第一篇：物聯網的關鍵技術

物聯網的關鍵技術

通院10班

文馨賢

學號B13011002

目錄

無線射頻技術 云計算 二維碼

感知無線電

無線射頻技術 RFID基礎知識 1．什么是RFID RFID是Radio Frequency Identification的縮寫，即射頻識別。常稱為感應式電子晶片或近接卡、感應卡、非接觸卡、電子標簽、電子條碼，等等。

一套完整 RFID系統由 Reader 與 Transponder 兩部份組成 ,其動作原理為由 Reader 發射一特定頻率之無限電波能量給Transponder,用以驅動Transponder電路將內部之ID Code送出，此時Reader便接收此ID Code。Transponder的特殊在于免用電池、免接觸、免刷卡故不怕臟污，且晶片密碼為世界唯一無法復制，安全性高、長壽命。

RFID的應用非常廣泛，目前典型應用有動物晶片、汽車晶片防盜器、門禁管制、停車場管制、生產線自動化、物料管理。RFID標簽有兩種：有源標簽和無源標簽。以下是電子標簽內部結構:芯片+天線與RFID系統組成示意圖 2．什么是電子標簽

電子標簽即為 RFID 有的稱射頻標簽、射頻識別。它是一種非接觸式的自動識別技術，通過射頻信號識別目標

對象并獲取相關數據，識別工作無須人工干預，作為條形碼的無線版本，RFID技術具有條形碼所不具備的防水、防磁、耐高溫、使用壽命長、讀取距離大、標簽上數據可以加密、存儲數據容量更大、存儲信息更改自如等優點。2． 什么是RFID技術？

RFID射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術，它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據，識別工作無須人工干預，可工作于各種惡劣環境。RFID技術可識別高速運動物體并可同時識別多個標簽，操作快捷方便。短距離射頻產品不怕油漬、灰塵污染等惡劣的環境，可在這樣的環境中替代條碼，例如用在工廠的流水線上跟蹤物體。長距射頻產品多用于交通上，識別距離可達幾十米，如自動收費或識別車輛身份等。

8.RFID無線識別電子標簽基礎介紹：

無線射頻識別技術（Radio Frequency Idenfication，RFID）是一種非接觸的自動識別技術，其基本原理是利用射頻信號和空間耦合（電感或電磁耦合）或雷達反射的傳輸特性，實現對被識別物體的自動識別。

RFID系統至少包含電子標簽和閱讀器兩部分。電子標簽是射頻識別系統的數據載體，電子標簽由標簽天線和標簽專用芯片組成。依據電子標簽供電方式的不同，電子標簽可以分為有源電子標簽(Active tag)、無源電子標簽(Passive tag)和半無源電子標簽(Semi—passive tag)。有源電子標簽內裝有電池，無源射頻標簽沒有內裝電池，半無源電子標簽(Semi—passive tag)部分依靠電池工作。

電子標簽依據頻率的不同可分為低頻電子標簽、高頻電子標簽、超高頻電子標簽和微波電子標簽。依據封裝形式的不同可分為信用卡標簽、線形標簽、紙狀標簽、玻璃管標簽、圓形標簽及特殊用途的異形標簽等。

RFID閱讀器（讀寫器）通過天線與RFID電子標簽進行無線通信，可以實現對標簽識別碼和內存數據的讀出或寫入操作。典型的閱讀器包含有高頻模塊(發送器和接收器)、控制單元以及閱讀器天線

2．RFID的工作原理

射頻識別系統的基本模型如圖8—1所示。其中，電子標簽又稱為射頻標簽、應答器、數據載體；閱讀器又稱為讀出裝置，掃描器、通訊器、讀寫器(取決于電子標簽是否可以無線改寫數據)。電子標簽與閱讀器之間通過耦合元件實現射頻信號的空間(無接觸)耦合、在耦合通道內，根據時序關系，實現能量的傳遞、數據的交換。發生在閱讀器和電子標簽之間的射頻信號的耦合類型有兩種。

(1)電感耦合。變壓器模型，通過空間高頻交變磁場實現耦合，依據的是電磁感應定 律，如右圖所示。(2)電磁反向散射耦合：雷達原理模型，發射出去的電磁波，碰到目標后反射，同時攜帶回目標信息，依據的是電磁波的空間傳播規律

電感耦合方式一般適合于中、低頻工作的近距離射頻識別系統。典型的工作頻率有：125kHz、225kHz和13．56MHz。識別作用距離小于1m，典型作用距離為10～20cra。

電磁反向散射耦合方式一般適合于高頻、微波工作的遠距離射頻識別系統。典型的工作頻率有：433MHz，915MHz，2．45GHz，5．8GHz。識別作用距離大于1m，典型作用距離為3—l0m。

RFID知識進階 1.工作方式

射頻識別系統的基本工作方式分為全雙工（Full Duplex）和半雙工（Half Duplex）系統以及時序（SEQ）系統。全雙工表示射頻標簽與讀寫器之間可在同一時刻互相傳送信息。半雙工表示射頻標簽與讀寫器之間可以雙向傳送信息，但在同一時刻只能向一個方向傳送信息。在全雙工和半雙工系統中，射頻標簽的響應是在讀寫器發出的電磁場或電磁波的情況下發送出去的。因為與閱讀器本身的信號相比，射頻標簽的信號在接收天線上是很弱的，所以必須使用合適的傳輸方法，以便把射頻標簽的信號與閱讀器的信號區別開來。在實踐中，人們對從射頻標簽到閱讀器的數據傳輸一般采用負載反射調制技術將射頻標簽數據加載到反射回波上（尤其是針對無源射頻標簽系統）。時序方法則與之相反，閱讀器的輻射出的電磁場短時間周期性地斷開。這些間隔被射頻標簽識別出來，并被用于從射頻標簽到閱讀器的數據傳輸。其實，這是一種典型的雷達工作方式。時序方法的缺點是：在閱讀器發送間歇時，射頻標簽的能量供應中斷，這就必須通過裝入足夠大的輔助電容器或輔助電池進行補償。2． 數據量

射頻識別射頻標簽的數據量通常在幾個字節到幾千個字節之間。但是，有一個例外，這就是1比特射頻標簽。它有1比特的數據量就足夠了，使閱讀器能夠作出以下兩種狀態的判斷：“在電磁場中有射頻標簽”或“在電磁場中無射頻標簽”。這種要求對于實現簡單的監控或信號發送功能是完全足夠的。因為1比特的射頻標簽不需要電子芯片，所以射頻標簽的成本可以做得很低。由于這個原因，大量的1比特射頻標簽在百貨商場和商店中用于商品防盜系統（EAS）。當帶著沒有付款的商品離開百貨商場時，安裝在出口的讀寫器就能識別出“在電磁場中有射頻標簽”的狀況，并引起相應的反應。對按規定已付款的商品來說，1比特射頻標簽在付款處被除掉或者去活化。3． 可編程

能否給射頻標簽寫入數據是區分射頻識別系統的另外一個因素。對簡單的射頻識別系統來說，射頻標簽的數據大多是簡單的（序列）號碼，可在加工芯片時集成進去，以后不能再變。與此相反，可寫入的射頻標簽通過讀寫器或專用的編程設備寫入數據。射頻標簽的數據寫入一般分為無線寫入與有線寫入兩種形式。目前鐵路應用的機車、貨車射頻標簽均采用有線寫入的工作方式。4． 數據載體

為了存貯數據，主要使用三種方法：EEPROM、FRAM、SRAM。對一般的射頻識別系統來說，使用電可擦可編程只讀存貯器（EEPROM）是主要方法。然而，使用這種方法的缺點是：寫入過程中的功率消耗很大，使用壽命一般為寫入100,000次。最近，也有個別廠家使用所謂的鐵電隨機存取存貯器（FRAM）。與電可擦可編程只讀存貯器相比，鐵電隨機存取存貯器的寫入功率消耗減少100倍，寫入時間甚至減少1000倍。然而，鐵電隨機存取存貯器由于生產中的問題至今未獲得廣泛應用。FRAM屬于非易失類存貯器。對微波系統來說，還使用靜態隨機存取存貯器（SRAM），存貯器能很快寫入數據。為了永久保存數據，需要用輔助電池作不中斷的供電。

