由“物联网”造就的“星”——北斗卫星导航系统—浅谈北斗导航与物联网的内在关系

由“物联网”造就的“星”——北斗卫星导航系统—浅谈北斗导航与物联网的内在关系

杨奉豪 肖丽

浙江水利水电学院 浙江杭州 310018

摘要：物联网工程是近些年来最炙手可热的我国新型战略信息产业之一，其核心思 想--IOT(Internet Of Things)被广泛认可并运用在各行各业中。本文在阐述物联网 组成及其主要特征上，进一步探讨物联网与北斗卫星导航系统之间的联系。

关键字：物联网，北斗系统，应用分析

0 引言

近些年来，随着物联网产业蓬勃发展，一系列科研成果如雨后春笋般。其中北斗卫星导航系统(下面简称“北斗系统”)更是代表之一。北斗系统在物联网的技术支持下日益成熟，而北斗系统可以定位为物联网的组成部分，作为信息感知和传输手段，在物联网感知层和网络层发挥重要作用。

1 北斗卫星导航系统

中国北斗卫星导航系统（英文名称：BeiDou Navigation Satellite System，简称BDS）是中国自行研制的全球卫星导航系统，也是继GPS、GLONASS之后的第三个成熟的卫星导航系统，是旨在为全球用户提供全天候、全天时、高精度的国家重点空间基础设施。

北斗系统发展于军用，成熟于民用。北斗系统采取“三步走”发展战略，稳扎稳打，一步步由中国走向亚太最后面向全球。1994年-2021年，近三十年风雨，近三十年春秋，北斗系统相关产品已经广泛应用于交通运输、农业渔业、水文监测、信息安全、减灾救灾、手机定位、应急搜救等领域，可以说，北斗系统已经逐步渗透到社会生产和人类生活的方方面面，为全球行业发展和人类生活品质带来极大的提高。

2 物联网的基本技术构架

2.1 物联网介绍

物联网理念最早出现在比尔盖茨1995年《未来之路》一书中。在书中，比尔盖茨首次提出了物物互联，只不过受硬件、无线网及传感器等诸多影响并未受到重视。1999年，MIT的Auto-ID中心首先提出了物联网的概念。他们利用物品数字编码原理，在无线射频识别技术和互联网的基础上，将物品和互联网连接，进行数字通讯和信息交换，从而实现对物品的识别、定位及追踪。

从网络角度观察，物联网具有以下几个特点：

1)联网终端模块化。在物联网的作用下物品的一个重要特征就是“物品联网”，这就意味着每一个物品都可以实现与互联网的信息交流，成为网络终端。

2)感知识别普遍化。感知识别层是物联网的核心基础。作为物联网的最末梢，感知识别是将物理世界和信息世界连接的重要纽带。

3)异构设备互联化。各种异构设备利用无线通讯模块和标准通讯协议，可以构建成自组织网络，实现网际间信息共享及融合。

4)管理处理智能化。物联网将大规模的数据收集起来，进行高效地、可靠地组织起 来，为综合应用提供可靠、智能的服务平台。

目前，物联网被广泛应用于交通运输、环境监测、物流管理、农渔业发展等诸多领域。我相信，在不远的将来，物联网产业与人类生活和发展将更加的密不可分。

2.2 物联网的体系架构

目前，物联网体系架构还没有公认的、统一的体系架构。世界上较为公认的体系架构分为三个层次：感知层、网络层、应用层。

(1)感知层。感知层是实现物联网全面感知的基础。以RFID、传感器、二维码等等为主。RFID是能够让物体“开口说话”的技术：利用传感器收集RFID标签中存储的设备信息，通过RDID技术在一定范围实现发射和识别。生成信息和收集手段的多元化是物联网区别其他网络的重要特征。

(2)网络层。网络层的主要作用就是通过可提供随时随地的无线网络将感知层数据接入互联网，供应用层使用。通讯网络是实现“物物互联”的重要基础设施。其中互联网以及下一代互联网是物联网的核心网络，而处于边缘的各种无线网络则为用户提供网络访问服务。形形色色的无线网络可以满足用户的不同环境，合力为客户提供合理、便捷的网络接入。

