物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術及問題研究

物聯(lián)網(wǎng)的實現(xiàn)還需要很多關鍵技術的支持，例如接入網(wǎng)技術，體系結構，納米技術，PAI 技術，公共服務軟件技術，尋址技術，路由技術等等。迄今為止這些技術還不完善，仍存在著很多問題，文中將在下一節(jié)對此進行闡述。

2 存在的問題

讓物品與物品及物品與人類之間的交流暢通無阻，實現(xiàn)理想中物聯(lián)網(wǎng)還有很多技術需要完善。存在的問題主要有：

(1) 統(tǒng)一的技術標準。由于物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的延伸，同樣基于TCP/IP ，但在接入層面，協(xié)議類別就十分繁雜，如TD-SCDMA、GPRS、傳感網(wǎng)等多種通道而標準化是大規(guī)模部署和擴展的必不可少的技術，如果沒有大規(guī)模部署就談不上物聯(lián)網(wǎng)。歐洲電信標準論壇等組織呼吁增加國際電聯(lián)來參與統(tǒng)一RFID 協(xié)議。EPCglobal 在2004 年年底提出了第一個全球RFID 標準的建議，它定義了多種類型的RFID 標簽及相應的工作頻率。

(2) 尋址問題。每個物品都會在物聯(lián)網(wǎng)中出現(xiàn)，那么每個物品都需要一個地址。在IPv4 資源即將耗盡的背景下，物聯(lián)網(wǎng)需要更多的IP 地址。需要IPv6的支持，但由于IPv4 網(wǎng)絡的龐大規(guī)模導致IPv4 向IPv6 過渡存在一個漫長的過程，因此物聯(lián)網(wǎng)一旦使用IPv6 地址，就必然會存在與IPv4 的兼容性問題。物聯(lián)網(wǎng)的特性也使得物聯(lián)網(wǎng)中的尋址與互聯(lián)網(wǎng)不完全一樣，文獻17 解決了多種產(chǎn)品代碼標準引起的尋址沖突。

(3) 安全性能。RFID 當初的設計是完全開放的，所以信息安全機制存在嚴重缺陷。對RFID 標簽加密將使標簽成本增加。云服務的透明度也是安全隱患，黑客正是通過操作系統(tǒng)的漏洞來攻擊它所服務的應用程序載入內(nèi)存中的數(shù)據(jù)。提供內(nèi)存數(shù)據(jù)的保護和隔離是云計算的重要安全需求之一。目前可以通過服務級別協(xié)議向用戶擔保，但如何做到安全服務SLA 的可審計性，這是云計算必須面臨的挑戰(zhàn)19。無線傳感網(wǎng)絡受到的安全威脅與傳統(tǒng)網(wǎng)絡不同，現(xiàn)有的網(wǎng)絡安全機制無法應用于無線傳感網(wǎng)絡，需要開發(fā)專門協(xié)議?，F(xiàn)有的思想是從維護路由安全的角度出發(fā)，尋找盡可能安全的路由以保證網(wǎng)絡的安全，另一種思想是把著重點放在安全協(xié)議方面。目前現(xiàn)行有效的傳統(tǒng)網(wǎng)絡安全協(xié)議例如SSL和IPSec，也存在著缺陷比如難以實施在嵌入式設備中。因此一個完整統(tǒng)一的安全系統(tǒng)呼之欲出。

(4) 實時性與同步性。無所不在的物聯(lián)網(wǎng)對時鐘同步的要求明顯高于傳統(tǒng)的無線網(wǎng)絡。它與實際的物理環(huán)境聯(lián)系密切，所以必須采用物理時鐘同步，無法使用相對簡單的邏輯時鐘。但是物理時鐘的同步仍然存在著很多問題，例如，無線傳感器要求必須采用低能耗工作，時間同步的數(shù)據(jù)交換受到限制同時無線媒介連接方式不可靠，時鐘的不同步性將會給物聯(lián)網(wǎng)的實現(xiàn)帶來巨大的障礙。

(5) 傳統(tǒng)網(wǎng)絡的協(xié)議算法局限。物聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)網(wǎng)絡有明顯不同的技術要求，前者以數(shù)據(jù)為中心，后者以傳輸數(shù)據(jù)為目的。傳統(tǒng)網(wǎng)絡的設計依照著端到端的邊緣論思想，強調(diào)將一切與功能相關的處理都放在網(wǎng)絡的端系統(tǒng)上，中間節(jié)點僅僅負責數(shù)據(jù)分組的轉(zhuǎn)發(fā)。對于物聯(lián)網(wǎng)，這未必是一種合理的選擇。例如一些為自組織的Ad-hoc網(wǎng)絡設計的協(xié)議和算法，未必適合物聯(lián)網(wǎng)的特點和應用的要求。在密集性極高的物聯(lián)網(wǎng)中，相鄰節(jié)點間的距離非常短，低功耗的多跳通信模式節(jié)省功耗，同時增加了通信的隱蔽性，避免了長距離無線通信易受外噪聲干擾的影響。這些獨特的要求和制約因素為物聯(lián)網(wǎng)的提出了新的技術問題。

(6) 商業(yè)可行性。建立物聯(lián)網(wǎng)，需要大量的資金投入，如RFID 標簽，RFID 標簽數(shù)據(jù)管理中間件，解讀器及計算機的購入等。成本的提高使得人們的可接受度和企業(yè)的回報率都成為未知數(shù)。另外，標準的爭奪是搶占市場先機的關鍵。盡管物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展還處于起步階段，已有很多公司開始搶占市場先機，推廣自己的標準并申請相關專利。在中國開展物聯(lián)網(wǎng)，首先要獲得政府的支持，有了實質(zhì)資金后能找到應用物聯(lián)網(wǎng)的商品，搭建無線網(wǎng)絡及系統(tǒng)平臺，再進行物品的信息存儲，然后進行傳感設備的安裝，但是現(xiàn)階段推廣物聯(lián)網(wǎng)應用的商品仍屬于風險投資，因為國內(nèi)在物聯(lián)網(wǎng)上缺乏核心技術的累積，同時，國內(nèi)傳感器產(chǎn)業(yè)化水平較低，高端產(chǎn)品被國外廠商壟斷。另一方面我國的寬帶建設目前還處于初級階段，大規(guī)模的普及無線傳感網(wǎng)絡短期內(nèi)還難以實現(xiàn)，所以物聯(lián)網(wǎng)在中國的普及還需要做多方面的努力。

3 結束語

因特網(wǎng)把人與所有的物體連接起來，物聯(lián)網(wǎng)將人與人、人與物、物與物連接起來。雖然物聯(lián)網(wǎng)的概念早在十多年前就有了雛形，但想要建立理想中物聯(lián)網(wǎng)還有很多技術需要完善，例如安全、尋址、標準、接入方式、生物工程等。只有通過這些技術進步和出臺統(tǒng)一的規(guī)范，才能夠獲取一個公平和以用戶為中心的物聯(lián)網(wǎng)。