物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

    “物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)”的核心和基礎(chǔ)仍然是“互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)”，是在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的一種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；其用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物品和物品之間，進(jìn)行信息交換和通訊。因此，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的定義是：通過射頻識別（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，將任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通訊，以實(shí)現(xiàn)智能化識別、定位、追蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)叫做物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。

    基本定義

    物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things)指的是將無處不在（Ubiquitous）的末端設(shè)備（Devices）和設(shè)施（Facilities），包括具備“內(nèi)在智能”的傳感器、移動終端、工業(yè)系統(tǒng)、樓控系統(tǒng)、家庭智能設(shè)施、視頻監(jiān)控系統(tǒng)等、和“外在使能”(Enabled)的，如貼上RFID的各種資產(chǎn)（Assets）、攜帶無線終端的個人與車輛等等“智能化物件或動物”或“智能塵?！保∕ote），通過各種無線和/或有線的長距離和/或短距離通訊網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通（M2M)、應(yīng)用大集成（GrandIntegration)、以及基于云計算的SaaS營運(yùn)等模式，在內(nèi)網(wǎng)（Intranet）、專網(wǎng)（Extranet）、和/或互聯(lián)網(wǎng)（Internet）環(huán)境下，采用適當(dāng)?shù)男畔踩Ｕ蠙C(jī)制，提供安全可控乃至個性化的實(shí)時在線監(jiān)測、定位追溯、報警聯(lián)動、調(diào)度指揮、預(yù)案管理、遠(yuǎn)程控制、安全防范、遠(yuǎn)程維保、在線升級、統(tǒng)計報表、決策支持、領(lǐng)導(dǎo)桌面（集中展示的CockpitDashboard)等管理和服務(wù)功能，實(shí)現(xiàn)對“萬物”的“高效、節(jié)能、安全、環(huán)?！钡摹肮?、控、營”一體化。

    誕生發(fā)展

    1999年誕生，2005年普及，2009年大發(fā)展。

    物聯(lián)網(wǎng)(InternetofThings)這個詞，國內(nèi)外普遍公認(rèn)的是MITAuto-ID中心Ashton教授1999年在研究RFID時最早提出來的。在2005年國際電信聯(lián)盟（ITU）發(fā)布的同名報告中，物聯(lián)網(wǎng)的定義和范圍已經(jīng)發(fā)生了變化，覆蓋范圍有了較大的拓展，不再只是指基于RFID技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)。

    自2009年8月溫家寶總理提出“感知中國”以來,物聯(lián)網(wǎng)被正式列為國家五大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一，寫入“政府工作報告”，物聯(lián)網(wǎng)在中國受到了全社會極大的關(guān)注，其受關(guān)注程度是在美國、歐盟、以及其他各國不可比擬的。

    物聯(lián)網(wǎng)的概念與其說是一個外來概念，不如說它已經(jīng)是一個“中國制造”的概念，他的覆蓋范圍與時俱進(jìn)，已經(jīng)超越了1999年Ashton教授和2005年ITU報告所指的范圍，物聯(lián)網(wǎng)已被貼上“中國式”標(biāo)簽。

    英譯別稱

    “TheInternetofthings”是物聯(lián)網(wǎng)的英文名稱。在中國把物聯(lián)網(wǎng)稱之為“傳感網(wǎng)”。中科院早在1999年，就啟動了傳感網(wǎng)的研究，并已建立了一些實(shí)用的傳感網(wǎng)。與其它國家相比，我國技術(shù)研發(fā)水平處于世界前列，具有同發(fā)優(yōu)勢和重大的影響力。在世界傳感網(wǎng)領(lǐng)域，中國、德國、美國、韓國等國成為國際標(biāo)準(zhǔn)制定的主導(dǎo)國之一。

{$PAGE$}

    2005年，11月27日，在突尼斯舉行的信息社會世界峰會（WSIS）上，國際電信聯(lián)盟（ITU）發(fā)布了《ITU互聯(lián)網(wǎng)報告2005：物聯(lián)網(wǎng)》的報告，正式提出了物聯(lián)網(wǎng)的概念。

