交互式智能电子标签在物联网中的应用

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1、交互式智能电子标签在物联网中的应用自从“物联网”的概念提出以后，无论是一般老百姓还是相关专业人士，都予以了极大的关注，并展现出了空前的热情。普遍认为物联网给人们生活和社会经济所带来的冲击，将远超过互联网。我们认为，互联网是人与人之间通过计算机进行信息交流的一种工具，物联网则是人与物或处于被动状态的人之间通过计算机进行信息交流的一种工具，或者说物联网就是互联网从人到物的延伸。　　1 物联网的概念和相关技术　　如果说互联网是以PC与PC之间的网络连接为其特征的话，物联网则是以PC与低成本的微型计算机（即单片机）之间的无线连接为其特征的，而且这种无线连接的方式必须是低成

2、本，低功耗，双向和远距离的！　　物联网至少应该包括如下几方面内容：对物的信息（包括身份，位置信息和状态信息）感知，感知信息的采集和传输，信息处理和信息反馈。我们认为，这也是物联网最基本的概念。根据与“物”相关的这些信息传输和处理所涉及的范围大小，物联网可以是一个仅仅由近距离信息采集传输系统和具有一般处理能力的计算机构成的相对简单的局域网，也可以是一个包括互联网和“云”计算机在内的一个广域网。当我们通过公网，互联网等各种远距离信息传输手段，将成千上万个这样的“小物联网”连接在一起，并将它们所采集汇聚的海量信息，利用具有超强处理能力的“云”计算机进行处理，并根据我们的

3、各种应用需要通过网络进行信息反馈时，就形成了现有一般意义上的物联网。　　物联网中最关键的环节是公网以下具体的“物”与PC之间的无线信息采集和传输。这包括感知信息的传输和反馈指令信息的传输。显然，无论是超级计算机、移动通信网、传感器网络或是射频识别系统本身，都不能单一满足物联网信息传输和处理的需要，它们中的任何一个都不能代表物联网。物联网不应该是一个单一性质的网络，而是可以包括条码、无源射频标签、各种传感器、有源射频标签、手机、各种通信公网和以及超级计算机等在内的组合。　　从经济实用的角度出发，我们不可能在每一个销售的牙刷上，或仓库中运输托盘上的每一个物品上都安装一

4、个有源射频标签，而一个条码标签显然是最优和最现实的选择。由于条码识别距离很近，为了将条码所代表的牙刷或其它物品的信息，以一种低成本，简单快速的方式传入网络，我们可以在手持条码读写器中，包括每个仓库运输托盘上，安装一个有源射频标签，并在仓库中安装一个与移动公网或互联网连接的远距离（500 m以上）有源射频标签读写器，我们便可以轻而易举的，将手持条码读写器所读到的，关于牙刷和托盘上物品的相关信息，传给并储存到安装在托盘上的有源射频标签中，再通过有源射频标签，间接传给有源射频标签读写器，或由手持条码读写器中的有源射频标签，直接传给有源射频标签读写器。然后再通过读写器，将

5、这些信息传入公网或互联网。这样我们便可以利用一台联网的计算机，在任何地方掌握这只牙刷或托盘上物品的相关信息，包括它们的位置信息了。 这里我们涉及到近距离条码识别（也可以是诸如红外测温等其它传感器信息的采集）、有源射频标签远距离无线传输、计算机和公共信息传输网络以及互联网等。在这个简单的例子里，我们可以清楚看到整个信息的传输不仅仅是某一个单一的传输系统或网络，它是多种信息采集和传输手段的组合，应该算作是一个“泛在网”。　　从上到下梳理物联网的整个信息连接和传输过程，我们不难发现：信息处理我们已有各种超级计算机；远距离信息传输我们也已有各种公网、移动网以及互联网等；信

6、息感知我们有条码标签识别技术、无源射频标签的近距离识别技术，以及各种采集物品状态信息的常用传感器技术（温度，湿度，压力等）。但是如何将传感器、条码标签，以及无源射频标签等所采集到的有关物和人的这些基本信息，以简单和低成本的方式，传到几十米，甚至到1 km外的公共网络中，并及时将信息处理后的反馈指令返还到“物”则尚未解决，而且问题的关键还在于：这种传输方式必须是低成本和无线的，而且必须是低功耗的和可靠的。  　　由于有源射频标签本身具有结构简单、体积小、低成本、功耗低和可实现远距离传输的基本特性，它自然也就成为人们解决物联网信息传输这个关键问题的希望所在。然而由于现

7、有有源电子标签存在的各种局限，没法满足物联网应用的多种需求，而新一代的交互式智能电子标签I-RFID 也就应运而生了。　　2. 交互式智能电子标签I-RFID　　尽管结构上I-RFID与现有一般的有源电子标签并没有什么区别，然而在工作方法上，两者则完全不一样。 图1 I-RFID在物联网中的应用　　图中我们可以看到，物联网中关键的信息传输部分是PC与单片机之间的无线连接。而这一部分必须是由一个单芯片无线微功率收发机和一个单片机组成。这实际上就是一个有源电子标签的基本结构。I-RFID使用了一种超低功耗的方式，保持了计算机与连接“物”的单片机之间的快速双向通信连接；

8、同时，通过