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[摘 要] 本文介绍了物联网的发展背景，阐述了物联网的体系结构和核心技术，介绍了物联网的应用领域，并详细地从标准、技术、安全、IP地址、市场、产品开发难度等方面详细研究了制约物联网的发展因素。
[关键词] 物联网 体系结构 RFID 信息安全
0、引言
随着人们对通信需求呈现出多样化和个性化，目前的通信网络将逐渐不能适应人们的需要。我们期望能在千里之外，遥控家里的电饭煲为我们煮出的可口的饭菜；当司机出现操作失误时，汽车会自动报警；公文包会提醒主人忘带了什么艺术水平；老人小孩有了意外、我们能在第一时间知晓、等等。这些需求促使了一个新生事物的诞生，那就是物联网。
物联网被称为是继计算机、互联网之后，世界信息产业的第三次浪潮，它的概念于1999年首先由MIT Auto-ID Center提出，通过射频识别（RFID）、红外感应器、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连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
1、物联网的体系结构和各层核心技术
物联网是将传感器、传感器网络等感知技术，通信网、互联网等传输技术，以及智能运算、智能处理技术融为一体的连接物理世界的网络。它具有全面感知、可靠传输、智能处理三大特征。
物联网需要实现物品的全面感知、信息的安全传递以及上层应用，由此，物联网分为感知层、网络层、应用层三个层次，其体系结构见图1。
图1 物联网的体系结构
感知层：是物联网发展和应用的基础，由传感器和传感器网络组成，包括RFID感应器、传感器网关、接入网关、RFID电子标签、传感器节点、智能终端等设备，实现物体的全面感知。RFID技术、传感和控制技术、短距离无线通信技术是该层涉及的主要技术。其中，RFID是该层的核心技术。
网络层：是整个体系结构的中间层，物联网通过各种接入设备与移动通讯网和互联网相连，完成数据传输、信息存储查询、以及网络管理等功能。
应用层：完成智能运算与智能处理。
2、物联网的应用领域
有人形容物联网是“包打天下，无所不网”，由此可见，物联网的应用领域能覆盖各个角落，各个领域。但在目前的技术力量、人力、财力有限的情况下，物联网的发展应用相当有限。在未来的一个时期，它的应用将主要集中在一些重点领域，包括：
电力电网：能源事关国家的命脉，为了实现用电的优化配置、节能减排，那么在发电、输电、配电、用电等环节应采用以物联网为主的新技术。
交通管理：智能交通是作为计算机、互联网、通信产业之后的新兴朝阳产业，被公认是物联网产业化发展最能够获得成功的优先行业之一，这是智能城市必不可少的一部分。中国电信推出的天翼城际智能交通移动信息服务终端就是其典型应用。
医疗系统：如把嵌入式芯片装到患者身上，即可随时感知到患者的血压、血糖和脏器的情况，通过网络与后台的医疗、保健系统联系在一起，随时给出警示和应对建议。
智能家居：如电表、气表、水表等“三表”的智能化处理，将家里的空调、冰箱等电器设备接入物联网，监控其运行、减少故障，等等。
RFID产业：物流、金融、零售、物品防伪、环境保护、身份识别等很多方面，都离不开RFID，今后随着物联网的大规模应用，其应用范围会更加广阔。
3、制约物联网发展的因素
在物联网中，传感是前提，计算是核心，安全是保障，网络是基础，应用服务是牵引，标准是支持物联网产业链的重要基础，物联网的整个实现过程，均存在着困扰其发展的因素。
3.1技术产业的不成熟，多技术的融合困扰着物联网的发展
物联网的实现涉及众多关键技术，但目前相关技术仍处在不成熟阶段，需要投入大量的人力、财力支持科研，实现技术转化。以发展物联网的首要技术--RFID技术为例：
RFID技术是物联网发展的排头兵，物联网中所有的个体“身份”均需要RFID、感应器等基础产业支持。发展物联网的关键是发展传感器件、装备、系统及服务。
产业发展的不成熟，行业应用中的技术瓶颈难以突破，缺乏有经验的技术支撑团队，必然会制约物联网的发展；此外，传感技术、RFID技术、通信技术、智能控制技术等众多技术的融合，也是困扰物联网发展的一大因素。
