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物聯網的UID技術體系結構

物聯網的UID技術體系結構 百恒物聯 2018-08-15 4160

物聯網的UID技術體系結構


  從傳統意義上說,物聯網的UID技術指的是應答器技術。應答器其實就是物聯網的一種電子模塊,它有兩個主要功能,一是傳輸信息,二是回復信息。經過多年的發展,應答器具備了新的定義和含義,現在人們稱其為電子標簽或智能標簽,而應答器的這種改變與物聯網領域其他技術的發展有關,其中,射頻技術的發展對應答器的影響最大。


  在世界范圍內,電子標簽發展水平最高的國家當屬日本。日本對電子標簽的研究較早,可以追溯到20世紀80年代。當時,日本最早提出了實時嵌入式系統,也就是物聯網領域常說的TRON,其核心體系是T-Engine。2003年3月,日本東京大學在日本政府和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內大型企業的關注,同時也受到了國際大企業的關注。面對物聯網的大勢所趨,國內外的科技大企業也紛紛加入UID中心,東京大學UID中心剛成立不久,其支持企業就多達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中心的成立對發展物聯網來說具有重要意義,日本方面之所以大力組建UID中心,各國企業之所以支持組建UID中心,是因為組建UID中心具有兩個重要作用:第一是建立自動識別“物品”的基礎技術,不斷完善物聯網的初期物理設施,實現傳感器的全面覆蓋;第二是普及UID的相關知識,培養用于物聯網體系構建的優秀應用性人才。在這兩個作用的推動下,日本正在努力建立一種全面實現物聯網的理想環境,一旦建成,萬事萬物都能在網絡“云腦”的計算之中。

  作為一種比較開放的技術體系,UID主要由以下幾種硬件構成:信息系統服務器、泛在通信器(UG)、uCode解析服務器以及泛在識別碼(uCode)。泛在識別碼用于標識現實中的各種物品和不同場所,相當于一種電子標簽。UD與PDA終端很像,它可以利用泛在識別碼的這種標識功能來獲取物品的狀態信息,當這種數據信息足夠充足,UID便可以對物品進行控制和管理。

  UID的應用領域很廣泛,從某種意義上來說,它就像一根連接現實和虛擬的線,現實世界中能利用泛在識別碼標識的物品,它都能對其進行辨識和連接。這種連接是虛擬和現實的連接,UID的一端是已標識的各種物品,另一端則是虛擬互聯網。利用UID就可以將物品的狀態信息與虛擬互聯網中的相關信息緊密相連,構建物物相連的網絡體系。

  一般來說,物聯網的UID技術體系結構包括以下技術:

  (1)嵌入式技術

  嵌入式技術多應用于掌上終端設備,諸如智能手機、平板電腦之類。這類設備的功能日漸強大,而體型卻逐漸趨于小巧。常用的嵌入式系統有Linux、Andriod等。而在控制器的選擇上多傾向于Cotex、ARM以及DSP等。

  (2)RFID技術

  RFID技術,即射頻識別技術。該技術操作方便,且效率很高,它可以在同一時間對多個電子標簽進行識別,既可以識別靜止狀態下的物體,又可以識別高速運動狀態下的物體。并且,RFID技術可以在多種惡劣環境下穩定工作,很少受到溫度、濕度以及雨雪等惡劣天氣的影響。RFID射頻識別不受人力干預,是一種無線自動識別技術。在沒有任何接觸的情況下,人們可以利用RFID技術,通過射頻信號自動識別已標識的各種物品,并對這些物品采集相關的數據信息。

  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塔和RFID的電子標簽,實現無線通訊。顧名思義,閱讀器是一種用來讀出和寫入數據的電子單元,利用閱讀器既可以實現對標簽識別碼的讀出和寫入操作,又可以實現無線網絡內存數據的讀出和寫入工作。閱讀器被應用于RFID技術的多個方面,其主要結構包括高頻模塊(發送器和接收器)、閱讀器天線以及控制單元。

  在無線系統中,RFID的結構較為簡單,只包含兩種基本器件:第一種是詢問器,又稱閱讀器,每個RFID中一般只有一個詢問器;第二種是應答器,又稱電子標簽,一般情況下,每個RFID中會有多個應答器。射頻識別系統的作用主要有三個,第一是測物體,第二是蹤物體,第三是控制物體。

  作為一種突破性的技術,RFID技術在UID技術中的地位十分重要。

  科學家弗格森對RFID技術曾經做過總結性的闡述,他認為,RFID技術至少具有三個重要性優點:第一,與條形碼相比,RFID技術的功能更具廣泛性,因為條形碼一般只能識別一類物體,而人們通過RFID技術卻能識別一個具體的物體,比如人們將一種條形碼規定為樹的標識,那么當人們利用這種條形碼無論標識哪種樹木,都只會顯示樹的信息;而利用RFID技術卻能識別出標識的樹木是桃樹、楊樹還是槐樹;第二,與條形碼相比,RFID技術接收信號更方便,因為利用條形碼識別一類物體,需要利用激光對條形碼進行掃描讀取,而RFID技術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,獲取物體的內部信息;第三,與條形碼相比,RFID技術的效率更高,這是因為,一個條形碼代表一條信息,人們如果想獲取多種信息,就要利用激光掃描儀對條形碼一個一個讀取,而RFID技術則可以同時作用于多個物體,并在同一時間對它們進行信息讀取。

  (3)無線技術

  無線技術讓物聯網的UID技術擁有了更加廣闊的應用空間。目前,無線技術主要包括兩個方面,一個是無線通信技術,一個是無線充電技術,利用這兩種技術,人們可以將自己的感知無限延伸。隨著技術的發展,無線技術的瓶頸被打破,寬帶的速度變得越來越快,無線網的覆蓋范圍越來越廣,信號變得越來越穩定,無線基礎設施變得越來越可靠。這些變化將使無線技術的作用不斷加大,甚至成為人類賴以生存的核心技術。

  (4)信息融合集成技術

  一個集體的任務,需要每一個集體成員共同協作才能完成。同樣,要實現多種信息的融合和利用,也需要多種技術的銜接和配合。比如錄制一段視頻,就需要視覺傳感器、聽覺傳感器等同時配合才能完成。多種技術的銜接和配合可以使信息的采集更高效、更豐富、更有質量。

  (5)數據挖掘技術

  以視頻圖像為例。很多視頻資料所占的空間較大,需要更高規格的壓縮存儲技術才能合理存儲。另外,利用特征識別和快速檢索等技術,可以快速查找相關數據,極大地提高數據的檢索效率和利用效率。當黑客入侵重要數據時,利用數據定位預警技術可以防止信息的泄露,避免不必要的損失。
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