物联网的关键技术与发展

河海大学计算机及信息学院 韩 娜 谭 晶

物联网的关键技术与发展

河海大学计算机及信息学院 韩 娜 谭 晶

一、物联网的本质

物联网是通过射频识别（RFID）、红外感应器等信息传感设备，按照约定的协议，把任何物体连接到互联网，进行信息的交换和通信，从而实现对物体的智能化识别、控制和管理的系统。

从物联网本质来看，物联网是现代信息网络技术发展到一定阶段后的产物，是一种聚合性应用与技术的提升，它将各种感知技术、现代网络技术和人工智能与自动化技术聚合与集成，实现人与物的“智慧”对话，创造出一个“智慧”的世界。物联网技术的发展被称为信息产业第三次革命性的创新。物联网的本质主要体现在3个方面。

1. 互联网。即对需要联网的“物”一定可以实现互联互通的互联网络。

2. 能够识别与通信，即接入物联网的“物”必须具备自动识别与物物通信（M2M）的功能。

3. 智能化，即网络系统要具有自我反馈、自动化与智能控制的功能。

二、物联网技术架构和应用模式

从技术架构来看，物联网可分为感知层、网络层和应用层。

1. 感知层。感知层由各种传感器及传感器网关构成，包括温度传感器、湿度传感器、二氧化碳浓度传感器、RFID 标签、二维码标签和摄像头、读写器、GPS等感知终端。感知层与人的眼耳鼻喉器官和皮肤等神经末梢的作用相当，是物联网识别物体、采集信息的来源。

2. 网络层。网络层由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网、网络管理系统和云计算平台等组成，相当于人的神经中枢和大脑，负责传递和处理感知层获取的信息。

3. 应用层。应用层是物联网和用户（包括人、组织和其他系统）的接口，它与行业需求结合，实现物联网的智能应用。物联网的行业特性主要体现在其应用领域内，目前绿色农业、公共安全、工业监控、环境监测、城市管理、智能交通、远程医疗和智能家居等各个行业均有物联网应用的尝试，物联网已经成功地应用到了各个行业。

三、物联网关键技术及特点

1. RFID技术。作为物联网发展的排头兵，射频识别技术（Radio Frequency Identif cation，简称 RFID）已成为市场的焦点技术。RFID是20世纪90年代兴起的一种比较先进的非接触式自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，其识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID无线系统由1个询问器（或阅读器）和很多应答器（或标签）构成，主要用于控制、检测和跟踪物体。RFID技术不仅可识别高速运动物体，还可同时识别多个标签，操作起来快捷方便。以简单RFID系统为基础，根据已有的计算机网络技术、数据库技术及中间件技术等，构建一个由大量联网的阅读器和无数移动的标签组成的物联网，已成为RFID技术的发展趋势。

2. RFID技术的特点。在物联网的构想中，RFID标签中存储着大量规范和具有互用性的信息，通过无线数据通信网络把它们自动采集到中央信息系统，实现物品(商品)的识别，进而通过开放性的计算机网络实现信息的交换和共享，以及对物品的透明管理。

四、中国物联网的发展

1. 我国实施物联网的优势。物联网能够在中国迅速崛起，得益于我国在物联网方面的几大优势：第一，我国早在1999年就开始了物联网核心传感网技术的研究，研发水平一直处于世界前列；第二，我国作为世界传感网领域标准主导国之一，拥有较高的专利量；第三，我国是目前能够实现物联网完整产业链的国家之一；第四，我国无线通信网络和宽带覆盖率较高，为物联网的发展提供了坚实的基础设施支持；第五，我国已经成为世界第三大经济体，拥有雄厚的经济实力来支持物联网的发展。

2. 物联网中云计算的应用。目前，我国的无线通信网络已经覆盖了城乡各地，无线网络是实现物联网必不可少的基础设施，安置在动物、植物、机器和物品上的电子介质产生的数字信号可随时随地通过无处不在的无线网络传送出去。“云计算”技术的运用使数以亿计的各类物品的实时动态管理成为可能。掌握物联网的世界话语权，不仅仅体现在技术领先上，更在于我国是世界上少数能实现产业化的国家之一。这使我国在信息技术领域迎头赶上甚至占领产业价值链的高端将等成为可能。

五、物联网面临的安全问题

1. 个人隐私权问题。在物联网中，传感网的建设要求RFID标签预先被嵌入任何与人息息相关的物品中。然而，人们在观念上似乎还不能完全接受自己周围的生活物品甚至包括自己都时刻处于一种被监控的状态，这势必会导致个人的隐私权受到侵犯。因此，如何确保标签物的拥有者个人隐私不受侵犯，便成为射频识别技术以至物联网推广的关键问题。

2. 多方合作，解决问题。物联网是建立在互联网基础之上的，因此互联网所能遇到的信息安全问题在物联网中也会存在，只是在表现形式与危害程度上有些区别。而且，物联网上传输的是大量涉及企业经营的物流、生产、销售、金融的数据，一旦政府在些领域与国外进行合作，如何确保企业商业信息和国家机密等信息不会泄露将是至关重要的问题。所以说在这一点上，物联网的发展不仅仅是一个技术问题，同时还是涉及政治法律和国家安全的问题。我们必须要在研究物联网应用的同时，从道德、技术保障与法制环境完善这3个角度出发，为物联网的健康发展创造一个良好的环境。

六、结论

物联网技术经历了从概念到技术、从技术到产业的转变，今后这些技术还将不断完善和推陈出新，进而推广到各行各业的应用中，因此物联网技术在中国将会有更大的发展空间。笔者相信，随着物联网技术的快速发展，在不久的将来，由物联网带来的“智慧生活”必将惠及我们每个人的身边。