1 物联网感知层感知控制信息识别技术
文/郭松
在物联网的“感知层”需要解决的问题是如何利用现有物品的传感设备组成的系统，以最少的资金投入将物品的感知和控制信息识别出来。
通过物联网综合安全系统的应用例，可以更加直观地理解物联网的感知层信息识别。
在公共安全系统中有包括视频监控系统、防盗报警系统、门禁控制系统等的安防系统，消防火灾报警系统、电梯安全报警对讲系统等。这三个安全系统分属安防、消防、电梯三个行业，每种系统都有物联网的应用方案，有些已经开始应用。
而物联网的应用不是单独一种物品或系统的物联网应用，它是可以实现多种类物品或系统能够相互信息交换。物联网综合安全系统就是将用户现有的安防系统、消防系统、电梯安全系统等多种安全系统集成一起，实现感知、控制、管理一体化。
在物联网综合安全系统的“感知层”，视频监控系统的物品或传感设备有摄像机、硬盘录像机、视频矩阵，防盗报警的传感设备是报警探测器，门禁系统的读卡器，消防系统的火灾报警探测器，电梯安全系统的电梯数据采集器、5方报警对讲设备等。这些传感设备有开关量信号传输方式、有RS485总线传输方式、消防24V总线传输方式、DTMF双音多频传输方式等，而每种厂家的传感控制设备传输协议又是不同的。要将这些传感控制设备的感知和控制信息进行统一识别是物联网综合安全系统“感知层”要解决的关键问题。
物联网的应用需要政府支持，但物联网的运营是要通过给用户提供增值的服务，为使用者节省费用、增加收益，来获取收益的。
介绍一种物联网综合安全系统应用方案，在用户现有安全系统基础上，在不影响原有系统的正常使用，只需添加加很少费用的软硬件设备，用一个本地电脑将安防系统、消防系统、电梯安全系统等传感控制器的感知和控制信息的统一识别、统一控制，实现物联网“感知层”的建设。
物联网发展的瓶颈：感知层的关键技术
供稿：5联网(/)
物联网（Internet of Things）1999年由MIT提出。2005年11月国际电信联盟ITU发布了《国际电信联盟互联网报告2005：物联网》，开始聚焦这个词。它是指：把任何物品通过信息传感设备（如RFID）与互联网连接起来，进行信息交换和通信，可实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。
物联网本身的结构复杂，主要包括三大部分：首先是感知层，承担信息的采集，可以应用的技术包括智能卡、RFID电子标签、识别码、传感器等；其次是网络层，承担信息的传输，借用现有的无线网、移动网、固联网、互联网、广电网等即可实现；第三是应用层，实现物与物之间，人与物之间的识别与感知，发挥智能作用。
具体的核心，是感知层中的技术，从现在阶段来看，物联网发展的瓶颈就在感知层。国际电信联盟（ITU）将传感器技术、射频技术（RFID）、微机电系统（MEMS）、智能嵌入技术列为物联网关键技术。
1、传感器技术
传感技术同计算机技术与通信技术一起被称为信息技术的三大支柱。从仿生学观点，如果把计算机看成处理和识别信息的“大脑”，把通信系统看成传递信息的“神经系统”的话，那么传感器就是“感觉器官”。
传感技术主要研究关于从自然信源获取信息，并对之进行处理（变换）和识别的一门多学科交叉的现代科学与工程技术，它涉及传感器（又称换能器）、信息处理和识别的规划设计、开发、制／建造、测试、应用及评价改进等活动。传感技术的核心即传感器，它是负责实现物联网中物、物与人信息交互的必要组成部分。获取信息靠各类传感器，它们有各种物理量、化学量或生物量的传感器。按照信息论的凸性定理，传感器的功能与品质决定了传感系统获取自然信息的信息量和信息质量，是高品质传感技术系统的构造第一个关键。信息处理包括信号的预处理、后置处理、特征提取与选择等。识别的主要任务是对经过处理信息进行辨识与分类。它利用被识别（或诊断）对象与特征信息间的关联关系模型对输入的特征信息集进行辨识、比较、分类和判断。因此，传感技术是遵循信息论和系统论的。它包含了众多的高新技术、被众多的产业广泛采用。它也是现代科学技术发展的基础条件，应该受到足够地重视。