3.2标准的不统一，阻碍着的物联网的发展
物联网涉及的技术多，缺乏完整的技术标准。各个标准组织缺乏统一的协调，标准化工作还不尽完善，目前的RFID、网络层没有一个统一的标准。
网络层存在不同的标准，不同的厂商采用不同的组网技术，例如包含Zigbee网络、无线Mesh、有线或者蓝牙等技术，标准不同，兼容性存在问题，这就使得运营商在部署物联网应用时，必须采用同一个厂商生产的传感器设备。
3.3安全问题，牵绊着物联网的发展
不论物联网的技术发展有多成熟，也不论标准的统一是如何的完善，在物联网的应用中，如果网络安全无保障，则个人隐私、物品信息等随时都可能被泄露，客户对敏感信息泄露的担心，必会降低公众的信任，必定会影响物联网的发展。
物联网在信息安全方面存在很多问题，这是一个不争的事实：一是传统的网络安全问题，它借助于互联联网，特别是无线通信网络来传递感知的信息，而无线网络的安全性正是其软肋所在。二是还存在着一些与已有移动网络不同的特殊安全问题：（1）因为物联网中节点数量庞大，而且以集群方式存在，因此会导致在数据传输时，由于大量机器的数据发送而造成拥塞，容易造成数据的丢失。（2）网路相互连接组成的异构（heterogeneous）、多级(multi-hop)、分布式网络导致统一的安全体系难以实现“桥接”和过度。（3）设备大小不一，存储和处理能力的不一致导致安全信息的传递和处理难以统一。（4）设备可能无人值守，丢失，处于运动状态，连接可能时断时续，可信度差，（5）目前的网络结构，暴露了很多运营商系统的核心网元，安全性不可控。种种不安全因素都影响着物联网的发展。
3.4地址的短缺，影响着接入网中“物”的数量，限制了物联网的发展
每个物品要接入物联网中，必须解决寻址的问题。首先是码号寻址需求。众所周知，目前，IPv4地址不足。截止到2010年3月，全球可分配的A类IPv4地址段只剩下22个，预计2012年亚洲地址管理分支机构APNIC的IPv4地址池将耗尽，届时国内公司将无法再申请到IPv4地址；此外，我国已获得的IPv4地址份额只占到全球的6.3%，势必影响我国巨大潜在市场的发展。由此可见，IPv4地址尚不能满足互联网和移动互联网的地址需求。而IPV6地址由于NAT等技术的存在，至今没有得到广泛的应用。
3.5应用市场“小”，投入大回收低，降低了运营商的投资热情，影响了物联网的发展
物联网的应用以“包打天下，无所不网”著称，能满足不同行业客户的多种需求；从这一点来看，物联网的应用市场很大。但同时每个特定需要最终用户数是有限的，从这个层面来看，其实物联网的应用市场很“小”，要真正满足人们的个性化需求，开发单独产品，和开发大众产品相比，运营商需要投入的人力、物力、资金一样不少，但是收入规模却非常有限，这必然会降低运营商的投资热情，制约物联网的发展。
3.6物联网涉及行业多，增加了产品开发难度
物联网业务涉及各行各业的各个环节，每个行业每个客户都有特殊之处，必须深入了解到各行业的特殊，做精做细，才能真正满足客房实际需求。以物流举例：客户需求：
同时还需要遵守海关，工商、税务、交通……卫生、安全及行业协会的相关规定，在设计产品时，同时考虑这些情况。由此可知，每个应用开发都需要跟很多网元打交道，沟通困难，开发者在非应用开发上的额外资源投入太大。
除了以上这些因素，物联网应用推广也面临很多的困难和挑战：如行业壁垒导致一家运营商不能开发所有产品，缺乏标杆性产品和可复制的产品模板。缺乏政策法规的必要支持，应用资源投入大、产业链过长、上线周期长、应用部署困难、产品线不够丰富等都是横亘在物联网发展道路上的困难。
4、总结
虽然物联网的发展在目前存在着诸多的困难，但它广泛的应用领域、巨大的发展潜力，对于信息行业来说，是个难得的重大机遇。随着国家出台政策扶持，技术标准与商业模式的突破，运营商构建好自身的网络质量和服务，国家推出一批重点示范工程，将会促进物联网集成应用解决方案的成熟和产业化的发展，必将把我们带入一个信息与物流相结合的新时代，为我们创造更多的社会财富。
参 考 文 献
[1]刘强，崔莉，陈海明.物联网关键技术与应用.计算机科学，2010（6）
