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物联网技术挑战与应对策略

  物联网被广泛应用在电网计量等能源计量、智能家电、工业、农业等方面,被认为是全球新兴产业,被全球国家重视。我国物联网发展迅速,初步形成了产业体系,同时,具备一定的技术及应用的基础。物联网的用户认为通过物联网技术,可以在现有的产品和服务中挖掘出新的盈利机会。利用物联网技术,企业可以得到真正的变革。物联网行业在全国发展态势良好。

  物联网技术的定义

  物联网技术的定义是:通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,将任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理的一种网络技术叫做物联网技术。

  物联网的体系结构

  物联网体系结构分为三层:数据感知层、网络层、业务和应用层。

  感知层

  感知层是物品的信息接入到网关之前的传感网络。使数据以各种形式被采集和汇集,可以是传感器等数据采集设备。目前使用比较多的是RFID网络,在物品上粘贴RFID 标签,通过RFID扫描仪来识别物品,主要运用在超市、商店、仓库管理等。收集环境信息,感知层需由传感节点和接入网关组成,把传感节点收集到的信息通过自行组网上传到网关接入点。主要运用在环境、天气、污染预报和管理等。

  网络层

  现在除了互联网得到广泛使用以外,还有移动通讯网络、WIFI 等无线宽带网络。物联网的网络层也是建立在这些网络的基础上。网络层的主要功能就是把感知层接收到的数据信息接入网络,供应用层使用。感知层中存储的每一条信息,将其转换至通用数据协议的数据包。网络层的安全问题尤为重要,要保障感知层的信息在传输过程中不被破坏、不受病毒感染是主要考虑的问题之一。如无线宽带网络具备高速、灵活、廉价等特性,是网络接入的主流方式之一,也是物联网接入网络的主流方式之一。无线宽带网络因开放性、环境等方面的影响,易被黑客入侵。因此,要针对不同的网络接入方式,采取相应的安全防范措施。

  应用层

  物联网应用层通过分析网络层接收的大量数据,得出有用的数据并应用在各个方面,为用户提供服务。它主要由应用支撑平台子层和服务子层组成。应用支撑平台发挥不同行业、不同平台之间信息共享、交换的功能。服务子层适用于智能交通、家电、环境监测等行业。

  物联网关键技术

   RFID 技术

  RFID 技术即无线射频识别,这种技术通过无射频信号无接触的识取、辨认、获得、提取信息。这种技术最大的优点就是在许多种恶劣的环境下也能进行信息的传输。因此这种技术在物联网的运行中有着重要的意义。

  传感器技术

  传感器技术是虚拟世界与物理世界联系的纽带,对虚拟互联网网络与物联网的联系起到重大作用。传感器主要作用是采集物联网信息,如同物联网的“感觉器官”。是物联网服务和应用的基础。值得注意的是传感器技术发射功率偏低,需近距离传输,并且近距离传输可以保护信息安全,降低信息被泄露的危险,还可以降低电池寿命,在物联网的发展中起到不可替代的作用。

  云计算

  云计算是一个海量装载信息的平台,每个物联网中的物体都要在云计算里有且唯一有一个标识符号。随着物联网的高速发展,物联网在人们生活中应用越来越广的今天,我们需要云计算这样一个平台能快速、灵活、精准、安全的检索物联网信息。因此云计算使为物联网信息提供科学、智能的控制目标得以实现。

  技术挑战

  在物联网被广泛看好的今天,同样存在很多问题值得思考!

  数据分析问题

  2017 年全球物联网调研报告指出物联网在数据分析方面存在问题。2017 年Vanson Bourne 独立调研机构,针对263个物联网的使用企业进行了调查,52% 的企业认为虽然通过物联网可以采集大量数据,但是并没有得出有效的数据分析结果。大数据需要通过物联网平台去整合,用户都认为选择正确的物联网平台尤其重要。90% 的用户认为他们不知道应如何挑选合适的物联网平台。物联网系统的兼容性问题,造成难以集成的现象。根据这次调查,可以明确数据分析将会是企业运营成功与否的关键。

