物联网技术协议范文

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近年来，多媒体设备的运用成为现有教学体系中不可或缺的重要构成，对于进一步提高教学工作的实际效果具有重要意义，同时也有效的提高了课堂教学趣味性，所以在现阶段的物联网技术的智慧多媒体教室设计过程中，应以物联网技术为基础，将多媒体设备作为主要应用方向，进而逐步提高物联网技术在多媒体设备中的实际作用，以此为多媒体设备的合理化应用及教室的科学化设备提供有利的技术支持。

1物联网

物联网通过传感器、射频识别、全球定位等信息设备，按照约定的协议，把任何物体与互联网连接起来，进行被测物的声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种信息的交换和通信。

1.1物联网技术。物联网技术运用较为广泛，通过信息的传输与分解来将信息的获取及存储等进行集中处理。该技术主要以传感器技术为信息传输基础，通过传感器等设备进行信息的采集与传输。物联网技术不受时间及空间的影响，在任何的环境下均可使用，同时由于物联网技术应用便捷性较高，正常情况下可实现信息发送及接收的同时处理，对于提高信息管理效率具有重要作用。物联网对于信息的处理范围较大，能够对多种不同的信息进行同一时间的运行处理，是现代化智能控制系统不可或缺的重要构成。

1.2物联网的组成。物联网主要由多个系统组成，其中最为主要的即为多传感器系统、传感网系统及Intemet系统等，以上三大系统在物联网运行中较为常见，同时运行效果较好，能够有效的完成数据捕获及数据传统等任务。传感器系统即为多传感器系统指的都是一个系统里面包含多种或多个传感器的系统。能够自动对数据信息进行识别，并加快数据信息的处理与交换，因此在系统在物联网技术中应用较为广泛。传感网系统与Intemet系统实际上存在着相对较多的共同性，本文主要以智慧多媒体教室基本架构的设计为主进行分析。该设计主要用于信息的捕获及监控，能够在相对较多的时间内对数据进行分析。该设计不仅在数据传输方面具有明显优势，同时在数据校对及解读方面也具有一定的优势。

2智慧多媒体教室设计

多媒体教学系统包含了全部电化教学、计算机辅助教学和演示手段，是目前最受欢迎、最便于使用、效果最理想的教学演示系统。它将多媒体计算机、视频实物展台、投影机等先进的视听设备以及其他可遥控设备有机地连接，构成现代化视听教学环境。

2.1教学设备组成。现阶段，我国教学设备构成主要以计算机设备为核心，通过投影设备及视频展示设备为平台向外延展。其中中央控制系统、投影屏幕及音响设备等均为主要的电子设备之一，因此以上设备的组合即为现代多媒体教学设备。在该设备体系中，中央控制器起到主要的协调作用，用过网络管理模式来对不同的设备发出运行指令，同时利用摄像设备进行网络监控，从而实现教学设备的一体化应用。

2.2基本架构。随着物联网的发展，传感器技术已开始得到广泛关注和应用，通过它构成的无线传感器网络（WirelessSensorNetwork），可连接物理世界和数字世界。智慧多媒体教室采用体积小、能量消耗低、价格低廉的无线传感器技术、RFID射频技术、GPS技术、摄像头和无线电通信技术加以设计，其物联网的基本架构主要分为感知层、接入网络层和应用层。1）感知层设计。感知层设计主要由四部分构成：首先是多媒体机柜连接设备，该设备系统依赖于RFID设备进行安装，通过IC卡进行身份确认后方可进行使用。其次是多媒体摄像设备，该设备主要用于对设备使用人员进行监控，通过图像信息的监控与反馈来进行设备运行的调整，从而提高设备运行的智能化及人性化。再次是多媒体传感器检测设备，该设备主要用于提高投影仪及电动幕布等设备的实际使用便捷性，通过对多个系统及设备融合运用，使其协调性得到有效的提升，此时设备便可使多种设备的运行保持一致。最后是多媒体设备的GPS无线定位报警设备，该设备主要用于对不同的设备运行指标进行分析，并提高设备运行安全性，提高设备身份识别效果，避免设备越权使用情况的发生，以此进一步提高设备的运行与管理水平。2）网络层设计。多媒体教室的网络层设计，为了将获取的感知信息无障碍、安全、可靠进行传输，在网络层的设计中，首先要考虑选择适合的通信协议和信息融合技术，采用传感器与多个Zigbee模块组成节点，进行无线组网，与协调器共同搭建无线传感网络，结合互联网实现网络信息传输与控制。目前的全球因特网所采用的协议族是TcPIP／协议族。IP是TCP／IP协议族中网络层的协议，是TCP/IP协议族的核心协议。网络应用所采用的协议大多是IPv4协议，然而2011年2月3日，国际互联网协会ICANN官方宣布：全球最后一批IPv4地址分配完毕。这标志着，第一代互联网地址的“池子”已经全空了，目前IPv4地址消耗严重，很容易导致网络资源耗尽而瘫痪，无法满足物联网对大量地址的需要，而IPv6是基于IPv4的优化更新，在校园网络建设中可发挥优质服务效能，并可实现基于网络的优质计算、高效能点对点通信联系、互联应用、无线传输¨引，IPv6具有丰富的地址空间，可实现真正的端到端的互联互通，安全性高。如果说IPv4实现的只是人机对话，而IPv6则扩展到任意事物之间的对话，它不仅可以为人类服务，还将服务于众多硬件设备，它将是无时不在、无处不在的真正的宽带网。我校无线校园网已接入中国下一代互联网（CNGI-cERNET2），用户只需添加IP、r6协议（win7及Vista系统已自带）即可访问丰富的IPv6资源，开展有关研究和体验。下一代互联网（CNGI-cERNET2）无线校园网的建成可以很好的支持智慧多媒体教室的建设。

