第三章
物聯(lián)網(wǎng)體系的搭建：怎樣建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)體系物聯(lián)網(wǎng)？

人類要構(gòu)造一個(gè)萬(wàn)物相連的世界，首先應(yīng)該搭建一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的物聯(lián)網(wǎng)體系。作為世界信息產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，物聯(lián)網(wǎng)體系的標(biāo)準(zhǔn)化是目前技術(shù)領(lǐng)域亟待解決的問(wèn)題，沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的世界標(biāo)準(zhǔn)，物聯(lián)網(wǎng)體系的搭建將無(wú)法高效、有序地進(jìn)行。中國(guó)物品編碼中心主任張成海說(shuō)：“標(biāo)準(zhǔn)化既是社會(huì)生產(chǎn)與技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，又是推動(dòng)生產(chǎn)與技術(shù)發(fā)展的重要手段。”由此可見(jiàn)，搭建標(biāo)準(zhǔn)化物聯(lián)網(wǎng)體系將成為推動(dòng)世界物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷發(fā)展的動(dòng)力。目前，國(guó)際上的許多物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)都開(kāi)始對(duì)標(biāo)準(zhǔn)物聯(lián)網(wǎng)體系展開(kāi)了研究，現(xiàn)階段，人們?cè)谖锫?lián)網(wǎng)體系標(biāo)準(zhǔn)化方面的研究已經(jīng)取得了一些有效成果，但如果人們要真正實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)體系的標(biāo)準(zhǔn)化，制定物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系框架便勢(shì)在必行。

那么，通過(guò)怎樣的方法才能實(shí)現(xiàn)完美制定物聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)體系框架呢？事實(shí)上，要搭建標(biāo)準(zhǔn)體系物聯(lián)網(wǎng)，首先要先了解物聯(lián)網(wǎng)體系的組成，包括物聯(lián)網(wǎng)的UID技術(shù)體系結(jié)構(gòu)、物聯(lián)網(wǎng)的USN體系結(jié)構(gòu)、物聯(lián)網(wǎng)的EPC體系結(jié)構(gòu)等。同時(shí)也要了解物聯(lián)網(wǎng)體系硬件平臺(tái)的搭建，在認(rèn)識(shí)了物聯(lián)網(wǎng)體系的有關(guān)體系組成和有關(guān)體系、結(jié)構(gòu)的搭建之后，再通過(guò)相關(guān)技術(shù)和體系標(biāo)準(zhǔn)予以搭建，才能夠使整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)體系更趨于標(biāo)準(zhǔn)化和國(guó)際化。

1．物聯(lián)網(wǎng)的體系組成

具體來(lái)說(shuō)，物聯(lián)網(wǎng)的體系自下而上可以分成五個(gè)層級(jí)，分別是感知層、接入層、網(wǎng)絡(luò)層、服務(wù)管理層以及應(yīng)用層。

（1）感知層

感知層是物聯(lián)網(wǎng)的初始層級(jí)，也是數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)來(lái)源。這一層級(jí)的基礎(chǔ)元件是傳感器，人們將各種各樣的傳感器裝在不同的物品和設(shè)備上，使之感知這些物質(zhì)的屬性，判斷它們的材質(zhì)是屬于金屬、塑料、皮革還是礦石等。同時(shí)，這些異常敏感的傳感器還能對(duì)物品所處的內(nèi)在環(huán)境狀態(tài)和外在環(huán)境狀態(tài)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，比如采集環(huán)境的空氣濕度、溫度、污染度等信息。另外，這些傳感器還能對(duì)物質(zhì)的行為狀態(tài)跟蹤監(jiān)控，觀察它們是靜態(tài)的，還是動(dòng)態(tài)的，并將這些信息全部以電信號(hào)的形式存儲(chǔ)起來(lái)。實(shí)現(xiàn)物物信息相連的龐大物聯(lián)網(wǎng)，就需要這些傳感器的分布密集度更高、覆蓋范圍更廣以及更加靈敏和高效。這樣，傳感器對(duì)物質(zhì)信息獲取的規(guī)模才能更大，對(duì)物質(zhì)狀態(tài)的辨識(shí)度才能更加精密，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)形成后，其數(shù)據(jù)流才更具參考價(jià)值。

