垫 ： Ｔ技术 Ｓｃｉｅｎｃｅ ｅｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒｅｌｄ 探究物联网关键技术与应用 张华 （广东南方电信规划咨询设计院有限公司广东深期Ｉ ５１８０３８） 摘 要：物联网被认为是继计算机、互联网之后的弟三代信息技术领军者，是信息产业的方向标，井将不断地推动着行业信息化的深化发展。 物联网因其巨大的应用前景。受到世界各国的高度关注。因此，探究物联网关键技术及其应用具有重要的现实意义。该文从物联网的基本概念 入手，主要探究物联网的关键技术友其应用，分析我国物联网的发展优势并提出了几点建议，以期推动我国物联网技术的发展。 关键词：物联网 互联网 关键技术应用 中图分类号：ＴＰ３９３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７４—０９８ｘ（２０ｌ３）０５（ａ）一００４１—０２ 世界科学技术发展日新月异，继计算 机、互联网在信息领域掀起浪潮以后， 物联网被看作是世界信息领域的又一次重 大变革，在世界信息领域异军突起。物联网 被确定为我国今后的七大战略性新兴产业 之一，各省市纷纷表示进军物联网发展领 域。但从整体上来看，物联网的研究还处于 起步阶段，特别是在我国的物联网研究中， 主要偏重于它在终端设备以及应用方案等 应用上，相对于发达国家而言，我国的物联 网研究比较缺乏硬件设备如ＭＥＭＳ（微电 子机械系统）、传感器等的技术创新，对物 联网的关键技术、体系架构等的研究还不 深入。因此，加强物联网的关键技术研究， 意义重大。 １物联网的界定 狭义上的物联网是指物与物之间相连 的互联网，包括物品到物品以及物品到识别 管理设备的相连；广义上的物联网 《是指物 理空间与信息空间的有效融合，即是现实空 间与虚拟空间的相互融合，将事件与物体网 络化和数字化，从而实现物与物、物与人之 间的信息交互，以达到物品的监控定位、自 动识别以及远程控制的目标。本文立足于广 义上的物联网进行物联网关键技术研究。 物联网在现有的互联网基础上进行信 息传输，将互联网的终端扩展到了物品实物 上，并与现有的物联网一起构成一个更智能 广泛的网络，通过这一网络可以实现任何时 间、地点以及任何物品的连接，从而达到远 程控制联网物品的目的。 ２物联网的关键技术研究 ２．１物联网体系的架构 根据广义上的物联网概念，物联网的 构架组成主要可分为三层：一层是感知数 据的感知层、二层是进行数据传输的传输 层，三层及最上层的内容应用层。各层情况 具体如下。 （１）感知层。感知层是通过Ｍ２Ｍ终 端、ＲＦＩＤ移动终端、感知节点以及汇接节 点等获取信息，从而进行网络的传输。感知 层是使物联网进行全面感知的核心能力层， 它的不同形态的终端都具有不同的功能， 如感知节点可以进行随时随地的信息感 知、测量与信息传递；汇接节点可以进行数 据的汇聚、分析以及数据的处理和传送。此 外，还包含了Ｍ２Ｍ终端、通信网以及传感网 了一个２０位ＦｌＯＷ Ｌａｂｅ字段以及一个８位 间的网管、末梢传感器等。感知层的主要特 Ｃｌａｓｓ字段进行识别传输，传输质量远远高 点在于它具有标识感知、嵌入智能以及协 于ＩＰＶ４的传输，而且就ＩＰＶ６本身的属性而 同互动的能力。 言，如地址的自动配置、动态家乡代理地址 （２）传输层。传输层通常解决感知层 等，决定了ＩＰＶ６在解决高速率以及移动性 获取的数据的长距离传输的问题。这些数 等问题上更具优势。因此，物联网要实现广 据的传输可以通过国际互联网、移动通信网 泛应用的要求，ＩＰＶ６技术必不可少。 或者小型局域网等网络进行传输。传输层 （３）传感器探测技术。