物聯(lián)網(wǎng)的主要技術(shù)和應(yīng)用

網(wǎng)的主要技術(shù)和應(yīng)用要：本文簡(jiǎn)單介紹了物聯(lián)網(wǎng)的起源、發(fā)展和特點(diǎn)。然后根據(jù)信息生成、傳輸、處理和應(yīng)用的原則，把物聯(lián)網(wǎng)分為4層：認(rèn)知層、網(wǎng)絡(luò)層、管理層、應(yīng)用層。并逐層介紹它們所用到的技術(shù)。最后以智能電網(wǎng)、智能交通和智能建筑為例展示物聯(lián)網(wǎng)的具體應(yīng)用。關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)智能電網(wǎng)智能交通智能建筑載究竟什么是物聯(lián)網(wǎng)，由于對(duì)其認(rèn)識(shí)的不夠深入和不同領(lǐng)域研究者出發(fā)點(diǎn)的不同，現(xiàn)在還等信息承載體，讓所有能夠被獨(dú)立尋址的普通物理對(duì)象實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)”。換句話說，在物聯(lián)網(wǎng)世界，每一個(gè)物體均可尋址，每一個(gè)物體均可通信，每一個(gè)物體均可控制。普遍認(rèn)聯(lián)網(wǎng)所倡導(dǎo)的物物互聯(lián)規(guī)模要遠(yuǎn)大于現(xiàn)階段的人與人通信業(yè)務(wù)，因此物聯(lián)網(wǎng)的預(yù)期市場(chǎng)前景也要遠(yuǎn)大于之前的計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)通信等。國(guó)Auto-ID中心首先提出建立在物品編碼、無線射頻技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的物聯(lián)網(wǎng)概念。物聯(lián)網(wǎng)的基本思想雖然成型與上世紀(jì)末，但在這些年才真正引起人們的關(guān)注。2005年國(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)》，指出物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代即將來臨，世界上所有的物體小到紙巾達(dá)到房屋都可以通過互聯(lián)網(wǎng)主動(dòng)進(jìn)行信息交換。中國(guó)”戰(zhàn)略構(gòu)想，隨后我國(guó)政府高層一系列的講話、報(bào)告和相關(guān)政策都表明中國(guó)要抓住機(jī)遇，緊跟世界先進(jìn)潮流，大力發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)在邏輯上可以分為認(rèn)知層、網(wǎng)絡(luò)層、管理層和應(yīng)用層。把它與傳統(tǒng)的信息系統(tǒng)構(gòu)載多了一個(gè)認(rèn)知層。和控制等。這些作用改變了傳統(tǒng)信息系統(tǒng)內(nèi)部運(yùn)算能力強(qiáng)但是但是對(duì)外部感知能力弱的狀況，因此認(rèn)知層是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)，也是物聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)信息系統(tǒng)的最大區(qū)別所在。主要作用是把認(rèn)知層的數(shù)據(jù)接入網(wǎng)絡(luò)以供上層使用。它的核心是互聯(lián)網(wǎng)(包括下一代互聯(lián)網(wǎng))，而各種無線網(wǎng)絡(luò)則提供隨時(shí)隨地的網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)。使用的技術(shù)包括互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)、WiFi等無線寬帶網(wǎng)絡(luò)和藍(lán)牙等無線低速網(wǎng)絡(luò)等。管理層，其作用是在高性能計(jì)算機(jī)和海量存儲(chǔ)技術(shù)的支撐下，將大規(guī)模數(shù)據(jù)高效可靠地索引擎為代表的網(wǎng)絡(luò)信息查詢技術(shù)、智能處理系統(tǒng)和保護(hù)信息與隱私的安全系統(tǒng)等。應(yīng)用層，即物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與各類行業(yè)應(yīng)用相結(jié)合，通過物聯(lián)網(wǎng)的“物物互聯(lián)”實(shí)現(xiàn)無所不物聯(lián)網(wǎng)最主要的特點(diǎn)，也是他與傳統(tǒng)信息網(wǎng)絡(luò)最大的區(qū)別是物聯(lián)網(wǎng)突破了以前只能人與通信功能更強(qiáng)大、對(duì)環(huán)境適應(yīng)性更好的應(yīng)用系統(tǒng)。載1、無線射頻識(shí)別技術(shù)(RFID)1.1概述通過上面的介紹我們已經(jīng)知道，物聯(lián)網(wǎng)追求的是“物物互聯(lián)”，但是當(dāng)賦予地球上所有這就需要應(yīng)用到自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。近年來無線射頻識(shí)別技術(shù)(RFID)逐漸完善，它有許多獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，例如防水防磁、讀取速度快、儲(chǔ)存能力強(qiáng)和識(shí)別距離遠(yuǎn)等，因此RFID能十分好的替代現(xiàn)有的條形碼技術(shù)。特別是當(dāng)有通信能力的RFID技術(shù)和賦予任何物體IP地址的IPv6技術(shù)相結(jié)合后，充分釋放了它們二者的優(yōu)點(diǎn)，使物聯(lián)網(wǎng)所倡導(dǎo)的人和人、人和物、物和物的互聯(lián)稱為可能。1.2無線射頻識(shí)別(RFID)的發(fā)展射頻識(shí)別技術(shù)(RFID)是利用射頻信號(hào)通過空間耦合(交變磁場(chǎng)或電磁場(chǎng))來實(shí)現(xiàn)無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息來達(dá)到自動(dòng)識(shí)別目的的技術(shù)。RFID技術(shù)的雛形甚至可以追溯到二戰(zhàn)時(shí)期雷達(dá)系統(tǒng)為了區(qū)分?jǐn)澄叶褂玫臄澄绎w機(jī)識(shí)別器(IFF)。20世紀(jì)60年代，人類對(duì)RFID的研究正式拉開大幕。而隨著大規(guī)模集成電路、可編程存儲(chǔ)器、微處理器以及軟件技術(shù)和編程語言的發(fā)展，RFID技術(shù)才開始逐漸推廣和部署在民用領(lǐng)域。發(fā)達(dá)國(guó)家如美國(guó)、德國(guó)等在RFID技術(shù)上起步較早也發(fā)展較快，因而具有比較成熟和先進(jìn)的RFID系統(tǒng)。而在中國(guó)，RFID技術(shù)也已經(jīng)廣泛應(yīng)用于鐵路機(jī)車識(shí)別、二代身份證、危載險(xiǎn)品管理等多個(gè)領(lǐng)域。相信隨著RFID產(chǎn)品種類的不斷豐富和價(jià)格的逐漸降低，RFID技術(shù)將更加大規(guī)模的應(yīng)用到我們的生活中，深刻影響各行各業(yè)。1.3無線射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)分析我們通常將RFID系統(tǒng)分為3個(gè)部分：閱讀器、天線和電子標(biāo)簽。在工作時(shí)，閱讀器通過天線發(fā)出電子信號(hào)，標(biāo)簽在接收到信息后發(fā)射自己內(nèi)部?jī)?chǔ)存的信息，這些信息再通過天線通過耦合元件實(shí)現(xiàn)信號(hào)的空間耦合，其方式有兩種，即變壓器模型的電感耦合和雷達(dá)模型的電磁反向散射耦合。