物联网理论概述以及关键技术研究

赵臻飞 崔晓帅 闫智鹏 王博林 闫鸿杰

摘   要：物联网技术基于传感器技术、网络传输技术、智能技术、互联网技术、新型智能技术与软硬件相结合。物联网能把我们人在生活上感兴趣的万事万物连结起来，并且提供人类一个有价值的应用服务。现如今时代发展飞快，计算机网络及通信手段迅速提升的同时，物联网应时而生。物联网技术乘计算机与互联网的发展之势，称得上是第三次世界信息产业，席卷全球、举世瞩目。

关键词：物联网  安全技术  挑战

物联网技术可连接普通实物和互联网，有效提取事物中的规律和信息，人、事物与信息三者可通过物联网连接，故而其可以加强事物间的信息流通。物联网的安全保障是一大重点和基础，因其涵盖产业领域很多，所以物联网的安全也是一大难题和挑战，需要相关人员提高重视。

1  概述物联网

1.1 物联网的概念

物联网，顾名思义，就是“物物相连的互联网”。物联网的定义是通过红外感应器、射频识别 （RFID）、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、跟踪、定位、监控和管理的一种网络。最早“物联网”一词就是出自1999年麻省理工学院的Auto-ID研究中心，其英文原名为：“Internet of things”，简称“IOT”。物联网顾名思义，即连接原本分离的事物的互联网，是如今发展信息技术过程中的主要产物。其内在含义有两方面：一方面，物联网建立在互联网的基础之上，以互联网为核心并加以扩展。另一方面，物联网是通过类似网络的途径，使得事物之间有了联系、信息得以快捷交换。

1.2 物联网的特点

物联网的主要特征有全面感知、可靠传递、智能处理。物联网是指通过各种信息传感器、射频识别技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，通过各类可能的网络接入，实现物与物、物与人的泛在连接，实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。物联网技术建立在互联网的基础之上，以互联网为核心并加以延展和扩充。其应用了大量感知技术，通过结合无线网络、有线网络及互联网建立了独特的模式，使得事物的信息能够实现快速、精准地传递交流。物联网不仅能靠传感器实现事物连接、信息交流，因其结构特点，物联网本身就能够智能处理和控制物体。传感器可抓取大量信息，以提供给物联网来加以分析和加工处理。而物联网本身的特点，即其能够结合传感器搭配智能处理，使得诸如云计算和模式识别这样的智能技术，都能在物联网技术中得以应用，并帮助其扩展应用范围和领域，将其能力不断提升从而满足各行业使用者的需求。

2  物联网安全技术的关键

2.1 射频识别（RFID）技術

射频识别，即RFID技术，是一种可以无需接触就能自动识别信息的技术。此技术的核心是其结合了射频信号和空间传输的特点，可以做到自动识别拥有静态抑或是动态的待识别特征的物体，许多行业都运用了射频识别技术。将标签附着在一辆正在生产中的汽车，厂方便可以追踪此车在生产线上的进度。仓库可以追踪药品的所在。射频标签也可以附于牲畜与宠物上，方便对牲畜与宠物的积极识别（积极识别意思是防止数只牲畜使用同一个身份）。射频识别的身份识别卡可以使员工得以进入锁住的建筑部分，汽车上的射频应答器也可以用来征收收费路段与停车场的费用。概念上来讲，RFID类似于条码扫描，对于条码技术而言，它是将已编码的条形码附着于目标物并使用专用的扫描读写器利用光信号将信息由条形磁传送到扫描读写器;而RFID则使用专用的RFID读写器及专门的可附着于目标物的RFID标签，利用频率信号将信息由RFID标签传送至RFID读写器。

2.2 传感技术

“能感受被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置”。传感器作为信息获取的重要手段，与通信技术和计算机技术共同构成信息技术的三大支柱。作用：利用物理效应、化学效应、生物效应，把被测的物理量、化学量、生物量等转换成符合需要的电量。物联网工作的运转，前提是采集信息。如今，信息采集工作通常是以传感器和传感节点等手段来实现，而现阶段为跟上物联网的发展脚步，如今社会对传感器也提出了新的挑战。作为物联网最为主要的检测设备以及抓取信息的来源，传感器所处环境较为恶劣。故而，为了保障发展水平突飞猛进的物联网技术能够稳定运行，需要如今的传感技术能够同步发展、进步和突破，提升原本的抓取感知信息、智能处理和网络化的能力水平。

3  物联网发展面临的挑战

3.1 降低功耗问题

事实上，自从上世纪80年代以来，除了逐步降低的功耗外，物联网行业的大局基本没有太多突破性的变革。其中一项重要的制约因素，便是电池技术。现在的物联网传感模块都要名片盒大小，其中芯片可能只占指甲盖的面积，其余位置则几乎都被电池所占据。尺寸很难做小，是由于通讯基站的需要覆盖尽可能大的面积，传感器与基站的部署距离相隔几千、甚至几十千米，这就对物联网模块的射频发射功率有了很高的要求，因此需要配合较高容量的电池才能工作。现今是数据化时代，我们每个人的生活都通过物联网而沟通连接，而物联网的构建和运转离不开功耗问题。物联网是通过许多联网器件联立的，其内在动力和功能运转都离不开这些设备，诸如传感器、制动装置、无线设备以及MCU微控器等。

3.2 信息隐私安全

无论是从个人、行业、国家可能已都把数据看成一种有效的资源，大数据的开放和开发如今已经上升到一个国家的战略。2015年是中国大数据发展高峰期，我国政府部门颁布了大数据开放行动的战略。传统解决网络安全的基本思想是划分边界，在每个边界设立网关设备和网络流量设备，用守住边界的办法来解决安全问题。但随着移动互联网、云服务的出现，网络边界实际上已经消亡了。信息安全的危险正在进一步升级，在APT、DDos、异常风险、网络漏洞等威胁下，传统防御型、检测型的安全防护措施已经力不从心，无法适应新形势下的要求。

4  结语

物联网改变了人们如今的生活，让人们的生活更加便利的同时也大大促进了信息技术产业的发展，然而物联网技术也给信息技术带来了挑战。现如今物联网成为各国焦点，其发展被视为国家综合实力、振兴经济发展的体现。有了物联网科技，企业可以创造更先进的技术与客户互动。客户的行为，包括购物习惯、兴趣等，都可以透过物联网装置追踪与记录。物联网也可以记录客户活动，并提供建议，进而做到精准营销。故而，应关注物联网发展的现状，重视化解物联网安全技术遇到的阻碍。物联网是否能真正掀起时代进步的浪潮，还需各国倾注更多的投资和关注。

参考文献

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