一文了解物聯(lián)網(wǎng):定義、概念到應(yīng)用
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一直說(shuō)聊物聯(lián)網(wǎng),可是有關(guān)物聯(lián)網(wǎng)的一些基礎(chǔ)知識(shí)還沒(méi)提供給大家,杰哥這就整理了一些有關(guān)物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)知識(shí)供大家參考。從物聯(lián)網(wǎng)的定義到所應(yīng)用的技術(shù)再到所應(yīng)用的領(lǐng)域,下面來(lái)了解一下。
一、什么是物聯(lián)網(wǎng)
物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分。其英文名稱(chēng)是“The Internet of things”。由此,顧名思義,“物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。這有兩層意思:第一,物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng),是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò);第二,其用戶(hù)端延伸和擴(kuò)展到了任何物品與物品之間,進(jìn)行信息交換和通信。因此,物聯(lián)網(wǎng)的定義是通過(guò)射頻識(shí)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,把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接,進(jìn)行信息交換和通信,以實(shí)現(xiàn)對(duì)物品的智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。
二、物聯(lián)網(wǎng)認(rèn)識(shí)誤區(qū) 由于物聯(lián)網(wǎng)屬于新興的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè),到目前還沒(méi)有一股真正意義的概念,目前對(duì)其認(rèn)識(shí)存一下誤區(qū)。
誤區(qū)之一 把傳感網(wǎng)或RFID網(wǎng)等同于物聯(lián)網(wǎng)。
事實(shí)上傳感技術(shù)也好、RFID技術(shù)也好,都僅僅是信息采集技術(shù)之一。除傳感技術(shù)和RFID技術(shù)外,GPS、視頻識(shí)別、紅外、激光、掃描等所有能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)識(shí)別與物物通信的技術(shù)都可以成為物聯(lián)網(wǎng)的信息采集技術(shù)。傳感網(wǎng)或者RFID網(wǎng)只是物聯(lián)網(wǎng)的一種應(yīng)用,但絕不是物聯(lián)網(wǎng)的全部。
誤區(qū)之二 把物聯(lián)網(wǎng)當(dāng)成互聯(lián)網(wǎng)的無(wú)邊無(wú)際的無(wú)限延伸,把物聯(lián)網(wǎng)當(dāng)成所有物的完全開(kāi)放、全部互連、全部共享的互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。
實(shí)際上物聯(lián)網(wǎng)絕不是簡(jiǎn)單的全球共享互聯(lián)網(wǎng)的無(wú)限延伸。即使互聯(lián)網(wǎng)也不僅僅指我們通常認(rèn)為的國(guó)際共享的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),互聯(lián)網(wǎng)也有廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)之分。
物聯(lián)網(wǎng)既可以是我們平常意義上的互聯(lián)網(wǎng)向物的延伸;也可以根據(jù)現(xiàn)實(shí)需要及產(chǎn)業(yè)應(yīng)用組成局域網(wǎng)、專(zhuān)業(yè)網(wǎng)。現(xiàn)實(shí)中沒(méi)必要也不可能使全部物品聯(lián)網(wǎng);也沒(méi)必要使專(zhuān)業(yè)網(wǎng)、局域網(wǎng)都必須連接到全球互聯(lián)網(wǎng)共享平臺(tái)。
今后的物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)會(huì)有很大不同,類(lèi)似智慧物流、智能交通、智能電網(wǎng)等專(zhuān)業(yè)網(wǎng);智能小區(qū)等局域網(wǎng)才是最大的應(yīng)用空間。
誤區(qū)之三 認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)就是物物互聯(lián)的無(wú)所不在的網(wǎng)絡(luò),因此認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)是空中樓閣,是目前很難實(shí)現(xiàn)的技術(shù)。
