工业设计与物联网.docx
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2021-09-14
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工业设计与物联网的发展
工业设计技术是物联网的关键组成部分
物联网作为一种新的网络形式，相关理论研究和实践应用正在探索过程中。本文
介绍了物联网的概念，给出了基于智能物体层、数据传输层、信息关联层、应用
服务层的物联网四层体系架构，最后探讨了物联网在实现过程中所面临的问题和
挑战。
一、概念
物联网(Internet of Things）这个概念最早由麻省理工的 Auto—ID 中心在 1999
年提出，其基本想法是将 RFID 和其他传感器相互连接，形成 RFID 架构的分布
式网络。
欧洲委员会［1］提出“物联网是未来因特网的综合部分之一，可以被定义为一个
动态的全球网络基础。基于标准的和互操作的通信协议，无论物理的还是虚拟的
“物”均有身份、物理属性和虚拟特质，具备自配置能力且使用智能接口，可以无
缝地集成到信息网络中去。"
本文认为，物联网实质上是将真实世界映射到虚拟世界的过程：真实世界中的事
物，通过传感器采集一定的数据,在虚拟世界中形成与之对应的事物。“相关物体
可能在虚拟电子空间中被创造出来，源于物理物体空间，且与物理空间的物体有
关联。"[2］传感器采集到数据的详细程度，将影响到该事物在虚拟世界中的抽
象程度。在虚拟世界中，对该事物最简单也最重要的描述是物体提供了一个 ID
用于识别(如使用 RFID 标签），最详细的描述则是真实世界中该事物的所有属
性和状态均可在虚拟世界中被观察到。进一步的，在虚拟世界中对该物体做出控
制，则可通过物联网改变真实世界中该物体的状态。对于一个真实的事物，其所
需的各种应用与操作，只需在虚拟世界中对与之对应的虚拟事物进行应用和操作,
即达到目的。
这样将会对世界带来巨大的改变：实地实时监测和控制一个事物的成本是高昂的,
通过物联网，所有事物都将在虚拟世界中被找到，以较低的成本被监测和控制,
从而实现 4A(anytime, any place， anyone， anything）[3]连接。虚拟世界提
供了对所有事物的实时追踪的可能,所有的信息都不是孤立的,这将为各种海量运
算和分析提供了最基础和最重要的信息源。真实世界存在于某一时刻，而当物联
网发展到能将真实世界中的所有事物都映射到虚拟世界中时，无数个某一时刻的
世界汇集起来，在虚拟世界中将形成一个可以追溯的历史，如同过去以纸质保存
历史事件的发生，将来将以电子数据对所有事物进行全息描述的形式存储世界的
历史。
二、体系架构
目前， 物联网还没有一个广泛认同的体系结构，最具代表性的物联网架构是欧
美支持的 EPCglobal 和日本的 UID 物联网系统。EPC 系统由 EPC 编码体系、
射频识别系统和信息网络系统 3 部分组成。UID 技术体系架构由泛在识别码
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苦茶子12138
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