识别技术和条码应用系统设计

走近物联网第1章基础篇第2章市场篇

2.1物联网市场2.2运营商与物联网第3章技术篇3.1物联网关键技术和体系架构3.2感知层关键技术3.3传送层关键技术3.4应用层关键技术3.5物联网终端技术第4章应用篇4.1物联网在智能交通领域的应用4.2物联网在能源领域的应用4.3物联网

在城市基础设施领域的应用

4.4物联网在金融服务领域的应用4.5物联网在安防领域的应用4.6物联网在工业制造领域的应用4.7物联网在医疗卫生领域的应用4.8物联网在环保领域的应用4.9物联网在节能领域的应用4.10物联网在智能农业领域的应用4.11物联网在智能校园领域的应用4.12物联网在其他行业领域的应用4.13物联网在家庭领域的应用第5章标准篇第一章基础篇1.什么是物联网？

物联网（TheInternetofThings）的概念是在1999年提出的，它的定义是：利用二维码、射频识别（RFID）、各类传感器/敏感器件等技术和设备，使物体与互联网等各类网络相连，获取无处不在的现实世界的信息，实现物与物、物与人之间的信息交互，支持智能的信息化应用，实现信息基础设施与物理基础设施的全面融合，最终形成统一的智能基础设施。从本质上看，物联网是架构在网络上的一种联网应用和通信的能力。

物联网把新一代IT技术充分运用到各行各业之中，具体地说，就是把传感器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、大坝、供水系统、油气管道等各种物体中，然后将“物联网”与现有的互联网整合起来，实现人类社会与物理系统的整合，在这个整合的网络中，存在能力超级强大的中心计算机群，能够对整合网络内的人员、机器、设备和基础设施实时的管理和控制，在此基础上，人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生活，达到“智慧”状态，提高资源利用率和生产力水平，改善人与自然间的关系。2.物联网概念提出的历史是怎样的？1999年，美国麻省理工学院Auto-ID实验室提出物联网概念，即把所有物品通过射频等信息传感设备与互联网连接起来，实现智能化识别和管理。2004年日本总务省提出的u-Japan构想中，希望2010年将日本建设成一个“Anytime,Anywhere,Anything,Anyone”都可以上网的环境。同年，韩国政府制定了u-Korea战略，韩国信通部发布的《数字时代的人本主义：IT839战略》以具体呼应u-Korea。2005年11月1日，在突尼斯举行的信息社会世界峰会（WSIS）上，国际电信联盟（ITU）发布了《ITU互联网报告2005：物联网》，报告指出，无所不在的“物联网”通信时代即将来临，世界上一切的物体，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。射频识别（RFID）技术、传感器技术、纳米技术、智能嵌入式技术将得到更加广泛的应用。

2008年11月，IBM提出“智慧的地球”概念，即“互联网+物联网=智慧地球”，以此作为经济振兴战略。2009年6月，欧盟委员会提出针对物联网行动方案，方案明确表示在技术层面将给予大量资金支持，在政府管理层面将提出与现有法规相适应的网络监管方案。2009年8月，我国国家领导人在无锡微纳物联网工程技术研究中心视察并发表重要讲话，表示中国要抓住机遇，大力发展物联网技术。3.什么是M2M？M2M即MachinetoMachine，是指机器到机器的通信，也包括人对机器和机器对人通信。M2M是从通信对象的角度出发表述的一种信息交流方式。M2M通过综合运用自动控制、信息通信、智能处理等技术，实现设备的自动化数据采集、数据传送、数据处理和设备自动控制，是不同类型通信技术的综合运用，包括机器之间通信、机器控制通信、人际交互通信、移动互联通信等。M2M让机器、设备、应用处理过程与后台信息系统共享信息，并与操作者共享信息。

目前，M2M已广泛应用于车辆管理、安全监测、自动计量、健康医疗、工业控制、数字城市等众多领域。M2M是物联网的雏形，是现阶段物联网应用的主要表现。4.什么是传感网？

传感网（SensorNetwork）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”。现在谈到的传感网，一般是指无线传感器网络，即WirelessSensorNetwork（WSN）。

无线传感网由许多功能相同或不同的无线传感器节点组成，每一个传感器节点由数据采集模块（传感器、A/D转换器）、数据处理和控制模块（微处理器、存储器）、通信模块（无线收发器）和供电模块（电池、DC/AC能量转换器）构成。

其中，数据采集模块主要就是各种各样的传感器，现有传感器的种类非常多，常见到有温度传感器、压力传感器、湿度传感器、震动传感器、位移传感器、角度传感器等。

目前，我国从信息化发展新阶段的角度提出传感网，其研究和探讨的重点更多地聚焦在了通过各种低功耗、短距离无线传输技术，构成自组织网络，可靠传输数据上。5.什么是泛在网？

泛在网（UbiquitousNetwork）也被称作无所不在的网络。

泛在网将4A作为其主要特征，即可以实现在任何时间、任何地点，任何人，任何物都能方便地通信。因此泛在网内涵上更多的是以人为核心，关注可以随时随地获取各种信息，几乎包含了目前所有的网络概念和研究范畴。

与传统电信网络相比，泛在网至少有3个显著区别：从人和人之间的网络到人和物、物和物之间的网络；从有许可的网络到无许可的网络；从单一的网络到融合的网络。有几类重要的技术，如M2M、传感网、近程通信和RFID的发展支持了泛在网这一应用概念。

6.什么是CPS?CPS是Cyber-PhysicalSystem的缩写，翻译过来就是信息-物理融和系统。CPS追求有效的联接诸如自动驾驶汽车、机器人、嵌入式医疗器械等物理设备，在物理设备和网络基础上，综合运用智能计算、通信控制等新型传感技术，提供智能化的、快速响应的、满足用户需求的高质量服务。如结合传感器网络与移动通信技术的车辆紧急救险、自动导航及自动化驾驶等应用。7.什么是“智慧的地球”？

“智慧的地球”是由IBM公司于2008年基于进入21世纪后对社会变化、科技发展、市场实践和全球面临的重大问题进行总结和分析后得出的结论。它的核心是以一种更智慧的方法，通过利用新一代信息技术来改变政府、公司和人们相互交互的方式，以提高交互的明确性、效率、灵活性和响应速度。它主张实现更透彻的感知、更全面的互联互通和更深入的智能化。IBM公司提出了在6个领域建立智慧行动方案，分别是智慧的电力、智慧的医疗、智慧的城市、智慧的交通、智慧的供应链、智慧的银行。

8.物联网与互联网的关系是怎样的？

物联网可用的基础网络有很多，其中互联网通常最适合作为物联网的基础网络，特别是当物物互联的范围超出局域网时。因此物联网的核心和基础目前任然是互联网，是在互联网基础上延伸和扩展的网络。

而物联网是互联网的极大扩展，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，是对现实物理世界的感知和互联。表1-1具体描述了互联网与物联网的比较。

