物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)及面臨問(wèn)題
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2．2 傳感網(wǎng)技術(shù)
傳感網(wǎng)由大量部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的多個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，即無(wú)線傳感網(wǎng)(WSN)，它能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)、感知和采集感知對(duì)象的各種信息，并對(duì)這些信息進(jìn)行處理后通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送出去。物聯(lián)網(wǎng)正是通過(guò)各種各樣的傳感器以及由它們組成的無(wú)線傳感網(wǎng)來(lái)感知整個(gè)物質(zhì)世界的。
在物聯(lián)網(wǎng)中，首先要解決的就是獲取準(zhǔn)確可靠的信息，而傳感器是獲取信息的主要途徑與手段。傳感器是一種檢測(cè)裝置，用來(lái)感知信息采集點(diǎn)的環(huán)境參數(shù)，例如聲、光、電、熱等信息，并能將檢測(cè)感知到的信息按一定規(guī)律變換成電信號(hào)或所需形式輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)和控制等要求。
傳感網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)的底層和信息來(lái)源，因此需要對(duì)其運(yùn)行狀態(tài)及信號(hào)傳輸?shù)耐〞承赃M(jìn)行監(jiān)測(cè)，才能實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的有效控制。傳感網(wǎng)除了具有一般無(wú)線網(wǎng)絡(luò)所面臨的信息泄露、信息篡改等多種威脅外，還面臨節(jié)點(diǎn)容易被操縱的威脅，因而在通信前進(jìn)行節(jié)點(diǎn)的身份認(rèn)證很有必要。
2．3 M2M技術(shù)
M2M通過(guò)實(shí)現(xiàn)人與人(Man to Man)、人與機(jī)器(Man to Machine)機(jī)器與機(jī)器(Machine to Machine)的通信，讓機(jī)器、設(shè)備、應(yīng)用處理過(guò)程與后臺(tái)信息系統(tǒng)共享信息。M2M技術(shù)的應(yīng)用幾乎涵蓋了各行各業(yè)，通過(guò)“讓機(jī)器開(kāi)口說(shuō)話”，使機(jī)器設(shè)備不再是信息孤島，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備和資產(chǎn)有效地監(jiān)控與管理。
M2M產(chǎn)品主要無(wú)線終端、傳輸通道和行業(yè)應(yīng)用中心3部分構(gòu)成。無(wú)線終端是特殊的行業(yè)應(yīng)用終端，傳輸通道是從無(wú)線終端到用戶端的行業(yè)應(yīng)用中心之間的通道，行業(yè)應(yīng)用中心是終端上傳數(shù)據(jù)的集中點(diǎn)。
M2M包括硬件和軟件平臺(tái)。其硬件是使機(jī)器具有通信或聯(lián)網(wǎng)能力的部件，能夠從各種機(jī)器、設(shè)備處獲取數(shù)據(jù)并傳送到通信網(wǎng)絡(luò)硬件廠商。M2M的軟件包含中間件、通訊網(wǎng)關(guān)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、集成平臺(tái)、構(gòu)件庫(kù)及行業(yè)化的應(yīng)用套件等。
2．4 云計(jì)算
云計(jì)算(Cloud Computing)是網(wǎng)格計(jì)算、并行計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)等傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展融合的產(chǎn)物。它旨在通過(guò)網(wǎng)絡(luò)把多個(gè)成本相對(duì)較低的計(jì)算實(shí)體整合成一個(gè)具有強(qiáng)大計(jì)算能力的完美系統(tǒng)。
物聯(lián)網(wǎng)要求每個(gè)物體都與該物體的唯一標(biāo)示符相關(guān)聯(lián)，這樣就可以在數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行檢索。加上隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，終端數(shù)量的急劇增長(zhǎng)，會(huì)產(chǎn)生龐大的數(shù)據(jù)流，因此需要一個(gè)海量的數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)這些數(shù)據(jù)信息進(jìn)行收集、存儲(chǔ)、處理與分析，以提供決策和行動(dòng)。傳統(tǒng)的信息處理中心是難以滿足這種計(jì)算需求的，這就需要引入云計(jì)算。
云計(jì)算可以為物聯(lián)網(wǎng)提供高效的計(jì)算、存儲(chǔ)能力，通過(guò)提供靈活、安全、協(xié)同的資源共享來(lái)構(gòu)造一個(gè)龐大的、分布式的資源池，并按需進(jìn)行動(dòng)態(tài)部署、配置及取消服務(wù)。其核心理念就是通過(guò)不斷提高“云”的處理能力，最終使用戶終端簡(jiǎn)化成一個(gè)單純的輸入輸出設(shè)備，并能按需享受“云”的強(qiáng)大計(jì)算處理能力。
2．5 中間件
中間件(Middleware)是處于操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序之間的軟件，它屏蔽了底層操作系統(tǒng)的復(fù)雜性，使程序開(kāi)發(fā)人員面對(duì)一個(gè)簡(jiǎn)單而統(tǒng)一的開(kāi)發(fā)環(huán)境，減少程序設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，將注意力集中在自己的業(yè)務(wù)上，從而大大減少了技術(shù)上的負(fù)擔(dān)。中間件帶給應(yīng)用系統(tǒng)的，不只是開(kāi)發(fā)的簡(jiǎn)便、開(kāi)發(fā)周期的縮短，也減少了系統(tǒng)的維護(hù)、運(yùn)行和管理的工作量。
物聯(lián)網(wǎng)的理念是要實(shí)現(xiàn)任何時(shí)間、任何地點(diǎn)及任何物體的連接，這個(gè)特點(diǎn)決定了屏蔽底層硬件的多樣性及應(yīng)用的復(fù)雜性。中間件的特性正好提供了良好的平臺(tái)，以實(shí)現(xiàn)各類信息的關(guān)聯(lián)、融合與互動(dòng)。
基于物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，中間件的研究應(yīng)著重于支持多種傳感設(shè)備的數(shù)據(jù)采集和處理功能，向上層應(yīng)用提供終端能力調(diào)用接口等。
3 物聯(lián)網(wǎng)所面臨的問(wèn)題