事實(shí)上物聯(lián)網(wǎng)是實(shí)實(shí)在在的,很多初級(jí)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用早就在為我們服務(wù)著。物聯(lián)網(wǎng)理念就是在很多現(xiàn)實(shí)應(yīng)用基礎(chǔ)上推出的聚合型集成的創(chuàng)新,是對(duì)早就存在的具有物物互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)化、智能化、自動(dòng)化系統(tǒng)的概括與提升,它從更高的角度升級(jí)了我們的認(rèn)識(shí)。
誤區(qū)之四 把物聯(lián)網(wǎng)當(dāng)成個(gè)筐,什么都往里裝;基于自身認(rèn)識(shí),把僅僅能夠互動(dòng)、通信的產(chǎn)品都當(dāng)成物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。
如,僅僅嵌入了一些傳感器,就成為了所謂的物聯(lián)網(wǎng)家電;把產(chǎn)品貼上了RFID標(biāo)簽,就成了物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用等等。
三、實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)主要核心技術(shù)
以下是實(shí)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(shí)別技術(shù)、二維碼技術(shù)、微機(jī)電系統(tǒng)和GPS技術(shù)
1.傳感器技術(shù)
傳感技術(shù)同計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)一起被稱(chēng)為信息技術(shù)的三大技術(shù)。從仿生學(xué)觀點(diǎn),如果把計(jì)算機(jī)看成處理和識(shí)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(jué)器官”。微型無(wú)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(shí)別(RFID)技術(shù)
射頻識(shí)別(Radio Frequency Identification,簡(jiǎn)稱(chēng)RFID)是通過(guò)無(wú)線電信號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫(xiě)相關(guān)數(shù)據(jù)的無(wú)線通訊技術(shù)。在國(guó)內(nèi),RFID已經(jīng)在身份證、電子收費(fèi)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(chǎng)應(yīng)用成熟,標(biāo)簽成本低廉,但RFID一般不具備數(shù)據(jù)采集功能,多用來(lái)進(jìn)行物品的甄別和屬性的存儲(chǔ),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(biāo)準(zhǔn)的不同的產(chǎn)品,而且不同頻段的RFID產(chǎn)品會(huì)有不同的特性。其中感應(yīng)器有無(wú)源和有源兩種方式,下面詳細(xì)介紹無(wú)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
低頻(從125KHz到134KHz)
其實(shí)RFID技術(shù)首先在低頻得到廣泛的應(yīng)用和推廣。該頻率主要是通過(guò)電感耦合的方式進(jìn)行工作, 也就是在讀寫(xiě)器線圈和感應(yīng)器線圈間存在著變壓器耦合作用。通過(guò)讀寫(xiě)器交變場(chǎng)的作用在感應(yīng)器天線中感應(yīng)的電壓被整流,可作供電電壓使用, 磁場(chǎng)區(qū)域能夠很好的被定義,但是場(chǎng)強(qiáng)下降的太快。
特性:
1.工作在低頻的感應(yīng)器的一般工作頻率從120KHz到134KHz, TI 的工作頻率為134.2KHz。該頻段的波長(zhǎng)大約為2500m。
2.除了金屬材料影響外,一般低頻能夠穿過(guò)任意材料的物品而不降低它的讀取距離。
3.工作在低頻的讀寫(xiě)器在全球沒(méi)有任何特殊的許可限制。
4.低頻產(chǎn)品有不同的封裝形式。好的封裝形式就是價(jià)格太貴,但是有10年以上的使用壽命。
5.然該頻率的磁場(chǎng)區(qū)域下降很快,但是能夠產(chǎn)生相對(duì)均勻的讀寫(xiě)區(qū)域。
6.相對(duì)于其他頻段的RFID產(chǎn)品,該頻段數(shù)據(jù)傳輸速率比較慢。
7.感應(yīng)器的價(jià)格相對(duì)與其他頻段來(lái)說(shuō)要貴。
主要應(yīng)用:
1.畜牧業(yè)的管理系統(tǒng)
2.汽車(chē)防盜和無(wú)鑰匙開(kāi)門(mén)系統(tǒng)的應(yīng)用
3.馬拉松賽跑系統(tǒng)的應(yīng)用
4.自動(dòng)停車(chē)場(chǎng)收費(fèi)和車(chē)輛管理系統(tǒng)
5.自動(dòng)加油系統(tǒng)的應(yīng)用
6.酒店門(mén)鎖系統(tǒng)的應(yīng)用
7.門(mén)禁和安全管理系統(tǒng) 符合的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn):
a) ISO 11784 RFID畜牧業(yè)的應(yīng)用-編碼結(jié)構(gòu)
b) ISO 11785 RFID畜牧業(yè)的應(yīng)用-技術(shù)理論
c) ISO 14223-1 RFID畜牧業(yè)的應(yīng)用-空氣接口
d) ISO 14223-2 RFID畜牧業(yè)的應(yīng)用-協(xié)議定義
