第1章 物联网概述
- 前言
- 第一章 物联网概述
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- 1.1 提出物联网概念
- 1.2 物联网的基本内涵
- 1.3 物联网的系统结构
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- 1.3.1 感知层
- 1.3.2 网络层
- 1.3.3 应用层
- 1.4 物联网的本质属性
- 1.5 物联网的应用和影响
前言
??文章整理来自物联网安全——理论与技术（主编胡向东，机械工程出版社）一书。
第一章 物联网概述
1.1 提出物联网概念
??物联网作为一种模糊的意识或想法出现，可以追溯到上世纪末。1995年《未来之路》一书中提到了类似物品互联的想法，但当时受无线网络、硬件和传感设备发展的限制，没有引起重视。 ??追溯物联网(The Internet of Things,IoT)大致起源于1999年（MIT AutoID Center）物联网的概念。即在计算机互联网的基础上，使用条形码和射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）、通过无线数据通信等技术，红外传感器、全球定位系统、激光扫描仪等信息传感设备构建覆盖世界万物的网络，按照约定的协议将任何物品与互联网连接起来，人与人、人与物、物与物之间的信息交沟通，充分获取现实世界中的各种信息，实现识别、定位、跟踪、监控和管理的自动化和智能功能。 ??在突尼斯举行的信息社会世界峰会上， （ITU）发布了《ITU Internet Reports 2005：The Internet of things》，以应用创新为物联网技术发展的核心，正式提出了物联网的概念. ??2009年，IBM该公司提出了智能地球的概念，在世界范围内掀起了物联网研究的热潮。物联网技术被许多国家列为主要的信息发展战略。中国的感知中国U-Japan计划，韩国U-Korea加快规划、澳大利亚、新加坡、法国、德国等发达国家部署新一代智能网络基础设施。
??1999年提出了物联网的概念。当时基于互联网，RFID技术、EPC标准，在计算机互联网的基础上，利用射频识别技术、无线数据通信技术等，构建实现全球物品信息实时共享的物理互联网Internet of things”（IOT，物联网)。 ??目前公认的物联网定义如下: ??通过射频识别（RFID）红外传感器，装置， 全球定位系统、激光扫描仪等信息传感设备按约定的协议将任何物品与互联网连接，进行信息交换和通信，实现智能识别、定位、跟踪、监控和管理。 ??当每一个而不是每一个项目都能被唯一识别时，在互联网的基础上构建的连接各种项目的网络通常被称为物联网。
??物联网时代的应用场景： ??智能车辆、智能电器、智能浴缸、智能农业、智能机器人等。智能手镯、智能手表等可穿戴智能设备获得的监控数据通常会发送给智能手机，这是一种物联网应用程序。
1.2 物联网的基本内涵
??物联网: “The Internet of things物联网是物品级互联网或物品参与互联网 ，是互联网+ ” ，这里的“ ＋ 这意味着传统互联网的扩展、扩展和整合有三个含义，物联网也是基于互联网的： （1）Internet＋things，也就是说，互联网的用户端延伸到项目，最明显的变化是通过人和物加强万物互联，改变人、人、物、物之间的互动模式，可以基于网络进行信息交换和通信。 （2）互联网（Internet）它本身已扩展到互联网、电信网络（特别是移动通信网络）、广播电视网络和传感网络等不同形式的网络的关键的变化是在信息传输网络的基础上整合信息感知网络。 （3）互联网（Internet） 各个传统行业，是互联网思维在应用实践上的拓展并推动经济形态不断演变。也就是说，利用信息通信技术和互联网平台，充分发挥互联网在社会资源配置中的优化和整合作用，将互联网创新成果与传统产业深度融合，创造新的发展形式，提高全社会的创新和生产力，形成基于互联网的新型经济发展形式，实现工具。
??：将虚拟空间与现实世界完美结合，通过虚拟空间的信息连接和控制现实世界的事物，实现异构网络的集成、海量终端的互联、超海量数据的增值、各行业应用的支持等。 ??物联网使人与物6A”（anytime、anywhere、any path/any network、any service/any business、anything/any device、anyone）下实现”6C”（convergence、content、collections、computing、communication、connectivity）多元素集成，形成以智能为核心的有机整体，加强人、物、环境的互动交流，实现更便捷的信息沟通、更高的工作效率、更低的运营成本、更多的创造性劳动和更舒适的生活体验。如图所示，物联网的基本内涵。 
1.3 物联网的系统结构
??系统结构是系统或网络的组件之间的联系。物联网的系统结构由感知层、网络层和应用层组成，完成智能感知、接入和传输、处理和决策，即基于物理环境的智能感知，最终实现对目标对象的智能控制。
1.3.1 感知层
