基于物联网技术的智慧物流系统的体系结构组成

物联网：连接万物的智慧网络

物联网，这个看似复杂的名字实际上揭示了它的本质：“物物相连的互联网”。从名称中我们可以解读出两层含义：物联网的核心仍然是互联网，它是互联网的一种延伸和扩展；物联网扩展到了任何物品之间，让它们能够进行信息交换和通信。

深入解析物联网的内涵，我们可以知道，它是通过射频识别装置、红外感应器、全球定位系统等设备，按照约定的协议，将任何物品与互联网相连，实现信息交换和通信。这种网络形式达成了智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。整个物联网结构可以分为射频识别系统和络系统两部分，两者相互协作，使得物品的信息能够被有效捕捉并传输。

现在，让我们聚焦物联网的重要组成部分——epc系统。这是一个综合性、复杂的系统，其目标是为每一个单品建立全球的、开放的标识标准。epc系统由三部分构成：epc编码标准、epc标签和epc编码。其中，epc编码是对实体及其相关信息进行代码化，建立全球通用的信息交换语言；epc标签则装载了产品电子代码，能够存储被识别对象的相关信息。

物联网在家庭中的应用是一个值得关注的方向。随着中国社会逐步进入老龄化，家庭需要照顾的老人数量增加，给社会带来了挑战。在这种情况下，物联网的概念为家庭提供了解决方案。通过提升家庭生活品质、方便家庭与外界的信息交互、感知家里发生的情况等，物联网正在逐渐走进家庭。家庭区域相对狭小、需求明确，使得家庭成为物联网应用的理想场所。

尽管物联网的概念已经大热，但大部分应用仍然停留在概念阶段。未来，随着技术的不断发展和完善，物联网将在更多领域得到应用，真正实现物物相连的美好愿景。我们期待着物联网为我们带来的便捷和智能，以及它为社会带来的深刻变革。随着现代家庭需求的不断升级，照看老人、孩童不再只是日常生活的琐碎事务，而是家庭温馨与和谐的重要体现。人们对家庭安全的关注度也在不断攀升。在这个背景下，家庭物联网的应用逐渐走进了人们的视野。

在寒冷的冬季，供暖系统为北方城市的家庭带来了温暖。而当家人外出工作，空空的房间仍然需要保持如春的温暖。这就需要一个智能化的供暖控制系统，这是家庭物联网的一个典型应用。

除了家庭生活的日常需求，物联网的应用还广泛涉及生产安全、食品卫生、工程控制、城市管理等领域。在日常生活的各个方面，甚至娱乐活动中，都需要建立随时与物体沟通的智能系统。通过装置在各类物体上的电子标签、传感器、二维码等，这些物体通过无线网络相连，实现了人与物体的沟通对话，以及物体与物体之间的相互沟通。

回顾物联网的发展历程，可谓是一部从大到小，由点到面的壮丽史诗。自1999年物联网概念提出以来，世界各国都在加紧研究。物联网的发展经历了大型机、主机的联网，台式机、笔记本与互联网的相连，手机等移动设备的互联，以及现在嵌入式互联网的兴起。与人们日常生活紧密相关的应用设备，如洗衣机、冰箱、电视、微波炉等，都加入了互联互通的行列，最终形成全球统一的“物联网”。

在物联网的崛起过程中，有许多杰出的科学家和团队做出了重要贡献。其中，鲍勃?卡恩是为互联网做出卓越贡献的人物之一，他不仅有互联网之父的美誉，还为一个始于上世纪80年代的项目——分布式传感网做了奠基。在那个年代，庞大的传感器作为一个个节点组织在一起，通过微波彼此相连，形成了传感网。研究者们意识到传感器的体积需要缩小，于是“智能微尘”这一有趣的概念应运而生。加州大学的伯克利分校的教授krispister提出了这一概念，并设想将计算和通讯集成在超微型传感器中，对周围环境的参数进行探测。在2001年，伯克利分校的实验室成功制造出了这种理想中的芯片雏形，其精细程度令人惊叹。

除了伯克利分校外，还有其他三所高校和研究机构在传感器领域处于领军地位。施乐帕克研究中心的团队则致力于传感信息处理和“智能物质”的研究，希望将计算、微电机系统融入到物理世界中。自本世纪初以来，对于传感的研究越来越受到人们的重视，许多学校和大公司的研发机构开始进行相关研究，新兴公司也借此东风异军突起。如今，物联网已成为人们关注的焦点之一。