5． 狀態模式

對可編程射頻標簽來說，必須由數據載體的“內部邏輯”控制對標簽存貯器的寫/讀操作以及對寫/讀授權的請求。在最簡單的情況下，可由一臺狀態機來完成。使用狀態機，可以完成很復雜的過程。然而，狀態機的缺點是：對修改編程的功能缺乏靈活性，這意味著要設計新的芯片，由于這些變化需要修改硅芯片上的電路，設計更改實現所要的花費很大。

微處理器的使用明顯地改善了這種情況。在芯片生產時，將用于管理應用數據的操作系統，通過掩膜方式集成到微處理器中，這種修改花費不多。此外，軟件還能調整以適合各種專門應用。此外，還有利用各種物理效應存貯數據的射頻標簽，其中包括只讀的表面波（SAW）射頻標簽和通常能去活化（寫入“0”）以及極少的可以重新活化（寫入“1”）的1比特射頻標簽。

6． 能量供應

射頻識別系統的一個重要的特征是射頻標簽的供電。無源的射頻標簽自已沒有電源。因此，無源的射頻標簽工作用的所有能量必須從閱讀器發出的電磁場中取得。與此相反，有源的射頻標簽包含一個電池，為微型芯片的工作提供全部或部分（“輔助電池”）能量。7． 頻率范圍

射頻識別系統的另一個重要特征是系統的工作頻率和閱讀距離?？梢哉f工作頻率與閱讀距離是密切相關的，這是由電磁波的傳播特性所決定的。通常把射頻識別系統的工作頻率定義為閱讀器讀射頻標簽時發送射頻信號所使用的頻率。在大多數情況下，把它叫做閱讀器發送頻率（負載調制、反向散射）。不管在何種情況下，射頻標簽的“發射功率”要比閱讀器發射功率低很多。射頻識別系統閱讀器發送的頻率基本上劃歸三個范圍：（1）低頻（30kHz ~ 300kHz）；（2）中高頻（3MHz ~ 30MHz）；（3）超高頻（300MHz ~ 3GHz）或微波（>3GHz）。根據作用距離，射頻識別系統的附加分類是： 密耦合（0 ~ 1cm）、遙耦合（0 ~ 1m）和 遠距離系統（>1m）。8． 射頻標簽→讀寫器數據傳輸

射頻標簽回送到閱讀器的數據傳輸方式多種多樣，可歸結為三類：

（1）利用負載調制的反射或反向散射方式（反射波的頻率與閱讀器的發送頻率一致）；（2）利用閱讀器發送頻率的次諧波傳送標簽信息（標簽反射波與閱讀器的發送頻率不同，為其高次諧波（n倍）或分諧波（1/n倍））；（3）其他形式。RFID工作頻率的分類 1.概要

從應用概念來說，射頻標簽的工作頻率也就是射頻識別系統的工作頻率，是其最重要的特點之一。毫無疑問，射頻標簽的工作頻率是其最重要的特點之一。射頻標簽的工作頻率不僅決定著射頻識別系統工作原理（電感耦合還是電磁耦合）、識別距離，還決定著射頻標簽及讀寫器實現的難易程度和設備的成本。

工作在不同頻段或頻點上的射頻標簽具有不同的特點。射頻識別應用占據的頻段或頻點在國際上有公認的劃分，即位于ISM波段之中。典型的工作頻率有：125kHz，133kHz，13.56MHz，27.12MHz，433MHz，902~928MHz，2.45GHz，5.8GHz等。

從應用概念來說，射頻標簽的工作頻率也就是射頻識別系統的工作頻率。2． 低頻段射頻標簽

低頻段射頻標簽，簡稱為低頻標簽，其工作頻率范圍為30kHz ~ 300kHz。典型工作頻率有：125KHz，133KHz。低頻標簽一般為無源標簽，其工作能量通過電感耦合方式從閱讀器耦合線圈的輻射近場中獲得。低頻標簽與閱讀器之間傳送數據時，低頻標簽需位于閱讀器天線輻射的近場區內。低頻標簽的閱讀距離一般情況下小于1米。

低頻標簽的典型應用有：動物識別、容器識別、工具識別、電子閉鎖防盜（帶有內置應答器的汽車鑰匙）等。與低頻標簽相關的國際標準有：ISO11784/11785（用于動物識別）、ISO18000-2（125-135 kHz）。低頻標簽有多種外觀形式，應用于動物識別的低頻標簽外觀有：項圈式、耳牌式、注射式、藥丸式等。典型應用的動物有牛、云計算

云計算定義

云是由一系列相互聯系并且虛擬化的計算機組成的并行和分布式系統模式。這些虛擬化的計算機動態地提供一種或多種統一化的計算和存儲資源。這些資源通過服務提供者和服務消費者之間的協商來流通?；谶@樣云的計算稱為云計算。簡單地說，云計算就是指基于互聯網絡的超級計算模式。即把存儲于個人電腦、服務器和其他設備上的大量存儲器容量和處理器資源集中在一起，統一管理并且協同工作。云計算服務體系

我們將云計算看成是一個組合的服務。我們通過云層次棧將云的三種模型：PaaS，IaaS和SaaS三種服務歸屬于云系統不同軟件架構層。

用戶通過應用層提供的Web門戶訪問服務。一般來說，該服務是收費項目。但是這種商業模式得到大多數用戶的青睞，因為它減少對軟件維護的壓力 和操作 支持的費用。另外，用戶從用戶終端導入到數據中心，大大降低用戶對硬件需求。云軟件環境層也就是軟件平臺(PaaS)。該層用戶是云平臺開發者，他們將應 用部署在云平臺上。

云軟件基礎設施層(IaaS)該層為高層提供基礎性資源，可以組成新的云軟件環境或者應用。提供云服務分為三類：計算資源、數據存儲和通信設施。計算資源：給云用戶提供虛擬機。數據存儲：允許用戶在遠程硬盤上存儲數據并在任何時候訪問數據，它有效的擴大云用戶群。數據存儲系統一般要滿足維護用戶數據的諸多要求包括可用性、安全性、備份與數據一致等等

通信設施：云服務對于網絡的質量有著較高的要求，是的網絡通信成為云系統中一個至關重要的基礎設施組件。云系統提供的通信能力：面向服務、結構化、可預測和可靠性。軟件內核：該層次負責管理云的物理服務器基礎軟件管理。軟件內核可以看做是操作系統內核。網格計算部署和運行在該層集群上，但是有網格缺乏虛擬化抽象，任務與真實的硬件基礎設施有著密切的聯系。固件和硬件：形成云的硬件骨架和交換機。

云計算與IDC相比，對于資源利用率也有很大的不同。IDC一般采用服務器托管和虛擬主機方式對網站提供服務。每個IDC組所獲得的網絡帶寬、處理 能力和存儲空間都是固定的。然而，大部分網站之間的資源其實是不均衡的。因此，IDC無法面對突發流量所帶來的影響，會造成資源的癱瘓與浪費。

云計算的特點 2.1超大規模

“云”具有相當的規模，Google云計算已經擁有100多萬臺服務器，Amazon、IBM、微軟、Yahoo等的“云”均擁有幾十萬臺服務器。企業私有云一般擁有數百上千臺服務器?！霸啤蹦苜x予用戶前所未有的計算能力。2.2 虛擬化

云計算支持用戶在任意位置、使用各種終端獲取應用服務。所請求的資源來自“云”，而不是固定的有形的實體。應用在“云”中某處運行，但實際上用戶無需了解、也不用擔心應用運行的具體位置。只需要一臺筆記本或者一個手機，就可以通過網絡服務來實現我們需要的一切，甚至包括超級計算這樣的任務。2.3 高可靠性