[2]由高潮，浅谈物联网技术及应用，科技成果纵横，2010（4）
[3]林汉年，RFID国际标准现状
[4]臧劲松,物联网的安全性能分析，计算机安全，2010（6）■
[关键词] 物联网 体系结构 RFID 信息安全
0、引言
随着人们对通信需求呈现出多样化和个性化，目前的通信网络将逐渐不能适应人们的需要。我们期望能在千里之外，遥控家里的电饭煲为我们煮出的可口的饭菜；当司机出现操作失误时，汽车会自动报警；公文包会提醒主人忘带了什么艺术水平；老人小孩有了意外、我们能在第一时间知晓、等等。这些需求促使了一个新生事物的诞生，那就是物联网。
物联网被称为是继计算机、互联网之后，世界信息产业的第三次浪潮，它的概念于1999年首先由MIT Auto-ID Center提出，通过射频识别（RFID）、红外感应器、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连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
1、物联网的体系结构和各层核心技术
物联网是将传感器、传感器网络等感知技术，通信网、互联网等传输技术，以及智能运算、智能处理技术融为一体的连接物理世界的网络。它具有全面感知、可靠传输、智能处理三大特征。
物联网需要实现物品的全面感知、信息的安全传递以及上层应用，由此，物联网分为感知层、网络层、应用层三个层次，其体系结构见图1。
图1 物联网的体系结构
感知层：是物联网发展和应用的基础，由传感器和传感器网络组成，包括RFID感应器、传感器网关、接入网关、RFID电子标签、传感器节点、智能终端等设备，实现物体的全面感知。RFID技术、传感和控制技术、短距离无线通信技术是该层涉及的主要技术。其中，RFID是该层的核心技术。
网络层：是整个体系结构的中间层，物联网通过各种接入设备与移动通讯网和互联网相连，完成数据传输、信息存储查询、以及网络管理等功能。
应用层：完成智能运算与智能处理。
2、物联网的应用领域
有人形容物联网是“包打天下，无所不网”，由此可见，物联网的应用领域能覆盖各个角落，各个领域。但在目前的技术力量、人力、财力有限的情况下，物联网的发展应用相当有限。在未来的一个时期，它的应用将主要集中在一些重点领域，包括：
电力电网：能源事关国家的命脉，为了实现用电的优化配置、节能减排，那么在发电、输电、配电、用电等环节应采用以物联网为主的新技术。
交通管理：智能交通是作为计算机、互联网、通信产业之后的新兴朝阳产业，被公认是物联网产业化发展最能够获得成功的优先行业之一，这是智能城市必不可少的一部分。中国电信推出的天翼城际智能交通移动信息服务终端就是其典型应用。
医疗系统：如把嵌入式芯片装到患者身上，即可随时感知到患者的血压、血糖和脏器的情况，通过网络与后台的医疗、保健系统联系在一起，随时给出警示和应对建议。
智能家居：如电表、气表、水表等“三表”的智能化处理，将家里的空调、冰箱等电器设备接入物联网，监控其运行、减少故障，等等。
RFID产业：物流、金融、零售、物品防伪、环境保护、身份识别等很多方面，都离不开RFID，今后随着物联网的大规模应用，其应用范围会更加广阔。
3、制约物联网发展的因素
在物联网中，传感是前提，计算是核心，安全是保障，网络是基础，应用服务是牵引，标准是支持物联网产业链的重要基础，物联网的整个实现过程，均存在着困扰其发展的因素。
3.1技术产业的不成熟，多技术的融合困扰着物联网的发展
物联网的实现涉及众多关键技术，但目前相关技术仍处在不成熟阶段，需要投入大量的人力、财力支持科研，实现技术转化。以发展物联网的首要技术--RFID技术为例：
RFID技术是物联网发展的排头兵，物联网中所有的个体“身份”均需要RFID、感应器等基础产业支持。发展物联网的关键是发展传感器件、装备、系统及服务。
产业发展的不成熟，行业应用中的技术瓶颈难以突破，缺乏有经验的技术支撑团队，必然会制约物联网的发展；此外，传感技术、RFID技术、通信技术、智能控制技术等众多技术的融合，也是困扰物联网发展的一大因素。
3.2标准的不统一，阻碍着的物联网的发展