一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于不同的感知任務(wù)，傳感器會(huì)根據(jù)具體情況協(xié)同作戰(zhàn)。比如要獲取一臺(tái)機(jī)器設(shè)備的內(nèi)部工作動(dòng)態(tài)視頻，就需要感光傳感器、聲音傳感器、壓力傳感器等協(xié)同工作，形成一幅有聲音、有畫(huà)面、有動(dòng)感的機(jī)械內(nèi)部工作動(dòng)態(tài)視頻。感知層的傳感器能全方位、多角度地獲取數(shù)據(jù)信息，為物聯(lián)網(wǎng)提供充足的數(shù)據(jù)資源，從而實(shí)現(xiàn)各種物質(zhì)信息的在線計(jì)算和統(tǒng)一控制。另外，傳感器不僅可以通過(guò)無(wú)線傳輸，還可以利用線傳輸接入設(shè)備，人們利用傳感器傳輸?shù)皆O(shè)備中的信息可以與網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行交互和共享。

（2）接入層

接入層的作用是連接傳感器和互聯(lián)網(wǎng)，而這種連接的過(guò)程需要借助較多的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施才能實(shí)現(xiàn)。例如，人們可以利用移動(dòng)通信網(wǎng)中的GSM網(wǎng)和TD-SCDMA網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)感知層向互聯(lián)網(wǎng)的信息傳輸，也可以利用無(wú)線接入網(wǎng)（WiMAX）和無(wú)線局域網(wǎng)（WiFi）來(lái)實(shí)現(xiàn)感知層向互聯(lián)網(wǎng)的信息傳輸。另外，通過(guò)衛(wèi)星網(wǎng)進(jìn)行信息傳輸也是一種可行方案。

（3）網(wǎng)絡(luò)層

網(wǎng)絡(luò)層指的其實(shí)就是互聯(lián)網(wǎng)，建立互聯(lián)網(wǎng)需要利用兩種IP，分別是IPv6/IPv4和后IP（Post-IP）。網(wǎng)絡(luò)層將網(wǎng)絡(luò)信息進(jìn)行整合，形成一個(gè)龐大的信息智能網(wǎng)絡(luò)，這樣就構(gòu)成了一個(gè)高效、互動(dòng)的基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái)。

（4）服務(wù)管理層

服務(wù)管理層的主體是中心計(jì)算機(jī)群，該計(jì)算機(jī)群擁有超級(jí)計(jì)算能力，可以對(duì)互聯(lián)網(wǎng)中的信息進(jìn)行統(tǒng)一管理和控制。同時(shí)，這一層級(jí)還能夠?yàn)樯弦粚蛹?jí)提供用戶接口，保證應(yīng)用層級(jí)的有效運(yùn)行。

（5）應(yīng)用層

應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)體系的最終層級(jí)，用于承接服務(wù)管理層級(jí)以及構(gòu)建應(yīng)用體系，如果將服務(wù)管理層比作一個(gè)商品開(kāi)發(fā)中心，那么應(yīng)用層就是商品的應(yīng)用中心。應(yīng)用層級(jí)將面向社會(huì)中的各行各業(yè)，為它們構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的實(shí)際應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品可以應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，如交通運(yùn)輸、遠(yuǎn)程醫(yī)療、安全防護(hù)、文物保護(hù)、自然災(zāi)害監(jiān)控等。

由于傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相對(duì)復(fù)雜，目前，國(guó)內(nèi)外的有關(guān)機(jī)構(gòu)和大型科技企業(yè)在該技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)還不成熟，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展尚處于初級(jí)階段。現(xiàn)階段，世界上各個(gè)國(guó)家的主要研究方向是傳感網(wǎng)的核心技術(shù)。與此同時(shí)，關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的其他技術(shù)也在進(jìn)一步推進(jìn)和展開(kāi)，其中包括射頻識(shí)別技術(shù)、傳感器融合技術(shù)、智能芯片設(shè)計(jì)技術(shù)等。此外，將后IP網(wǎng)絡(luò)和感知層網(wǎng)絡(luò)更合理地整合、完善，一直是各大科研機(jī)構(gòu)努力的方向。物聯(lián)網(wǎng)在服務(wù)管理層的數(shù)據(jù)如何拓展、如何探尋物聯(lián)網(wǎng)新的商業(yè)模式，如何以點(diǎn)帶面，開(kāi)發(fā)典型物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，并讓其成為推動(dòng)整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的典型案例，帶動(dòng)整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)穩(wěn)定有序地向更高層次邁進(jìn)，這些都是現(xiàn)階段科學(xué)家以及各大科技巨頭正在努力探索的問(wèn)題。而在這之前，在各個(gè)領(lǐng)域、各個(gè)層面、各個(gè)系統(tǒng)開(kāi)展物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定是重中之重。