    IBM大中華區(qū)首席執(zhí)行官錢大群在2009IBM論壇上公布了名為“智能的地球”的最新策略。IBM希望“智能的地球”策略能掀起互聯(lián)網(wǎng)浪潮之后的又一次科技革命。

    “智慧地球”的概念是美國IBM2008年提出的。2008年11月初，在紐約召開的外國關(guān)系理事會上，IBM董事長兼CEO彭明盛發(fā)表了《智慧的地球：下一代領(lǐng)導(dǎo)人議程》。2005年在中國誕生了智慧的鑰匙（Withey）和2007年誕生了“互聯(lián)網(wǎng)虛擬大腦”的概念。

    相關(guān)術(shù)語

    M2M,傳感網(wǎng)絡(luò)，智慧地球（SmartPlanet)，兩化融合(Digital Convergence)，Pervasive Computing(普適計算）,Ambient Intelligence，Haptic和Ubiquitous Computing、X-internet（可執(zhí)行的互聯(lián)網(wǎng)），Building2.0，Smart Grid（智能電網(wǎng)）。。。

    “Internet of Things”這個組合詞不符合英文縮寫習(xí)慣，在美國或國外并未成為一個像中國的“物聯(lián)網(wǎng)”一樣“家喻戶曉”的“buzzword”，美國更關(guān)注一些具體行業(yè)應(yīng)用，如M2M，SmartGrid，Telematics,Telehealth等等。

    技術(shù)概述

    把網(wǎng)絡(luò)技術(shù)運(yùn)用于萬物，組成“物聯(lián)網(wǎng)”

    如把感應(yīng)器嵌入裝備到油網(wǎng)、電網(wǎng)、路網(wǎng)、水網(wǎng)、建筑、大壩、等物體中

    然后將“物聯(lián)網(wǎng)”與“互聯(lián)網(wǎng)”整合起來，實(shí)現(xiàn)人類社會與物理系統(tǒng)的整合

    超級計算機(jī)群對“整合網(wǎng)”的人員、機(jī)器設(shè)備、基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)施實(shí)時管理控制

    以精細(xì)動態(tài)方式管理生產(chǎn)生活,提高資源利用率和生產(chǎn)力水平,改善人與自然關(guān)系

    支撐技術(shù)

    1.RFID:電子標(biāo)簽屬于智能卡的一類，物聯(lián)網(wǎng)概念是1998年MITAuto-ID中心主任Ashton教授提出來的，RFID技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中重要起“使能”（Enable)作用；

    物聯(lián)網(wǎng)4大支撐技術(shù)與業(yè)務(wù)群

    2.傳感網(wǎng)：借助于各種傳感器，探測和集成包括溫度、濕度、壓力、速度等物質(zhì)現(xiàn)象的網(wǎng)絡(luò)，也是溫總理“感知中國”提法的主要依據(jù)之一；

    3.M2M：這個詞國外用得較多，側(cè)重于末端設(shè)備的互聯(lián)和集控管理，X-Internet，中國三大通訊營運(yùn)商在推M2M這個理念；

    4.兩化融合：工業(yè)信息化也是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)主要推動力之一，自動化和控制行業(yè)是主力，但目前來自這個行業(yè)的聲音相對較少。

{$PAGE$}

    技術(shù)原理

    在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上，利用RFID、數(shù)據(jù)通信技術(shù)

    組成一個覆蓋世界萬事萬物的整合網(wǎng)絡(luò)

    網(wǎng)中萬物自動識別，信息共享，按照人們預(yù)先制定的規(guī)范彼此“交流”。

    技術(shù)意義

    突破傳統(tǒng)思維---過去是將物理設(shè)施和IT設(shè)施分開

    一路是機(jī)場、公路、建筑物等等現(xiàn)實(shí)的世間萬物

    另一路是數(shù)據(jù)電腦、寬帶等等虛擬的“互聯(lián)網(wǎng)”

    而在“物聯(lián)”時代，“現(xiàn)實(shí)的世間萬物”將與“虛擬的互聯(lián)網(wǎng)”