??物联网感知层主要完成信息的收集、转换和收集，并执行某些命令。 ??感知层包含两部分用于数据采集、转换和最终控制；短距离传输网络将传感器件收集的数据发送到网关或将应用平台控制命令发送到控制器件。传感器件包括条码和读写器 RFID和读/写器，摄像头，GPS、各种具有信息感知和采集能力的终端设备和执行器件，如传感器、终端、传感器网络等。
1.3.2 网络层
??物联网的网络层包括，网络层将感知层获得的信息传输给处理中心和用户。 ??物联网的核心网络是物联网信息传输的主要渠道和核心，是物联网的信息高速公路；接入网络包括移动2G/3G网络、数字集群、无线城域网等，通过接入网络，将感知层的信息汇集起来，交给骨干网传输，感知层可以将信息传输给用户，骨干网用户的指令也可以传输给感知层节点。
1.3.3 应用层
??物联网的应用层主要是通过分析、处理和决策信息，完成从信息到知识到控制指挥的智能演变，实现处理和解决问题的能力，完成具体的智能应用和服务任务。组成。 ??业务支持平台通常以中间部件的形式存在。功能可分为管理平面和计算服务平面，前者负责管理，后者负责计算处理。物联网的智能主要体现在业务支持平台对信息的智能处理和决策控制上，即智能信息处理。业务应用系统由医疗卫生、军事国防等实际应用领域确定。 ??应用层包括数据处理、中间件、云计算、业务支持系统、管理系统、安全服务等应用支持系统安全服务等应用支持系统（公共平台）。
1.4 物联网的本质属性
??虽然物联网起源于互联网，但它在某些方面超越了互联网，形成了自己独特的属性。物联网的本质属性可以从三个方面理解： 1. ??最重要的概念之一是物联网是一个全面的互联网+。基于互联网的延伸和扩展，它整合了传统互联网、电信网络、广播电视网络和传感网络，更紧密地连接了人和事物，形成广阔的智能空间；通过设备集成、网络集成、平台集成、技术集成、服务集成、业务集成和市场集成。
2. ??物联网已经发展成为一个基本特征，覆盖世界上的一切，6A网络，基于顺畅的通信，实现人、人、物、物之间的信息获取、传输、处理和应用，这是物联网的泛在性。基于物联网的泛在特性，可以称为泛在网（Ubiquitous Network）。
3.label>创新性 表现为在传统互联网基础上实现了三大革命性改变，而且基于这三大变革为智能信息获取与处理及层出不穷的物联网应用创新提供了坚实的基石，物联网的核心理念在于智能化和创新性，从而其堪称世界上“第三次信息技术浪潮”。
为了便于与传统互联网对比，一般可认为物联网有 一是全面感知，即利用各种感知手段，实现对物品自身或环境状态信息的全面实时采集。 二是无缝互联，即通过各种信息通信技术和网络技术的融合，实现异构网络的无缝联结。与互通 三是可靠传递，通过现有的互联网、广播电视网、通信网等网络设施和通信技术，基于可信的数据传输机制或冗余的网络通信链路等实现数据的可靠传输。 四是智能处理，利用云计算、模糊识别、人工智能、神经网络、数据挖掘等智能计算技术对海量的数据和信息进行分析和处理，以便按需、自动地获取有用信息并对其进行利用，表现出高度的智能化。 五是协同互动，嵌入传感器和微处理器的物品越来越具有智能性，能够协同获取和处理感知信息，为高效管理和控制提供决策支持。 感知层（全面感知）、网络层（无缝互联、可靠传递）、应用层（智能处理、协同互动）。
1.5 物联网的应用与影响
物联网的“ICT基因”、泛在属性和智能化能力使得其用途十分广泛，遍及智能交通、智慧物流、智能家居、智能电网、智能农业、城市管理、环境监测、防灾减灾、保健护理、安全保卫、工业监控、国防军事等众多民用与军事领域。 物联网产业将覆盖人类生产生活的各个方面，它以信息感知获取为基础，以信息传输处理为纽带，以信息行业应用为平台，以信息增值业务为媒介，实现面向各个用户的信息服务产业链条。 随着物联网的应用与发展，世界上物与物互联的业务将远远超过人与人通信的业务，在物联网普及以后，用于动物、植物、机器、物品等的传感器与电子标签及配套的接口装置的数量将大大超过手机的数量，物联网将会发展成为一个上万亿美元规模的高科技市场。 物联网将前所未有地加强人与物的联系，物联网变革给人类社会带来的影响无疑将是颠覆性的，能够通过高效协作和行业细分来优化配置社会的各种资源，不浪费任何一颗螺丝、不放弃任何一个灵魂，将整个社会带入价值创造、吸收和升发的大循环。 人们能够以更加精细、动态、便捷和智能的方式管理生产、经营商品、享受生活，提高资源利用率、生产力水平、经济效益和工作效率，降低成本，改善人与人、人与物、人与自然的关系，达到人与所处环境的更加和谐统一。
物联网应用领域城市管理、数字家庭、定位导航、物流管理、食品安全、新零售业、数字医疗等。应用场景智慧物流、智能交通、智能安防、智慧能源、智能医疗、智慧建筑、智能制造、智能家居、智能零售、智慧农业等。 物联网作为一个新兴的融合创新技术，具有明显的多学科交叉特点，物联网中无处不在的数据收集和使用，以及自身不成熟及资源有限导致的安全脆弱性和潜在攻击手段的复杂多变，使得物联网环境下的信息安全和隐私保护面临着空前的挑战和严峻的安全形势。
“没有安全就没有应用，没有应用就没有发展” 业界普遍认同：公司在研究开发物联网设备或物联网应用系统时应该采取合理的安全措施。