物联网实施的主要障碍－－基础信息的低成本无线采集和传输
摘要 物联网的基本概念应该是对有关“物”的身份信息，位置信息和状态信息的“感知”，和传输，以及对这些信息的处理和反馈。而物联网技术能够得以推广应用的关键，在于如何低成本，低功耗地实现公网以下，具体“物”与PC之间相关信息的无线远距离双向传输。而I-RFID技术无疑为解决这个关键问题的解决提供了一种有效的手段。并为物联网技术的具体应用扫除了主要障碍。
前言
物联网被认为是一场新的远比互联网对整个社会经济的冲击大得多的信息化革命，对我们国家以及每个企业来讲也是一次十分宝贵的机会！人们都在谈物联网，不同的人站在不同的角度给出了不同的概念。大到“感知地球”，“感知中国”，“云计算”，具体一些的谈到传感器网络，谈到RFID。政府也一直在大力宣传物联网，包括建立各种各样的物联网产业基地，召开各种各样的物联网技术交流以推进物联网的实施。然而给人的感觉就是我们好像还在原地，并没有什么实质性的进展，物联网仍然是一个没有真正贴近我们生产和生活的一个概念。究竟原因在哪里呢？
我们认为，我们首先应该有一个具体且清析的物联网概念，其次，必须弄清楚物联网实施的主要障碍及其解决办法。我们希望能通过如下几个方面的分析来解答这些问题：
物联网的概念
究竟什么是物联网呢？我们可以这样来理解物联网：与互联网和局域网一样，首先它是一个信息交流和传输的网络；如果说互联网中信息传输交流的特征是具有“主动”工作能力的“人”与“人”之间的信息交流的话，物联网信息交流的特征则是具有主动工作能力的“人”，与不具有主动工作能力的“物”之间的信息交流（这当然不应该排除在“人”的控制安排下的“物”与“物”之间的信息交流）。这包括有关“物”的身份信息（RFID），位置信息(RTLS)，状态信息(传感器信息)以及对“物”的控制信息（指令信息）的传输。这样的信息交流显然与“人”与“人”之间的交流不同，它是一种主从关系。需要说明的是我们这里关于“人”和“物”的概念不同于我们常规的关于具有生命的“人”和不具有生命的“物”的概念。我们这里的“人”和“物”是以是否具有独立主动发起通信的能力来划分的。例如被跟踪定位的人在这里就是“物”，而在自动化控制管理中的PC，在这里则可以被理解为“人”。
物联网需要传输的信息
从“物”传到“人”的信息主要是关于物本身的信息，这些信息包括身份，位置，各种物理量的状态信息，例如压力，湿度，电流电压，动物的血压，体温，土地的养分等等。身份信息需要通过条码，RFID等进行鉴别，位置信息需要基于有源RFID基础上的各种定位技术，而状态信息则需要通过传感器去采集，也就是说去“感知”。对于不同的具体应用，我们需要不同的关于物的信息。在许多时候我们只需要知道关于物的身份信息，最多再加上位置信息就够了，例如物流管理，销售管理，车辆人员定位等。此时，我们可能仅仅需要使用条码或电子标签就够了。但对另外一些应用，仅仅是关于“物”的身份信息和位置信息就不够了，还需要知道关于物的状态信息，例如一个电气设备运行的电流，工作温度等，或者是一个病人的体温血压等（这里病人仍然是一个不具有主动交流信息能力的“物”。
而从“人”传到“物”的信息，则主要是对“物”进行控制管理的指令信息。因为我们采集关于“物”的信息的目的，是要根据这些信息对“物”进行更有效地管理，以更好的服务于我们的生产生活。例如我们需要根据感知的温室大棚中的温度湿度等信息，开关或调整相应的采暖和控制湿度的设备等。
虽然身份信息是物联网中最基本的信息，所有关于“物”的信息都离不开以条码或RFID为代表的身份信息，但它并不是物联网信息的全部。同样，以传感器信息为代表的状态信息尽管是关于“物”的非常重要的信息，但它也仅仅是物联网应用中的部分信息。因而，物联网既不能简单使用RFID系统来代表，更不能使用传感器网络来代替。