“云”使用了數據多副本容錯、計算節點同構可互換等措施來保障服務的高可靠性，使用云計算比使用本地計算機可靠。2.4 通用性

云計算不針對特定的應用，在“云”的支撐下可以構造出千變萬化的應用，同一個“云”可以同時支撐不同的應用運行。2.5 高可擴展性

“云”的規?？梢詣討B伸縮，滿足應用和用戶規模增長的需要。2.6 按需服務

“云”是一個龐大的資源池，你按需購買；云可以象自來水，電，煤氣那樣計費。2.7 極其廉價

由于“云”的特殊容錯措施可以采用極其廉價的節點來構成云，“云”的自動化集中式管理使大量企業無需負擔日益高昂的數據中心管理成本，“云”的通用性使資源的利用率較之傳統系統大幅提升，因此用戶可以充分享受“云”的低成本優勢，經常只要花費幾百美元、幾天時間就能完成以前需要數萬美元、數月時間才能完成的任務。3.云計算的由來 云計算(Cloud Computing)是一種新興的商業計算模型。它將計算任務分布在大量計算機構成的資源池上，使各種應用系統能夠根據需要獲取計算力、存儲空間和各種軟件服務。這種資源池稱為“云”。“云”是一些可以自我維護和管理的虛擬計算資源，通常為一些大型服務器集群，包括計算服務器、存儲服務器、寬帶資源等等。云計算將所有的計算資源集中起來，并由軟件實現自動管理，無需人為參與。這使得應用提供者無需為繁瑣的細節而煩惱，能夠更加專注于自己的業務，有利于創新和降低成本。之所以稱為“云”，是因為它在某些方面具有現實中云的特征：云一般都較大；云的規?？梢詣討B伸縮，它的邊界是模糊的；云在空中飄忽不定，你無法也無需確定它的具體位置，但它確實存在于某處。之所以稱為“云”，還因為云計算的鼻祖之一亞瑪遜公司將曾經大家稱作為網格計算的東西，取了一個新名稱“彈性計算云”(EC2)，并取得了商業上的成功。云計算被它的吹捧者視為“革命性的計算模型”，因為它使得超級計算能力通過互聯網自由流通成為了可能。企業與個人用戶無需再投入昂貴的硬件購置成本，只需要通過互聯網來購買租賃計算力，“把你的計算機當做接入口，一切都交給互聯網吧”。用戶只需要640K的內存就足夠了?！北葼枴どw茨1989年在談論“計算機科學的過去現在與未來時”時如是說。那時，所有的程序都很省很小，100MB的硬盤簡直用不完?；ヂ摼W還在實驗室被開發著，超文本協議剛剛被提出。它們的廣泛應用，將在6年之后開始。目前（2008年），在提供裝機服務的網站上可以檢索到這樣的信息，一個普通白領上班所需的電腦標配是：低端酷睿雙核/1GB內存/100GB硬盤，很快，兆級的硬盤就將進入家庭機使用范圍。硬件配置飛速飚高的背后，是互聯網上數據飛速的的增長——這簡直在挑戰人類想象力的極限，海量數據作為一個概念被提出時，單位以GB計。而現在這只是一個小網站的數據量單位。4．云計算基本原理 云計算的基本原理是，通過使計算分布在大量的分布式計算機上，而非本地計算機或遠程服務器中，企業數據中心的運行將更與互聯網相似。這使得企業能夠將資源切換到需要的應用上，根據需求訪問計算機和存儲系統。這可是一種革命性的舉措，打個比方，這就好比是從古老的單臺發電機模式轉向了電廠集中供電的模式。它意味著計算能力也可以作為一種商品進行流通，就像煤氣、水電一樣，取用方便，費用低廉。最大的不同在于，它是通過互聯網進行傳輸的。云計算的藍圖已經呼之欲出：在未來，只需要一臺筆記本或者一個手機，就可以通過網絡服務來實現我們需要的一切，甚至包括超級計算這樣的任務。從這個角度而言，最終用戶才是云計算的真正擁有者。云計算的應用包含這樣的一種思想，把力量聯合起來，給其中的每一個成員使用。從最根本的意義來說，云計算就是利用互聯網上的軟件和數據的能力。對于云計算，李開復（Google全球副總裁、中國區總裁）打了一個形象的比喻：錢莊。最早人們只是把錢放在枕頭底下，后來有了錢莊，很安全，不過兌現起來比較麻煩。現在發展到銀行可以到任何一個網點取錢，甚至通過ATM，或者國外的渠道。就像用電不需要家家裝備發電機，直接從電力公司購買一樣?！霸朴嬎恪睅淼木褪沁@樣一種變革——由谷歌、IBM這樣的專業網絡公司來搭建計算機存儲、運算中心，用戶通過一根網線借助瀏覽器就可以很方便的訪問，把“云”做為資料存儲以及應用服務的中心。云計算目前已經發展出了云安全和云存儲兩大領域。如國內的瑞星和趨勢科技就已開始提供云安全的產品；而微軟、谷歌等國際頭更多的是涉足云存儲領域

二維碼

二維條碼/二維碼（dimensional barcode）是用某種特定的幾何圖形按一定規律在平面（二維方向上）分布的黑白相間的圖形記錄數據符號信息的；在代碼編制上巧妙地利用構成計算機內部邏輯基礎 二維碼：QR碼的“0”、“1”比特流的概念，使用若干個與二進制相對應的幾何形體來表示文字數值信息，通過圖象輸入設備或光電掃描設備自動識讀以實現信息自動處理：它具有條碼技術的一些共性：每種碼制有其特定的字符集；每個字符占有一定的寬度；具有一定的校驗功能等。同時還具有對不同行的信息自動識別功能、及處理圖形旋轉變化等特點。在許多種類的二維條碼中，常用的碼制有：Data Matrix, Maxi Code, Aztec, QR Code, Vericode, PDF417, Ultracode, Code 49, Code 16K 等，QR碼是1994年由日本Denso-Wave公司發明。QR來自英文「Quick Response」的縮寫，即快速反應的意思，源自發明者希望QR碼可讓其內容快速被解碼。QR碼最常見于日本、韓國；并為目前日本最流行的二維空間條碼。二維碼的編碼技術原理

二維碼可以分為堆疊式/行排式二維碼和矩陣式二維碼。堆疊式/行排式二維碼形態上是由多行短截的一維碼堆疊而成；矩陣式二維碼以矩陣的形式組成，在矩陣相應元素位置上用“點”表示二進制“1”，用“空”表示二進制“0”，由“點”和“空”的排列組成代碼。

（一）堆疊式/行排式二維碼

行排式二維碼(又稱：堆積式二維碼或層排式二維碼)，其編碼原理是建立在一維碼基礎之上，按需要堆積成二行或多行。它在編碼設計、校驗原理、識讀方式等方面繼承了一維碼的一些特點，識讀設備與條碼印刷與一維碼技術兼容。但由于行數的增加，需要對行進行判定、其譯碼算法與軟件也不完全相同于一維碼。有代表性的行排式二維碼有CODE49、CODE 16K、PDF417等。其中的CODE49,是1987年由 David Allair 博士研制，Intermec 公司推出的第一個二維碼。

Code 49條碼 Code 49是一種多層、連續型、可變長度的條碼符號，它可以表示全部的128個ASCII字符。每個Code 49條碼符號由2到8層組成，每層有18個條和17個空。層與層之間由一個層分隔條分開。每層包含一個層標識符，最后一層包含表示符號層數的信息。

Code 16K碼 Code 16K條碼是一種多層、連續型可變長度的條碼符號，可以表示全ASCII字符集的128個字符及擴展ASCII字符。它采用UPC及Code128字符。一個16層的Code 16K符號，可以表示77個ASCII字符或154個數字字符。Code 16K通過唯一的起始符/終止符標識層號，通過字符自校驗及兩個模107的校驗字符進行錯誤校驗。二）矩陣式二維碼