閱讀器是RFID系統(tǒng)中最重要的組成部分，它的作用是通過天線主動(dòng)向標(biāo)簽詢問標(biāo)識(shí)信息，因而在使用中經(jīng)常把它和天線集成于一個(gè)設(shè)備。天線的作用是在閱讀器和標(biāo)簽間傳遞射Hz433MHz、2.45GHz等，所以天線與標(biāo)簽間的匹配問題就十分重要。標(biāo)簽是由芯片、微型天線和耦合元件組成的，它附在物體上，用來標(biāo)識(shí)目標(biāo)對(duì)象。當(dāng)標(biāo)簽接收到閱讀器發(fā)出的射頻信號(hào)，利用感應(yīng)電流的能量發(fā)出儲(chǔ)存在芯片內(nèi)的電子編碼或主動(dòng)發(fā)出信號(hào)。標(biāo)簽利用三種方式進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器(EEPROM)、鐵電而根據(jù)是否內(nèi)置電源又可將標(biāo)簽分為三類：被動(dòng)式標(biāo)簽、主動(dòng)式標(biāo)簽和半主動(dòng)式標(biāo)簽。2.1概述傳感器擴(kuò)展了人感知周圍環(huán)境的能力，是現(xiàn)代生活中人類獲取信息的重要手段。最早的就已經(jīng)出現(xiàn)。隨著科技的進(jìn)步，現(xiàn)代傳感器走上了微型化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展路線，其典型代表就是無線傳感器節(jié)點(diǎn)。無線傳感器節(jié)點(diǎn)與傳統(tǒng)傳感器最大的不同，就是它不僅包括傳感器部件還集成了微處理器和無線通信芯片，因此無線傳感節(jié)點(diǎn)不但載能從外界獲取信息還能對(duì)信息進(jìn)行分析和傳輸。2.2無線傳感器網(wǎng)絡(luò)加低廉，所以節(jié)點(diǎn)的部署也可以更加廣泛，計(jì)算能力也可以更強(qiáng)更智能。一方面，傳感器將朝著低價(jià)格、微體積的方向發(fā)展；另一方面，傳感器將和智能手機(jī)、醫(yī)療設(shè)備等結(jié)合，朝著傳感網(wǎng)的應(yīng)用模式，實(shí)現(xiàn)更透徹的感知、更深入的智能，實(shí)現(xiàn)“物物相聯(lián)”。3.1概述位置信息是最重要的信息之一，具體而言它包括三大要素：所在的地理位置、處在該地涵十分豐富，可以根據(jù)時(shí)間、空間和人物信息制定個(gè)性化的服務(wù)。由于位置信息的重要性，如何獲取位置信息就成為了物聯(lián)是定位變得越來越簡(jiǎn)單。3.2定位系統(tǒng)及技術(shù)·GPSGPS(GlobalPositioningSystem)是目前世界上最常用的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。GPS衛(wèi)星星座網(wǎng)組網(wǎng)成功，從此GPS正式投入使用。SGPS定位的原理很簡(jiǎn)單，首先測(cè)出接收機(jī)與三顆衛(wèi)星之間的距離，然后利用三點(diǎn)定位方式得到接收機(jī)的位置。在GPS系統(tǒng)中，根據(jù)衛(wèi)星的空間位置和到接收機(jī)的距離可以做出載一個(gè)球面，三個(gè)衛(wèi)星就有三個(gè)球面，這樣在空間中三個(gè)球的交集就是兩個(gè)點(diǎn)，而距離地面近接收機(jī)的距離是由發(fā)送和接位置誤差很大。因此實(shí)際上需要借助至少四顆衛(wèi)星。由于GPS在軍事和民用方面的巨大作用，為了避免受制于人，其他國(guó)家也陸續(xù)展開了自主的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的研究和部署。目前已經(jīng)投入使用的有俄羅斯的GLONASS系統(tǒng)和我設(shè)自主研發(fā)的北斗二號(hào)系統(tǒng)，屆時(shí)將可以實(shí)現(xiàn)全球范圍的導(dǎo)航覆蓋。·蜂窩基站定位GPS系統(tǒng)雖然應(yīng)用十分廣泛，但是它也有弊端，例如在室內(nèi)的定位效果就十分不理想，而且定位速度比較緩慢。而且并不是所有的移動(dòng)設(shè)備都配備了GPS模塊，此外有時(shí)對(duì)定位的精度需求并不是特別高。因此人們需要用蜂窩基站定位來作為GPS系統(tǒng)的補(bǔ)充。在通信網(wǎng)絡(luò)中，通信區(qū)域被劃分成一個(gè)一個(gè)蜂窩小區(qū)，通常每一個(gè)小區(qū)有一個(gè)基站。目是始終與一個(gè)基站聯(lián)系的。蜂窩基站定位也就是利用了這種廣泛采用的蜂窩網(wǎng)絡(luò)。許多種。最簡(jiǎn)單的是COO方法，它只利用一個(gè)基站，因此誤差是ToA和TDoA。前者的原理類似于衛(wèi)星定位系統(tǒng)；后者則是利用信號(hào)到達(dá)基站的時(shí)間差來通過方程求解位置，因此減少了時(shí)間不一致所帶來的誤差。這兩種方法都至少需要三個(gè)基站。除此之外，還有只利用兩個(gè)基站的AoA定位法和利用信號(hào)強(qiáng)度的RSS定位法?！o線室內(nèi)定位由于室內(nèi)的障礙物較多，而且ToA/TDoA等技術(shù)需要比較昂貴的大部分室內(nèi)定位系統(tǒng)都基于信號(hào)強(qiáng)度載進(jìn)行定位，十分方便和經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。通過GPS和蜂窩基站結(jié)合進(jìn)行定位的A—GPS定位以及通過WiFi接入點(diǎn)進(jìn)行定位的無線3.3定位系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)定位技術(shù)發(fā)展了幾十年，已經(jīng)相對(duì)比較成熟，而物聯(lián)網(wǎng)的興起又對(duì)定位技術(shù)帶來了新的的網(wǎng)絡(luò)也是各式各樣，在如此聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下保護(hù)信息和隱私的安在如此大的數(shù)量下保障網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備的正常運(yùn)行也是對(duì)現(xiàn)有技術(shù)很大的挑戰(zhàn)。不過更大的挑戰(zhàn)人類必將受益匪淺?，F(xiàn)在人們的生活中充斥著大量的智能設(shè)備。傳統(tǒng)的智能設(shè)備有個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)和個(gè)人數(shù)字處理(PDA)等。而隨著物聯(lián)網(wǎng)帶來的信息空間和物理空間的融合，又應(yīng)運(yùn)而生了醫(yī)療領(lǐng)域的醫(yī)療設(shè)備和智能電視、智能手機(jī)等等。隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，智能設(shè)備呈現(xiàn)出三個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，即更深入的智能化、更透徹的感知和更全面的互聯(lián)互通。1)更深入的智能化：包含橫向智能化和縱向智能化兩層含義。前者是指?jìng)鹘y(tǒng)意義上的通過個(gè)體設(shè)備性能的提升來實(shí)現(xiàn)的智能化；后者是指通過把單個(gè)設(shè)備融入整個(gè)智能系統(tǒng)中來實(shí)現(xiàn)智能化。而為了實(shí)現(xiàn)更深入更廣泛的智能化，必須要更透徹的感知。2)更深入的智能化：是物聯(lián)網(wǎng)向物理世界的延伸，包含兩個(gè)層面：主動(dòng)感知和被動(dòng)感感知；后者則是設(shè)備主動(dòng)向周圍廣播自身的功能和狀態(tài)，以便與環(huán)境中的其他設(shè)備更好的協(xié)作。3)更全面的互聯(lián)互通：只有實(shí)現(xiàn)更全面的互聯(lián)互通才能實(shí)現(xiàn)更深入的智能化和更透徹的感知。