物聯網技術及智能家居應用研究

作者：時間：2012-12-21 來源：網絡

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物聯網是在現有計算機互聯網的基礎上，利用RFID技術實現對物品的電子標識，然后再利用無線通信等技術接入互聯網，構造一個覆蓋世界上萬事萬物的網絡，并實現網絡中物品與物品或人與物品之間的“交流”。因此，因特網技術是物聯網的技術基礎，或者說，物聯網是因特網技術在應用范圍上的一個由人及物的拓展，因特網主要解決物聯網中傳感器節點感知信息的傳輸與共享問題。
物聯網的最終發展形態一定具有“泛在網絡”的特點，方便人們隨時、隨地與目標對象進行通信，因此，無線通信技術的應用是必不可少的一種通信技術手段。事實上，目前物聯網所涉及的RFID或傳感器網絡等核心技術中都融合了無線通信技術，也只有無線通信技術的應用，才能將物聯網的構想變為現實，同時達到其低成本和易于實現的目標。
2．3 應用層技術
物聯網以終端感知網絡為觸角，深入物理世界的每一個角落，獲得客觀世界的各種測量數據。同時物聯網戰略最終是為人服務的，它將獲得的各種物理量進行綜合、分析，并根據自身智能合理優化人類的生產生活活動。
物聯網的支撐設備包括高性能計算平臺、海量存儲以及管理系統及數據庫等。通過這些設施，能夠支撐物聯網海量信息的處理、存儲、管理等工作。
物聯網的應用需要智能化信息處理技術的支撐，主要需要針對大量的數據通過深層次的數據挖掘，并結合特定行業的知識和前期科學成果，建立針對各種應用的專家系統、預測模型、內容和人機交互服務。專家系統利用業已成熟的某領域專家知識庫，從終端獲得數據，比對專家知識，從而解決某類特定的專業問題。預測模型和內容服務等基于物聯網提供的對物理世界精確、全面的信息，可以對物理世界的規律(如洪水、地震、藍藻)進行更加深入的認識和掌握，以做出準確的預測預警，以及應急聯動管理。人機交互與服務也體現了物聯網“為人類服務”的宗旨。人機交互提供了人與物理世界的互動接口。物聯網能夠為人類提供的各種便利也體現在服務之中。
數據智能處理是實現以數據為中心的物聯網的核心技術。包括數據匯聚、存儲、查詢、分析、挖掘、理解以及基于感知數據決策和行為的理論和技術。數據匯聚包括實時、非實時物聯網業務數據匯總后存放到數據庫中，方便后續數據挖掘、專家分析、決策支持和智能處理。
2．4 數據安全與運營管理
由于物聯網終端感知網絡的私有特性，因此安全也是一個必須面對的問題。物聯網中的傳感節點通常需要部署在無人值守、不可控制的環境中，除了受到一般無線網絡所面臨的信息泄露、信息篡改、重放攻擊、拒絕服務等多種威脅外，還面臨傳感節點容易被攻擊者獲取，通過物理手段獲取存儲在節點中的所有信息，從而侵入網絡、控制網絡的威脅。涉及到安全的主要有程序內容、運行使用、信息傳輸等方面。
從安全技術角度來看，相關技術包括以確保使用者身份安全為核心的認證技術，確保安全傳輸的密鑰建立及分發機制，以及確保數據自身安全的數據加密、數據安全協議等數據安全技術。因此在物聯網安全領域，數據安全協議、密鑰建立及分發機制、數據加密算法設計以及認證技術是關鍵部分。
由于終端感知網絡的節點眾多，因此必須引入節點管理對多個節點進行操作。其中包括以使終端感知網絡壽命最大化為目標的能量管理，以確保覆蓋性及連通性為目標的拓撲管理，以保證網絡服務質量為目標的QoS管理及移動控制，以實現異地管理為目標的遠程管理技術，同時包括存儲配置參數的數據庫管理等。
作為物聯網應用不可或缺的組成部分，數據庫負責存儲由WSN或RFID收集到的感知數據，所用到的數據庫管理系統可選擇大型分布式數據庫管理系統。管理系統能夠將已存儲的數據進行可視化顯示、數據管理(包括數據的添加、修改、刪除和查詢操作)以及進一步分析和處理(生成決策和數據挖掘等)。
2．5 物聯網標準問題
物聯網是一個新穎的概念，所涉及的技術和包羅的對象十分豐富。雖然，當前世界上有相當數量的國家和技術力量正在積極地從事著物聯網方面的研究工作，但物聯網本身還存在著待解決的缺乏完整的標準體系問題，如國內物聯網存在的主要問題就包括“關鍵技術有待突破、研發力量比較分散、體系架構尚未建立、標準不統一”等。只有標準化問題解決好了，便捷而高效的互聯互通才有可能實現。

3 結語
目前我國的物聯網智能家居并沒有完全的實現，也沒有大規模的應用到家居的各個環節中，究其原因不但和產品成本較高有關，也和互聯網的安全性有關。
物聯網的技術推廣成為推動智能家居發展的催化劑，智能家居系統逐步朝著網絡化、信息化、智能化方向發展，智能終端設備的產品也逐步走向成熟，尤其以ZigBee為代表的先進技術應用，使得物聯網通信技術往無線方向發展，也從一定程度上降低了產品的成本，更容易推廣和接受。同時加強網絡安全機制，保護個人信息，才能真正讓互聯網技術造福于人類。