物聯(lián)網(wǎng)理論概述以及關(guān)鍵技術(shù)研究

趙臻飛 崔曉帥 閆智鵬 王博林 閆鴻杰

摘 ? 要：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基于傳感器技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)、智能技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、新型智能技術(shù)與軟硬件相結(jié)合。物聯(lián)網(wǎng)能把我們?nèi)嗽谏钌细信d趣的萬事萬物連結(jié)起來，并且提供人類一個有價值的應(yīng)用服務(wù)。現(xiàn)如今時代發(fā)展飛快，計算機網(wǎng)絡(luò)及通信手段迅速提升的同時，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)時而生。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)乘計算機與互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展之勢，稱得上是第三次世界信息產(chǎn)業(yè)，席卷全球、舉世矚目。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng) ?安全技術(shù) ?挑戰(zhàn)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可連接普通實物和互聯(lián)網(wǎng)，有效提取事物中的規(guī)律和信息，人、事物與信息三者可通過物聯(lián)網(wǎng)連接，故而其可以加強事物間的信息流通。物聯(lián)網(wǎng)的安全保障是一大重點和基礎(chǔ)，因其涵蓋產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域很多，所以物聯(lián)網(wǎng)的安全也是一大難題和挑戰(zhàn)，需要相關(guān)人員提高重視。

1 ?概述物聯(lián)網(wǎng)

1.1 物聯(lián)網(wǎng)的概念

物聯(lián)網(wǎng)，顧名思義，就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。物聯(lián)網(wǎng)的定義是通過紅外感應(yīng)器、射頻識別 （RFID）、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進行信息交換和通信，以實現(xiàn)對物品的智能化識別、跟蹤、定位、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。最早“物聯(lián)網(wǎng)”一詞就是出自1999年麻省理工學(xué)院的Auto-ID研究中心，其英文原名為：“Internet of things”，簡稱“IOT”。物聯(lián)網(wǎng)顧名思義，即連接原本分離的事物的互聯(lián)網(wǎng)，是如今發(fā)展信息技術(shù)過程中的主要產(chǎn)物。其內(nèi)在含義有兩方面：一方面，物聯(lián)網(wǎng)建立在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)之上，以互聯(lián)網(wǎng)為核心并加以擴展。另一方面，物聯(lián)網(wǎng)是通過類似網(wǎng)絡(luò)的途徑，使得事物之間有了聯(lián)系、信息得以快捷交換。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)的特點

物聯(lián)網(wǎng)的主要特征有全面感知、可靠傳遞、智能處理。物聯(lián)網(wǎng)是指通過各種信息傳感器、射頻識別技術(shù)、全球定位系統(tǒng)、紅外感應(yīng)器、激光掃描器等各種裝置與技術(shù)，實時采集任何需要監(jiān)控、連接、互動的物體或過程，采集其聲、光、熱、電、力學(xué)、化學(xué)、生物、位置等各種需要的信息，通過各類可能的網(wǎng)絡(luò)接入，實現(xiàn)物與物、物與人的泛在連接，實現(xiàn)對物品和過程的智能化感知、識別和管理。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建立在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)之上，以互聯(lián)網(wǎng)為核心并加以延展和擴充。其應(yīng)用了大量感知技術(shù)，通過結(jié)合無線網(wǎng)絡(luò)、有線網(wǎng)絡(luò)及互聯(lián)網(wǎng)建立了獨特的模式，使得事物的信息能夠?qū)崿F(xiàn)快速、精準(zhǔn)地傳遞交流。物聯(lián)網(wǎng)不僅能靠傳感器實現(xiàn)事物連接、信息交流，因其結(jié)構(gòu)特點，物聯(lián)網(wǎng)本身就能夠智能處理和控制物體。傳感器可抓取大量信息，以提供給物聯(lián)網(wǎng)來加以分析和加工處理。而物聯(lián)網(wǎng)本身的特點，即其能夠結(jié)合傳感器搭配智能處理，使得諸如云計算和模式識別這樣的智能技術(shù)，都能在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中得以應(yīng)用，并幫助其擴展應(yīng)用范圍和領(lǐng)域，將其能力不斷提升從而滿足各行業(yè)使用者的需求。

2 ?物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的關(guān)鍵

2.1 射頻識別（RFID）技術(shù)

射頻識別，即RFID技術(shù)，是一種可以無需接觸就能自動識別信息的技術(shù)。此技術(shù)的核心是其結(jié)合了射頻信號和空間傳輸?shù)奶攸c，可以做到自動識別擁有靜態(tài)抑或是動態(tài)的待識別特征的物體，許多行業(yè)都運用了射頻識別技術(shù)。將標(biāo)簽附著在一輛正在生產(chǎn)中的汽車，廠方便可以追蹤此車在生產(chǎn)線上的進度。倉庫可以追蹤藥品的所在。射頻標(biāo)簽也可以附于牲畜與寵物上，方便對牲畜與寵物的積極識別（積極識別意思是防止數(shù)只牲畜使用同一個身份）。射頻識別的身份識別卡可以使員工得以進入鎖住的建筑部分，汽車上的射頻應(yīng)答器也可以用來征收收費路段與停車場的費用。概念上來講，RFID類似于條碼掃描，對于條碼技術(shù)而言，它是將已編碼的條形碼附著于目標(biāo)物并使用專用的掃描讀寫器利用光信號將信息由條形磁傳送到掃描讀寫器;而RFID則使用專用的RFID讀寫器及專門的可附著于目標(biāo)物的RFID標(biāo)簽，利用頻率信號將信息由RFID標(biāo)簽傳送至RFID讀寫器。

