1.感知層技術(shù)
數(shù)據(jù)采集是物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)“物物相聯(lián)，人物互動”的基礎(chǔ)。采集設(shè)備一般采用嵌入式系統(tǒng)，為了獲得各種客觀世界的物理量，如溫度、濕度、光照度等等，傳感器技術(shù)也是數(shù)據(jù)采集技術(shù)中的重要一支。因此，物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集技術(shù)包括傳感器技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)技術(shù)、采集設(shè)備
以及核心芯片。
ecp提供了一套較完善的產(chǎn)品電子代碼編碼方法，實(shí)現(xiàn)對物理對象的惟一標(biāo)識。rfid作為一種射頻自動識別技術(shù)，通過物品標(biāo)簽與閱讀器之間的配合，可以基于計算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)物品的自動識別和信息的互聯(lián)與共享，為物聯(lián)網(wǎng)中物品的身份標(biāo)識提供技術(shù)支持。ecp標(biāo)簽中存儲著數(shù)據(jù)格式規(guī)范的信息即對物品靜態(tài)信息的描述，通過rfid閱讀器將物品的屬性信息自動采集到系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)對物品的自動識別并按照一定的要求完成數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換通過無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)傳遞到數(shù)據(jù)處理中心，便于后續(xù)的管理和使用。
智能信號處理將對采集設(shè)備獲得的各種原始數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的處理，以獲得與目標(biāo)事物相關(guān)的信息。首先獲得各種物理量的量測值，即原始信號。之后通過信號提取技術(shù)篩選有用信號，通過調(diào)理提高信號的信噪比；高信噪比的信號通過各類信號變換，在映射空間上可以進(jìn)行信號的特征提取。借助于信號分析技術(shù)，如特征對比、分類技術(shù)，可以將各種特征信號對應(yīng)到某一類的物理事件。在物聯(lián)網(wǎng)的信號處理技術(shù)中，以多物理量檢測、信號提取、信號調(diào)理、信號變換、信號分析為核心關(guān)鍵技術(shù)。
2.網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)
為了實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的普適性，終端感知網(wǎng)絡(luò)需要具有多樣性，而這種多樣性是通過通用物體通信協(xié)議來保證的。由于終端感知節(jié)點(diǎn)并不是固定組網(wǎng)，為了完成不同的感知任務(wù)，實(shí)現(xiàn)各種目標(biāo)，節(jié)點(diǎn)組網(wǎng)技術(shù)必不可少。終端感知設(shè)備之間的通信不能采用傳統(tǒng)設(shè)備的通信協(xié)議，因此需要自適應(yīng)優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。同時終端設(shè)備的低處理能力、低功耗等特性，決定了必須采用輕量級和高能效的協(xié)議。
智能家居系統(tǒng)的終端網(wǎng)絡(luò)通信的數(shù)據(jù)傳輸量小，無需太大的傳輸速度，但是要求信息交換實(shí)時性強(qiáng)，延時段，同時還要求網(wǎng)絡(luò)的容量大，以滿足家庭中的各種家電設(shè)備。zigbee的技術(shù)特點(diǎn)決定了其能很好地滿足智能家居網(wǎng)絡(luò)的上述需求，特別是具備自組織、自愈能力，這樣的無線通信技術(shù)是智能家居系統(tǒng)理想的通信方式。
物聯(lián)網(wǎng)以終端感知網(wǎng)絡(luò)為觸角，以運(yùn)行在大型服務(wù)器上的程序?yàn)榇竽X，實(shí)現(xiàn)對客觀世界的有效感知以及有利控制。其中連接終端感知網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)器的橋梁便是各類網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)，包括gsm、td-scdma等蜂窩網(wǎng)絡(luò)，wlan、wpan等專用無線網(wǎng)絡(luò)，internet等各種網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)接入是通過網(wǎng)關(guān)來完成的。
