履行管理职能。[2]此外，为提高物联网的可信度、接受度、安全性，欧盟正在积极推广物联网标准化，由执委会对现有物联网相关标准进行评估并推动制定新的标准，从而确保物联网标准建立在各相关方积极参与的基础上，并以开放、透明、协商一致为前提。目前，欧盟推出的物联网应用建立在对药品使用专用序列码的基础上，从而增强欧洲在对抗不安全药品和打击制假方面的措施力度。
1.2国内物联网发展现状
中国科学院早在1999年就启动了传感网方面的研究，并已建立一些实用的范例传感网。[3]与其他国家相比，我国的技术研发水平处于世界较前列，并且在传感网领域与德国、美国、韩国等成为制定国际标准的主导力量。目前我国在电信领域开发的物联网项目已经超过10项，其中中国科学院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心开发的传感器产品已应用于上海浦东国际机场，并在2010年上海世博会上进行展示。2009年8月温家宝总理在江苏无锡考察时提出“感知中国”，继而于2009年11月底考察江苏南京时再次表示：当前，流通行业要大力运用网络技术，特别是物联网技术，实现流通现代化。自温家宝总理提出“感知中国”以来，物联网被正式列为国家5大新兴战略性产业之一，从而使物联网在我国受到全社会的极大关注。
2物联网关键技术
2．1RFID技术
RFID技术是非接触式的自动识别技术，通过射频信号自动识别对象并获取相关数据，被检测物体上贴有RFID标签。RFID技术具有读取距离远、穿透能力强、无磨损、非接触、抗污染、效率高、信息量大等特点，是物联网中最关键的技术。
2．2传感器技术
传感器负责物联网信息的采集，是实现对现实世界感知的基础，也是物联网服务和应用的基础。传感器对被测对象的某一特定信息具有感受检出功能，并能按照一定规律转换成与之相对应的有用信号。传感器通常由敏感元件和转换元件组成。
2．3无线传感器网络技术
无线传感器网络技术综合传感器、嵌入式系统、现代网络及无线通信、分布式信息处理等技术，能够通过各类集成化的微型传感器协同实时监测、感知和采集环境及监测对象的信息，通过嵌入式系统对信息进行处理，并通过随机自组织无线通信网络以多跳中继方式将所感知的信息传送到用户终端，从而真正实现“无处不在的计算”的理念。
2．4网络通信技术
传感器的网络通信技术为物联网数据提供传送通道。传感器的网络通信技术分为两类：近距离通信和广域网络通信。近距离通信以IEEE 802.15.4和为代表；在广域网络通信方面，IP网络、2G/3G/4G移动通信、卫星通信等技术实现信息的远程传输，特别是以IPv6为核心的下一代互联网技术的发展，使得给每个传感器分配IP地址成为可能，也为物连网的发展创造良好的基础网络条件。
3物联网技术在智能港口中的应用前景
3．1智能港口的概念
智能港口是基于现代电子信息技术、面向港口运输的服务系统，其突出特点是以信息的收集、处理、发布、交换、分析、利用为主线，为港口服务参与者提供多样性的信息服务。智能港口迫切需要与物联网技术紧密结合，从而实现港口服务的数据共享及稳定高效。
3．2我国智能港口的发展
在借鉴、跟踪发达国家发展经验的基础上，我国对物联网在集装箱码头方面的应用研究逐渐有所创新。参与这方面研究的包括交通运输部水运科学研究院、全国集装箱标准化技术委员会、上海国际港务（集团）股份有限公司、中国国际海运集装箱（集团）股份有限公司、中国远洋运输（集团）等科研机构和企业，研究取得了一些阶段性成果，其中，由交通运输部水运科学研究院牵头，与多家单位合作获得的针对无源电子标签的“集装箱电子标签”研究成果，已经在重庆港寸滩港区得到卓有成效的应用，该项目实现了物联网技术在集装箱码头中的应用，并具有智能港口的雏形。[4-5]
3.3智能港口物联网技术架构
基于物联网技术的智能港口由感知层、网络层和应用层组成，如图1所示。
图1基于物联网技术的智能港口架构
智能港口感知层包括港区内的作业设备及相应作业区域内的条码识读器、RFID读写器、摄像头和传感器等。感知层的主要作用是感知和识别物体以及采集和捕获信息。
智能港口网络层以无线网络接入物联网管理中心和物联网信息中心，并对海量信息进行智能处理，即网络层不仅要具备网络功能，还要具备信息处理能力。
智能港口应用层是将物联网技术与智能港口的需求相结合，实现港口智能化应用的解决方案。通过应用层最终实现信息技术与智能港口的深度融合，对智能港口的发展具有深刻意义。应用层的关键在于在信息化的过程中，能够实现港口管理系统各个环节之间的智能交流以及精确管理的目标。
3.4基于物联网的智能港口应用前景
以集装箱出口为例，当载运集装箱的卡车以规定速度驶入检查桥时，该处的感知设备自动读取集装箱和集卡的相关信息，并通过无线网络与港口信息管理平台进行信息验证，验证通过后，港口信息管理平台将调度信息发送给相关计划生产的机械，并
将路线信息以图形化方式显示在集卡的信息屏上，同时检查桥的电子限行杆自动升起，集卡司机根据信息屏上的路线信息将车辆驶往指定地点。此过程无需人工干预，可实现不停车即通过检查桥的目的。当集卡到达堆场指定地点后，已经接到作业指令的场桥将集装箱吊离载运车辆。场桥感知设备自动读取集装箱信息，信息经验证通过后，计划箱位以图形化方式显示在场桥的信息屏上，场桥司机通过该界面获知集装箱的作业位置。集装箱落位后，感知设备自动读取集装箱和箱位信息，信息经验证通过后，集卡和场桥司机得到下一条作业指令。此外，载箱集卡之间可以实现物与物的信息交互，不需要人为参与，车辆之间可以互相给予安全距离的信息提示，能有效确保交叉路口的行车安全。
由此可见，基于物联网技术的智能港口能够实现物与物之间的信息共享和动态协作，提高港口作业的效率、准确性和可视化程度，形成安全畅通、环保高效的现代化智能港口。
4结束语
目前物联网技术在集装箱码头方面的研究和应用已取得初步进展，随着物联网技术的发展，物联网技术必将进一步渗透到集装箱码头的发展和建设中，这具有重要的经济价值和研究意义。我国应加快研究和推广具有自主核心技术和中国特色的智能港口，力争在未来世界港口的智能化竞争中占据一席之地。
参考文献：
[1] 赵海霞. 物联网关键技术分析与发展探讨[J]. 中国西部科技，2010，9（14）：25-26.
[2] ROBERTS C M. Radio Frequency Identification (RFID)[J].Computers & Security，2006，25（1）：18-26.
[3] 杨会平，马振洲，宁焕生. 双频RFID标签平滑升级高速公路联网收费系统[J]. 智能卡与电子标签，2006(5)：36-38.
[4] 许世博，邓延洁，曹文胜. RFID 技术在集装箱码头的应用示范[J].水运科学研究，2009（3）：10-13.
[5]陶学宗，钟雁. RFID技术在集装箱运输中的应用研究[J].铁道物资科学管理，2006（4）：40-42.