3结论

物联网设备运用集多种技术为一体，通过计算机网络设备融合提高设备运行便捷性，将其有效的运用于多媒体教室教学中。物联网设备运用对于提高现阶段部分院校的实际教学水平具有重要意义，在物联网技术智慧多媒体教室的设计过程中，要充分的发挥出多媒体设备优势，并进一步提高物联网系统运用功能性，为现阶段多媒体设备合理运用奠定坚实的基础。

参考文献

[1]车辚辚，孔英会，赵建立，等.基于物联网的智慧实验室设计[J].实验技术与管理，2013（10）：81.

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1计算机物联网相关概念以及关键技术分析

计算机物联网技术是互联网技术的延伸，指的是通过一定的通信协议，将特定设备接入互联网中，通过数据通信，实现设备智能化的控制管理。从物联网相关概念可以看出，物联网技术主要依托于三大技术的发展，第一，传感器技术的发展；第二，互联网技术的发展；第三，嵌入式设备（主要是指操作系统方面）的发展。传感器可以将物理设备的运行状态以电子脉冲信号的形式通过各类通信协议（IP协议簇、红外传输协议等）传输给嵌入式操作系统（或单片机类型的处理器），进而对相应的数据进行识别，判断出物理设备的运行状态，并以此做出适当调整，实现智能控制的目的。当下流行的智能手环设备就是一个典型的物联网应用，无人飞机、无人汽车以及智能家居设备都是未来物联网技术的缩影，总之，随之信息技术和传感技术的发展，物联网将焕发出更加蓬勃的生机。需要提及的是，目前物联网的发展受到网络方面以及传感器等方面的制约。在网络方面，要实现万物联网，主流的IPV4协议受到地址空间的限制，显然已经不能很好的满足容量需求，另外当前的网络数据传输速度以及数据容量都有待提升，同时网络安全问题也是亟待解决的重大隐患；在传感器方面，提升传感器种类、丰富程度以及将其小型化、微型化处理都是未来物联网技术需要面临的挑战。

2物联网应用分析

2.1工业方面的应用

物联网在工业方面的应用，更多的是指在工业控制方面的应用。工业生产往往需要具备一定的工业环境，如高温、高压、酸碱度、温湿度以及必要的机械震动等环境，传统的人工检测控制工作耗时耗力，还容易引起较大误差性，给工业生产带来诸多的不便。一旦引入物联网技术，信息处理系统通过终端传感器获得的实时数据，能够对生产过程进行实时控制，同时为了避免传感器的损坏引起的误差，可以采取多传感器并发处理技术，以保障获取数据的准确度。除此之外，生产企业可以对传感器采集的数据进行汇总、分析，进而获得更为精确的第一手数据，并以此为依据进行生产过程的调整。可见，融入物联网技术的工业成产能够获得更为有效的生产控制，同时也为自动化生产奠定了坚实的技术基础。

2.2农业方面的应用

农业涉及农业资源的管理、农业生产管理、农产品以及农业设备等诸多内容的管控。传统农业更多的依赖农业生产管理者的农耕经验，科技在农业方面的应用更多的表现为一些费时费力的工作，如播种、施肥、收割等工作。要对农业方面进行精细化的管控，物联网技术就显得格外的重要，通过丰富的传感器数据能够科学的反映出农用土地土壤酸碱度、水质、气象等方面的准确数据，根据这些数据进行农业生产的指导往往比农耕经验更为科学有效；另一方面，随着食品安全问题的日益突出，运用物联网技术能够实时的对农产品加工储藏、运输、供应等情况进行有效追踪，以快速、透明的信息处理过程进行农业管理是未来物联网技术在农业方面的应用。

2.3医疗卫生方面的应用

物联网技术的发展也为医疗卫生方面提供更加丰富的应用。一方面，能够对药品生产过程进行实时监控，从科研实验、到药物制备到最后的流通销售环境能够进行有效的追踪管理，保障药用产品的有效管控；另一方面，利用一些微型的传感器设备能够实现对人体健康状况的实时监控，这对于医疗方面有着重要的作用，同时通过实时数据的传输也会使得远程治疗更为有效；除此之外，物联网对于医疗器械的管控、血液信息管理等诸多医疗卫生都有着巨大的帮助。可见，物联网技术能够将现代技术更好融入医学卫生工作，使其更好的造福于人类。

