RFID把信息与通信技术(ICT)的世界推向物联网(IoT)的世界

1、概述

为了与物联网互动，人们将继续使用PC或其他智能设备。但更多的选择有可能是使用全球范围自动化和无边界扩展的协同，例如使用那些结合知识和认知技术的产品，以及那些使能转换的产品，RFID拥有对物理世界与计算系统紧密结合的特征，所以是今后物联网应用中不可或缺的一员。

传感器和执行器连接到因特网已经有数十年的历史了，通常使用专有协议，然后通过网关连接因特网(IP)协议。随着智能电网、智能城市和智能家庭的兴起，越来越多的对象需要实现互连。

我们常说的 “机器到机器(M2M)” ，这里的机器通常是指能够使用基于IP技术交换信息的设备，而那些机器仅仅是个子集。潜力更大、意义更深远的是每个物件的集成-把传感器、执行器和众多其他常用物品连到“数字神经系统”的能力。词语“M2M”是由无线射频识别(RFID)开发社区在十几年前创造的。

这个词语，现在演变成了物联网(IoT)，即通过因特网联接日常对象，可读、可识别、可定位、甚至可控制。有人预言：在下一个十年里，数以百亿计的“智能”对象会用因特网连接在一起。对于对象的状态、变化及信息实时传输的能力，表明了智能设备与人及社交网络互动的潜能。实际上，把设备与社交网络平台相结合可以构建人与物之间协同的新形式。人的连接和设备的连接从此不再孤立。

物联网已经难以置信地影响了我们的日常生活。物联网将是未来的一个新领域，无处不在的计算机和通信网络已经彻底改变了社会、公司、社区和个人习惯。早期的信息和通信网络表现为手机的广泛使用，这种小玩意儿已成为一种生活方式，是成千上万人每天生活中的亲密一份子。第二步是嵌入式短距离移动收发装置进入领域更宽泛的设备中，使人与物(P2T)和物与物(T2T)之间产生一种新型的通信。一个新领域将加入到信息和通信技术(ICT)的世界中：任何时间(白天/黑夜)，任何地方(PC附近、屋内、屋外、甚至在移动)可以连接任何人，任何物;比如在PC之间，人与人(H2H)，人与物(H2T)和物与物(T2T)的连接。多种连接创造了一个全新的动态网-物联网，基于固有技术的先进性和无所不在的网络、计算和通信，这是不同领域 -- 从无线传感器到纳米动态技术不断创新的结果。

为了把日常物品和设备连接到巨大的数据库和物联网，需要一种简单且性价比高的物体识别系统：把“物品”变成可收集、可处理、可转换的数据。无线射频识别(RFID)恰恰具有这种特性。数据收集的收益来自发现对象物理状态(事件检查)变化的能力，这是先进传感技术的成果。嵌入式智能可以进一步提升物联网的威力，因为知识和信息的处理转移到了网络的边缘。小型化和纳米技术进一步使物体尺寸减小：越来越小的智能对象具有连接和互动能力。结合上述所有技术的发展，物联网以感知和智能的方式连接世界，用数字来表示物理对象，物联网成为现实世界的数字映射。

2. RFID

图 1表示了一种典型的RFID读写方案。RFID标签是一种智能设备，装有电子芯片和智能天线。RFID读写器与标签交换数据，然后把信息发送到PLC或者PC做进一步处理。

图 1 RFID实现了物理与数字的转换

RFID-使系统能够解读数据，并且能作出某些决定。现在让我们用新观点分析一下图1。 RFID标签是一个物理对象，应用在现实世界的项目中，使我们能够用电子的方式对他进行识别和跟踪。标签代表了无线科学与相关技术的结合，使物理对象成为一个能源消费者，因为RFID技术使用供给能源的有源标签，或者要对无源标签供能才能激活他们发送数据。虽然消耗非常小，但概念非常清楚：任何物品都是能源的消费者。物理对象转换到数字世界，也进入数字能源世界。RFID技术通过简单的扫描，可以把物理对象映射到数字世界。这种行为具有以下含义：我们现在可以有一个现实世界对象的数字表示，对象的数字克隆，确实为第二种生命。在图 1中，我们可以看到现实世界的物品由标签(A)识别，通过无线传输(B)把数字信号(C)传输到PLC或者PC做进一步处理。