設(shè)備之間通過網(wǎng)絡(luò)廣泛的互聯(lián)互通在實(shí)現(xiàn)信息共享的同時(shí)也有利于相互協(xié)作完成任務(wù)。許多的設(shè)備連接起來形成一個(gè)功能強(qiáng)大的設(shè)備群，能釋放出更大的潛力。1.1概述互聯(lián)網(wǎng)誕生于上世紀(jì)60年代的美國(guó)大學(xué)實(shí)驗(yàn)室，現(xiàn)在經(jīng)過了40余年的發(fā)展互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)深入了我們生活的方方面面，未來互聯(lián)網(wǎng)亦是實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)中物與物之間更全面的互聯(lián)互通的最重要也是最主要的途徑。在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，任何一個(gè)具有感知能力或是貼附有RFID標(biāo)簽的物體都可以接入到網(wǎng)絡(luò)中?；ヂ?lián)網(wǎng)最主要的作用就是使設(shè)備在可以在相當(dāng)遠(yuǎn)的距離相互傳輸信息和數(shù)據(jù)。要實(shí)現(xiàn)數(shù)的有互聯(lián)網(wǎng)普及初期的電話線撥號(hào)上網(wǎng)；基于普通電話線的寬帶接入方式(DSL)；以太網(wǎng)接入WiFi短距無線接入方式等。在終端接入網(wǎng)絡(luò)后，數(shù)據(jù)從發(fā)送端發(fā)送到接收端的過程稱為數(shù)據(jù)交換。根據(jù)交換方式的分組交換。其中分組交換由于其具有效率高等顯著優(yōu)點(diǎn)是現(xiàn)在也會(huì)是未來的物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代最主流的交換技術(shù)。1.2分層結(jié)構(gòu)聯(lián)網(wǎng)分為五層，即應(yīng)用層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、鏈路層和物理層，使每層需要解決的問題相對(duì)應(yīng)用層是我們?nèi)粘＝佑|最多的分層，數(shù)據(jù)處理的基本單位是報(bào)文。常用的HTTP(網(wǎng)頁(yè)文本傳輸)、FTP(文件傳輸)、DNS(域名解析)等都屬于應(yīng)用層。應(yīng)用層為互聯(lián)網(wǎng)提供了一個(gè)面向用戶的上層接口，使互聯(lián)網(wǎng)有很強(qiáng)的擴(kuò)展性，能為用戶提供應(yīng)用和服務(wù)。傳輸層負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)中終端間的數(shù)據(jù)傳輸，它的數(shù)據(jù)處理的基本單位是數(shù)據(jù)段。傳輸層主要包含了TCP和UDP兩個(gè)端到端的傳輸協(xié)議。它們能將應(yīng)用層產(chǎn)生的報(bào)文進(jìn)行包裝并傳向下一層，在邏輯上實(shí)現(xiàn)發(fā)送端的應(yīng)用程序和接收端的應(yīng)用程序成功的進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。網(wǎng)絡(luò)層的功能是將發(fā)送端傳輸層產(chǎn)生的數(shù)據(jù)段成功傳送到接收端，數(shù)據(jù)處理的基本單可以實(shí)現(xiàn)將數(shù)據(jù)包從發(fā)送端發(fā)出，通過路由器最終到的接收端。IPv4是當(dāng)前的主流，其理為了突破這一限制，人們探索出了新的協(xié)議方案，即IPv6。IPv6地址理論上有2的128次方個(gè)，如此巨大的地址數(shù)量為物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代大量終端設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)掃清了障礙。鏈路層主要負(fù)責(zé)兩個(gè)直接相連設(shè)備的直接通信，數(shù)據(jù)處理的基本單位是幀。網(wǎng)絡(luò)層中傳輸組成的。其直接相連方式可以是有線也可以是無線。物理層負(fù)責(zé)將鏈路層中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)幀按比特的順序，從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)原件沿著傳輸介質(zhì)發(fā)載層，其數(shù)據(jù)處理的基本單位是1.3互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)上，連接網(wǎng)絡(luò)的主要還是人控制的各種設(shè)備，例如PC、手機(jī)等。但是隨著IPv6對(duì)地址數(shù)量的大幅擴(kuò)展，聯(lián)網(wǎng)終端理論上可以拓展到任何物體。在未來有可能像冰箱空調(diào)等設(shè)備也能連入網(wǎng)絡(luò)中，這就是人們憧憬的“物物互聯(lián)”的物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代。的接入設(shè)備物與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的升級(jí)為物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)提供技術(shù)支持和應(yīng)用平臺(tái)；反之物聯(lián)網(wǎng)上的新型應(yīng)用也會(huì)促進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。2.1概述最近幾年，隨著手機(jī)和筆記本電腦等的普及，可以無線上網(wǎng)的設(shè)備數(shù)量已經(jīng)有逐步超過固定設(shè)備的趨勢(shì)。無線上網(wǎng)設(shè)備消除了對(duì)終端位置的限制，也節(jié)約了相應(yīng)的傳輸設(shè)備成本，因此人們可以用相對(duì)低廉的價(jià)格在有無線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)覆蓋的地方享受到網(wǎng)絡(luò)的便利。物聯(lián)網(wǎng)要傳感器都有址可循、可以相連，高展和普及，覆蓋范圍廣、傳輸速度快的無線寬帶技術(shù)必將在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代占據(jù)重要的位置。無線網(wǎng)絡(luò)的基本元素包括無線網(wǎng)絡(luò)用戶、無線連接和基站。而基于采用技術(shù)和協(xié)議傳輸2.2WiFi與WiMAX載現(xiàn)如今無線局域網(wǎng)WiFi已經(jīng)成為人們生活中訪問網(wǎng)絡(luò)的重要手段之一，它可以在一個(gè)之前有許多的無線局域網(wǎng)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，這給人們的使用帶來了很大不便。隨著WiFi協(xié)議這幾十年的發(fā)展，現(xiàn)在802.11a/b/g/n已經(jīng)成為主流的WiFi協(xié)議。WiMAX的無線網(wǎng)絡(luò)用戶提供告訴的無線傳輸服務(wù)。其視線覆蓋范圍可達(dá)到112.6千米，非視線覆蓋范圍可達(dá)到40千米，帶寬可達(dá)到70Kb/s，與之相協(xié)議。