物聯(lián)網(wǎng)主要核心技術(shù)

發(fā)布時間:2024-02-24
以下是實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的五大核心技術(shù):
核心技術(shù)之感知層:傳感器技術(shù)、射頻識別技術(shù)、二維碼技術(shù)、微機電系統(tǒng)和gps技術(shù)
1.傳感器技術(shù)
傳感技術(shù)同計算機技術(shù)與通信技術(shù)一起被稱為信息技術(shù)的三大技術(shù)。從仿生學觀點,如果把計算機看成處理和識別信息的“大腦”,把通信系統(tǒng)看成傳遞信息的“神經(jīng)系統(tǒng)”的話,那么傳感器就是“感覺器官”。微型無線傳感技術(shù)以及以此組件的傳感網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)感知層的重要技術(shù)手段。
2.射頻識別(rfid)技術(shù)
射頻識別(radio frequency identification,簡稱rfid)是通過無線電信號識別特定目標并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)的無線通訊技術(shù)。在國內(nèi),rfid已經(jīng)在身份證、電子收費系統(tǒng)和物流管理等領(lǐng)域有了廣泛應(yīng)用。
rfid技術(shù)市場應(yīng)用成熟,標簽成本低廉,但rfid一般不具備數(shù)據(jù)采集功能,多用來進行物品的甄別和屬性的存儲,且在金屬和液體環(huán)境下應(yīng)用受限,rfid技術(shù)屬于物聯(lián)網(wǎng)的信息采集層技術(shù)。
rfid技術(shù)工作原理及應(yīng)用頻率
目前定義rfid產(chǎn)品的工作頻率有低頻、高頻和超高頻的頻率范圍內(nèi)的符合不同標準的不同的產(chǎn)品,而且不同頻段的rfid產(chǎn)品會有不同的特性。其中感應(yīng)器有無源和有源兩種方式,下面詳細介紹無源的感應(yīng)器在不同工作頻率產(chǎn)品的特性以及主要的應(yīng)用。
rfid應(yīng)用頻率圖
核心技術(shù)之信息匯聚層:傳感網(wǎng)自組網(wǎng)技術(shù)、局域網(wǎng)技術(shù)及廣域網(wǎng)技術(shù)
1.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(wsn)技術(shù)
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(wireless sensor network,簡稱wsn)的基本功能是將一系列空間分散的傳感器單元通過自組織的無線網(wǎng)絡(luò)進行連接,從而將各自采集的數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)進行傳輸匯總,以實現(xiàn)對空間分散范圍內(nèi)的物理或環(huán)境狀況的協(xié)作監(jiān)控,并根據(jù)這些信息進行相應(yīng)的分析和處理。
wsn技術(shù)貫穿物聯(lián)網(wǎng)的三個層面,是結(jié)合了計算、通信、傳感器三項技術(shù)的一門新興技術(shù),具有較大范圍、低成本、高密度、靈活布設(shè)、實時采集、全天候工作的優(yōu)勢,且對物聯(lián)網(wǎng)其他產(chǎn)業(yè)具有顯著帶動作用。
2.wi-fi
wi-fi(wireless fidelity,無線保真技術(shù))是一種基于接入點(access point)的無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),目前已有一定規(guī)模的布設(shè),在部分應(yīng)用中與傳感器相結(jié)合。wi-fi技術(shù)屬于物聯(lián)網(wǎng)的信息匯總層技術(shù)。
3.gprs
gprs(general packet radio service,通用分組無線服務(wù))是一種基于gsm移動通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)服務(wù)技術(shù)。gprs技術(shù)可以充分利用現(xiàn)有g(shù)sm網(wǎng)絡(luò),目前在很多領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用,在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域也有部分應(yīng)用。gprs技術(shù)屬于物聯(lián)網(wǎng)的信息匯總層技術(shù)。
核心技術(shù)之傳輸層:通信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、3g網(wǎng)絡(luò)、gprs網(wǎng)絡(luò)、廣電網(wǎng)絡(luò)、ngb
1.通信網(wǎng)
通信網(wǎng)是一種使用交換設(shè)備、傳輸設(shè)備,將地理上分散用戶終端設(shè)備互連起來實現(xiàn)通信和信息交換的系統(tǒng)。通信最基本的形式是在點與點之間建立通信系統(tǒng),但這不能稱為通信網(wǎng),只有將許多的通信系統(tǒng)(傳輸系統(tǒng))通過交換系統(tǒng)按一定拓撲結(jié)構(gòu)組合在一起才能稱之為通信。也就是說,有了交換系統(tǒng)才能使某一地區(qū)內(nèi)任意兩個終端用戶相互接續(xù),才能組成通信網(wǎng)。
2.3g網(wǎng)絡(luò)
3g是英文the 3rd generation的縮寫,指第三代移動通信技術(shù)。相對第一代模擬制式手機(1g)和第二代gsm、cdma等數(shù)字手機,第三代手機(3g)是指將無線通信與國際互聯(lián)網(wǎng)等多媒體通信結(jié)合的新一代移動通信系統(tǒng)。
3.gprs網(wǎng)絡(luò)
這是一種基于gsm系統(tǒng)的無線分組交換技術(shù),提供端到端的、廣域的無線ip連接。通俗的講,gprs是一項高速數(shù)據(jù)處理的科技,方法是以“分組”的形式傳送資料到用戶手上。雖然gprs是作為現(xiàn)有g(shù)sm網(wǎng)絡(luò)向第三代移動通信演變的過渡技術(shù),但是它在許多方面都具有顯著的優(yōu)勢。
4.廣電網(wǎng)絡(luò)
廣電網(wǎng)通常是各地有線電視網(wǎng)絡(luò)公司(臺)負責運營的,通過hfc(光纖+同軸電纜混合網(wǎng))網(wǎng)向用戶提供寬帶服務(wù)及電視服務(wù)網(wǎng)絡(luò),寬帶可通過cablemodem連接到計算機,理論到戶最高速率38m,實際速度要視網(wǎng)絡(luò)情況而定。
