物聯(lián)網(wǎng)的定義

　　物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things）指的是將各種信息傳感設(shè)備，如射頻識別（RFID）裝置、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等種種裝置與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來而形成的一個巨大網(wǎng)絡(luò)。其目的是讓所有的物品都與網(wǎng)絡(luò)連接在一起，方便識別和管理。除此之外，也可以將無處不在的末端設(shè)備和設(shè)施，包括具備“內(nèi)在智能”的傳感器、移動終端、工業(yè)系統(tǒng)、樓控系統(tǒng)、家庭智能設(shè)施、視頻監(jiān)控系統(tǒng)等和“外在使能”的，如攜帶無線終端的個人與車輛等“智能化物件或動物”或“智能塵埃”，通過各種無線或者有線的長距離以及短距離通訊網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)互聯(lián)互通應(yīng)用大集成、以及基于云計算的SaaS營運等模式，提供安全可控乃至個性化的實時在線監(jiān)測、定位追溯、報警聯(lián)動、調(diào)度指揮、預(yù)案管理、遠程控制、安全防范、遠程維保、在線升級、決策支持等管理和服務(wù)功能，實現(xiàn)對萬物的“高效、節(jié)能、安全、環(huán)?！钡摹肮?、控、營”一體化。

　　物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展歷史

　　根據(jù)網(wǎng)絡(luò)公開資料記錄，物聯(lián)網(wǎng)概念最早誕生于1999年誕生，于2005 年左右正式普及開來，到2009年隨著“感知中國”的提出開始在國內(nèi)逐漸發(fā)展壯大。

　　圖 ：物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程 數(shù)據(jù)來源 ：網(wǎng)絡(luò)公開資料

　　1999年，MITAuto-ID中心Ashton教授提出物聯(lián)網(wǎng)概念，把所有物品通過射頻識別等信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，實現(xiàn)智能化識別和管理。

　　2005年11月，在突尼斯舉行的信息社會世界峰會上，國際電信聯(lián)盟（ITU）發(fā)布了《ITU互聯(lián)網(wǎng)報告2005物聯(lián)網(wǎng)》的報告，此時物聯(lián)網(wǎng)的定義和范圍發(fā)生了變化，覆蓋范圍有了較大的拓展，不再只是指基于RFID技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)。此時，物聯(lián)網(wǎng)也得到了科普，物聯(lián)網(wǎng)通信時代即將來臨，射頻識別技術(shù)、傳感器技術(shù)、納米技術(shù)、智能嵌入技術(shù)將到更加廣泛的應(yīng)用。

　　2009年6月，歐盟委員會提出針對物聯(lián)網(wǎng)行動方案，方案明確表示在技術(shù)層面將給予大量資金支持，在政府管理層面將提出與現(xiàn)有法規(guī)相適應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管方案。而后在8月，溫家寶總理在無錫考察傳感網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展時，提出“感知中國”之后，物聯(lián)網(wǎng)被正式列為國家五大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一，此時物聯(lián)網(wǎng)在中國受到全社會極大的關(guān)注。至此，物聯(lián)網(wǎng)開始大力發(fā)展起來。

　　目前，物聯(lián)網(wǎng)的覆蓋范圍與時俱跡，已經(jīng)超越了1999年Ashton教授和 2005年ITU報告所指的范圍，物聯(lián)網(wǎng)已被貼上“中國式”標(biāo)簽。經(jīng)國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會批準(zhǔn)，全國信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會組建了傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)工作組，標(biāo)準(zhǔn)工作組現(xiàn)聚集了中國科學(xué)院、中國移動通信集團公司等國內(nèi)傳感網(wǎng)主要的技術(shù)研究和應(yīng)用單位。

　　物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)分析

　　體系架構(gòu)

　　物聯(lián)網(wǎng)典型體系架構(gòu)分為三大層級，自上往下依次是感知層、網(wǎng)絡(luò)（傳輸）層和應(yīng)用層。

　　圖 ：物聯(lián)網(wǎng)三大基本架構(gòu)