WiMAX無線城域技術(shù)不但能向固定和移動(dòng)的用戶提供寬帶無線服務(wù)，還可以用于連接WiFi接入點(diǎn)和互聯(lián)網(wǎng)，通過此可以提供類似校園內(nèi)的無線網(wǎng)絡(luò)覆2.3無線與物聯(lián)網(wǎng)WiFi還是WiMAX都在現(xiàn)實(shí)生活中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商來說，WiFi的載波頻率屬于免費(fèi)的公共頻段，而且每個(gè)接入點(diǎn)可以為多個(gè)用戶提供寬帶服是骨干網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架的重要組成部分，WiMAX基站和互聯(lián)網(wǎng)通過高速回程連接相連，WiMAX基站和眾多WiFi接入點(diǎn)相連，這種WiMAX和WiFi相結(jié)合的方式可以為整個(gè)城市提供無能和非智能、可動(dòng)的和固定的、大型的和小型的設(shè)備都要連接入網(wǎng)絡(luò)是，無線寬帶技術(shù)將成3.1概述物聯(lián)網(wǎng)的追求是全面的互聯(lián)互通，這就意味著除了傳統(tǒng)意義上的電腦手機(jī)等具有較高智智能網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)中那些能力較低的節(jié)點(diǎn)的低速率、低通信半徑、低計(jì)算能力和低能量來源的特征。3.2協(xié)議低速網(wǎng)絡(luò)協(xié)議有很多種，目前使用比較廣泛的是藍(lán)牙、紅外以及最近發(fā)展起來的e備如鼠標(biāo)、鍵盤中。此外在GPS設(shè)備和醫(yī)療器械等領(lǐng)域也都有應(yīng)用。藍(lán)牙最早于1994年新的標(biāo)準(zhǔn)可以支持超過20Mb/s的速率。藍(lán)牙作為一種短距離低功耗的傳輸協(xié)議，與傳統(tǒng)WiFi位目標(biāo)不一樣，藍(lán)牙是主要是針對(duì)一些功耗較小，對(duì)設(shè)備，真正實(shí)現(xiàn)從有線到無線的轉(zhuǎn)變。由此可見，在有些條件下，藍(lán)牙是實(shí)現(xiàn)比較簡(jiǎn)單和輕便的互聯(lián)的十分有效手段。傳輸數(shù)據(jù)的比較早期的無線通信技術(shù)。紅外通信采用875nm左右率申請(qǐng)等優(yōu)勢(shì)。但是由于波長(zhǎng)短，受障礙物的影響很大，因此兩個(gè)設(shè)備做紅外連接時(shí)必須相互可見。正是由于這些缺點(diǎn)，紅外技術(shù)正在逐漸被藍(lán)牙和WiFi取代。無線傳感網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)典型應(yīng)用，802.15.4/ZigBee協(xié)議是最早出現(xiàn)在無線傳感網(wǎng)領(lǐng)域的無線通信協(xié)議。同互聯(lián)網(wǎng)的協(xié)議構(gòu)架相似，從協(xié)議棧的角度看802.15.4/ZigBee協(xié)主要規(guī)定了物理層和鏈路層的規(guī)范，物理層包括射頻收發(fā)器和底層控制模塊，介質(zhì)訪問控制層為高層提供了訪問物理信道的服務(wù)接口。ZigBee主要提供了在物理層和鏈路層之上的網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層規(guī)范。3.3低速網(wǎng)絡(luò)和高速網(wǎng)絡(luò)正像之前所說的，高速網(wǎng)絡(luò)WiFi協(xié)議有著更高的帶寬，更遠(yuǎn)的通信距離和更高的傳輸在設(shè)計(jì)高速協(xié)議時(shí)能量的消耗不是一個(gè)主要考慮的問題。但是在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層面，很多連入網(wǎng)絡(luò)的終端并不一定都有著穩(wěn)定的能量供應(yīng)和強(qiáng)大的計(jì)算能力，比如像典型的無線傳感網(wǎng)，這種相對(duì)數(shù)據(jù)規(guī)模較小且能力相對(duì)較弱的物體就不需，大大豐富了可以連入網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備低速網(wǎng)絡(luò)和高速網(wǎng)絡(luò)的同時(shí)使用是一種必然的現(xiàn)象。然而在兩種速率的網(wǎng)絡(luò)共同使用的現(xiàn)實(shí)下，如何連接這兩種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議也成為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用v議上，即6LoWPAN，其目的是連接運(yùn)行IPv6告訴互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)和運(yùn)行低速協(xié)議的其網(wǎng)絡(luò)4.1概述九世紀(jì)科學(xué)界陸續(xù)在理論和試驗(yàn)中證明了電磁波的存在。1901年意大利科學(xué)家成功的將信號(hào)從英國(guó)傳到了大西洋彼岸的紐芬蘭，這也標(biāo)志著無線電通信的誕生?，F(xiàn)代無線電話包括兩種，無繩電話和移動(dòng)電話。前者基本上只適于作為家庭固定電話；而后者可以使用載戶在戶外通話聊天和上網(wǎng)消遣，更加符合人們的需求。移動(dòng)通信經(jīng)歷了3代的發(fā)展，即模擬語音、數(shù)字語音以及數(shù)字語音和數(shù)據(jù)。模擬語音上世紀(jì)20年代到60年代，模擬語音技術(shù)經(jīng)過了一系列的探索和早期發(fā)展，例如美國(guó)的改進(jìn)移動(dòng)電話系統(tǒng)IMTS等。但是由于種種缺陷，都沒有大規(guī)模的商用。直張把區(qū)域分成若干個(gè)蜂窩單元，相鄰的單元使用不同的頻率而較遠(yuǎn)的單元可以使用相同的頻率。這樣既避免了頻率沖突又充分利用了資源。貝爾實(shí)驗(yàn)室提出的小區(qū)制、蜂窩組網(wǎng)理論，為移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展和新一代多功能通信設(shè)備的產(chǎn)生奠定了基礎(chǔ)。數(shù)字語音第二代移動(dòng)電話是數(shù)字式的，不僅能進(jìn)行傳統(tǒng)的語音通信，收發(fā)短信等，還可以支持一些無線應(yīng)用協(xié)議。目前最主流的數(shù)字移動(dòng)電話系統(tǒng)是GSM和CDMA。GSM是源于歐洲的移動(dòng)通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，開發(fā)的目的是統(tǒng)一歐洲的移動(dòng)電話網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。GSM屬于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的一種，運(yùn)行在多個(gè)不同的無線電頻率上，用戶需要連接到它的搜索范圍內(nèi)最近的蜂窩單元。GSM利用時(shí)分復(fù)用技術(shù)將一對(duì)頻率分成許多時(shí)槽供用戶在不同時(shí)間共享，還利用頻分復(fù)用技術(shù)使得每一部移動(dòng)電話在一個(gè)頻率上發(fā)送數(shù)據(jù)的同時(shí)還可以在另一個(gè)高出50MHz的頻率上接受數(shù)據(jù)。GSM系統(tǒng)還支持自動(dòng)漫游和自動(dòng)切換，采用增強(qiáng)全速能和抗干擾能力。在我國(guó)，GSM是最成熟和使用最廣泛的數(shù)字蜂窩系統(tǒng)。CDMA是美國(guó)高通公司提出的標(biāo)準(zhǔn)，它是與GSM并列的第二大移動(dòng)通信系統(tǒng)，同時(shí)此可在多個(gè)小區(qū)內(nèi)重復(fù)使用等屬性。CDMA最明顯的優(yōu)點(diǎn)是它利用編碼技術(shù)可以同時(shí)區(qū)分并載分離多個(gè)同時(shí)傳輸?shù)男盘?hào)，從根本上保證了時(shí)間和頻段等資源的高效利用。