物联网主要核心技术

2017-3-27 15:58| 编辑:电工学习网| 查看: 17160| 评论: 0

以下是实现物联网的五大核心技术：

核心技术之感知层：传感器技术、射频识别技术、二维码技术、微机电系统和gps技术

1．传感器技术

传感技术同计算机技术与通信技术一起被称为信息技术的三大技术。从仿生学观点，如果把计算机看成处理和识别信息的“大脑”，把通信系统看成传递信息的“神经系统”的话，那么传感器就是“感觉器官”。微型无线传感技术以及以此组件的传感网是物联网感知层的重要技术手段。

2．射频识别（RFID）技术

射频识别（Radio Frequency Identification，简称RFID）是通过无线电信号识别特定目标并读写相关数据的无线通讯技术。在国内，RFID已经在身份证、电子收费系统和物流管理等领域有了广泛应用。

RFID技术市场应用成熟，标签成本低廉，但RFID一般不具备数据采集功能，多用来进行物品的甄别和属性的存储，且在金属和液体环境下应用受限，RFID技术属于物联网的信息采集层技术。

RFID技术工作原理及应用频率

目前定义RFID产品的工作频率有低频、高频和超高频的频率范围内的符合不同标准的不同的产品，而且不同频段的RFID产品会有不同的特性。其中感应器有无源和有源两种方式，下面详细介绍无源的感应器在不同工作频率产品的特性以及主要的应用。

定义、概念到应用，一文了解物联网

RFID应用频率图

核心技术之信息汇聚层：传感网自组网技术、局域网技术及广域网技术

1．无线传感器网络（WSN）技术

无线传感器网络（Wireless Sensor Network，简称WSN）的基本功能是将一系列空间分散的传感器单元通过自组织的无线网络进行连接，从而将各自采集的数据通过无线网络进行传输汇总，以实现对空间分散范围内的物理或环境状况的协作监控，并根据这些信息进行相应的分析和处理。

WSN技术贯穿物联网的三个层面，是结合了计算、通信、传感器三项技术的一门新兴技术，具有较大范围、低成本、高密度、灵活布设、实时采集、全天候工作的优势，且对物联网其他产业具有显著带动作用。

2．Wi－Fi

Wi－Fi（Wireless Fidelity，无线保真技术）是一种基于接入点（Access Point）的无线网络结构，目前已有一定规模的布设，在部分应用中与传感器相结合。Wi－Fi技术属于物联网的信息汇总层技术。

3．GPRS

GPRS（General Packet Radio Service，通用分组无线服务）是一种基于GSM移动通信网络的数据服务技术。GPRS技术可以充分利用现有GSM网络，目前在很多领域有广泛应用，在物联网领域也有部分应用。GPRS技术属于物联网的信息汇总层技术。

核心技术之传输层：通信网、互联网、3G网络、GPRS网络、广电网络、NGB

1．通信网

通信网是一种使用交换设备、传输设备，将地理上分散用户终端设备互连起来实现通信和信息交换的系统。通信最基本的形式是在点与点之间建立通信系统，但这不能称为通信网，只有将许多的通信系统（传输系统）通过交换系统按一定拓扑结构组合在一起才能称之为通信。也就是说，有了交换系统才能使某一地区内任意两个终端用户相互接续，才能组成通信网。

2．3G网络

3G是英文the 3rd Generation的缩写，指第三代移动通信技术。相对第一代模拟制式手机（1G）和第二代GSM、CDMA等数字手机，第三代手机（3G）是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统。

3．GPRS网络

这是一种基于GSM系统的无线分组交换技术，提供端到端的、广域的无线IP连接。通俗的讲，GPRS是一项高速数据处理的科技，方法是以“分组”的形式传送资料到用户手上。虽然GPRS是作为现有GSM网络向第三代移动通信演变的过渡技术，但是它在许多方面都具有显著的优势。

4．广电网络

广电网通常是各地有线电视网络公司（台）负责运营的，通过HFC（光纤＋同轴电缆混合网）网向用户提供宽带服务及电视服务网络，宽带可通过CableModem连接到计算机，理论到户最高速率38M，实际速度要视网络情况而定。

5．NGB广域网络中国下一代广播电视网（NGB）是以有线电视数字化和移动多媒体广播（CMMB）的成果为基础，以自主创新的“高性能带宽信息网”核心技术为支撑，构建适合我国国情的、三网融合的、有线无线相结合的、全程全网的下一代广播电视网络。

核心技术之运营层：专家系统、云计算、API接口、客户管理、GIS、ERP

1．企业资源计划（ERP）

ERP是指建立在信息技术基础上，以系统化的管理思想，为企业决策层及员工提供决策运行手段的管理平台。ERP技术属于物联网的信息处理层技术。

2．专家系统（Exper System）

专家系统是一个含有大量的某个领域专家水平的知识与经验，能够利用人类专家的知识和经验来处理该领域问题的智能计算机程序系统。属于信息处理层技术。

3．云计算

云计算概念间由Google提出的，这是一个美丽的网络应用模式，是指IT基础设施的交付和使用，通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的资源。

核心技术之应用层：垂直行业应用、系统集成、资源打包

应用层主要是根据行业特点，借助互联网技术手段，开发各类的行业应用解决方案，将物联网的优势与行业的生产经营、信息化管理、组织调度结合起来，形成各类的物联网解决方案，构建智能化的行业应用。

如交通行业，涉及的就是智能交通技术；电力行业采用的是智能电网技术；物流行业采用的智慧物流技术等。行业的应用还要更多涉及系统集成技术、资源打包技术等。

物联网安全和以往的信息安全并无本质区别，我们需要高度重视，面对挑战制定对策。

物联网系统的安全和一般IT系统的安全基本一样，主要有8个尺度：读取控制、隐私保护、用户认证、不可抵耐性、数据保密性、通信层安全、数据完整性、随时可用性。前4项主要处在物联网DCM三层架构的应用层，后4项主要位于传输层和感知层。其中“隐私权”和“可信度”（数据完整性和保密性）问题在物联网体系中尤其受关注。如果我们从物联网系统体系架构的各个层面仔细分析，我们会发现现有的安全体系基本上可以满足物联网应用的需求，尤其在其初级和中级发展阶段。

物联网应用特有（比一般IT系统更易受侵扰）的安全问题有如下几种。

1．Skimming：在末端设备或RFID持卡人不知情的情况下，信息被读取。

2．Eavesdropping：在一个通道的中间，信息被中途截取。

3．Spoofing：伪造复制设备数据，冒名输入到系统中。

4．Cloning：克隆末端设备，冒名顶替。

5．Killing：损坏或盗走末端设备。

6．Jamming：伪造数据造成设备阻塞不可用。

7．Shielding：用机械手段屏蔽电信号，让末端无法连接。

针对上述问题，物联网发展的中、高级阶段面临如下五大特有（在一般IT安全问题之上）的信息安全挑战。

1．四大类（有线长、短距离和无线长、短距离）网络相互连接组成的异构、多级、分布式网络导致统一的安全体系难以实现“桥接”和过渡。

2．设备大小不一、存储和处理能力的不一致导致安全信息（如PKICredentials等）的传递和处理难以统一。

3．设备可能无人值守、丢失、处于运动状态、连接可能时断时续，可信度差，种种这些因素增加了信息安全系统设计和实施的复杂度。