将传感器带入寻常百姓家的梦想并非易事。传感器想要走出高科技领域，走进日常生活，需要在体积、造价和能耗上进行大刀阔斧的改革。这不仅仅是缩小尺寸那么简单，还需要互联网技术的加持，实现万物之间的无缝连接。说到互联网，就不得不提ip地址。物联网的世界需要ipv6的助力，其强大的ip网址数为世界每一个角落的物体都赋予了独特的身份标识。

我国智能家居市场虽蓬勃发展，但也存在着诸多难题。高昂的入门成本让许多中等收入以下人群望而却步。而且，很多功能看似高科技，实则华而不实，与人们的实际需求并不匹配。许多智能家居产品直接从工业领域搬到家庭，缺乏人性化设计。更令人担忧的是，许多智能家居公司缺乏核心技术，导致成本上升，竞争力下降。

rfid超高频技术在我国的应用尚处于探索阶段，许多试点项目尚未在供应链上得到广泛应用。物联网的发展潜力无可限量，但其实现过程中涉及众多问题，如规划、管理、协调、合作等。其中，技术标准是交流的关键，必须加强国际合作，寻求共同标准。随着物联网的普及，数据泄露问题愈发严重，亟需加强数据保护。协议、终端、地址、费用、商业模式等问题也都是物联网发展面临的重大挑战。

每一个物体在物联网中都需要一个独特的地址，这就需要大量的ip地址。ipv4的资源即将耗尽，我们需要转向ipv6。向ipv6过渡是一个长期且复杂的过程，与ipv4的兼容性问题也是一大挑战。物联网的发展还需要解决规模化问题。只有具备一定的规模，智能物体的作用才能得到充分发挥。而流动性是另一个关键要素，物品在运动中甚至高速运动状态下都能被监控和追踪是物联网的基本要求。

要建立有效的物联网，两大难题必须得到解决：规模和流动性。在所有物品中嵌入电子标签并安装大量的读取设备和信息处理系统需要大量的资金投入。在成本尚未降至普及水平之前，物联网的发展将受到限制。实际上，物联网的技术效率尚未转化为规模的经济效率，现有的应用也尚未在商业上取得显著成功。例如，智能抄表系统虽然能够将数据实时传输到数据中心，但并未得到广泛应用，原因在于其经济效率不高。

物联网的关键在于多个领域的技术发展，包括rfid、传感器、嵌入式软件以及数据传输和计算等领域。云计算、无线网络的扩容和优化等都是物联网普及需要解决的问题。只有运用云计算技术，我们才能实现对数以亿计种类物品的实时动态管理。目前我国传感器产业水平相对较低，高端产品市场被国外厂商垄断，这是我们需要努力改进的地方。

物联网的发展道路充满挑战，但只要我们克服这些难题，物联网必将为我们的生活带来前所未有的便利和智能体验。物联网，英文名称为“Internet of Things”，从名称上解析，我们可以理解为“物物相连的互联网”。其核心依然是互联网，但在此基础上进一步延伸和扩展，将连接扩展到了任何用户端和任何物品之间，实现信息交换和通信。物联网通过射频识别（RFID）装置、红外感应器、全球定位系统等传感设备，按照既定协议，将任何物品与互联网连接，实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。

整个物联网结构可以分为射频识别系统和络系统两部分。射频识别系统由标签和读写器组成，二者通过RFID空中接口进行通信。获取产品标识后，信息会通过Internet或其他通讯方式上传至络系统的中间件。然后通过ONS解析获取产品的对象名称，再通过EPC信息服务的各种接口获取产品信息的各类服务。整个信息系统的运行都依赖于Internet的网络系统，利用在Internet基础上发展出的通信协议和描述语言。

从应用角度看，物联网由三部分组成：首先是传感网络，以二维码、RFID、传感器为主，实现对“物”的识别；其次是传输网络，依靠现有的互联网、广电网络、通信网络等进行数据的传输与计算；最后是应用网络，即输入输出控制终端。

EPC系统作为物联网的重要组成部分，其最终目标是为每一单品建立全球的、开放的标识标准。EPC系统特点体现在其开放的体系结构、独立的平台和高度的互动性，以及灵活的可持续发展的体系。EPC编码标准是EPC系统的重要组成部分，它统一并规范了编码，建立了全球通用的信息交换语言。

随着时代的发展，中国逐步进入老龄化社会，家庭物联网的应用逐渐显现其重要性。家庭区域相对狭小、需求明确，最有可能优先实现物联网的应用。通过科技手段，提升家庭生活品质，方便家庭与外界的信息交互，用传感节点感知家里发生的情况，这些都是家庭物联网达成的社会基础。

