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(hù)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(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，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(shí)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(wú)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(dòng)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(wú)線(xiàn)終端的個(gè)人與車(chē)輛等等“智能化物件或動(dòng)物”或“智能塵?！保∕ote），通過(guò)各種無(wú)線(xiàn)和/或有線(xiàn)的長(zhǎng)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(jì)算的SaaS營(yíng)運(yùn)等模式，在內(nèi)網(wǎng)（Intranet）、專(zhuān)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(gè)性化的實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)、定位追溯、報(bào)警聯(lián)動(dòng)、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(xiàn)升級(jí)、統(tǒng)計(jì)報(bào)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(duì)“萬(wàn)物”的“高效、節(jié)能、安全、環(huán)?！钡摹肮?、控、營(yíng)”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(gè)詞，國(guó)內(nèi)外普遍公認(rèn)的是MITAuto-ID中心Ashton教授1999年在研究RFID時(shí)最早提出來(lái)的。在2005年國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）發(fā)布的同名報(bào)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(guó)”以來(lái),物聯(lián)網(wǎng)被正式列為國(guó)家五大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一，寫(xiě)入“政府工作報(bào)告”，物聯(lián)網(wǎng)在中國(guó)受到了全社會(huì)極大的關(guān)注，其受關(guān)注程度是在美國(guó)、歐盟、以及其他各國(guó)不可比擬的。

    物聯(lián)網(wǎng)的概念與其說(shuō)是一個(gè)外來(lái)概念，不如說(shuō)它已經(jīng)是一個(gè)“中國(guó)制造”的概念，他的覆蓋范圍與時(shí)俱進(jìn)，已經(jīng)超越了1999年Ashton教授和2005年ITU報(bào)告所指的范圍，物聯(lián)網(wǎng)已被貼上“中國(guó)式”標(biāo)簽。

    英譯別稱(chēng)

    “TheInternetofthings”是物聯(lián)網(wǎng)的英文名稱(chēng)。在中國(guó)把物聯(lián)網(wǎng)稱(chēng)之為“傳感網(wǎng)”。中科院早在1999年，就啟動(dòng)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(guó)家相比，我國(guó)技術(shù)研發(fā)水平處于世界前列，具有同發(fā)優(yōu)勢(shì)和重大的影響力。在世界傳感網(wǎng)領(lǐng)域，中國(guó)、德國(guó)、美國(guó)、韓國(guó)等國(guó)成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定的主導(dǎo)國(guó)之一。

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    2005年，11月27日，在突尼斯舉行的信息社會(huì)世界峰會(huì)（WSIS）上，國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）發(fā)布了《ITU互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2005：物聯(lián)網(wǎng)》的報(bào)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(qián)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(guó)IBM2008年提出的。2008年11月初，在紐約召開(kāi)的外國(guó)關(guān)系理事會(huì)上，IBM董事長(zhǎng)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(guó)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(yǔ)

    M2M,傳感網(wǎng)絡(luò)，智慧地球（SmartPlanet)，兩化融合(Digital Convergence)，Pervasive Computing(普適計(jì)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(gè)組合詞不符合英文縮寫(xiě)習(xí)慣，在美國(guó)或國(guó)外并未成為一個(gè)像中國(guó)的“物聯(lián)網(wǎng)”一樣“家喻戶(hù)曉”的“buzzword”，美國(guó)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(wàn)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(lái)，實(shí)現(xiàn)人類(lèi)社會(huì)與物理系統(tǒng)的整合

    超級(jí)計(jì)算機(jī)群對(duì)“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(shí)管理控制

    以精細(xì)動(dòng)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(lèi)，物聯(lián)網(wǎng)概念是1998年MITAuto-ID中心主任Ashton教授提出來(lái)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(cè)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(guó)”提法的主要依據(jù)之一；

    3.M2M：這個(gè)詞國(guó)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(guó)三大通訊營(yíng)運(yùn)商在推M2M這個(gè)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(dòng)力之一，自動(dòng)化和控制行業(yè)是主力，但目前來(lái)自這個(gè)行業(yè)的聲音相對(duì)較少。

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    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(gè)覆蓋世界萬(wàn)事萬(wàn)物的整合網(wǎng)絡(luò)

    網(wǎng)中萬(wàn)物自動(dòng)識(shí)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(guò)去是將物理設(shè)施和IT設(shè)施分開(kāi)