表1-1互联网与物联网的比较互联网物联网起源点计算机技术的出现，技术的传播速度加快传感技术的创新，云计算面向的对象人人和物质使用者所用的人人和物质，都是信息体核心技术掌握在谁的手里主流的操作系统和语言开发商芯片技术开发商和标准制定者创新的空间主要内容的创新和体验的创新应用的创新，让所有都智能技术手段网络协议、Web2.0数据采集、传输介质、后台计算

9.物联网、传感网、M2M、泛在网几个概念之间的关系是怎样的？

传感网可以看成是“传感模块”加上“组网模块”而构成的一个网络，更像是一个单向信息采集的网络，仅仅感知到信号，并不强调对物体的标识。物联网的概念相对比传感网大一些，它主要是人感知物、标识物的手段，除了传感网，还可以有二维码、一维码、RFID等。

从泛在网的内涵来看，首先关注的是人与周边的和谐交互，各种感知设备与无线网络都只是手段。最终泛在网在形态上既包括互联网的部分也包括物联网的部分，同时还有一部分属于智能系统范畴。由于涵盖了物与人的关系，所以泛在网概念范围更大一些。M2M即MachinetoMachine（机器对机器的通信），可以被认为是物联网的子集，事实上，M2M也是现在物联网应用最主要的表现形式。以上几种概念之间的关系，大致可以用图1-2来表示。

图1-2物联网、传感网、M2M、泛在网关系网

第二章市场篇

物联网市场2.1

运营商和物联网2.2第二章市场篇2.1物联网市场12.物联网应用的市场前景如何不同的咨询机构都发表了对未来物联网相应的预测。尽管各机构的预测存在一定的差异，但无一例外，对物联网的发展都抱有乐观的前景。

（1）美国咨询机构Forrester预测，到2020年，物联网将大规模普及，物物互联业务与现有人与人的通信业务比例将达到30:1。

（2）美国AlexanderResources调查公司预测，到2010年，物联网将带来2700亿美元的庞大市场。

（3）易观国际统计，2009年底中国RFID市场规模达到50亿元，年复合增长率为33%，其中电子标签超过38亿元，读写器接近7亿元，软件和服务达到5亿元的市场格局。

在当前大力提倡节能减排、延缓全球气候变暖的新形势下，物联网适时地提供了实现“高效节能、安全环保”的“管控营”一体化关键技术，这是物联网将在全球掀起信息革命第三次浪潮的充分必要条件。其对经济和社会的影响是不言而喻的，因此物联网被称为是下一个“万亿级”产业。

物联网也被称为继计算机、互联网之后，世界信息产业的第三次浪潮。

13.国外发达国家在物联网发展方面有什么政策和策略？

从国际上看，美国、日本、韩国、欧盟等国家和地区都十分重视物联网的工作，并且已做了大量研究开发和应用工作。

（1）美国的奥巴马政府把“智慧的地球”当成重振经济的法宝，甚至上升为美国的国家战略。

（2）2004年日本提出u-Japan计划，目标是到2010年把日本建成全球ICT最先进的国家。

（3）2004年韩国提出u-Korea战略，韩国通信委员会相关人士表示，委员会已经树立了到2012年“通过构建世界最先进的物联网基础设施，打造未来广播通信融合领域超一流ICT强国”的目标。

（4）欧盟自1999年提出eEurope计划后，2005年再次提出以泛在网为基础的i2010计划，发布了下一代全欧移动宽带长期演进与超越以及ICT研发与创新战略。

2.1

物联网市场14.国内物联网发展有哪些有利的政策环境？ 自2009年8月我国国家领导人在无锡发表关于“感知中国”的讲话后，我国物联网的研究、开发和应用工作进入一个崭新的阶段。 2009年11月3日，我国国家领导人在题为《让科技引领中国可持续发展》的讲话中，将物联网与新能源，新材料，生命科学，空间、海洋和地球深部资源科学列为国家5个新兴战略性产业，强调要着力突破传感网、物联网关键技术。 2010年3月，我国国家领导人在全国人大《政府工作报告》中首次提及物联网，指出今年要大力培育战略性新兴产业，加快物联网的研发应用。众多代表委员也聚焦物联网，并建议把物联网作为国家战略来抓，成为今后夺取全球产业的有力武器。 此外，《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2010年）》和“新一代宽带无线移动通信网”重大专项中均将物联网列为重点研究领域。 近期，国家发改委、工信部、科技部等部门出台了相关产业扶持政策。在此背景下，各地政府迅速部署，大力支持，上海、江苏、广东、重庆、福建、黑龙江、海南等多个省市均将物联网列入地方科技振兴、产业发展规划及应用推进计划，建立物联网产业联盟、园区、中心等，并出台相关配套扶持政策。其目标都是集中优势资源，在物联网核心技术和产业标准研究、开发上形成“高地”，从而推动国内物联网产业发展。2.1

物联网市场15.国内物联网发展的挑战和制约因素有哪些？ 物联网的发展潜力和市场巨大，但是需要解决一系列问题，主要包括核心技术、标准规范、产品研发、安全保护等技术方面的问题，以及产业规划、体制机制、协调合作、推广应用等管理方面的问题。 第一，行业标准滞后，个行业标准繁杂。标准是物联网规模发展的前提。物联网涉及的标准比较复杂，包括终端、网络通信、中间件、系统架构、业务规范和安全等。以终端为例，国内做M2M终端的厂家，都有各自的硬件接口及通信协议和软件标准，厂家都是定向开发，成本高而规模小。另外，在网络层，物联网中无数个传感器形成M2M互联后就要涉及互联网、无线通信网（3G）等大网的互联互通问题。还有物联网业务的标准规范问题，比如智能电网的规范、移动支付的标准规范、智能家居的规范等。 第二，改造成本高，社会效益显著而盈利性较弱。例如，根据美国的数据统计，市政改造智能路灯，平均每盏灯投入232美元。适合政府的公共事业，如路灯、交通、环境监控等，现阶段物联网应用成本高是制约发展的重要原因之一。 第三，我国物联网技术还处于低端水平，特别是在芯片、传感器终端、信息处理和应用软件方面。在传感器方面，我国很多的技术相对来说只是做分装方面的工作，核心的技术如芯片方面还是受制于国外，包括射频识别技术、传感网、智能卡、芯片等很多都是依靠进口。技术能力的薄弱，导致我国成本相对较高，成为规模化应用的重要制约要素之一。2.1

物联网市场 在数据处理方面，包括应用开发、业务平台、系统集成、中间件等，各厂商处于生存及发展期，力量薄弱，相对于IBM、SAP、Axeda公司而言在技术实力和专业性方面都有很大差距。为物体智能而开发的嵌入式软件还没有规模化应用。 第四，产业链上下游缺乏清晰共赢的商业模式，也制约着应用的规模化推广。例如，终端未标准化，导致开发成本高，应用开发无法满足用户多样化需求；在系统集成领域，受上游供应商供货时间限制，项目周期长，客户分期付款，需垫付资金，资金压力大。对于运营商而言，物联网收益性较差。 第五，目前的需求主要受政策驱动，来自企业的需求还比较初级。 第六，个别企业有垄断产业链的行为。通过资金实力，垄断产业链上的企业，签订排他性协议，禁止与竞争对手合作，极大制约了产业链的健康发展。2.1

