基于物联网的牛奶质量溯源系统(2)

第二章 基于物联网的牛奶质量安全溯源系统的技术路线

2.1物联网及其关键技术

由于对物联网认识的不够深入和不同领域研究者出发点的不同，现在还没有一个公认和明确的定义。但大家都认可的是“物联网是一个基于互联网、传统电信网络等信息承载体，让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络”。换句话说，在物联网世界，每一个物体均可寻址，每一个物体均可通信，每一个物体均可控制。普遍认为物联网是继计算机、互联网和移动通信后引领信息产业革命的新一次浪潮。又由于物联网所倡导的物物互联规模要远大于现阶段的人与人通信业务，因此物联网的预期市场前景也要远大于之前的计算机、互联网和移动通信等。

物联网在逻辑上可以分为认知层、网络层、管理层和应用层。把它与传统的信息系统构架相比，多了一个认知层。

认知层，即遍布在我们周边的各类传感器、条形码、摄像头等组成的传感器网络。它的作用是实现对物体的感知、识别、检测及数据采集，以及反应和控制等。这些作用改变了传统信息系统内部运算能力强但是但是对外部感知能力弱的状况，因此认知层是物联网的基础，也是物联网与传统信息系统的最大区别所在。 网络层，即由各种有线及无线节点、固定与移动网关组成的通信网络与互联网的融合体。主要作用是把认知层的数据接入网络以供上层使用。它的核心是互联网（包括下一代互联网），而各种无线网络则提供随时随地的网络接入服务。使用的技术包括互联网、移动通信网络、WiFi等无线宽带网络和蓝牙等无线低速网络等。

管理层，其作用是在高性能计算机和海量存储技术的支撑下，将大规模数据高效可靠地组织起来，为上层服务层提供智能的支撑平台。包括能储存大量数据的数据中心、以搜索引擎为代表的网络信息查询技术、智能处理系统和保护信息与隐私的安全系统等。

应用层，即物联网技术与各类行业应用相结合，通过物联网的“物物互联”实现无所不在的智能化应用，例如智能物流、智能电网、智能交通、环境监测等。

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物联网的关键技术主要包括以下几种： 1）自动感知技术

自动感知技术也可以称为信息采集技术，它是实现物联网的基础。目前，信息采集主要采用电子标签和传感器等方式完成。其具体内容包括RFID标签选型与读写器设计，RFID标签编码体系与标准研究，传感器选型与传感器节点设计，传感器的设计与实现，中间件与数据处理软件的设计与实现。

在感知技术中，电子标签（RFID）用于对采集的信息进行标准化标识，数据采集和设备控制通过射频识别读写器、二维码识读器等实现。射频识别(RFID)是一种非接触式的自动识别技术，属于近程通信，与之相关的技术还有蓝牙技术等。RFID 通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别过程无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID 读写器(即PCE 机)和电子标签(即PICC 卡)之间通过电磁场感应进行能量、时序和数据的无线传输。在RFID读写器天线的可识别范围内，可能会同时出现多张PICC卡。如何准确识别每张卡，是A 型PICC卡的防碰撞(也叫防冲突)技术要解决的关键问题。 2）网络通信技术

根据目前物联网所涵盖的概念，其工作范围可以分成两大块：一块是体积小、能量低、存储容量小、运算能力弱的智能小物体的互联，即传感网；另一块是没有上述约束的智能终端的互联，如智能家电、视频监控等。对于智能小物体网络层的网络通信技术目前有两项：一是基于ZigBee 联盟开发的ZigBee协议进行传感器节点或者其他智能物体的互联；另一技术是IPSO 联盟所倡导的通过IP 实现传感网节点或者其他智能物体的互联。