e) ISO 18000-2 定義低頻的物理層、防沖撞和通訊協(xié)議
f) DIN 30745 主要是歐洲對(duì)垃圾管理應(yīng)用定義的標(biāo)準(zhǔn)
高頻(工作頻率為13.56MHz)
在該頻率的感應(yīng)器不再需要線圈進(jìn)行繞制,可以通過(guò)腐蝕活著印刷的方式制作天線。感應(yīng)器一般通過(guò)負(fù)載調(diào)制的方式 的方式進(jìn)行工作。也就是通過(guò)感應(yīng)器上的負(fù)載電阻的接通和斷開(kāi)促使讀寫(xiě)器天線上的電壓發(fā)生變化,實(shí)現(xiàn)用遠(yuǎn)距離感應(yīng)器對(duì)天線電壓進(jìn)行振幅調(diào)制。如果人們通過(guò)數(shù)據(jù)控制負(fù)載電壓的接通和斷開(kāi),那么這些數(shù)據(jù)就能夠從感應(yīng)器傳輸?shù)阶x寫(xiě)器。
特性:
1.工作頻率為13.56MHz,該頻率的波長(zhǎng)大概為22m。
2.除了金屬材料外,該頻率的波長(zhǎng)可以穿過(guò)大多數(shù)的材料,但是往往會(huì)降低讀取距離。感應(yīng)器需要離開(kāi)金屬一段距離。
3.該頻段在全球都得到認(rèn)可并沒(méi)有特殊的限制。
4.感應(yīng)器一般以電子標(biāo)簽的形式。
5.雖然該頻率的磁場(chǎng)區(qū)域下降很快,但是能夠產(chǎn)生相對(duì)均勻的讀寫(xiě)區(qū)域。
6.該系統(tǒng)具有防沖撞特性,可以同時(shí)讀取多個(gè)電子標(biāo)簽。
7.可以把某些數(shù)據(jù)信息寫(xiě)入標(biāo)簽中。
8.?dāng)?shù)據(jù)傳輸速率比低頻要快,價(jià)格不是很貴。
主要應(yīng)用:
1.圖書(shū)管理系統(tǒng)的應(yīng)用
2.瓦斯鋼瓶的管理應(yīng)用
3.服裝生產(chǎn)線和物流系統(tǒng)的管理和應(yīng)用
4.三表預(yù)收費(fèi)系統(tǒng)
5.酒店門(mén)鎖的管理和應(yīng)用
6.大型會(huì)議人員通道系統(tǒng)
7.固定資產(chǎn)的管理系統(tǒng)
8.醫(yī)藥物流系統(tǒng)的管理和應(yīng)用
9.智能貨架的管理
符合的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn):
a) ISO/IEC 14443 近耦合IC卡,最大的讀取距離為10cm
b) ISO/IEC 15693 疏耦合IC卡,最大的讀取距離為1m
c) ISO/IEC 18000-3 該標(biāo)準(zhǔn)定義了13.56MHz系統(tǒng)的物理層,防沖撞算法和通訊協(xié)議
d) 13.56MHz ISM Band Class 1 定義13.56MHz符合EPC的接口定義。
超高頻(工作頻率為860MHz到960MHz之間)
超高頻系統(tǒng)通過(guò)電場(chǎng)來(lái)傳輸能量。電場(chǎng)的能量下降的不是很快,但是讀取的區(qū)域不是很好進(jìn)行定義。該頻段讀取距離比較遠(yuǎn),無(wú)源可達(dá)10m左右。主要是通過(guò)電容耦合的方式進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。
特性:
1.在該頻段,全球的定義不是很相同-歐洲和部分亞洲定義的頻率為868MHz,北美定義的頻段為902到905MHz之間,在日本建議的頻段為950到956之間。該頻段的波長(zhǎng)大概為30cm左右。
2.目前,該頻段功率輸出目前統(tǒng)一的定義(美國(guó)定義為4W,歐洲定義為500mW)。可能歐洲限制會(huì)上升到2W EIRP。
3.超高頻頻段的電波不能通過(guò)許多材料,特別是水,灰塵,霧等懸浮顆粒物資。相對(duì)于高頻的電子標(biāo)簽來(lái)說(shuō),該頻段的電子標(biāo)簽不需要和金屬分開(kāi)來(lái)。
4.電子標(biāo)簽的天線一般是長(zhǎng)條和標(biāo)簽狀。天線有線性和圓極化兩種設(shè)計(jì),滿(mǎn)足不同應(yīng)用的需求。
5.該頻段有好的讀取距離,但是對(duì)讀取區(qū)域很難進(jìn)行定義。
6.有很高的數(shù)據(jù)傳輸速率,在很短的時(shí)間可以讀取大量的電子標(biāo)簽。
主要應(yīng)用:
1.供應(yīng)鏈上的管理和應(yīng)用
2.生產(chǎn)線自動(dòng)化的管理和應(yīng)用
3.航空包裹的管理和應(yīng)用
4.集裝箱的管理和應(yīng)用
5.鐵路包裹的管理和應(yīng)用
6.后勤管理系統(tǒng)的應(yīng)用
符合的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn):
a) ISO/IEC 18000-6 定義了甚高頻的物理層和通訊協(xié)議;空氣接口定義了Type A和Type B兩部分;支持可讀和可寫(xiě)操作。
b) EPCglobal 定義了電子物品編碼的結(jié)構(gòu)和甚高頻的空氣接口以及通訊的協(xié)議。例如:Class 0, Class 1, UHF Gen2。
c) Ubiquitous ID 日本的組織,定義了UID編碼結(jié)構(gòu)和通信管理協(xié)議。
3.微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)