物联网市场16.物联网应用的目标客户群有哪些？ 原则上凡是存在指挥调度、协同管理等需求的政府部门、商业企业和个人用户都是物联网的潜在客户。物联网不仅要实现人对人、人对物、物对人，还要实现物对物之间的信息自动化。 对于物联网应用的目标客户群，面向人群的客户群可以划分为个人、集团和家庭3个市场，面向非人群的客户群中出现了物，即动物、器物；有面向人的客户群的营销服务，还有面向非人的，即面向物的客户群的营销服务。 现阶段，针对网络化生产的行业和单位是物联网的大市场。物联网应用具有较大的时空维度变化、巨量的数据交互需求的特征，一旦实现可行的经济的信息化，则管理水平、生产效率将有划时代的变革。可营销的目标客户可以分为以下几类。 （1）政府部门：包括政府、海关、交警、消防、电力、煤气、自来水、公共设施、社 区服务等。 （2）社会服务：包括广播影视、医院急救、体育场馆、社会福利、文化团体、大中小 学校等。 （3）商业服务：包括旅游、饭店、娱乐、餐饮、物业、银行、保险、证券、投资等。 （4）企业集团：包括油田、矿山、大型厂矿、制造业、农场、畜牧、林业、房地产等。2.1

物联网市场 （5）贸易运输：包括公交出租、邮政快递、仓储物流、水运航空、批发零售、连锁超 市等。 （6）大型活动：包括展览会、运动会、大型会议、集会活动等。 （7）个人用户：包括大众社团、家族成员、私人俱乐部等。 虽然如上所示的客户群很多，面很广，但在物联网业务发展推广初期，仍需选择好可切入的目标市场，选择目标客户。初期只要集中在符合政策导向的应用方面，如低碳节能、环境保护、食品安全等，在此基础上，可以选择需求迫切、信息化程度高、商业模式清晰的成熟行业切入。2.1

物联网市场17.物联网可以应用于哪些领域？ 从目前全球的物联网应用场景来看，按行业应用可以分为安全监测、机械服务和维修业务、自动售货机、公共交通系统、车队管理、工业流程自动化、电动机械和城市信息化等；按功能类别可以分为定位服务、无线POS、智能测量、资产管理和智能服务。 （1）定位服务：主要应用于车辆管理、导航、运输管理与人员跟踪方面，可广泛应用 于公交、长途巴士、货运车辆、出租车、巡查人员的管理。 （2）无线POS：主要用于无线收款机、专用型付费终端，如公用事业支付终端、彩票 机等。 （3）智能测量：这是比较典型的M2M应用，主要用于公用设施监测、安全管理、管理 与油田等的遥测、远程抄表等。利用M2M技术对需要测量的消费量信息、能源 输出通知、故障名细、接收/控制端显示各种信息、远程配置等进行测量与控制。 （4）资产管理：主要用于集装箱跟踪、物流管理、自动售货机管理、重型机械管理等。 （5）智能服务：主要用于设备远程维护服务、远程医疗等。2.1

物联网市场18.物联网应用有哪些特征？ 物联网应用整体具有爆发力强、关联度大、渗透性高、应用范围广的特点，但从物联网的构成分层来看，可以在以下3个层面表现物联网的特征。 1.从传感信息本身来看 （1）信息多源性：在物联网中会存在难以计数的传感器，每个传感器都是一个信息源。 （2）信息格式多样性：传感器有不同的类别，如二氧化碳浓度传感器、温度传感器、 湿度传感器等，不同类别的传感器所捕获、传递的信息内容和信息格式会存在差 异。 （3）信息内容实时变化性：传感器按一定的频率周期性地采集环境信息，每做一次新 的采集就得到新的数据。 2.从传感信息的组织管理角度看 （1）信息量大：物联网上的传感器难以计数，每个传感器定时采集信息，不断积累， 形成海量信息。 （2）信息完整性：不同的应用可能会使用传感器采集到的部分信息，存储的时候必须 保证信息的完整性，以适应不同的应用需求。 （3）信息易用性：信息量规模的扩大导致信息的维护、查找、使用的难度也迅速增 加，从海量信息中方便地使用需要的信息，要求提供易用性的保障。2.1

物联网市场 3.从传感信息的使用角度看 （1）多视角过滤和分析：对海量传感信息进行过滤和分析是有效使用这些信息的关 键，面对不同的应用需求要从不同的角度进行过滤和分析。 （2）领域性、多样化：物联网应用通常具有领域性，几乎社会生活的各个领域都有物 联网应用需求。可以预见，跨领域的物联网应用也会很快出现。 （3）对于物联网的应用还会呈现两大特点即规模性和流动性：只有具备规模，才能使 物品的智能发挥作用。例如，一个城市有100万辆汽车，如果只在1万辆汽车上 安装了智能系统，就不可能形成一个智能交通系统；同时，物品通常都不是静止 的，而是处于运动的状态，这就要求必须保证物品在运动状态，甚至高速运动状 态下都能随时实现对话。2.1

物联网市场19.发展物联网会产生哪些经济效益与社会效益？ 物联网是生产社会化、智能化发展的必然产物，是现代信息网络技术与传统商品市场有机结合的一种创造。我国物联网产业的发展，不仅可以极大地促进社会生产发展，而且能够改变社会生活方式。 一方面，物联网可以提高生产力，并对生产方式产生深刻影响。物联网把信息网络技术、传感器技术等应用于各个行业、各个产业，组成一个庞大网络，使人们能够通过物联网监控处于庞大网络中的物品运行情况，从而实现对物的智能化、精确化管理与操作。物联网的发展不仅能使生产确保质量、流通实现有序高效、资源配置更加合理、消费安全指数大大提高，而且将催生新兴产业、新的就业岗位和职业门类。可以说，物联网的发展将使生产领域和流通领域发生革命性突进，使劳动产品更具有人的智慧，进而导致生产力和生产方式的变革。 另一方面，物联网对社会生活方式也将产生深刻影响。物联网在互联网的基础上建立起人与物的充分沟通，在现代综合技术层面上达到人与物的智能化交流，这对社会生活具有非常重大而深远的意义。国际电信联盟曾在一份报告中这样描绘物联网对人们生活的影响：当司机出现操作失误时，汽车会自动报警；公文包会提醒主人忘带了什么东西；衣服会告诉洗衣机对颜色和水温的要求。的确，这些现在看来似乎不可能的事情，随着物联网的发展也许在将来会成为平常事。而且，随着社会生产方式和生活方式的转变，人们的思想观念、思维方式也将发生深刻变化。2.2

运营商与物联网20.物联网产业链由哪些环节组成？

完整的物联网产业链如图2-1所示，包括政府部门、科研院所、芯片生产商、终端生产商、系统集成商以及电信运营商等环节，涵盖了从标识、感知到信息传送、处理以及应用等各方面。整个产业链的核心是芯片生产商、终端运营商、系统集成商以及电信运营商。

