目前，世界公認(rèn)的物聯(lián)網(wǎng)層次機(jī)構(gòu)可以分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層以及應(yīng)用層。其中，感知層是基礎(chǔ)層，也是物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)信息的重要來源層。作為物聯(lián)網(wǎng)的核心層級(jí)，感知層始終圍繞“感知”二字，通過各種傳感器遍布各個(gè)物體，形成感知節(jié)點(diǎn)群，利用RFID系統(tǒng)獲取物體的狀態(tài)信息和外部環(huán)境信息，并通過傳感網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的初步處理和交互傳輸。

　　那么，具體來說，物聯(lián)網(wǎng)感知層是如何獲取數(shù)據(jù)的呢？

　　物聯(lián)網(wǎng)的感應(yīng)層可以覆蓋到與人們生活息息相關(guān)的各種物品上，比如商品貨物、機(jī)械設(shè)備、物流部件、倉儲(chǔ)物品等。通過物聯(lián)網(wǎng)感知層，一方面可以檢測(cè)到這些物品，并對(duì)這些物品的狀態(tài)和所處環(huán)境的信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控；另一方面又能將這些物品相互連接，形成一個(gè)可以交互數(shù)據(jù)信息的整體，實(shí)現(xiàn)對(duì)這些物品的自動(dòng)管理。

　　具體來說，人們要在物品上安裝或嵌入無線感知設(shè)備，這種設(shè)備相當(dāng)于一種監(jiān)控設(shè)備，但卻比監(jiān)控設(shè)備的功能更強(qiáng)。每一個(gè)物品上都張貼著一個(gè)獨(dú)一無二的標(biāo)簽，它是物體的身份證明，與物品形影相隨、永不分離，通過無線傳感網(wǎng)絡(luò)（WSN）及GPS等定位系統(tǒng)，就能確定這個(gè)物品的位置信息、實(shí)時(shí)狀態(tài)信息以及外部環(huán)境信息等。在這個(gè)監(jiān)測(cè)的過程中，需要用大量的傳感器節(jié)點(diǎn)、無線通信方式等形成一個(gè)傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，這個(gè)傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有多跳性、自組織性、全面性、自發(fā)性等多種優(yōu)良特性。當(dāng)無線傳感網(wǎng)絡(luò)在世界范圍內(nèi)建立完成后，人類將可能實(shí)現(xiàn)對(duì)世界萬物的完全掌控。感知層可以幫助人們自動(dòng)感知物體，自動(dòng)采集物體信息，自動(dòng)處理物體相關(guān)數(shù)據(jù)，讓眾多的數(shù)據(jù)量化、統(tǒng)一化、大數(shù)據(jù)化，既能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的融合處理，又能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效傳輸和應(yīng)用。

　　概括來說，物聯(lián)網(wǎng)感知層的架構(gòu)由射頻識(shí)別系統(tǒng)（RFID）和無線傳感網(wǎng)絡(luò)（WSN）共同構(gòu)成，射頻識(shí)別系統(tǒng)（RFID）的主要作用在于識(shí)別物體，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物體的標(biāo)識(shí)，從而便于對(duì)物體的有效管理。但是射頻識(shí)別系統(tǒng)（RFID）并不完美，利用該系統(tǒng)只能在有限的距離內(nèi)進(jìn)行物品信息讀寫，并且該系統(tǒng)的抗干擾能力較差，成本較高。而無線傳感網(wǎng)絡(luò)（WSN）的作用重點(diǎn)在于組織網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的高效、可靠傳輸，雖然它不具備節(jié)點(diǎn)識(shí)別功能，但是其結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，成本較低，所以更容易實(shí)施部署。而如果將射頻識(shí)別系統(tǒng)與無線傳感網(wǎng)絡(luò)結(jié)合使用，它們便可優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，協(xié)同合作，共同推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和應(yīng)用。

　　高效、可靠地獲取物品數(shù)據(jù)信息，需要以感知層為基礎(chǔ)，全面優(yōu)化RFID網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。感知層的大量數(shù)據(jù)主要來源于射頻識(shí)別系統(tǒng)（RFID），目前，射頻識(shí)別系統(tǒng)（RFID）在商品生產(chǎn)、商品運(yùn)輸、公共交通、公共基礎(chǔ)設(shè)施等領(lǐng)域的應(yīng)用比較廣泛。在商品運(yùn)輸方面，利用該技術(shù)可以完善生產(chǎn)鏈；在商品運(yùn)輸方面，人們利用該技術(shù)可以跟蹤和追查商品的去向；在公共交通方面，利用該技術(shù)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控來往車輛；在公共基礎(chǔ)設(shè)施方面，利用該技術(shù)可以確保公共施設(shè)安全，一旦損壞，就可以及時(shí)報(bào)警。

