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物聯網的概念和基本架構
物聯網（The Internet of things）是通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協議，把任何物品與互聯網相連接，進行信息交換和通信，以實現對物品的智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。物聯網技術的核心和基礎是互聯網技術，是在互聯網基礎上的延伸和擴展的網絡。
從技術架構上來看，物聯網可分為三層：感知層、網絡層和應用層。
感知層由各種傳感器構成，包括溫濕度傳感器、二維碼標簽、RFID標簽和讀寫器、攝像頭、GPS等感知終端。感知層是物聯網識別物體、采集信息的來源。
網絡層由各種網絡，包括互聯網、廣電網、網絡管理系統和云計算平臺等組成，是整個物聯網的中樞，負責傳遞和處理感知層獲取的信息。
應用層是物聯網和用戶的接口，它與行業需求結合，實現物聯網的智能應用。
物聯網應用中的關鍵技術
1、傳感器技術，傳感器是物體感知物質世界的感覺器官，可以從聲、光、熱、濕度等信號來感知，為物聯網工作起到采集、分析、反饋最原始信息的功能。
傳感器的類型多樣，可以按照用途、材料、輸出信號類型、制造工藝等方式分為熱敏傳感器、速度傳感器、位置傳感器、溫濕度傳感器等。傳感器在安防行業的應用非常廣泛，包括數字城市、教育行業、公檢法司、環境行業等。
隨著納米技術等新興技術的應用，傳感器外形和工藝的提高，大大開拓了傳感器的應用領域。嵌入式智能技術是實現傳感器智能化的重要手段，其特點是將軟硬件相結合，實現傳感器的低功耗、體積小、集成度高和嵌入式軟件的高效率、高可靠率等優點。
2、RFID（射頻識別）是一種非接觸式的自動識別技術，通過射頻信號自動識別對象并獲取相關數據。RFID電子標簽可實現高效靈活的管理，是物聯網最關鍵的技術。典型的RFID系統由電子標簽、讀寫器和信息處理系統組成。當帶有電子標簽的物品通過讀寫器時，通過無線電波將標簽中攜帶的信息傳送到讀寫器以及信息處理系統，完成信息的自動采集工作。信息處理系統根據需求做相應的信息控制和處理工作。
RFID與普通的條形碼相比，具有明顯優勢：讀寫器可同時讀取多個RFID標簽；讀取信息是不需要光線、不受非金屬覆蓋的影響，而且在嚴苛的環境條件下仍然可讀；存儲容量大，可以反復讀寫；可以在高速運動中讀取。
不過，目前RFID也存在許多技術難點，主要集中在：RFID防沖突問題、RFID無線研究、工作頻率如何選擇、私密信息的安全防護等方面。
3、智能技術，物聯網的智能技術就是指海量信息的智能分析與控制。依托先進的軟件工程技術，對物聯網的各種數據進行存儲與快速處理，并將結果實時反饋給物聯網的各控制部件。為了有效達到預期目的所采用的方法和手段。
在安防領域，智能視頻分析技術起源于計算機視覺技術，它綜合應用圖像增強處理等技術，在實現目標與背景分離的基礎上，通過將目標特征信息與預先設置的模板或規則進行比對，自動識別感興趣的目標、行為、事件或數據并產生報警，必要時可自動跟蹤異常目標并聯動其他安防設施，顯著提高了安全防控整體效率和能力。同時利用安防智能視頻分析技術在海量歷史視頻信息中實現基于時間、地點以及語義特征描述的智能化查詢搜索，可以為公安機關偵察辦案提供高效的查證手段。
具備智能視頻分析技術的視頻采集設備成為了一種采集關鍵信息的智能感知器，是物聯網應用的核心。由此一來，帶來的應用就不再僅僅是視頻監控應用，而是產生了以視頻監控應用為核心、圍繞在視頻監控應用周圍的一系列新的應用。
4、云計算，云計算是物聯網應用發展的基石。物聯網的發展需要軟件即服務（SaaS）、平臺即服務（PaaS）以及基礎設施即服務（IaaS）等云計算模式的支撐。首先，云計算具有超強的數據處理和存儲能力；其次，物聯網無處不在的數據采集，需要大范圍的支撐平臺以滿足其規模需求。
在安防領域，安防產品的廣泛應用和質量的不斷提升，也導致了安防數據較快的增長態勢，而當前存儲介質的增長速度無法滿足目前數據存儲所需要的增長速度，因此新的存儲云存儲被探索發現。與此同時，由于現有的傳統技術也無法滿足對海量數據信息的查詢、分析、計算，新的計算模式云計算也應運而生。
