基于TD_SCDMA与物联网融合的研究

基于TD_SCDMA与物联网融合的研究

技术趋势

基于TD-SCDMA与物联网融合的研究

王 滨 李方正 李志国 中国移动通信集团安徽有限公司淮北分公司

【摘 要】文章首先阐述物联网的概念及发展现状，从技术角度分析其技术体系、所需无线传输技术；然后剖析物联网与TD融合现状及存在问题，得出中国移动面临的挑战、融合中的不足；最后给出中国移动物联网发展建议。【关键词】物联网 TD-SCDMA 技术体系 融合

1 引言

近年，中国移动以一系列措施推动TD-SCDMA发展，TD产业链得以初步壮大，发展态势可喜。物联网作为下一代信息技术，需要3G高带宽和高频谱利用率的支持，就此而言，TD-SCDMA与物联网具备融合的前提。目前TD-SCDMA还未进入规模化商业发展阶段，物联网与TD标准的融合将赋予中国移动更浓重的民族产业推动者色彩。而物联网与TD融合，也可通过国家高科技项目资源为TD争取到政策扶持，在战略上具有高度前瞻性。

2 国内物联网发展现状及趋势

物联网的定义：通过射频识别[1]（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定协议，连接物品与互联网，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的网络。

物联网非常重要的技术是RFID电子标签技术。以简单RFID系统为基础，结合已有的网络技术、数据库技术、中间件技术等，构筑一个由大量联网的阅读器和无数移动的标签组成的、比Internet更为庞大的物联网。可以说，RFID的广泛应用是形成全球物联网的基础。2004年起，国家金卡工程每年都推出新的RFID应用试点工

收稿日期：2011-08-09

程，涉及电子票证与身份识别、动物与食品追踪、药品

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2011年第19期

责任编辑：林 菊　linju@http://doc.guandang.net

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安全监管、煤矿安全管理、电子通关与路桥收费、智能交通与车辆管理、数字化景区与旅游等，科技部“863”计划第二批专项课题就包括超高频RFID空中接口安全机制及其应用、超高频读写器芯片的研发与产业化、超高频读写功能的移动通信终端开发与产业化。

铁道部RFID应用已基本涵盖全部运输业务，截至2008年底，全国铁路1.7万台机车和70.8万辆货车都安装了电子标签，并开发了综合应用系统，实现了对铁路列车、机车、货车的实时追踪。

卫生部RFID主要应用领域有卫生监督管理、医保卡、检验检疫等，已完成了“948”国家牛肉质量追溯系统建设，正在合作开发、建设冷链物流（冷鲜水产品及出口菌菇）示范项目，并在食品药品安全监管。

多路径识别、城市交通一卡通等智能交通领域也有所突破，如厦门路桥管理公司在不停车收费系统中应用RFID技术，发行RFID电子标签共20万张。广东联合电子收费公司自2004年起建立不停车收费系统，发行16万张RFID电子标签。

2009年8月7日，温家宝总理在江苏无锡调研时，对国内目前研究物联网的核心单位——中科院无锡微纳传感网工程技术研发中心予以高度关注，提出把传感网络中心设在无锡、辐射全国的想法。

综上，RFID国内产业链和应用范围不断拓展，并呈现以下趋势：

（1）集电子产业、软件业、通信运营业、信息服务业和面向行业的应用与系统集成中心等于一体的完整产业链，逐步形成。

（2）应用试点向行业规模化应用拓展，跨行业和地区的综合性应用逐步启动。

（3）应用功能以目前的身份识别、电子票证为主逐渐向物品识别过渡。如向资产管理、食品药品安全监管、电子文档、图书馆，仓储物流等物品识别拓展，应用频率以低、高频为主逐渐向超高频和微波过渡，即从低高频的门禁、二代身份证应用逐步向高速公路不停车收费、交通车辆管理等超高频微波应用拓展。

（4）RFID与新技术的融合将会衍生更多商业模式。如手机移动支付将会是RFID未来最大市场。利用

责任编辑：林 菊　linju@http://doc.guandang.net

RFID进行人与物的实时定位也将成为未来主流应用。

（5）RFID以及传感技术的发展使社会公共管理呈现出管理智能化、物流可视化、信息透明化的发展趋势。

3 物联网技术体系

随着全球经济一体化、信息网络化进程加快，为满足对单个产品的标识和高效识别，美国麻省理工学院的自动识别实验室在美国统一代码委员会（UCC）支持下提出：利用RFID、无线数据通信技术，构造一个覆盖世界万物的系统，在物体标识上提出了产品电子代码（EPC）的概念。EPC标签从本质上说是一个电子标签，通过射频识别系统的电子标签读写器可以实现对标签内存信息的读取。这个内存信息通常就是产品电子码，用户只要输入产品名称、生产商、供货商等信息，就可以实时获悉产品在供应链中的状况。

3.1 物联网的结构

物联网结构[2]可分为射频识别系统和信息网络系统两部分。射频识别系统主要由标签和读写器组成，两者通过RFID空中接口通信。读写器获取产品标识后，通过Internet或其他通讯方式将产品标识上传至信息网络系统中间件，然后通过ONS解析获取产品对象名称，继而通过EPC信息服务的接口获得产品信息。整个信息系统的运行都会借助Internet网络系统，利用在Internet基础上发展出的通信协议和描述语言。因此物联网可以说是架构在Internet基础上的各种物理产品信息服务的总和。

图1 物联网的构架

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图1是物联网构架，下层是感知层，进行物体技术标识和感知，在此，物体不仅有感知，在局部空间里，彼此还有互动。再往上走是一个接入，包括Wi-Fi、WiMAX、蜂窝网络等，在接入互联网的过程，也要进行信息处理、融合。

下面简述EPC系统的组成：（1）EPC编码标准

是EPC系统的重要组成部分，对实体及实体相关信息进行代码化，通过统一的、规范化的编码建立全球通用的信息交换语言。

（2）EPC标签

是装载产品电子代码的射频标签，通常被安装在被识别对象上，存储被识别对象相关信息。标签存储器中的信息可由读写器进行非接触读/写。

（3）解读器

是利用射频技术读取标签信息、或将信息写入标签的设备。读写器读出的标签信息通过计算机及网络系统进行管理和信息传输。

（4）Savant（神经网络软件）

Savant[4]是一个物联网系统“中间件”，用来处理从一个或多个解读器发出的标签流或传感器数据，然后将处理过的数据发往特定请求方。

（5）对象名解析服务（Object Naming Service，ONS）

标签只存储了产品电子代码，计算机还需要一些将产品电子代码匹配至相应商品。这个任务由对象名称解析服务（Object Naming Service，ONS）担当，它是一个自动网络服务系统，类似于域名解析服务（DNS），DNS是将一台计算机定位到万维网上的某一具体地点的服务。

（6）实体标记语言[5]（Physical Markup Language，PML）

实体标记语言（PML）通过一种通用的、标准的方法来描述我们所在的物理世界。PML的目标是为物理实体的远程监控和环境监控提供一种简单、通用的描述语言，可广泛应用于存货跟踪、自动处理事务、供应链管理、机器控制和物对物通讯等方面。

[3]

EPC系统是一个灵活的、开放的、可持续发展的体系，可在不替换原有体系的情况下进行系统升级。

3.2 物联网所需无线传输技术