应用层

应用A应用B应用C--------------------------------------------------------------------------------------------------

传送层

核心网

2G/3GPSTNWi-Fi

--------------------------------------------------------------------------------------------------

感知层

传感器网络传感器网络M2M终端单元

图2-1物联网产业链

2.2

运营商与物联网芯片生产商科研院所终端生产商政府部门系统集成商电信运营商2.2

运营商与物联网21.物联网产业链各环节的分工是什么？（1）政府部门：产业政策的制订者以及物联网发展的主要推动者，通过出台激励机制、 配套政策保障与财政支持，引导物联网发展方向，营造产业环境，为合作各方搭 建开放、高效的平台。

（2）科研院所：物联网基础技术理论和新技术的主要创作者。

（3）芯片生产商：提供最底层的芯片，如传感网芯片、无线网络芯片等。

（4）终端生产商：提供通信模块、传感网络、终端设备，一二维码、RFID、传感器 为主，实现“物”的识别的器件。

（5）系统集成商：面向客户的整体解决方案提供者，是目前产业链中的重要角色。

（6）电信运营商：通信网络的提供者，实现数据的传输。2.2

运营商与物联网22.电信运营商在物联网产业链中担任什么样的角色？ 在物联网产业链中，电信运营商扮演着一个重要的角色，由于物联网与电信运营商所擅长的专业领域关系紧密，发展物联网离不开互联网、移动网等通信网络，这些正是电信运营商的特长和有时候所在。此外，电信运营商由于其在产业中的特殊地位，更容易将产业合作者凝聚在一起。 （1）基础通信层网络的运营者：充分发挥综合运营商技术优势，提供适应物联网发展 的基础网络建设于演进，提供适合物联网发展的SIM卡机资费服务。 （2）物联网管理平台的运营者：依托业务平台实现物物互联数据的共享、开放和聚 合，提供更丰富的增值应用，促进应用推广和普及，并推动产业规模化发展。 （3）物联网应用的重要集成者：通过集成SI，打造端到端服务能力。 （4）终端设备的合作开发者：通过与终端生产商合作，负责终端定制开发，组织终端 评测，开展模块标准化工作。 （5）标准共建的重要参与者：针对目前产业缺乏规模和标准的情况，电信运营商在协 调和推动标准建立、增进产业凝聚力、促进产业发展等方面都发挥着重要的作用。2.2

运营商与物联网 电信运营商积极投身于物联网业务还源于自身发展的需要，运营商吧物联网作为未来重要的赢利点。物联网的发展将把电信运营商的业务领域从传统的语音通信领域拓展到物与物、人与物的通信，这将大大拓展通信业务的服务范围。物联网的推广将促进网络融合的推进，传感网与3G技术的结合将使运营商能够提供以前仅依靠移动通信模块所不能提供的业务。物联网大规模应用能提高运营商网络利用率，推进运营网络建设和维护的良性发展。2.2

运营商与物联网23.在物联网产业链中，电信运营商与系统集成商的关系如何？ 电信运营商的优势在于掌握了物联网运营的通信网络，以及规模化推广应用的实力，而系统集成商的优势在于对行业应用的深刻理解，以及可提供专业性的行业应用解决方案。 由于物联网业务涉及社会各行各业，每个行业、每个客户都有特殊之处，只有深入了解各行业的特征，做精做细，才能真正满足客户实际需求。运营商的劣势在于对各个行业客户缺乏深入研究，难以为客户提供行业应用的专业产品和服务。因此双方可以优势互补。电信运营商为系统集成商提供安全、稳定的通信网络，以及产品的规模化推广渠道，而系统集成商则为电信运营商提供了对行业的专业知识和产品。双方是相得益彰、合作共赢的关系。2.2

运营商与物联网24.国外运营商在物联网方面开展的情况如何？ 1.法国电信Orange公司 （1）作为欧洲第一家提供完整的端到端M2M解决方案的电信运营商，其采取的M2M 业务战略是，通过利用自身潜力从一名被集成的运营商演变为M2M通信中的领 导者，并在有客户需求时能在全世界为各类型业务提供完整的端到端解决方案和 咨询服务。 （2）法国电信Orange公司拥有两个M2M业务品牌，包括数据通信服务M2MData 以及管理和应用服务M2MConnect。

M2MData：即通道化业务，主要面向系统集成商、M2M解决方案提供商、 M2M服务提供商，旨在提供最高级别的无线数据传输服务。

M2MConnect：面向合作伙伴、应用开发者（第三方或自己）、M2M服 务商等，目标是通过M2MConnect标准化平台，降低用户或开发商的使用 复杂性。 （3）在行业应用方面，法国电信Orange公司（其标志如图2-2所示）通过行业定制 化在特定用户领域满足用户的特定定制化业务需求，如特定客户的车辆管理方案、 医疗、办公设备、计量表和环保行业方案等。目前主要有3个M2M应用产品子品 牌：基于定位的车辆综合管理FleetLink、基于定位的个人管理LoneWork、 提供移动网定位服务的CellID。2.2

运营商与物联网 2.日本NTTDoCoMo公司 （1）作为日本国内最大的电信运营商，NTTDoCoMo公司（其标志如图2-3所示） 在M2M的道路上已行进了很久。主要以嵌入式通信模块为突破口，DoCoMo公 司M2M业务正日渐成熟。 （2）DoCoMo公司为用户提供大量的用户识别模块（UIMs）和FOMA通用通信模 块。FOMA通信模块是一个小型的移动终端，用于FOMA网络的数据通信，并可 集成到诸如自动售货机之类的设备中。由于对大数据量和高速传输的需求，用户 要求将蜂窝式个人数字终端转换成FOMA终端，因此在M2M市场中，FOMA通 信模块的大规模应用可实现持续的连接功能和自动电路运行功能。 （３）嵌入式模块产品模式为DoCoMo公司打开了规模化应用的大门，与系统集成商 的紧密结合，形成了牢不可分的运营模式。此产品策略的选择需要电信运营商对 渠道的管控能力作为前提。 （４）对于价值链有效的掌控是NTTDoCoMo公司M2M业务成功关键要素之一，通 过与其他技术厂商合资建立专业的系统集成商，成功占领M2M垂直应用领域。2.2

运营商与物联网图2-2法国Orange公司的标志 图2-3日本NTTDoCoMo公司的标志

2.2

运营商与物联网 3.Vodafone公司 （1）Vodafone公司（其标志如图2-4所示）在M2M市场上的策略较为谨慎， 在其成立M2M专业团队5年后，于2009年才发布全球M2M业务管理平台。 （2）Vodafone公司将M2M作为移动信息化的组成之一，但对于无线M2M市场 的集团市场战略仍在研究和制定中，就现阶段而言，M2M业务主要由各国 子公司或参股公司自行发展。 （3）在远程医疗领域，Vodafone公司 开展了一系列研究试验，包括健身、 远程监护糖尿病管理及前沿技术研 究，并与包括NHS（英国国家医疗 服务系统）在内的医疗机构、管理 部门合作，共同推进E-Health部 署应用。 图2-4Vodafone公司的 标志2.2

