摘 要:隨著計算機網(wǎng)絡信息技術的不斷發(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)濟步入物聯(lián)網(wǎng)時代。本文結合物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展背景,探討物聯(lián)網(wǎng)技術的基本概念、技術特征與其關鍵技術,對物聯(lián)網(wǎng)技術在我國的發(fā)展前景進行簡要分析。
關鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);概念;關鍵技術
中圖分類號:TN929.5;TP391.44
物聯(lián)網(wǎng)技術是指通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設備,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)絡化連接,從而實現(xiàn)智能化的對象識別、定位、追蹤、管理、服務等綜合化的網(wǎng)絡管理技術。
1 物聯(lián)網(wǎng)的相關概念
物聯(lián)網(wǎng)是現(xiàn)代科學技術信息的重要產(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、信息通信技術、管理技術、傳感技術、服務與管理技術上發(fā)展起來的,將應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)技術指的是物品與物品之間的網(wǎng)絡連接,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)絡化,在物與物之間、物與人之間、人與現(xiàn)實環(huán)境之間構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)絡信息技術在人類社會發(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特征:全面感知、智能處理和可靠傳送。結合現(xiàn)代對象識別技術對物體信息進行采集,如激光掃描技術、射頻識別技術(RFID)等;通過信息感知、分析、處理與捕獲技術是采集的物體信息接入網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫,利用網(wǎng)絡通信技術、傳輸技術、共享技術等,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、智能管理技術與密碼保護技術實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的智能化管理與集中化控制。
2 物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術分析
2.1 感知與識別技術
感知與識別技術是物聯(lián)網(wǎng)的基礎組成部分,負責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,目前主要應用的感知與識別技術有射頻識別技術(RFID)、傳感器技術、現(xiàn)代智能掃描技術和二維碼技術等。
2.1.1 傳感技術。傳感技術是利用傳感器和多跳自組織傳感網(wǎng)絡技術,來采集待處理對象的物體信息。傳感器技術依附于現(xiàn)代信息敏感處理材料、敏感數(shù)據(jù)采集設備和計算機數(shù)據(jù)處理技術,對基礎技術和綜合信息處理能力要求比較高。目前,傳感器技術在對“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。識別技術主要包括物體識別技術、地理位置識別技術。對物體信息進行識別是實現(xiàn)物與物互聯(lián)的基本條件和前提。物聯(lián)網(wǎng)識別技術是以射頻標識技術、二維碼技術為基礎的。從應用需求的角度來分析,物聯(lián)網(wǎng)識別技術首先要解決的是對“物”的全網(wǎng)內(nèi)標識問題,需要建議一套系統(tǒng)且可靠的物聯(lián)網(wǎng)物體標識體系,以實現(xiàn)物與物之間的數(shù)據(jù)準確傳輸與交換。
2.2 網(wǎng)絡通信技術
物聯(lián)網(wǎng)的傳感器通信技術是實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹匾绞?。而如何對先用的網(wǎng)絡體制進行重組和改建,適應物聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務開展要求,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)技術領域的研究重點。傳感器的網(wǎng)絡通信技術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)議是目前最廣泛應用的技術規(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)通信技術而言,以現(xiàn)代TCP/IP傳輸協(xié)議,3G網(wǎng)絡通信技術,衛(wèi)星通信技術為物聯(lián)網(wǎng)遠程信息傳輸?shù)膶崿F(xiàn)提供技術支撐,其中以IPV6信息傳輸協(xié)議為核心的下一代通信網(wǎng)絡將成為物聯(lián)網(wǎng)遠程傳輸?shù)闹饕芯空n題。
2.3 計算與服務技術
對海量數(shù)據(jù)進行存儲、處理、傳輸是物聯(lián)網(wǎng)要實現(xiàn)的核心功能。而數(shù)據(jù)信息的服務與實際應用是物聯(lián)網(wǎng)技術要實現(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)的集成化處理技術將是物聯(lián)網(wǎng)應用普及化應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)挖掘等關鍵技術的攻克,采用現(xiàn)階段興起的云計算大數(shù)據(jù)處理與共享技術為物聯(lián)網(wǎng)海量信息傳輸提供技術支撐。
2.3.2 服務計算。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展方向應該以實際應用為最終目的。隨著時代的不斷發(fā)展,涌現(xiàn)出許多新型的應用模式,這對物聯(lián)網(wǎng)的服務模式和應用開發(fā)帶來了巨大的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的技術路線已經(jīng)束縛了物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,在新時代的環(huán)境下,服務的內(nèi)涵將得到革命性擴展。為了適應環(huán)境和服務模式的變化,物聯(lián)網(wǎng)對行業(yè)普遍存在和要求的核心技術進行提煉總結,面對不同的需求,研究針對不同應用需求的規(guī)范化、通用化服務體系結構以及應用支撐環(huán)境等
2.4 安全管理技術
由于物聯(lián)網(wǎng)終端感知網(wǎng)絡的私有特性,網(wǎng)絡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)點比較容易被攻擊者獲取,盜取節(jié)點中存儲的信息,進而侵入到網(wǎng)絡。除了這方面的威脅,物聯(lián)網(wǎng)終端感知網(wǎng)絡還受到一般無線網(wǎng)絡所面臨的信息的泄漏、篡改、重放攻擊等多種威脅。從安全技術角度來看,需要加強的相關技術包括:(1)認證技術——對使用者的身份進行確認;(2)密鑰建立及分發(fā)機制——確保信息傳輸?shù)陌踩唬?)數(shù)據(jù)加密等數(shù)據(jù)安全技術——以保證數(shù)據(jù)自身的安全性等。因此在物聯(lián)網(wǎng)安全領域,上面提到的幾項安全技術就成為加強安全管技術的關鍵組成部分。
3 結束語
物聯(lián)網(wǎng)是在現(xiàn)代網(wǎng)路基礎上而發(fā)展起來的新型技術體系,在未來的社會生活活動中具有極大的可應用潛力。物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展必將推動人類文明朝著更智能化、網(wǎng)絡化、現(xiàn)代化的方向發(fā)展。我國的物聯(lián)網(wǎng)技術仍處于初級發(fā)展階段,各技術層面仍缺乏自主創(chuàng)新技術,要建設我國的物聯(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。
參考文獻
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作者單位:云南農(nóng)業(yè)大學,昆明 650201