【正文】 聯(lián)網(wǎng)能夠為人類提供的各種便利也體現(xiàn)在服務(wù)之中。人機交互與服務(wù)也體現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)“為人類服務(wù)”的宗旨。物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用需要智能化信息處理技術(shù)的支撐，主要需要針對大量的數(shù)據(jù)通過深層次的數(shù)據(jù)挖掘，并結(jié)合特定行業(yè)的知識和前期科學(xué)成果，建立針對各種應(yīng)用的專家系統(tǒng)、預(yù)測模型、內(nèi)容和人機交互服務(wù)。物聯(lián)網(wǎng)的支撐設(shè)備包括高性能計算平臺、海量存儲以及管理系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫等。11. 支撐與應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)以終端感知網(wǎng)絡(luò)為觸角，深入物理世界的每一個角落，獲得客觀世界的各種測量數(shù)據(jù)。一種物理現(xiàn)象一般是由多種因素引起的，同時位于不同時空位置的感知設(shè)備觀測到的信息具有互補性，因此必須將多個感知節(jié)點的數(shù)據(jù)。同時，情景感知能讓物聯(lián)網(wǎng)中的一些數(shù)據(jù)以低能耗方式在本地資源受限的傳感器節(jié)點上處理，從而讓整個網(wǎng)絡(luò)的能耗和通信帶寬最小化。綜上所述，物聯(lián)網(wǎng)的節(jié)點管理包括能量管理、拓?fù)涔苈?、QoS管理、移動控制、網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程管理以及數(shù)據(jù)庫管理等方面。作為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用不可或缺的組成部分，數(shù)據(jù)庫負(fù)責(zé)存儲由WSN或RFID收集到的感知數(shù)據(jù)，所用到的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)可選擇大型分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(如DB2，Oracle，Sybase和soL Server)。9. 節(jié)點管理由于終端感知網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點眾多，因此必須引入節(jié)點管理對多個節(jié)點進行操作。目前是采用IPv6和IPv4雙協(xié)議棧模式。網(wǎng)絡(luò)層存在的問題是業(yè)務(wù)流量模型、空中接口和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)安全問題。除此之外，終端安全管理、感知節(jié)點的物理安全也要給予相當(dāng)?shù)闹匾?，其中包括用戶卡（如認(rèn)證、加密等）、設(shè)備軟硬件完整性安全問題（如信息采集、存儲的安全問題，設(shè)備硬件）以及防止非法移動的安全問題。由于任意一個標(biāo)簽的標(biāo)識或識別碼都能在遠(yuǎn)程被任意掃描，且標(biāo)簽自動地、不加區(qū)別地回應(yīng)閱讀器的指令并將其所存儲的信息傳輸給閱讀器，這就需要保證國家及企業(yè)的機密不被泄露還要確保標(biāo)簽物的擁有者個人隱私不受侵犯，這些也就導(dǎo)致安全和隱私技術(shù)成為物聯(lián)網(wǎng)識別技術(shù)的關(guān)鍵問題之一。如果把物聯(lián)網(wǎng)用人體做一個簡單比喻，傳感器相當(dāng)于人的眼睛、鼻子、皮膚等感官，網(wǎng)絡(luò)就是神經(jīng)系統(tǒng)用來傳遞信息，嵌入式系統(tǒng)則是人的大腦，在接收到信息后要進行分類處理。小到人們身邊的MP3,大到航天航空的衛(wèi)星系統(tǒng)。7. 嵌入式系統(tǒng)技術(shù)嵌入式系統(tǒng)技術(shù)是綜合了計算機軟硬件、傳感器技術(shù)、集成電路技術(shù)、電子應(yīng)用技術(shù)為一體的復(fù)雜技術(shù)。它按需進行動態(tài)部署、配置、重配置以及取消服務(wù)。云計算是由軟件、硬件、處理器加存儲器構(gòu)成的復(fù)雜系統(tǒng)，它作為一種虛擬化、硬件軟件運營化的解決方案，可以為物聯(lián)網(wǎng)提供高效的計算、存儲能力，為泛在鏈接的物聯(lián)網(wǎng)提供網(wǎng)絡(luò)引擎。若所有的數(shù)據(jù)中心都各自為陣，數(shù)據(jù)中心的大量有價值的信息就會形成信息孤島，無法被有需求的用戶右效使用。6. 云計算技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)要求每個物體都與它惟一的標(biāo)示符相關(guān)聯(lián)，這樣就可以在數(shù)據(jù)庫中檢索信息。5. 中間件技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)的目標(biāo)是要實現(xiàn)任何時間、任何地點及任何物體的連接，這個特點就決定了屏蔽底層硬件的多樣性和復(fù)雜性以及與上層信息交換的復(fù)雜應(yīng)用性。