物聯網浪潮的發展趨勢
物聯網被稱為繼計算機、互聯網之后，世界信息產業的第三次浪潮。
物聯網一方面可以提高經濟效益，節約成本，另一方面可以為全球經濟的復蘇提供技術動力。一旦物聯網大規模普及，大批的日常生活用品需要加裝小巧智能的傳感器，或者直接升級換代，給市場帶來的商機將大得難以估量。用于動植物和機器、物品的傳感器與電子標簽及配套的接口裝置的數量將大大超過手機的數量。據專業人士預測，如果物聯網全部構成，其產業要比互聯網大30倍。物聯網將成為下一個萬億元級的通信業務。
形式多樣的物聯網應用在各行各業大顯神通，確保城市的有序運作。運用物聯網技術，上海移動已為多個行業客戶度身打造了集數據采集、傳輸、處理和業務管理于一體的整套無線綜合應用解決方案。最新數據顯示，目前已將超過10萬個芯片裝載在出租車、公交車上，在世博會期間，“車務通”全面運用于上海公共交通系統，以最先進的技術保障世博園區周邊大流量交通的順暢；面向物流企業運輸管理的“e物流”，為用戶提供實時準確的貨況信息、車輛跟蹤定位、運輸路徑選擇、物流網絡設計與優化等服務，大大提升物流企業綜合競爭能力。
物聯網融合安防需求的行業化應用
一、智能交通系統（ITS）
智能交通是利用現代信息技術為核心，利用先進的通訊、計算機、自動控制、傳感器技術，實現對交通的實時控制與指揮管理。交通信息采集被認為是ITS的關鍵子系統，是發展ITS的基礎。無論是交通控制還是交通違章管理系統，都涉及交通動態信息的采集，交通動態信息采集也就成為交通智能化的首要任務。
我國政府已經將智能交通系統作為中國未來交通發展的重要方向。預計2012-2013年，城市道路交通行業投資額將繼續快速增長，2013年總體市場規模將達到459.5億。交通部已經啟動新一代智能交通系統發展戰略和應用物聯網技術，未來5-10年發展進行謀劃。
二、智能變電站
根據電力、電信、海關、銀行、水利等具有大量無人值守機房/變電站的用戶的遠程綜合監控需求，通過加強計算機技術、圖像數字化技術和信息技術的應用，實現用戶對前端無人或少人值守系統的綜合監控、集中管理，利用現有的網絡對前端的圖像、環境、設備運行狀態、門禁、周界防范等進行有效的監控和管理，大幅度提高了對前端監控的實時性和有效性，降低了人員及管理成本。
2011年1月3日，國家電網首座220千伏智能變電站無錫市惠山區西涇變電站日前投入運行，并通過物聯網技術建立傳感測控網絡，實現了真正意義上的“無人值守和巡檢”。西涇變電站利用物聯網技術，建立傳感測控網絡，將傳統意義上的變電設備“活化”，實現自我感知、判別和決策，從而完成自動控制。完全達到了智能變電站建設的前期預想，設計和建設水平全國領先。
這套系統通過在前端機房/變電站安裝攝像機、微音探頭、數字/模擬環境變量采集模塊、門禁、周界報警等高科技設備，并將其中的音視頻、環境變量數據、出入口控制等接入前端綜合監控主機，實現音視頻、環境變量等資料實時數字化存儲記錄，同時，管理中心可管理所有前端綜合監控主機，實時監看前端的圖像、環境數據、門禁信息等，并對前端的所有突發情況做出高效、及時的處理動作。
三、智慧校園
通過物聯網不僅可以使教學環境智能化，還能用于校內交通管理、車輛管理、校園安全、師生健康、智能建筑、學生生活服務等領域。例如，在教室里安裝光線傳感器和控制器，即可根據光線強度和學生的位置來調整教室內的光照度。控制器可以和投影儀和窗簾導軌等設備整合，并根據投影工作狀態決定是否關上窗簾，降低燈光亮度。為校內有安全隱患的地區安裝攝像頭和紅外傳感器，便可以實現安全監控和自動報警等功能。
在學生宿舍樓門禁系統里對學生信息進行統一注冊，可根據學校作息制度和相關規定，對宿舍的開關門時間進行設定，也可以設定不同人群的進入權限和時間，進入人員只要通過學校特制的卡片或者甚至帶有NFC功能的手機，就可以實現門禁操作。例如，假設A樓宿舍為女生宿合，設定所有注冊信息為A樓的學生，可以在任何時間打開門禁；而對于本校的，但不是A樓宿舍的學生，則可以按開放時間或者性別區分對待，比如只有某固定時間段可以進，或者只允許女生在正常朝九晚五時間段進入，男生則禁止等。這樣一來，既可保證宿舍財物及學生的人身安全，保障學生的正常作息制度，也可對學生的管理實現智能化。