嵌入式
硬件方向
对硬件比较了解，有一定的硬件功底，主要是搞硬件设计，有时要开发一些与硬件关系最密切的最底层软件，最初级的硬件驱动程序等。
软件方向
这占社会需求的主要方面，主要从事嵌入式操作系统和应用软件的开发。完成嵌入式培训后，可以从事消费电子、安全安防、汽车电子、医疗电子、电信等行业的计算机应用设计开发岗位就业，担任嵌入式产品及应用系统的设计与开发工程师，从事嵌入式技术的应用项目设计开发、产品维护与技术服务等工作。
大数据
信息架构开发
充分开发利用企业数据并支持决策需要非常专业的技能。信息架构师必须了解如何定义和存档关键元素，确保以最有效的方式进行数据管理和利用。信息架构师的关键技能包括主数据管理、业务知识和数据建模等。
数据仓库研究
数据仓库是为企业所有级别的决策制定过程提供支持的所有类型数据的战略集合。它是单个数据存储，出于分析性报告和决策支持的目的而创建。为企业提供需要业务智能来指导业务流程改进和监视时间、成本、质量和控制。
企业数据管理
企业要提高数据质量必须考虑进行数据管理，并需要为此设立数据管家职位，这一职位的人员需要能够利用各种技术工具汇集企业周围的大量数据，并将数据清洗和规范化，将数据导入数据仓库中，成为一个可用的版本。然后，通过报表和分析技术，数据被切片、切块，并交付给成千上万的人。担当数据管家的人，需要保证市场数据的完整性，准确性，唯一性，真实性和不冗余。
数据安全研究
物联网又名传感网，是指将各种信息传感设备与互联网结合起来而形成的一个巨大网络，可使所有的物品与网络连接，方便识别和管理。物联网具有全面感知、可靠传递、智能处理的特点，是继计算机、互联网、移动通信网之后的又一次信息产业浪潮。
在“物联网”这个全新产业中，我国的技术研发水平处于世界前列。中科院早在1999年就启动了传感网研究，在无线智能传感器网络通信技术、微型传感器、传感器终端机、移动基站等方面取得重大进展，已拥有从材料、技术、器件、系统到网络的完整产业链。在世界物联网领域，中国与德国、美国、韩国一起，成为国际标准制定的主导国。
随着电信网络特别是无线网络的扩展，传感技术的发展，我国推广物联网的条件逐步成熟。国家工信部明确提出要进一步研究建设物联网，加快传感中心建设，推进信息技术在工业领域的广泛应用，提高资源利用率、经济运行效益和投入产出效率。前瞻产业研究院数据显示：我国物联网标准体系已形成初步框架，物联网在广东、江苏、上海等地都已经有了局部的建设。2012年，我国物联网产业规模达到3650亿元，比上年增长38.6%。
2013年2月，《国务院关于推进物联网有序健康发展的指导意见》正式公布。《指导意见》提出，到2015年，实现物联网在经济社会重要领域的规模示范应用，突破一批核心技术，初步形成物联网产业体系，安全保障能力明显提高。
物联网产业链可细分为标识、感知、处理和信息传送四个环节，关键技术包括RFID、传感器、智能芯片和电信运营商的无线传输网络。与射频识别设备、传感器等单个的微观产业链相比，电信运营商在物联网架构中的发展空间较大，运营商将在物联网产业中强势介入多个环节。面对市场机遇，中国三大电信运营商争相发力物联网技术开发及应用拓展。物联网的推广将会成为推进经济发展的又一驱动器，未来中国物联网行业发展前景广阔。
前瞻网：2013-2017年中国物联网行业应用领域市场需求与投资预测分析报告，共九章。首先介绍了物联网的定义、原理、应用等方面内容，接着全面阐述了中国物联网产业面临的外部环境及总体发展状况。随后，报告具体介绍了物联网行业的区域发展、技术进展，并对物联网设备、运营商等相关行业进行细致透析。最后，报告对物联网行业的发展趋势及前景进行科学预测。
通院10班
文馨贤
学号B13011002
目录
无线射频技术 云计算 二维码
感知无线电
无线射频技术 RFID基础知识 1．什么是RFID RFID是Radio Frequency Identification的缩写，即射频识别。常称为感应式电子晶片或近接卡、感应卡、非接触卡、电子标签、电子条码，等等。
一套完整 RFID系统由 Reader 与 Transponder 两部份组成 ,其动作原理为由 Reader 发射一特定频率之无限电波能量给Transponder,用以驱动Transponder电路将內部之ID Code送出，此时Reader便接收此ID Code。Transponder的特殊在于免用电池、免接触、免刷卡故不怕脏污，且晶片密码为世界唯一无法复制，安全性高、长寿命。
RFID的应用非常广泛，目前典型应用有动物晶片、汽车晶片防盜器、门禁管制、停车场管制、生产线自动化、物料管理。RFID标签有两种：有源标签和无源标签。以下是电子标签内部结构:芯片+天线与RFID系统组成示意图 2．什么是电子标签
电子标签即为 RFID 有的称射频标签、射频识别。它是一种非接触式的自动识别技术，通过射频信号识别目标
对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，作为条形码的无线版本，RFID技术具有条形码所不具备的防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离大、标签上数据可以加密、存储数据容量更大、存储信息更改自如等优点。2． 什么是RFID技术？
RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。短距离射频产品不怕油渍、灰尘污染等恶劣的环境，可在这样的环境中替代条码，例如用在工厂的流水线上跟踪物体。长距射频产品多用于交通上，识别距离可达几十米，如自动收费或识别车辆身份等。
8.RFID无线识别电子标签基础介绍：
无线射频识别技术（Radio Frequency Idenfication，RFID）是一种非接触的自动识别技术，其基本原理是利用射频信号和空间耦合（电感或电磁耦合）或雷达反射的传输特性，实现对被识别物体的自动识别。
RFID系统至少包含电子标签和阅读器两部分。电子标签是射频识别系统的数据载体，电子标签由标签天线和标签专用芯片组成。依据电子标签供电方式的不同，电子标签可以分为有源电子标签(Active tag)、无源电子标签(Passive tag)和半无源电子标签(Semi—passive tag)。有源电子标签内装有电池，无源射频标签没有内装电池，半无源电子标签(Semi—passive tag)部分依靠电池工作。
电子标签依据频率的不同可分为低频电子标签、高频电子标签、超高频电子标签和微波电子标签。依据封装形式的不同可分为信用卡标签、线形标签、纸状标签、玻璃管标签、圆形标签及特殊用途的异形标签等。
RFID阅读器（读写器）通过天线与RFID电子标签进行无线通信，可以实现对标签识别码和内存数据的读出或写入操作。典型的阅读器包含有高频模块(发送器和接收器)、控制单元以及阅读器天线
2．RFID的工作原理
射频识别系统的基本模型如图8—1所示。其中，电子标签又称为射频标签、应答器、数据载体；阅读器又称为读出装置，扫描器、通讯器、读写器(取决于电子标签是否可以无线改写数据)。电子标签与阅读器之间通过耦合元件实现射频信号的空间(无接触)耦合、在耦合通道内，根据时序关系，实现能量的传递、数据的交换。发生在阅读器和电子标签之间的射频信号的耦合类型有两种。
