物联网的关键技术与待解决问题

1、本文格式为Word版，下载可任意编辑物联网的关键技术与待解决问题 1.感知层技术 数据采集是物联网实现“物物相联，人物互动”的基础。采集设备一般采纳嵌入式系统，为了获得各种客观世界的物理量，如温度、湿度、光照度等等，传感器技术也是数据采集技术中的重要一支。因此，物联网的数据采集技术包括传感器技术、嵌入式系统技术、采集设备 以及核心芯片。 ECP供应了一套较完善的产品电子代码编码方法，实现对物理对象的惟一标识。RFID作为一种射频自动识别技术，通过物品标签与阅读器之间的协作，可以基于计算机互联网实现物品的自动识别和信息的互联与共享，为物联网中物品的身份标识供应技术支持。ECP标签中存储着数据格式

2、规范的信息即对物品静态信息的描述，通过RFID阅读器将物品的属性信息自动采集到系统中，实现对物品的自动识别并根据肯定的要求完成数据格式转换通过无线数据通信网络传递到数据处理中心，便于后续的管理和使用。 智能信号处理将对采集设备获得的各种原始数据进行必要的处理，以获得与目标事物相关的信息。首先获得各种物理量的量测值，即原始信号。之后通过信号提取技术筛选有用信号，通过调理提高信号的信噪比；高信噪比的信号通过各类信号变换，在映射空间上可以进行信号的特征提取。借助于信号分析技术，如特征对比、分类技术，可以将各种特征信号对应到某一类的物理大事。在物联网的信号处理技术中，以多物理量检测、信号提取、信号调理

3、、信号变换、信号分析为核心关键技术。 2.网络层技术 为了实现物联网的普适性，终端感知网络需要具有多样性，而这种多样性是通过通用物体通信协议来保证的。由于终端感知节点并不是固定组网，为了完成不同的感知任务，实现各种目标，节点组网技术必不行少。终端感知设备之间的通信不能采纳传统设备的通信协议，因此需要自适应优化网络协议。同时终端设备的低处理力量、低功耗等特性，打算了必需采纳轻量级和高能效的协议。 智能家居系统的终端网络通信的数据传输量小，无需太大的传输速度，但是要求信息交换实时性强，延时段，同时还要求网络的容量大，以满意家庭中的各种家电设备。ZigBee的技术特点打算了其能很好地满意智能家居网络

4、的上述需求，特殊是具备自组织、自愈力量，这样的无线通信技术是智能家居系统抱负的通信方式。 物联网以终端感知网络为触角，以运行在大型服务器上的程序为大脑，实现对客观世界的有效感知以及有利掌握。其中连接终端感知网络与服务器的桥梁便是各类网络接入技术，包括GSM、TD-SCDMA等蜂窝网络，WLAN、WPAN等专用无线网络，Internet等各种网络。物联网的网络接入是通过网关来完成的。 物联网是在现有计算机互联网的基础上，利用RFID技术实现对物品的电子标识，然后再利用无线通信等技术接入互联网，构造一个掩盖世界上万事万物的网络，并实现网络中物品与物品或人与物品之间的“沟通”。因此，因特网技术是物联

5、网的技术基础，或者说，物联网是因特网技术在应用范围上的一个由人及物的拓展，因特网主要解决物联网中传感器节点感知信息的传输与共享问题。 物联网的最终进展形态肯定具有“泛在网络”的特点，便利人们随时、随地与目标对象进行通信，因此，无线通信技术的应用是必不行少的一种通信技术手段。事实上，目前物联网所涉及的RFID或传感器网络等核心技术中都融合了无线通信技术，也只有无线通信技术的应用，才能将物联网的构想变为现实，同时达到其低成本和易于实现的目标。 3.应用层技术 物联网以终端感知网络为触角，深化物理世界的每一个角落，获得客观世界的各种测量数据。同时物联网战略最终是为人服务的，它将获得的各种物理量进行综

6、合、分析，并依据自身智能合理优化人类的生产生活活动。 物联网的支撑设备包括高性能计算平台、海量存储以及管理系统及数据库等。通过这些设施，能够支撑物联网海量信息的处理、存储、管理等工作。 物联网的应用需要智能化信息处理技术的支撑，主要需要针对大量的数据通过深层次的数据挖掘，并结合特定行业的学问和前期科学成果，建立针对各种应用的专家系统、猜测模型、内容和人机交互服务。专家系统利用业已成熟的某领域专家学问库，从终端获得数据，比对专家学问，从而解决某类特定的专业问题。猜测模型和内容服务等基于物联网供应的对物理世界精确、全面的信息，可以对物理世界的规律(如洪水、地震、蓝藻)进行更加深化的熟悉和把握，以做

7、出精确的猜测预警，以及应急联动管理。人机交互与服务也体现了物联网“为人类服务”的宗旨。人机交互供应了人与物理世界的互动接口。物联网能够为人类供应的各种便利也体现在服务之中。 数据智能处理是实现以数据为中心的物联网的核心技术。包括数据汇聚、存储、查询、分析、挖掘、理解以及基于感知数据决策和行为的理论和技术。数据汇聚包括实时、非实时物联网业务数据汇总后存放到数据库中，便利后续数据挖掘、专家分析、决策支持和智能处理。 4.数据平安与运营管理 由于物联网终端感知网络的私有特性，因此平安也是一个必需面对的问题。物联网中的传感节点通常需要部署在无人值守、不行掌握的环境中，除了受到一般无线网络所面临的信息泄

8、露、信息篡改、重放攻击、拒绝服务等多种威逼外，还面临传感节点简单被攻击者猎取，通过物理手段猎取存储在节点中的全部信息，从而侵入网络、掌握网络的威逼。涉及到平安的主要有程序内容、运行使用、信息传输等方面。 从平安技术角度来看，相关技术包括以确保使用者身份平安为核心的认证技术，确保平安传输的密钥建立及分发机制，以及确保数据自身平安的数据加密、数据平安协议等数据平安技术。因此在物联网平安领域，数据平安协议、密钥建立及分发机制、数据加密算法设计以及认证技术是关键部分。 由于终端感知网络的节点众多，因此必需引入节点管理对多个节点进行操作。其中包括以使终端感知网络寿命最大化为目标的能量管理，以确保掩盖性及

9、连通性为目标的拓扑管理，以保证网络服务质量为目标的QoS管理及移动掌握，以实现异地管理为目标的远程管理技术，同时包括存储配置参数的数据库管理等。 作为物联网应用不行或缺的组成部分，数据库负责存储由WSN或RFID收集到的感知数据，所用到的数据库管理系统可选择大型分布式数据库管理系统。管理系统能够将已存储的数据进行可视化显示、数据管理(包括数据的添加、修改、删除和查询操作)以及进一步分析和处理(生成决策和数据挖掘等)。 5.物联网标准问题 物联网是一个新奇的概念，所涉及的技术和包罗的对象非常丰富。虽然，当前世界上有相当数量的国家和技术力气正在乐观地从事着物联网方面的讨论工作，但物联网本身还存在着待解决的缺乏完整的标准体系问题，如国内物联网存在的主要问题就包括“关键技术有待突破、研发力气比较分散、体系架构尚未建立、标准不统一”等。只有标准化问题解决好了，便捷而高效的互联互通才有可能实现。 物联网应用的开展需要解决以下技术及问题： (1)物体属性标识：属性包括静态和动态的属性，静态属性可以直接存储在标签中，动态属性需要由传感器实时探测； (2