运营商与物联网25.国内运营商在物联网方面开展的情况如何？ 国内的电信运营商积极介入物联网领域，从2006年开始，国内运营商陆续开展M2M业务，业务领域涉及各行各业，如在智能交通领域，有出租车、长途客运车、公交车等营运车辆监控应用，以及装载在乘用车上的汽车信息服务（Telematics）应用；在农业领域，有农业的大棚监控、动物溯源等应用；在数字城市方面，有路灯监控、井盖监控、消防栓监控等应用；此外还有企业安防、只能医疗、智能家居等众多物联网应用。 国内运营商在运营体系中，多倾向于使用建设统一的管理平台的应用架构，通过统一的管理平台，为用户提供更好地服务。近年来，国内的运营也在从M2M逐步向物联网演进，在终端层面逐步引入RFID、Zigbee等无线传感网技术；在平台和应用层面，引入云计算技术、IPv6技术，研究物联网的安全技术。2.2

运营商与物联网26.国内外已开通物联网业务的运营商中有哪些可以借鉴的经验？ 在业务开展的早期，电信运营商主要是提供可靠的网络通道，提供定制终端及一定的终端管理功能。在业务发展到一定阶段后，通过搭建M2M平台系统，渗入到产业链不同环节，并结合各种商务协同手段，提供完整解决方案，以期最终实现领导者的战略方向。 电信运营商可以立足传输网络于传感网络和应用网络开展产业结合，并借助物联网与3G网络结合的机遇在产业链中占据更加重要的位置。不同运营商在跟踪和发展物联网时，要根据自身的实力和特点开展有针对性的部署。比如，中国电信的优势在于高速的3G网络、丰富的固定接入资源和可以存储海量信息的IDC存储服务器，因此应该充分考虑有线、无线传感网混合组网，实现特定行业应用。2.2

运营商与物联网27.物联网运营中涉及的成本主要包括哪些？（1）在一些基于M2M或物联网的行业应用中，需要投资建设成本高昂的终端和应用 管理平台，应用规模越大，应用平台越大。（2）行业应用终端的开发及生产都有较高的成本。（3）运营商如果采取大规模的成本补贴或者非市场需求的营销手段促进物联网的发 展，那么将会带来较大的运营成本。（4）如果确立一个新的商业模式，改造成本呢和推广成本比较高。2.2

运营商与物联网28.物联网运营面临哪些困难与挑战？

（1）碎片化的大市场：各行各业及不同的家庭都存在于物联网有关的需求，总体上面 临的市场很大，但每个客户对产品数量的需求都较少，收入规模有限，因此单个 产品的市场很小。 （2）物联网市场目前尚未形成规模化和产业化，缺乏统一的技术和标准体系。 （3）不同行业的需求特性差异很大，只有做精做细，才能真正满足客户实际需求。 （4）国家相关政策和设施的推动作用还有待提高，产业界在商业模式和发展动向方 面还缺乏一定的共识，共赢模式有待探索。2.2

运营商与物联网29.推动物联网产业发展的有效手段包括哪些？（1）链各节点通力合作，发挥给各自优势，共同推动标准、技术、模块及终端等 各方面的发展，尽快开发并掌握具有自主知识产权的相关产品和技术。（2）针对不同行业或企业类型，推广与其相适应的商业模式。（3）以标准化为主，促进产业规模化；以个性化为辅，满足特有行业用户的行业需求。（4）政府在物联网推广中需极力发挥政策鼓励和示范应用的作用。2.2

运营商与物联网30.国内外物联网运营的环境有哪些不同？

首先，经过多年的发展，国外在传感技术、通信技术和标准方面较为成熟，规模较大，整个产业链要比国内成熟。 其次，国外电信运营商并非处于绝对的垄断地位，在一定程度上仍存在较为激烈的竞争，也刺激了更多技术和产品的研发以及更多商务模式的推广。最后，在国外，物联网已经在很多领域帮助企业在节能减排、提升企业运作效率、降低企业运作成本等方面发挥了重要作用，目前物联网已经开始关注民生、改善人类的生活质量等方向发展。而在国内，初期应该是以行业应用为重点发展方向。针对国内外物联网运营环境的不同，我国在借鉴国外运营经验的同时，只有开发更适合国内发展的产品和应用，推广更适合国内运营的商务模式，才能更好地推动和促进中国物联网事业的发展。第三章技术篇

物联网关键技术和体系架构3.1

感知层关键技术3.2

传送层关键技术3.3

应用层关键技术3.4

物联网终端技术3.53.1物联网的关键技术和体系架构31.物联网的关键技术有哪些?

物联网大致有3个层次，从下到上依次是感知层，传送层和应用层。物联网3个层次涉及的关键技术非常多，从感知器到通信网络技术，从嵌入式微处理节点到计算机软件系统，包含了自动控制，通信，计算机等不同领域，是跨学科的综合应用。下面的3.2、3.3、3.4节将从感知层传送层和应用层3个层次，来解释物联网中涉及的一些关键技术。如图3-1所示，感知层就像皮肤和五官，用来识别物体，采集信息，传送层则是神经系统，讲信息传递到大脑进行处理，人能从事各种复杂的事情，这就是各种不同的应用。

图3-13.1物联网的关键技术和体系架构3.1物联网的关键技术和体系架构32.物联网的安全问题有哪些？物联网时代，人类会将基本的日常管理统统交给人工智能去处理，而从繁琐的底层次管理中解脱出来，将更多的人力、物力投入到新技术的研发中。可以设想，如果物联网遭到病毒或黑客攻击，也许就会导致工厂停产，社会秩序混乱，甚至直接威胁人类的生命安全。物联网的典型安全问题包括以下几点：在末端设备或RFID持卡人不知情的情况下，信息被读取。在一个通信通道的中间，信息被中途截取。伪造、复制设备数据，冒名输入到系统中。克隆末端设备，冒名顶替。损坏或盗走末端设备。伪造数据，造成设备阻塞不可用。用机械手段屏蔽电信号，使末端无法连接。3.1物联网的关键技术和体系架构33.物联网的体系架构是怎么样的？前文提到了物联网的3个层，即感知层、传送层和应用层，，图3-2描绘了物联网3个层的基本结构。

这3个层里，每个层还能细分成不同的层次，下面对这3个层以及这3个层的关键技术逐一进行解释。3.1物联网的关键技术和体系架构图3-234感知层有哪些关键技术？

物联网的感知层，如下图中虚线圈定的部分所示，主要完成信息的采集、转换和收集。感知层包括两个部分：传感器或控制器，用于数据采集及最终控制：短距离传输网络，将传感器收集的数据发送到网关或将应用平台控制指令发送到控制器。

感知层的关键技术就是传感器技术和短距离传输网络技术，例如RFID标签和用来识别RFID信息的扫描仪、视频采集的摄像头、各种传感器、传感和控制技术、短距离无线通信技术以及短距离传输技术组成的无线传感器网等，这些构成了物联网干基层的主要技术在实现这些技术的过程中，又包括了芯片研发、通信协议研究、RFID材料、智能节点供电等细分领域。3.2感知层关键技术35什么是传感器