(1)电感耦合。变压器模型，通过空间高频交变磁场实现耦合，依据的是电磁感应定 律，如右图所示。(2)电磁反向散射耦合：雷达原理模型，发射出去的电磁波，碰到目标后反射，同时携带回目标信息，依据的是电磁波的空间传播规律
电感耦合方式一般适合于中、低频工作的近距离射频识别系统。典型的工作频率有：125kHz、225kHz和13．56MHz。识别作用距离小于1m，典型作用距离为10～20cra。
电磁反向散射耦合方式一般适合于高频、微波工作的远距离射频识别系统。典型的工作频率有：433MHz，915MHz，2．45GHz，5．8GHz。识别作用距离大于1m，典型作用距离为3—l0m。
RFID知识进阶 1.工作方式
射频识别系统的基本工作方式分为全双工（Full Duplex）和半双工（Half Duplex）系统以及时序（SEQ）系统。全双工表示射频标签与读写器之间可在同一时刻互相传送信息。半双工表示射频标签与读写器之间可以双向传送信息，但在同一时刻只能向一个方向传送信息。在全双工和半双工系统中，射频标签的响应是在读写器发出的电磁场或电磁波的情况下发送出去的。因为与阅读器本身的信号相比，射频标签的信号在接收天线上是很弱的，所以必须使用合适的传输方法，以便把射频标签的信号与阅读器的信号区别开来。在实践中，人们对从射频标签到阅读器的数据传输一般采用负载反射调制技术将射频标签数据加载到反射回波上（尤其是针对无源射频标签系统）。时序方法则与之相反，阅读器的辐射出的电磁场短时间周期性地断开。这些间隔被射频标签识别出来，并被用于从射频标签到阅读器的数据传输。其实，这是一种典型的雷达工作方式。时序方法的缺点是：在阅读器发送间歇时，射频标签的能量供应中断，这就必须通过装入足够大的辅助电容器或辅助电池进行补偿。2． 数据量
射频识别射频标签的数据量通常在几个字节到几千个字节之间。但是，有一个例外，这就是1比特射频标签。它有1比特的数据量就足够了，使阅读器能够作出以下两种状态的判断：“在电磁场中有射频标签”或“在电磁场中无射频标签”。这种要求对于实现简单的监控或信号发送功能是完全足够的。因为1比特的射频标签不需要电子芯片，所以射频标签的成本可以做得很低。由于这个原因，大量的1比特射频标签在百货商场和商店中用于商品防盗系统（EAS）。当带着没有付款的商品离开百货商场时，安装在出口的读写器就能识别出“在电磁场中有射频标签”的状况，并引起相应的反应。对按规定已付款的商品来说，1比特射频标签在付款处被除掉或者去活化。3． 可编程
能否给射频标签写入数据是区分射频识别系统的另外一个因素。对简单的射频识别系统来说，射频标签的数据大多是简单的（序列）号码，可在加工芯片时集成进去，以后不能再变。与此相反，可写入的射频标签通过读写器或专用的编程设备写入数据。射频标签的数据写入一般分为无线写入与有线写入两种形式。目前铁路应用的机车、货车射频标签均采用有线写入的工作方式。4． 数据载体
为了存贮数据，主要使用三种方法：EEPROM、FRAM、SRAM。对一般的射频识别系统来说，使用电可擦可编程只读存贮器（EEPROM）是主要方法。然而，使用这种方法的缺点是：写入过程中的功率消耗很大，使用寿命一般为写入100,000次。最近，也有个别厂家使用所谓的铁电随机存取存贮器（FRAM）。与电可擦可编程只读存贮器相比，铁电随机存取存贮器的写入功率消耗减少100倍，写入时间甚至减少1000倍。然而，铁电随机存取存贮器由于生产中的问题至今未获得广泛应用。FRAM属于非易失类存贮器。对微波系统来说，还使用静态随机存取存贮器（SRAM），存贮器能很快写入数据。为了永久保存数据，需要用辅助电池作不中断的供电。
5． 状态模式
对可编程射频标签来说，必须由数据载体的“内部逻辑”控制对标签存贮器的写/读操作以及对写/读授权的请求。在最简单的情况下，可由一台状态机来完成。使用状态机，可以完成很复杂的过程。然而，状态机的缺点是：对修改编程的功能缺乏灵活性，这意味着要设计新的芯片，由于这些变化需要修改硅芯片上的电路，设计更改实现所要的花费很大。
微处理器的使用明显地改善了这种情况。在芯片生产时，将用于管理应用数据的操作系统，通过掩膜方式集成到微处理器中，这种修改花费不多。此外，软件还能调整以适合各种专门应用。此外，还有利用各种物理效应存贮数据的射频标签，其中包括只读的表面波（SAW）射频标签和通常能去活化（写入“0”）以及极少的可以重新活化（写入“1”）的1比特射频标签。
6． 能量供应
射频识别系统的一个重要的特征是射频标签的供电。无源的射频标签自已没有电源。因此，无源的射频标签工作用的所有能量必须从阅读器发出的电磁场中取得。与此相反，有源的射频标签包含一个电池，为微型芯片的工作提供全部或部分（“辅助电池”）能量。7． 频率范围
射频识别系统的另一个重要特征是系统的工作频率和阅读距离。可以说工作频率与阅读距离是密切相关的，这是由电磁波的传播特性所决定的。通常把射频识别系统的工作频率定义为阅读器读射频标签时发送射频信号所使用的频率。在大多数情况下，把它叫做阅读器发送频率（负载调制、反向散射）。不管在何种情况下，射频标签的“发射功率”要比阅读器发射功率低很多。射频识别系统阅读器发送的频率基本上划归三个范围：（1）低频（30kHz ~ 300kHz）；（2）中高频（3MHz ~ 30MHz）；（3）超高频（300MHz ~ 3GHz）或微波（>3GHz）。根据作用距离，射频识别系统的附加分类是： 密耦合（0 ~ 1cm）、遥耦合（0 ~ 1m）和 远距离系统（>1m）。8． 射频标签→读写器数据传输
射频标签回送到阅读器的数据传输方式多种多样，可归结为三类：
（1）利用负载调制的反射或反向散射方式（反射波的频率与阅读器的发送频率一致）；（2）利用阅读器发送频率的次谐波传送标签信息（标签反射波与阅读器的发送频率不同，为其高次谐波（n倍）或分谐波（1/n倍））；（3）其他形式。RFID工作频率的分类 1.概要
从应用概念来说，射频标签的工作频率也就是射频识别系统的工作频率，是其最重要的特点之一。毫无疑问，射频标签的工作频率是其最重要的特点之一。射频标签的工作频率不仅决定着射频识别系统工作原理（电感耦合还是电磁耦合）、识别距离，还决定着射频标签及读写器实现的难易程度和设备的成本。
工作在不同频段或频点上的射频标签具有不同的特点。射频识别应用占据的频段或频点在国际上有公认的划分，即位于ISM波段之中。典型的工作频率有：125kHz，133kHz，13.56MHz，27.12MHz，433MHz，902~928MHz，2.45GHz，5.8GHz等。
从应用概念来说，射频标签的工作频率也就是射频识别系统的工作频率。2． 低频段射频标签
低频段射频标签，简称为低频标签，其工作频率范围为30kHz ~ 300kHz。典型工作频率有：125KHz，133KHz。低频标签一般为无源标签，其工作能量通过电感耦合方式从阅读器耦合线圈的辐射近场中获得。低频标签与阅读器之间传送数据时，低频标签需位于阅读器天线辐射的近场区内。低频标签的阅读距离一般情况下小于1米。