物联网的大小范围
物联网的信息交流范围可以是局部的，也可以是广域的，取决于实际应用的需要。因而，当关于“物”的信息主要用于局部范围内的生产或管理时，我们只需要使用一般的计算机来对这些信息进行处理和利用就可以了。而不需要涉及到广域范围内对海量信息处理所需要的“云计算”。例如在一个生产企业内部的自动化管理，一个小区范围内的智能化管理等。也就是说物联网首先应该是一个与我们生产生活休戚相关的信息采集，传输和管理的局域信息网络，其次才是一个将千千万万的这样的局域网及其采集的信息汇总在一起进行管理的广域物联网。

物联网信息传输的特征
一． 物联网信息传输必须是以无线方式为主的：物联网所涉及的各种各样的“物”大大小小，千千万万，小到一支笔，一盏电灯，一件家用电器，大到一个人，一辆汽车，一个集装箱等……。有的是移动的，有的基本就是静止的。不难想象，这样的信息传输在一般情况下必须是无线的。也就是说承担“人”与“物”之间信息交流的通信网络应该是一个无线网络。 我们不可能将千千万万大大小小的物使用通信线缆连接起来，不仅成本不容许，而且也没有这样的空间提供。
二． 必须是远距离的：就简单的身份识别而言，即使我们在每一个物件上都安装有一个关于身份信息的条码或无源电子标签，我们又如何将这每一件物品的身份信息传入到计算机中呢？更不用说条码和无源标签也无法写入和储存更多的关于“物”本身的信息。使用近距离的读写设备通过人工一件一件的读入计算机，不仅效率低，而且在许多情况下根本不可能。例如对快速移动中的车辆，人员和设备的识别管理等。而对于“物”的位置信息和状态信息的采集传输而言则更是如此。也就是说，物联网基本信息的采集和传输必须能够覆盖公网以下，“人”和“物“之间的整个连接范围。
三． 必须是低功耗的：我们必须保证安装在一个长期在外流动周转的集装箱上的电子标签的电池能够工作 5 – 10年而不需要更换；我们必须要保证测量汽车轮胎压力的电子标签电池的工作寿命大于轮胎的寿命； 我们也不可能要求生产管理人员，或小区物管随时去更换他们所管辖的各种各样设备上的电子标签中的电池。
四． 必须是低成本的：为满足广大市场需要而安装在每辆车，每个周转托盘，每件需要管理的设备，每个需要控制的开关，以及每个工作人员或小区住户随身携带的有源电子标签必须是低成本的。
五． 必须是能够按需工作的：我们不可能容许物联网中大大小小，千千万万的“物”身上的电子标签随时都在向外发射射频信号。（现有的有源电子标签为了省电的目的，一般都采用周期性单一向外发射自身 ID信号的方式来工作），这不仅会造成我们生活环境的电磁干扰，而且还会因为信号拥堵而没法进行有效的通信！
物联网具体实施存在的主要问题
物联网信息传输的目的是要将条码，电子标签和传感器采集到的关于“物”的身份信息，位置信息以及状态信息，通过局域网传给管理计算机，必要时再通过公用广域网传给远程管理计算机，来实现对物的智能化管理。
如果我们认真梳理一下整个物联网的各个环节，我们不难发现：直接感知“物”所需的低成本的条码，无源电子标签，以及各种简单的传感器现在都有了；处理相关“物”的信息所需的一般计算机也有了（在我们没能通过简单低成本的手段获取到海量“物”的信息以前，我们暂时还不需要“云计算”）；在公网层面上将信息低成本的传输到远处所需的各种广域通信网和互联网也都有了，而我们唯一缺少的是一个将 “物” 的信息传给局域网或广域网中管理计算机所需的低成本低功耗的无线局域网！显然，如何建立一个有效的低成本低功耗的无线局域网是物联网得以真正实施关键！

解决问题的主要方案
一, Zigbee方案：现有的方案是使用以Zigb