物聯(lián)網(wǎng)是在現(xiàn)有計算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，利用rfid技術(shù)實(shí)現(xiàn)對物品的電子標(biāo)識，然后再利用無線通信等技術(shù)接入互聯(lián)網(wǎng)，構(gòu)造一個覆蓋世界上萬事萬物的網(wǎng)絡(luò)，并實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中物品與物品或人與物品之間的“交流”。因此，因特網(wǎng)技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)基礎(chǔ)，或者說，物聯(lián)網(wǎng)是因特網(wǎng)技術(shù)在應(yīng)用范圍上的一個由人及物的拓展，因特網(wǎng)主要解決物聯(lián)網(wǎng)中傳感器節(jié)點(diǎn)感知信息的傳輸與共享問題。
物聯(lián)網(wǎng)的最終發(fā)展形態(tài)一定具有“泛在網(wǎng)絡(luò)”的特點(diǎn)，方便人們隨時、隨地與目標(biāo)對象進(jìn)行通信，因此，無線通信技術(shù)的應(yīng)用是必不可少的一種通信技術(shù)手段。事實(shí)上，目前物聯(lián)網(wǎng)所涉及的rfid或傳感器網(wǎng)絡(luò)等核心技術(shù)中都融合了無線通信技術(shù)，也只有無線通信技術(shù)的應(yīng)用，才能將物聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，同時達(dá)到其低成本和易于實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。
3.應(yīng)用層技術(shù)
物聯(lián)網(wǎng)以終端感知網(wǎng)絡(luò)為觸角，深入物理世界的每一個角落，獲得客觀世界的各種測量數(shù)據(jù)。同時物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略最終是為人服務(wù)的，它將獲得的各種物理量進(jìn)行綜合、分析，并根據(jù)自身智能合理優(yōu)化人類的生產(chǎn)生活活動。
物聯(lián)網(wǎng)的支撐設(shè)備包括高性能計算平臺、海量存儲以及管理系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫等。通過這些設(shè)施，能夠支撐物聯(lián)網(wǎng)海量信息的處理、存儲、管理等工作。
物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用需要智能化信息處理技術(shù)的支撐，主要需要針對大量的數(shù)據(jù)通過深層次的數(shù)據(jù)挖掘，并結(jié)合特定行業(yè)的知識和前期科學(xué)成果，建立針對各種應(yīng)用的專家系統(tǒng)、預(yù)測模型、內(nèi)容和人機(jī)交互服務(wù)。專家系統(tǒng)利用業(yè)已成熟的某領(lǐng)域?qū)＜抑R庫，從終端獲得數(shù)據(jù)，比對專家知識，從而解決某類特定的專業(yè)問題。預(yù)測模型和內(nèi)容服務(wù)等基于物聯(lián)網(wǎng)提供的對物理世界精確、全面的信息，可以對物理世界的規(guī)律(如洪水、地震、藍(lán)藻)進(jìn)行更加深入的認(rèn)識和掌握，以做出準(zhǔn)確的預(yù)測預(yù)警，以及應(yīng)急聯(lián)動管理。人機(jī)交互與服務(wù)也體現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)“為人類服務(wù)”的宗旨。人機(jī)交互提供了人與物理世界的互動接口。物聯(lián)網(wǎng)能夠?yàn)槿祟愄峁┑母鞣N便利也體現(xiàn)在服務(wù)之中。
數(shù)據(jù)智能處理是實(shí)現(xiàn)以數(shù)據(jù)為中心的物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)。包括數(shù)據(jù)匯聚、存儲、查詢、分析、挖掘、理解以及基于感知數(shù)據(jù)決策和行為的理論和技術(shù)。數(shù)據(jù)匯聚包括實(shí)時、非實(shí)時物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)匯總后存放到數(shù)據(jù)庫中，方便后續(xù)數(shù)據(jù)挖掘、專家分析、決策支持和智能處理。
4.數(shù)據(jù)安全與運(yùn)營管理