短陣式二維碼（又稱棋盤式二維碼）它是在一個矩形空間通過黑、白像素在矩陣中的不同分布進行編碼。在矩陣相應元素位置上，用點（方點、圓點或其他形狀）的出現表示二進制“1”，點的不出現表示二進制的“0”，點的排列組合確定了矩陣式二維碼所代表的意義。矩陣式二維碼是建立在計算機圖像處理技術、組合編碼原理等基礎上的一種新型圖形符號自動識讀處理碼制。具有代表性的矩陣式二維碼有：Code One、Maxi Code、QR Code、Data Matrix等。在目前幾十種二維要碼中，常用的碼制有：PDF417二維碼，Datamatrix二維碼，Maxicode二維碼，QR Code，Code 49，Code 16K，Code one等，除了這些常見的二維碼之外，還有Vericode條碼、CP條碼、Codablock F條碼、田字碼、Ultracode條碼，Aztec條碼。

感知無線電關鍵技術

感知無線電的整個過程可以通過“偵聽—感知—自適應”的循環來表示。其中關鍵技術有以下幾項：

1、頻譜偵測 感知無線電技術要能夠實時偵聽較寬的頻譜，以發現“頻譜空洞”(即該頻段內主用戶未占用的頻譜)。同時為了不對主用戶造成有害干擾，感知用戶在通信過程中，需能夠快速檢測到主用戶的再次出現，以便及時騰出帶寬給主用戶使用。這就需要物理層具有一種新的功能——頻譜偵測功能。

2、動態頻譜分配

目前對感知無線電的頻譜共享技術的研究主要是基于頻譜池(SpectrumPooling)的策略。頻譜池策略的思想是將一部分分配給不同業務的頻譜合并成一個公共的頻譜池，頻譜池中的頻譜可以是不連續的，整個頻譜池又可劃分為若干個子信道。感知用戶可臨時占用頻譜池里的空閑信道。動態頻譜分配要能協調和管理主用戶和感知用戶之間的信道接入。主要有兩種策略：一種是只要頻譜池有空閑的子信道，主用戶就可以選擇空閑信道而不中斷感知用戶的通信；另一種是主用戶并不考慮感知用戶是否占用信道，只要需要就占用信道，而感知用戶必須切換到其他信道。

3、抗干擾技術

采用感知無線電技術實現頻譜共享的前提是必須保證對主用戶不造成干擾。感知無線電里的抗干擾技術主要有干擾估測和功率控制技術。在感知無線電系統中，引入了干擾溫度這一度量標準來估測干擾的大小。在CR系統中，發射功率受到給定干擾溫度和可用頻譜空洞數這兩種無線網絡資源的限制。到目前為止，一般采用信息論和對策論來解決功率控制的難題。

新的MAC層協議感知用戶間需要交換一些控制和感知信息。為了滿足感知用戶之間的通信，需要一種新的公共控制信道來完成信令信息的傳輸，CR系統中的MAC協議設計就要考慮特定的控制信道的需求。

無線局域網實現了許多認知無線電技術，并且能夠利用感知無線電來增強其安全和網絡性能；基于MIMO-OFDM的CR系統也在研究當中。感知無線網絡將成為具備極高頻譜使用效率的未來新發展

四、感知無線電在WLAN中的應用

感知無線電已成為一個廣泛用來描述許多不同功能與應用的名詞。這其中包括可提供靈活的功能性以模仿各種無線電算法與雷達隱身技術的軟件無線電，它在無線電中嵌入智能來避開已被占用的頻譜，并由此讓另外的頻譜開放給沒有獲得授權的應用。最近，感知無線電還被應用到WLAN中，以提供對WLAN所工作的RF環境的全面可視性和了解。

1、干擾探測與識別

基于IEEE 802.11的WLAN工作在2.4GHz(802.11b與802.11g)開放頻段和5GHz(802.11a)頻段。諸如藍牙和HomeRF等其它無線連接標準也工作在同樣的開放頻段上，這將產生潛在的干擾。而像微波爐或某些工業設備等隨時啟用的設備，也可在這些頻段上產生噪聲。在WLAN所工作的特定頻率上有過多RF噪聲，將降低WLAN的有效數據吞吐量與性能?？衫酶兄獰o線電對兩個WLAN頻帶內的RF環境進行連續掃描，以確定哪些頻率信道上的噪聲最小。有了這種信息，網絡管理者就能改變AP的信道設置并改善網絡性能。RF環境具有動態變化的特性，會隨著更多新802.11設備和非 802.11設備的加入而不斷改變，因此需對RF環境進行連續掃描。

通過采用集成于AP芯片組內的頻譜分析器(通常為FFT)進行頻域分析，AP可利用感知無線電探測并識別干擾。然后將結果與預定義模板進行比較，如果兩者相匹配，則識別信息將被發送給IT管理者作為通知，并用于位置識別等其它功能。

2、自動配置

自動配置屬于一個很廣的功能范疇，它描述了AP自動確定最佳設置以使WLAN網絡性能最大化的能力。盡管一般情況下發射功率和信道選擇這兩個網絡參數最為常見，但自動配置可優化任何一組網絡參數。常見的優化目的是提高網絡到客戶機之間的吞吐量、增加可靠性、減小干擾和延時，或者是它們的組合以及其它網絡性能指標。感知無線電提供RF環境的最新詳細情況，這樣便能根據初始WLAN部署實現最優自動配置以及動態和自動重配置，以適應未來WLAN的擴展與RF環境改變。

3、對非法AP和入侵者的探測

利用感知無線電連續掃描兩個頻帶還具有另外一個關鍵優勢，即：可對非法AP與入侵者進行探測。非法AP是連接到企業LAN的非受控AP，將產生不安全的網絡接入點。對非法AP與入侵者進行探測并定位對網絡安全來說非常必要，因此可以采取措施堵住安全漏洞。

4、位置識別

位置識別用來確定非法設備與干擾的位置、跟蹤資產，并在未來用于某些緊急服務。傳統網絡利用接收信號強度指示(RSSI)和三角測量來估計位置，這種信息通常由支持網絡流量的AP來收集。但不幸的是，只有為感興趣的設備所在信道服務的AP，才能在不中斷數據與語音業務的情況下被使用。這限制了可用來進行三角測量的抽樣數量，從而降低測量精度。將專用感知無線電集成到每一個AP中，可顯著提高定位精度，因為網絡中的每一個AP現在都可被用來對位置進行三角測量而無需中斷網絡業務。此外，這種集成還可消除對安裝及管理覆蓋網絡的需求，從而大大減少資金投入與運營成本。

第二篇：物聯網安全特征與關鍵技術報告

物聯網安全特征與關鍵技術報告

信息安全0801 0705080105 臧緣 首先介紹一下，什么是物聯網：物聯網是通過射頻識別(RFID)裝置、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器、傳感器節點等信息傳感設備，按約定的協議，把任何物品與互聯網相連接，進行信息交換和通信，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理等功能的一種網絡。物聯網的核心是完成物體信息的可感、可知、可傳和可控。物聯網是新一代信息技術的重要組成部分。物聯網的英文名稱叫“The Internet of things”。顧名思義，物聯網就是“物物相連的互聯網”。這有兩層意思：第一，物聯網的核心和基礎仍然是互聯網，是在互聯網基礎上的延伸和擴展的網絡；第二，其用戶端延伸和擴展到了任何物體與物體之間，進行信息交換和通信。因此，物聯網的定義是：通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協議，把任何物體與互聯網相連接，進行信息交換和通信，以實現對物體的智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。

關于物聯網的概念是眾所周知的。

從信息與網絡安全的角度來看，物聯網作為一個多網的異構融合網絡，不僅存在與傳感器網絡、移動通信網絡和因特網同樣的安全問題，同時還有其特殊性隱私保護問題，異構網絡的認證與訪問控制問題，信息的存儲與管理等。物聯網安全特征