    整合為統(tǒng)一的“整合網(wǎng)絡(luò)”，全球全世界的運(yùn)轉(zhuǎn)以此為基礎(chǔ)---

    經(jīng)濟(jì)管理生產(chǎn)運(yùn)行社會管理乃至個人生活---全球世界---互聯(lián)物聯(lián)---整合大同

    技術(shù)發(fā)展

    2005.11.17,在突尼斯舉行的信息社會世界峰會WSIS上

    國際電信聯(lián)盟ITU發(fā)布了《ITU互聯(lián)網(wǎng)報告2005物聯(lián)網(wǎng)》

    報告指出，無所不在的“物聯(lián)網(wǎng)”通信時代即將來臨

    世上萬物從輪胎到牙刷都可通過因特網(wǎng)主動交換

    RFID、傳感器、納米、智能嵌入技術(shù)更加廣泛的應(yīng)用

    三個階段

    初級階段

    已存在的一些各行業(yè)基于各種行業(yè)數(shù)據(jù)交換和傳輸標(biāo)準(zhǔn)的連網(wǎng)監(jiān)測監(jiān)控，兩化融合[1]引等MAI應(yīng)用系統(tǒng);

    中級階段

    在物聯(lián)網(wǎng)理念推動下，基于局部統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)的跨行業(yè)、跨業(yè)務(wù)綜合管理大集成系統(tǒng)，包括一些基于SaaS模式和“私有云”的M2M營運(yùn)系統(tǒng);

    高級階段

    基于物聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，SOA,WebService,云計算虛擬服務(wù)的onDemand系統(tǒng)，最終實(shí)現(xiàn)基于“共有云”TaaS:“ThingasaService”

    信息安全

    物聯(lián)網(wǎng)的安全和互聯(lián)網(wǎng)的安全問題一樣，永遠(yuǎn)都會是一個被廣泛關(guān)注的話題。由于物聯(lián)網(wǎng)連接和處理的對象主要是機(jī)器或物以及相關(guān)的數(shù)據(jù)，其“所有權(quán)”特性導(dǎo)致物聯(lián)網(wǎng)信息安全要求比以處理“文本”為主的互聯(lián)網(wǎng)要高，對“隱私權(quán)”(Privacy)保護(hù)的要求也更高（如ITU物聯(lián)網(wǎng)報告中指出的），此外還有可信度(Trust)問題，包括“防偽”和DoS（DenialofServices）（即用偽造的末端冒充替換（eavesdropping等手段）侵入系統(tǒng)，造成真正的末端無法使用等），由此有很多人呼吁要特別關(guān)注物聯(lián)網(wǎng)的安全問題。

{$PAGE$}

    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(hù)，用戶認(rèn)證，不可抵賴性，數(shù)據(jù)保密性，通訊層安全，數(shù)據(jù)完整性，隨時可用性。前4項(xiàng)主要處在物聯(lián)網(wǎng)DCM三層架構(gòu)的應(yīng)用層，后4項(xiàng)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(xì)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)用的特有（比一般IT系統(tǒng)更易受侵?jǐn)_）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:在一個通訊通道的中間，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(jī)械手段屏蔽電信號讓末端無法連接

    主要針對上述問題，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)：

    1.4大類（有線長、短距離和無線長、短距離）網(wǎng)路相互連接組成的異構(gòu)（heterogeneous）、多級(multi-hop)、分布式網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)致統(tǒng)一的安全體系難以實(shí)現(xiàn)“橋接”和過度

    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(yùn)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(shí)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權(quán)

    5.多租戶單一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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)的問題更滯后。這兩個標(biāo)準(zhǔn)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。

    中國發(fā)展

    中國在‘物聯(lián)網(wǎng)’領(lǐng)域享有國際話語權(quán)

    中國的無線通信網(wǎng)絡(luò)已覆蓋了廣大城鄉(xiāng)

    無線網(wǎng)絡(luò)是實(shí)現(xiàn)“物聯(lián)網(wǎng)”