2.4电力方面的应用

相当于传统电网技术，由传感器、通信、控制系统构建起来的构建起来的智能物联电网，可以方便的获取电网中各基础节点以及电力设备的运行状态，使得电力调配、业务信息、流量信息数据汇总和管控得到高度统一，电力系统中资源能够得到统筹性规划，实现电力应用的经济效益与能源效益达到最大化的发挥。因此，物联网技术对于提升我国电网发展也有着重要的意义。

2.5日常生活方面的应用

在人们的日常生活方面，物联网技术也显示出了巨大的潜力。首先，随着智能家具的逐渐普及，运用物联网技术能够使得将各种生活子系统进行有效的整合，人们仅需要简单的操作便可实现家居生活的统筹性管理；其次，随着人们生活水平的提升，类似于智能手表、智能手环类的产品会越来越丰富，人们能够通过简单的物联设备获取自身以及所生活环境的各类可感数据，以此来获得更为舒适、健康、安全的生活体验。另外，在日常家居安全方面，物联网技术也会发挥重要的作用，家居环境自动监控、报警、自然灾害检测、预防也必然有重要的进步。总之，物联网技术在智能家居方面也有着广泛的应用。

2.6其他方面的应用

当然，物联网技术的应用远远不止上述内容，在交通、安防、建设、水利、国防等人类生产生活的方方面面都渗透有着物联网的影子，世界上许多国家甚至已将物联网发展上升为国家发展战略，一些著名信息技术公司如IBM的智慧地球发展战略也相继被提出，可见物联网的重要性。总之，运用先进的信息技术、通信技术、传感器技术构建起来的物联网技术，再融合日趋成熟的云计算、大数据处理等先进技术，物联网技术必将引领未来科技潮流，将人类的生活生产方式推向新的高度。

参考文献

[1]罗永升.物联网与智慧校园的融合研究[J].信息化建设,2015(10).

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1引言

作为继计算机、互联网之后世界信息产业的第三次浪潮，物联网在世界范围内发展起来，并逐渐渗透进人们生产生活的各个领域。例如，物流配送、智能交通、智能家居、公共安全、生态环境、智慧城市等[1]。而在消防安全管理领域中引入物联网技术，能够从整体上优化消防安全管理的水平，能够有效解决消防安全隐患难以发现等问题，以最大限度地保证人民群众的人身财产安全[2]。

2物联网概述

2.1物联网的含义

物联网（InternetofThings，简称IoT）是一种按照约定协议，利用射频识别技术（RFID）、GPS、激光扫描器等传感设备进行物网连接，具有全面感知、传输可靠、智能处理、智能控制等功能特征的网络。简单来说，物联网就是在互联网的基础上拓展而来的万物互联的网络。可以说，物联网的核心是物物相联，灵魂是传感和识别，骨架是网络通信，核心是计算。2.2物联网的特点首先，物联网具有异构设备互联化的特点。物联网环境下，不同型号、不同类别的RFID标签、传感器、手机等各种异构设备，能够利用无线通信模块、标准通信协议形成自组织网络。且这些异构网络在运行不同协议时，可通过网关进行联结，从而实现不同网络间的信息共享。其次，物联网具有管理及处理智能化的特点。物联网能够将海量数据可靠且高效地组织在一起，这就为行业应用提供了智能支撑平台。最后，物联网具有应用服务链条化的特点。物联网能够覆盖企业运行的所有步骤，能够带动整个企业甚至行业的整体信息化进程。

2.3物联网体系架构

物联网主要分为感知层、网络层、应用层三个层面。首先，感知层由各种传感器、传感网节点、短距离组网设备等构成，主要负责数据采集和数据处理，涉及传感器技术、射频识别技术（RFID）、GPS技术、嵌入式系统、传感器组网技术、协同信息处理技术等。其次，网络层主要负责传输感知层获取的数据，还要满足不同设备能够自由接入不同网络，涉及互联网技术、移动通信技术、短距离无线通信技术等。最后，应用层由各种管理设备和显示设备构成，构建满足人们各种需求的系统平台，主要负责与用户连接，涉及云计算、人工智能、中间件等技术。

2.4物联网关键技术

2.4.1自动识别技术自动识别技术（AutomaticIdentificationandDataCapture）是目前普遍使用的、发展相对较快且相对主流的识别技术，是一种能让物品“开口说话”的技术，即通过一定识别装置对各类物体信息进行自动识别，并传输给计算机处理系统进行一系列智能处理。自动识别技术可分为条码识别技术、生物识别技术、图像识别技术、磁卡识别技术、IC卡识别技术、光学字符识别技术、射频识别技术等。其中，射频识别技术（RadioFrequencyIdentification，简称RFID）被认为是21世纪最有发展潜力的信息技术之一，是应用领域最为广泛且最为重要的识别技术之一。因此，本文主要探讨射频识别技术（RFID）。首先，与其他自动识别技术相比，其有着以下优点：采用电子技术，借助芯片，且芯片功耗较低、读写较为准确；标签体积小，更易嵌入其他材料或物体之中；射频技术透过外部材料即可读取数据，且能够对高速运动中的物体进行识别、读取；可在同一时间识别多个标签，且这些标签信息之间独立互不影响；数据存储量更大，且稳定性好等。其次，射频识别系统主要由射频标签、射频接收基站、应用系统三部分构成。射频标签嵌入被识别物体，向外界收发射频信号，一般分为主动式标签（有源电子标签）和被动式标签（无源电子标签）。射频接收基站一般分为固定式和移动式两种模式，主要负责向射频标签发送无线信号，并接收射频标签发回的无线信号，在将接收的无线信号解码处理之后将数据传输至上层应用系统。位于系统顶层的应用系统主要负责接收射频接收基站的数据，并控制基站的工作状态；管理接收的数据，并经过计算处理将其储存至后台；接收外界终端的指令信息，并将转换后的信息发送至基站执行，以此来实现人机交互。