云計算為物聯(lián)網(wǎng)提供了一種新的高效率計算模式，可通過網(wǎng)絡(luò)按需提供動態(tài)伸縮的廉價計算，其具有相對可靠并且安全的數(shù)據(jù)中心，同時兼有互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的便利、廉價和大型機的能力，可以輕松實現(xiàn)不同設(shè)備間的數(shù)據(jù)與應(yīng)用共享，用戶無需擔(dān)心信息泄露，黑客入侵等棘手問題。 4. 數(shù)據(jù)的挖掘與融合從物聯(lián)網(wǎng)的感知層到應(yīng)用層，各種信息的種類和數(shù)量都成倍增加，需要分析的數(shù)據(jù)量也成級數(shù)增加，同時還涉及到各種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)或多個系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)的融合問題，如何從海量的數(shù)據(jù)中及時挖掘出隱藏信息和有效數(shù)據(jù)的問題，給數(shù)據(jù)處理帶來了巨大的挑戰(zhàn)，因此怎樣合理、有效的整合、挖掘和智能處理海量的數(shù)據(jù)是物聯(lián)網(wǎng)的難題。與M2M可以實現(xiàn)技術(shù)結(jié)合的遠(yuǎn)距離連接技術(shù)有GSM、GPRS、UMTS等，WIFI、藍(lán)牙、ZigBee、RFID和UWB等近距離連接技術(shù)也可以與之相結(jié)合，此外還有XML和Corba，以及基于GPS、無線終端和網(wǎng)絡(luò)的位置服務(wù)技術(shù)等。傳感器網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)主要包括廣域網(wǎng)絡(luò)通信和近距離通信等兩個方面，廣域方面主要包括IP互聯(lián)網(wǎng)、2G／3G移動通信、衛(wèi)星通信等技術(shù)，而以iPv6為核心的新聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，更為物聯(lián)網(wǎng)的提供戶高效的傳送通道；在近距離方面。近程通訊技術(shù)涉及RFID，藍(lán)牙等，遠(yuǎn)程運輸技術(shù)涉及互聯(lián)網(wǎng)的組網(wǎng)、網(wǎng)關(guān)等技術(shù)。傳感節(jié)點的好壞會直接影響到整個傳感器網(wǎng)絡(luò)的正常運轉(zhuǎn)和功能健全。將傳感器應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)中可以構(gòu)成無線自治網(wǎng)絡(luò)，這種傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)綜合了傳感器技術(shù)、納米嵌入技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)、無線通訊技術(shù)等，使各類能夠嵌入到任何物體的集成化微型傳感器協(xié)作進行待測數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測、采集，并將這些信息以無線的方式發(fā)送給觀測者，從而實現(xiàn)“泛在”傳感。傳感器作為一種檢測裝置，作為攝取信息的關(guān)鍵器件，由于其所在的環(huán)境通常比較惡劣，因此物聯(lián)網(wǎng)對傳感器技術(shù)提出了較高的要求。另一方面，產(chǎn)品電子代碼(EPC)采用RFID電子標(biāo)簽技術(shù)作為載體，大大推動了物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展和應(yīng)用。 RFID技術(shù)是一種無接觸的自動識別技術(shù)，利用射頻信號及其空間耦合傳輸特性，實現(xiàn)對靜態(tài)或移動待識別物體的自動識別，用于對采集點的信息進行“標(biāo)準(zhǔn)化”標(biāo)識。 物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)鏈可細(xì)分為標(biāo)識、感知、信息傳送和數(shù)據(jù)處理這4個環(huán)節(jié)，其中的核心技術(shù)主要包括射頻識別技術(shù)，傳感技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)，數(shù)據(jù)的挖掘與融合技術(shù)，中間件技術(shù)，云計算技術(shù)，信息安全技術(shù)，節(jié)點管理，智能交互及協(xié)同感知和支撐與應(yīng)用等。物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)品應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)是指通過各種信息傳感設(shè)備，如傳感器、射頻識別(RFID)技術(shù)、全球定位系統(tǒng)、紅外感應(yīng)器、激光掃描器、氣體感 應(yīng)器等各種裝置與技術(shù)，實時采集任何需要監(jiān)控、連接、互動的物體或過程，采集其聲、光、電、生物、位置等各種需要的信息，與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合形成的一個巨大網(wǎng)絡(luò)。