微機(jī)電系統(tǒng)是指利用大規(guī)模集成電路制造工藝,經(jīng)過(guò)微米級(jí)加工,得到的集微型傳感器、執(zhí)行器以及信號(hào)處理和控制電路、接口電路、通信和電源于一體的微型機(jī)電系統(tǒng)。MEMS技術(shù)屬于物聯(lián)網(wǎng)的信息采集層技術(shù)。
4.GPS技術(shù)
GPS技術(shù)又稱(chēng)為全球定位系統(tǒng),是具有海、陸、空全方位實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。GPS作為移動(dòng)感知技術(shù),是物聯(lián)網(wǎng)延伸到移動(dòng)物體采集移動(dòng)物體信息的重要技術(shù),更是物流智能化、智能交通的重要技術(shù)。
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(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)技術(shù)
無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network,簡(jiǎn)稱(chēng)WSN)的基本功能是將一系列空間分散的傳感器單元通過(guò)自組織的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接,從而將各自采集的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸匯總,以實(shí)現(xiàn)對(duì)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(jìn)行相應(yīng)的分析和處理。
WSN技術(shù)貫穿物聯(lián)網(wǎng)的三個(gè)層面,是結(jié)合了計(jì)算、通信、傳感器三項(xiàng)技術(shù)的一門(mén)新興技術(shù),具有較大范圍、低成本、高密度、靈活布設(shè)、實(shí)時(shí)采集、全天候工作的優(yōu)勢(shì),且對(duì)物聯(lián)網(wǎng)其他產(chǎn)業(yè)具有顯著帶動(dòng)作用。
2.Wi-Fi
Wi-Fi(Wireless Fidelity,無(wú)線保真技術(shù))是一種基于接入點(diǎn)(Access Point)的無(wú)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(wú)線服務(wù))是一種基于GSM移動(dòng)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GSM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(hù)終端設(shè)備互連起來(lái)實(shí)現(xiàn)通信和信息交換的系統(tǒng)。通信最基本的形式是在點(diǎn)與點(diǎn)之間建立通信系統(tǒng),但這不能稱(chēng)為通信網(wǎng),只有將許多的通信系統(tǒng)(傳輸系統(tǒng))通過(guò)交換系統(tǒng)按一定拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)組合在一起才能稱(chēng)之為通信。也就是說(shuō),有了交換系統(tǒng)才能使某一地區(qū)內(nèi)任意兩個(gè)終端用戶(hù)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(xiě),指第三代移動(dòng)通信技術(shù)。相對(duì)第一代模擬制式手機(jī)(1G)和第二代GSM、CDMA等數(shù)字手機(jī),第三代手機(jī)(3G)是指將無(wú)線通信與國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)等多媒體通信結(jié)合的新一代移動(dòng)通信系統(tǒng)。
3.GPRS網(wǎng)絡(luò)
這是一種基于GSM系統(tǒng)的無(wú)線分組交換技術(shù),提供端到端的、廣域的無(wú)線IP連接。通俗的講,GPRS是一項(xiàng)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(hù)手上。雖然GPRS是作為現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡(luò)向第三代移動(dòng)通信演變的過(guò)渡技術(shù),但是它在許多方面都具有顯著的優(yōu)勢(shì)。
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(tái))負(fù)責(zé)運(yùn)營(yíng)的,通過(guò)HFC(光纖+同軸電纜混合網(wǎng))網(wǎng)向用戶(hù)提供寬帶服務(wù)及電視服務(wù)網(wǎng)絡(luò),寬帶可通過(guò)CableModem連接到計(jì)算機(jī),理論到戶(hù)最高速率38M,實(shí)際速度要視網(wǎng)絡(luò)情況而定。
5.NGB廣域網(wǎng)絡(luò)中國(guó)下一代廣播電視網(wǎng)(NGB)是以有線電視數(shù)字化和移動(dòng)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(guó)國(guó)情的、三網(wǎng)融合的、有線無(wú)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(yùn)營(yíng)層:專(zhuān)家系統(tǒng)、云計(jì)算、API接口、客戶(hù)管理、GIS、ERP
