近年來，許多國家都提出了與物聯（lián）網相關的信息化戰（zhàn）略（luè），欲借（jiè）助物聯網推動經濟增長。在國內，蘊含高科技含量的新型感知技術（shù）也借此東風迅速發展。在江蘇昆（kūn）山周莊鎮，以感（gǎn）知器件為基（jī）礎的物聯網（wǎng）產業正因此快速發（fā）展壯大。圖為在昆山傳（chuán）感產業（yè）基地內，一技術人員正在生產傳感器上所使用（yòng）的（de）芯片。蘇民攝

　　這（zhè）個春天，物聯網火得有點出人（rén）意料，在3月5日召開的第十一屆全國人大（dà）三次會議上，它已經進入了溫家寶總理的政府工作報告。這個被（bèi）溫家寶總理稱為“感知中國”的新生事（shì）物，幾乎是一夜之間成為各大媒（méi）體炙手可熱的話題。

　　在（zài）這場以物聯網建設為主的信息技術革命浪潮中，計量科技將扮（bàn）演怎樣的重要角色？而物聯網又將給計量科技帶來（lái）怎樣的深刻（kè）影響？

　　計量（liàng）為物聯網提供基礎保障（zhàng）

　　“在物聯網（wǎng）的建設過程中，計量科技（jì）大有可為（wéi）！”中國計量科學研究院信息（xī）電子（zǐ）所副研究員何昭對此滿懷信心。

　　物聯網被稱為繼計算（suàn）機、互聯網之後，世界信息產業的第三次革（gé）命浪潮。物（wù）聯網把所有物品通過射頻識（shí）別（RFID）、紅外感應器、全球定位係統、激光掃描器等信息傳感設備與互聯網連（lián）接起（qǐ）來，進行信息交換和通訊，實現智能化識（shí）別、定位、跟蹤、監控和管理。

　　何昭介紹說（shuō），物聯網可分為三層（céng），即感知層、網絡（luò）層（céng）和應用層。感知層的關鍵技術就是RFID、各類傳感器等終端設備，網（wǎng）絡層的關鍵技術是無線通信鏈路及通信（xìn）網絡。這兩部分的關鍵技術正是物聯網能夠實現“物（wù）物相聯”的基礎。

　　首先，RFID電子標簽技術是重中之重（chóng），可以說，物（wù）聯網就是基於RFID技術建立起（qǐ）來的，這是目前最有（yǒu）發展前途的信（xìn）息（xī）技（jì）術之一。何昭介紹，RFID技術已經在某些領域有所運用，例如（rú）我國的第二代居民（mín）身份證、公（gōng）交“一卡通（tōng）”等，但要建（jiàn）立龐大的物聯網係統，RFID技術還麵臨很多（duō）難題，而標準的（de）不統一就直接（jiē）限（xiàn）製了RFID技術的發展和應用。“因此，急需由國家（jiā）建（jiàn）立一套完整的（de）測（cè）評標準（zhǔn）體係，對不同標準RFID產品的性能、可靠性與（yǔ）一致性進行研究，並形成完（wán）整的測試技術規（guī）範，為我國物聯網建（jiàn）設和相關標準製定提供技術保障。”

　　其次（cì），各（gè）種傳感器（qì）技術也是決定物聯網能否大範圍實用化（huà）的關鍵。由於涉及眾多（duō）學科領（lǐng）域，傳感器技術（shù）一（yī）直以來是分散在各學科領域各自發展的，雖然在數據采集和數據處理上有一些共性，但對於不同參量的傳感器（qì）技術還是存在非常（cháng）大的差異，對傳感器的測量、測試以及性能評價一直以來都是計量中的一個難點。“為了（le）保障物聯網的順利推廣（guǎng），在一些關（guān）鍵傳感器上的計量（liàng）技術必須首先得以突破，例如關（guān）係到國防安（ān）全、人身安全以及（jí）貿易結算的（de）傳感（gǎn）器。這類傳感器得以應用的前提是（shì）傳感參量的（de）量值準確性要得到精確計量，傳（chuán）感器的可靠性要得到準確評價。這都是需要計量發揮作用的領域。”何昭說。