2.4.2传感器组网技术如何能让区域中的传感器构成网络组，实现高效协调运转是传感技术应用的关键。为更好地解决这一问题，传感器网络也在不断发展完善，其中无线传感器网络技术以其低功耗、低成本、低复杂度、低数据速率的特征得到了人们的普遍青睐。无线传感器网络一般采用星状网、树状网、网状网三种组网方式，借助工作于ISM频段和FSK调制方式的射频芯片，以及微控制器、少数外围器件组成专用或适用强的无线通信模块。其中的数据传输协议通常是简单透明的，就算是加密协议也是较为简单的，这就使得人们只要遵循一定规则进行操作即可傻瓜式地实现无线数据传输。无线传感器网络体系可分为物理层、数据链路层、网络层、传输层、应用层，若再应用中间件思维，则可使网络更具层次化、模块化。

2.4.3无线通信技术随着信息技术的不断发展，卫星通信、以太网、现场总线、GPRS、GSM等通信技术层出不穷。而受工业现场环境的制约，短距离无线通信技术受到人们的普遍青睐。其具有信息传输快捷、灵活、安全等特征，在物联网中有着极为广泛有效的运用。短距离无线通信技术主要有以下几种。一是蓝牙技术（Bluetooth）。其主要采用2.4GHzISM频段和1600MHz快速跳频技术，具有全球开放性、通信简单、传播速度快、抗干扰能力强、使用简单等特点，但仅限于在小于十米内的距离范围内具有良好的通信质量和效果。二是ZigBee技术。其具有良好的网络拓扑能力，每个ZigBee节点都可进行独立监控，支持距离扩展，拥有低成本（协议没有专利费）、低功耗（传输速率低，发射功率小，拥有休眠模式）、低时延（休眠到激活时间短）、网络容量大（可连接200多个设备和100多个网络）、组网灵活、传输可靠（在数据传输之后会等待接收方确认信息，并采取碰撞避免策略来避免数据发送冲突）、信息安全（采用特别加密法进行数据循环冗余校验）等特点。三是Wi-Fi技术。其支持多种网络协议的加密传输，传输距离可达100m，传输速度可达54Mbps，但传输的安全性和传输质量还有待提升。四是IrDA技术。其依靠红外线进行点对点的数据传输，具有体积小、功耗低、连接方便、保密性强、安全性强等特点，但由于存在视距限制，在运用时要先保证位置的确定性才能实现灵活传输。

3物联网技术在消防安全管理中的应用

3.1在消防安全管理服务平台构建中的应用

消防安全管理服务平台旨在横向覆盖消防监督、纵向贯通各级消防部门，对消防信息进行实时采集和实时发送，对威胁消防安全的不稳定或不安全因素进行提前预警，以进一步提升消防工作效率和质量。该平台综合运用物联网技术、互联网技术、数据融合技术等新一代信息技术，实现数据采集、存储、展现、分析等消防管理环节。可采用分布式广域网结构，并将系统的整体结构分为物联智能感知层、网络传输层、数据管理层、应用层（Web平台）。其中，物联智能感知层将通过传感设备、射频识别技术（RFID）等采集消防信息；网络传输层将采用基于TCP/IP的网络结构，利用有线、无线等接入方式进行组网，利用TCP/IP或电话线进行有线传输、GPRS或CDMA进行无线传输等；数据管理层将融合采集到的信息，并进行计算和处理；应用层则负责提供不同的消防服务。就消防数据采集系统设计来说，硬件设计可采用ZigBee技术支撑的基本框架，具体包括路由器、采样终端设施、网络协调器等组成的无线传感网络和采集终端。由ZigBee协议处理和上传终端采样传感器收集到的信息，这些信息由路由器接收、处理之后被传送至ZigBee协调器，再由协调器将接收的信息上传至Web网络，经过一系列汇总处理之后信息将被传输至系统平台，以此来完成数据采集为后期决策、分析提供相应依据。软件设计则包括操作系统和应用软件，整体采用嵌入式系统，主要涉及板极支持包（BSP）、RS232通信软件、DM9000网卡通信软件、ZigBee协议栈等。就平台Web层系统设计来说，主要包括平台通知公告管理功能、平台审阅通知功能、平台短信通知功能、信息管理功能、日常检查功能、监督抽查功能等模块，其中涉及数据信息的存储和处理可采用数据库等技术。