传感器是感知物 具有激活或终止网络的连接，路由的选择 联网自身的内外部运行环境中最为关键的 与中断；差错检测及其恢复；信息存储查询 部分，传感器技术为物联网进行信息的传 以及网络管理等各种功能，为建立网络连 输、信息的分析以及反馈提供了有效的技术 接服务。 支撑。由于科学技术的日新月异，新时期的 （３）应用层。应用层主要利用经分析处 传感器发展的主要趋势越来越倾向于网络 理后的感知数据，为物联网用户提供服务， 化与智能化，并且向着智能嵌入式的Ｗｅｂ 这一层主要解决人机界面问题以及信息处 的传感器方向发展。各类微型的传感器节点 理问题。发展物联网技术的根本目的就是 有效地布置在监测区内，利用无线通信的 为用户提供服务，应用层将个人以及行业信 方式，有效地链接为一个有序的组织网络， 息的需求与物联网的技术结合起来，提供 从而组成了无线传感器网络，实现了传感器 更广泛的应用服务。应用层的应用服务类型 的网络化，是物联网发展的一个重要的标 可以分为远程抄表等的查询型应用、远程 志。在我国，传感器技术的发展方向主要有 医疗等的控制型应用、物流监控等的监控 传感器底层协议及网络组织结构研究、传感 型应用以及扫描型应用等。 器的网络安全问题及其自身检测和控制研 ２．２物联网的关键技术研究 究、网络化控制与先进测试技术等传感器 物联网在诞生的初期，关于它的关键 探测技术的研究。 技术研究相对较少，但随着经济和科学技 （４）认知计算机和智能控制技术。当 术的发展，关于其关键技术研究数量急剧 前，人工智能技术的主要研究方向就是认 增加，物联网的技术细节涉及各方各面， 知计算机，它主要通过对人脑感觉意识、行 例如ＲＦＩＤ（射频识别）、ＷＳＮ（无线传感 为能力进行模仿，从而实现控制的目的，它 网）、ＩＶＰ６技术、云计算、纳米技术、传感 具有消耗能量低、空间占用小的优势。在物 器探测技术、认知计算机和智能控制技术 联网的发展过程中，具有能够从环境中获 等等，技术涉及范围广ｏ 得物体自身的行为，才能有效地控制连接 （１）无线传感网。无线传感网是物联网 物体，为物联网提供大量的判断依据。 的核心以及神经，是进行物联网研究的重 （５）ＲＦＩＤ技术。ＲＦＩＤ技术又称射频 点。由于多数的物联网终端都具有随机分 识别技术，它利用射频信号并通过电磁场 布性和移动性，因此就决定了无线传感器 或者交变磁场（空间耦合）以达到无接触的 必须要有高效智能、快速稳定的特性，从而 信息传递的目的，并利用所传递的信息进行 满足高密度、大规模、低成本、低功耗、强容 识别。物联网ＲＦＩＤ技术兴起以后，被广泛 错、节点对等、动态拓扑的基本要求。 应用于零售、物流等行业。 （２）ＩＰＶ６技术。现目前的ＩＰＶ４地址已 （６）云计算技术。随着物联网的应用发 经出现了地址枯竭的现象，而ＩＰＶ５技术的 展，其终端的数量会大量增加，这就需要借 出现，能够为物联网的终端提供足够的且满 助于强大的信息处理中心，为了适应这一需 足条件的ＩＰ地址；同时ＩＰｖ６内嵌的安全机 求，云计算应运而生，它可以为物联网提供 制提供的安全环境比ＩＰＶ４网络更安全，在 高效的计算与存储能力，并提供网络引擎 ＩＰＶ６的协议栈中内嵌了ＩＰＳｅｃ协议，此协议 给物联网。 可以提供两端数据的加密通信，而且ＩＰＶ６ 所支持的子网节点的数量非常巨大，增大 ３物联网的应用研究 了黑客扫描的难度，因此，相较干ＩＰＶ４而 物联网具有广泛的应用前景，从物联网 言，ＩＰＶ６更加安全，此外，ＩＰＶ６的数据采用 （下转４３页） 科技创新导报Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ ４１
