一、物聯(lián)網(wǎng)簡介
物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分,也是“信息化”時代的重要發(fā)展階段。 其英文名稱是:“Internet of Things (IoT)”。顧名思義,物聯(lián)網(wǎng)是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)。 其中包含兩層意思:①物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng),是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和 擴展的網(wǎng)絡(luò);②與互聯(lián)網(wǎng)相比,物聯(lián)網(wǎng)的客戶端擴展到了幾乎任何物品與物品之間,進(jìn) 行信息交換和通信,實現(xiàn)“物物相息”。物聯(lián)網(wǎng)通過智能感知、識別等通信感知技術(shù), 廣泛應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)的融合中,也因此被稱為繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的 “第三次浪潮”。物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用拓展,與其說物聯(lián)網(wǎng)是網(wǎng)絡(luò),不如說物聯(lián)網(wǎng)是 業(yè)務(wù)與應(yīng)用。
自2009年8月溫家寶總理提出“感知中國”以來,物聯(lián)網(wǎng)被正式列為我國五大新 興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一,并寫人“政府工作報告”中,可見物聯(lián)網(wǎng)在中國所受的關(guān)注度之 大。值得一提的是,盡管中國在商務(wù)智能、數(shù)據(jù)挖掘和云應(yīng)用等先進(jìn)技術(shù)方面大多落后 于發(fā)達(dá)國家,而對于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),中國卻是世界上少數(shù)擁有完整物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的國家 之二、物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)
感知與標(biāo)識技術(shù)
感知和標(biāo)識技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)技術(shù)之一,主要用于采集物理世界中發(fā)生的客觀事 件和數(shù)據(jù),實現(xiàn)外部世界信息的感知與識別,其中包括多種傳感技術(shù)、RFID ( Radio Frequency Identification Devices無線頻射識別)、二維碼識別技術(shù)等。
其中傳感技術(shù)利用傳感器和多跳自組織傳感器網(wǎng)絡(luò),協(xié)作感知、采集網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域 中被感知對象的信息。傳感器技術(shù)依附于敏感機理、敏感材料、工藝設(shè)備和計測技術(shù), 對基礎(chǔ)技術(shù)和綜合技術(shù)的要求很高。目前,傳感器在被檢測量類型和精度、穩(wěn)定性、可靠性、低成本、低功耗方面還沒有達(dá)到規(guī)模應(yīng)用水平,是我國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的技術(shù) 瓶頸之一。識別技術(shù)涵蓋物體識別、位置識別和地理識別,對物理世界的識別是實現(xiàn)全 面感知的基礎(chǔ)。物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識技術(shù)以二維碼、無線頻射識別標(biāo)技術(shù)為基礎(chǔ),其中對象標(biāo) 識體系是物聯(lián)網(wǎng)的一個重要技術(shù)點。從應(yīng)用需求的角度,識別技術(shù)首先要解決的是對象 的全局標(biāo)識問題,需要研究物聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化物體標(biāo)識體系,對現(xiàn)有各種傳感器與標(biāo)識方 法適當(dāng)兼容或融合合并,支持現(xiàn)有的與發(fā)展的識別方案。
網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)
網(wǎng)絡(luò)是物聯(lián)網(wǎng)信息傳遞和服務(wù)支撐的基礎(chǔ)設(shè)施,通過泛在的互聯(lián)功能,實現(xiàn)感知信 息高可靠性、高安全性傳送。
1.接入與組網(wǎng)
