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物聯網的關鍵技術與發展


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物聯網(Internet of ThingsIoT),顧名思義就是指“物物相連的互聯網”,就是在物理世界的物體中部署具有一定感知能力、計算能力和執行能力的嵌入式芯片和軟體,使之成為“智慧物體”,進而通過網絡設施實現信息傳輸、協同和處理,從而實現物與物、物與人之間的通信。


物聯網的架構

物聯網的架構,對於這個問題學術界到目前為止尚未達成共識,但被採納最廣泛的是三層架構即:感知層、網絡層和應用層。

1.感知層

感知層由各種傳感器構成,包括溫濕度傳感器、二維碼標簽、RFID標簽和讀寫器、攝像頭、紅外線、GPS等等感知終端。

感知層是物聯網識別物體、採集信息的來源。

  • 通過產品編碼和射頻識別技術,完成對產品的信息讀取、處理和管理

  • 通過傳感器技術,完成對信息的採集、處理和傳輸。

2.網絡層

網絡層由各種網絡,包括互聯網、廣電網、網絡管理系統和雲計算平臺等組成,是整個物聯網的中樞,負責傳遞和處理感知層獲取的信息。

(1)物聯網的網絡層將建立在現有的移動通訊網和互聯網基礎上。

物聯網通過各種接入設備與移動通訊網和互聯網相連,物聯網的互聯物件從終端側向通信網絡提出了特定的需求,即能提供足夠多的地址空間來滿足互聯物件對地址的需求,而且網絡容量足夠大,能滿足大量智慧終端、智慧小物體之間的通信需求,能夠提供輕量級的通信協議、可靠的低速率傳輸,同時網絡還要具備自組織能力。

基於以上原因,物聯網對IP地址產生了前所未有的大量需求。而構成現今互聯網技術基石的IPv4,在面臨地址資源枯竭等困境的背景下,顯然已無法為地球上存在的萬事萬物都分配一個IP地址,於是在這樣的環境下,IPv6應運而生。單從數量級上來說,IPv6所擁有的地址容量是IPv4的約8×10^28倍,達到2^128(算上全零的)個。

2)網絡層中的感知資料管理與處理技術(即雲計算)是實現以資料為中心的物聯網的核心技術。如果說物聯網是延伸到物質世界的一個觸角,雲計算則是負責對物聯網搜集到信息進行處理、管理、決策的後臺計算處理平臺,兩者需要進行有機的結合。通過使計算分佈在大量的分佈式計算機上,而非本地計算機或遠程服務器中,企業資料中心的運行將與互聯網更相似。這使得企業能夠將資源切換到需要的應用上,根據需求訪問計算機和儲存系統。雲計算的作用就是整合資料中心,減少了服務器數量。托馬斯*沃森就曾預言,從某種意義上說,全世界只需要5台計算機,從現在看來雲計算就像一座橋梁,將物聯網網絡與計算機網絡緊密聯繫在一起。

3.應用層

物聯網用途廣泛,《物聯網“十二五”發展規劃》圈定9大領域重點示範工程,分別是:智慧工業、智慧農業、智慧物流、智慧交通、智慧電網、智慧環保、智慧安防、智慧醫療、智慧家居。

這其中牽涉到人工智慧技術(負責分析信息,從而實現計算機自動處理),計算機編程技術(這不過是計算機的基礎),還有就是信息安全技術(這是保障用戶的隱私所必要的技術)。

物聯網的發展

1.未來的發展

從物聯網的市場來看,至2015年,中國物聯網整體市場規模將達到7500億元,年複合增長率超過30.0%。物聯網的發展,已經上升到國家戰略的高度,必將有大大小小的科技企業受益於國家政策扶持,進入科技產業化的過程中。

從行業的角度來看,物聯網主要涉及的行業包括電子、軟體和通信,通過電子產品標識感知識別相關信息,通過通信設備和服務傳導傳輸信息,最後通過計算機處理儲存信息。

而產業鏈的任何環節都會開成相應的市場,加總在一起的市場規模就相當大,可以說,物聯網產業鏈的細化將帶來市場進一步細分,造就一個龐大的物聯網產業市場。

2.面臨的挑戰

儘管世界各國在發展物聯網方面取得了可喜可賀的成果,但全球在物聯網領域的研發仍存在許多問題。比如缺乏行業標準規範,缺乏成熟的商業樣式,炒作過火等等,但這些都只是外部因素,限制物聯網發展的真正瓶頸還是內部的技術問題。

物聯網對IP地址產生了前所未有的大量需求。而構成現今互聯網技術基石的IPv4,在面臨地址資源枯竭等困境的背景下,顯然已無法為地球上存在的萬事萬物都分配一個IP地址,而這又恰恰是實現物聯網的關鍵,物聯網核心技術的完善必將是建立在計算機技術進一步發展的前提上。

其次就是安全問題,物聯網使用大量的無線採集和傳感設備,容易遭受截取和攻擊,安全和隱私面臨巨大威脅。物聯網的安全和互聯網安全一樣,永遠都會是一個被廣泛關註的話題,所以對計算機網絡安全要求很高。

結束語

物聯網是信息技術發展到一定階段的必然產物,它是隨著互聯網、傳感器等發展而發展的。其原始理念是在計算機與互聯網的基礎上,利用射頻識別技術、無線資料通信等技術,構造一個實現全球物品信息實時共享的實物互聯網。

如果說因特網讓全世界變成一個村,那物聯網就讓這個村變成一個人;如果說因特網連接的是虛擬信息空間,那物聯網連接的就是現實世界;如果說因特網是人的大腦,那物聯網就是人的四肢。

 

 


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