广义地讲，传感器是一种能把物理量或化学量转变成便于利用的电信号的器件。国际电工委员会对传感器的定义是：传感器是测量系统中的一种前置部件，它将输入变量转换成可供测量的信号。

传感器是传感器系统的一个组成部分，它是被测量信号输入的第一道关口。下图所示为各种传感器的实物图。

3.2感知层关键技术36传感器有哪些种类

（1）按照有源和无源划分：分为有源传感器和无源传感器两大类。

有源传感器：能将一种能量形式直接转变成令一种能量形式，而不需要外接的能源或激励源。

无源传感器：不能直接转换能量形式，但它能控制从另一输入端输入的能量或激励源。

（2）按照工作原理划分：分为物理传感器和化学传感器两大类。

物理传感器：这类传感器工作原理应用的是物理效应，诸如压电效应，磁致伸缩现象，离化、极化、电热、光电、磁电效应，被测信号量的微小变化都将转化成电信号。

化学传感器：化学传感器包括那些以化学吸附、电化学反应等现象为因果关系的传感器，被测信号量的微小变化也将转化成电信号。

(3)按用途分：分为压力敏和力敏传感器、位置传感器/液面传感器、能耗传感器、速度传感器、热敏传感器、加速度传感器、射线辐射传感器、振动传感器、湿敏传感器、磁敏传感器、气敏传感器、真空度传感器、生物传感器、视频传感器。(4)按输出信号划分：分为模拟传感器，数字传感器，膺数字传感器，开关传感器。

膺数字传感器：将被测量的信号量转换成频率信号或短周期信号的输出。

开关传感器：当一个被测量的信号达到某个特定的阀值时，传感器相应输出一个设定的低电平或高电平信号。(5)按照制造工艺划分：分为集成传感器，薄膜传感器，厚膜传感器，陶瓷传感器。(6)按照应用的材料划分。

按照应用的材料的类别分为：金属、聚合物、陶瓷、混合物传感器；按照材料的物理特性可分为：导体、半导体、绝缘体、磁性材料传感器；

按照材料的晶体结构可分为：单晶体、多晶体、非晶体材料传感器。37衡量传感器的性质的指标有哪些？

（1）传感器的静态特性。传感器的静态特性是指，对静态的输入信号，传感器的输出量与输入量之间所具有的相互关系。表征传感器静态特性的主要参数有线性度、灵敏度、分辨率和迟滞。

（2）传感器的动态特性。所谓动态特性，是指传感器在输入变化时输出的特性。在实际工作中，传感器的动态特性常用它对某些标准输出信号的响应来表示。

（3）传感器的线性度。通常情况下，传感器的实际静态特性输出是条曲线而非直线。在实际工作中，为使仪表具有均匀刻度的读数，常用一条拟合直线近似的代表实际的特性曲线，线性度就是这个近似程度的一个性能指标。

（4）传感器的灵敏度。灵敏度是指传感器在稳态工作情况下输出量变化对输入量变化的比值。它是输出-输入特性曲线的斜率。如果传感器的输出和输入之间显性关系，则灵敏度S是一个常数。否则，它将随输入量的变化而变化。

（5）传感器的分辨率。分辨率是指传感器可能感受到的被测量的两小变化的能力。也就是说，如果输入量从某一非零值缓慢的变化，那么当输入变化值超过某一数值时，传感器的输出不会发生变化，即传感器对此输入量的变化是分辨不出来的。只有当输入量的变化超过分辨力时，其输出才会发生变化。

（6）传感器的迟滞特性。迟滞特性表征传感器的正向（输入量增大）和反向（输入量减小）行程间输出-输入特性曲线不一致的程度，通常用这两条曲线之间的最大差值与满量程输出的百分比表示。

38无线传感器网络的网络结构是什么样的？

无线传感器网络，即通常说的WSN（WirelessSensorNetwork），是通过无线通信的方式形成一个多跳的自组织的网络系统，通常包括传感器节点、汇聚节点、管理节点。下图是一个典型的无线传感器网络架构。39无线传感网面临的主要技术难题有哪些？

主要有以下几方面：

（1）路由寻址问题。传感网节点数量多，为避免由地址带来大量的负荷，不可能构造一个全球的地址方案。

（2）能量供给问题。传感器节点都是由电池供电，电池容量有限，使得节点的生存时间也受到限制。

（3）网内通信问题。无线传感器网络内信号可能被一些障碍物或其他电子信号干扰而受到影响，怎样安全有效地进行通信还有待研究。

（4）安全问题。由于采用无线传输信道，传感器网存在窃听、恶意路由、消息篡改等安全问题。且数据在网络中整合和节点的有限能量和有限处理、存储能力等特点使安全问题更为复杂。

（5）成本问题。在无线传感器网络里面需要使用数量庞大的微型传感器，成本制约其发展。产业化是发展无线传感器网急需解决的问题。40什么是自组织网络？

移动自组织网络（AdHoc）网络是一种多跳的临时性自治系统，它的原型是美国早在1968年建立的ALOHA网络和1973年提出的PR（PacketRadio）网络。ALOHA网络需要固定的基站，网络中的每一个节点都必须和其他所有借点直接连接才能互相通信，是一种单跳网络。知道PR网络产生，才出现了真正意义上的多跳网络，网络中的各个节点不需要直接连接，而是能够通过中继的方式，在两个距离很远而无法直接通信的节点之间传送信息。RF网络被广泛应用于军事领域。IEEE在开发802.11标准时，提出将PR网络改名为AdHoc网络，也即今天常说的移动自组织网络。如下图。

移动自组织网络十一中移动通信和计算机网络相结合的网络，是移动计算机网络的一种，用户终端可以在网内随意移动而保持通信。一方面，网络信息交换采用了计算机网络的分组交换机制，而不是电话交换网中的电路交换机制；另一方面，用户终端是可以移动的便携式终端，如笔记本、PDA等，用户可以随时处于移动或静止状态。无线自组织网络中的每个用户终端都兼有路由器和主机两种功能。

作为一种分布式网络，移动自组织网络是一种自治、多跳网络，整个网络没有固定的基础设施，能够在不能利用或者不便利用现有网络基础设施的情况下，提供终端之间的相互通信。

无线传感器网络是移动自组织网络技术技术的一大应用领域。传感器网络使用无线通信技术，由于发射功率较小，只能采用多跳转发方式进行通信。分布在各处的传感器节点自组织网络，以完成各种应用任务。41自组织网络有哪些特点？

自组织网技术为计算机支持的协同工作系统提供了一种解决途径，主要特点有以下几点。

（1）网络拓扑结构动态变化。在自组织网络中，移动终端间通过无线信道形成的网络拓扑结构随时可能发生变化，而且变化的方式和速度都是不可预测的。

（2）自组织无中心网络。移动自组织网络没有严格的控制中心，所有节点的地位是平等的，是一种对等式网络。节点能够随时加入和离开网络，任何节点的故障都不会影响整个网络的运行，具有很强的抗毁性。