低频标签的典型应用有：动物识别、容器识别、工具识别、电子闭锁防盗（带有内置应答器的汽车钥匙）等。与低频标签相关的国际标准有：ISO11784/11785（用于动物识别）、ISO18000-2（125-135 kHz）。低频标签有多种外观形式，应用于动物识别的低频标签外观有：项圈式、耳牌式、注射式、药丸式等。典型应用的动物有牛、云计算
云计算定义
云是由一系列相互联系并且虚拟化的计算机组成的并行和分布式系统模式。这些虚拟化的计算机动态地提供一种或多种统一化的计算和存储资源。这些资源通过服务提供者和服务消费者之间的协商来流通。基于这样云的计算称为云计算。简单地说，云计算就是指基于互联网络的超级计算模式。即把存储于个人电脑、服务器和其他设备上的大量存储器容量和处理器资源集中在一起，统一管理并且协同工作。云计算服务体系
我们将云计算看成是一个组合的服务。我们通过云层次栈将云的三种模型：PaaS，IaaS和SaaS三种服务归属于云系统不同软件架构层。
用户通过应用层提供的Web门户访问服务。一般来说，该服务是收费项目。但是这种商业模式得到大多数用户的青睐，因为它减少对软件维护的压力 和操作 支持的费用。另外，用户从用户终端导入到数据中心，大大降低用户对硬件需求。云软件环境层也就是软件平台(PaaS)。该层用户是云平台开发者，他们将应 用部署在云平台上。
云软件基础设施层(IaaS)该层为高层提供基础性资源，可以组成新的云软件环境或者应用。提供云服务分为三类：计算资源、数据存储和通信设施。计算资源：给云用户提供虚拟机。数据存储：允许用户在远程硬盘上存储数据并在任何时候访问数据，它有效的扩大云用户群。数据存储系统一般要满足维护用户数据的诸多要求包括可用性、安全性、备份与数据一致等等
通信设施：云服务对于网络的质量有着较高的要求，是的网络通信成为云系统中一个至关重要的基础设施组件。云系统提供的通信能力：面向服务、结构化、可预测和可靠性。软件内核：该层次负责管理云的物理服务器基础软件管理。软件内核可以看做是操作系统内核。网格计算部署和运行在该层集群上，但是有网格缺乏虚拟化抽象，任务与真实的硬件基础设施有着密切的联系。固件和硬件：形成云的硬件骨架和交换机。
云计算与IDC相比，对于资源利用率也有很大的不同。IDC一般采用服务器托管和虚拟主机方式对网站提供服务。每个IDC组所获得的网络带宽、处理 能力和存储空间都是固定的。然而，大部分网站之间的资源其实是不均衡的。因此，IDC无法面对突发流量所带来的影响，会造成资源的瘫痪与浪费。
云计算的特点 2.1超大规模
“云”具有相当的规模，Google云计算已经拥有100多万台服务器，Amazon、IBM、微软、Yahoo等的“云”均拥有几十万台服务器。企业私有云一般拥有数百上千台服务器。“云”能赋予用户前所未有的计算能力。2.2 虚拟化
云计算支持用户在任意位置、使用各种终端获取应用服务。所请求的资源来自“云”，而不是固定的有形的实体。应用在“云”中某处运行，但实际上用户无需了解、也不用担心应用运行的具体位置。只需要一台笔记本或者一个手机，就可以通过网络服务来实现我们需要的一切，甚至包括超级计算这样的任务。2.3 高可靠性
“云”使用了数据多副本容错、计算节点同构可互换等措施来保障服务的高可靠性，使用云计算比使用本地计算机可靠。2.4 通用性
云计算不针对特定的应用，在“云”的支撑下可以构造出千变万化的应用，同一个“云”可以同时支撑不同的应用运行。2.5 高可扩展性
“云”的规模可以动态伸缩，满足应用和用户规模增长的需要。2.6 按需服务
“云”是一个庞大的资源池，你按需购买；云可以象自来水，电，煤气那样计费。2.7 极其廉价
由于“云”的特殊容错措施可以采用极其廉价的节点来构成云，“云”的自动化集中式管理使大量企业无需负担日益高昂的数据中心管理成本，“云”的通用性使资源的利用率较之传统系统大幅提升，因此用户可以充分享受“云”的低成本优势，经常只要花费几百美元、几天时间就能完成以前需要数万美元、数月时间才能完成的任务。3.云计算的由来 云计算(Cloud Computing)是一种新兴的商业计算模型。它将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上，使各种应用系统能够根据需要获取计算力、存储空间和各种软件服务。这种资源池称为“云”。“云”是一些可以自我维护和管理的虚拟计算资源，通常为一些大型服务器集群，包括计算服务器、存储服务器、宽带资源等等。云计算将所有的计算资源集中起来，并由软件实现自动管理，无需人为参与。这使得应用提供者无需为繁琐的细节而烦恼，能够更加专注于自己的业务，有利于创新和降低成本。之所以称为“云”，是因为它在某些方面具有现实中云的特征：云一般都较大；云的规模可以动态伸缩，它的边界是模糊的；云在空中飘忽不定，你无法也无需确定它的具体位置，但它确实存在于某处。之所以称为“云”，还因为云计算的鼻祖之一亚玛逊公司将曾经大家称作为网格计算的东西，取了一个新名称“弹性计算云”(EC2)，并取得了商业上的成功。云计算被它的吹捧者视为“革命性的计算模型”，因为它使得超级计算能力通过互联网自由流通成为了可能。企业与个人用户无需再投入昂贵的硬件购置成本，只需要通过互联网来购买租赁计算力，“把你的计算机当做接入口，一切都交给互联网吧”。用户只需要640K的内存就足够了。”比尔·盖茨1989年在谈论“计算机科学的过去现在与未来时”时如是说。那时，所有的程序都很省很小，100MB的硬盘简直用不完。互联网还在实验室被开发着，超文本协议刚刚被提出。它们的广泛应用，将在6年之后开始。目前（2008年），在提供装机服务的网站上可以检索到这样的信息，一个普通白领上班所需的电脑标配是：低端酷睿双核/1GB内存/100GB硬盘，很快，兆级的硬盘就将进入家庭机使用范围。硬件配置飞速飚高的背后，是互联网上数据飞速的的增长——这简直在挑战人类想象力的极限，海量数据作为一个概念被提出时，单位以GB计。而现在这只是一个小网站的数据量单位。4．云计算基本原理 云计算的基本原理是，通过使计算分布在大量的分布式计算机上，而非本地计算机或远程服务器中，企业数据中心的运行将更与互联网相似。这使得企业能够将资源切换到需要的应用上，根据需求访问计算机和存储系统。这可是一种革命性的举措，打个比方，这就好比是从古老的单台发电机模式转向了电厂集中供电的模式。它意味着计算能力也可以作为一种商品进行流通，就像煤气、水电一样，取用方便，费用低廉。最大的不同在于，它是通过互联网进行传输的。云计算的蓝图已经呼之欲出：在未来，只需要一台笔记本或者一个手机，就可以通过网络服务来实现我们需要的一切，甚至包括超级计算这样的任务。从这个角度而言，最终用户才是云计算的真正拥有者。云计算的应用包含这样的一种思想，把力量联合起来，给其中的每一个成员使用。从最根本的意义来说，云计算就是利用互联网上的软件和数据的能力。对于云计算，李开复（Google全球副总裁、中国区总裁）打了一个形象的比喻：钱庄。最早人们只是把钱放在枕头底下，后来有了钱庄，很安全，不过兑现起来比较麻烦。现在发展到银行可以到任何一个网点取钱，甚至通过ATM，或者国外的渠道。就像用电不需要家家装备发电机，直接从电力公司购买一样。“云计算”带来的就是这样一种变革——由谷歌、IBM这样的专业网络公司来搭建计算机存储、运算中心，用户通过一根网线借助浏览器就可以很方便的访问，把“云”做为资料存储以及应用服务的中心。云计算目前已经发展出了云安全和云存储两大领域。如国内的瑞星和趋势科技就已开始提供云安全的产品；而微软、谷歌等国际头更多的是涉足云存储领域