一、感知網絡的信息采集、傳輸與信息安全問題

感知節點呈現多源異構性 感知節點功能簡單、攜帶能量少 感知網絡多種多樣

二、核心網絡的傳輸與信息安全問題

物聯網中節點數量龐大

現有通信網絡的安全架構是從人通信的角度進行設計

三、物聯網業務的安全問題

支撐物聯網業務的平臺有著不同的安全策略大規模、多平臺、多業務類型使物聯網業務層次的安全面臨新的挑戰

也可以從安全的機密性、完整性和可用性來分析物聯網的安全需求 信息隱私是物聯網信息機密性的直接體現 信息的加密是實現機密性的重要手段

物聯網的信息完整性和可用性貫穿物聯網數據流的全過程 物聯網的感知互動過程也要求網絡具有高度的穩定性和可靠性 物聯網安全關鍵技術 1.密鑰管理機制

物聯網密鑰管理系統面臨兩個主要問題：

一、如何構建一個貫穿多個網絡的統一密鑰管理系統，并與物聯網的體系結構相適應；

二、如何解決傳感網的密鑰管理問題，如密鑰的分配、更新、組播等問題。

實現統一的密鑰管理系統可以采用兩種方式：

一、以互聯網為中心的集中式管理方式

一旦傳感器網絡接入互聯網，通過密鑰中心與傳感器網絡匯聚點進行交互，實現對網絡中節點的密鑰管理

二、以各自網絡為中心的分布式管理方式

互聯網和移動通信網比較容易解決，但對多跳通信的邊緣節點、以及由于簇頭選擇算法和簇頭本身的能量消耗，使傳感網的密鑰管理成為解決問題的關鍵。

無線傳感器網絡的密鑰管理系統的安全需求：(1).密鑰生成或更新算法的安全性(2).前向私密性

(3).后向私密性和可擴展性(4).抗同謀攻擊(5).源端認證性和新鮮性

根據這些要求，在密鑰管理系統的實現方法中，提出了基于對稱密鑰系統的方法和基于非對稱密鑰系統的方法。

在基于對稱密鑰的管理系統方面，從分配方式上也可分為以下三類： 基于密鑰分配中心方式 預分配方式 基于分組分簇方式 典型的解決方法有SPINS協議、基于密鑰池預分配方式的E-G方法和q-Composite方法、單密鑰空間隨機密鑰預分配方法、多密鑰空間隨機密鑰預分配方法、對稱多項式隨機密鑰預分配方法、基于地理信息或部署信息的隨機密鑰預分配方法、低能耗的密鑰管理方法等。2 數據處理與隱私性

物聯網應用不僅面臨信息采集的安全性，也要考慮到信息傳送的私密性，要求信息不能被篡改和非授權用戶使用，同時，還要考慮到網絡的可靠、可信和安全。

就傳感網而言，在信息的感知采集階段就要進行相關的安全處理。對RFID采集的信息進行輕量級的加密處理后，再傳送到匯聚節點，關注對光學標簽的信息采集處理與安全虛擬光學的加密解密技術： 基于軟件的虛擬光學密碼系統由于可以在光波的多個維度進行信息的加密處理，具有比一般傳統的對稱加密系統有更高的安全性，數學模型的建立和軟件技術的發展極大地推動了該領域的研究和應用推廣。數據處理過程中涉及到基于位置的服務與在信息處理過程中的隱私保護問題。

基于位置的服務是物聯網提供的基本功能，是定位、電子地圖。基于位置的數據挖掘和發現、自適應表達等技術的融合?；谖恢梅罩械碾[私內容涉及兩個方面：

一、位置隱私

二、查詢隱私

面臨一個困難的選擇，一方面希望提供盡可能精確的位置服務，另一方面又希望個人的隱私得到保護。3安全路由協議

物聯網的路由要跨越多類網絡，有基于IP地址的互聯網路由協議、有基于標識的移動通信網和傳感網的路由算法，因此我們要至少解決兩個問題

一、多網融合的路由問題；

二、傳感網的路由問題。

前者可以考慮將身份標識映射成類似的IP地址，實現基于地址的統一路由體系；后者是由于傳感網的計算資源的局限性和易受到攻擊的特點，要設計抗攻擊的安全路由算法。4認證與訪問控制

認證指使用者采用某種方式來“證明”自己確實是自己宣稱的某人，網絡中的認證主要包括身份認證和消息認證、身份認證可以使通信雙方確信對方的身份并交換會話密鑰。認證的密鑰交換中兩個重要的問題： 保密性 及時性

消息認證中主要是接收方希望能夠保證其接收的消息確實來自真正的發送方。

廣播認證是一種特殊的消息認證形式，在廣播認證中一方廣播的消息被多方認證。傳統的認證是區分不同層次的，網絡層的認證就負責網絡層的身份鑒別，業務層的認證就負責業務層的身份鑒別，兩者獨立存在。

新的訪問控制機制是物聯網、也是互聯網值得研究的問題，基于屬性的訪問控制(attribute-based access control，ABAC)是近幾年研究的熱點，目前有兩個發展方向： 基于密鑰策略 基于密文策略

目標是改善基于屬性的加密算法的性能。5 入侵檢測與容侵容錯技術

容侵就是指在網絡中存在惡意入侵的情況下，網絡仍然能夠正常地運行現階段無線傳感器網絡的容侵技術主要集中于網絡的拓撲容侵安全路由容侵數據傳輸過程中的容侵機制。

無線傳感器網絡可用性的另一個要求是網絡的容錯性，無線傳感器網絡的容錯性指的是當部分節點或鏈路失效后，網絡能夠進行傳輸數據的恢復或者網絡結構自愈，從而盡可能減小節點或鏈路失效對無線傳感器網絡功能的影響。6決策與控制安全

物聯網的數據是一個雙向流動的信息流，一是從感知端采集物理世界的各種信息，經過數據的處理，存儲在網絡的數據庫中；二是根據用戶的需求，進行數據的挖掘、決策和控制，實現與物理世界中任何互連物體的互動。

數據采集處理--隱私性等安全問題

決策控制--涉及到另一個安全問題，如可靠性等 傳統的無線傳感器網絡網絡中--側重對感知端的信息獲取，對決策控制的安全考慮不多。互聯網的應用--側重與信息的獲取與挖掘，較少應用對第三方的控制而物聯網中對物體的控制將是重要的組成部分，需要進一步更深入的研究。前景展望

“物聯網前景非常廣闊，它將極大地改變我們目前的生活方式。”南京航空航天大學國家電工電子示范中心主任趙國安說。業內專家表示，物聯網把我們的生活擬人化了，萬物成了人的同類。在這個物物相聯的世界中，物品（商品）能夠彼此進行“交流”，而無需人的干預。物聯網利用射頻自動識別（ＲＦＩＤ）技術，通過計算機互聯網實現物品（商品）的自動識別和信息的互聯與共享。可以說，物聯網描繪的是充滿智能化的世界。在物聯網的世界里，物物相連、天羅地網。

談及的未來物聯網的四個特征：未來互聯網基礎設施將需要不同的架構，依靠物聯網的新Web服務經濟將會融合數字和物理世界從而帶來產生價值的新途徑，未來互聯網將會包括物品，技術空間和監管空間將會分離。涉及物聯網的就有兩項。作者認為，當務之急是：擺脫現有技術的束縛，價值化頻譜，信任和安全至關重要，用戶驅動創新帶來社會變化，鼓勵新的商業模式。

出于這種高速發展的社會，物物相連是必然的趨勢，這也是方便人們生活的有效途徑，現在研究的物聯網，將會給生活帶來更大的便捷，世界將更加一體化。1問題：為什么要研究信息安全？

關于這個問題，首先應該要知道什么是信息安全。信息安全本身包括的范圍很大，大到國家軍事政治等機密安全，小到如防范商業企業機密泄露、防范青少年對不良信息的瀏覽、個人信息的泄露等。網絡環境下的信息安全體系是保證信息安全的關鍵，包括計算機安全操作系統、各種安全協議、安全機制（數字簽名、信息認證、數據加密等），直至安全系統，其中任何一個安全漏洞便可以威脅全局安全。信息安全服務至少應該包括支持信息網絡安全服務的基本理論，以及基于新一代信息網絡體系結構的網絡安全服務體系結構。我們研究信息安全，在了解信息安全的基礎上研究怎樣保證信息安全。信息安全的實質就是要保護信息系統或信息網絡中的信息資源免受各種類型的威脅、干擾和破壞，即保證信息的安全性。2問題：信息安全的目標是什么？

