物聯(lián)網(wǎng)的簡介(編輯修改稿)
2025-02-12 16:59 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 (3)傳感網(wǎng)組織結(jié)構(gòu)及底層協(xié)議 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議分層以及絡(luò)協(xié)議的集合，是對網(wǎng)絡(luò)及其部件所應(yīng)完成功能的定義和描述。對傳感網(wǎng)而言，其網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)不同于傳統(tǒng)的計算機網(wǎng)絡(luò)和通信網(wǎng)絡(luò)。對于物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu) ,已經(jīng)提出了多種參考模型。就傳感網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)而言 ,也可以由分層的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議、傳感網(wǎng)管理以及應(yīng)用支撐技術(shù)三個部分組成。其中，分層的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議結(jié)構(gòu)類似于 TCP/IP協(xié)議體系結(jié)構(gòu)；傳感網(wǎng)管理技術(shù)主要是對傳感器節(jié)點自身的管理以及用戶對傳感網(wǎng)的管理；分層協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)是傳感網(wǎng)應(yīng)用支撐技術(shù)的基礎(chǔ)。 (4)對傳感網(wǎng)自身的檢測與自組織 傳感網(wǎng)是整個物聯(lián)網(wǎng)的底層和信息來源，網(wǎng)絡(luò)自身的完整性、完好性和效率等性能至關(guān)重要，因此，需要對傳感網(wǎng)的運行狀態(tài)及信號傳輸通暢性進行良好監(jiān)測，才能實現(xiàn)對剛絡(luò)的有效控制。在實際應(yīng)用當中，傳感網(wǎng)中存在大量傳感器節(jié)點，密度較高，當某一傳感網(wǎng)節(jié)點發(fā)生故障時，網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)有可能會發(fā)生變化，因此，設(shè)計傳感網(wǎng)時應(yīng)考慮傳感網(wǎng)的自組織能力、自動配置能力及可擴展能力。 (5)傳感網(wǎng)安全 傳感網(wǎng)除了具有一般無線網(wǎng)絡(luò)所面臨的信息泄露、信息篡改、重放攻擊、拒絕服務(wù)等多種威脅之外， 還面臨傳感網(wǎng)節(jié)點容易被攻擊者物理操縱，獲取存儲在傳感網(wǎng)節(jié)點中的信息，從而控制部分網(wǎng)絡(luò)的安全威脅。這顯然需要通過其他的網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)來提高傳感網(wǎng)的安全性能。如在通信前進行節(jié)點與節(jié)點的身份認證；設(shè)計新的密鑰協(xié)商算法；對傳輸信息加密解決竊聽問題；保證絡(luò)中的傳感信息只有可信實體才可以訪問；采用一些跳頻和擴頻技術(shù)減輕網(wǎng)絡(luò)堵塞等問題。 智能小物體網(wǎng)絡(luò)層的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)目前有兩項：一是 ZigBee 聯(lián)盟開發(fā)的 ZigBee協(xié)議進行傳感器節(jié)點或者其他智能物體的互聯(lián)；另一技術(shù)是 IPSO聯(lián)盟所倡導的通過 I P實現(xiàn)傳感網(wǎng)節(jié)點或者其他智能物體的互聯(lián) 。 (1)ZigBee技術(shù) ZigBee技術(shù)是基于底層 5. 4標準 ,用于短距離范圍、低傳輸數(shù)據(jù)速率的各種電子設(shè)備之間的無線通信技術(shù)，它定義了網(wǎng)絡(luò) /安全層和應(yīng)用層。 ZigBee技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展 ,技術(shù)體系已相對成熟 ,并已形成了一定的產(chǎn)業(yè)規(guī)模 。在標準方面，已發(fā) 布 ZigBee技術(shù)的第 3個版本 v1. 2 。 對于芯片， 已能夠規(guī)模生產(chǎn)基于 5. 4的網(wǎng)絡(luò)射頻芯片和新一代的 ZigBee射頻芯片 ( 將單片機和射頻芯片整合在一起 ) ；在應(yīng)用方面， ZigBee技術(shù)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)、精確農(nóng)業(yè)、家庭和樓宇自動化、醫(yī)學、消費和家用自動化、道路指示安全行路等眾多領(lǐng)域。 (2)與 IPv6相關(guān)聯(lián)的技術(shù) 若將物聯(lián)網(wǎng)建立在數(shù)據(jù)分組交換技術(shù)基礎(chǔ)之上 ,則將采用數(shù)據(jù)分組網(wǎng)即 IP網(wǎng)作為承載網(wǎng)。 IPv6作為下一代 IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 ,具有豐富的地址資源，能夠支持動態(tài)路 由機制 ，可以滿足物聯(lián)網(wǎng)對網(wǎng)絡(luò)通信在地址、網(wǎng)絡(luò)自組織以及擴展性方面的要求。但是，由于 IPv6協(xié)議棧過于龐大復(fù)雜，不能直接應(yīng)用到傳感器設(shè)備中，需要對 IPv6協(xié)議棧和路由機制作相應(yīng)的精簡，才能滿足低功耗、低存儲容量和低傳送速率的要求。目前有多個標準組織進行相關(guān)研究， IPSO聯(lián)盟于 2023 年 10月，已發(fā)布了一種最小的 IPv6協(xié)議棧 uIPv6 。 ㈢智能技術(shù) 智能技術(shù)是為了有效地達到某種預(yù)期的目的，利用知識分析后所采用的各種方法和手段。通過在物體中植入智能系統(tǒng)，可以使得物體具備一定的智能性，能夠主動或被動的實現(xiàn)與用戶的溝通，這也是物聯(lián)的關(guān)鍵技術(shù)之一。智能分析與控制技術(shù)主要包括人工智能理論、先進的人一機交互技術(shù)、智能控制技術(shù)與系統(tǒng)等。物聯(lián)的實質(zhì)是給物體賦予智能，以實現(xiàn)人與物體的交互對話，甚至實現(xiàn)物體與物體之間的交互或?qū)?。為了實現(xiàn)這樣的智能性，例如，控制智能服務(wù)機器人完成既定任務(wù)包括運動軌跡控制、準確的定位及目標跟蹤等，需要智能化的控制技術(shù)與系統(tǒng)。 ㈣ 納米技術(shù) 納米技術(shù) ,是研究結(jié)構(gòu)尺寸在 nm 范圍內(nèi)材料的性質(zhì)和應(yīng)用 , 主要包括 : 納米體系物理學、納米化學、納米材料學、納米生物學、納米電子學、納米加工學、納米力學等。這 7 個相對獨立又相互滲透的學科和納米材料、納米器件、納米尺度的檢測與表征這 3 個研究領(lǐng)域。納米材料的制備和研究是整個納米科技的基礎(chǔ)。 其中 , 納米物理學和納米化學是納米技術(shù)的理論基礎(chǔ) , 而納米電子學是納米技術(shù)最重要的內(nèi)容。 使用傳感器技術(shù)就能探測到物體物理狀態(tài) , 物體中的嵌入式智能能夠通過在網(wǎng)絡(luò)邊界轉(zhuǎn)移信息處理能力而增強網(wǎng)絡(luò)的威力 , 而納米技術(shù)的優(yōu)勢意味著物聯(lián)網(wǎng)當中體積越來越小的物體能夠進行交互和連接。 當前電子技術(shù)的趨勢要求器件和系統(tǒng)更小、更快、更冷，更小 ,是指響應(yīng)速度要快。更冷是指單個器件的功耗要小。但是更小并非沒有限度。納米技術(shù)是建設(shè)者的最后疆界 ,它的影響將是巨大的。納米電子學 ,包括基于量子效應(yīng)的納米電子器件、納米結(jié)構(gòu)的光 /電性質(zhì)、納米電子材料的表征 ,以及原子操縱和原子組裝等。 五、物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品應(yīng)用 (1)智能家居 智能家居產(chǎn)品融合自動化控制系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)于一體，將各種家庭設(shè)備 (如音視頻設(shè)備、照明系統(tǒng)、窗簾控制、空調(diào)控制、安防系統(tǒng)、數(shù)字影院系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)家電等 )通過智能家庭網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)自動化，通過中國電信的寬帶、固話和 3G無線網(wǎng)絡(luò)，可以實現(xiàn)對家庭設(shè)備的遠程操控。與普通家居相比，智能家居不僅提供舒適宜人且高品位的家庭生活空間，實現(xiàn)更智能的家庭安防系統(tǒng) 。還將家居環(huán)境由原來的被動靜止結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂心軇又腔鄣墓ぞ?，提供全方位的信息交互功能? (2)智能醫(yī)療 智能醫(yī)療系統(tǒng)借助簡易實用的家庭醫(yī)療傳感設(shè)備，對家中病人或老人的生理指標進行自測，并將生成的生理指標數(shù)據(jù)通過中國電信的固定網(wǎng)絡(luò)或 3G無線網(wǎng)絡(luò)傳送到護理人或有關(guān)醫(yī)療單位。根據(jù)客戶需求，中國電信還提供相關(guān)增值業(yè)務(wù)，如緊急呼叫救助服務(wù)、專家咨詢服務(wù)、終生健康檔案管理服務(wù)等。 (3)智能環(huán)保 智能環(huán)保產(chǎn)品通過對實施地表水水質(zhì)的自動監(jiān)測，
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