二维码
二维条码/二维码（dimensional barcode）是用某种特定的几何图形按一定规律在平面（二维方向上）分布的黑白相间的图形记录数据符号信息的；在代码编制上巧妙地利用构成计算机内部逻辑基础 二维码：QR码的“0”、“1”比特流的概念，使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息，通过图象输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息自动处理：它具有条码技术的一些共性：每种码制有其特定的字符集；每个字符占有一定的宽度；具有一定的校验功能等。同时还具有对不同行的信息自动识别功能、及处理图形旋转变化等特点。在许多种类的二维条码中，常用的码制有：Data Matrix, Maxi Code, Aztec, QR Code, Vericode, PDF417, Ultracode, Code 49, Code 16K 等，QR码是1994年由日本Denso-Wave公司发明。QR来自英文「Quick Response」的缩写，即快速反应的意思，源自发明者希望QR码可让其内容快速被解码。QR码最常见于日本、韩国；并为目前日本最流行的二维空间条码。二维码的编码技术原理
二维码可以分为堆叠式/行排式二维码和矩阵式二维码。堆叠式/行排式二维码形态上是由多行短截的一维码堆叠而成；矩阵式二维码以矩阵的形式组成，在矩阵相应元素位置上用“点”表示二进制“1”，用“空”表示二进制“0”，由“点”和“空”的排列组成代码。
（一）堆叠式/行排式二维码
行排式二维码(又称：堆积式二维码或层排式二维码)，其编码原理是建立在一维码基础之上，按需要堆积成二行或多行。它在编码设计、校验原理、识读方式等方面继承了一维码的一些特点，识读设备与条码印刷与一维码技术兼容。但由于行数的增加，需要对行进行判定、其译码算法与软件也不完全相同于一维码。有代表性的行排式二维码有CODE49、CODE 16K、PDF417等。其中的CODE49,是1987年由 David Allair 博士研制，Intermec 公司推出的第一个二维码。
Code 49条码 Code 49是一种多层、连续型、可变长度的条码符号，它可以表示全部的128个ASCII字符。每个Code 49条码符号由2到8层组成，每层有18个条和17个空。层与层之间由一个层分隔条分开。每层包含一个层标识符，最后一层包含表示符号层数的信息。
Code 16K码 Code 16K条码是一种多层、连续型可变长度的条码符号，可以表示全ASCII字符集的128个字符及扩展ASCII字符。它采用UPC及Code128字符。一个16层的Code 16K符号，可以表示77个ASCII字符或154个数字字符。Code 16K通过唯一的起始符/终止符标识层号，通过字符自校验及两个模107的校验字符进行错误校验。二）矩阵式二维码
短阵式二维码（又称棋盘式二维码）它是在一个矩形空间通过黑、白像素在矩阵中的不同分布进行编码。在矩阵相应元素位置上，用点（方点、圆点或其他形状）的出现表示二进制“1”，点的不出现表示二进制的“0”，点的排列组合确定了矩阵式二维码所代表的意义。矩阵式二维码是建立在计算机图像处理技术、组合编码原理等基础上的一种新型图形符号自动识读处理码制。具有代表性的矩阵式二维码有：Code One、Maxi Code、QR Code、Data Matrix等。在目前几十种二维要码中，常用的码制有：PDF417二维码，Datamatrix二维码，Maxicode二维码，QR Code，Code 49，Code 16K，Code one等，除了这些常见的二维码之外，还有Vericode条码、CP条码、Codablock F条码、田字码、Ultracode条码，Aztec条码。
感知无线电关键技术
感知无线电的整个过程可以通过“侦听—感知—自适应”的循环来表示。其中关键技术有以下几项：
1、频谱侦测 感知无线电技术要能够实时侦听较宽的频谱，以发现“频谱空洞”(即该频段内主用户未占用的频谱)。同时为了不对主用户造成有害干扰，感知用户在通信过程中，需能够快速检测到主用户的再次出现，以便及时腾出带宽给主用户使用。这就需要物理层具有一种新的功能——频谱侦测功能。
2、动态频谱分配
目前对感知无线电的频谱共享技术的研究主要是基于频谱池(SpectrumPooling)的策略。频谱池策略的思想是将一部分分配给不同业务的频谱合并成一个公共的频谱池，频谱池中的频谱可以是不连续的，整个频谱池又可划分为若干个子信道。感知用户可临时占用频谱池里的空闲信道。动态频谱分配要能协调和管理主用户和感知用户之间的信道接入。主要有两种策略：一种是只要频谱池有空闲的子信道，主用户就可以选择空闲信道而不中断感知用户的通信；另一种是主用户并不考虑感知用户是否占用信道，只要需要就占用信道，而感知用户必须切换到其他信道。
3、抗干扰技术
采用感知无线电技术实现频谱共享的前提是必须保证对主用户不造成干扰。感知无线电里的抗干扰技术主要有干扰估测和功率控制技术。在感知无线电系统中，引入了干扰温度这一度量标准来估测干扰的大小。在CR系统中，发射功率受到给定干扰温度和可用频谱空洞数这两种无线网络资源的限制。到目前为止，一般采用信息论和对策论来解决功率控制的难题。
新的MAC层协议感知用户间需要交换一些控制和感知信息。为了满足感知用户之间的通信，需要一种新的公共控制信道来完成信令信息的传输，CR系统中的MAC协议设计就要考虑特定的控制信道的需求。
无线局域网实现了许多认知无线电技术，并且能够利用感知无线电来增强其安全和网络性能；基于MIMO-OFDM的CR系统也在研究当中。感知无线网络将成为具备极高频谱使用效率的未来新发展
四、感知无线电在WLAN中的应用
感知无线电已成为一个广泛用来描述许多不同功能与应用的名词。这其中包括可提供灵活的功能性以模仿各种无线电算法与雷达隐身技术的软件无线电，它在无线电中嵌入智能来避开已被占用的频谱，并由此让另外的频谱开放给没有获得授权的应用。最近，感知无线电还被应用到WLAN中，以提供对WLAN所工作的RF环境的全面可视性和了解。
1、干扰探测与识别
基于IEEE 802.11的WLAN工作在2.4GHz(802.11b与802.11g)开放频段和5GHz(802.11a)频段。诸如蓝牙和HomeRF等其它无线连接标准也工作在同样的开放频段上，这将产生潜在的干扰。而像微波炉或某些工业设备等随时启用的设备，也可在这些频段上产生噪声。在WLAN所工作的特定频率上有过多RF噪声，将降低WLAN的有效数据吞吐量与性能。可利用感知无线电对两个WLAN频带内的RF环境进行连续扫描，以确定哪些频率信道上的噪声最小。有了这种信息，网络管理者就能改变AP的信道设置并改善网络性能。RF环境具有动态变化的特性，会随着更多新802.11设备和非 802.11设备的加入而不断改变，因此需对RF环境进行连续扫描。
通过采用集成于AP芯片组内的频谱分析器(通常为FFT)进行频域分析，AP可利用感知无线电探测并识别干扰。然后将结果与预定义模板进行比较，如果两者相匹配，则识别信息将被发送给IT管理者作为通知，并用于位置识别等其它功能。