由于物聯(lián)網(wǎng)終端感知網(wǎng)絡(luò)的私有特性，因此安全也是一個必須面對的問題。物聯(lián)網(wǎng)中的傳感節(jié)點(diǎn)通常需要部署在無人值守、不可控制的環(huán)境中，除了受到一般無線網(wǎng)絡(luò)所面臨的信息泄露、信息篡改、重放攻擊、拒絕服務(wù)等多種威脅外，還面臨傳感節(jié)點(diǎn)容易被攻擊者獲取，通過物理手段獲取存儲在節(jié)點(diǎn)中的所有信息，從而侵入網(wǎng)絡(luò)、控制網(wǎng)絡(luò)的威脅。涉及到安全的主要有程序內(nèi)容、運(yùn)行使用、信息傳輸?shù)确矫妗?br> 從安全技術(shù)角度來看，相關(guān)技術(shù)包括以確保使用者身份安全為核心的認(rèn)證技術(shù)，確保安全傳輸?shù)拿荑€建立及分發(fā)機(jī)制，以及確保數(shù)據(jù)自身安全的數(shù)據(jù)加密、數(shù)據(jù)安全協(xié)議等數(shù)據(jù)安全技術(shù)。因此在物聯(lián)網(wǎng)安全領(lǐng)域，數(shù)據(jù)安全協(xié)議、密鑰建立及分發(fā)機(jī)制、數(shù)據(jù)加密算法設(shè)計以及認(rèn)證技術(shù)是關(guān)鍵部分。
由于終端感知網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)眾多，因此必須引入節(jié)點(diǎn)管理對多個節(jié)點(diǎn)進(jìn)行操作。其中包括以使終端感知網(wǎng)絡(luò)壽命最大化為目標(biāo)的能量管理，以確保覆蓋性及連通性為目標(biāo)的拓?fù)涔芾恚员ＷC網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量為目標(biāo)的qos管理及移動控制，以實(shí)現(xiàn)異地管理為目標(biāo)的遠(yuǎn)程管理技術(shù)，同時包括存儲配置參數(shù)的數(shù)據(jù)庫管理等。
作為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用不可或缺的組成部分，數(shù)據(jù)庫負(fù)責(zé)存儲由wsn或rfid收集到的感知數(shù)據(jù)，所用到的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)可選擇大型分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。管理系統(tǒng)能夠?qū)⒁汛鎯Φ臄?shù)據(jù)進(jìn)行可視化顯示、數(shù)據(jù)管理(包括數(shù)據(jù)的添加、修改、刪除和查詢操作)以及進(jìn)一步分析和處理(生成決策和數(shù)據(jù)挖掘等)。
5.物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)問題
物聯(lián)網(wǎng)是一個新穎的概念，所涉及的技術(shù)和包羅的對象十分豐富。雖然，當(dāng)前世界上有相當(dāng)數(shù)量的國家和技術(shù)力量正在積極地從事著物聯(lián)網(wǎng)方面的研究工作，但物聯(lián)網(wǎng)本身還存在著待解決的缺乏完整的標(biāo)準(zhǔn)體系問題，如國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)存在的主要問題就包括“關(guān)鍵技術(shù)有待突破、研發(fā)力量比較分散、體系架構(gòu)尚未建立、標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一”等。只有標(biāo)準(zhǔn)化問題解決好了，便捷而高效的互聯(lián)互通才有可能實(shí)現(xiàn)。
物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的開展需要解決以下技術(shù)及問題：
(1)物體屬性標(biāo)識：屬性包括靜態(tài)和動態(tài)的屬性，靜態(tài)屬性可以直接存儲在標(biāo)簽中，動態(tài)屬性需要由傳感器實(shí)時探測；
(2)物體屬性識別：需要識別設(shè)備實(shí)現(xiàn)對物體屬性的讀取，并將信息轉(zhuǎn)換為適合網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式；
(3)物體信息的傳輸與處理：將物體的信息通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)叫畔⑻幚碇行?處理中心可能是分布式的，如家里的電腦或者手機(jī)，也可能是集中式的，如中國移動的idc)，由處理中心完成物體通信的相關(guān)計算。