物联网的主要技术有哪些？

●传感器技术：价格低廉、性能良好的传感器是物联网应用的基石，物联网的发展要求更准确、更智能、更高效以及兼容性更强的传感器技术。智能数据采集技术是传感器技术发展的一个新方向。信息的泛在化对传感器和传感装置提出了更高的要求。具体如，微型化：元器件的微小型化，要求节约资源与能源；智能化：具备自校准、自诊断、自学习、自决策、自适应和自组织等人工智能技术；低功耗与能量获取技术：供电方式为电池、阳光、风、温度、振动等多种方式。\x0d\●设备兼容技术：大部分情况下，企业会基于现有的工业系统建造工业物联网，如何实现工业物联网中所用的传感器能够与原有设备已应用的传感器相兼容是工业物联网推广所面临的问题之一。传感器的兼容主要指数据格式的兼容与通信协议的兼容，兼容关键是标准的统一。目前，工业现场总线网络中普遍采用的如Profibus、Modus协议，已经较好地解决了兼容性问题，大多数工业设备生产厂商基于这些协议开发了各类传感器、控制器等。近年来，随着工业无线传感器网络应用日渐普遍，当前工业无线的WirelessHART、ISA100．11a以及wIA—PA3大标准均兼容了IEEE802．15．4无线网络协议，并提供了隧道传输机制兼容现有的通信协议，丰富了工业物联网系统的组成与功能。\x0d\●网络技术：网络是构成工业物联网的核心之一，数据在系统不同的层次之间通过网络进行传输。网络分为有线网络与无线网络，有线网络一般应用于数据处理中心的集群服务器、工厂内部的局域网以及部分现场总线控制网络中，能提供高速率高带宽的数据传输通道。工业无线传感器网络则是一种新兴的利用无线技术进行传感器组网以及数据传输的技术，无线网络技术的应用可以使得工业传感器的布线成本大大降低，有利于传感器功能的扩展，因此吸引了国内外众多企业和科研机构的关注。\x0d\传统的有线网络技术较为成熟，在众多场合已得到了应用验证。然而，当无线网络技术应用于工业环境时，会面临如下问题：工业现场强电磁干扰、开放的无线环境让工业机器更容易受到攻击威胁、部分控制数据需要实时传输。相对于有线网络，工业无线传感器网络技术则正处在发展阶段，它解决了传统的无线网络技术应用于工业现场环境时的不足，提供了高可靠性、高实时性以及高安全性，主要技术包括：自适应跳频、确实性通信资源调度、无线路由、低开销高精度时间同步、网络分层数据加密、网络异常监视与报警以及设备入网鉴权等。\x0d\●信息处理技术：工业信息出现爆炸式增长，工业生产过程中产生的大量数据对于工业物联网来说是一个挑战，如何有效处理、分析、记录这些数据，提炼出对工业生产有指导性建议的结果，是工业物联网的核心所在，也是难点所在。\x0d\当前业界大数据处理技术有很多，如SAP的BW系统在一定程度上解决了大数据给企业生产运营带来的问题。数据融合和数据挖掘技术的发展也使海量信息处理变得更为智能、高效。工业物联网泛在感知的特点使得人也成为了被感知的对象，通过对环境数据的分析以及用户行为的建模，可以实现生产设计、制造、管理过程中的人一人、人一机和机一机之间的行为、环境和状态感知，更加真实地反映出工业生产过程中的细节变化，以便得出更准确的分析结果。\x0d\●安全技术：工业物联网安全主要涉及数据采集安全、网络传输安全等过程，信息安全对于企业运营起到关键作用，例如在冶金、煤炭、石油等行业采集数据需要长时问的连续运行，如何保证在数据采集以及传输过程中信息的准确无误是工业物联网应用于实际生产的前提。

1 物联网的标准体系

2 急需的物联网总体标准
3 传感器标准
4 传感器标准
5 传感器标准进展情况
6 传感器标准体系框架

认知感知层

1．感知层的概念

物联网层次结构分为三层,分别为感知层、网络层、应用层。感知层位于最 底层,它是物联网的核心，其功能为“感知”，即通过传感网络获取环境信息。 感知层是物联网的核心，是信息采集的关键部分。

2．感知层的应用

感知层包括二维码标签及识读器、RFID 标签及读写器、摄像头、GPS 导航、 各种功能传感器、M2M 终端、传感器网关等，主要功能是识别物体、采集信息， 与人体结构中皮肤和五官的作用类似。

3．感知层的关键技术

(1) 传感器：传感器是物联网中获得信息的主要设备，它利用各种机制把被 测量转换为电信号，然后由相应信号处理装置进行处理，并产生响应动作。 (2)RFID：它的全称为 Radio Frequency Identification，即射频识别， 又称为电子标签。RFID 是一种非接触式的自动识别技术，可以通过无线电讯号 识别特定目标并读写相关数据。它主要用来为物联网中的各物品建立唯一的身份 标示。

