物联网简介及其与WebGIS技术的结合

摘要：物联网以互联网为基础发展起来，WebGIS是运行于Internet上的地理信息系统，二者有着自身的特性但又有着密不可分的联系。本文对物联网和WebGIS进行介绍并对二者的联系进行探究。

关键词：物联网，WebGIS，地理信息系统

Abstract：The internet of things is developed based on the internet, and the Web GIS is a kind of geographic information system running on the internet. Both have their own characteristics but are inextricably linked. This paper depicts the internet of thins and the Web GIS, and discuss the correlation between the two concepts.

关键词：The Internet of thins, Web GIS, GIS 前言

近几十年来，信息产业一直以较高的速度发展，计算机、互联网与移动通信网给人类社会带来了翻天覆地的变化，而随着物联网概念的提出，世界信息产业迎来了第三次发展浪潮。物联网可以看作是互联网的一种拓展，代表着信息技术的发展趋势，尤其在当今世界经济低迷的情况下，很多国家和地区对物联网高度关注，将其作为经济发展的一个新的增长点。物联网作为一种新兴的高新技术，其应用领域十分广泛并且逐渐应用到越来越多的领域。目前的主要应用领域如：交通运输和物流领域、医疗领域、只能环境领域（家庭、办公室、厂房等）以及个人和社会领域。随着技术的不断进步，物联网未来将有着更加不可思议的应用：机器人出租车、城市信息模型、增强型游戏等都是不久的将来即可实现的[1]。

技术的进步和理论研究的不断深入必将促进各项技术的融合应用。其中最有代表性的就是地理信息技术（GIS）与物联网的结合，在网络环境下更多的是物联网与WebGIS技术结合。物联网的一项重要功能就是收集物联网节点的各种信息以供进一步的使用，而空间点位信息的管理和分析是GIS最擅长的领域，可以说物联网系统便是整合了GIS技术的系统。 1. 物联网概述

1.1 物联网的产生及定义

物联网概念起源于比尔盖茨1995年的《未来之路》一书，只是当时受限于无线网络、硬件及传感设备的发展，并未引起重视。而“物联网”这一名词是在1999年由美国麻省理工学院(MIT)建立的自动识别中心(Auto-ID Labs)提出，并将其定义为把所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来，实现智能化识别和管理。

2005年国际电信联盟(ITU)在突尼斯举行的信息社会世界峰会(WSIS)上正式提出了“物联网”的概念，并发布了《ITU Internet reports 2005——the Internet of things》。该报告指出无所不在的物联网通信时代即将到来，同时描述了物联网的特征、相关技术，面临的挑战和未来的市场机遇。

物联网的应用领域极为广泛，涉及的技术太过宽泛，不同领域的研究者对物联网有着不尽相同的理解，对其定义的侧重也有所不同。因此，业界尚未给出一个标准的物联网的定义。目前多数人对物联网的理解为：物联网即The Internet of Things，是通过射频识别装置、红外线感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感装置，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络，是互联网的基

础之上延伸和扩展的一种网络。

本质上讲，物联网就是“物物相连的互联网”。物联网是在互联网的基础上建立起来的，并对物联网进行了极大地延伸和拓展，其用户端延伸和扩展到了任何物品之间，进行信息交换和通信。 1.2 物联网的技术架构和关键技术

根据物联网的运行过程，可以在技术架构的层面上将物联网分为三个层次：感知层、网络层和应用层。

感知层即是由各种传感器及传感器网关构成，如温度传感器、适度传感器、压力传感器、二维标签码、RFID标签以及摄像头等感知终端。感知层的作用是识别物体，采集信息，类似于人类神经系统的末梢。

网络层由各种有线和无线网络系统组成，具体包括计算机终端、各种网络设备等硬件设施以及网络管理系统、各种网络通信协议、云计算平台等软件系统。网络层的作用就是传递和处理感知层产生的数据。

应用层是物联网和用户(包括人、组织和其他系统)的接口，它与行业需求结合，实现物联网的智能应用。具体来讲，应用层实现信息和存储、数据的挖掘、应用的决策等，涉及海量信息的智能处理、分布式计算、中间件、信息发现等多种技术。

物联网实现了“物物互联”，从感知层的信息感知到网络层的信息传输和处理，再到应用层的行业应用，每个层次都涉及多种技术，可以说物联网是众多高新技术的综合应用。概括来讲，物联网的关键技术主要是识别，传感，通信技术以及中间件技术。

射频识别技术即RFID(Radio Frequency Identification)技术[2]，又称电子标

签、无线射频识别，是一种通信技术，可以通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。一般情况下，RFID由标签(Tag)、阅读器(Reader)、天线(Antenna)三部分组成。基本工作原理如下：标签进入磁场后，如果接收到阅读器发出的特殊射频信号，就能凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息(即Passive Tag，无源标签或被动标签)，或者主动发送某一频率的信号(即Active Tag，有源标签或主动标签)，阅读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。射频识别技术是物联网感知层采集信息的重要手段。

传感器网络是有一定数量的（可能会非常多）传感节点构成，它们在一个无线多跳方式的网络中进行通信。传感器网络的设计目标是能源效率（这是在传感器网络中最稀缺的资源）、可扩展性（节点数量可能会很高）、可靠性（网络可能用来报告紧急事件）和鲁棒性（传感器节点可能会因为多种原因而失效）。如今，大多数商业无线传感器网络解决方案都是基IEEE802.15.4标准的，它定义为在无线个人区域网络中物理层和Mac层的低功耗和低比特率通信。

中间件是设置在技术层和网络层之间的软件层或一系列的子层。它隐藏了不同层的技术细节，使得程序员的工作简单化，利用简单的接口实现复杂的功能。近年来提出的中间件架构往往遵循面向服务的方法（SOA）。SOA是一个组建模型，它将应用程序的不同功能单元（成为服务）通过这些服务之间定义好的接口和契约联系起来。接口是采用中立的方式进行定义的，它应该独立于实现服务的硬件平台、操作系统和编程语言。这使得构建在各种这样的系统中的服务可以一种统一的和通用的方式进行交互。中间价架构主要有如下几个层次组成：1、应用程序。应用程序是整个架构的最顶层，将系统的全部功能输出给最终用户。这