{$PAGE$}

    課程7、傳感器技術(shù)概論，《傳感器技術(shù)》，中國計量出版社，等教材。物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)學(xué)生需要對傳感器技術(shù)與發(fā)展，尤其是在應(yīng)用中如何選用有所了解，但不一定需要了解傳感器的設(shè)計與生產(chǎn)，對相關(guān)的材料科學(xué)，生物技術(shù)等有深入了解。

    課程8、RFID技術(shù)概論，《射頻識別（RFID）技術(shù)原理與應(yīng)用》，機(jī)械工業(yè)出版社，等教材。RFID作為物聯(lián)網(wǎng)主要技術(shù)之一，需要了解，它本身（與智能卡技術(shù)融合）可以是一個細(xì)分專業(yè)或行業(yè)，也可以是研究生專業(yè)選題方向。

    課程9、工業(yè)信息化及現(xiàn)場總線技術(shù)，《現(xiàn)場總線技術(shù)及應(yīng)用教程》，機(jī)械工業(yè)出版社，等教材。工業(yè)信息化也是物聯(lián)網(wǎng)主要應(yīng)用領(lǐng)域，需要了解，它本身也可以是一個細(xì)分專業(yè)或行業(yè)，也可作為研究生專業(yè)選題方向。

    課程10、M2M技術(shù)概論，《M2M:TheWirelessRevolution》，TSTCPublishing，等教材。本書是美國“TexasStateTechinicalCollege”推出的M2M專業(yè)教材，在美國首次提出了M2M專業(yè)教學(xué)大綱，M2M也是物聯(lián)網(wǎng)主要領(lǐng)域，需要了解，建議直接用英文授課。

    課程11、物聯(lián)網(wǎng)軟件、標(biāo)準(zhǔn)、與中間件技術(shù)，《中間件技術(shù)原理與應(yīng)用》，清華大學(xué)出版社，《物聯(lián)網(wǎng)：技術(shù)、應(yīng)用、標(biāo)準(zhǔn)和商業(yè)模式》，電子工業(yè)出版社，等教材。物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵在于應(yīng)用，軟件是靈魂，中間件是產(chǎn)業(yè)化的基石，需要學(xué)習(xí)和了解，尤其是對畢業(yè)后有志于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的學(xué)生。

    中國技術(shù)

    中國的技術(shù)研發(fā)水平處于世界前列，具有重大的影響力

    中科院1999年就啟動了傳感網(wǎng)研究，與其它國家相比具有同發(fā)優(yōu)勢

    該院組成了2000多人的團(tuán)隊(duì)，先后投入數(shù)億元

    在無線智能傳感器網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、微型傳感器、傳感器終端機(jī)、移動基站等取得重大進(jìn)展

    目前已擁有從材料、技術(shù)、器件、系統(tǒng)到網(wǎng)絡(luò)的完整產(chǎn)業(yè)鏈

    在世界傳感網(wǎng)領(lǐng)域，中國與德國、美國、韓國一起，成為國際標(biāo)準(zhǔn)制定的主導(dǎo)國之一

    技術(shù)產(chǎn)業(yè)

    掌握“物聯(lián)網(wǎng)”的世界話語權(quán)，不僅體現(xiàn)在技術(shù)領(lǐng)先，更在于我國是世界上少數(shù)能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的國家之一

    研發(fā)核心

    中科院無錫微納傳感網(wǎng)工程技術(shù)研發(fā)中心(無錫傳感網(wǎng)中心)是國內(nèi)研究物聯(lián)網(wǎng)的核心單位

    09.8.7溫總理調(diào)研無錫時，對該中心高度關(guān)注，提出把傳感網(wǎng)絡(luò)中心設(shè)在無錫、輻射全國的想法

    溫家寶指出：在傳感網(wǎng)發(fā)展中早一點(diǎn)謀劃未來---早一點(diǎn)攻破核心技術(shù)

    在國家重大科技專項(xiàng)中，加快推進(jìn)傳感網(wǎng)發(fā)展，盡快建立中國的傳感信息中心--感知中國中心

    江蘇省委省政府落實(shí)溫總理指示，熱情擁抱“物聯(lián)網(wǎng)”，突出抓好平臺建設(shè)和應(yīng)用示范工作