　　感知層

　　感知層可以實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)全面感知的核心能力，是物聯(lián)網(wǎng)中關(guān)鍵技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)業(yè)化方面亟需突破的部分，關(guān)鍵在于具備更精確、更全面的感知能力，并解決低功耗、小型化和低成本問題。

　　網(wǎng)絡(luò)（傳輸）層網(wǎng)絡(luò)層

　　主要以廣泛覆蓋的移動通信網(wǎng)絡(luò)作為基礎(chǔ)設(shè)施，是物聯(lián)網(wǎng)中標(biāo)準(zhǔn)化程度最高、產(chǎn)業(yè)化能力最頸、最成熟的部分，關(guān)鍵在于為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用特征進行優(yōu)化改池，形成系統(tǒng)感知的網(wǎng)絡(luò)。

　　應(yīng)用層

　　應(yīng)用層提供豐富的應(yīng)用，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與行業(yè)信息化需求相結(jié)合，實現(xiàn)廣泛智能化的應(yīng)用解決方案，關(guān)鍵在于行業(yè)融合、信息資源的開發(fā)利用、低成本高質(zhì)量的解決方案、信息安全的保障及有效商業(yè)模式的開發(fā)。

　　關(guān)鍵技術(shù)

　　當(dāng)前的物聯(lián)網(wǎng)主要關(guān)鍵性技術(shù)包括：感知事物的傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、聯(lián)系事物的組網(wǎng)和互聯(lián)技術(shù)、判別事物位置的全球定位系統(tǒng)、思考事物的智能技術(shù)、認識事物的射頻識別技術(shù)RFID以及提高事物性能的新材料技術(shù)。

　　圖 ：IoT 關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用

　　傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

　　目前的傳感器可以將接收到的重要信息隨時隨地的傳遞給其它裝置。伴隨著科技的快速發(fā)展，傳感器將實現(xiàn)智能化、微型化、信息化及網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展模式。傳感器的主要功能是實現(xiàn)感受外部的有用信息的動態(tài)變化，可探測、識別相應(yīng)的信號，感知物質(zhì)的組成分。

　　組網(wǎng)和互聯(lián)技術(shù)

　　傳感器組網(wǎng)和互聯(lián)技術(shù)是實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)功能的重要技術(shù)環(huán)節(jié)，研究方向包含架構(gòu)新型分布式無線傳感網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)、基于分布式動態(tài)分組技術(shù)、 可靠性高的物聯(lián)網(wǎng)單元冗余技術(shù)、無縫鏈接斷開和網(wǎng)絡(luò)自平衡技術(shù)。全球定位系統(tǒng)

　　全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)主要是通過連接衛(wèi)星及地面基站設(shè)備，利用導(dǎo)航技術(shù)可進行精確地測時及測距來尋找到物體的具體地理位置。全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)主要是由空間部分、地面控制部分和用戶設(shè)備等技術(shù)設(shè)備部分組成。

　　智能技術(shù)

　　智能技術(shù)主要的研究內(nèi)容有人工智能化理念、高級的人機交互理念技術(shù)與系統(tǒng)、智能化控制技術(shù)與系統(tǒng)及智能信號的有效處理。當(dāng)在物體中植入相關(guān)智能化的體系時，是可以完成一些自己預(yù)想的功能，進行一系列的主動或者被動的與人聯(lián)系交流。

　　射頻識別技術(shù)RFID

　　RFID可以識別高速運動的物體，在同一時間多個標(biāo)簽可以被辨別，操作迅速便于運行。RFID技術(shù)的應(yīng)用是可以不需要人為的干預(yù)就能實現(xiàn)在某種嚴重的環(huán)境中分析相關(guān)數(shù)據(jù)信息來進行識別操作。

　　新材料技術(shù)