物聯(lián)網(wǎng)前景廣闊，對(duì)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的影響巨大。然而，我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展還存在一系列瓶頸和制約因素，例如關(guān)鍵技術(shù)有待突破，標(biāo)準(zhǔn)比較分散、體系還不完善，安全與隱私受到挑戰(zhàn)，應(yīng)用規(guī)模小，沒(méi)有形成成熟的商業(yè)模式等。
1)加強(qiáng)政策引導(dǎo)。物聯(lián)網(wǎng)牽涉到各個(gè)行業(yè)，各個(gè)產(chǎn)業(yè)，它不僅需要技術(shù)，更需要多種力量的整合。這就需要國(guó)家的產(chǎn)業(yè)政策和立法上要制定出適合這個(gè)行業(yè)發(fā)展的政策與法規(guī)。因此，加強(qiáng)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的研究，盡快解決物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵與產(chǎn)業(yè)政策等問(wèn)題。加強(qiáng)與相關(guān)部門(mén)的溝通協(xié)作，積極推動(dòng)出臺(tái)國(guó)家層面的統(tǒng)一戰(zhàn)略規(guī)劃，確定物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略，明確其發(fā)展目標(biāo)及發(fā)展路線圖，統(tǒng)籌部署物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)的研發(fā)、產(chǎn)業(yè)化及應(yīng)用。
2)制定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)多設(shè)備、多網(wǎng)絡(luò)、多應(yīng)用的一個(gè)大網(wǎng)，在其發(fā)展過(guò)程中，傳感、傳輸、應(yīng)用各個(gè)層面會(huì)有大量的技術(shù)出現(xiàn)，可能會(huì)采用不同的技術(shù)方案。如果各行其是，不能相互連通，不能降低研發(fā)成本，不能形成整合的商業(yè)模式，更不能形成規(guī)模經(jīng)濟(jì)。因此，推動(dòng)建立跨行業(yè)、跨領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)作機(jī)制，盡快制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，以使其互聯(lián)互通、相互融合，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)尤為重要。
3)突破核心技術(shù)。圍繞物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，集中多方資源，突破核心技術(shù)，加快形成較為完備的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系。引導(dǎo)加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)作，協(xié)同開(kāi)展物聯(lián)網(wǎng)重大技術(shù)攻關(guān)和應(yīng)用集成創(chuàng)新。急需突破的核心技術(shù)包括傳感器技術(shù)、射頻識(shí)別技術(shù)(RFID)、中間件技術(shù)、M2M技術(shù)、智能通信與控制技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)、異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合技術(shù)等技術(shù)。
4)關(guān)注信息安全。物聯(lián)網(wǎng)中的物與物、物與人之間互聯(lián)，使用大量的信息采集和交換設(shè)備，信息采集和信息傳輸頻繁。比起傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展帶來(lái)的信息安全、網(wǎng)絡(luò)安全將更為突出。要強(qiáng)化安全意識(shí)，把安全放在首位。研究物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展可能帶來(lái)的安全問(wèn)題，制定相關(guān)措施，防患于未然，科學(xué)規(guī)劃和配置頻率資源，積極研究制定和推廣應(yīng)用我國(guó)自主編碼體系，推動(dòng)完善信息安全、個(gè)人隱私保護(hù)等方面的法律法規(guī)。
5)建立管理平臺(tái)。物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)大網(wǎng)，其價(jià)值在于網(wǎng)，而不在于物。如果沒(méi)有一個(gè)龐大的網(wǎng)絡(luò)體系，不能進(jìn)行管理和整合，那這個(gè)網(wǎng)絡(luò)就沒(méi)有意義。因此，建立一個(gè)綜合性的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)管理平臺(tái)，把各種傳感信息進(jìn)行匯總和分門(mén)別類，進(jìn)行有指向性的傳輸，已成為非常重要的問(wèn)題。有了這個(gè)綜合性的管理平臺(tái)，就可以整合資源、相互融合，取代那種效率低，成本高的各自為政的局面，從而為物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展助力騰飛。
6)完善商業(yè)模式。任何一次信息產(chǎn)業(yè)革命都會(huì)出現(xiàn)一種新型的商業(yè)盈利模式，物聯(lián)網(wǎng)也不例外。物聯(lián)網(wǎng)作為新概念、新技術(shù)，其感知、網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用的3個(gè)層次中，每一個(gè)層面都有多種選擇去開(kāi)拓市場(chǎng)。而目前能夠給物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展直接帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益的主要集中在與物聯(lián)網(wǎng)有關(guān)的電子元器件領(lǐng)域，例如射頻識(shí)別、感應(yīng)器等等。而龐大的商業(yè)盈利模式尚未完善，這就需要組織引導(dǎo)，集中資源，形成合力，以應(yīng)用為先導(dǎo)，完善商業(yè)模式。
4 結(jié)束語(yǔ)
作為技術(shù)革命，互聯(lián)網(wǎng)改善了人與人之間的交流方式，縮短了空間距離；而物聯(lián)網(wǎng)引入了人與物之間的交流，其發(fā)展目標(biāo)是使人們?cè)谌我鈺r(shí)間、任意地點(diǎn)可以與任意物品互聯(lián)，其前途無(wú)限，必將為人類生活帶來(lái)翻天覆地的變化，“智慧地球”的理想也終將變成現(xiàn)實(shí)。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/154723.htm
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