3.2在其他消防安全管理工作中的应用

第一，就消防资源的动态管理而言，可采用射频识别技术（RFID）、GPS技术、无线传感器网络技术、计算机处理技术、移动通信技术、云计算技术等构建基于B/S架构的消防装备管理系统。首先，可通过射频识别技术（RFID）采集消防车辆和消防装备信息，并采用“一装一标”的方式来绑定RFID标签，在信息采集完成之后需要上传至消防指挥调度系统，以便实现装备出入库、电子验证、报警处理等智能化管理。其次，可采用消防指挥调度专线网络进行通信；采用数据库服务器、Web服务器等进行数据的存储和处理等；采用TCP/IP数据传输协议、HTTP协议等进行传输。通过物联网技术，消防资源得以实现动态的智能化统筹管理，并有效提升消防部队的战斗能力。第二，就消防远程监测管理而言，可借助互联网技术、无线通信技术、云计算技术、大数据技术等构建基于物联网技术的消防安全管理监测平台，并开发手机终端APP、建立B/S架构模式的云平台，便于对消防对象、环境、人员等的状态进行感知、传输和处理。具体来说，可利用用户信息传输装置及协议解析与转换、数据接口监测等方式，对不同型号和不同厂家的有源类消防设施（火灾报警控制器、自动喷淋灭火系统、疏散指示系统等）的反馈信息进行采集识别，一旦接到故障信号或者报警信号，监管人员则可借助用户信息传输装置将信息传送至消防安全管理监测平台；利用压力传感器、NB-IoT技术实时监测消防管网的水压，利用射频识别技术（RFID）、ZigBee技术、GPS技术、GIS技术等实时监测室内外可移动的消防设施和器材（灭火器、水带等）的在位状态和位置信息，利用人脸识别技术、图像处理技术等监督消防控制室值班人员的在岗情况，利用视频监控系统、数字图像形态学方法识别消防管阀的启闭状态；利用IoT/LoRa无线数据传输模块实时远程监测独立烟感故障、火灾报警等信息。如此，基于物联网技术的消防安全管理监测平台的构建能够评估火灾风险，协助做好防火巡查工作，提高相关部门的防火工作管理能力。最后，就消防应急救援管理而言，可借助物联网技术构建智慧消防战斗指挥体系。例如，在灭火救援中，可利用各种感知设备、视频采集设备、应急通信系统等获取现场的音视频数据，实时掌握火情发展态势，便于指挥人员依据火场动态进行救援力量、装备等方面的部署和精确指挥，同时也便于战斗在一线的消防人员进行精准救援。

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中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 14-0000-01

随着经济社会的发展和人们对于生活质量的要求不断提高，物联网技术应运而生，并且在交通、环境保护、公共服务、物流、医疗等诸多方面作出了突出的贡献，受到了使用者的一致青睐，然而，物联网的发展是以网络化为基础的，因此其安全性问题自然也成为人们最为关心和担忧的。物联网技术涉及到人们生活中的具体细节，其信息自然会涵盖到与人们息息相关的隐私问题，因此物联网的信息安全备受关注。关于物联网信息安全的研究对于进一步推动物联网的大规模应用和普及，提高物联网的使用率有着十分重要的意义。

一、物联网技术及其发展现状

物联网技术是一个全新的概念，与互联网的概念相比，物联网指的是具体化的物体的连接，具体来说，物联网指的是通过使用一些传感器设备、射频识别技术、全球定位技术、感应技术等对物体的信息实现实时化的收集，并且将这些收集到的信息汇集到一个大的网络，而这个最终实现的大的网络就是“物联网”。物联网的应用极大的降低了物体管理的成本，使得无人化管理成为可能，并且可以方便的实现对于设备的优化配置，提高了设备的使用效率。根据物联网的结构层次可以将其划分为三个主要部分：即感知层、网络层以及应用层。感知层指的是对于物体实现具体化的感知，通过一些传感器、射频识别等技术对物体的信息进行采集，感知层作为物联网的基础是整个物联网实现的平台，目前，感知层用到的技术主要是传感器技术；网络层则主要实现物联网的通信和信息的传递，其主要建立在现代化的无线和有线通信的基础上，感知层在采集到信息以后会将信息传递给网络层，然后通过网络层将信息进一步传递给应用层，并且在信息传递的同时实现对于信息的挖掘和分析工作，尤其是目前云计算技术的应用更是大大的加强了网络层的处理速度；应用层则主要指的是各个不同行业的用户通过收集到的信息对具体的物体做出的应用，实现了设备管理的智能化，同时应用层也是整个物联网技术发展的重要部分，其发展关系到物联网系统的实现。

二、物联网技术存在的安全隐患

物联网的实现是基于网络的原理，因此在物联网实现的过程中难以避免的会出现安全的隐患，其中主要包括物理安全、传输安全以及数据的安全。具体来讲主要有以下几个方面：

（一）网络传输环境使得信息传输存在安全隐患。物联网的网络层实现主要依靠的是无线传输，而无线传输的过程中就会导致信息受到攻击、窃取等恶意破坏现象，这些都会对物联网的信息安全产生不良影响。网络攻击者可以通过在无线网络的覆盖范围内发射无线干扰信息对物联网的信息传输进行干扰，影响物联网的正常工作，甚至导致物联网的瘫痪。