尽管物联网的概念已经大热，但大部分应用仍停留在概念阶段。未来，随着技术的不断发展和完善，物联网将在更多领域得到规模应用，为社会带来更多的便利和效益。在现代社会，家庭的需求早已超越了单纯的生存需求，它承载着照顾老人、孩子的责任，更体现了人们对家庭安全的日益重视。特别是在寒冷的冬季，家庭物联网的应用显得尤为重要。想象一下，在北方城市的家中，供暖系统源源不断地为室内带来温暖，而当家庭成员离家上班时，房间依然保持如春的温暖，这一切都得益于智能化的供暖控制系统。

除了家庭生活的舒适与便捷，在生产、安全、食品、工程、城市管理等各个领域，甚至人们的日常娱乐活动中，都急需建立一种能与物体随时沟通的智能系统。通过安装在各种物体上的电子标签、传感器和二维码等，这些设备通过接口与无线网络相连，赋予了物体智能，实现了人与物体、物体与物体之间的沟通和对话。

回顾物联网的发展历程，可谓是一部从大型机到嵌入式互联网的演变史。自1999年物联网概念提出以来，世界各国都在加紧研究。物联网的发展经历了主机联网、台式机与互联网相联、移动设备互联等阶段，如今已步入嵌入式互联网的时代。这一阶段，与人们日常生活紧密相关的应用设备，如洗衣机、冰箱、电视等，都加入了互联互通的行列，最终将形成全球统一的物联网。

在物联网的演进过程中，许多先驱者和他们的创新思想起到了关键作用。早在上世纪80年代，分布式传感网项目的奠基人鲍勃?卡恩就为互联网的发展做出了卓越贡献。而在那个年代的传感器体积庞大，无法满足人们对功能的需求。于是，研究者们开始思考如何将其做得更小。在这一背景下，“智能微尘”的概念应运而生。这一概念的提出者krispister教授设想将计算和通讯集成在超微型传感器中，用以探测周围环境的参数。核心的成分是微电机系统（micro-electro-mechanical system），该系统可以集成众多机械传感器。尽管这一想法当时还只是假想，但科学家们信心百倍地投入其中，并成功研制出了理想中的芯片雏形。

除了加州大学伯克利分校的研究团队外，还有其他三所高校和研究机构在传感器领域处于领军地位。施乐帕克研究中心的团队则致力于传感信息处理和“智能物质”的研究，他们希望将计算、微电机系统融入到物理世界中。自本世纪初以来，对于传感的研究越来越受到人们的重视，许多学校和大公司的研发机构纷纷进行类似研究，新兴公司也借此东风崭露头角。他们将传感器连接成网或系统，形成了传感网。“cyberphysicalsystem”和“物联网”等概念也逐渐兴起。

要让传感器真正融入寻常生活中，并非易事。必须在体积、造价和能耗等方面实现显著改进，就像一场华丽的变身。但传感器的缩小只是第一步，真正的挑战在于如何与互联网技术完美结合，实现从点到面的无缝连接。物联网的ip地址问题尤为关键，我们需要ipv6的助力，其强大的两进制的ip网址数功能，相当于为每个世界的小角落都赋予了独特的身份标识。只有当万物都拥有独特的ip地址时，物联网的宏伟蓝图才能真正展开。

但国内智能家居市场却面临多重挑战。高昂的入门成本让许多中等收入以下人群望而却步。许多功能看似先进，实则与用户需求脱节，过于复杂或缺乏实用性。很多产品直接从工业领域搬到家庭，缺乏人性化的设计。智能家居领域缺乏核心技术，导致成本上升和竞争力下降。与此rfid超高频技术的应用尚在起步阶段，试点项目众多但应用不广泛，供应链上的整合更是稀缺。

物联网的发展潜力无可限量，但其达成之路充满曲折。除了技术难题，还需要面对规划、管理、协调、合作等多重挑战。标准是沟通的桥梁，各国间的标准差异使得寻求共同标准成为迫切需求。物联网的普及带来了数据安全与隐私保护的新挑战。协议问题、终端问题、地址问题、费用问题、规模化问题、商业模式问题以及产业链问题等都是待解的难题。其中，规模化是发挥物品智能作用的关键，而流动性则要求物品在任何状态下都能被有效监控和追踪。