  有些行业(例如房地产、金融等)的数据有效期很短,处理一旦延误,数据立刻贬值,轻者只是错失了决策实施最佳时机,严重的会导致企业作出错误的决策。对通过物联网获取的数据进行处理,这是物联网技术的重要部分之一。物联网数据存在以下几个特性。

  海量性

  通过物联网以互联网、无线通讯等方式进行通信,接入网络的点是成千上万的。例如,高速公路上利用RFID 系统对车辆进行跟踪,高速公路上的汽车上千万辆,如果每天读取200 次,每次100 个字节,那么一天的数据量就达到200 GB。这样的数据量是非常惊人的,数据的海量性还会随着数据的实时、高速、源源不断地产生而加剧。

  时效性

  2017 年全球物联网调研报告也指出了数据的时效性非常重要。传感器接收进来的信息,通过平台整合出来,分析、总结后进行备份。但是由于数据的海量性,导致数据不可能长期被保存。那么根据不同行业的特征,对系统里的数据进行分类备份。这时对平台系统的反应速度、数据响应的时间要求非常高,这是保证获取数据实时性的关键。物联网的数据处理系统必须要有足够快的运行速度,否则会得出错误的结果、执行错误的决策,造成巨大的损失。

  多态性

  不同的行业需要的数据形式不一样,这时也需要通过物联网获得不同的数据,如文本数据、图像数据、声音数据、视频数据等。有静态数据、也有动态数据。

  异构性

  数据的多态性会引起数据的异构性。数据的多态性就要求系统功能多样、传感器节点多样、RFID标签多样,这样会造成数据的异构性突出。以上的数据特性给数据查询、质量控制、存储、压缩、集成、融合带来极大挑战,迫使不断研究并且探索出有效的技术手段,解决数据处理的矛盾。

  安全性问题

  2017 年全球物联网调研报告指出,一半的使用者认为,物联网系统还比较新,大部分用户认为物联网系统安全问题比较严峻,主要由不完整实施物联网项目和实施较慢引起的。其次,就是上文所述的网络层安全性问题,还有在认证与控制访问、处理数据与隐私性、管理密钥机制等物联网技术方面能否保障物联网系统安全。物联网通过互联网、通讯进行通信,整个系统采取安全措施,包括如下几方面。

  加密设备

  物联网设备抵御外来攻击的关键是具备安全的智能加密,也是抵御攻击的最重要的防线。

  及时更新补丁

  现在的病毒变化速度快,物联网需提供物联网设备的软件更新服务,包括安全补丁。及时更新补丁,可以最快速抵御外来的攻击。

  集成智能网关

  从终端设备发送到智能网关的用户数据应加密。

  加强云安全

  很多物联网的数据非常庞大,会将其存放在云端。那么云安全也是物联网安全的一个重要组成部分。所有企业、个人的大数据资料,通过物联网设备传送至云端,需要确保传送的通道是安全的。

  物联网技术应用对策

  技术研发方面:为实现物联网的可持续发展,提高我国物联网发展的步伐,物联网科研人员应加强物联网科技研发,引领行业发展,始终处于行业发展最前沿,努力赶超欧美国家的物联网发展,在国际上成为物联网发展国家中的佼佼者。

  安全隐私方面:在物联网应用中要想提高安全隐私保障,技术水平的提高是前提条件,法律法规的完善是重要基础。因此我国政府一方面应该在技术方面大力鼓励科研人员积极进行自主研发,从而提高核心竞争力;另一方面应该在法律法规上加大力度,尽快出台相关政策,给互联网的发展打上保护伞。

  服务质量方面:在生活中物联网的应用已经十分的广泛,例如越来越多人能进行网上购物,为了提高顾客满意程度,物联网在应用时就应该从产品质量检测方面、物流方面和售后服务方面、供应链管理方面等实施一系列举措。

  对于计量抄表行业,物联网的触角早已伸向了行业的方方面面,其中不乏例如NB-IoT以及LoRa技术等佼佼者,铺天盖地声势浩大。物联网是否真的能够颠覆传统电水气热行业,解决陈疾,给行业注入新的活力?技术与标准,是应该在一切规范成形之后再培育市场,还是在摸索中先发制人?先将思考留给大家!

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