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)答器其實就是物聯(lián)網(wǎng)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(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)展水平最高的國家當(dāng)屬日本。日本對電子標(biāo)簽的研究較早,可以追溯到20世紀(jì)80年代。當(dāng)時,日本最早提出了實時嵌入式系統(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內(nèi)大型企業(yè)的關(guān)注,同時也受到了國際大企業(yè)的關(guān)注。面對物聯(lián)網(wǎng)的大勢所趨,國內(nèi)外的科技大企業(yè)也紛紛加入UID中心,東京大學(xué)UID中心剛成立不久,其支持企業(yè)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(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,各國企業(yè)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(chǔ)技術(shù),不斷完善物聯(lián)網(wǎng)的初期物理設(shè)施,實現(xiàn)傳感器的全面覆蓋;第二是普及UID的相關(guān)知識,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。在這兩個作用的推動下,日本正在努力建立一種全面實現(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)器以及泛在識別碼(uCode)。泛在識別碼用于標(biāo)識現(xiàn)實中的各種物品和不同場所,相當(dāng)于一種電子標(biāo)簽。UD與PDA終端很像,它可以利用泛在識別碼的這種標(biāo)識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便可以對物品進行控制和管理。
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)實和虛擬的線,現(xiàn)實世界中能利用泛在識別碼標(biāo)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(xiàn)實的連接,UID的一端是已標(biāo)識的各種物品,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、平板電腦之類。這類設(shè)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(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),即射頻識別技術(shù)。該技術(shù)操作方便,且效率很高,它可以在同一時間對多個電子標(biāo)簽進行識別,既可以識別靜止?fàn)顟B(tài)下的物體,又可以識別高速運動狀態(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射頻識別不受人力干預(yù),是一種無線自動識別技術(shù)。在沒有任何接觸的情況下,人們可以利用RFID技術(shù),通過射頻信號自動識別已標(biāo)識的各種物品,并對這些物品采集相關(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塔和RFID的電子標(biāo)簽,實現(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現(xiàn)對標(biāo)簽識別碼的讀出和寫入操作,又可以實現(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(yīng)答器,又稱電子標(biāo)簽,一般情況下,每個RFID中會有多個應(yīng)答器。射頻識別系統(tǒng)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(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)至少具有三個重要性優(yōu)點:第一,與條形碼相比,RFID技術(shù)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(shù)卻能識別一個具體的物體,比如人們將一種條形碼規(guī)定為樹的標(biāo)識,那么當(dāng)人們利用這種條形碼無論標(biāo)識哪種樹木,都只會顯示樹的信息;而利用RFID技術(shù)卻能識別出標(biāo)識的樹木是桃樹、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(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,這是因為,一個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條形碼一個一個讀取,而RFID技術(shù)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。
?。?)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)主要包括兩個方面,一個是無線通信技術(shù),一個是無線充電技術(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)
一個集體的任務(wù),需要每一個集體成員共同協(xié)作才能完成。同樣,要實現(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)格的壓縮存儲技術(shù)才能合理存儲。另外,利用特征識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,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。