1 物聯(lián)網(wǎng)概述

    物聯(lián)網(wǎng)是指機器與機器（M2M，MachineToMachine）、機器與人之間的無線通信，其基于特定行業(yè)終端，以短消息、USSD、分組數(shù)據(jù)業(yè)務等為接入手段，滿足客戶對工作流程監(jiān)控、指揮調(diào)度、遠程數(shù)據(jù)采集和遠程診斷等方面的信息化需求。物聯(lián)網(wǎng)最終仍是服務于人，方便人們的溝通與生活。

    物聯(lián)網(wǎng)是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，為促進物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，國家制定了《物聯(lián)網(wǎng)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》。當前物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展初具規(guī)模：RFID相關(guān)技術(shù)已很成熟，RFID市場規(guī)模超過100億元。全國有1600多家企事業(yè)單位從事傳感器的研制、生產(chǎn)和應用，年產(chǎn)量超過24億只，市場規(guī)模超過900億元；其中,微機電系統(tǒng)（MEMS）傳感器市場規(guī)模超過150億元。電信設備制造業(yè)具有很強的國際競爭力，我國已建成全球最大、技術(shù)先進的公共通信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)。M2M終端數(shù)量已超過千萬，形成全球最大的M2M市場之一。

    物聯(lián)網(wǎng)應用目前蓬勃發(fā)展，涉及日常工作生活的多個領域，如醫(yī)療、安防、電力、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、環(huán)保、交通和物流等。在安防領域，視頻監(jiān)控、周界防入侵等已規(guī)模應用；在電力行業(yè)，遠程抄表、輸變電監(jiān)測等應用正在逐步拓展；在交通領域，路網(wǎng)監(jiān)測、車輛管理和調(diào)度等應用正在發(fā)揮積極作用；在物流領域，物品倉儲、運輸、監(jiān)測應用正廣泛推廣；在醫(yī)療領域，個人健康監(jiān)護、遠程醫(yī)療等應用日趨成熟。除此之外，物聯(lián)網(wǎng)在環(huán)境監(jiān)測、市政設施監(jiān)控、樓宇節(jié)能、食品藥品溯源等方面也開展了廣泛的應用。

    我國物聯(lián)網(wǎng)雖然在技術(shù)研發(fā)、標準研制和應用拓展等方面已取得一些進展，但還存在很多問題，如M2M終端號碼資源匱乏、物聯(lián)網(wǎng)標準與規(guī)范不統(tǒng)一、終端與卡接入缺乏完善的安全機制、各行業(yè)應用數(shù)據(jù)完全獨立而難以促進跨行業(yè)的協(xié)同發(fā)展。

圖1 物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)

圖2 分簇傳感器網(wǎng)絡組網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖

2 物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)

    圖1所示為物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)，其包括了傳感網(wǎng)絡、無線通信網(wǎng)、運營支撐系統(tǒng)和業(yè)務應用系統(tǒng)。

    傳感網(wǎng)絡實現(xiàn)信息采集功能，行業(yè)客戶通過部署在實際應用場景中的傳感器、RFID讀寫器等采集行業(yè)業(yè)務數(shù)據(jù)，通過網(wǎng)關(guān)終端匯聚后再由無線網(wǎng)絡遠程傳輸?shù)綉孟到y(tǒng)。其中，傳感器通過近距離無線通信技術(shù)，如藍牙、ZigBee等與傳感器網(wǎng)關(guān)通信。常用的傳感器可以檢測如環(huán)境溫度、濕度、壓力等參數(shù)；專業(yè)化的傳感器可以檢測如溶解氧、pH值、氨氮、電導率、濁度、葉綠素、藻藍素、水位等水質(zhì)參數(shù)。

    傳感器網(wǎng)關(guān)進行信息匯聚后，通過無線通信網(wǎng)絡將信息遠距離傳輸至業(yè)務應用系統(tǒng)。無線通信網(wǎng)絡包括WLAN、GPRS、3G、LTE等，當前以TD-LTE為代表的4G寬帶無線通信網(wǎng)絡正處于試點階段。

    M2M平臺為行業(yè)客戶提供統(tǒng)一的終端管理和終端設備鑒權(quán)功能，支持多種網(wǎng)絡接入方式，提供標準化的接口，使得數(shù)據(jù)傳輸簡單直接，同時提供數(shù)據(jù)路由、監(jiān)控、用戶鑒權(quán)等管理功能。BOSS系統(tǒng)實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務應用的計費管理功能。

    業(yè)務應用系統(tǒng)為最終用戶提供行業(yè)應用服務，如一卡通業(yè)務、移動健康守護業(yè)務、智能家居、水質(zhì)監(jiān)控等，服務對象可分為個人、家庭和行業(yè)。

    目前通信終端和應用系統(tǒng)與M2M平臺之間沒有標準化的通信接口；同時物聯(lián)網(wǎng)安全方面缺乏相關(guān)的規(guī)范，這也是制約物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的因素之一。