數(shù)字語音和數(shù)據(jù)第三代移動(dòng)通信是能夠?qū)?guó)際互聯(lián)網(wǎng)等多媒體信息與無線通信業(yè)務(wù)結(jié)合的新一代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)。它不僅能提供2G的信息業(yè)務(wù)，同時(shí)能夠保證更快的速度，更全面的業(yè)務(wù)內(nèi)容，例如視頻流、文件傳輸和網(wǎng)絡(luò)瀏覽等。4.23G通信的領(lǐng)域。包括GSM網(wǎng)絡(luò)的升級(jí)版本HSCSD、基于傳統(tǒng)GSM網(wǎng)絡(luò)但是速度更快的GPRS務(wù)的質(zhì)量要求，3G必須擁有高帶寬保證，其速率至少要達(dá)到0.5~1Mb/s以上，因此傳統(tǒng)的時(shí)分多址技術(shù)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。CDMA碼分多址的編碼方式才是現(xiàn)行的3G通信標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)。我國(guó)于2009年發(fā)放了3G牌照，中國(guó)電信業(yè)正式進(jìn)入3G時(shí)代。我國(guó)采用的三種3G標(biāo)準(zhǔn)分別是TD-SCDMA、W-CDMA和CDMA2000.CDMAITU提出的3G標(biāo)準(zhǔn)。TD-SCDMA將SDMA、同步CDMA和軟件無線電等技術(shù)融合在一起，可以對(duì)頻率和不同業(yè)務(wù)靈活搭配，高效率的利用頻譜資源，加上TDMA和FDMA的技A間的干擾，使TD-SCDMA系統(tǒng)不再是一個(gè)自干擾系統(tǒng)，基本消除了信號(hào)覆蓋半徑隨用戶數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)資源分配，這樣可以更加合理且最大化利用信道資源，并且能夠自動(dòng)適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中負(fù)載和干擾的變化。W-CDMA最先由愛立信公司提出，是一種由3GPP具體制定的第三代無線通信系統(tǒng)。載W-CDMA的設(shè)計(jì)使其能與GSM網(wǎng)絡(luò)協(xié)同合作，兩者的蜂窩系統(tǒng)是可以相互融合的。W-CDMA支持高速數(shù)據(jù)傳輸，完全滿足3G要求的慢速移動(dòng)時(shí)384Kb/s和室內(nèi)走動(dòng)時(shí)2Mb/s，還可以支持變速傳輸。和TD-CDMA只支持同步基站不同，W-CDMA可以同時(shí)支持異步和同步基站運(yùn)行方式，且動(dòng)態(tài)調(diào)控多種速率的傳輸，對(duì)多媒體的業(yè)務(wù)可通過改變擴(kuò)址干擾，不僅提高了系統(tǒng)容量，同時(shí)也大幅度降低了傳輸功率。CDMA2000由美國(guó)高通公司提出，主要為了結(jié)合新的高速無線接入技術(shù)，從而能更好的提供無線互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)。CDMA2000和W-CDMA一樣也是用5MHz的帶寬，但是不能4.3移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)境下，利用手機(jī)信號(hào)傳輸是很好的選擇。相比于前兩代移動(dòng)通信服務(wù)，3G視多數(shù)只存在于互聯(lián)網(wǎng)上的應(yīng)用服務(wù)。對(duì)于未來的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，龐大的3G用戶群是必不可少的，而且3G的許多便捷服務(wù)更是物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)最基本的保證。P技術(shù)方案，并正式成為4G國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)候選技術(shù)；2010年中國(guó)移動(dòng)在上海世博園建設(shè)了全球TD-LTE規(guī)模演示網(wǎng)絡(luò)。盡管從現(xiàn)在來看，4G的研究還沒有柳暗花明，在研究和應(yīng)用帶寬和高智能性或許可以解決物聯(lián)網(wǎng)的物物通信所帶來的大量數(shù)據(jù)的傳輸問題，這將給社會(huì)、企業(yè)和家庭帶來全新的管理模式。載1.1概述物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展使信息的收集變得更加全面和迅速，于是就需要更有效的手段對(duì)信息進(jìn)行儲(chǔ)存和組織，并提供便捷的查詢。這就用到了已經(jīng)有著半個(gè)世紀(jì)歷史的數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)。在上世紀(jì)60年代，誕生了以IBM的SABRE為代表的一些成功的早起數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。這些系統(tǒng)在今天看來雖說很落后，但是在當(dāng)時(shí)的時(shí)代背景下仍然是十分先進(jìn)且有實(shí)際作用的。由于這些數(shù)據(jù)庫(kù)如果要訪問想要的內(nèi)容，需要遍歷整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，這就是在其數(shù)據(jù)庫(kù)最大的缺陷。而這類早期數(shù)據(jù)庫(kù)被統(tǒng)稱為“導(dǎo)航式數(shù)據(jù)庫(kù)”。到了70年代，為了改變?cè)缙跀?shù)據(jù)庫(kù)的弊端，IBM的Codd進(jìn)行了一系列研究并最先提出了數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯組成與物理儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)分離的思想，這為關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的發(fā)展奠定了基石。此后加州大學(xué)伯克利分校開發(fā)的Ingres和IBM開發(fā)的SystemR引領(lǐng)了關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)幾十年的發(fā)展歷史，以至于如今大部分的商用數(shù)據(jù)庫(kù)都出自二者。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的優(yōu)點(diǎn)主要有以下幾個(gè)：關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用取得了巨大的成功，但是它也是有缺點(diǎn)的，主要體現(xiàn)在：缺乏對(duì)真實(shí)系數(shù)據(jù)庫(kù)在CAD、CAM、GIS和動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)等方面產(chǎn)生了局限性。鑒于此，很多科學(xué)家開始研究被稱為“NoSQL”的非關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)來彌補(bǔ)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的這些缺陷，并且一些知名的開是取代關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，而是要彌補(bǔ)一些關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)遇到的瓶頸。在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的地位依然無可替代。1.2數(shù)據(jù)庫(kù)與物聯(lián)網(wǎng)載一個(gè)重要特點(diǎn)是以數(shù)據(jù)為中心。