從傳統(tǒng)意義上說,物聯(lián)網(wǎng)的UID技術(shù)指的是應(yīng)答器技術(shù)。應(yīng)答器其實(shí)就是物聯(lián)網(wǎng)的一種電子模塊,它有兩個(gè)主要功能,一是傳輸信息,二是回復(fù)信息。經(jīng)過多年的發(fā)展,應(yīng)答器具備了新的定義和含義,現(xiàn)在人們稱其為電子標(biāo)簽或智能標(biāo)簽,而應(yīng)答器的這種改變與物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域其他技術(shù)的發(fā)展有關(guān),其中,射頻技術(shù)的發(fā)展對(duì)應(yīng)答器的影響最大。
在世界范圍內(nèi),電子標(biāo)簽發(fā)展水平最高的國(guó)家當(dāng)屬日本。日本對(duì)電子標(biāo)簽的研究較早,可以追溯到20世紀(jì)80年代。當(dāng)時(shí),日本最早提出了實(shí)時(shí)嵌入式系統(tǒng),也就是物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域常說的TRON,其核心體系是T-Engine。2003年3月,日本東京大學(xué)在日本政府和T-Engine論壇的支持下成立了UID中心,該中心不僅受到了日本國(guó)內(nèi)大型企業(yè)的關(guān)注,同時(shí)也受到了國(guó)際大企業(yè)的關(guān)注。面對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的大勢(shì)所趨,國(guó)內(nèi)外的科技大企業(yè)也紛紛加入U(xiǎn)ID中心,東京大學(xué)UID中心剛成立不久,其支持企業(yè)就多達(dá)20多家,其中包括索尼、三菱、微軟、夏普、東芝、日電、J-Phone、日立等。UID中心的成立對(duì)發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)來說具有重要意義,日本方面之所以大力組建UID中心,各國(guó)企業(yè)之所以支持組建UID中心,是因?yàn)榻M建UID中心具有兩個(gè)重要作用:第一是建立自動(dòng)識(shí)別“物品”的基礎(chǔ)技術(shù),不斷完善物聯(lián)網(wǎng)的初期物理設(shè)施,實(shí)現(xiàn)傳感器的全面覆蓋;第二是普及UID的相關(guān)知識(shí),培養(yǎng)用于物聯(lián)網(wǎng)體系構(gòu)建的優(yōu)秀應(yīng)用性人才。在這兩個(gè)作用的推動(dòng)下,日本正在努力建立一種全面實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的理想環(huán)境,一旦建成,萬事萬物都能在網(wǎng)絡(luò)“云腦”的計(jì)算之中。
作為一種比較開放的技術(shù)體系,UID主要由以下幾種硬件構(gòu)成:信息系統(tǒng)服務(wù)器、泛在通信器(UG)、uCode解析服務(wù)器以及泛在識(shí)別碼(uCode)。泛在識(shí)別碼用于標(biāo)識(shí)現(xiàn)實(shí)中的各種物品和不同場(chǎng)所,相當(dāng)于一種電子標(biāo)簽。UD與PDA終端很像,它可以利用泛在識(shí)別碼的這種標(biāo)識(shí)功能來獲取物品的狀態(tài)信息,當(dāng)這種數(shù)據(jù)信息足夠充足,UID便可以對(duì)物品進(jìn)行控制和管理。
UID的應(yīng)用領(lǐng)域很廣泛,從某種意義上來說,它就像一根連接現(xiàn)實(shí)和虛擬的線,現(xiàn)實(shí)世界中能利用泛在識(shí)別碼標(biāo)識(shí)的物品,它都能對(duì)其進(jìn)行辨識(shí)和連接。這種連接是虛擬和現(xiàn)實(shí)的連接,UID的一端是已標(biāo)識(shí)的各種物品,另一端則是虛擬互聯(lián)網(wǎng)。利用UID就可以將物品的狀態(tài)信息與虛擬互聯(lián)網(wǎng)中的相關(guān)信息緊密相連,構(gòu)建物物相連的網(wǎng)絡(luò)體系。
一般來說,物聯(lián)網(wǎng)的UID技術(shù)體系結(jié)構(gòu)包括以下技術(shù):
?。?)嵌入式技術(shù)
嵌入式技術(shù)多應(yīng)用于掌上終端設(shè)備,諸如智能手機(jī)、平板電腦之類。這類設(shè)備的功能日漸強(qiáng)大,而體型卻逐漸趨于小巧。常用的嵌入式系統(tǒng)有Linux、Andriod等。而在控制器的選擇上多傾向于Cotex、ARM以及DSP等。
?。?)RFID技術(shù)
