【摘要】作為新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要組成部分,我國已將物聯(lián)網(wǎng)列入戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)扶持對象。本文主要對物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)展開了深入的分析,并客觀分析了與國外發(fā)達(dá)國家相比,我國物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)狀的優(yōu)勢和劣勢。
【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)
物聯(lián)網(wǎng)的概念最早是在1999年美國召開的移動(dòng)計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)國際會(huì)議正式提出的,之后隨著全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,世界各國都在尋找新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)及其對應(yīng)的技術(shù)發(fā)展方向,而隨著電子標(biāo)簽、中間件系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)以及云計(jì)算等技術(shù)的發(fā)展成熟,物聯(lián)網(wǎng)的概念逐漸被各國政府所重視。
一、物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)技術(shù)
物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)技術(shù)主要考慮物聯(lián)網(wǎng)中信息存儲(chǔ)和計(jì)算能力邊緣化、物體間斷性通信連接、物體移動(dòng)和環(huán)境變化支持及網(wǎng)中網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的問題。它要求網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)器有一定的健壯性、可擴(kuò)展性和用戶公平性。目前在物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)選擇上通??梢圆捎孟鄬Ψ植嫉募惺焦芾斫Y(jié)構(gòu)和相對集中的分布式支撐結(jié)構(gòu)。
二、統(tǒng)一標(biāo)識(shí)與識(shí)別技術(shù)
統(tǒng)一標(biāo)識(shí)與識(shí)別技術(shù)用于對物聯(lián)網(wǎng)中海量物品進(jìn)行區(qū)分或查找,它要求能夠?qū)崿F(xiàn)對單個(gè)物體的唯一標(biāo)識(shí),能夠?qū)崿F(xiàn)對某類物品的標(biāo)識(shí),并且能夠?qū)崿F(xiàn)對復(fù)合物體的標(biāo)識(shí)。統(tǒng)一標(biāo)識(shí)與識(shí)別技術(shù)包括以下內(nèi)容:在全球范圍內(nèi)的標(biāo)識(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、標(biāo)識(shí)分配、標(biāo)識(shí)管理、標(biāo)識(shí)加密與解密、標(biāo)識(shí)的存儲(chǔ)、標(biāo)識(shí)的映射機(jī)制等。RFID(射頻識(shí)別)技術(shù)采用非接觸式自動(dòng)識(shí)別,它通過發(fā)射射頻信號來識(shí)別一定距離內(nèi)的目標(biāo)對象,并獲取存儲(chǔ)于目標(biāo)對象中的相關(guān)信息。RFID系統(tǒng)由電子標(biāo)簽(EPC)、讀寫器、應(yīng)用接口等硬件部件與相關(guān)中間件軟件、通信網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)應(yīng)用信息管理系統(tǒng)等構(gòu)成。在這個(gè)系統(tǒng)中,電子標(biāo)簽是一個(gè)有無線收發(fā)功能的內(nèi)部保存數(shù)據(jù)的裝置,它負(fù)責(zé)發(fā)送相關(guān)數(shù)據(jù)給讀寫器;讀寫器是一個(gè)可以捕捉和處理標(biāo)簽數(shù)據(jù)的裝置,同時(shí)它還是一個(gè)負(fù)責(zé)與后臺(tái)管理信息系統(tǒng)交接數(shù)據(jù)的接口;軟件包括RFID系統(tǒng)軟件、RFID中間件、后臺(tái)信息管理系統(tǒng)等。RFID系統(tǒng)軟件是在電子標(biāo)簽和讀寫器之間實(shí)現(xiàn)通信所必需的軟件功能集合,RFID中間件將在電子標(biāo)簽和讀寫器上運(yùn)行的RFID系統(tǒng)軟件與在后臺(tái)處理系統(tǒng)上運(yùn)行的管理信息系統(tǒng)軟件聯(lián)系起來,后臺(tái)管理信息系統(tǒng)程序負(fù)責(zé)接收由電子標(biāo)簽發(fā)出的經(jīng)過讀寫器和RFID中間件軟件處理和過濾后的標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)。RFID系統(tǒng)可以自動(dòng)、實(shí)時(shí)地對物體進(jìn)行識(shí)別、定位、監(jiān)控與追蹤,它在彌合客觀世界和虛擬世界差距方面起到關(guān)鍵作用,使得物體可以自動(dòng)地對自身環(huán)境的改變作出反應(yīng)。
三、網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)
物聯(lián)網(wǎng)中的網(wǎng)絡(luò)通信具有通信標(biāo)準(zhǔn)和高層通信協(xié)議的多樣性與通信需求量大、范圍廣的特點(diǎn)。利用本體翻譯技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)多協(xié)議相互操作,利用傳感器網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方式、RFID組網(wǎng)方式、DTN組網(wǎng)方式或移動(dòng)通信、衛(wèi)星通信等方式,結(jié)合新的射頻技術(shù)、無線電通信技術(shù)、軟件無線電技術(shù)和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)來提供一個(gè)完整的端到端的系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接范圍的擴(kuò)大,滿足海量通信的需求。物聯(lián)網(wǎng)的智能學(xué)習(xí)模塊具有非常好的連接性,它可以對來源于傳感器或其他網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)、決策等信息進(jìn)行判斷,可以大量減少網(wǎng)絡(luò)中數(shù)量的通信量,提高網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量,從而滿足海量物品在有限的網(wǎng)絡(luò)資源中傳輸信息的需要。
四、安全和隱私保護(hù)技術(shù)
安全和隱私保護(hù)技術(shù)包括:防范非授權(quán)實(shí)體的識(shí)別,阻止未經(jīng)授權(quán)的訪問,保證物體位置及其他數(shù)據(jù)的保密性、可用性,保護(hù)個(gè)人隱私、商業(yè)機(jī)密和信息安全等內(nèi)容。這里面涉及到網(wǎng)絡(luò)非集中管理方式下的用戶身份驗(yàn)證技術(shù)、離散認(rèn)證技術(shù)、云計(jì)算和云存儲(chǔ)安全技術(shù)、高效數(shù)據(jù)加密和數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)、隱私管理策略制定和實(shí)施技術(shù)等。另外,物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)還需要很多其他關(guān)鍵技術(shù)的支持,例如物聯(lián)網(wǎng)軟件服務(wù)與算法技術(shù),低功率、高能量存儲(chǔ)技術(shù)和尋址技術(shù)等。
五、小結(jié)
國外的運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)覆蓋能力和容量都不如國內(nèi)運(yùn)營商,中國電信、中國移動(dòng)、中國聯(lián)通等都是全球數(shù)一數(shù)二的互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營商,在用戶數(shù)量和網(wǎng)絡(luò)規(guī)模上都有很大的優(yōu)勢,具有覆蓋人群廣、范圍大的特點(diǎn)。其次是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的渠道優(yōu)勢。在基于云計(jì)算和云存儲(chǔ)的體系架構(gòu)的物聯(lián)網(wǎng)中,“云”的功能最終會(huì)被轉(zhuǎn)化為一種規(guī)?;姆?wù)。但是我國與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的技術(shù)力量還比較薄弱,現(xiàn)在與物聯(lián)網(wǎng)有關(guān)的很多技術(shù)還受制于人,相關(guān)產(chǎn)品還依賴于從國外引進(jìn);其次,物聯(lián)網(wǎng)大規(guī)模應(yīng)用的成功案例比較少,不如國外已有大量的成功案例可以借鑒。
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