建立有效的物联网需要解决两大核心难点：规模和流动性。为此，需要在所有物品中嵌入电子标签等存储体，并建立完善的读取设备和信息处理系统。成本问题仍是物联网发展的主要障碍。尽管智能抄表系统等技术已经展现其潜力，但在未实现经济效率之前，其大规模应用仍受限。物联网发展的关键包括rfid、传感器、嵌入式软件及数据计算等领域，而“云计算”、无线网络的扩容和优化等也是普及物联网必须克服的挑战。只有借助“云计算”技术，我们才能实现对亿计物品的实时动态管理。这需要我们共同努力，通过不断的创新和实践，推动物联网的发展，让智能生活触手可及。从当前国内产业发展水平来看，传感器产业仍然处于相对较低的水平，高端产品的市场主要被国外厂商所垄断。尽管如此，相关产业仍在积极发展并寻求突破。

（一）关于EPC编码标准

EPC编码是EPC系统的重要组成部分，其主要功能是对实体及其相关信息进行代码化，从而建立全球通用的信息交换语言。这一编码标准具有统一并规范化的特点。

（二）EPC标签

EPC标签是一种装载了产品电子代码的射频标签。通常，这些标签会被安装在被识别对象上，以存储与被识别对象相关的信息。标签存储器中的信息可以通过读写器进行非接触式的读取和写入。

（三）EPC系统的特点

1. 开放的体系结构：EPC系统采用Internet网络系统，这降低了系统的复杂性，从而也降低了成本。梅特卡夫（Metcalfe）定律表明，一个网络的价值在于其用户的数量，而一个开放的结构体系远比复杂的多重结构更有价值。

2. 独立的平台和高度的互动性：由于EPC系统识别的对象十分广泛，因此不可能有一种技术适用于所有的识别对象。不同地区和国家的射频识别技术标准也存在差异。开放的体系结梅必须拥有独立的平台和高度的交互操作性。

3. 灵活的可持续发展的体系：EPC系统是一个灵活的、开放的、可持续发展的体系，可以在不替换原有体系的情况下进行系统升级。整体的EPC网络操作依赖于RFID系统和网络应用系统的介入，使产品信息得以有效传播。

（四）关于物联网在家庭中的应用

随着时代的发展，中国逐渐进入了老龄化社会，物联网在家庭中的应用成为了解决老龄化问题的重要手段之一。物联网的概念正大行其道，而家庭区域是最有可能优先达成物联网应用的地方。家庭物联网的应用领域广泛，如供暖系统、生产安全、食品卫生、工程控制、城市管理以及人们的日常生活等。通过装置在各类物体上的电子标签（RFID）、传感器等，可以实现人与物体的沟通和对话，也可以实现物体与物体之间的相互沟通和对话。例如，在电度表上装上传感器可以实现用电检查、电能质量监测等高效一体化管理。在电梯上装上传感器可以在电梯发生故障时及时通知管理部门处理故障。物联网的发展经历了多个阶段，最终将形成全球统一的物联网。

在为互联网发展的卓越贡献之外，他也前瞻性地为一个诞生于上世纪80年代的项目奠定了基础——分布式传感网（Distributed Sensor Network，简称DSN）。在那个年代，传感器体积庞大，如同需要用卡车运输的大件物品。这些传感器节点通过微波连接，形成了一个传感网络。随着对传感器功能需求的日益增长，研究者们开始追求更小、更高效的传感器。

上世纪90年代，“智能微尘”（Smart Dust）这一概念应运而生，由加州大学伯克利分校的教授krispister提出。这一创新理念将计算和通讯集成在微小的传感器中，每个传感器大约只有1~2平方毫米，用于探测周围环境的参数。其核心在于微电机系统（Micro-Electro-Mechanical System，简称MEMS），这一系统的出现当时引起了巨大的轰动，因为它能够集成众多机械传感器。

当时，krispister和他的团队有一个大胆的设想——在蒲公英上安装一个传感芯片，让蒲公英随风飘散，探测各地的信号并传递回来。虽然这只是一个设想，但已经有科学家投入其中，甚至连所需的数据都被精心计算出来，例如空气动力学专家确定了芯片的理想重量。

在2001年，加州大学伯克利分校的实验室成功研发出了这种理想中的芯片雏形，其尺寸比米粒还小，细腻如发丝，轻薄如蝉翼。遗憾的是，我曾精心包装并保存的一个这样的芯片已经遗失，让我倍感惋惜。如果芯片中仍有电，或许我可以通过网络找到它的踪迹。