1.企業(yè)資源計(jì)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(yùn)行手段的管理平臺(tái)。ERP技術(shù)屬于物聯(lián)網(wǎng)的信息處理層技術(shù)。
2.專(zhuān)家系統(tǒng)(Exper System)
專(zhuān)家系統(tǒng)是一個(gè)含有大量的某個(gè)領(lǐng)域?qū)<宜降闹R(shí)與經(jīng)驗(yàn),能夠利用人類(lèi)專(zhuān)家的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)來(lái)處理該領(lǐng)域問(wèn)題的智能計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng)。屬于信息處理層技術(shù)。
3.云計(jì)算
云計(jì)算概念間由Google提出的,這是一個(gè)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(guò)網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴(kuò)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(diǎn),借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)手段,開(kāi)發(fā)各類(lèi)的行業(yè)應(yīng)用解決方案,將物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)與行業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)、信息化管理、組織調(diào)度結(jié)合起來(lái),形成各類(lèi)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(wú)本質(zhì)區(qū)別,我們需要高度重視,面對(duì)挑戰(zhàn)制定對(duì)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(gè)尺度:讀取控制、隱私保護(hù)、用戶(hù)認(rèn)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(shí)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(wèn)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(gè)層面仔細(xì)分析,我們會(huì)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的安全體系基本上可以滿(mǎn)足物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的需求,尤其在其初級(jí)和中級(jí)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?jǐn)_)的安全問(wèn)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(gè)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(hào),讓末端無(wú)法連接。
針對(duì)上述問(wèn)題,物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的中、高級(jí)階段面臨如下五大特有(在一般IT安全問(wèn)題之上)的信息安全挑戰(zhàn)。
1.四大類(lèi)(有線長(zhǎng)、短距離和無(wú)線長(zhǎng)、短距離)網(wǎng)絡(luò)相互連接組成的異構(gòu)、多級(jí)、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(guò)渡。
2.設(shè)備大小不一、存儲(chǔ)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(wú)人值守、丟失、處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、連接可能時(shí)斷時(shí)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(jì)和實(shí)施的復(fù)雜度。
4.在保證一個(gè)智能物件要被數(shù)量龐大甚至未知的其他設(shè)備識(shí)別和接受的同時(shí),又要同時(shí)保證其信息傳遞的安全性和隱私性。
5.用戶(hù)單一Instance服務(wù)器SaaS模式對(duì)安全框架的設(shè)計(jì)提出了更高的要求。
對(duì)于上述問(wèn)題的研究和產(chǎn)品開(kāi)發(fā),目前國(guó)內(nèi)外都還處于起步階段,在WSN和RFID領(lǐng)域有一些針對(duì)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(wèn)題目前還沒(méi)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(wèn)題更滯后。這兩個(gè)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。
(審核編輯: 林靜)
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