　　射頻識(shí)別系統(tǒng)（RFID）的建立成本一般比較高，因此，在建立該系統(tǒng)前就要有一個(gè)完美的規(guī)劃。首先，要明確建立該系統(tǒng)的基礎(chǔ)目標(biāo)，即建立RFID讀寫器網(wǎng)絡(luò)，而要建立這個(gè)網(wǎng)絡(luò)需要從兩個(gè)方面著手：一是網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，二是網(wǎng)絡(luò)的合成和實(shí)現(xiàn)。在此過程中，還需要考慮多種因素，比如網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍、抗干擾能力、電子標(biāo)簽的覆蓋密度、設(shè)計(jì)成本等。可以看出，要實(shí)現(xiàn)這些功能和目標(biāo)勢(shì)必會(huì)與網(wǎng)絡(luò)成本預(yù)算產(chǎn)生沖突，而要避免這種沖突，一方面要解決搜索空間的問題，另一方面要考慮非線性優(yōu)化的問題。通常來說，在設(shè)置射頻識(shí)別系統(tǒng)的無源標(biāo)簽時(shí)，要從以下幾個(gè)方面考慮：

　　（1）閱讀區(qū)域重疊

　　當(dāng)閱讀區(qū)域重疊時(shí)，對(duì)應(yīng)的標(biāo)簽才能被正常檢測(cè)，但在閱讀區(qū)域重疊的同時(shí)，標(biāo)簽檢測(cè)也可能會(huì)受到其他閱讀器的干擾，這樣一來，識(shí)別數(shù)據(jù)就會(huì)在閱讀區(qū)域產(chǎn)生激烈的碰撞。為了盡量避免這種碰撞，需要利用驗(yàn)收閾值對(duì)重疊區(qū)域進(jìn)行整體測(cè)量。這個(gè)測(cè)量的過程涉及到兩個(gè)概念，分別是CRatio和CArea。CRatio是覆蓋率，每個(gè)閱讀器所允許的重疊量都是有嚴(yán)格規(guī)定的，這種閱讀器允許的重疊量就是所謂的覆蓋率（CRatio）。另外，候選閱讀方式的總覆蓋面積可以用CArea表示。

　　（2）丟棄無用閱讀器

　　并不是所有的閱讀器在特定的重疊區(qū)域內(nèi)都是有必要的，一些無用的閱讀器雖然同樣滿足重疊區(qū)域的參數(shù)布局，但它們可能并不覆蓋任何標(biāo)簽，因此，為了減少系統(tǒng)負(fù)擔(dān)，在設(shè)計(jì)時(shí)要將這些無用閱讀器舍棄。在這個(gè)優(yōu)化過程中，盡量減少無用閱讀器是重要的研究課題。

　　（3）覆蓋標(biāo)簽的數(shù)量

　　部署射頻識(shí)別系統(tǒng)的主要目標(biāo)是檢測(cè)并獲取所有標(biāo)簽的物理地址，而破譯地址的前提是覆蓋標(biāo)簽，這就需要在實(shí)際的應(yīng)用中考慮以下三種情況：第一種情況是將一個(gè)均勻的概率分布與所探測(cè)的標(biāo)簽結(jié)果進(jìn)行相互關(guān)聯(lián)；第二種情況是將圓形區(qū)域中心在閱讀區(qū)域內(nèi)進(jìn)行定義，定義的依據(jù)是探測(cè)標(biāo)簽的變量概率，按照經(jīng)驗(yàn)，其探測(cè)概率為90%；第三章情況與第二種情況類似，只在經(jīng)驗(yàn)探測(cè)概率上有所差別，其經(jīng)驗(yàn)探測(cè)概率為10%。

　　（4）設(shè)置零冗余閱讀器

　　設(shè)置和部署區(qū)域外的閱讀器需要通過大量的方案進(jìn)行整體評(píng)估，而評(píng)估的關(guān)鍵點(diǎn)在于限制待覆蓋區(qū)域的閱讀器。這是因?yàn)椋榷ㄟ吔鐑?nèi)的閱讀器數(shù)量一旦超標(biāo)，就會(huì)產(chǎn)生冗余，而閱讀器冗余容易影響整體設(shè)計(jì)方案。當(dāng)多個(gè)閱讀器覆蓋一個(gè)相同的標(biāo)簽時(shí)，多出來的閱讀器就是冗余閱讀器，冗余閱讀器會(huì)產(chǎn)生無用的操作和不必要的費(fèi)用。而解決這一問題的首要步驟是通過技術(shù)手段測(cè)量出冗余的閱讀器，具體做法是通過相關(guān)實(shí)驗(yàn)，先觀察和分析每一個(gè)閱讀器探測(cè)到的所有標(biāo)簽集合，然后利用計(jì)數(shù)時(shí)間確定冗余閱讀器，最后實(shí)現(xiàn)閱讀器零冗余。

　　射頻識(shí)別網(wǎng)絡(luò)是物聯(lián)網(wǎng)海量數(shù)據(jù)的重要來源之一，而閱讀器是讀取數(shù)據(jù)信息的關(guān)鍵器件，如何有效地放置和部署閱讀器，將影響著物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的有效獲取。在閱讀器獲取物品信息的過程中，需要盡可能地考慮讓一個(gè)閱讀器讀取多個(gè)標(biāo)簽的信息，同時(shí)，還要避免這些信息在由閱讀器讀取的過程中產(chǎn)生不必要的沖突。根據(jù)以上四個(gè)方面的總結(jié)分析，合理優(yōu)化設(shè)計(jì)RFID網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，將在閱讀器獲取信息時(shí)極大地減少信息沖突，從而更高效、高質(zhì)地獲取物品數(shù)據(jù)。