　　再次，物聯網各種終端設備的電磁（cí）兼容性能測試也是計量科（kē）技必須（xū）完成的任務。要保障這些設備在各種環境下正常工作並不對（duì）周邊電子設（shè）備產生幹（gàn）擾，精準的電磁兼容性（xìng）能測試是關鍵。

　　最後，由於大部分物品的流動性，物聯網終端設備的信息通常是通過無線鏈路鏈接到核心網上。目前（qián），無線（xiàn）通信的製式和協議非常多，例如，藍牙、WLAN、3G、無線自組織網絡等。何昭說：“哪種製式和協議更適合物聯網，需要視具體的應用環境（jìng）而定。對這（zhè）些通信製式和協議進行一（yī）係列的測量和（hé）測試，並（bìng）結合實際（jì）情況給出定量的性能評價，特別是可靠性評價，這也是計量的根本任務。”

　　“總結一（yī）下，在物聯網建設中，計量的作用就（jiù）是（shì）建立一套（tào）完善的測量測試平台，對係統（tǒng）的各方麵參量做全（quán）麵測量（liàng），對所使用的協議進行全麵測試，並以此為基礎，對整個係統（tǒng）進行可靠性和可行性（xìng）的（de）評估，為物聯網的全麵部（bù）署（shǔ）提供計量保障。這也（yě）正（zhèng）是新（xīn）時代信息技術計量研究體係中非常重（chóng）要的一個（gè）分支。”何昭（zhāo）說。

　　建立（lì）我國獨立自主的RFID參數計量標準

　　雖然很多人對物聯網的認識僅僅還停（tíng）留在這一新興概念之上，雖然目前還沒有真正的物聯網（wǎng）誕生，但是，圍繞物聯網建（jiàn）設的各種前沿探索已經進行得如火如荼，一些研究（jiū）領域甚至已經取（qǔ）得了重要成（chéng）果。作為國家級的計量科學研究院，中國計量科學研究院也於（yú）2009年正式提出了（le）信息技術計量的研究構想，其中與物聯網相關的計量研究課題就是其中一個重點，並早在幾年前就陸續（xù）開始部分領域的預研（yán）。

　　“我們希（xī）望能夠抓住這次發展物聯網的機會，在（zài）信息技術計量領域取得大的進步。”何昭首先介紹了他們正在開展的RFID參數計量標準（zhǔn）及溯源體係研究（jiū）的（de）情況。

　　利用無所不在的網絡技術所建立起來的物聯網，其中非常重要的技術是射頻識別（RFID）電子標簽技術，用（yòng）於快速讀寫和長期跟（gēn）蹤（zōng）管理。“RFID技術還麵臨很多難題，而標準的不（bú）統一直接限製（zhì）了RFID技（jì）術的（de）發展和應用。市場上急需由國家建立一套完整的測評標準體係，對不同（tóng）標準RFID產品的性能、可（kě）靠性與一致性進行研究，並形成完整的測試技術規範，以滿足目前市場發展趨勢的需求。”何昭介紹，中國計（jì）量科（kē）學（xué）研究院已經（jīng）圍繞建立RFID參數計量標準及溯源體係開展了一（yī）些研究，目前正在準備申請項目以便進行更深入的探索。

　　要建立RFID參數（shù）計量標準及溯源體係，需要攻（gōng）克多個技術難點（diǎn），其中，最重要（yào）的就（jiù）是多標準（zhǔn）的協議測試。“由於目前RFID市場產品標（biāo）準不統一，互操作性差，我們需要建立一個RFID參數計量裝置，以滿足采用不同標準的RFID產品測試要求。”何昭（zhāo）認為，建立（lì）一套完善的RFID參數計量測試平台對整個RFID技術都將會是一個極大的促進和推動。“作（zuò）為國家（jiā）級計量科研機構，如果我們能夠（gòu）建立（lì）RFID測試平台，就可以提出RFID產品（pǐn）的係列測試方法，製定RFID產品測試標準與規範，從而滿足（zú）物聯網應用的需要。”