無線傳感網(wǎng)的數(shù)據(jù)具有以下的特點(diǎn)：海量性假設(shè)有一個(gè)擁有100個(gè)傳感器的傳感網(wǎng)，而每個(gè)傳感節(jié)點(diǎn)每分鐘只傳回1Kb的數(shù)據(jù)，那么每天的數(shù)據(jù)量就達(dá)到1.4Gb。如果是一些大型的敏感的傳感網(wǎng)，每天的數(shù)據(jù)量可達(dá)1TB以上。至于未來物物互聯(lián)的物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)就是十分龐大的數(shù)量。因此據(jù)具有海量性。態(tài)性必然增加數(shù)據(jù)的復(fù)雜性，不同網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)格式可能不同，就算是相同類型的數(shù)據(jù)也會(huì)有單位和精度的差別，一個(gè)測(cè)量量在不同的時(shí)間也在變化。因此物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)具有多態(tài)性。關(guān)聯(lián)性及語義性物聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)都不會(huì)是相互獨(dú)立的。描述同一個(gè)實(shí)體的數(shù)據(jù)在時(shí)間上具有關(guān)聯(lián)性；描述不同實(shí)體的數(shù)據(jù)在空間上會(huì)有關(guān)聯(lián)性；描述實(shí)體的不同維度之間也具有數(shù)據(jù)在時(shí)間或空間或維度上的關(guān)聯(lián)性推斷出實(shí)體的變化。以及消除查詢結(jié)果中的冗余和不確定性。2.1概述計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，社會(huì)信息化程度的提高，使得各種數(shù)據(jù)信息以一種難以置信的“物物互聯(lián)”，各種物體所產(chǎn)生的信息量將在現(xiàn)基礎(chǔ)上進(jìn)一步爆炸式增長(zhǎng)。而且物聯(lián)網(wǎng)還要求有更高的智能，更強(qiáng)的數(shù)據(jù)挖掘和分析能力，因此物聯(lián)網(wǎng)必然需要適合其特點(diǎn)的海量數(shù)據(jù)儲(chǔ)存技術(shù)。載2.2網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)直接附加儲(chǔ)存直接附加儲(chǔ)存是指將儲(chǔ)存系統(tǒng)通過線纜直接與服務(wù)器或工作站相連。直接附加儲(chǔ)存的主要特點(diǎn)是在儲(chǔ)存設(shè)備和主機(jī)總線適配器間不存在交換機(jī)和路由器等網(wǎng)絡(luò)成存儲(chǔ)存資源的利用率低，資源的共享能力差。網(wǎng)絡(luò)附加儲(chǔ)存網(wǎng)絡(luò)附加儲(chǔ)存是一種文件級(jí)的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)構(gòu)架。在網(wǎng)絡(luò)附加儲(chǔ)存中計(jì)算機(jī)連接到一個(gè)僅為其他設(shè)備提供基于文件級(jí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)附加儲(chǔ)存包括有著本質(zhì)上的區(qū)別。前者是一種對(duì)者則是將網(wǎng)絡(luò)作為儲(chǔ)存實(shí)體，更容易實(shí)現(xiàn)文件級(jí)別的共享。而且網(wǎng)絡(luò)附加儲(chǔ)存內(nèi)在的RAID和集群儲(chǔ)存能力增強(qiáng)了數(shù)據(jù)的可訪操作過于頻繁或計(jì)算機(jī)處理能力不足時(shí)，它的性能就會(huì)受到限制。儲(chǔ)存區(qū)域網(wǎng)絡(luò)儲(chǔ)存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(SAN)是一種通過網(wǎng)絡(luò)方式連接儲(chǔ)存設(shè)備和應(yīng)用服行了專門的優(yōu)化。存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)由服多個(gè)服務(wù)器將他們的私有存儲(chǔ)空間合并為磁盤列陣，不僅簡(jiǎn)化了對(duì)存儲(chǔ)的管理，還有利于提來提供對(duì)文件的抽象。2.3數(shù)據(jù)中心載數(shù)據(jù)中心是一整套復(fù)雜的設(shè)施。它不僅僅包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和其他與之配套的設(shè)備(如通機(jī)計(jì)算能力很強(qiáng)，但也有操作維護(hù)也下降，隨著技術(shù)發(fā)展分布式系統(tǒng)登上歷史舞臺(tái)。上世紀(jì)90年代廉價(jià)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的誕生，使人們開始設(shè)計(jì)使用層次化的方案對(duì)大型的微型機(jī)(服務(wù)器)進(jìn)行管理，在此時(shí)“數(shù)據(jù)中心”概念開始逐漸被人們認(rèn)可。隨著互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，日益增長(zhǎng)的大規(guī)模在線應(yīng)用和企業(yè)級(jí)基礎(chǔ)服務(wù)的需求促使十萬級(jí)甚至百萬級(jí)服務(wù)器的數(shù)據(jù)中心誕生。3.1概述隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，每時(shí)每刻都有龐大的信息在網(wǎng)絡(luò)上交互。如何高效的檢索互聯(lián)網(wǎng)上的信息成為一個(gè)時(shí)代需求和技術(shù)挑戰(zhàn)。Web搜索引擎的出現(xiàn)正解決了上述問題。Web搜索引擎是一個(gè)能夠在合理的響應(yīng)時(shí)間內(nèi)，根據(jù)用戶的查詢關(guān)鍵詞，返回一個(gè)包含相關(guān)信息的結(jié)果列表服務(wù)的綜合體。傳統(tǒng)Web搜索引擎是基于查詢關(guān)鍵詞的，對(duì)于相同的關(guān)鍵詞，網(wǎng)絡(luò)爬蟲模塊主要是通過對(duì)Web頁(yè)面的解析，根據(jù)Web模塊之間的連接關(guān)系抓取這些頁(yè)面，并儲(chǔ)存頁(yè)面信息交給索引模塊處理。索引模塊主要完成對(duì)于抓取的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理的關(guān)鍵字輸入，根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)的索引知識(shí)給出合理的搜索結(jié)果。3.2搜索引擎體系結(jié)構(gòu)信息采集信息采集作為Web搜索引擎的重要模塊，其主要功能是在Web上收集頁(yè)面信息，也就是Web機(jī)器人(爬蟲)程序。一個(gè)基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)爬蟲程序的結(jié)構(gòu)，首先網(wǎng)絡(luò)爬載蟲程序從URL鏈接庫(kù)里讀取一個(gè)或多個(gè)URL作為初始輸入，根據(jù)初始輸入的URL進(jìn)行域Web務(wù)器，建立相應(yīng)的TCP連接，發(fā)送請(qǐng)求，接受應(yīng)答，儲(chǔ)存接收的數(shù)據(jù)，并分析提取鏈接信息(URL)放入U(xiǎn)RL連接庫(kù)里。爬蟲程序遞URLWeb最強(qiáng)大的搜索引擎也不能夠全面及時(shí)的獲取所有的頁(yè)面。有效快速地抓取重要的頁(yè)面是Web搜索引擎所要解決的問題。