其目的是實現(xiàn)物與物、物與人，所有的物品與網(wǎng)絡(luò)的連接，方便識別、管理和控制。下面主要介紹物聯(lián)網(wǎng)的核心相關(guān)技術(shù)。鑒于RFID技術(shù)可實現(xiàn)無接觸的自動識別，全天候、識別穿透能力強、無接觸磨損，可同時實現(xiàn)對多個物品的自動識別等諸多特點，將這一技術(shù)應(yīng)用到物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，使其與互聯(lián)網(wǎng)、通信技術(shù)相結(jié)合，可實現(xiàn)全球范圍內(nèi)物品的跟蹤與信息的共享，在物聯(lián)網(wǎng)“識別”信息和近程通訊的層面中，起著至關(guān)重要的作用。2. 傳感技術(shù)信息采集是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)，而目前的信息采集主要是通過傳感器、傳感節(jié)點和電子標(biāo)簽等方式完成的。一是其感受信息的能力，二是傳感器自身的智能化和網(wǎng)絡(luò)化，傳感器技術(shù)在這兩方面應(yīng)當(dāng)實現(xiàn)發(fā)展與突破。在傳感器網(wǎng)絡(luò)中，傳感節(jié)點具有端節(jié)點和路由的功能：首先是實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和處理，其次是實現(xiàn)數(shù)據(jù)的融合和路由，綜合本身采集的數(shù)據(jù)和收到的其他節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)發(fā)到其他網(wǎng)關(guān)節(jié)點。3. 網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)的實現(xiàn)涉及到近程通訊技術(shù)和遠(yuǎn)程運輸技術(shù)。作為為物聯(lián)網(wǎng)提供信息傳遞和服務(wù)支撐的基礎(chǔ)通道，通過增強現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的專業(yè)性與互聯(lián)功能，以適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)低移動性、低數(shù)據(jù)率的業(yè)務(wù)需求，實現(xiàn)信息安全且可靠的傳送，是當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)研究的一個重點。 M2M技術(shù)也是物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)的關(guān)鍵。M2M可用于安全監(jiān)測、自動售貨機、貨物跟蹤領(lǐng)域，應(yīng)用廣泛。結(jié)合P2P、云計算等分布式計算技術(shù)，成為解決以上難題的一個途徑。云計算是信息化發(fā)展進程中的一個里程碑，它強調(diào)信息資源的聚集、優(yōu)化和動態(tài)分配，節(jié)約信息化成本并大大提高了數(shù)據(jù)中心的效率。中間件為底層與上層之間的數(shù)據(jù)傳遞提供了很好的交互平臺，實現(xiàn)各類信息資源之間的關(guān)聯(lián)、整合、協(xié)同、互動和按需服務(wù)等，所以現(xiàn)在中間件的研究熱點集中在基于遠(yuǎn)程控制的應(yīng)用管理方式；支持多種傳感設(shè)備的管理、數(shù)據(jù)采集和處理功能，從而降低應(yīng)用與硬件的耦合性；具備符合多種應(yīng)用通用需求的API集合；具有跨平臺的靈活性移植性。因此需要一個海量的數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)平臺把數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換成實際決策和行動。云計算試圖在這些孤立的信息孤島之間通過提供靈活、安全、協(xié)同的資源共享來構(gòu)造一個大規(guī)模的、地理上分布的、異構(gòu)的資源池，包括信息資源和硬件資源，再結(jié)合有效的信息生命周期管理技術(shù)和節(jié)能技術(shù)。采用云計算技術(shù)實現(xiàn)信息存儲資源和計算能力的分布式共享，為海量信息的高效利用提供支撐。在云計算平臺中的服務(wù)器可以是物理的服務(wù)器或者虛擬的 服務(wù)器，其本質(zhì)是由遠(yuǎn)程運行的應(yīng)用程序駐留在個人電腦和局部服務(wù)器。經(jīng)過幾十年的演變，以嵌入式系統(tǒng)為特征的智能終端產(chǎn)品隨處可見。嵌入式系統(tǒng)正在改變著人們的生活，推動著工業(yè)生產(chǎn)以及國防工業(yè)的發(fā)展。這個例子很形象的描述了傳感器、嵌入式系統(tǒng)在物聯(lián)網(wǎng)中的位置與作用8. 信息安全技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)的絕大多數(shù)應(yīng)用都涉及個人隱私或機構(gòu)內(nèi)部秘密，物聯(lián)網(wǎng)必須提供嚴(yán)密的安全性和可控性。由于物聯(lián)網(wǎng)的每個層的性質(zhì)和功能不同，每層的安全問題也各不相同。