物聯(lián)網(wǎng)的概念與關(guān)鍵技術(shù)分析

摘 要：隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的不斷發(fā)展與完善，物聯(lián)網(wǎng)這一概念也在逐步的引入到現(xiàn)代生產(chǎn)、生活之中，同時也使現(xiàn)代社會經(jīng)濟(jì)步入物聯(lián)網(wǎng)時代。本文結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展背景，探討物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基本概念、技術(shù)特征與其關(guān)鍵技術(shù)，對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在我國的發(fā)展前景進(jìn)行簡要分析。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；概念；關(guān)鍵技術(shù)

中圖分類號：TN929.5；TP391.44

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是指通過射頻識別（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按照內(nèi)部的信息交換與傳輸協(xié)議，實現(xiàn)物與物、物與人、人與環(huán)境的信息網(wǎng)絡(luò)化連接，從而實現(xiàn)智能化的對象識別、定位、追蹤、管理、服務(wù)等綜合化的網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)。

1 物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)概念

物聯(lián)網(wǎng)是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)信息的重要產(chǎn)物，指的是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。物聯(lián)網(wǎng)是在現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、信息通信技術(shù)、管理技術(shù)、傳感技術(shù)、服務(wù)與管理技術(shù)上發(fā)展起來的，將應(yīng)用拓展到任何物體與物體之間的信息交換與通信。狹義上的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)指的是物品與物品之間的網(wǎng)絡(luò)連接，實現(xiàn)的功能為物品的智能化識別與管理；廣義上的物聯(lián)網(wǎng)可以延伸理解為信息空間與物理空間的相互融合，實現(xiàn)一切事物的數(shù)據(jù)化、網(wǎng)絡(luò)化，在物與物之間、物與人之間、人與現(xiàn)實環(huán)境之間構(gòu)建起新型的信息交換與傳輸體系，建立起一個真正意義上的“萬維網(wǎng)”，這是網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)在人類社會發(fā)展的最高境界。從物聯(lián)網(wǎng)通信的對象以及技術(shù)實現(xiàn)過程來分析，實現(xiàn)物與物之的信息交互、人與物之間的信息交互是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的核心內(nèi)容。由此，我們可以整體的將物聯(lián)網(wǎng)概括為三個方面的技術(shù)特征：全面感知、智能處理和可靠傳送。結(jié)合現(xiàn)代對象識別技術(shù)對物體信息進(jìn)行采集，如激光掃描技術(shù)、射頻識別技術(shù)（RFID）等；通過信息感知、分析、處理與捕獲技術(shù)是采集的物體信息接入網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫，利用網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、傳輸技術(shù)、共享技術(shù)等，實現(xiàn)隨時隨地的、高效的、可靠的信息交換、傳輸與共享；最后通過數(shù)據(jù)處理技術(shù)、智能管理技術(shù)與密碼保護(hù)技術(shù)實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的智能化管理與集中化控制。

2 物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)分析

2.1 感知與識別技術(shù)

感知與識別技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)組成部分，負(fù)責(zé)采集物理世界中一切“物”具體數(shù)據(jù)信息，實現(xiàn)對“物”的對象感知與識別功能，目前主要應(yīng)用的感知與識別技術(shù)有射頻識別技術(shù)（RFID）、傳感器技術(shù)、現(xiàn)代智能掃描技術(shù)和二維碼技術(shù)等。

2.1.1 傳感技術(shù)。傳感技術(shù)是利用傳感器和多跳自組織傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，來采集待處理對象的物體信息。傳感器技術(shù)依附于現(xiàn)代信息敏感處理材料、敏感數(shù)據(jù)采集設(shè)備和計算機(jī)數(shù)據(jù)處理技術(shù)，對基礎(chǔ)技術(shù)和綜合信息處理能力要求比較高。目前，傳感器技術(shù)在對“物”的數(shù)據(jù)采集精度、穩(wěn)定度和可靠性方面仍存在著欠缺，我國的傳感器技術(shù)仍缺乏自主創(chuàng)新，是我國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展瓶頸之一。

2.1.2 識別技術(shù)。識別技術(shù)主要包括物體識別技術(shù)、地理位置識別技術(shù)。對物體信息進(jìn)行識別是實現(xiàn)物與物互聯(lián)的基本條件和前提。物聯(lián)網(wǎng)識別技術(shù)是以射頻標(biāo)識技術(shù)、二維碼技術(shù)為基礎(chǔ)的。從應(yīng)用需求的角度來分析，物聯(lián)網(wǎng)識別技術(shù)首先要解決的是對“物”的全網(wǎng)內(nèi)標(biāo)識問題，需要建議一套系統(tǒng)且可靠的物聯(lián)網(wǎng)物體標(biāo)識體系，以實現(xiàn)物與物之間的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確傳輸與交換。