    一路是機(jī)場(chǎng)、公路、建筑物等等現(xiàn)實(shí)的世間萬(wàn)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(shí)代，“現(xiàn)實(shí)的世間萬(wàn)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(huì)管理乃至個(gè)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(huì)世界峰會(huì)WSIS上

    國(guó)際電信聯(lián)盟ITU發(fā)布了《ITU互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2005物聯(lián)網(wǎng)》

    報(bào)告指出，無(wú)所不在的“物聯(lián)網(wǎng)”通信時(shí)代即將來(lái)臨

    世上萬(wàn)物從輪胎到牙刷都可通過(guò)因特網(wǎng)主動(dòng)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(gè)階段

    初級(jí)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(cè)監(jiān)控，兩化融合[1]引等MAI應(yīng)用系統(tǒng);

    中級(jí)階段

    在物聯(lián)網(wǎng)理念推動(dòng)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(yíng)運(yùn)系統(tǒng);

    高級(jí)階段

    基于物聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，SOA,WebService,云計(jì)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(wèn)題一樣，永遠(yuǎn)都會(huì)是一個(gè)被廣泛關(guān)注的話(huà)題。由于物聯(lián)網(wǎng)連接和處理的對(duì)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(duì)“隱私權(quán)”(Privacy)保護(hù)的要求也更高（如ITU物聯(lián)網(wǎng)報(bào)告中指出的），此外還有可信度(Trust)問(wèn)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(wú)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(wèn)題。

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    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，不可抵賴(lài)性，數(shù)據(jù)保密性，通訊層安全，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)用的特有（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(hào)讓末端無(wú)法連接

    主要針對(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)：

    1.4大類(lèi)（有線(xiàn)長(zhǎng)、短距離和無(wú)線(xiàn)長(zhǎng)、短距離）網(wǎng)路相互連接組成的異構(gòu)（heterogeneous）、多級(jí)(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(guò)度

    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權(quán)

    5.多租戶(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。

    中國(guó)發(fā)展

    中國(guó)在‘物聯(lián)網(wǎng)’領(lǐng)域享有國(guó)際話(huà)語(yǔ)權(quán)

    中國(guó)的無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)已覆蓋了廣大城鄉(xiāng)

    無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)是實(shí)現(xiàn)“物聯(lián)網(wǎng)”

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    課程7、傳感器技術(shù)概論，《傳感器技術(shù)》，中國(guó)計(jì)量出版社，等教材。物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)學(xué)生需要對(duì)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(jì)與生產(chǎn)，對(duì)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(shí)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(gè)細(xì)分專(zhuān)業(yè)或行業(yè)，也可以是研究生專(zhuān)業(yè)選題方向。

    課程9、工業(yè)信息化及現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)，《現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)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(gè)細(xì)分專(zhuān)業(yè)或行業(yè)，也可作為研究生專(zhuān)業(yè)選題方向。

    課程10、M2M技術(shù)概論，《M2M:TheWirelessRevolution》，TSTCPublishing，等教材。本書(shū)是美國(guó)“TexasStateTechinicalCollege”推出的M2M專(zhuān)業(yè)教材，在美國(guó)首次提出了M2M專(zhuān)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(duì)畢業(yè)后有志于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的學(xué)生。

    中國(guó)技術(shù)

    中國(guó)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(dòng)了傳感網(wǎng)研究，與其它國(guó)家相比具有同發(fā)優(yōu)勢(shì)

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

    在無(wú)線(xiàn)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(dòng)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(guó)與德國(guó)、美國(guó)、韓國(guó)一起，成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定的主導(dǎo)國(guó)之一

    技術(shù)產(chǎn)業(yè)

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

    研發(fā)核心

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

    09.8.7溫總理調(diào)研無(wú)錫時(shí)，對(duì)該中心高度關(guān)注，提出把傳感網(wǎng)絡(luò)中心設(shè)在無(wú)錫、輻射全國(guó)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(lái)---早一點(diǎn)攻破核心技術(shù)

    在國(guó)家重大科技專(zhuān)項(xiàng)中，加快推進(jìn)傳感網(wǎng)發(fā)展，盡快建立中國(guó)的傳感信息中心--感知中國(guó)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(tái)建設(shè)和應(yīng)用示范工作