為防止校園暴力事件，尤其是社會人員的滲入，可以借助物聯網門禁功能，對含有注冊信息在內的教職工和學生進行合法鑒定，同時，也可以借助二代身份證，在門禁系統設置不同的準入規則，如黑名單和白名單系統，確保校園人群的可靠性，增加學校的安全系數。
對于設備清點，可以讓管理部門在教學儀器設備購入時為每臺儀器設備分配一個RFID電子標簽，該標簽具有唯一識別碼，內部存儲有儀器設備的基本信息，這些信息可以由閱讀器利用射頻信號進行無線讀取。管理人員在進行設備清點時，只要拿著讀寫器，在實驗室內巡視，閱讀器就可以批量讀取設備信息，而無須對儀器設備進行搬移來掃描條形碼，大大提高了清點效率。
對于設備管理，可以通過設備動態管理系統對RFID標簽中存儲的信息不受次數限制地進行修改。從設備購入開始，即將設備的在用、維修、報廢等狀態及時地在標簽中予以更新，使儀器設備實際狀態與管理系統中的狀態始終保持一致，進而實現儀器設備的全過程動態管理，為學校的投資決策、設備更新等提供依據，提高儀器設備的管理效率。
另外，對貴重的設備儀器，我們可以在其內部裝置GPS定位系統，借助GPS定位信息，服務器端可以實時地看到其所在的位置，也可對特定的設備設置產生多少位移量時自動報警，這對于貴重設備的安全管理來說，無疑是一把堅實的防護鎖。
物聯網在教學輔助管理中的最大特點在于，可以通過儀器設備標簽與大型儀器設備共享平臺連接，從而實現儀器設備與共享平臺的相連，潛在的用戶可以通過該平臺獲取設備的基本信息和當前狀態，進而使用該設備完成自己的研究工作。比如將教學樓的所有可用教室進行登記，實時顯示空余教室分布情況，方便各個班級進行課外集體活動的安排。
此外，物聯網在公檢法司和教育行業的應用也十分廣泛。隨著公安系統“金盾工程”的深化、檢察院系統“科技強檢”戰略的推進、法院系統“天平工程”開始實施，公檢法信息化建設進入高速發展期。天地偉業的高清審訊、庭審和監管系統為業界提供了自主研發的全系列系統解決方案；電子監考系統則將現代化的監控設備系統應用到考試過程中，建立以校園網絡為基礎的數字化、網絡化的監控系統，解決監控面積過大、監控點數過多的難點。
物聯網應用中遇到的難題及應對
一、安全問題
物聯網基于信息技術，在信息的識別中需要確保國家機構、商業機密的安全，防范黑客的攻擊和病毒的侵入。在射頻識別系統中，標簽可能被預先嵌入到物品中，在標簽被掃描、定位時會不可避免的涉及隱私。
充分考慮物聯網所帶來的安全問題，可以通過加密、防盜等技術以及制定法律等建立全面完善的安全體系，確保國家機密和個人隱私。
二、物聯網的發展網絡框架及標準體系不夠完善
盡快制定物聯網相關的框架標準體系，堅持國際標準和國內標準同步，統一技術和接口的標準，明確物聯網的涵蓋范疇和定位，出臺物聯網關鍵的發展技術和相關產業的配套扶持政策，統一技術標準和相關的評價體系，構建統一的運營平臺，形成規模化、標準化經濟。
三、物聯網產業鏈尚未完善
目前，國內物聯網產業鏈還并不完善，在體制方面還有很多工作要做，如加強廣電、電信、交通等行業主管部門的合作，共同推動信息化、智能化的交通系統的建立。加快電信網、廣電網、互聯網的三網融合進程等。
產業鏈的合作需要兼顧各方面的利益，而在各方利益機制及商業模式尚未成型的背景下，物聯網普及仍相當漫長。
四、物聯網的關鍵性技術不夠成熟
物聯網現階段的主要表現形式是M2M（機器到機器的通信），這也是物聯網的突破點。運營商要建立基于WMMP的M2M業務開放式產業鏈，完善和繼續投資3G網絡，深化對物聯網的四大關鍵性技：RFID、傳感器、智能技術、納米技術的研究開發。
五、物聯網的產業標準體系尚未建立
行業技術主要缺乏以下兩個方面標準：接口的標準化，數據模型的標準化。
六、物聯網相應的法律法規制度有待進一步制定和確認
通過專業人士與專業機構對物聯網研究，全面考慮縱向的深化與橫向涉及的其他各行業，制定出相應的、行之有效法律制定，為物聯網的深化發展提供保障和指導扶持。
結語
因特網把人與所有的物體連接起來，物聯網將人與人、人與物、物與物連接起來。雖然物聯網的概念早在十多年前就有了雛形，但想要建立理想中物聯網還有很多技術需要完善，例如安全、尋址、標準、接入方式、生物工程等。只有通過這些技術進步和出臺統一的規范，才能夠獲取一個公平和以用戶為中心的物聯網。
來源：中關村在線