2、自动配置
自动配置属于一个很广的功能范畴，它描述了AP自动确定最佳设置以使WLAN网络性能最大化的能力。尽管一般情况下发射功率和信道选择这两个网络参数最为常见，但自动配置可优化任何一组网络参数。常见的优化目的是提高网络到客户机之间的吞吐量、增加可靠性、减小干扰和延时，或者是它们的组合以及其它网络性能指标。感知无线电提供RF环境的最新详细情况，这样便能根据初始WLAN部署实现最优自动配置以及动态和自动重配置，以适应未来WLAN的扩展与RF环境改变。
3、对非法AP和入侵者的探测
利用感知无线电连续扫描两个频带还具有另外一个关键优势，即：可对非法AP与入侵者进行探测。非法AP是连接到企业LAN的非受控AP，将产生不安全的网络接入点。对非法AP与入侵者进行探测并定位对网络安全来说非常必要，因此可以采取措施堵住安全漏洞。
4、位置识别
1.1 物联网的起源
早在1999年，美国ATUO-ID[3]就提出了“物联网”的概念，当时的物联网主要是建立在物品编码、RFID技术和互联网的基础上。
2005年，国际电信联盟（ITU）提出了“物联网”的新概念。报告指出，无所不在的“物联网”通信时代即将来临，世界上所有的物体从轮胎到牙刷、从房屋到纸巾都可以通过因特网主动进行交换。RFID、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术将到更加广泛的应用[4]。2009年，奥巴马与美国工商业领袖举行了一次“圆桌会议”，在会议上，IBM首席执行官彭明盛提出了“智慧的地球”的理念，并被奥巴马积极认可。
1.2 发展现状
近年来全球大部分国家和地区都十分重视物联网的发展。2012年，中国物联网产业的市场规模比2011年增长了38.6%，达到了3650亿元。同时，中国政府提出到2015年，在核心技术方面要取得一定的突破，初步形成物联网产业体系，在安保能力方面要有显著提高。
美国在物联网方面的发展占据了优势地位，EPCglobal[1]标准已经在国际上取得主动地位，力求在全球物联网的发展中推行EPC[1]标准体系并占据主导地位。欧盟以“第七次架工作大会”为契机，对物联网进一步研究。同时，针对在物联网中有可能发生的安保问题及隐私侵犯问题做出应对计划。2009年7月日本提出了“I-Japan战略2015”[3]计划，以构建以人为本的数码社会为最终目标，在计划中，强化了物联网在交通、医疗、教育和环境监测等领域的应用。
2 物联网相关概念理解及解析
2.1 对物联网的理解
物联网（The Internet of things）是新一代信息技术的重要组成部分，是以计算机科学为基础，在互联网基础上的延伸和扩展的网络。其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信，是当下几乎所有技术与计算机、互联网技术的结合。它是对条码、嵌入式芯片、感应、射频、无线、网络、自动化、人工智能、云计算等一系列技术的综合性应用的结果，能实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程等各种需要的信息，让每个原本孤立的物品按约定的协议与互联网相连接，以实现智能化识别、定位、传递、处理、执行、监控和管理。
物联网的应用涉及到国民经济的每个部门，目前主要应用在智能工业、智能物流、智能交通、智能电网、智能医疗、智能农业和智能环保等领域，未来将拓展到包括智能农业，智能安防，智能家居，军事国防等在内的人类社会生活的方方面面。已成为当前世界新一轮经济和科技发展的战略制高点之一，发展物联网对于促进经济发展和社会进步具有重要的现实意义。
2.2 基本特征
2.2.1 全面感知。利用RFID、传感器、二维码等随时随地获取物体的信息。
2.2.2 可靠传递。依托电信网络与互联网的融合，把物体的信息实时可靠的传送出去。
2.2.3 智能处理。利用各种智能计算技术，对海量的数据和信息进行分析和处理，对物体进行智能化的控制。
3 体系结构
目前，伴随着不同应用领域的研究出现了多种物联网体系结构。其中以欧美支持的EPC GLOBAL[1]系统和日本的UBIQUITOUS ID(UID）[2]应用最为广泛。
3.1 EPC GLOBAL[1]系统
2003年9月，美国统一代码协会（UCC）[3]和国际物品编码协会（EAN）[3]共同成立了EPC GLOBAL[1]非营利性组织，它以解决供应链的透明性为目的。基于EPC的物联网是在互联网的基础上，利用全球统一的物品编码、RFID等技术，实现产品的跟踪，从而达到提高供应链水平，降低物流成本的目的。
典型的EPC物联网由信息采集系统、PML（实体描述语言）信息服务器、对象名解析服务器和SAVANT系统四个部分组成[3]。
信息采集系统：主要用来识别各种产品和采集与处理EPC。
PML信息服务器：由各个产品的生产产商自行建立和维护，储存着所生产的所有产品的文件信息。它在物联网中的作用在于以通用的格式描述产品的原始信息，方便其他节点的访问。
对象名解析服务器：建立各信息采集节点与PML信息服务器之间的联系，实现从产品EPC到产品PML信息之间的映射。
SAVANT系统：它是物联网的神经系统，处于读写器与企业与应用程序之间，通过对数据的搜集、过滤和整合，最终将有用的信息传送到企业后端的应用系统中。
3.2 UID[2]体系结构
通过建立UID[2]中心，创造“计算无处不在”的理想环境，以实现全面自动识别“物品”的目标。
UID[2]是一个开放的架构，其技术体系由泛在识别码（UCODE）、泛在通信器、信息系统服务器和UCODE解析服务器[3]等四个部分构成，它的规范面向所有人公开。它使用uCode来标识现实世界中的物或设施，通过类似于PDA终端的UC读取u Code电子标签来获取这些物或设施的状态。UID[2]可在许多领域中广泛应用，将现实世界和虚拟世界联系在一起，如将用u Code标签的物品、场所、设施等和信息服务器中的各种相关信息联系起来，实现“物品到物品”的互联，最终实现对他们的有效控制和管理。
4 关键技术体系
4.1 RFID技术
RFID(Radio Frequency IDentification）技术，即无线射频识别，是一种非接触性的自动识别技术，它通过无线射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，具有读取速度快、非接触式读取、数据存储容量大等特点[5]。
RFID基本由标签，读写器和天线三个部分组成。标签由耦合元件和芯片组成，每个标签就好像我们的身份证一样有唯一的电子编码，用来表示目标对象，存储物品的数据信息。读写器是读取标签信息的设备。而天线就是连接标签和读写器的桥梁，在二者之间传递射频信号，它的性能对提高RFID系统的性能有着重要的意义。
4.2 传感器技术
传感器是构成物联网的基础单元，它好比人类五官的延长，帮助物联网获取各种各样相关的信息。具体来说，传感器是一种能对当前所处的状态进行识别的元器件，当状态发生变化时，它能立即感知并通知其他元器件状态的变化。