（二）设备、节点极易受到人为破坏。物联网的主要目的是代替传统的人工方式实现对于设备的高效能管理，因此形成了设备运行过程中无人监管的现象，而这则会给不法分子留下可乘之机。攻击者可以很简单的接触到网络的节点并且对其实施破坏，从而对物联网造成破坏，引起设备的非正常运转，而且攻击者通过设备或者节点获取到了具体的控制数据，则会对物联网的运行造成致命的危害，同时也会给使用者带来不可估量的损失。

（三）传感器节点资源匮乏。在物联网的建设过程中，节点的部署具有一次性和大规模的特点，同时在大部分情况下对于已经安置的传感器缺乏后续的维护，这些主要是由于传感器的廉价成本造成的。然而，在传感器廉价成本的背后则是传感器通信安全协议的缺陷和传感器性能的不足，这些节点设备上的先天性缺陷给物联网的信息安全埋下了隐患。

（四）使用者的隐私受到威胁。在物联网的使用过程中，其感知层的实现主要是通过传感器和一些射频识别技术、激光扫描技术等，对于使用者的位置信息、使用情况等具有详细的记录。然而在现实生活中一旦这些数据信息被窃取，就会对使用者的隐私造成极大的威胁，可能导致使用者被秘密定位、追踪等。

三、物联网技术信息安全的防范措施

根据物联网的组成及其特点，结合物联网信息安全隐患的具体情况，提出以下几个方面加强物联网信息安全防范的措施：

（一）建立完善的感知层操作规章制度。首先要保证物联网具备一定的自我修复功能，即便物联网的感知层或者设备受到不法攻击，物联网可以通过自身的修复系统对其进行修复，以降低由此造成的损失，同时还需要在节点的建设过程中适当的增加备用节点的数量。而且还需要对物联网的管理权限进行合理的设置，避免非专业人员对物联网的关键环节进行更改，同时还需要严格加强物联网管理人员的身份认证制度。

（二）提高物联网的安全防护。物联网自身的安全性能决定着物联网的安全防护能力，因此需要从物联网的协议、设备等方面予以加强。首先要从物联网信息传输的协议层出发提高其安全协议的级别，以更好的增强物联网的自我保护能力。同时还要提高物联网传感器节点相关硬件设备的安全协议级别，以降低物联网遭受攻击的机率。

（三）加强物联网信息安全的制度建设。物联网的大规模普及亟需相关配套制度的建设，因此相关的政府和管理需要尽快出台和完善相关的法律法规，对破坏物联网信息安全的行为做出具体的惩罚措施，以更好的规范物联网的发展，降低物联网发生破坏的机率，保障物联网更好的发展。

四、结束语

物联网技术的大规模应用极大的推动了经济社会的发展，对于物联网技术的安全隐患需要采取综合性的措施进行解决，以更好的保障物联网技术的发展和进一步应用，同时也可以更好的保障使用者的隐私安全。

参考文献：

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中图法分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2014）04-0054-03

0 引 言

物联网融合了新一代的互联网技术和移动通讯技术，通过把各种传感器组成的终端嵌入到各种实体中，把实物组建成网络的形式，与目前的互联网整合起来，利用传感器收集信息和互联网快速传递数据信息的功能，以及利用计算机强大的数据处理信息能力，能够高效快速地管理实物，并充分实现资源信息的共享，最终达到提高资源的利用率、提高生产水平的目的。

1 物联网技术

在物联网中，物体可以实时地被识别、定位和进行数据交互，这是形成物联网的基本要求，物联网的功能决定了其大体上分为3个层状的网络结构，图1所示是物联网的技术结构。

图1 物联网技术结构

物联网中的感知层由各种传感器网络和无线射频识别系统组成，用于完成数据信息的采集和协同处理信息，主要涉及传感器、RFID、多媒体信息采集和实时定位等技术[1]；

传输层也叫网络层，是由互联网、无线网络、移动通讯等组成的网络结构，用来实现从信息采集到信息传输的功能[2]；

应用层则通过上位机（PC机）、手机、智能控制系统等对收集到的数据信息进行整合、分析、计算和管理，形成与业务需求相适应，并可实时更新的动态数据资源库，为各类业务提供统一的信息资源服务，从而实现物联网各个行业领域应用，主要体现的是对信息的智能处理能力[3]。

2 无线组网技术

2.1 无线组网的模型

无线通讯模块的实现不同于有线通讯，不能使用成熟的有线网络拓扑结构，不过无线通讯由于摆脱了场地的限制，所以组成网络也有自身的特点，无线网络总的来说一般分为3种情况：点对点、星状网络和网状网络，图2所示是3种常见的组网结构。

图2 三种常见的组网结构

图2中从左到右依次为点对点结构、星型结构和网络结构，深色的节点为协调器或者实现路由功能的节点，浅色节点为普通终端节点。

点对点通讯：适合连接物体不多的设备且需要相互之间传递数据信息的情况，这种情况属于一种很特殊的网络，只不过网络节点是简单的包含终端和数据中心两个方面；

星状网络：控制简单，任何的节点只需要和中心节点通讯，致使协议也行对简单，易于网络的监控和管理；

网状网络：处于网络中，每两个节点之间可以直接或者间接的通讯，而且有时候通讯路径也不唯一，这样的网络结构组成各种形状，网络内的各个节点之间对资源的共享比较容易，能选择最佳路径，传输延时小但是建设网络的费用高[4]。