上面所说的情形可以用物联网项目中的实际案例来说明。让我们来观察图2，这是现实世界中的一个例子，牲畜(A)由标签(B)来识别，成为物联网(C)中的一个数字对象。此后，业务的各种计算就可以用数字对象来处理了。

图 2对象映射

在图 3中，我们来分析一个地理分布的流程，流程可以分解成多个业务：物品生产(A)，运输业务(B)，附加值服务(C)，嵌套的业务(D)，分包的业务(E)，配送/供应链(F)和其他外部业务(G)。我们可以把流程映射到数字世界中，组织可互操作的业务，优化和改变流程。流程是一种非物理对象，所以，也可以把非物理对象转换成数字形式。

图 3流程映射

这里有不同的互动形式：人与现实世界对象的互动，使用PC或者智能设备实现人与数字世界对象的互动，人与现实世界流程的互动，人与数字化流程的互动。无线科学和相关技术帮我们创造了用PC与智能设备完成对现实世界和数字世界的互动和管理。

物联网的下一步有可能结合使能技术实现图4所表示的愿景。

图 4物联网

“传统”的世界用组件(A)表示，包括传统产业、扩展的和分布的企业，一般的员工、家庭、能源设施、网格、服务和其他现实业务。对前面现实业务扩展的新使能和新出现的技术包括在组件(C)中，包括形式化认知过程、业务智能(BI)、机器推理、语义Web、自动决策支持和其他应用技术。这是无线扩展到将来无人世界的景象，其中自动化智能可能管理着一切：物理对象和非物理实体(流程)，多个部分的现实世界或者数字世界。组件(B)表示了使用RFID可能产生的景象，RFID是无线科学和技术的一部分，把现实生活成员转换成数字形态，准备进入物联网。

3. 应用

物联网已经悄然声息地影响了我们的日常生活，成为诸多领域中的一个组成部分，例如：电力输配、交通运输、工业控制、公共设施管理、健康医疗、水资源管理、油气输配等。

物联网能够帮助我们解决今天两个最大的问题：能源与健康。能源的问题如，由于效率不高，当今的楼宇消耗了过多的能源。这些浪费的能源可以通过使用大范围的监视和控制就可以节省出来。智能电网和智能家庭就会包括无所不在的物联网监视。健康的问题如，因为访问医生或医院的不同而得到不同的诊断结果。物联网可以把传感器不显眼地附着在人的身体上，随时对身体的功能特征进行跟踪。吃饭时饭碗会监视摄入的食物量;吃药时药瓶会指示药的剂量;喝酒时酒杯会提醒不要饮酒过量，等等。

在农业生产中使用物联网也会获得受益。例如，使用太阳能供电的农作物浇水设备和嵌入式无线设备，可以把数据从地面传感器传送到卫星，通过对生长条件，温度和气候变化等诸多因素进行计算，可以得出每块地的属性，这就完成了一对一的浇水量、施肥量、打药量、除草剂的“私人定制”。因此可以提高作物的生产率。

自动化公司正在开发潜在的物联网的应用。例如，某家公司开发了一个信息平台，建立了一个设备协同社区，这个系统可以实现最终用户与服务工程师的互动。在这个社交网络中，用户可以对设备供应商和系统集成商提出具体问题，授权的专家、工程师、服务人员可以远程回答问题或操作设备，帮助用户快速解决出现的问题。最重要的是，通过不断的积累，可以建立一个各类问题的问与答数据库，可以帮助用户找到常见问题的解决方法，而且这些经验可以反复使用。

智能物品与因特网的融合正在创造一个新的增长点。没有赶上这波物联网革命的公司可能会被淘汰。而大多数具备物联网设备和服务的公司将会取得成功。

4. 结论

前面我们勾勒出一种把现实世界映射到物联网可能的方法。现在，无线技术的功能和使能技术的贡献正在把信息与通信技术(ICT)的世界推向物联网(IoT)的世界。文章也分析了现实世界中的例子，从应用的角度指出了结合使用RFID、计算机技术和通用技术的需求。文章也介绍了现实世界流程转换为数字化流程的方法。