(3)应用层。应用层的核心功能围绕在两个方面：一是“数据”，应用层将大规模的数据高效、可靠地组织、存储起来。存储只是第一步，如何将如此大规模的数据有效、快捷地利用和查询则是第二个方面：“应用”。只处理不利用是远远不够的，必须将数据与各行业进行有机的结合，使其智能化。

3 北斗与物联网

3.1 北斗系统与物联网的关系

物联网有两层含义：其一就是将“物”与“网”相连。其二就是将“物”的信息实时的发布到互联网上，对物品进行实时地信息识别，定位、追踪及监控，从而实现更可靠、更高效、更智能的服务。

从物联网的含义和技术架构不难看出，如何将物品信息实时地、高效地、准确地转递到互联网上是重中之重。北斗系统则很好地解决了这一难题。北斗系统除具备常有的定位、授时功能外，其特有的短报文通信功能又为信息传递提供了强力的保障。

目前，北斗系统已完成全球组网，可以更牢靠地为物联网提供实时的定位、追踪和监控，可以说北斗系统为全球物联化提供了强有力的保障。而物联网技术又是北斗系统极为重要的环节之一，物联网技术通过无线通讯技术将海量的数据上传至北斗系统，这就需要更好的信息技术支持。

3.2 北斗系统在物联网中的应用

不难发现北斗系统和物联网的应用领域有许多相似之处，所以在现实中二者结合十分紧密，其中热点有以下几个：

(1)智慧交通。智慧交通是在智能交通的基础上，进一步结合物联网、大数据、云计算、北斗系统、人工智能等尖端技术。车辆、道路、路灯等安装采集测速、超重传感器，同时车辆安装北斗系统定位芯片来接受北斗卫星的定位、追踪和监测。传感器将采集的车辆信息上传至车辆监测中心，监测中心结合定位和车辆信息通过技术手段可判断车辆位置、是否违章等。不仅如此，智慧交通还可以通过互联网已有的交通信息合理地规划和调度行车路线，并可以利用北斗系统的短报文通讯功能来与车辆交流，进行动态调度，做到“高效、安全、环保、舒适、文明”的智慧交通与运输体系。

(2)导弹导航。卫星导航系统一经推出，导弹的制导便不仅仅局限于惯性制导、地形匹配、红外等方式，而是发生了翻天覆地般的变化。出现了利用卫星系统制导的精准制导导弹。北斗系统自从第三阶段全球组网成功以来，我国的导弹制导在精准层面又步入一个全新的台阶。精准打击范围从亚太地区到全国世界范围。不仅如此，如果将导弹连入物联网，配合北斗系统的精准定位，导弹的制导误差和不确定性便可大大缩小，一旦有突发情况，便可随时修改，随时调整。

(3)现代物流。作为物联网的一个重要应用，物流行业随着近些年的电商行业不断发展壮大。近些年来各大电商主导的购物节之后的海量商品不仅数量越来愈多，种类更是层出不穷，这对老式物流管理造成了极大的冲击，也增加了顾客对产品安全的担忧，所以新型的物流管理模式迫在眉睫。因此物联网技术便被广泛应用：无限识别技术(RFID、二维码)、定位追查等。北斗系统则可以实现对商品实时信息的获取、源头的追踪。

4 结 论

本文介绍了物联网的基本概念，分析了北斗导航系统在物联网中应用的可行性； 然后从物联网的体系架构出发，分析了物联网与北斗系统的内在联系；最后，本文就智慧交通，导弹导航，现代物流等方面，对北斗导航系统在物联网中的应用模式进行了分析。通过本文的分析可以看出，北斗系统可以作为物联网的感知层和支撑网络，是未来我国物联网发展不 可获缺的组成部分。随着北斗导航系统的逐渐投入使用，应该对北斗导航系统在物联网中应用的模式、与其他网络和硬件设施的兼容以及相应的法规标准等展开深入研究。

参考文献

1. 《物联网导论》第三版.刘云浩编著

2. 《北斗卫星导航系统》百度百科

3. 《北斗卫星导航系统在物联网中的应用分析》.罗晓勇 电子期刊 2017.第10期

4. 《北斗卫星及大数据在物联网的应用》.王筱雪 姚春