物联网信息采集技术(物联网关键技术应用)

摘　要：物联网是射频识别技术与互联网结合而成的新型网络，其具有与互联网类同的资源寻址需求，以确保其中联网物品的相关信息能够被高效、准确和安全的寻址、定位以及查询。本文从物联网的基本介绍出发，分析了物联网资源寻址技术研究的重要现实意义，最后探讨了物品标准寻址层的物品标准寻址系统，物品标准寻址层的资源地址信息。

关键词：物联网 标准寻址层 寻址技术 物品编码标准
　　一、物联网的概况介绍
　　物联网是在计算机互联网的基础上,利用射频自动识别(RFID, radio frequency identification)、无线数据通信等技术,构造一个覆盖世界上万事万物的“InternetofThings”,其核心技术之一就是RFID技术。在这个网络中,物品(商品)能够彼此进行“交流”,而无需人的干预。其实质是利用RFID技术,通过计算机互联网实现物品(商品)的自动识别和信息的互联与共享。而RFID,正是能够让物品“开口说话”的一种技术。在“物联网”的构想中,RFID标签中存储着规范而具有互用性的信息,通过无线数据通信网络把它们自动采集到中央信息系统,实现物品(商品)的识别,进而通过开放性的计算机网络实现信息交换和共享,实现对物品的“透明”管理。
　　（一）物联网的组成
　　互联网可以把世界上不同角落的人紧密地联系在一起一样,采用RFID技术的Internet也可以把世界上所有物品联系在一起,而且彼此之间可以互相“交
流”,从而组成一个全球性实物相互联系的“物联网”。典型的物联网由三大部分组成,即RFID系统、中间件Savant系统和Internet系统,如图1所示。其中RFID系统主要包括RFID电子标签(tag)、阅读器( reader)及数据交换和管理系统(processor)软件;中间件savant系统由Savant服务器、ONS(objectnaming service)服务器、PML(physi-calmarkup language)服务器及相应的数据软件等组成; Internet系统通常由计算机系统和网络服务器等组成。
　　（二）物联网工作原理
物联网系统中的RFID阅读器可控制射频模块向电子标签发射读取信号,并接收标签的应答信号,同时可对电子标签的对象标识信息进行解码,从而将对象标识信息连带电子标签上的其他相关信息传输到Savant系统以供处理。通常其工作频段和电子标签上频率是一致的。
　　二、支持任意物品编码标准的物联网通用寻址技术研究
　　（一） 物品标准寻址层的物品标准寻址系统
　　根据物联网资源寻址模型可知，物品标准寻址层以标准识别码或者标准识别码和物品编码的结合共同作为原始输入，最终向物品编码寻址层输出资源地址信息。由于每个寻址层可以由若干个物联网通用寻址层次组成，每个寻址层次中的物品标准寻址系统可以各异，除了位于最底层的寻址层次中的物品标准寻址系统向物品编码寻址层输出资源地址信息外，位于上层的寻址层次中的物品标准寻址系统输出的资源地址信息需要用作其下寻址层次中原始资源名称的转换信息。因此物品标准寻址系统需要能够输出两种资源地址信息，即标准资源地址信息是指物品标准寻址层输出的用于物品标准寻址层转换原始资源名称的转换信息。编码资源地址信息是指物品标准寻址层输出的用于物品编码寻址层转换原始资源名称的转换信息。
　　（二）物品标准寻址层的资源地址信息
　　1、参数指定机制
　　参数指定机制是指将资源地址信息划分为若干参数，各参数的含义需要转换函数事先能够理解，这样通过给各参数赋值的方式实现资源地址信息的描述。
　　由于资源地址信息中的标准分级结构信息和扩展分级结构信息均需要对外声明其所对应的原始资源名称的类型以及编码格式。本文定义Standard_Code表示标准识别码，Thing_Code表示物品编码，Binary表示二进制编码格式，Decimal表示十进制编码格式，Hexadecimal表示十六进制编码格式。定义属性表示资源地址信息对应的原始资源名称的类型，属性表示原始资源名称的编码格式，此处本文使用不甚严格的ABNF（Augmented Backus-Naur Form，扩展的巴科斯范式）对它们赋值的语法描述表示如下：
　　=""""(1)
　　=""Standard_Code""""Thing_Code""(2)
　　=""""(3)
　　=""Binary""""Decimal""""Hexadecimal""(4)
　　属性与相应的赋值表明某参数对应某项属性具有的特性。属性为空时，表示资源地址信息不需要对任何原始资源名称做转换，其本身即为资源地址，可以作为其他资源寻址系统的输入或作为资源的物理地址；参数为Standard_Code时，表示该资源地址信息对应的原始资源名称的类型为标准识别码；属性为Thing_Code时，表示该资源地址信息对应的原始资源名称的类型为物品编码；属性为Binary、Decimal或Hexadecimal时，分别表示该资源地址信息对应的原始资源名称的编码类型为二进制编码、十进制编码或十六进制编码。
　　2、正则表达式机制
　　正则表达式描述机制是指通过正则表达式实现资源地址信息的描述，其可被所有支持正则表达式处理功能的转换函数理解和处理。
　　正则表达式描述了一种字符串匹配的模式，可以用来检查一个字符串是否含有某种子字符串，并可将匹配的子字符串进行替换，或者从某个字符串中取出符合某个条件的子字符串等操作。资源名称相当于字符串，因此正则表达式可以实现资源名称的分段、替换、排序等操作，从而可以实现对于扩展分级结构信息和标准分级结构信息的描述。然而对于资源地址信息所需对外声明其所对应的原始资源名称的类型，正则表达式不能提供较好的支持。因此对于原始资源名称的类型、编码格式以及资源地址信息的类型的声明描述依旧采用参数指定机制。
（1） 扩展分级结构信息
扩展分级结构信息可以直接采用正则表达式描述，假设扩展分级结构信息对
应的字符串为String_Extended，则前缀扩展正则表达式Prefix_Name_Regular_Expression以及后缀扩展正则表达式Postfix_Name_Regular_Expression可以分别表示为：
Pr efix_Name_Regular_Expression=!^.*$!String_Extended.

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