（3）多跳网络。由于移动终端的发射功率和覆盖范围有限，当终端要与覆盖范围之外的终端进行通信时，需要利用中间节点进行转发。

（4）无线传输带宽有限。无线信道本身的物理特性决定了移动自组织网络的带宽比有线信道低很多，而竞争共享无线信道产生的碰撞、信号衰落、噪声干扰及信道干扰等因素使得移动终端的实际带宽远远小于理论值。

（5）移动终端的局限性。自组织网络中的移动终端具有灵巧、轻便、移动性好等优点，但同时棋手电源有限、内存小、CPU性能低等限制，使得在开发应用程序时，需要考虑这些因素。42无线传感器网络各网元及主要作用

无线传感器网网元主要包括传感器节点和汇聚节点。

传感器节点主要进行本地数据收集及简单处理，还对节点转发的数据进行存储、管理、融合等处理，同时与其它节点协作，完成某一任务。

汇聚节点的处理能力、存储能力、通信能力相对比较薄弱，它连接传感器网络与Intenet等外部网络，实现协议间的通信协议转换，同时发布处理节点的检测任务，并把收集的数据转发到外部网络。43无线传感器网络主要有哪些技术支撑？

无线传感网是集分布式信息采集、信息传输和信息处理技术于一体的网络信息系统。它综合了微电子技术、嵌入式技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等先进技术，能够协同实时监测、感知和采集网络覆盖区域中各种环境或监测对象信息，并对其进行处理，处理后的信息以无线方式发送，并以自组多跳网络方式传送给观察者。

传感器网络应用前景十分广阔，军事、

工农业、环境监测、医疗护理、抢险救灾、危险区域远程监控以及智能家居等领域都有潜在使用价值。

44无线传感网如何实现与通信网络的互联互通？

无线传感网，即通常说的WSN（WirelessSensorNetwork），是通过无线通信的方式形成一个多跳的自组织的网络系统，一般用于局域组网。而传统电信网络是主要提供语音业务、数据业务以及增值业务的网络，可以实现数据远程传输。两者实现互联互通一般要依靠一个网管设备，通过网关实现不同协议的互联互通，如下图。45什么是ZigBee技术？ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通信技术，主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输以及典型的周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用。ZigBee名字来源于蜂群使用的赖以生存和发展的通信方式，蜜蜂通过跳ZigZig形状的舞蹈来通知发现的新事物源的位置、距离和方向等信息，人们便以此作为新一代无线通信技术的名称。ZigBee是一种无线连接，可工作在2.14GHz（全球流行）、868MHz（欧洲流行）和915MHz（美国流行）3个频段上，分别具有最高250kbit/s、20kbit/s和40kbit/s的传输速度，它的传输距离在10~75m的范围内，但是可以继续增加。作为一种无线通信技术，ZigBee具有如下特点。

（1）功耗低：由于ZigBee的传输速率低，发射功率仅为1mW，而且采用了休眠模式，低功耗，因此ZigBee设备非常省电。据估算，ZigBee设备仅靠两节5号电池就能续航长达6个月到2年左右的使用时间，这是其它无线设备望尘莫及的。

（2）成本低：ZigBee模块的初始成本在6美元左右，估计很快就能降到1.5~2.5美元，并且ZigBee协议是免专利费的。成本低对于ZigBee也是一个关键的因素。

（3）时延短：通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短，典型的搜索设备时延为30ms，休眠激活的时延是15ms，活动设备信道接入的时延为15ms。因此ZigBee技术适用于对时延要求苛刻的无线控制应用。

（4）网络容量大：一个星形结构的ZigBee网络最多可以容纳254个从设备和一个主设备，一个区域内可以同时存在最多100个ZigBee网络，而且网络组成灵活。

（5）可靠性高：ZigBee采取了碰撞避免策略，同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙，避开了发送数据的竞争和冲突。MAC层采用了完全确认的数据传输模式，每个发送的数据包都必须等待接收方的确认信息。如果传输过程中出现问题，则可以进行重发。

（6）安全性高：ZigBee提供了基于循环冗余校验的数据包完整性检查功能，支持鉴权和认证，采用了AES—128的加密算法，各个应用可以灵活确定其安全属性。46什么是蓝牙技术？

蓝牙（Bluetooth）是一种支持设备短距离通信（一般是10m内）的无线电技术，能在包括移动电话、PDA？无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。下图是蓝牙技术的一种典型应用。

蓝牙技术采用分散式网络结构以及多跳和短包技术，支持点对点及点对多点通信，工作在全球通用的2.4GHzISM频段，其数据率为1MHzbit/s，采用时分双工传输方案实现全双工传输。47什么是RFID技术？

RFID是RadioFrequencyIdentification的缩写，即射频识别，俗称电子标签。

RFID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，识别工作无需人工干预，可工作于各种恶劣环境。

RFID技术可识别高速运动物体并可以同时识别多个标签，操作快捷方便。RFID与互联网、通信、定位等技术相结合，可实现全球范围内的物资跟踪与信息共享。

RFID已广泛用用于人员定位、特殊物品管理、生产线管理、物流系统管理、远程抄表、门禁管理、固定资产管理、电子支付等众多领域。48RFID系统是由哪些部分组成的？

最基本的RFID系统，如下图所示，由标签（Tag）、阅读器（Reader）及天线组成，实际应用时需与计算机及应用系统相结合。1）标签（Tag）2)阅读器(Reader)3)天线(Antenna)

RFID的工作原理:

Reader通过天线发射一定频率的射频信号,当Tag进入天线工作区域内时产生感应电流,Tag凭借感应电流获得能量来发送存储在芯片中的产品信息(无源标签或被动标签),或者主动发送某一频率信号(有源标签或主动标签),Reader读取信息并解码后,送至应用系统进行有关数据处理49.什么是IrDA技术IrDA(InfraredDataAssociation)红外线数据协会。它是利用红外线进行点对点通信，无需专门申请特定频率，具有体积小，功率低的特点.由于链接数率达4Mbit/s且所受干扰小，多用于要求传输速率高，使用次数少，移动范围小，价格较低的设备50.什么是NFC技术NFC技术是由Philips,Nokia和Sony公司主推的近距离无线通信技术（NFCIP-1），由ECMA向ISO/IEC提交标准并被批准接纳，2004年又提出了NFCIP-2技术。NFCIP-1标准详细规定NFC设备的调制方案，编码，传输速度与RF接口的帧格式，以及主动与被动NFC模式初始化过程中，数据冲突控制所需的初始化方案和条件。另外还定义了传输协议NFCIP-2指定了一种灵活的网关系统，用来检测和选择3种操作模式之一：NFC卡模拟模式，读写器模式和点对点通信模式。具有特点1）在ISO/IEC18092NFCIP1下进行标准化2）以13.56MHzRFID技术为基础3）通信距离为20cm4）与现有的非接触式智能卡国际标准相兼容5）传输速率106kbit/s，212kbit/s或424kbit/s51.什么是Wi-Fi技术？Wi-Fi（WirelessFidelity）无线保真技术，该技术使用的是2.4G附近的频段（属公共频段），目前可使用的有IEEE802.11a和IEEE802.11b。Wi-Fi最大的优点就是传输速率高，可达11Mbit/s,且它的有效距离很长，同时可兼容802.11DSSS各种设备特点：1）基于Wi-Fi技术的无线电波覆盖范围广，达90m，而蓝牙的为15m2）与蓝牙相比，传输质量不是很好，有待提高，但传输速度很快为11Mbit/s3）网络部署方便，成本不高52.Bluetooth，IrDA,RFID,NFC,ZigBee，Wi-Fi通信技术的比较情况如何？