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層的信息安全主要有兩類：一是來自于物聯(lián)網(wǎng)本身（主要包括網(wǎng)絡(luò)的開放性架構(gòu)、系統(tǒng)的接入和互聯(lián)方式、以及各類功能繁多的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和終端設(shè)備的能力等）安全隱患；二是源于構(gòu)建和實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層功能的相關(guān)技術(shù)（如云計算、網(wǎng)絡(luò)存儲、異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等）的安全弱點和協(xié)議缺陷。地址空間短缺的解決方法是采用IPv6技術(shù)，用128位的地址長度并采納IPSec協(xié)議，在IP層上對數(shù)據(jù)包進行高強度的安全處理，提供數(shù)據(jù)源地址驗證、無連接數(shù)據(jù)完整性、數(shù)據(jù)機密性、抗重播和有限業(yè)務(wù)流加密等安全服務(wù)，增強了網(wǎng)絡(luò)的安全性。由于物聯(lián)網(wǎng)尚處在初級階段，所以其信息安全機制在業(yè)界還是空白。其中包括以使終端感知網(wǎng)絡(luò)壽命最大化為目標(biāo)的能量管理，以確保覆蓋性及連通性為目標(biāo)的拓?fù)涔芾?，以保證網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量為目標(biāo)的QoS管理及移動控制，以實現(xiàn)異地管理為目標(biāo)的遠(yuǎn)程管理技術(shù)，同時包括存儲配置參數(shù)的數(shù)據(jù)庫管理等。管理系統(tǒng)能夠?qū)⒁汛鎯Φ臄?shù)據(jù)進行可視化顯示、數(shù)據(jù)管理（包括數(shù)據(jù)的添加、修改、刪除和查詢操作）以及進一步分析和處理（生成決策和數(shù)據(jù)挖掘等）。10. 智能交互及協(xié)同感知物聯(lián)網(wǎng)中的智能交互主要體現(xiàn)在情景感知關(guān)鍵技術(shù)上，能夠解釋感知的物理信號和生物化學(xué)信號，對外界不同事件做出決策以及調(diào)整自身的監(jiān)控行為，因此已成為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)中不可或缺的一部分。協(xié)同感知技術(shù)也是物聯(lián)網(wǎng)的研究熱點。綜合起來，所以協(xié)同感知機制非常重要。同時物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略最終是為人服務(wù)的，它將獲得的各種物理量進行綜合、分析，并根據(jù)自身智能合理優(yōu)化人類的生產(chǎn)生活活動。通過這些設(shè)施，能夠支撐物聯(lián)網(wǎng)海量信息的處理、存儲、管理等工作。專家系統(tǒng)利用業(yè)已成熟的某領(lǐng)域?qū)＜抑R庫，從終端獲得數(shù)據(jù)，比對專家知識，從而解決某類特定的專業(yè)問題預(yù)測模型和內(nèi)容服務(wù)等基于物聯(lián)網(wǎng)提供的對物理世界精確、全面的信息，可以對物理世界的規(guī)律（如洪水、地震、藍(lán)藻）進行更加深入的認(rèn)識和掌握，以做出準(zhǔn)確的預(yù)測預(yù)警，以及應(yīng)急聯(lián)動管理。人機交互提供了人與物理世界的互動接口。國際電信聯(lián)盟于2005年的一份報告曾描繪“物聯(lián)網(wǎng)”時代的圖景：當(dāng)司機出現(xiàn)操作失誤時汽車會自動報警；公文包會提醒主人忘帶了什么東西；衣服會“告訴”洗衣機對顏色和水溫的要求等等。 毫無疑問，如果“物聯(lián)網(wǎng)”時代來臨，人們的日常生活將發(fā)生翻天覆地的變化。人們正走向“物聯(lián)網(wǎng)”時代，但這個過程可能需要很長的時間。一．物聯(lián)網(wǎng)在智能家居中的應(yīng)用1. 基于GPRS和數(shù)字無線的嵌入式報警系統(tǒng)的設(shè)計（1）技術(shù)支持傳感技術(shù)、數(shù)字無線技術(shù)、GSM 移動通信網(wǎng)絡(luò)、固定電話網(wǎng)絡(luò)、嵌入式技術(shù)和計算機控制技術(shù)的智能報警系統(tǒng)。2．中國移動的電梯衛(wèi)士系統(tǒng)（1）技術(shù)支持Ajax技術(shù)，專用apn技術(shù)、MD5加密技術(shù)、32位crc校驗技術(shù)保障終端數(shù)據(jù)傳輸安全可靠，系統(tǒng)使用硬件防火墻加軟件防火墻保障系統(tǒng)安全。3. 物聯(lián)網(wǎng)與3D成像識別技術(shù)在流動人口管理上的應(yīng)用（1）技術(shù)支持3D以色列的創(chuàng)新技術(shù)（1） 實現(xiàn)功能3D以色列的創(chuàng)新技術(shù)，通過3個不同角度的攝像機，同時對人臉進行拍照，取得準(zhǔn)三維的人臉信息。而傳統(tǒng)的人臉識別要求攝像機正對人臉采集圖像，大大降低了識別率和準(zhǔn)確率，因為大多數(shù)情況下，來訪者無意識或不愿意面對門禁的攝像頭。4. 智能家居系統(tǒng)（1）技術(shù)支持手機通信技術(shù)，語音通信技術(shù)，圖像處理技