◆ 真實性：對信息的來源進行判斷，能對偽造來源的信息予以鑒別。

◆ 保密性：保證機密信息不被竊聽，或竊聽者不能了解信息的真實含義。

◆ 完整性：保證數據的一致性，防止數據被非法用戶篡改?！?可用性：保證合法用戶對信息和資源的使用不會被不正當地拒絕。

◆ 不可抵賴性：建立有效的責任機制，防止用戶否認其行為，這一點在電子商務中是極其重要的?！?可控制性：對信息的傳播及內容具有控制能力?！?可審查性：對出現的網絡安全問題提供調查的依據和手段 3問題：信息安全研究的內容是什么？

正如信息安全的定義所說，信息安全本身包括的范圍很大，大到國家軍事政治等機密安全，小到如防范商業企業機密泄露、防范青少年對不良信息的瀏覽、個人信息的泄露等。信息安全研究的內容主要包括： ◆ 網絡攻擊與攻擊檢測、防范問題 ◆ 安全漏洞與安全對策問題 ◆ 信息安全保密問題 ◆ 系統內部安全防范問題 ◆ 防病毒問題

◆ 數據備份與恢復問題、災難恢復問題

物聯網安全現狀分析及解決策略

哈爾濱工程大學

摘要：隨著物聯網產業的興起并飛速發展，越來越多的安全問題也映入眼簾。如果不能很好地解決這些安全威脅，必將制約著物聯網的發展。本文對物聯網正面臨的安全威脅給出了細致地分析，并且針對這些的安全問題給予了一定的解決策略。關鍵字：安全威脅

策

略

物聯網

近幾年來, 隨著互聯網技術和多種接入網絡以及智能計算技術的飛速發展，物聯網作為一個新科技正在被越來越多的人所關注，并不斷地在各行各業中得以推廣應用。物聯網連接現實物理空間和虛擬信息空間，其無處不在的數據感知、以無線為主的信息傳輸、智能化的信息處理，可應用于日常生活的各個方面，它與國家安全、經濟安全息息相關，目前已成為各國綜合國力競爭的重要因素。在未來的物聯網中，每個人擁有的每件物品都將隨時隨地連接在物聯網上，隨時隨地被感知，在這種環境中，確保信息的安全性和隱私性，防止個人信息、業務信息和財產丟失或被他人盜用，將是物聯網推進過程中需要突破的重大障礙之一。因此，實現信息安全和網絡安全是物聯網大規模應用的必要條件，也是物聯網應用系統成熟的重要標志。

1、物聯網面臨的安全威脅

物聯網是在計算機互聯網的基礎上建立起來的，互聯網的安全問題早已被人們重視并采取各種措施來防止信息的丟失，物聯網也不可避免地伴隨著安全問題，物聯網將經濟社會活動、戰略性基礎設施資源和人們生活全面架構在全球互聯網絡上，所有活動和設施理論上透明化。物聯網的特點是無處不在的數據感知、以無線為主的信息傳輸、智能化的信息處理。由于物聯網在很多場合都需要無線傳輸，這種暴露在公開場所之中的信號很容易被竊取，也更容易被干擾，這將直接影響到物聯網體系的安全。物聯網規模很大，與人類社會的聯系十分緊密，一旦遭受攻擊，安全和隱私將面臨巨大威脅，甚至可能引發世界范圍內的工廠停產、商店停業、電網癱瘓、交通失控、工廠停產等惡性后果。隨著物聯網的不斷發展與應用，其自身所隱藏的安全問題日漸顯現出來。除了面對傳統TCP/IP網絡、無線網絡和移動通信網絡等的安全問題之外，物聯網自身還存在著大量特殊的安全問題。從終端節點到感知網絡、通信網絡，從應用層面到管控層面，以及一些非技術層面的因素都關聯和影響著物聯網的安全問題。

1.1 終端節點層面

由于物聯網應用的多樣性，其終端設備類型也多種多樣，常見的有傳感器節點、RFID 標簽、近距離無線通信終端、移動通信終端、攝像頭以及傳感網絡網關等。相對于傳統移動網絡而言，物聯網中的終端設備往往處于無人值守的環境中，缺少了人對終端節點的有效監控，終端節點更具有脆弱性，將面臨更多的安全威脅。

1.2 感知層安全問題

感知層的任務是全面感知外界信息，該層的典型設備包括 RFID 裝置、各類傳感器(如紅外、超聲、溫度、濕度、速度等)、圖像捕捉裝置(攝像頭)、全球定位系統(GPS)、激光掃描儀等?？赡苡龅降膯栴}包括以下幾個方面 ：

(1)感知節點容易受侵。感知節點的作用是監測網絡的不同內容、提供各種不同格式的事件數據來表征網絡系統當前的狀態。

(2)標簽信息易被截獲和破解。標簽信息可以通過無線網絡平臺傳輸，信息的安全將受影響。

(3)傳感網的節點受來自于網絡的 DoS 攻擊。傳感網通常要接入其他外在網絡(包括互聯網)，難免受到來自外部網絡的攻擊，主要攻擊除了非法訪問外，拒絕服務攻擊也最為常見。傳感網節點的計算和通信能力有限，對抗 DoS 攻擊的能力比較脆弱，在互聯網環境里并不嚴重的 DoS 攻擊行為，在物聯網中就可能造成傳感網癱瘓。

1.3 網絡層安全問題

物聯網的傳輸層主要用于把感知層收集到的信息安全可靠地傳輸到信息處理層，然后進行信息處理。在信息傳輸中，可能經過一個或多個不同架構的網絡進行信息交接?；ヂ摼W的安全問題有可能傳導到物聯網的網絡層，甚至產生更嚴重的問題。物聯網網絡層的安全問題有以個幾個方面 ：

(1)物聯網中節點數量龐大，并集群方式存在，會產生大量的數據需要傳播，而巨量的數據會使網絡擁塞，以至于產生拒絕服務攻擊 ；

(2)物聯網絡的開放性架構、系統的接入和互聯方式、以及各類功能繁多的網絡設備和終端設備的能力差異，容易出現假冒攻擊、中間人攻擊等 ；

(3)目前物聯網所涉及的網絡包括無線通信網絡WLAN、WPAN、移動通信網絡和下一代網絡等，容易出現跨異構網絡的網絡攻擊 ；

(4)構建和實現物聯網網絡層功能的相關技術的安全弱點和協議缺陷，如云計算、網絡存儲、異構網絡技術等。

1.4 應用層安全問題

應用層主要用來對接收的信息加以處理。要對接收的信息進行判斷，分辨其是有用信息，垃圾信息還是惡意信息。處理的數據有一般性數據和操作指令，因此，要特別警惕錯誤指令，比如指令發出者的操作失誤、網絡傳輸錯誤等造成錯誤指令，或者是攻擊者的惡意指令。識別有用信息，并有效防范惡意信息和指令帶來的威脅是物聯網處理層的主要安全問題。具體包括以下幾個方面 ：

(1)超大量終端提供了海量的數據，來不及識別和處理 ；

(2)智能設備的智能失效，導致效率嚴重下降 ；

(3)自動處理失控 ；

(4)無法實現災難控制并從災難中恢復 ；

(5)非法人為干預造成故障 ；

(6)設備從網絡中邏輯丟失。

1.5 控制管理層面

由于物聯網中的終端節點數量巨大，部署位置廣泛，人工更新終端節點上的軟件應用非常困難，遠程配置、更新終端節點上的應用變得更加重要，因此需要提供對遠程配置、更新時的安全保護能力；此外，病毒、蠕蟲等惡意攻擊軟件可以通過遠程通訊方式植入終端節點，從而導致終端節點被破壞，甚至進而對通訊網絡造成破壞。攻擊者可以偽裝成合法用戶，向網絡控制管理設備發出虛假的更新請求，使得網絡為終端配置錯誤的參數和應用，從而導致終端不可用，破壞物聯網的正常使用。因此，如何對無人值守，規模龐大的終端配置、安全日志等信息進行管理也成為新的問題。當然我們可以安裝和配置一些針對性的殺毒防護軟件，使得除了具有防毒殺毒的功能外，還具有隱私防盜保護功能，過程定位，備份數據等作用。1.6 物聯網安全的非技術因素