2.2 傳感技術(shù)

“能感受被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置”。傳感器作為信息獲取的重要手段，與通信技術(shù)和計算機技術(shù)共同構(gòu)成信息技術(shù)的三大支柱。作用：利用物理效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)、生物效應(yīng)，把被測的物理量、化學(xué)量、生物量等轉(zhuǎn)換成符合需要的電量。物聯(lián)網(wǎng)工作的運轉(zhuǎn)，前提是采集信息。如今，信息采集工作通常是以傳感器和傳感節(jié)點等手段來實現(xiàn)，而現(xiàn)階段為跟上物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展腳步，如今社會對傳感器也提出了新的挑戰(zhàn)。作為物聯(lián)網(wǎng)最為主要的檢測設(shè)備以及抓取信息的來源，傳感器所處環(huán)境較為惡劣。故而，為了保障發(fā)展水平突飛猛進的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠穩(wěn)定運行，需要如今的傳感技術(shù)能夠同步發(fā)展、進步和突破，提升原本的抓取感知信息、智能處理和網(wǎng)絡(luò)化的能力水平。

3 ?物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)

3.1 降低功耗問題

事實上，自從上世紀(jì)80年代以來，除了逐步降低的功耗外，物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的大局基本沒有太多突破性的變革。其中一項重要的制約因素，便是電池技術(shù)。現(xiàn)在的物聯(lián)網(wǎng)傳感模塊都要名片盒大小，其中芯片可能只占指甲蓋的面積，其余位置則幾乎都被電池所占據(jù)。尺寸很難做小，是由于通訊基站的需要覆蓋盡可能大的面積，傳感器與基站的部署距離相隔幾千、甚至幾十千米，這就對物聯(lián)網(wǎng)模塊的射頻發(fā)射功率有了很高的要求，因此需要配合較高容量的電池才能工作。現(xiàn)今是數(shù)據(jù)化時代，我們每個人的生活都通過物聯(lián)網(wǎng)而溝通連接，而物聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建和運轉(zhuǎn)離不開功耗問題。物聯(lián)網(wǎng)是通過許多聯(lián)網(wǎng)器件聯(lián)立的，其內(nèi)在動力和功能運轉(zhuǎn)都離不開這些設(shè)備，諸如傳感器、制動裝置、無線設(shè)備以及MCU微控器等。

3.2 信息隱私安全

無論是從個人、行業(yè)、國家可能已都把數(shù)據(jù)看成一種有效的資源，大數(shù)據(jù)的開放和開發(fā)如今已經(jīng)上升到一個國家的戰(zhàn)略。2015年是中國大數(shù)據(jù)發(fā)展高峰期，我國政府部門頒布了大數(shù)據(jù)開放行動的戰(zhàn)略。傳統(tǒng)解決網(wǎng)絡(luò)安全的基本思想是劃分邊界，在每個邊界設(shè)立網(wǎng)關(guān)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)流量設(shè)備，用守住邊界的辦法來解決安全問題。但隨著移動互聯(lián)網(wǎng)、云服務(wù)的出現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)邊界實際上已經(jīng)消亡了。信息安全的危險正在進一步升級，在APT、DDos、異常風(fēng)險、網(wǎng)絡(luò)漏洞等威脅下，傳統(tǒng)防御型、檢測型的安全防護措施已經(jīng)力不從心，無法適應(yīng)新形勢下的要求。

4 ?結(jié)語

物聯(lián)網(wǎng)改變了人們?nèi)缃竦纳睿屓藗兊纳罡颖憷耐瑫r也大大促進了信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，然而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也給信息技術(shù)帶來了挑戰(zhàn)。現(xiàn)如今物聯(lián)網(wǎng)成為各國焦點，其發(fā)展被視為國家綜合實力、振興經(jīng)濟發(fā)展的體現(xiàn)。有了物聯(lián)網(wǎng)科技，企業(yè)可以創(chuàng)造更先進的技術(shù)與客戶互動。客戶的行為，包括購物習(xí)慣、興趣等，都可以透過物聯(lián)網(wǎng)裝置追蹤與記錄。物聯(lián)網(wǎng)也可以記錄客戶活動，并提供建議，進而做到精準(zhǔn)營銷。故而，應(yīng)關(guān)注物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的現(xiàn)狀，重視化解物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)遇到的阻礙。物聯(lián)網(wǎng)是否能真正掀起時代進步的浪潮，還需各國傾注更多的投資和關(guān)注。

參考文獻

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