　　第二個技術難（nán）點是對實際應用環境的模擬。“RFID產品在（zài）實（shí）際應用中通常處於極為（wéi）複（fù）雜的環境中，例如物品雜亂地擠在一堆、倉庫中有其他電磁幹擾源、高溫或超低溫環境，所有這些因素都有可能影響RFID係統的正常工作，造成數據的丟失或數據的存儲（chǔ）錯誤，因此其測試和驗證的複雜性也將大幅（fú）度提升。特別是，對（duì）於物聯網而言，網絡的（de）可靠性和安全性是非常重要的一個（gè）指標。因此我們必須通過大量具有實際意義的仿真（zhēn）實驗與現場實驗相（xiàng）結合，對物聯網係統進行計量評估。”何昭說。

　　如果能夠攻克技術難點，建立起我國獨（dú）立自主的完善的RFID參數計量標準，那（nà）將（jiāng）具有重要的經濟和社會效益。何昭認為，通過計量（liàng）技術（shù）可以實現（xiàn）對RFID產品（pǐn）的質量監督，提高相關產品質量和應用水平，推（tuī）動我國RFID產品的市場化進程，增強國內產品的市場競（jìng）爭力。RFID產品質量的提高無疑又（yòu）可以為我國物聯網建設提供更為可靠的基礎保（bǎo）障。

　　創建“自組織網（wǎng）絡”測試平台

　　在物聯網的建設中，“自組織網絡（luò）”是一個值得重視的概念。

　　在《國家中長期科學和技術發展（zhǎn）規劃綱要（yào）》的“前沿技（jì）術”部（bù）分，自（zì）組織網絡被列為信息技術（shù）重點發展的三個技術方（fāng）向之（zhī）一。據（jù）介紹，自組織網絡與傳統通信（xìn）網（wǎng）絡最大的區別在於，自組織網絡中每個通信（xìn）終端不但可以（yǐ）完成傳統通信終端發出信息和接收信息的（de）功能，還（hái）能（néng）作為一個簡易的路（lù）由（yóu）器，完成轉發信息的（de）功能，這樣整個通信網絡就不再需要依賴固定的基礎設施，如固定（dìng）的通信基站，而僅通過所（suǒ）有用戶持有的通信終端就能以自（zì）組織的形式形成網狀網。這種網絡具有組網靈活（huó），網絡不易受到破壞，用戶數量不受限等優勢。“很明顯，自組織網（wǎng）絡的通信模式非常適合（hé）於物（wù）聯網的要求。”何昭認為。

　　一個（gè）通信係統，需要測量和評價的主要部分是終端設備、鏈路質量以及通信網絡協議。對於物聯網而言，終端（duān）設備主要就是RFID和各種傳感器技術，而（ér）鏈路質量的測量和通信網絡協議的測試也是決定（dìng）物聯網成敗與否的關鍵。

　　何昭（zhāo）介紹說，通信係統硬件設備的測試和計量大多（duō）可以歸結到傳統物理參（cān）量的測量（liàng）中，而對通信協議的（de）測試和計量（liàng）則完全不同於傳統計量，屬於信息技術計量中一個非常重要的（de）新（xīn）的研究內容。隨著通（tōng）信（xìn）技術的飛速發展，包括我國在內的很多國家的（de）計量研究機構，近年來已逐漸開（kāi）展對通信係統中物理層協議的計量，如對物理（lǐ）層中調製（zhì）參（cān）數、編碼格式等部分協議（yì）內容進行測（cè）試（shì）和計量。然而，對於更高層的通信協（xié）議，在除美國國家標準與技術研究院（NIST）之外的計量研究機構中卻很少涉及。中國計量科學研究院從2008年開（kāi）始多（duō）次邀請NIST相關（guān）領域專（zhuān）家進行技術交流，也派遣了幾名科研人員到NIST進行訪問學習。在充分調（diào）研之後，該院於2009年開始立項開展了無線鏈路質量測量和通信（xìn）協議測試這方麵的研究。目前，已對自組織網絡路由協（xié）議測試搭建了計算機仿真平台和實驗驗證係統，進一步研究工作正在開展。