53.什么是条码技术条码技术主要研究符号技术、识别技术和条码应用系统设计。

条码(barcode)是将宽度不等的多个黑条和空白，按照一定的编码规则排列，用以表达一组信息的图形标识符。条码系统（barcodesystem）：由条码符号设计、制作及扫描识读组成的系统。条形码的种类很多，常见的分为两类。即一维条形码，二维条形码，如图3-13所示。

一维条形码例子二维条形码例子

54.什么是二维条形码技术？二维条码（2-dimensionalbarcode），二维条形码最早发明于日本，它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。二维条码技术是在一维条码无法满足实际应用需求的前提下产生的。其编码原理是建立在一维条码基础之上。一维条码通常是对物品标识，而二维是对物品的描述。与一维条形码相比，二维条形码具有信息容量大、安全性高、读取率高、错误纠正能力强等特性。55.什么是gpsOne技术？gpsOne是美国高通公司为基于位置业务开发的定位技术，采用Client/Server方式。它将无线辅助AGPS和高级前向链路AFLT三角定位法两种定位技术有机结合，实现高精度、高可用性和较高速度定位。在这两种定位技术均无法使用的环境中，gpsOne会自动切换到CellID扇区定位方式，确保定位成功率。gpsOne采用了gpsOne技术的移动平台，同时从GPS卫星和蜂窝/PCS网络收集测量数据，然后通过组合这些数据生成精确的三维定位。在GPS卫星信号和无线网络信号都无法单独完成定位的情形下，gpsOne系统会组合这两种信息源，只要有一颗卫星和一个小区站点就可以完成定位，解决了传统方案无法解决的问题。另外，gpsOne系统的基础设施辅助设备还提供了比常规GPS定位高出20dB的灵敏度，性能的改善使gpsOne混合式定位方式可以在现建筑物的内部深处或市区的楼群间正常工作，而传统GPS方案在这些地方通常是无法正常工作的。gpsOne技术系统本身就是建立在CDMA无线网络基础上的系统，基于gpsOne定位技术的应用系统无需再建设基站网络系统。目前GPSONE的定位精度达到了5-50米，完全可以使用户知道他们的确切位置，并可以同时上传和下传定位地点的数据，无须另外的通信通道，利用无线运营商的网络和位置服务商的GIS，实现企业级应用。gpsOne定位技术是在改进GPS定位技术的不足之处而推出来的系统，比之单纯的GPS定位技术具有如下特点：

1）精度高：在较好的条件下，定位精度能达到5-50米。

2）定位时间短：完成一次定位只需几秒到几十秒时间。

3）适用范围广：无论在视野开阔的野外还是高楼林立的市中心，还是室内，以及许多其他传统定位方式无法正常工作的环境下都能成功地实现定位。

4）终端集成度好：定位功能集成在CDMA核心芯片中，支持gpsOne定位技术的手机或终端，与普通CDMA手机在尺寸、耗电及成本方面均无大的差别。用户凭借具备gpsOne定位功能的CDMA终端，注册所需的定位服务，即可享受高精度位置服务。

3.3

传送层关键技术56.传送层有哪些关键技术

物联网的传送层如图3-14所示，主要完成信息的传递和处理。包括以下两个部分。接入单元：连接感知层的网关设备，它汇聚从感知层获得的数据，并将数据发送到接

接入网络。接入网络：现有的通信网络，包括：移动2G/3G网，有线电话网，有线宽带网等，通过接入网络，能将数据最终传入互联网。传送层是在现有的通信网络和互联网络基础上建立起来的。传送层的关键技术既包含了现有的通信技术，如2G/3G移动通信技术，有线宽带技术，PSTN技术，Wi-Fi通信技等，也包含了终端技术，如实现传感网与通信网结合的网关设备，为各种行业终端提供通信能力的通信模块等。3.3

传送层关键技术3.3

传送层关键技术57.什么是3G？3G（3rd-generation）是第三代移动通信技术的简称，指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术。3G服务能够同时传送声音（通话）及数据信息（电子邮件、即时通信等）。3G代表的是提供高速的数据业务，速率一般在几百kbps以上。3G规范是由国际电信联（ITU）所指定的IMT-2000规范的最终发展结果。目前3G存在4种标准：CDMA2000，WCDMA，TD-SCDMA，WiMAX。58.移动通信网络的发展趋势是怎样的？

移动通信经历了从模拟制式到数字制式，从单纯的语音业务到提供高质量的数据业务的快速发展历程。第一代移动通信以美国的AMPS系统为代表，采用频分多址（FDMA）方式，属于模拟通信系统，仅提供语音业务。第二代移动通信采用时分多址（TDMA）方式的数字式GSM系统和采用窄带码分多址的（CDMA）方式的数字式IS-95系统为代表可以提供窄带多媒体业务和有限的移动数据业务。近10年来，以宽带CDMA为主流技术、提供更高速的移动数据业务为主要目标的第三代移动通信IMT-2000迅速发展，正在全球范围内进入大规模商用阶段。第四代移动通信以正交频分复用（OFDM）为核心技术，正在研发过程中，主要有以下特征：3.3

传送层关键技术（1）通信速度更快。第四代移动通信的下行速度可以达到1Gbit/s，上行速度可以达到500Mbit/s。（2）网络频谱更宽。每个信道将占有100MHz的频谱，相当于WCDMA网络的20倍。（3）兼容性更加平滑。第四代移动通信具备全球漫游，接口开放，能跟多种网络互联、终端多样化以及能从2G、3G平稳过渡等能力。（4）多种业务融合。第四代移动通信能提供的无线多媒体通信服务传输大量的语音、数据、影像信息，将个人通信、信息系统、娱乐业务无缝衔接，满足用户的各种需求。目前，LTE技术以OFDM/FDMA为核心，是3G与4G技术之间的过渡，称为3.9G。LTE改进并曾强了3G的空中接入技术，在20MHz频谱带宽能够提供下行100Mbit/s,上行50Mbit/s的峰值速率，改善小区边缘用户的性能，提高小区容量和降低系统延迟。LTE正进入试商用阶段。表3-2详细描述了3中3G技术对比。3.3

传送层关键技术TD-SCDMA(主要版本：TD-HSDPA,最新版本：TD-HSPA+)WCDMA（主要版本：HSDPA,最新版本：HSPA+）CDMA2000（主要版本：EV-DORev.