物联网关键技术及问题研究

物联网的实现还需要很多关键技术的支持，例如接入网技术，体系结构，纳米技术，PAI 技术，公共服务软件技术，寻址技术，路由技术等等。迄今为止这些技术还不完善，仍存在着很多问题，文中将在下一节对此进行阐述。

2 存在的问题

让物品与物品及物品与人类之间的交流畅通无阻，实现理想中物联网还有很多技术需要完善。存在的问题主要有：

(1) 统一的技术标准。由于物联网是互联网的延伸，同样基于TCP/IP ，但在接入层面，协议类别就十分繁杂，如TD-SCDMA、GPRS、传感网等多种通道而标准化是大规模部署和扩展的必不可少的技术，如果没有大规模部署就谈不上物联网。欧洲电信标准论坛等组织呼吁增加国际电联来参与统一RFID 协议。EPCglobal 在2004 年年底提出了第一个全球RFID 标准的建议，它定义了多种类型的RFID 标签及相应的工作频率。

(2) 寻址问题。每个物品都会在物联网中出现，那么每个物品都需要一个地址。在IPv4 资源即将耗尽的背景下，物联网需要更多的IP 地址。需要IPv6的支持，但由于IPv4 网络的庞大规模导致IPv4 向IPv6 过渡存在一个漫长的过程，因此物联网一旦使用IPv6 地址，就必然会存在与IPv4 的兼容性问题。物联网的特性也使得物联网中的寻址与互联网不完全一样，文献17 解决了多种产品代码标准引起的寻址冲突。

(3) 安全性能。RFID 当初的设计是完全开放的，所以信息安全机制存在严重缺陷。对RFID 标签加密将使标签成本增加。云服务的透明度也是安全隐患，黑客正是通过操作系统的漏洞来攻击它所服务的应用程序载入内存中的数据。提供内存数据的保护和隔离是云计算的重要安全需求之一。目前可以通过服务级别协议向用户担保，但如何做到安全服务SLA 的可审计性，这是云计算必须面临的挑战19。无线传感网络受到的安全威胁与传统网络不同，现有的网络安全机制无法应用于无线传感网络，需要开发专门协议。现有的思想是从维护路由安全的角度出发，寻找尽可能安全的路由以保证网络的安全，另一种思想是把着重点放在安全协议方面。目前现行有效的传统网络安全协议例如SSL和IPSec，也存在着缺陷比如难以实施在嵌入式设备中。因此一个完整统一的安全系统呼之欲出。

(4) 实时性与同步性。无所不在的物联网对时钟同步的要求明显高于传统的无线网络。它与实际的物理环境联系密切，所以必须采用物理时钟同步，无法使用相对简单的逻辑时钟。但是物理时钟的同步仍然存在着很多问题，例如，无线传感器要求必须采用低能耗工作，时间同步的数据交换受到限制同时无线媒介连接方式不可靠，时钟的不同步性将会给物联网的实现带来巨大的障碍。

(5) 传统网络的协议算法局限。物联网与传统网络有明显不同的技术要求，前者以数据为中心，后者以传输数据为目的。传统网络的设计依照着端到端的边缘论思想，强调将一切与功能相关的处理都放在网络的端系统上，中间节点仅仅负责数据分组的转发。对于物联网，这未必是一种合理的选择。例如一些为自组织的Ad-hoc网络设计的协议和算法，未必适合物联网的特点和应用的要求。在密集性极高的物联网中，相邻节点间的距离非常短，低功耗的多跳通信模式节省功耗，同时增加了通信的隐蔽性，避免了长距离无线通信易受外噪声干扰的影响。这些独特的要求和制约因素为物联网的提出了新的技术问题。

(6) 商业可行性。建立物联网，需要大量的资金投入，如RFID 标签，RFID 标签数据管理中间件，解读器及计算机的购入等。成本的提高使得人们的可接受度和企业的回报率都成为未知数。另外，标准的争夺是抢占市场先机的关键。尽管物联网的发展还处于起步阶段，已有很多公司开始抢占市场先机，推广自己的标准并申请相关专利。在中国开展物联网，首先要获得政府的支持，有了实质资金后能找到应用物联网的商品，搭建无线网络及系统平台，再进行物品的信息存储，然后进行传感设备的安装，但是现阶段推广物联网应用的商品仍属于风险投资，因为国内在物联网上缺乏核心技术的累积，同时，国内传感器产业化水平较低，高端产品被国外厂商垄断。另一方面我国的宽带建设目前还处于初级阶段，大规模的普及无线传感网络短期内还难以实现，所以物联网在中国的普及还需要做多方面的努力。

3 结束语

因特网把人与所有的物体连接起来，物联网将人与人、人与物、物与物连接起来。虽然物联网的概念早在十多年前就有了雏形，但想要建立理想中物联网还有很多技术需要完善，例如安全、寻址、标准、接入方式、生物工程等。只有通过这些技术进步和出台统一的规范，才能够获取一个公平和以用户为中心的物联网。