物联网关键技术及其发展

摘要 阐述了物联网的概念发展，给出了一种被普遍认可的物联网概念，分别辨析了泛在网、传感网、M2M等与物联网密切相关的几个网络概念，并基于已有的物联网体系架构，将几种物联网体系架构进行了对比，分析了物联网的关键技术与标准现状。
关键词 物联网；泛在网；传感网；M2M

物联网作为一种全新的信息传播方式，已经受到越来越多的重视。人们可以让尽可能多的物品与网络实现任何时间、地点的连接，从而对物体进行识别、定位、追踪、监控，进而形成智能化的解决方案，这就是物联网带给人们的生活方式。

1 物联网的概念及其外延
1．1 物联网的概念
物联网的概念，于1999年由麻省理工学院Auto-ID研究中心提出，它是把所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来，实现智能化的识别和管理。受制于当时的技术发展，人们在考虑将物体连接起来的技术时，除了射频识别技术外，没有更多的其他方法，目前看来，这显然是不能接受的。2005年，ITU-T发布了《ITU互联网报告2005：物联网》，对“物联网”涵义进行了扩展，报告分别从物联网的概念、涉及到的技术、潜在的市场、面临的挑战、世界的发展机遇和未来的生活展望6大方面进行了阐述，报告以这样的形式阐述了物联网的概念：信息世界和通讯技术已经有了新的维度：任何人、任何物体，都能够在任何时间、任何地点以多种多样的形式连接起来，从而创建出一个新的动态的网络——物联网。
除了上述两种物联网概念外，现在普遍接受的物联网概念是指通过信息传感设备，运用射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)、红外感应、全球定位系统(GPS)、激光扫描等技术，按照约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络，它是在互联网基础上延伸和扩展的网络，其中，全面感知、可靠传递、智能处理，是物联网的3大特征。
1．2 物联网的外延
要理解物联网的内涵，除了对物联网的概念有所了解外，还必须清楚传感网、泛在网、M2M、因特网、移动网等与物联网密切相关的概念，图1给出了这几种概念之间的关系，其中阴影部分为物联网的范畴。

泛在网也被称作无所不在的网络，包括3个层次的内容：(1)无所不在的基础网络。(2)无所不在的终端单元。(3)无所不在的网络应用。其将4A作为主要特征，即可以实现在任何时间(Anytime)、任何地点(Anywhere)，任何人(Anyone)、任何物(Anything)都能方便地通信；传感网，一般指无线传感器网络WSN(Wireless Sensor Network)，是指随机分布的集成有传感器、数据处理单元和通信单元的微小节点，通过自组织的方式构成的无线网络。传感网与物联网的最大区别就在于传感网不强调对物体的标识，仅仅感知到信号，但并不一定明确标识出是众多被感知物体中的哪一个；M2M是指“机器对机器通信(Machine to Machine)”，作为实现物联网最常见、最普遍，也是最具有可行性的方法，M2M的应用几乎涵盖了各行各业，其在现阶段以及以后相当长的一段时间内，都将是物联网研究和应用的主力军。
从本质上讲，泛在网、物联网、传感网、M2M实际上表达的是同一个思想，即将信息交互从人与人之间扩大到人与物、物与物之间，从而实现通信应用范畴的极大扩展，以“信息化、智能化”改变人们的生活方式。之所以会产生概念表述的不同，是由于其出发角度的不同。泛在网主要以人为主体，通过泛在的网络构成、泛在计算以及泛在的网络应用满足人们的各种需求；传感网重点强调对于信息的感知，通过对数据进行采集、处理、融合和路由完成对于各种具体应用的数据支持；M2M则主要关注节点之间的通信，通过节点之间的信息交流，使机器设备不再是信息孤岛，实现对设备和资产有效地监控与管理。对于泛在网、物联网、传感网、M2M之间的关系，应以辩证的方法认识到，其内涵是在不断变化的。