物联网涉及的技术多，缺乏完整的技术标准。各个标准组织缺乏统一的协调，标准化工作还不尽完善，目前的RFID、网络层没有一个统一的标准。
网络层存在不同的标准，不同的厂商采用不同的组网技术，例如包含Zigbee网络、无线Mesh、有线或者蓝牙等技术，标准不同，兼容性存在问题，这就使得运营商在部署物联网应用时，必须采用同一个厂商生产的传感器设备。
3.3安全问题，牵绊着物联网的发展
不论物联网的技术发展有多成熟，也不论标准的统一是如何的完善，在物联网的应用中，如果网络安全无保障，则个人隐私、物品信息等随时都可能被泄露，客户对敏感信息泄露的担心，必会降低公众的信任，必定会影响物联网的发展。
物联网在信息安全方面存在很多问题，这是一个不争的事实：一是传统的网络安全问题，它借助于互联联网，特别是无线通信网络来传递感知的信息，而无线网络的安全性正是其软肋所在。二是还存在着一些与已有移动网络不同的特殊安全问题：（1）因为物联网中节点数量庞大，而且以集群方式存在，因此会导致在数据传输时，由于大量机器的数据发送而造成拥塞，容易造成数据的丢失。（2）网路相互连接组成的异构（heterogeneous）、多级(multi-hop)、分布式网络导致统一的安全体系难以实现“桥接”和过度。（3）设备大小不一，存储和处理能力的不一致导致安全信息的传递和处理难以统一。（4）设备可能无人值守，丢失，处于运动状态，连接可能时断时续，可信度差，（5）目前的网络结构，暴露了很多运营商系统的核心网元，安全性不可控。种种不安全因素都影响着物联网的发展。
3.4地址的短缺，影响着接入网中“物”的数量，限制了物联网的发展
每个物品要接入物联网中，必须解决寻址的问题。首先是码号寻址需求。众所周知，目前，IPv4地址不足。截止到2010年3月，全球可分配的A类IPv4地址段只剩下22个，预计2012年亚洲地址管理分支机构APNIC的IPv4地址池将耗尽，届时国内公司将无法再申请到IPv4地址；此外，我国已获得的IPv4地址份额只占到全球的6.3%，势必影响我国巨大潜在市场的发展。由此可见，IPv4地址尚不能满足互联网和移动互联网的地址需求。而IPV6地址由于NAT等技术的存在，至今没有得到广泛的应用。
3.5应用市场“小”，投入大回收低，降低了运营商的投资热情，影响了物联网的发展
物联网的应用以“包打天下，无所不网”著称，能满足不同行业客户的多种需求；从这一点来看，物联网的应用市场很大。但同时每个特定需要最终用户数是有限的，从这个层面来看，其实物联网的应用市场很“小”，要真正满足人们的个性化需求，开发单独产品，和开发大众产品相比，运营商需要投入的人力、物力、资金一样不少，但是收入规模却非常有限，这必然会降低运营商的投资热情，制约物联网的发展。
3.6物联网涉及行业多，增加了产品开发难度
物联网业务涉及各行各业的各个环节，每个行业每个客户都有特殊之处，必须深入了解到各行业的特殊，做精做细，才能真正满足客房实际需求。以物流举例：客户需求：
同时还需要遵守海关，工商、税务、交通……卫生、安全及行业协会的相关规定，在设计产品时，同时考虑这些情况。由此可知，每个应用开发都需要跟很多网元打交道，沟通困难，开发者在非应用开发上的额外资源投入太大。
除了以上这些因素，物联网应用推广也面临很多的困难和挑战：如行业壁垒导致一家运营商不能开发所有产品，缺乏标杆性产品和可复制的产品模板。缺乏政策法规的必要支持，应用资源投入大、产业链过长、上线周期长、应用部署困难、产品线不够丰富等都是横亘在物联网发展道路上的困难。
4、总结
虽然物联网的发展在目前存在着诸多的困难，但它广泛的应用领域、巨大的发展潜力，对于信息行业来说，是个难得的重大机遇。随着国家出台政策扶持，技术标准与商业模式的突破，运营商构建好自身的网络质量和服务，国家推出一批重点示范工程，将会促进物联网集成应用解决方案的成熟和产业化的发展，必将把我们带入一个信息与物流相结合的新时代，为我们创造更多的社会财富。
参 考 文 献
[1]刘强，崔莉，陈海明.物联网关键技术与应用.计算机科学，2010（6）
[2]由高潮，浅谈物联网技术及应用，科技成果纵横，2010（4）
[3]林汉年，RFID国际标准现状
[4]臧劲松,物联网的安全性能分析，计算机安全，2010（6）■