　　物聯(lián)網(wǎng)新材料技術(shù)的主要研究內(nèi)容有小型化的納米技術(shù)、高可靠性的抗氧化技術(shù)和功耗低的集成電路技術(shù)。具有的特點是比傳統(tǒng)材料的性能更完善，更耐用。例如納米技術(shù)是研究尺寸在0.1~100nm的物質(zhì)組成體系的運動規(guī)律和相互作用，以及可能實際應(yīng)用中的技術(shù)。目前，納米技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在RFID設(shè)備，感應(yīng)器設(shè)備的微小化設(shè)計，加工材料和微納米加工技術(shù)上。

　　物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的主要問題及解決方案

　　信息安全

　　物聯(lián)網(wǎng)的信息安全是一個被廣泛關(guān)注的話題。由于物聯(lián)網(wǎng)連接和處理的對象主要是機器或物以及相關(guān)的數(shù)據(jù)，其“所有權(quán)”特性導(dǎo)致物聯(lián)網(wǎng)信息安全要求比較高，對“隱私權(quán)”（Privacy）保護的要求也更高，此外還有可信度（Trust）問題，包括“防偽”和DoS（Denial of Services）也就是用偽造的末端冒充替換eavesdropping等手段侵入系統(tǒng)，造成真正的末端無法使用問題，由此很多人呼吁要特別關(guān)注物聯(lián)網(wǎng)的信息安全問題。如果從 www.tzku.cn 19 物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)體系架構(gòu)的各個層面仔細分析，就會發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的安全體系基本上可以滿足物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的需求，尤其在其初級和中級發(fā)展階段，但面對高級別的應(yīng)用時，信息安全就會有所跟不上了。

　　在現(xiàn)實生活中，如經(jīng)濟狀況、社會交際活動、戰(zhàn)略性基礎(chǔ)的設(shè)施資源和人們的生活各方面等相關(guān)重要信息都會登記在網(wǎng)上并且有所記錄，但是由于以上的信息在理論上都是透明的，公開的。如果遭受到攻擊或者發(fā)生刪改將面臨著安全和隱私的外泄，嚴重的話可能將造成如電網(wǎng)的癱瘓、交通指揮的失控、工廠停產(chǎn)或待產(chǎn)等惡性循環(huán)的后果會造成人民財產(chǎn)巨額損失。所以實現(xiàn)信息安全和網(wǎng)絡(luò)安全不僅僅是物聯(lián)網(wǎng)大規(guī)模應(yīng)用的必要條件之一，也是物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用系統(tǒng)走向成熟的重要標(biāo)志之一，只有解決好信息安全問題，物聯(lián)網(wǎng)的大規(guī)模應(yīng)用才有所保障。

　　物聯(lián)網(wǎng)信息安全解決方案

　　面對信息安全，我們能有什么解決方案呢？目前的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)雖然存在著不可估量尚未可知的風(fēng)險、安全，容易受到不法分子的威脅、網(wǎng)絡(luò)攻擊等，但我們可以通過具體的解決方案進行安全防護。首先，我們可以建立對物聯(lián)網(wǎng)的保密性平臺，然后對加密和管理機制的完善，然后對物聯(lián)網(wǎng)的訪問機制進行控制來維護網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的正常運行，在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生異常時，可以對存在有惡意潛入的病毒木馬導(dǎo)致無法運行的部分建立出容易運行安全部分的體系。

　　為了建立內(nèi)部節(jié)點間的真實有效性，我們可以通過完善感知層的鑒別體系機制，如果是保障信息的安全性、保密性以及準(zhǔn)確性，則可以建立安全數(shù)據(jù)的融合體系機制，解決在網(wǎng)絡(luò)中的抗擊性的相關(guān)問題，建立完善好安全路白的體系機制。

　　當(dāng)然，這些解決方案對于目前來說是完全足夠的，但隨著科技的不斷進步，對于信息安全還是處于一種防制狀態(tài)，研究人員還是需要在信息安全方面不斷的研究發(fā)展，及時排除風(fēng)險，來保障物聯(lián)網(wǎng)的安全信息問題。就目前的形勢來看，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展雖然并不是很成熟，但是足以能夠看出物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展能帶動下一個經(jīng)濟周期的發(fā)展