對(duì)于一個(gè)設(shè)計(jì)良好的爬蟲程序需要保證優(yōu)先抓取那些重要的頁(yè)面，以便有比較可靠的響應(yīng)速度。Web。索引建立的好壞對(duì)于搜索引擎有很大的影響，優(yōu)秀的索引能夠顯著的提高搜索引擎系統(tǒng)運(yùn)行的效率及檢索結(jié)果的摘要括詞匯、HTTP文本標(biāo)記和URL等。搜索服務(wù)搜索服務(wù)是Web搜索引擎工作流程的最后一步，根據(jù)用戶提交的查詢關(guān)鍵詞展開搜索，將匹配的結(jié)果返回給用戶。對(duì)于自然語句的搜索輸入，則首先根據(jù)分詞結(jié)果搜索服務(wù)的好壞直接影響了Web搜索引擎的用戶滿意程度。3.3物聯(lián)網(wǎng)搜索引擎eb索引擎提出了挑戰(zhàn)。首先網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備的多樣化造成了信息生成方式的多樣化。如何高效的對(duì)搜索引擎的智能有了更高的期待。傳統(tǒng)Web搜索引擎主要是從各種智能設(shè)備上抓取人工生成的信息。而在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，搜索引擎需要和各種物理對(duì)象緊密結(jié)合，主動(dòng)識(shí)別物體并提取有用的信息，或者組合相鄰的載。一種有效的方式是由被動(dòng)的索引擎可以與信息提供者開展緊密合作，通過訂閱或者類似模式獲取信息，以保證信息的準(zhǔn)確性、安全性和及時(shí)性。論在哪戶查詢一個(gè)地理信息是，搜索引擎不但要查詢結(jié)果和關(guān)鍵詞的匹配程度，還應(yīng)該能給出與關(guān)擎的查詢結(jié)果更精確，更智能，更4.1概述從信息安全和隱私保護(hù)的角度上說，物聯(lián)網(wǎng)終端(RFID、傳感器、智能信息設(shè)備)的廣泛引入在提供豐富信息的同時(shí)，也增加了暴露這些信息的危險(xiǎn)。所以有必要安全的管理這些信息，確保隱私信息不被別有用心的人利用來?yè)p害我們的利益。系統(tǒng)服務(wù)可以被授權(quán)實(shí)體訪問并按照需求使用的特性。保密性是指信息只能被授權(quán)用戶使用、中所有參與者都不可能否認(rèn)或者抵賴曾經(jīng)完成的操作和承諾的特性。可控性是對(duì)信息傳播及內(nèi)容控制的特性。4.2RFID的安全和保護(hù)RFID標(biāo)簽通常附著于物品甚至人體，其中可能存在大量隱私信息。然而RFID標(biāo)簽受自身成本的限制，不支持復(fù)雜的加密方法，因而容易遭到攻擊。攻擊者可以通過破解RFID載標(biāo)簽來獲取、復(fù)制、篡改以及濫用RFID標(biāo)簽中保存的信息。而RFID系統(tǒng)的大規(guī)模應(yīng)用為供了更多的機(jī)會(huì)。包括：滅活、法拉第網(wǎng)罩、主動(dòng)干擾和組織標(biāo)簽等。滅活標(biāo)簽機(jī)制的原理是殺死標(biāo)簽，使標(biāo)簽喪失功能，從而標(biāo)簽不會(huì)響應(yīng)攻擊者的掃描，美的防止掃描和跟蹤，但是會(huì)破壞RFID標(biāo)簽的功能，使使用者無法再繼續(xù)享受到以RFID標(biāo)簽為基礎(chǔ)的物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。根據(jù)電磁場(chǎng)理論，金屬組成的網(wǎng)罩能夠屏蔽電磁波。如果把標(biāo)簽放在網(wǎng)罩內(nèi)，則外部和私信息。但是這種方法的缺點(diǎn)是無法便利的使用標(biāo)簽。主動(dòng)干擾無線信號(hào)是另一種屏蔽標(biāo)簽的方法。用戶可以主動(dòng)廣播無線信號(hào)來組織或者破壞RFID閱讀器的讀取，從而確保消費(fèi)者隱私。這種方法的缺點(diǎn)是可能會(huì)產(chǎn)生非法干擾，使另一種方法是組織標(biāo)簽。這種標(biāo)簽可以通過特殊的標(biāo)簽碰撞算法來組織非授權(quán)的閱讀器掃描和跟蹤標(biāo)簽，而在需要的時(shí)候，則可以取消阻止，使標(biāo)簽開放的閱讀。幾年來隨著技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了一些新的隱私保護(hù)認(rèn)證方法，包括基于物理不可克隆函定程度上保護(hù)標(biāo)簽及其信息的安全。其實(shí)是并不需要為所有的信息都提供安全和隱私保護(hù)的，人們追求的是可用性和安全性的統(tǒng)一。而且可以用一些新的技術(shù)來解決安全和隱私威脅。當(dāng)然也可以用法律和規(guī)范來增加透徹的信息。從業(yè)人員、消費(fèi)者及政府三方需要共同面對(duì)RFID隱私保護(hù)問題，權(quán)衡科技的載的保護(hù)。4.3位置信息的安全與保護(hù)能，例如不想暴露自己的位置信息據(jù)位置信息，有時(shí)候可以推知用戶進(jìn)行的活動(dòng)，此外用戶的健康狀況、宗教信仰、政治面貌、生活習(xí)慣、興趣愛好等個(gè)人信不斷提高，其包含的信息量也越來越大，攻擊者通過截獲位置信息可以獲取的個(gè)人信息也就越多。攻擊者獲取用戶位置信息的方式大致有三種?？赡苁怯脩艉头?wù)商之間的通信線路遭到另外還可能是服務(wù)提供戶的位置信息。最后這種情況下用戶的隱私可以說就直接暴露在攻擊者面前了。戶根據(jù)自己的需要來制定相應(yīng)的位置隱私方針，以此指導(dǎo)移動(dòng)設(shè)備與服務(wù)提供商之間的交互。身份匿名：將位置信息中的真實(shí)身份信息替換為一個(gè)匿名的代號(hào)，以此來避免攻擊者將位置信息與用戶的真實(shí)身份掛鉤。數(shù)據(jù)混淆：對(duì)位置信息的數(shù)據(jù)進(jìn)行混淆，避免讓攻擊者得知用戶前兩種方式是制度上的，后兩種是技術(shù)上的，它們都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。但是不可避免的保護(hù)并不是絕對(duì)的，除非用戶與外載界切斷通信，否則只要設(shè)備還連接在網(wǎng)絡(luò)中，還在享受著各種服務(wù)的遍便利，就不可能達(dá)到完全的安全。隱私的保護(hù)，往往是在安全程度和服務(wù)質(zhì)量之間找一個(gè)均衡點(diǎn)。1.1概述新世紀(jì)以來，特別是近幾年來隨著全球節(jié)能減排的需求日益增長(zhǎng)，新能源新技術(shù)的應(yīng)用智能電網(wǎng)作為新興概念，行業(yè)對(duì)其定義和標(biāo)準(zhǔn)尚未形成共識(shí)?？梢哉J(rèn)為智能電網(wǎng)是對(duì)電設(shè)安全為目的的先進(jìn)的現(xiàn)代化電力系統(tǒng)。智能電網(wǎng)的核心是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的信息化、數(shù)字化、自動(dòng)化和互動(dòng)化。智能電網(wǎng)主要具備9大特征：電網(wǎng)自愈、用戶交互、設(shè)備兼容、質(zhì)量管理、系包括新能源和儲(chǔ)能系統(tǒng)的使用，電力電子技術(shù)的發(fā)展是關(guān)鍵。環(huán)載理采集系統(tǒng)等。國(guó)家電網(wǎng)公司在2009年進(jìn)一步提出了建設(shè)智能電網(wǎng)的規(guī)劃，明確了在2020年成智能電網(wǎng)的目標(biāo)。1.2智能電網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)智能電網(wǎng)能夠?qū)⒕邆渲悄芘袛嗯c自適應(yīng)能力的能源統(tǒng)一接入到網(wǎng)絡(luò)之中，并對(duì)其進(jìn)行分及均可接入網(wǎng)絡(luò)，利用網(wǎng)絡(luò)信息共享和最優(yōu)化計(jì)算，用戶可以將其富裕的電能通過電力網(wǎng)絡(luò)賣給其計(jì)費(fèi)子表何地點(diǎn)對(duì)家庭和公共用電設(shè)備進(jìn)行管理控制，提供多種增值服務(wù)。