在传感器领域，有三所高校和研究机构处于领先地位。除了加州大学伯克利分校的krispister团队外，还有加州大学洛杉矶分校（致力于微无线技术的研究）和施乐帕克研究中心（Xerox Parc）。我作为施乐帕克研究中心团队的一员，主要致力于传感信息处理和“智能物质”（Smart Matter）的研究，希望将计算、微电机系统融入物理世界中，与“智能微尘”紧密相关。

自本世纪初以来，传感器研究得到了越来越多的关注，许多学校和大公司的研发机构都开始了类似的研究，新兴公司也纷纷涌现。传感器被连接成网或系统，形成了传感网。类似的概念如“cyberphysical system”和“Internet of Things”（简称IoT）也相继出现。尤其是IoT概念在提出初期，就与我们的日常生活紧密相连，例如射频识别（RFID）技术就是其重要组成部分。

如果从大的传感器开始算起，传感网已经走过了30年的历程。而从微传感网（Micro Wireless Sensor Network）的角度看，历史则只有15至20年。微传感网起源于上世纪90年代，那时的科学家们尝试将传感器、计算机处理和通讯集成在一个芯片上，即所谓的“智慧微尘”。简而言之，传感器的历史可以用八个字来概括——从大到小，以点到面。

实现这一目标并不容易。为了让传感器真正融入我们的日常生活，它需要在体积、造价、能耗等方面进行大幅度改进。还需要互联网技术的支持，以实现万物之间的网络连接。例如，物联网需要采用IPv6技术，为每一个物体分配一个独特的IP地址。

在国内的智能家居市场，还存在许多问题。例如：进入门槛高、功能过于复杂导致价格高昂、直接照搬工业使用场景缺乏人性化、缺少核心技术等。RFID超高频技术在我国的应用尚处于初级阶段，许多项目的应用仅限于试点，尚未在供应链上得到广泛应用。

为了实现传感器和互联网的完美结合，我们仍需要克服许多挑战。但无疑，随着技术的不断进步和应用的日益广泛，物联网将为我们的生活带来前所未有的便利和智能。物联网的广阔前景与挑战并存

物联网，这个充满潜力的新兴领域，正以其独特的魅力引领着科技发展的潮流。它的实现并非仅仅是一项技术挑战那么简单。物联网的建设涉及众多方面，包括规划、管理、协调、合作等复杂环节，同时还需要一系列配套政策和规范的制订与完善。

技术标准问题至关重要。标准是沟通的桥梁，对于物联网中物品间的交流至关重要。各国存在的不同标准使得寻求一个普遍接受的标准成为当务之急。这就需要各国之间的紧密合作，共同推动物联网技术的标准化进程。

随着物联网的发展，数据安全和隐私保护问题愈发突出。物品间的紧密连接和信息采集设备的广泛应用使得数据泄密风险增加，如何确保大量数据和用户隐私的安全成为亟待解决的问题。

物联网协议多样化的问题也不容忽视。虽然物联网是基于互联网发展而来，但在接入层面存在多种协议。为了确保物联网的顺畅运行，需要一个统一的协议基础来支撑。

终端问题、地址问题、费用问题、规模化问题以及商业模式问题等也是物联网发展面临的现实挑战。例如，不同行业对终端产品的需求各异，如何满足这些多样化的需求是运营商面临的一大挑战。随着物联网规模的扩大，如何保持与现有网络技术的兼容性也是一个需要关注的问题。

要建立一个有效的物联网，有两大难点必须克服：一是规模性，只有具备规模才能使物品的智能发挥作用；二是流动性，物品通常处于运动状态，必须保持物品在运动状态下都能随时进行监控和追踪。

为了实现这一目标，需要在所有物品中嵌入电子标签等存储体，并安装大量的读取设备和信息处理系统。这背后需要大量的资金投入，因此在成本尚未降至普及水平之前，物联网的发展将受到限制。目前，物联网的技术效率尚未转化为规模的经济效率，商业应用上的成功案例也相对较少。例如，智能抄表系统虽然技术上可行，但在没有经济效率的情况下，电力系统并未大规模采用。

物联网发展的关键领域包括RFID、传感器、嵌入式软件以及数据传输计算等。“云计算”、无线网络的扩容和优化等问题也是物联网普及的必经之路。只有通过“云计算”技术的运用，才能实现对数以亿计种类物品的实时动态管理。

总体来看，物联网的发展前景广阔，但面临的挑战也不少。从传感器产业水平较低、高端产品被国外厂商垄断的现状来看，我们需要加大技术研发和创新的力度，推动物联网技术的普及和应用。也需要、企业和社会各界的共同努力，共同推动物联网产业的发展，为未来的智能化生活奠定坚实的基础。