物聯網要想得以快速發展，一定要建立一個社會各方共同參與和協作的組織模式，集中優勢資源，這樣才能朝著規?；⒅悄芑蛥f同化方向發展。物聯網的普及，需要各方的協調配合及各種力量的整合，需要國家的政策以及相關立法支持，以便引導物聯網朝著健康穩定快速的方向發展；同時人們的安全意識教育也將是影響物聯網安全的一個重要因素。

2、應對安全威脅的解決策略

作為一種多網絡融合的網絡，物聯網安全涉及到各個網絡的不同層次，在這些獨立的網絡中已實際應用了多種安全技術，特別是移動通信網和互聯網的安全研究已經歷了較長的時間，但對物聯網中的感知網絡來說，由于資源的局限性，使安全研究的難度增大，本節主要針對第一節所涉及的諸多物聯網安全威脅提出的安全解決策略進行討論。

2．1密鑰管理機制

密鑰系統是安全的基礎，是實現感知信息隱私保護的手段之一。對互聯網由于不存在計算資源的限制，非對稱和對稱密鑰系統都可以適用，互聯網面臨的安全主要是來源于其最初的開放式管理模式的設計，是一種沒有嚴格管理中心的網絡。移動通信網是一種相對集中式管理的網絡，而無線傳感器網絡和感知節點由于計算資源的限制，對密鑰系統提出了更多的要求，因此，物聯網密鑰管理系統面臨兩個主要問題：一是如何構建一個貫穿多個網絡的統一密鑰管理系統，并與物聯網的體系結構相適應；二是如何解決傳感網的密鑰管理問題，如密鑰的分配、更新、組播等問題。實現統一的密鑰管理系統可以采用兩種方式：～是以互聯網為中心的集中式管理方式。由互聯網的密鑰分配中心負責整個物聯網的密鑰管理，一旦傳感器網絡接入互聯網，通過密鑰中心與傳感器網絡匯聚點進行交互，實現對網絡中節點的密鑰管理；二是以各自網絡為中心的分布式管理方式。在此模

2．2數據處理與隱私性

物聯網的數據要經過信息感知、獲取、匯聚、融合、傳輸、存儲、挖掘、決策和控制等處理流程，而末端的感知網絡幾乎要涉及上述信息處理的全過程，只是由于傳感節點與匯聚點的資源限制，在信息的挖掘和決策方面不占居主要的位置。物聯網應用不僅面臨信息采集的安全性，也要考慮到信息傳送的私密性，要求信息不能被篡改和非授權用戶使用，同時，還要考慮到網絡的可靠、可信和安全。物聯網能否大規模推廣應用，很大程度上取決于其是否能夠保障用戶數據和隱私的安全。就傳感網而言，在信息的感知采集階段就要進行相關的安全處理，如對RFID采集的信息進行輕量級的加密處理后，再傳送到匯聚節點。這里要關注的是對光學標簽的信息采集處理與安全，作為感知端的物體身份標識，光學標簽顯示了獨特的優勢，而虛擬光學的加密解密技術為基于光學標簽的身份標識提供了手段，基于軟件的虛擬光學密碼系統由于可以在光波的多個維度進行信息的加密處理，具有比一般傳統的對稱加密系統有更高的安全性，數學模型的建立和軟件技術的發展極大地推動了該領域的研究和應用推廣。

2．3安全路由協議 物聯網的路由要跨越多類網絡，有基于IP地址的互聯網路由協議、有基于標識的移動通信網和傳感網的路由算法，因此我們要至少解決兩個問題，一是多網融合的路由問題；二是傳感網的路由問題。前者可以考慮將身份標識映射成類似的IP地址，實現基于地址的統一路由體系；后者是由于傳感網的計算資源的局限性和易受到攻擊的特點，要設計抗攻擊的安全路由算法。

目前，國內外學者提出了多種無線傳感器網絡路由協議，這些路由協議最初的設計目標通常是以最小的通信、計算、存儲開銷完成節點間數據傳輸，但是這些路由協議大都沒有考慮到安全問題。實際上由于無線傳感器節點電量有限、計算能力有限、存儲容量有限以及部署野外等特點，使得它極易受各類攻擊。無線傳感器網絡路由協議常受到的攻擊主要有以下幾類：虛假路由信息攻擊、選擇性轉發攻擊、污水池攻擊、女巫攻擊、蟲洞攻擊、Hello洪泛攻擊、確認攻擊等。

2．4認證與訪問控制

認證指使用者采用某種方式來“證明”自己確實是自己宣稱的某人，網絡中的認證主要包括身份認證和消息認證。身份認證可以使通信雙方確信對方的身份并交換會話密鑰。保密性和及時性是認證的密鑰交換中兩個重要的問題。為了防止假冒和會話密鑰的泄密，用戶標識和會話密鑰這樣的重要信息必須以密文的形式傳送，這就需要事先已有能用于這一目的的主密鑰或公鑰。因為可能存在消息重放，所以及時性非常重要，在最壞的情況下，攻擊者可以利用重放攻擊威脅會話密鑰或者成功假冒另一方。在物聯網的認證過程中，傳感網的認證機制是重要的研究部分，無線傳感器網絡中的認證技術主要包括基于輕量級公鑰的認證技術、預共享密鑰的認證技術、隨機密鑰預分布的認證技術、利用輔助信息的認證、基于單向散列函數的認證等。

(1)基于輕量級公鑰算法的認證技術。鑒于經典的公鑰算法需要高計算量，在資源有限的無線傳感器網絡中不具有可操作性，當前有一些研究正致力于對公鑰算法進行優化設計使其能適應于無線傳感器網絡，但在能耗和資源方面還存在很大的改進空間，如基于RSA公鑰算法的TinyPK認證方案，以及基于身份標識的認證算法等。

(2)基于預共享密鑰的認證技術。SNEP方案中提出兩種配置方法：一是節點之間的共享密鑰，二是每個節點和基站之間的共享密鑰。這類方案使用每對節點之間共享一個主密鑰，可以在任何一對節點之間建立安全通信。缺點表現為擴展性和抗捕獲能力較差，任意一節點被俘獲后就會暴露密鑰信息，進而導致全網絡癱瘓。

(3)基于單向散列函數的認證方法。該類方法主要用在廣播認證中，由單向散列函數生成一個密鑰鏈，利用單向散列函數的不可逆性，保證密鑰不可預測。通過某種方式依次公布密鑰鏈中的密鑰，可以對消息進行認證。目前基于單向散列函數的廣播認證方法主要是對TESLA協議的改進。協議以TESLA協議為基礎，對密鑰更新過程，初始認證過程進行了改進，使其能夠在無線傳感器網絡有效實施。

2．5入侵檢測與容侵容錯技術

容侵就是指在網絡中存在惡意入侵的情況下，網絡仍然能夠正常地運行。無線傳感器網絡的安全隱患在于網絡部署區域的開放特性以及無線電網絡的廣播特性，攻擊者往往利用這兩個特性，通過阻礙網絡中節點的正常工作，進而破壞整個傳感器網絡的運行，降低網絡的可用性。無人值守的惡劣環境導致無線傳感器網絡缺少傳統網絡中的物理上的安全，傳感器節點很容易被攻擊者俘獲、毀壞或妥協?，F階段無線傳感器網絡的容侵技術主要集中于網絡的拓撲容侵、安全路由容侵以及數據傳輸過程中的容侵機制。