RFID技術(shù),即射頻識(shí)別技術(shù)。該技術(shù)操作方便,且效率很高,它可以在同一時(shí)間對(duì)多個(gè)電子標(biāo)簽進(jìn)行識(shí)別,既可以識(shí)別靜止?fàn)顟B(tài)下的物體,又可以識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的物體。并且,RFID技術(shù)可以在多種惡劣環(huán)境下穩(wěn)定工作,很少受到溫度、濕度以及雨雪等惡劣天氣的影響。RFID射頻識(shí)別不受人力干預(yù),是一種無線自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。在沒有任何接觸的情況下,人們可以利用RFID技術(shù),通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別已標(biāo)識(shí)的各種物品,并對(duì)這些物品采集相關(guān)的數(shù)據(jù)信息。
RFID電子電梯合格證的閱讀器又名讀寫器,這種閱讀器可以連接信號(hào)塔和RFID的電子標(biāo)簽,實(shí)現(xiàn)無線通訊。顧名思義,閱讀器是一種用來讀出和寫入數(shù)據(jù)的電子單元,利用閱讀器既可以實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)簽識(shí)別碼的讀出和寫入操作,又可以實(shí)現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)內(nèi)存數(shù)據(jù)的讀出和寫入工作。閱讀器被應(yīng)用于RFID技術(shù)的多個(gè)方面,其主要結(jié)構(gòu)包括高頻模塊(發(fā)送器和接收器)、閱讀器天線以及控制單元。
在無線系統(tǒng)中,RFID的結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單,只包含兩種基本器件:第一種是詢問器,又稱閱讀器,每個(gè)RFID中一般只有一個(gè)詢問器;第二種是應(yīng)答器,又稱電子標(biāo)簽,一般情況下,每個(gè)RFID中會(huì)有多個(gè)應(yīng)答器。射頻識(shí)別系統(tǒng)的作用主要有三個(gè),第一是測(cè)物體,第二是蹤物體,第三是控制物體。
作為一種突破性的技術(shù),RFID技術(shù)在UID技術(shù)中的地位十分重要。
科學(xué)家弗格森對(duì)RFID技術(shù)曾經(jīng)做過總結(jié)性的闡述,他認(rèn)為,RFID技術(shù)至少具有三個(gè)重要性優(yōu)點(diǎn):第一,與條形碼相比,RFID技術(shù)的功能更具廣泛性,因?yàn)闂l形碼一般只能識(shí)別一類物體,而人們通過RFID技術(shù)卻能識(shí)別一個(gè)具體的物體,比如人們將一種條形碼規(guī)定為樹的標(biāo)識(shí),那么當(dāng)人們利用這種條形碼無論標(biāo)識(shí)哪種樹木,都只會(huì)顯示樹的信息;而利用RFID技術(shù)卻能識(shí)別出標(biāo)識(shí)的樹木是桃樹、楊樹還是槐樹;第二,與條形碼相比,RFID技術(shù)接收信號(hào)更方便,因?yàn)槔脳l形碼識(shí)別一類物體,需要利用激光對(duì)條形碼進(jìn)行掃描讀取,而RFID技術(shù)卻可以不受這種限制,它可以利用無線電射頻透過物體的外部材料,獲取物體的內(nèi)部信息;第三,與條形碼相比,RFID技術(shù)的效率更高,這是因?yàn)椋粋€(gè)條形碼代表一條信息,人們?nèi)绻氆@取多種信息,就要利用激光掃描儀對(duì)條形碼一個(gè)一個(gè)讀取,而RFID技術(shù)則可以同時(shí)作用于多個(gè)物體,并在同一時(shí)間對(duì)它們進(jìn)行信息讀取。
(3)無線技術(shù)
無線技術(shù)讓物聯(lián)網(wǎng)的UID技術(shù)擁有了更加廣闊的應(yīng)用空間。目前,無線技術(shù)主要包括兩個(gè)方面,一個(gè)是無線通信技術(shù),一個(gè)是無線充電技術(shù),利用這兩種技術(shù),人們可以將自己的感知無限延伸。隨著技術(shù)的發(fā)展,無線技術(shù)的瓶頸被打破,寬帶的速度變得越來越快,無線網(wǎng)的覆蓋范圍越來越廣,信號(hào)變得越來越穩(wěn)定,無線基礎(chǔ)設(shè)施變得越來越可靠。這些變化將使無線技術(shù)的作用不斷加大,甚至成為人類賴以生存的核心技術(shù)。
(4)信息融合集成技術(shù)
一個(gè)集體的任務(wù),需要每一個(gè)集體成員共同協(xié)作才能完成。同樣,要實(shí)現(xiàn)多種信息的融合和利用,也需要多種技術(shù)的銜接和配合。比如錄制一段視頻,就需要視覺傳感器、聽覺傳感器等同時(shí)配合才能完成。多種技術(shù)的銜接和配合可以使信息的采集更高效、更豐富、更有質(zhì)量。
?。?)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)
以視頻圖像為例。很多視頻資料所占的空間較大,需要更高規(guī)格的壓縮存儲(chǔ)技術(shù)才能合理存儲(chǔ)。另外,利用特征識(shí)別和快速檢索等技術(shù),可以快速查找相關(guān)數(shù)據(jù),極大地提高數(shù)據(jù)的檢索效率和利用效率。當(dāng)黑客入侵重要數(shù)據(jù)時(shí),利用數(shù)據(jù)定位預(yù)警技術(shù)可以防止信息的泄露,避免不必要的損失。