具体来说，物联网的体系自下而上可以分成五个层级，分别是感知层、接入层、网络层、服务管理层以及应用层。
（1）感知层
感知层是物联网的初始层级，也是数据的基础来源。这一层级的基础元件是传感器，人才将各种各样的传感器装在不同的物品合设备上，使之感知这些物质的属性，判断它们的材质是属于金属、塑料、皮革还是矿石等。同时，这些异常敏感的传感器还能对物品所处的内在环境状态合外在环境状态进行数据采集，比如采集环境的空气湿度、温度、污染度等信息。另外，这些传感器还能对物质的行为状态跟踪监控，观察它们是静态的，还是动态的，并将这些信息全部以电信号的形式存储起来。实现物物信息相连的庞大物联网，就需要这些传感器的分布密集度更高、覆盖范围更广以及更加灵敏合高效。这样，传感器对物质信息获取的规模才能更大，对物质状态的辨识度才能更加精密，当网络形成后，其数据流才更具参考价值。
一般来说，对于不同的感知任务，传感器会根据具体情况协同作战。比如要获取一台机器设备的内部工作动态视频，就需要感光传感器、声音传感器、压力传感器等协同工作，形成一幅有声音、有画面、有动感的机械内部工作动态视频。感知层的传感器能全方位、多角度地获取数据信息，为物联网提供充足的数据资源，从而实现各种物质信息的在线计算合统一控制。另外，传感器不仅可以通过无线传输，还可以利用线传输接入设备，人们利用传感器传输刀设备中的信息可以与网络资源进行交互合共享。
（2）接入层
接入层的作用是连接传感器和互联网，而这种连接的过程需要借助较多的网络基础设施才能实现。例如，人们可以利用移动通信网中的GSM网和TD-SCDMA网来实现感知层向互联网的信息传输，也可以利用无线接入网（WiMAX）和无线局域网（WiFi）来实现感知层向互联网的信息传输。另外，通过卫星网进行信息传输也是一种可行方案。
（3）网络层
网络层指的其实就是互联网，建立互联网需要利用两种IP，分别是IPv6/IPv4和后IP（Post-IP）。网络层将网络信息进行整合，形成一个庞大的信息智能网络，这样就构成了一个高效、互动的基础设施平台。
物联网感知层的关键技术包括传感器技术、射频识别技术、二维码技术、蓝牙技术以及
ZigBee技术等。物联网感知层的主要功能是采集和捕获外界环境或物品的状态信息，在采集和捕获相应信息时，会利用射频识别技术先识别物品，然后通过安装在物品上的高度集成化微型传感器来感知物品所处环境信息以及物品本身状态信息等，实现对物品的实时监控和自动管理。而这种功能得以实现，离不开各种技术的协调合作。
传感器技术
物联网实现感知功能离不开传感器，传感器的最大作用是帮助人们完成对物品的自动检测和自动控制。目前，传感器的相关技术已经相对成熟，被应用于多个领域，比如地质勘探、航天探索、医疗诊断、商品质检、交通安全、文物保护、机械工程等。作为一种检测装置，传感器会先感知外界信息，然后将这些信息通过特定规则转换为电信号，最后由传感网传输到计算机上，供人们或人工智能分析和利用。
传感器的物理组成包括敏感元件、转换元件以及电子线路三部分。敏感元件可以直接感受对应的物品，转换元件也叫传感元件，主要作用是将其他形式的数据信号转换为电信号；电子线路作为转换电路可以调节信号，将电信号转换为可供人和计算机处理、管理的有用电信号。
射频识别技术
射频识别的简称为RFID，该技术是无线自动识别技术之一，人们又将其称为电子标签技术。利用该技术，无需接触物体就能通过电磁耦合原理获取物品的相关信息。
物联网中的感知层通常都要建立一个射频识别系统，该识别系统由电子标签、读写器以及中间信息系统三部分组成。其中，电子标签一般安装在物品的表面或者内嵌在物品内层，标签内存储着物品的基本信息，以便于被物联网设备识别；读写器有三个作用，一是读取电子标签中有关待识别物品的信息，二是修改电子标签中待识别物品的信息，三是将所获取的物品信息传输到中央信息系统中进行处理；中央信息系统的作用是分析和管理读写器从电子标签中读取的数据信息。
二维码技术