物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)涵蓋泛在接人和骨干傳輸?shù)榷鄠€層面的內(nèi)容。以互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議版本 6 (IPv6)為核心的下一代網(wǎng)絡(luò),為物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展創(chuàng)造了良好的基礎(chǔ)網(wǎng)條件。以傳感器 網(wǎng)絡(luò)為代表的末梢網(wǎng)絡(luò)在規(guī)?;瘧?yīng)用后,面臨與骨干網(wǎng)絡(luò)的接入問題,并且其網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 需要與骨干網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行充分協(xié)同,這些都將面臨新的挑戰(zhàn)。
2.通信與頻管
物聯(lián)網(wǎng)需要綜合各種有線及無線通信技術(shù),其中近距離無線通信技術(shù)將是物聯(lián)網(wǎng)的 研究重點。由于物聯(lián)網(wǎng)終端一般使用工業(yè)科學(xué)醫(yī)療(ISM)頻段進(jìn)行通信,頻段內(nèi)包括 大量的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備以及現(xiàn)有的無線保真(WiFi)、超寬帶(UWB)、ZigBee、藍(lán)牙等技術(shù)設(shè)備,頻譜空間將極其擁擠,在一定程度上制約了物聯(lián)網(wǎng)的實際大規(guī)模應(yīng)用。
計算與服務(wù)技術(shù)
在物聯(lián)網(wǎng)的計算與服務(wù)技術(shù)中,對海量感知信息的計算與處理是物聯(lián)網(wǎng)的核心支撐,服務(wù)和應(yīng)用則是物聯(lián)網(wǎng)的最終價值體現(xiàn)。
1.信息計算
海量感知信息計算與處理技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用大規(guī)模發(fā)展后所面臨的重大挑戰(zhàn)之一, 其需要研究海量感知信息的數(shù)據(jù)融合、高效存儲、語義集成、并行處理、知識發(fā)現(xiàn)和數(shù) 據(jù)挖掘等關(guān)鍵技術(shù),攻克物聯(lián)網(wǎng)“云計算”中的虛擬化、網(wǎng)格計算、服務(wù)化和智能化技術(shù)。目前物聯(lián)網(wǎng)的信息計算核心是采用云計算技術(shù)實現(xiàn)信息存儲資源和計算能力的分布式共享,為海量信息的高效利用提供支撐。
2.服務(wù)計算
物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展應(yīng)以應(yīng)用為導(dǎo)向,在"物聯(lián)網(wǎng)”的語境下,“服務(wù)”的內(nèi)涵將得到革命性擴展,不斷涌現(xiàn)的新型應(yīng)用將使物聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)模式與應(yīng)用開發(fā)受到巨大挑戰(zhàn)。近年來,隨著云計算的興起和逐漸普及,物聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)計算開始逐漸普遍采用云計算的方式,云計算與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)上的結(jié)合又形成了 “云物聯(lián)”的新興概念,成為物聯(lián)網(wǎng)服務(wù) 計算技術(shù)的發(fā)展趨勢。
2. 4. 2. 4管理與支撐技術(shù)
隨著物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴大、承載業(yè)務(wù)的多元化和服務(wù)質(zhì)量要求的提髙以及影響網(wǎng)絡(luò)正常運行因素的增多,管理與支撐技術(shù)是保證物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)“可運行、可管理、可控制”的關(guān)鍵,其包括測量分析、網(wǎng)絡(luò)管理和安全保障等方面。
1.測量分析
測量是解決網(wǎng)絡(luò)可知性問題的基本方法,可測性是網(wǎng)絡(luò)研究中的基本問題。隨著網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性的提高與新型業(yè)務(wù)的不斷涌現(xiàn),需研究高效的物聯(lián)網(wǎng)測量分析關(guān)鍵技術(shù),建立面向服務(wù)感知的物聯(lián)網(wǎng)測量機制與方法。
2.網(wǎng)絡(luò)管理
物聯(lián)網(wǎng)具有"自治、開放、多樣”的特性,這與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)運行管理的基本需求存在一定的矛盾,為保證網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)正常高效地運行,新的物聯(lián)網(wǎng)管理模型與關(guān)鍵技術(shù)亟待 被提出。
3.安全保障
安全是基于網(wǎng)絡(luò)的各種系統(tǒng)運行的重要基礎(chǔ)之一,而物聯(lián)網(wǎng)的開放性、包容性和匿名性也決定了不可避免地存在信息安全隱患。物聯(lián)網(wǎng)安全關(guān)鍵技術(shù)必須滿足機密性、真實性、完整性、抗抵賴性的四大要求,同時還需解決好物聯(lián)網(wǎng)中的用戶隱私保護(hù)與信任管理問題。