了解泛在网络技术：普及与发展

泛在网络是信息通信网络演进的方向。泛在网络利用网络技术，实现人与人、人与物、物与物之间按需进行信息获取、传递、存储、认知、决策和使用等服务，网络将具有超强的环境、内容、文化、语言感知能力及智能性。泛在网络包含电信网、互联网以及融合各种业务的下一代网络，并涵盖各种有线无线宽带接入、传感器网络和射频标签技术（RFID）等。许多国家都从长远发展角度提出了泛在服务概念和相应的国家战略，本节结合信息社会战略阐述泛在网的内涵、关键技术和新型的服务^[9]。

泛在网络来源于拉丁语Ubiquitous，即广泛存在、无所不在的网络。也就是人置身于无所不在的网络之中，实现人在任何时间、地点，使用任何网络与任何人与物的信息交换，基于个人和社会的需求，利用现有网络技术和新的网络技术，为个人和社会提供泛在的、无所不含的信息服务和应用。泛在网络涉及的关键技术如下：

（1）上下文感知计算

在泛在网络环境中，人会连续不断地与不同的计算设备进行隐性交互，这时需要系统能感知在当时的情景中与交互任务有关的上下文，并据此做出决策和自动提供相应的服务。因此，上下文感知计算是实现泛在网络环境中新型人机交互的基础，已经成为泛在网络研究的一个热点。上下文感知计算是指系统能发现并有效利用上下文信息（如用户位置、时间、环境参数、邻近的设备和人员和用户活动等）进行计算的一种计算模式。上下文感知计算中涉及的主要问题如下：

1）对上下文概念的理解。上下文是环境本身以及环境中各实体所明示或隐含的、可用于描述其状态（含历史状态）的任何信息。其中，实体既可以是人、地点等物理实体，也可以是诸如软件、程序、网络连接等虚拟实体。上下文分为3类：计算上下文（如网络带宽等资源）；用户上下文（如用户位置等）；物理上下文（如光线程度、温度等）。

2）上下文获取。当前的上下文信息可从以下几种方式或来源获取：各种传感器，如温度、压力、光线、声音、图像等；已有的信息，如日期、日程表、天气预报等；用户直接设定等。低层的上下文通常是从传感器直接得到的，高层上下文的获取则根据低层上下文，并结合先验知识通过推理或融合得到。

3）上下文建模。对于各种上下文，由于它们的特性不同，所以就有各种不同的表达和模型。当前几乎所有的系统都采用自己的方法来建立上下文信息的模型。

4）上下文推理。系统中的所有上下文信息构成上下文知识库，从传感器获取的上下文信息大部分仅仅反映了用户物理、生理或者其他低层次的计算状态。所以，要得到需要的高层上下文信息，必须对上下文信息进行推理。当前上下文感知系统采用的推理技术主要有2种：基于规则的逻辑推理和基于机器学习的推理。

（2）自然人机交互

泛在网络使得网络空间、信息空间和人们生活的物理空间融合成一个整体，与此相应的人机接口也将随之扩展到人们生活工作的整个三维物理空间。这就迫切需要一种和谐、自然的人机交互方式，即能利用人的日常技能进行交互且具有意图感知能力，与传统的人机交互方式相比，它更强调交互方式的自然性、人机关系的和谐性、交互途径的隐含性以及感知通道的多样性。它的目标是使人与计算环境的交互变得和人与人之间的交互一样自然、一样方便。人类信息传递的主要渠道为文字、语言和图像。对应地，通过纸笔交互模式、语音以及视觉进行人与计算设备之间和谐交互正成为最有潜力的自然人机交互方式，这也是当前国际上的研究热点。笔式交互可帮助人们进行快速且自然的信息交流与沟通，而在日常生活中，更多的是听觉信息与视觉信息，它们同时可使人们获得更加强烈的存在感和真实感。

（3）传感器网络（Sensor Network）

传感器网络是由使用传感器的器件组成的、在空间上呈分布式的无线自治网络，它常用来感知环境参数，如温度、震动等。和互联网一样，传感器网络最早是从军队的应用环境演化而来的，目前也应用在很多民用领域。(www.xing528.com)

（4）近程通信和RFID

近程通信（Near Field Communication，NFC）是新兴的短距离连接技术，从很多无接触式的认证和互联技术演化而来，RFID是其中一个重要技术。当产品嵌入NFC技术时，将大大简化很多消费电子设备的使用过程，帮助客户快速连接，分享或传输数据，给客户带来很多简便性。近程通信技术工作在13.5MHz，以424KB/s交换数据，当2个NFC兼容的物品接近到40cm时就可以进行数据传输，可读可写。NFC技术与很多现有的技术兼容，如蓝牙技术和无线局域网技术。此外，近程通信也遵从ISO、ECMA和ETSI等国际标准。

（5）M2M（Machine to Machine）

M2M一般认为是机器到机器的无线数据传输，有时也包括人对机器和机器对人的数据传输。有多种技术支持M2M网络中的终端之间的传输协议。目前主要有IEEE 802.11a/b/gWLAN和Zigbee。二者都工作在2.4GHz的自主频段，在M2M的通信方面各有优势。采用WLAN方式的传输，容易得到较高的数据速率，也容易得到现有计算机网络的支持，但采用Zigbee协议的终端更容易在恶劣的环境下完成任务。M2M的连接数量在过去的几年内已经取得大规模的增长。M2M的应用主要有以下几类：

1）Telemetry（远程测量）。这是M2M最典型的应用，其中，利用M2M技术和网络对电力和煤气等公共能源进行管理，可取得好的节能效果。Telemetry终端设备可显示消费量信息、能源输出通知、故障明细，接收/控制端显示定价信息、远程配置。

2）Public Traffic Services（公共交通服务）。主要包括交通信息、电子收费（高速公路收费站）、道路使用管理、超速拍照、变更交通信号等。

3）Telematics/In-vehicle（远程信息处理/车内应用）。包括行驶导航、行驶安全、车辆状况诊断、定位服务、交通信息。

4）Security&Surveillance（安全监督）。包括远程登录、移动控制、监控摄像头、财产监视、环境与天气监控。

5）Home Applications（家庭应用）。包括电气设备控制、门锁管理系统、加热系统控制等。

6）Telemedicine（遥测、电话、电视等手段求诊的医学应用）。包括病人远程问诊、远程诊断、设备状况跟踪、职员安排。

7）Fleet Management（针对车队、舰船的快速管理）。包括货物跟踪、路线规划、调度管理。