(3)无线传感网络：它的英文名称为 Wireless Sensor Network，简称 WSN。 传感器网络是一种由传感器节点组成网络，其中每个传感器节点都具有传感器、 微处理器和通信单元。节点间通过通信网络组成传感器网络，共同协作来感知和 采集环境或物体的准确信息。它是目前发展迅速，应用最广的传感器网络。

认知网络层

1 网络层的概念

网络层位于物联网三层结构中的第二层，它功能是通过通信网络进行信息传 输。网络层作为纽带连接着感知层和应用层，它由各种私有网络、互联网、有线 和无线通信网等组成，相当于人的神经中枢系统，负责将感知层获取的信息，安 全可靠地传输到应用层，然后根据不同的应用需求进行信息处理。

2 网络层的组成

物联网网络层包含接入网和传输网，分别实现接入功能和传输功能。传输网 由公网与专网组成，典型传输网络包括电信网、广电网、互联网。接入网包括光 纤接入、无线接入、以太网接入、卫星接入等各类接入方式，实现底层的传感器 网络、RFID 网络最后一公里的接入。

3 网络层的主要技术

物联网用到的通信技术主要包括 3G/4G 通信、IPv6、WI-FI 和 WIMAX、蓝牙、 ZigBee 自组网技术等。正在向更快的传输速率，更宽的传输宽带、更高的频谱 利用率、更智能化的接入和网络管理发展。
认知应用层

1 应用层的概念

应用层位于物联网三层结构中的最顶层，它的功能是通过云计算等计算平台 进行信息处理。应用层与最低端的感知层一起，是物联网的显著特征和核心所在， 应用层可以对感知层采集数据进行计算、处理和知识挖掘，从而实现对物理世界 的实时控制、精确管理和科学决策。

2 应用层的技术

（1）物联网应用：它是用户直接使用的各种应用，通常用应用软件的形式 表现。如智能 *** 控、安防、电力抄表、远程医疗、智能农业等。

（2）物联网中间件：物联网中间件是一种独立的系统软件或服务程序，将 各种可以公用的能力进行统一封装，提供给物联网应用使用。

（3）云计算：它对物联网海量数据的存储和分析。根据服务类型不同将云 计算分为：基础架构即服务(IaaS)、平台即服务（PaaS)、服务和软件即服务（SaaS)。

3 应用层与其他两层的关系 感知层将采集到的数据通过网络层传递给应用层，应用层将接收到的数据进 行分析管理，再将这些数据根据各行各业的应用做出反应处理。例如，在智能电 网中的远程电力抄表应用：安置于用户家中的读表器上显示感知层中的传感器采 集到的数据，通过网络层将数据发送并汇总到发电厂的处理器上，该处理器及其 对应工作就属于应用层，它将完成对用户用电信息的分析，并自动采取相关措施。

物联网数据上传云端数据类型是状态数据，定位资料，个性化资料，可供行为参考的数据，用户反馈数据五种大数据类型。状态数据是物联网数据中最普遍、最基础的一种。定位服务是GPS应用的必然趋势。不要用个人资料的安全性，来拒绝个性化数据，个性化数据指的是匿名的个人偏好资料。Opower开创了关于说服力的解决方案，就是提供用户及其邻里之间使用能源的对比数据。物联网创造了一个从消费者到生产者的反馈机制，在这里产品生产者可以在保有适度隐私、安全以及抽样来检验产品的实际表现，并鼓励持续的产品改进和创新。

近日，由IEEESA（国际电气与电子工程师标准协会）组织的全球标准立项会在线上召开。在本次会议中，由四川长虹电子控股集团有限公司（以下简称“长虹控股”）牵头提交的《基于区块链的物联网零信任框架标准》，经过与会国际专家充分讨论，获得全票通过，正式立项，这也是全球首个“区块链+物联网安全”国际标准。

而此标准落地后，相关方将通过基于区块链的物联网零信任框架的推广，构建信任互联网，实现区块链技术在工业互联网、智慧家庭、智慧 健康 、智慧城市等主要场景的应用落地，将有助于加速推动我国实体经济数字化转型与高质量创新发展。

突破关键瓶颈

智慧家庭应用再提速

据了解，此次立项的《基于区块链的物联网零信任框架标准》，是IEEEC/BDL计算机协会区块链和分布式记账标准委员会下设的区块链赋能物联网安全工作组推出的首个标准提案。

“该标准将率先在标准层面提出运用区块链技术构建物联网零信任安全体系的技术思路，为物联网原生应用提供了可复制可扩展的分布式信任核心技术框架，以降低物联网安全体系的技术门槛和应用成本，突破了行业技术创新和应用发展的关键瓶颈。”长虹控股相关人士表示。