依托于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在智能電網(wǎng)時(shí)代，用戶可以實(shí)時(shí)查看家里的每臺(tái)設(shè)備的用電狀況甚至于整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，自主設(shè)立電器設(shè)備的使用功率和時(shí)間，選擇最優(yōu)的能源使用方案，從而提高能源利用效率。通過信息的共享和集成，建立綜合的管理決策系統(tǒng)，基于網(wǎng)絡(luò)化管理實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有實(shí)時(shí)調(diào)度系統(tǒng)的全面升級(jí)。載任何大的工程項(xiàng)目都需要保證電力供應(yīng)的穩(wěn)定和安全，利用人工值守的方式雖然可靠但和一些防護(hù)線路來解決線路的一些故障問題的同時(shí)，可通過在線路上配置一些傳感設(shè)備來檢些設(shè)備的使用和部署，來提高傳感效率，保證設(shè)備的安全和電到位。在降低成本的同時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能更高效的保護(hù)電網(wǎng)安全，在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著不可替代的作用。1.3未來前景隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的推廣，未來在電力系統(tǒng)領(lǐng)域，可通過在各供電、輸電以及用電設(shè)備上嵌入包含信息的可識(shí)別智能芯片或可以實(shí)現(xiàn)智能計(jì)算的信息化設(shè)備，并利用無線及有線技術(shù)，對(duì)各設(shè)備的物理實(shí)體進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，從而實(shí)現(xiàn)從輸配電到用電上的全面在線監(jiān)控，實(shí)時(shí)獲取各電力設(shè)備的運(yùn)行信息。基于電力設(shè)備和電網(wǎng)系統(tǒng)環(huán)境的實(shí)時(shí)信息，利用網(wǎng)絡(luò)整合，可進(jìn)一物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以講供電方、輸配電管理方以及電力用戶有效地連接在一起，并通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)系統(tǒng)中各參與者之間的信息交換與共享，使分布式電網(wǎng)系統(tǒng)成為可能。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還可以進(jìn)一步將收集到的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，打破傳統(tǒng)物理世界和信息系統(tǒng)的技術(shù)限制，將數(shù)據(jù)變?yōu)橛杏玫男畔ⅲ⒗梦锫?lián)網(wǎng)體系的大型計(jì)算能力對(duì)能源的使用以及用電方案進(jìn)行整體部署和設(shè)計(jì)優(yōu)化，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的電能最優(yōu)化配置，提高電能利用效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)而建設(shè)的智能電網(wǎng)體系，可以實(shí)現(xiàn)從能源接入、輸配電調(diào)度、安全監(jiān)控、繼電保護(hù)到用戶收費(fèi)計(jì)量的全過程智能化網(wǎng)絡(luò)化控制。它可以綜合利用各種智能化設(shè)備來獲取電網(wǎng)和用戶之間、用戶和用戶之間的能源傳遞，優(yōu)化電網(wǎng)的運(yùn)行和管理，并通過用戶終端設(shè)備的智能化反饋，幫助用戶制定定制化的用電方案，提高能源利用率，幫助用戶降低網(wǎng)的平臺(tái)，它的建設(shè)將為人類帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，大幅提高資源利用效率和生產(chǎn)力水平，2.1概述智能交通系統(tǒng)(ITS)通過在基礎(chǔ)設(shè)施和交通工具中廣泛應(yīng)用信息、通信技術(shù)來提高交效經(jīng)成為世界性難題之一。發(fā)展智能交通的初衷是為了解決日益嚴(yán)重的交通擁堵問題，但物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的智能交通絕不僅僅面向堵車問題。通過將智能技術(shù)運(yùn)用到道路和車輛中去，可以獲得新的智能交通解決方案。例如增加路邊傳感器、射頻標(biāo)記、車載無線通信設(shè)備和全球定位系統(tǒng)，啟用智能的建模、分析和調(diào)度機(jī)制最大限度的優(yōu)化交通基礎(chǔ)設(shè)施的利用，為人們創(chuàng)造快捷的交通服務(wù)和豐富的出行咨詢。信息和智能技術(shù)的不斷發(fā)展完善及其在交通領(lǐng)域里的廣泛應(yīng)用。2.2智能交通與物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展為智能交通提供了更透徹的感知：道路基礎(chǔ)設(shè)施中傳感器和車載傳感設(shè)備能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控交通流量和車輛狀態(tài)信息，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通過泛在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)傳送至管理中心；物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為智能交通提供了更全面的互聯(lián)互通：遍布于道路基礎(chǔ)設(shè)施和車輛中的無線和有線通信技術(shù)的有機(jī)整合為移動(dòng)用戶提供了泛在的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，使人們?cè)诼猛局心軌螂S時(shí)獲得實(shí)時(shí)的道路和周邊環(huán)境咨詢，甚至在線收看節(jié)目；物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為智能交通提供了更深入的載智能化，智能化的交通管理和調(diào)度機(jī)制能夠充分發(fā)揮道路基礎(chǔ)設(shè)施的效能，最大化交通網(wǎng)絡(luò)流量并提高安全性能，優(yōu)化人們的出行體驗(yàn)。將配備數(shù)量更少但是功能更為強(qiáng)大的處理器。同時(shí)新的嵌入式系統(tǒng)平臺(tái)將支持更加復(fù)雜的軟算，其中人工智能技術(shù)的廣泛應(yīng)用將有望為智能交通系統(tǒng)帶來質(zhì)的飛躍。信、信息技術(shù)、微芯片、RFID以及廉價(jià)的智能信標(biāo)感應(yīng)等技術(shù)的發(fā)展和在智能交通系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用為車輛駕駛的安全提供了有力的保障。智能交通系統(tǒng)中的感知技術(shù)是基于車輛和道路基礎(chǔ)設(shè)施的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。交通基礎(chǔ)設(shè)施中的傳感器嵌入在道路或者道路周邊設(shè)施中，因此人們需要在道路的建設(shè)和維護(hù)階段進(jìn)行部署或者利用專門的傳感器植入工具進(jìn)行部署。車輛感知系統(tǒng)包括了部署道路基礎(chǔ)設(shè)施至車輛以及車輛至到了基礎(chǔ)設(shè)施的電子信標(biāo)來進(jìn)行識(shí)別通信，同時(shí)利用閉路電視技