一 引言

物联网（Internet of Things），继信息技术之后的又一新技术，是一种独一无二的网络技术。物联网早期称为传感网（Sensor Networks），是一个集成多种传感技术如射频识别技术（Radio Frequency Identification，RFID）、红外传感技术、微机电系统（Micro-electro-mechanical Systems，MEMS）、全球定位系统（Global Positioning System，GPS）以及互联网的巨大网络，其目的就是要通过这个巨大的网络把所有的物体联系起来，以便于识别与管理。

早在1999年美国举办的国际移动计算与网络大会上（International Conference on Mobile Computing and Networking），就提出“无线传感网络（Wireless Sensor Network，WSN）是21世纪人类将要面临的重要发展机遇”；2003年美国《技术评论》（Technology Review）杂志提出传感网络位居即将改变人们生活的十大技术之首^［2］；在2005年突尼斯举行的信息社会世界峰会上，国际电信联盟（International Telecommunication Union，ITU）在其发布的《ITU互联网报告2005：物联网》中正式提出了物联网的概念^［3］。ITU认为物联网时代将为人类信息通信带来一个新时代，即在物联网世界里，任何物体之间在任何时间、任何地点都可以交流与沟通。欧洲智能系统集成技术平台（The European Technology Platform on Smart Systems Integration，EPoSS）发布的《物联网2020》报告中预测物联网的发展将经历4个阶段：第一个阶段是2010年以前，RFID技术广泛应用于制药、物流以及零售领域；第二个阶段是2010～2015年，物体实现互联化；第三个阶段是2015～2020年，物体将实现半智能化；第四个阶段是2020年以后，实现全智能化^［4］。

物联网的核心技术是MEMS技术、RFID技术和WSN技术。本文将重点介绍这三种核心技术在物联网中的应用以及世界发达国家在这三个方面的发展现状。本文分为五部分。第二部分对物联网各个层次的技术进行概述，第三部分详细介绍MEMS、RFID和WSN技术及其在物联网中的应用，第四部分介绍世界发达国家在这三项核心技术上的发展现状，最后一部分是结束语。

二 物联网技术体系

物联网实际上是一个集多种技术于一体的系统，系统中数据传输的层次可分为如图1所示的四种，即感知层、数据收集处理层、数据传输层和应用层。本部分将对这四个层次中所涉及的各种技术进行概述。

（一）感知层

在感知层中，传感器首先从外界获取信息，然后对之进行识别处理。感知层的核心技术主要包括MEMS技术、RFID技术和WSN技术等，涉及多种交叉科学与工程技术。

传感器又称换能器，它通过把其他能量（如电机能、电磁能、光能、物理化学能和生物能等）转换成电子能来获取信息^［5］。识别的作用是利用被识别的对象与特征信息间的关联关系模型对输入的特征信息进行辨识、比较、分类和判断。因此，传感技术遵循信息论和系统论，它包含了多种高新技术，被众多的产业广泛采用^［6］。

图1 物联网各个层次框架图

（二）数据收集处理层

在物联网中，数据收集处理层利用各种技术收集数据并对其进行处理。这些技术主要包括WSN技术、无线保真技术（Wireless Fidelity，Wi-Fi）、通用分组无线服务（General Packet Radio Service，GPRS）等。

WSN技术利用空间上分散的一系列传感器单元对空间内的物理或环境状况进行协作监控，通过无线网络进行连接，从而将各自采集的数据传输汇总并且分析处理^［7，8］。WSN技术结合了传感器、计算、通信三项技术，具有低成本、低功耗、高密度、动态网络布局、大范围实时采集数据、环境适应性强等优点，贯穿物联网感知层和数据收集处理层。Wi-Fi技术可以在无线网络覆盖的有限范围内把一些通信工具如个人电脑和智能手机等连入网络，是一种基于接入点的无线网络结构^［9］。GPRS技术充分利用现有GSM网络，是全球移动通信系统（Global System for Mobile Communications，GSM）的一个延伸，是移动电话用户可用的一种移动数据业务^［10］。GPRS技术通常称为“2.5G”，因为其介于第2代和第3代移动通信技术之间。

（三）数据传输层

在物联网中，数据传输层的作用是通过各种通信技术把数据输送到应用层。数据传输方式分为低速、中速、广播和数字传输四种。低速传输是由原有电报传输线路改进而成，有公共转接线路和专用线路两种，传输速率不大于200比特/秒；中速传输是由电话传输线路改进而成，音频信道公共转接线路的传输速率为600～1200比特/秒，专用线路的传输速率为2400～9600比特