从早期的模拟传感器发展到现在广泛使用的数字传感器，在使用性能上已经有了质的飞跃。未来传感器对使用环境的要求将会继续降低，传感器的线性度、灵敏度、迟滞、重复性、漂移、分辨力阈值、稳定性、精度等主要技术指标会继续提高，最终将只受被测因素的影响而不受其他因素的影响。
4.3 传感器网络技术
4.3.1 传感器网络节点的组成
传感单元：由传感器和A/D转换功能模块组成
处理单元：由CPU、存储器、嵌入式操作系统等组成
通信单元：由无限网络、MAC和收发器组成
电源部件
4.3.2 传感器网络的作用
传感器网络的作用主要体现在以下三个方面：感应、通讯和计算（硬件、软件、算法）。其中起着关键作用的技术是无线数据库技术。
4.3.3 传感器网络的结构
以WSN为例，来描述传感器网络的结构。
WSN的网络结构由底层到高层主要由五个部分组成，分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层。
物理层：解决WSN中的基站、节点间的物理参数、通信频段、信号调制解调方式等基础问题。
数据链路层：负责各节点的初始化，通过收发设置、请求、连接等信息来定义自身网络，同时负责数据链路层帧的调试策略，防止众收发节点间的通信冲突。
网络层：采集逻辑路由信息，以不同的策略，通过最优化的路径，使收发的网络数据包到达目标节点。
传输层：保证网络层数据包以可靠的方式进行传输，为应用层提供入口。
应用层：将所收集到的节点信息进行整合处理，以满足不同应用程序的需求。
4.4 智能技术
现有的技术条件下，智能技术主要是通过一个或多个嵌入式系统实现，是为了有效的达到事先预期的目的，利用知识所采用的方法和手段。
智能技术已经在下面领域达到了广泛的应用：在计算机符号计算中的应用、在计算机模式识别中的应用、在计算机机器学习中的应用、在计算机问题求解中的应用、在计算机推理证明中的应用、在计算机语言处理中的应用，在专家系统等领域的应用。
人工智能技术的发展将在我们的生活中扮演越来越重要的角色，对我们的生活、工作、教育等产生重大的影响。
4.5 纳米技术
纳米技术不是物联网专有的技术，目前，它在物联网中的应用主要体现在以下几个方面：RFID设备的微小化设计、感应器设备的微小化设计、加工材料和微纳米加工技术上。
针对传感器的纳米技术研究已找到了一个全新的突破口，既可以为传感器提供优良的敏感材料，又可以为传感器制作提供新型的发展。
5 发展前景
我们迎来了物联网的时代，未来几年，全球物联网终端将会更加广泛的应用于各行各业中，对我们的工作、生活等方方面面带来重大的机遇和挑战。
今后，物联网将朝着以下几个方面不断的发展，在核心关键技术方面取得突破，形成完善的物联网体系结构。
5.1 推进感知技术突破
5.1.1 通过RFID行业组织中各成员的协同攻关，重点推进超高频和微波RFID技术中的芯片、天线、读写器、中间件和系统集成等技术水平的突破。
5.1.2 以实现传感器的小型化和高性能化为目的，开展传感器敏感元件、智能系统集成和纳米制造等技术的研发。
5.1.3 以实现导航模块的多模兼容、高智能、小型和低成本为目的，开展基带芯片、射频芯片、天线、导航电子地图软件等技术的合作开发。
5.2 加强传输技术研究
5.2.1 以研制出功耗低、适用范围广、性能高的无线传感网系统和产品为目标，进行传感器节点及操作系统、传感器网络组网、无线通信协议等技术的研究。
5.2.2 以实现异构网络的稳定性、快捷性和低成本融合性为目的，推进无线传感器网络(WSN)、移动通信网（MSCBSC）、互联网(INTERNET)、专网等各种网间的相互融合。
5.3 提升处理技术水平
5.3.1 以实现安全、稳定和可靠的数据存储为目标，提升数据新型存储介质、网络存储、虚拟存储等技术的研发水平。
5.3.2 为了实现数据挖掘技术在物联网各应用领域中得到广泛的应用，开展各种数据挖掘理论、模型和方法的广泛研究。
5.3.3 为了在物联网市场中广泛应用图像视频智能分析软件，有目的的开展图像视频智能分析理论与方法的研究。
5.4 加强物联网信息安全保障
以提升物联网安全水平为目标，保障网络与应用平台之间的信任关系，使物联网中各节点均能达到安全有效的防护，保证传输介质的可靠性，实现有效的安全架构部署。
参考文献
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[2]Koshizuka,Noboru Sakamura,Ken.Ubiquitous ID:Standards for Ubiquitous Computing and the Internet of Things.2010.
[3]张铎.物联网大趋势[M].清华大学出版社,2010.
[4]International Telecommunication Union UIT ITU Inter-net Reports2005:The Internet of Things2005.
[5]孙伯阳.RFID技术在图书馆应用的认识误区[J].图书馆界,2013(3):40-42.
[6]AKYILDIZ L F’ct a1.Wireless sensor networks:A satvey[J].Computer Networks,2002,38:393-422.
[7]刘化君,刘传清.物联网技术[M].北京:电子工业出版社,20lO.
集装箱一直被认为是实施物联网技术的最合适的“物”，事实上世界首个成功的物联网就是由美国国防部在军用集装箱上实现的。其采用无线射频识别（Radio Frequency Identification, RFID）技术并在全球部署数据采集点，通过计算机网络追踪全球流动的军用物资。在2003年的伊拉克战争中，美国国防部运用军用集装箱物联网对武器和物资进行准确调配，保证前线弹药和物资的及时供应，使美军的平均补给时间从减少到。
本文在研究集装箱物联网技术发展的基础上，分析当前阻碍集装箱物联网应用的主要困难，并提出未来的应用方案。
1物联网与智能集装箱
物联网就是“物物相连的互联网”（Internet of Things），是现代信息技术的扩展和延伸。其关键是向应用末端延伸，通过对末端信息的自动识别、采集和控制，达到自动化有效管理的目的。
物联网分为感知、网络、应用等3个技术层面：感知技术依靠多种传感器的数据采集功能，实现对外部信息的感知和识别；网络技术提供广泛的互联功能，使感知信息以高可靠性、高安全性的方式传送；应用技术通过应用中间件，实现跨行业、跨应用、跨系统的信息协同、共享和互通功能。
1.1感知技术
随着感知技术的进步和发展，智能集装箱的识别不再局限于RFID技术，还包括监控环境条件的传感器技术，如温度监控、光感监控、GPS技术和移动技术等。目前使用的智能集装箱设备主要基于以下3种技术。
（1）RFID技术在集装箱上安装RFID标签，包括电子箱封、集装箱标签和货运标签等；在堆场、港口等关键运输节点部署阅读器和网络，以实现数据采集和共享。
（2）GPS技术在集装箱上安装基于GPS/GPRS/CDMA的智能设备即可对集装箱进行监测，不需要在堆场、码头等运输节点部署阅读器，而是通过GPRS/CDMA网络采集并发送数据到远程服务器。GPS 为单向测距系统，用户设备只需接收导航卫星发出的导航电文即可进行测距定位，因此理论上GPS的用户设备容量是无限的。
（3）移动技术在集装箱上安装可以通过移动技术定位的智能设备。