2.2 網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)的傳感器通信技術(shù)是實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹匾绞?。而如何對先用的網(wǎng)絡(luò)體制進(jìn)行重組和改建，適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)開展要求，如實現(xiàn)低數(shù)據(jù)率、低移動性等要求是現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。傳感器的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)可以大體的分類兩類：廣域網(wǎng)通信體系和近距離信息傳輸體系。在近距離傳輸技術(shù)方面，以IEEE 802.15.4為代表的近距離傳輸協(xié)議是目前最廣泛應(yīng)用的技術(shù)規(guī)范，其免許可證的2.4GHZ頻段在全世界范圍內(nèi)可以實現(xiàn)通用，為物聯(lián)網(wǎng)的信息傳輸與交換的實現(xiàn)提供協(xié)議支持。就廣域網(wǎng)通信技術(shù)而言，以現(xiàn)代TCP/IP傳輸協(xié)議，3G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，衛(wèi)星通信技術(shù)為物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程信息傳輸?shù)膶崿F(xiàn)提供技術(shù)支撐，其中以IPV6信息傳輸協(xié)議為核心的下一代通信網(wǎng)絡(luò)將成為物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程傳輸?shù)闹饕芯空n題。

2.3 計算與服務(wù)技術(shù)

對海量數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、處理、傳輸是物聯(lián)網(wǎng)要實現(xiàn)的核心功能。而數(shù)據(jù)信息的服務(wù)與實際應(yīng)用是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)要實現(xiàn)的根本目的。

2.3.1 信息計算。對海量數(shù)據(jù)信息的感知計算與大數(shù)據(jù)的集成化處理技術(shù)將是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用普及化應(yīng)用所面對的重要挑戰(zhàn)之一。對海量感知信息的大數(shù)據(jù)整合、云存儲、多設(shè)備共享、高速率下載、有用數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)與數(shù)據(jù)挖掘等關(guān)鍵技術(shù)的攻克，采用現(xiàn)階段興起的云計算大數(shù)據(jù)處理與共享技術(shù)為物聯(lián)網(wǎng)海量信息傳輸提供技術(shù)支撐。

2.3.2 服務(wù)計算。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展方向應(yīng)該以實際應(yīng)用為最終目的。隨著時代的不斷發(fā)展，涌現(xiàn)出許多新型的應(yīng)用模式，這對物聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)模式和應(yīng)用開發(fā)帶來了巨大的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的技術(shù)路線已經(jīng)束縛了物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，在新時代的環(huán)境下，服務(wù)的內(nèi)涵將得到革命性擴(kuò)展。為了適應(yīng)環(huán)境和服務(wù)模式的變化，物聯(lián)網(wǎng)對行業(yè)普遍存在和要求的核心技術(shù)進(jìn)行提煉總結(jié)，面對不同的需求，研究針對不同應(yīng)用需求的規(guī)范化、通用化服務(wù)體系結(jié)構(gòu)以及應(yīng)用支撐環(huán)境等

2.4 安全管理技術(shù)

由于物聯(lián)網(wǎng)終端感知網(wǎng)絡(luò)的私有特性，網(wǎng)絡(luò)信息的安全就成為一個必須攻克的難題。物聯(lián)網(wǎng)中的傳感節(jié)點(diǎn)部署的環(huán)境通常不會有人看守或者一些不可控制的環(huán)境，在這種環(huán)境下傳感節(jié)點(diǎn)比較容易被攻擊者獲取，盜取節(jié)點(diǎn)中存儲的信息，進(jìn)而侵入到網(wǎng)絡(luò)。除了這方面的威脅，物聯(lián)網(wǎng)終端感知網(wǎng)絡(luò)還受到一般無線網(wǎng)絡(luò)所面臨的信息的泄漏、篡改、重放攻擊等多種威脅。從安全技術(shù)角度來看，需要加強(qiáng)的相關(guān)技術(shù)包括：（1）認(rèn)證技術(shù)——對使用者的身份進(jìn)行確認(rèn)；（2）密鑰建立及分發(fā)機(jī)制——確保信息傳輸?shù)陌踩?；?）數(shù)據(jù)加密等數(shù)據(jù)安全技術(shù)——以保證數(shù)據(jù)自身的安全性等。因此在物聯(lián)網(wǎng)安全領(lǐng)域，上面提到的幾項安全技術(shù)就成為加強(qiáng)安全管技術(shù)的關(guān)鍵組成部分。

3 結(jié)束語

物聯(lián)網(wǎng)是在現(xiàn)代網(wǎng)路基礎(chǔ)上而發(fā)展起來的新型技術(shù)體系，在未來的社會生活活動中具有極大的可應(yīng)用潛力。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展必將推動人類文明朝著更智能化、網(wǎng)絡(luò)化、現(xiàn)代化的方向發(fā)展。我國的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)仍處于初級發(fā)展階段，各技術(shù)層面仍缺乏自主創(chuàng)新技術(shù)，要建設(shè)我國的物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略規(guī)劃體系，需要國家各行業(yè)的共同努力，以推動我國的信息化社會建設(shè)。

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作者單位：云南農(nóng)業(yè)大學(xué)，昆明 650201