2.2 无线组网通讯技术优势

无线组网通讯技术有以下的优点：

实时查询：在网络中的每一个节点都能实时的传输信息，返回终端节点的状态；

数据交流：能够和信息处理中心进行双向的数据信息传递和信息交换；

数据处理：终端节点一般有简单提取和处理信息的能力，让信息以相应的格式传送到信息处理中心；

组成网：虽然具体到每个节点都有不同的任务分工，但是每个节点都有相同的功能就是和上下节点之间建立连接，宏观上面就是系统组成了一个无线的局域网络；

低能耗：每个节点不管是终端设备、路由器还是协调器都是由微控制器控制的低功耗芯片，一般的终端节点都使用纽扣电池或者太阳能电池供电就足够了，所以整个网络的功耗低。

2.3 几种常见的无线组网技术

2.3.1 蓝牙组网

蓝牙技术是一种支持设备短距离通信（一般10 m内）的无线电技术。能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。利用“蓝牙”技术，能够有效地简化移动通信终端设备之间的通信，也能够成功地简化设备与因特网之间的通信。

蓝牙系统采用一种灵活的无基站的组网方式，使得一个蓝牙设备可同时与7个其他的蓝牙设备相连接，蓝牙系统的网络结构的拓扑结构有两种形式：微微网（piconet）和分布式网络（Scatternet）。

微微网是通过蓝牙技术以特定方式连接起来的一种微型网络，一个微微网可以只是两台相连的设备，比如一台便携式电脑和一部移动电话，也可以是8台连在一起的设备。在一个微微网中，所有设备的级别是相同的，具有相同的权限。蓝牙采用自组式组网方式（Ad-hoc），微微网由主设备（Master）单元（发起链接的设备）和从设备（Slave）单元构成，有一个主设备单元和最多7个从设备单元。主设备单元负责提供时钟同步信号和跳频序列，从设备单元一般是受控同步的设备单元，接受主设备单元的控制；

分布式网络是由多个独立的非同步的微微网组成的，以特定的方式连接在一起。一个微微网中的主设备单元同时也可以作为另一个微微网中的从设备单元，这种设备单元又称为复合设备单元。蓝牙独特的组网方式赋予了它无线接入的强大生命力，同时可以有7个移动蓝牙用户通过一个网络节点与因特网相连。它靠跳频顺序识别每个微微网。同一微微网所有用户都与这个跳频顺序同步[5]。

2.3.2 ZigBee协议组网

ZigBee是最近十年内出现的一项技术，经常应用于工业等相关领域，一般会结合传感器技术和网络信息技术，ZigBee技术已经在全世界的范围内推广开来，也逐渐向农业、医学等相关领域发展[6]。

在ZigBee网络中，分为几种功能不同的类型。如：每一个网络中只能有一个协调器，协调器主要是负责整个网络的构建，同时它也可作为与其他类型网络的通讯节点（网关），但是网络中可以出现很多个路由器，终端的节点可以拥有的更多，但也有数量限制，一般一个ZigBee网络最多可存在65000个终端节点。

ZigBee组网协议的特点：

（1）ZigBee网络的功耗都比较低，主要是因为该协议一般不支持高速的数据传输，而且有相应的低功耗模式，在有限电量下可以工作很久的时间；

（2）该协议的容量比较大，在一个网络中可以最多的存在65 000个节点，可以在星型网络中容纳不同的设备；

（3）组网形式灵活多变，连接的网络节点之间可以相互感知，数据流通途径可以有多种方式；

（4）ZigBee协议体积小，一般在几KB到几十KB之间，也是属于面专利费的协议，这样使用该协议的成本也会比较低；

（5）可靠性和安全性比较高，在协议的MAC层中使用了确认信息的数据传输模式，发送的每一个数据都必须得到接收成功后，才能进行下一步传输动作，而且还提供了循环冗余校验的功能，还提供了完善的加密算法，确保了信息的安全传输。

2.3.3 SimpicitiTI协议组网

SimpliciTI协议是德州仪器针对其生产芯片开发的，主要支持两种通信结构，简单的点对点通信和星状的网络通信结构，在星状的网络结构中AP负责大部分的任务，包括网络的构建以及维护，对各个节点低功耗的支持等，还提供从正常模式到休眠模式的转变，并且拥有很快的唤醒体制，该协议组成的网络比较稳定，数据的传输可靠性高，SimpliciTI协议对硬件资源需求不高，在满足了基本的寄存器和较少的存储条件就可以运行[7]，图3所示是SimpliciTI组网协议的构成图。

图3 SimpliciTI协议的组成结构

可以看出，SimpliciTI组网协议主要分为3个部分：

（1）应用层（Application Layer）

就是主应用程序，在程序中定义并实现了整个系统的各个功能，具体的包括整个系统的初始化，网络的初始化以及网络维护，整个系统的数据流程等；

（2）网络层（Network Layer）

在网络层中主要负责信息的收发队列，由很多的网络层应用函数组成，这些函数都是以端口号的形式作为自身的标志，协议中出现的端口其实和TCP/IP中的端口相似，并且网络应用层也支持用户自己定义，在SimpliciTI协议的网络层中，通过相互的API函数调用最终实现整个网络层的功能；