物联网安全性缺陷，在于缺乏设备与设备之间相互信任的机制，所有的设备都需要和物联网中心的数据进行核对，一旦数据库崩塌，会对整个物联网造成很大的破坏。而区块链分布式的网络结构，使得设备之间保持共识，无需与中心进行验证，这样即使一个或多个节点被攻破，整体网络体系的数据依然是可靠、安全的。

“这个框架的标准化将促进物联网应用 健康 发展，为物联网生态提供信任基础，使各参与方和利益相关方共同受益。”长虹上述人士称。

长虹信息安全实验室首席科学家唐博认为，区块链与物联网的结合将赋予智慧家庭领域商业模式安全性和新的活力。

在以智慧家庭和工业互联网为代表的物联网场景中，数以百亿计且数量不断增长的物联网设备（IoT）正在改变着现有的网络结构，传统的边界安全模式受到挑战，异构异主设备之间互联互通需要建立安全和可信赖的协同机制，因此迫切需要制定一个共同的框架，来应对物联网中大量存在的安全和信任挑战，以实现物联网端到端的安全可信。

“打破原本孤立的个体，区块链+物联网技术可以实现分布式协同网络。以区块链节点的形式将各类智慧家庭厂商、家电终端平台以及监管机构连接起来，实现真正的万物互联，解决关键瓶颈和核心痛点，也将增强智慧家庭生态的繁荣性和兼容性。”粤成股份创始人洪仕斌表示。

钉 科技 创始人丁少将认为，“任何人、事、物想要访问网络，都需要经过严密验证，从而为物联网构建安全屏障，这在一个‘万物互联’的未来，是十分有必要的。标准的推出，则可以更明确地指导‘零信任原则’在物联网领域的应用。加强互联互通的可行性和安全性，有助于智能家居的规模化更快地落地。”

“很长时间以来，中国企业往往热衷产品生产，而忽略标准的制定，使得中国产品在全球拓展中遭遇诸多技术壁垒，而此次长虹等企业率先制定全球首个‘区块链+物联网安全’国际标准，使得中国企业参与全球标准制定的能力有所增强。新型的技术需要相关的标准来引导相关生态产业的发展。对于新型技术的产业生态化和全球化方面，其巨大的商业潜力需要有相关的标准来引导相关生态产业的发展，中国企业已经走在前列，说明中国传统企业在标准、产品技术，产品壁垒的构建方面，其意识已经增强。”中国本土企业软权力研究中心研究员周锡冰表示。

全面布局物联网应用

给企业数字化转型以方向

区块链物联网是ITU标准组织主推的概念，2017年初，ITU-T成立SG20标准组，负责物联网及其在智慧城市和社区的应用的标准制定。国内主导企业是中国联通，中兴通讯，中国信科。

而家电企业牵头，尚属首例。

近年来，长虹控股立足于互联网面向物联网，加速转型升级，在2018年设立信息安全灯塔实验室，全面布局物联网应用区块链标准研制。

唐博表示，实验室将致力于推动该标准的研制和发布工作，征集从事物联网领域区块链应用研究、测试咨询和工程实践的相关企业、行业协会、高等院校、科研院所、服务机构，筹建区块链赋能物联网安全标准工作组，开展区块链与物联网安全融合创新的相关标准研制工作。

“传统企业智能化转型普遍面临研发成本高、成产效率低、运营能力不足的困境。目前长虹面向物联网转型成果显现出其在智能化转型上已走出自己的道路。长虹的AIoT战略不仅在推动自身转型，也在对外赋能，推动产业升级。整体来看，长虹的转型升级进展明显：在C端，长虹的智慧家庭解决方案不断完善；在B端，长虹已经拿下了多个产业冠军，比如，物联网模块，轨道交通电源等。”钉 科技 创始人丁少将表示。

“随着5G的普及，万物互联已经进入传统企业转型赛道，新型的商业模式构建成为传统家电巨头制造企业在升级和转型的一个风口。在此次转型中，长虹利用自己传统制造的优势，以及新时代的需求，长虹牵手制定的‘区块链+物联网安全’国际标准，将提升长虹自身的竞争优势。”周锡冰认为。

相关标准的落地也可谓意义巨大。

区块链物联网的垂直领域应用涉及众多领域：工业制造、联网的无人驾驶 汽车 、交通、公共技术设施和智能城市、金融服务和保险、家庭和商业房产管理、智能合约、零售等。

“未来家电巨头将在工业制造、无人驾驶、智能城市等领域，成为重要的支撑甚至是带领者，其正在展现出无可替代的作用。”中钢经济研究院高级研究员胡麒牧表示。

丁少将认为：“从长期发展的角度来看，该标准所能影响的产业及领域会是相当宽泛的，毕竟，‘物联网’在未来生产生活中本身就应该是泛在的。短期内该标准主要会给智慧家庭、智能可穿戴、智慧出行产业发展以标准和方向，以及制造业的数字化转型。

（编辑 乔川川）

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