5.ngb廣域網(wǎng)絡(luò)中國下一代廣播電視網(wǎng)(ngb)是以有線電視數(shù)字化和移動多媒體廣播(cmmb)的成果為基礎(chǔ),以自主創(chuàng)新的“高性能帶寬信息網(wǎng)”核心技術(shù)為支撐,構(gòu)建適合我國國情的、三網(wǎng)融合的、有線無線相結(jié)合的、全程全網(wǎng)的下一代廣播電視網(wǎng)絡(luò)。
核心技術(shù)之運營層:專家系統(tǒng)、云計算、api接口、客戶管理、gis、erp
1.企業(yè)資源計劃(erp)
erp是指建立在信息技術(shù)基礎(chǔ)上,以系統(tǒng)化的管理思想,為企業(yè)決策層及員工提供決策運行手段的管理平臺。erp技術(shù)屬于物聯(lián)網(wǎng)的信息處理層技術(shù)。
2.專家系統(tǒng)(exper system)
專家系統(tǒng)是一個含有大量的某個領(lǐng)域?qū)<宜降闹R與經(jīng)驗,能夠利用人類專家的知識和經(jīng)驗來處理該領(lǐng)域問題的智能計算機程序系統(tǒng)。屬于信息處理層技術(shù)。
3.云計算
云計算概念間由google提出的,這是一個美麗的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用模式,是指it基礎(chǔ)設(shè)施的交付和使用,通過網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴展的方式獲得所需的資源。
核心技術(shù)之應(yīng)用層:垂直行業(yè)應(yīng)用、系統(tǒng)集成、資源打包
應(yīng)用層主要是根據(jù)行業(yè)特點,借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)手段,開發(fā)各類的行業(yè)應(yīng)用解決方案,將物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢與行業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營、信息化管理、組織調(diào)度結(jié)合起來,形成各類的物聯(lián)網(wǎng)解決方案,構(gòu)建智能化的行業(yè)應(yīng)用。
如交通行業(yè),涉及的就是智能交通技術(shù);電力行業(yè)采用的是智能電網(wǎng)技術(shù);物流行業(yè)采用的智慧物流技術(shù)等。行業(yè)的應(yīng)用還要更多涉及系統(tǒng)集成技術(shù)、資源打包技術(shù)等。
物聯(lián)網(wǎng)安全和以往的信息安全并無本質(zhì)區(qū)別,我們需要高度重視,面對挑戰(zhàn)制定對策。
物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的安全和一般it系統(tǒng)的安全基本一樣,主要有8個尺度:讀取控制、隱私保護、用戶認證、不可抵耐性、數(shù)據(jù)保密性、通信層安全、數(shù)據(jù)完整性、隨時可用性。前4項主要處在物聯(lián)網(wǎng)dcm三層架構(gòu)的應(yīng)用層,后4項主要位于傳輸層和感知層。其中“隱私權(quán)”和“可信度”(數(shù)據(jù)完整性和保密性)問題在物聯(lián)網(wǎng)體系中尤其受關(guān)注。如果我們從物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)體系架構(gòu)的各個層面仔細分析,我們會發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的安全體系基本上可以滿足物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的需求,尤其在其初級和中級發(fā)展階段。
物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用特有(比一般it系統(tǒng)更易受侵擾)的安全問題有如下幾種。
1.skimming:在末端設(shè)備或rfid持卡人不知情的情況下,信息被讀取。
2.eavesdropping:在一個通道的中間,信息被中途截取。
3.spoofing:偽造復(fù)制設(shè)備數(shù)據(jù),冒名輸入到系統(tǒng)中。
4.cloning:克隆末端設(shè)備,冒名頂替。
5.killing:損壞或盜走末端設(shè)備。
6.jamming:偽造數(shù)據(jù)造成設(shè)備阻塞不可用。
7.shielding:用機械手段屏蔽電信號,讓末端無法連接。
針對上述問題,物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的中、高級階段面臨如下五大特有(在一般it安全問題之上)的信息安全挑戰(zhàn)。
1.四大類(有線長、短距離和無線長、短距離)網(wǎng)絡(luò)相互連接組成的異構(gòu)、多級、分布式網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)致統(tǒng)一的安全體系難以實現(xiàn)“橋接”和過渡。
2.設(shè)備大小不一、存儲和處理能力的不一致導(dǎo)致安全信息(如pkicredentials等)的傳遞和處理難以統(tǒng)一。
3.設(shè)備可能無人值守、丟失、處于運動狀態(tài)、連接可能時斷時續(xù),可信度差,種種這些因素增加了信息安全系統(tǒng)設(shè)計和實施的復(fù)雜度。
4.在保證一個智能物件要被數(shù)量龐大甚至未知的其他設(shè)備識別和接受的同時,又要同時保證其信息傳遞的安全性和隱私性。
5.用戶單一instance服務(wù)器saas模式對安全框架的設(shè)計提出了更高的要求。
對于上述問題的研究和產(chǎn)品開發(fā),目前國內(nèi)外都還處于起步階段,在wsn和rfid領(lǐng)域有一些針對性的研發(fā)工作,統(tǒng)一標準的物聯(lián)網(wǎng)安全體系的問題目前還沒提上議事日程,比物聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一數(shù)據(jù)標準的問題更滯后。這兩個標準密切相關(guān),甚至合并到一起統(tǒng)籌考慮,其重要性不言而喻。
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