（3）硬件逻辑层（Lite Hardware Abstraction Layer）

又可细分为射频层Radio和应用板支持层BSP，负责实现网络的API接口函数，主要包括涉及到射频模块的硬件结构的函数定义。

SimpliciTI组网协议的一般工作流程如下：

整个系统首先进行硬件底层的初始化，然后是上层网络的初始化，所有的终端节点开始发送入网请求，这个时候AP节点检测是否有节点加入请求，发现有入网的请求就开始响应终端节点，最终构建好整个网络框架。在网络建立好了之后，可以调用协议中的API函数进行网络的控制，以及整个系统数据接收发送的流程的控制。

最后，设备之间通过调用协议接口函数建立好网络后，就可以进行端到端的数据收发了，这样就实现了整个网络系统的数据传递功能。

2.3.4 其他常见的无线组网技术

Wi-Fi也是市场上很热门的通讯技术，正式的名称是IEEE802.11b，传输的速度也很快，，在通讯的覆盖范围上Wi-Fi要比其他的短距离无线通讯方式优秀很多，可以轻松地覆盖整个家庭、办公室，甚至是整装办公大楼。覆盖在网络中的通讯终端都可以连接在一起，相互之间构成互联网通讯网络。

3 无线组网技术在物联网中的应用

伴随着物联网技术的快速发展，无线组网技术已经应用到了社会的各个领域，结合传感器技术和计算机技术对每个应用领域都起到了很大的影响。

3.1 智能家庭

可以应用于家庭的照明、温度、安全、控制等，通过无线网络终端设备可以收集家庭各种信息，传送到中央控制设备，或是通过遥控达到远程控制的目的，提供家居生活自动化、网络化与智能化[9]。

3.2 工业应用

通过无线网络自动收集各种信息，并将信息回馈到系统进行数据处理与分析，以利工厂整体信息之掌握，例如：火警的感测和通知、照明系统的感测、生产机台的流程控制等，都可由组建的无线网络提供相关信息，以达到工业与环境方面的控制管理。

3.3 物流应用

目前物流产业正在蓬勃发展，特别是在各种网上购物方面物流是其支撑的很重要的一个方面，而在物流管理方面经常会出现货物的丢失等管理不当的行为，这时候在每一个或者一批货物上面加载定位标签，使货物组建成为一个很大的物流网络，不但能够提高货物的管理能力，也能大大提高生产运输效率。

3.4 无线货架标签

电子货架标签系统是在计算机技术、移动通信技术和互联网技术快速发展的基础上实现的，使用无线组网的方式统一管理商品信息，不但拥有便捷的管理方式和快速的数据信息处理能力，还减少了资源的浪费，节省了大量人力[10]。

3.5 农业应用

在农业逐步迈进现代化的时代，也对农业方面的管理提出了更高的要求，比如对农业的自动化监管和控制管理等，这就需要使用物联网的组网技术结合传感器技术，实时地传递农作物的空气、湿度、温度等相关信息，最终达到对农业的智能控制。

4 结 语

物联网技术目前正处于壮大发展的的阶段，在不远的未来肯定有其广阔的发展前景，物联网和无线网络通信就像不可分割的一个整体相互促进，在未来，无线网络通讯技术将会是一个一体化的整合网络，各种无线通讯技术如Wi-Fi、蓝牙、ZigBee和移动通讯（2G、3G或者更高的技术）等都将会融合到互联网中去，组成一个稳定高速的信息数据网络，各种无线通讯技术相互补充完善，促使物联网技术的日臻完善，届时将会给人们提供一种更便利高效的物联网服务。

参 考 文 献

[1]Cha J R， Kim J H. Dynamic framed slotted ALOHA algorithms using fast tag estimation method for RFID system[C]. Consumer Communications and Networking Conference， 2006. CCNC 2006. 3rd IEEE. IEEE， 2006（2）： 768-772.

[2]李锦涛， 郭俊波， 罗海勇， 等. 射频识别 （RFID） 技术及其应用[J]. 信息技术快报， 2004， 11（2）： 1-10.

[3]尹应增. 微波射频识别技术研究[D]. 西安： 西安电子科技大学， 2002.

[4]Leong K S， Ng M L， Cole P H. The reader collision problem in RFID systems[C]. Microwave， Antenna， Propagation and EMC Technologies for Wireless Communications， 2005. MAPE 2005. IEEE International Symposium on. IEEE， 2005（1）： 658-661.

[5]余向阳. 无线传感器网络研究综述 [J]. 单片机与嵌入式系统应用， 2008， 8（2）： 8-12.

[6]喻金钱， 喻斌. 短距离无线通信详解： 基于单片机控制[M]. 北京：北京航空航天大学出版社， 2009.

[7]孙晓东. 基于 nRF2401 的 RFID 系统设计[D]. 杭州： 浙江大学， 2008.