现有3种感知技术渐趋融合，即智能设备可能兼具上述2种甚至3种技术，比如深圳南方中集集装箱制造有限公司将移动技术与会报警的新型电子箱封技术相结合，设计出新一代智能集装箱设备，并已经与中国移动进行合作测试。
1.2网络技术
网络技术包括各种有线和无线传输技术、交换技术、组网技术、网关技术等，其中码址资源是物联网发展的基础性战略资源。[3]
从物联网的应用实践来看，物联网是码址资源的高需求者和高消耗者，没有码址资源的支持，无论是物与物的连接互动，还是物与人的连接互动，都无法实现。以上海世博会为例，仅浦东机场的电子围栏就消耗码址20万个，上海市民用液化气钢瓶安装电子标签消耗码址115万个；我国铁路部门对现有的55万节车皮全面安装电子标签，消耗码址55万个。据预测，未来5年我国码址需求量将激增，其中：固定互联网的需求为5亿个，移动互联网的需求为10亿个，而物联网的需求将达到100亿个。
1.3应用技术
纵观国内外成功的物联网应用案例，不论是美国国防部还是沃尔玛，或是欧洲药品监控系统，其成功均可归结为以下原因：一是成功地解决了投资问题，或有国家投资（如美国国防部和我国铁道部的案例），或将成本转嫁给供货商（如沃尔玛的案例）；二是成功地解决了标准问题，虽然全球范围内的标准体系尚未建立，但可以执行自有标准，进而通过自有标准的应用来影响制定中的标准。总而言之，找到“产出大于投入”的有效商业模式是集装箱物联网建设的关键。物联网只能帮助获得集装箱运输的实时数据，关键要利用这些实时数据创造新的商业价值，否则将得不偿失。
2集装箱物联网应用所面临的困难
2.1标准问题
目前世界各国都在积极推进物联网标准化工作。我国在物联网标准化方面基本与国际保持同步，其中《集装箱RFID货运标签系统》是物流与物联网领域首个由我国提出并推动制定、由国际标准化组织正式发布的可公开提供的规范。
有关集装箱物联网的标准主要集中在RFID技术方面，因为基于RFID技术的智能集装箱网络研究历史最长，所以在标准制定方面已经取得一定进展。2003—2010年，已基本形成3个与集装箱物联网相关的RFID国际标准。[4]
（1）ISO/TS 10891：2009《集装箱RFID身份标签》，即采用无源RFID技术来实现对集装箱箱号的自动识别，电子标签作为集装箱的永久部件全寿命周期依附在集装箱上。
（2）ISO/PAS 18186：2010《集装箱RFID货运标签系统》，即采用有源RFID技术来实现对集装箱相关物流数据的自动识别。电子标签与集装箱在物理上相分离，每次集装箱装好货物后，将此标签挂上，写入本次运输相关的物流数据，从而实现相关物流信息在全供应链下的自动识别。
（3）ISO 18185：2007《集装箱电子箱封》，即采用有源RFID技术对箱封身份和状态进行自动识别，实现集装箱箱封的电子化。
目前上述3个标准中，除ISO/TS 10891：2009规定采用ISO/IEC 18000-6C系列频段标准外，其他2个标准在通信协议和物理层实现方面都不完善，ISO/PAS 18186：2010甚至连通信频率都没有规定。这就造成各生产厂家制造出来的产品虽然都符合国际标准，但是相互之间无法兼容，给标准的实施带来很大的困难和不确定性。
此外，GPS技术和移动技术的标准化尚处于形成过程中。
2.2应用障碍
RFID应用的最大困难和障碍是阅读器的布置。RFID的应用范围为数米到数百米，属于短距离通信，必须通过布置阅读器才能形成数据采集网络和完整的信息系统。如果要实现集装箱在全供应链下的可视化，必须在全供应链下布置阅读器，这是极为巨大的工作量，也是极为巨大的投资，投资收益比是不能回避的问题；而且阅读器部署点涉及众多的物流参与方，如港口、堆场、关键道路等，如何协调相互之间的投资与利益也是很大的难题。
如果在技术上跳出RFID，在物联网的架构下思考，抛弃阅读器的概念，通过集装箱智能终端直接实现与后台之间的远程通信，以及对集装箱的状态监测和定位跟踪，既能避开浩大的基础网络实施工作，又可以快速实现集装箱在全供应链下的可视化；但是智能设备、网络通信、设备供电等成本投入巨大，需要依赖技术的进一步成熟。
此外，大规模部署集装箱智能终端对于船公司的业务来说存在以下不足：该设备很难有效识别集装箱进出港口堆场和装卸船等关键业务节点。比如，基于GPS技术的集装箱智能设备按照设定频率（如半小时）与后台服务器进行远程通信，而后台信息系统根据这些离散的数据信息很难判断出具体的进出门时间，也就不能及时、自动地判断进出门是否存在错误，进而采取相应的管理措施；而准确的进出门时间也是集装箱业务结算（如堆存费结算）的必备数据。
3集装箱物联网应用方案展望
3.1带来差异化服务的业务
对于某些高价货或特殊货，如冷藏箱、危险品箱等，物联网可以为客户带来差异化服务价值，比如提供针对高价货的防盗功能，客户乐于为提高货物的安全性而承担相应的物联网成本，因此能带来差异化服务的物联网应用将是集装箱行业理想的突破口。
此应用方案需要选择合适的物联网技术方案来满足客户的应用需求。比如，防盗性质的智能集装箱设备必须支持对可能存在的盗窃情况及时报警的功能：对于开门盗窃，感光传感器能够进行监控并及时报警；对于整箱盗窃，GPS能够根据线路偏差及时报警；与普通集装箱没有明显的标志差别，因为明显的标志如天线、电子封锁等反而易成为盗窃目标，造成货损。
3.2特定区域内的应用
从对整个集装箱运输过程的监控来说，集装箱海上运输监控相对简单，只要在确认集装箱装船以后，监控运输船舶即可；而陆上运输则由于影响集装箱运输流程的因素很多，涉及的监控内容多且复杂。特定区域内的应用可以避开建立全球开放式物联网的困难，提高集装箱物联网建设的成功率。
特定区域内应用的目标之一是缩短特定港口的集装箱周转时间，因此可以选择港口辐射范围相对固定和周转效率低下的区域进行物联网应用部署。国外有报告指出，只要集装箱的利用率提高0.6%，就能抵消在集装箱上加贴电子标签（约50美元/个）和在一些重要场站码头安装阅读器（逾）的投资。
特定区域内应用的目的之二是缩短集装箱检验通关时间，降低企业通关成本。海关、检验检疫部门可以利用电子箱封技术，实现进出口集装箱的自动申报和无障碍通关，从而达到加快集装箱运输流程的目的。各国政府包括我国政府正在积极研究和部署电子通关技术，海关因其政府背景很可能成为率先应用的突破口。
特定区域内的应用也需要选择合适的物联网技术方案。由于区域外不可用，因此不宜选择高成本方案，而且特定区域内的应用也会涉及多个参与方，如港口、码头、船公司、道路运输公司等，需要在多个参与方之间进行协调、达成信息共享才能发挥物联网的优势，所以特定区域内的应用应尽力争取政府支持。
参考文献：
[1] 周受钦，李继春.集装箱RFID技术标准回顾和展望[J].集装箱化，2010，21（10）：19-20.
[2] 杨永志，高建华.试论物联网及其在我国的科学发展[J].中国流通经济，2010（2）：46-49.
[3] 郭苑，张顺颐，孙雁飞.物联网关键技术及有待解决的问题研究[J].计算机技术与发展，2010，20（11）：180-183.
[4] 王小芹.物联网模式对货运代理影响之展望[J].现代经济信息，2010（21）：198.
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