無線傳感器網絡可用性的另一個要求是網絡的容錯性。一般意義上的容錯性是指在故障存在的情況下系統不失效、仍然能夠正常工作的特性。無線傳感器網絡的容錯性指的是當部分節點或鏈路失效后，網絡能夠進行傳輸數據的恢復或者網絡結構自愈，從而盡可能減小節點或鏈路失效對無線傳感器網絡功能的影響。2．6決策與控制安全

物聯網的數據是一個雙向流動的信息流，一是從感知端采集物理世界的各種信息，經過數據的處理，存儲在網絡的數據庫中；二是根據用戶的需求，進行數據的挖掘、決策和控制，實現與物理世界中任何互連物體的互動。在數據采集處理中我們討論了相關的隱私性等安全問題，而決策控制又將涉及到另一個安全問題，如可靠性等。前面討論的認證和訪問控制機制可以對用戶進行認證，使合法的用戶才能使用相關的數據，并對系統進行控制操作。但問題是如何保證決策和控制的正確性和可靠性。在傳統的無線傳感器網絡網絡中由于側重對感知端的信息獲取，對決策控制的安全考慮不多，互聯網的應用也是側重與信息的獲取與挖掘，[1] Huan W.Studying on internet of things based on fingerprint identification[C], Computer Application and System Modeling(ICCASM), 2010 International Conference on.IEEE, 2010, 14: V14-628-V14-630.[2] 韓海曉.物聯網安全分析研究[J].計算機安全, [3] Wang K, Bao J, Wu M, et al.Research on security management for Internet of things[C], Computer Application and System Modeling(ICCASM), 2010 International Conference on.IEEE, 2010, 15: V15-133-V15-137.[4] Li X, Xuan Z, Wen L.Research on the architecture of trusted security system based on the Internet of things[C]//Intelligent Computation Technology and Automation(ICICTA), 2011 International Conference on.IEEE, 2011, 2: 1172-1175.[5] 楊庚, 許建, 陳偉, 等.物聯網安全特征與關鍵技術[J].南京郵電大學學報: 自然科學版, 2010, 30(004): 20-29.[6] Ukil, Arijit, Jaydip Sen, and Sripad Koilakonda.Embedded security for Internet of things.Emerging Trends and Applications in Computer Science(NCETACS), 2011 2nd National Conference on.IEEE, 2011.[7] 曾會, 蔣興浩, 孫錟鋒.一種基于 PKI 的物聯網安全模型研究 [J][J].計算機應用與軟件, 2012, 29(6): 271-274.[8] Roman, R., Najera, P., & Lopez, J.(2011).Securing the Internet of Things.Computer, 44(9), 51-58.[9] Suo, H., Wan, J., Zou, C., & Liu, J.(2012, March).Security in the internet of things: a review.In Computer Science and Electronics Engineering(ICCSEE), 2012 International Conference on(Vol.3, pp.648-651).IEEE.[10] 申林川, 翟壯, 劉芳.物聯網安全與信任機制研究分析[J].無線互聯科技, 2013(3).

第三篇：物聯網

組成：宇宙空間部分：由24顆人造衛星構成，其中21顆工作，3顆備用。24顆衛星均勻分布在6個軌道面上，使地球表面任何地方在任一時刻都有至少6顆衛星在視線之內，可達到準確定位和跟蹤。4

地面監控系統：由1個主控站、6個監測站、4個地面天線組成。負責收集由衛星傳回的信息，并計算衛星星歷、相對距離，大氣校正等數據。

用戶設備部分：即用戶GPS信號接收機，主要功能是接收GPS衛星發射的信號，以獲得必要的導航和定位信息，經數據處理，完成導航和定位工作

原理：GPS使用24顆人造衛星所形成的網絡來三角定位接受器的位置，并提供經緯度坐標，可以達到準確定位。但GPS定位的位置需要在可看見人造衛星或軌道所經過的地方，因此只用于室外定位。

組成：GPS手機+網絡基站+位置服務器+GPS

原理：1）AGPS手機將其的基站地址通過網絡傳輸到位置服務器； 位置服務器將與該位置相關的GPS輔助信息（包含GPS的星歷和方位俯仰角等）傳輸到手機；2）手機的AGPS模塊根據輔助信息（以提升GPS信號的第一鎖定時間能力）接收GPS原始信號； 3）手機解調GPS原始信號并計算手機到衛星的距離，通過網絡傳輸到位置服務器；4）位置服務器據此完成對GPS信息的處理，估算手機的位置，并通過網絡傳輸到定位網關或應用平臺，完成手機用戶的定位。

特點: 低功耗、成本低、時延短、網絡容量大、可靠、安全

網絡的拓撲結構主要有三種，星型網、網狀（mesh）網和混合網。星型網是由一個PAN協調點和一個或多個終端節點組成的。

PAN協調點必須是FFD，它負責發起建立和管理整個網絡，其它的節點（終端節點）一般為RFD，分布在PAN協調點的覆蓋范圍內，直接與PAN協調點進行通信。星型網通常用于節點數量較少的場合。

結構：Zigbee的體系結構由稱為層的各模塊組成。每一層為其上一層提供特定的服務：即由于數據服務實體提供數據傳輸服務；管理實體提供所有的其他管理服務。每個服務實體通過相應的服務接入點（SAP）為其上層提供一個接口，每個服務接入點通過服務原語來完成所對應的功能。

4.物聯網概念及層次結構：

定義：把任何物品通過射頻識別（RFID），紅外感應器，全球定位系統，激光掃描器 等信息傳感設備，按約定的協議與互聯網連接起來，進行信息交換和共享，以實現智能化識別和管理的一種網絡。

層次結構：物聯網應用層（行業應用系統、行業應用平臺），物聯網網絡層（業務支撐平臺、核心網絡、接入網絡），物聯網感知層（定位授時、攝像監控、傳感器網、M2M終端、RFID讀寫）

RFID的結構：從結構上講RFID是一種簡單的無線系統，只有兩個基本器件，該系統用于控制、檢測和跟蹤物體。系統由一個詢問器和很多應答器組成。

RFID的組成：：由天線，耦合元件及芯片組成，一般來說都是用簽作為應答器，每個標簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上標識目標對象。閱讀器：由天線，耦合元件，芯片組成，讀取（有時還可以寫入）標簽信息的設備，可設計為手持式rfid讀寫器（如：C5000W）或固定式讀寫器。

應用軟件系統 ：是應用層軟件，主要是把收集的數據進一步處理，并為人們所使用。

原理：標簽進入磁場后，接收解讀器發出的射頻信號，憑借感應電流所獲得的能量發送出存儲在芯片中的產品信息，或者由標簽主動發送某一頻率的信號，解讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統進行有關數據處理。

6.三要素：傳感器、感知對象、觀察者

特征：傳感器網絡是集成了監測、控制以及無線通信的網絡系統，節點數目更為龐大(上千甚至上萬)，節點分布更為密集；由于環境影響和能量耗盡，節點更容易出現故障；環境干擾和節點故障易造成網絡拓撲結構的變化；通常情況下，大多數傳感器節點是固定不動的。另外，傳感器節點具有的能量、處理能力、存儲能力和通信能力等都十分有限。傳統無線網絡的首要設計目標是提供高服務質量和高效帶寬利用，其次才考慮節約能源；而傳感器網絡的首要設計目標是能源的高效利用，這也是傳感器網絡和傳統網絡最重要的區別之一。

關鍵技術：節點自定位技術、時間同步技術、（3）數據融合技術、（4）網絡安全技術

概念：M2M是machine-to-machine的簡稱，即“機器對機器”的縮寫，也有人理解為人對機器(man-to-machine)、機器對人(machine-to-man)等，旨在通過通信技術來實現人、機器和系統三者之問的智能化、交互式無縫連接

特點：（1）M2M通信與人和人之間的通信有本質的區別，因為M2M通信是面向機器的通信，它將遍布在日常生活中的機器設備連接起來，組成網絡，所以具有常規通信所沒有的特點。（2）M2M表達的是多種不同類型通信技術的有機結合，包括機器之間通信、機器控制通信、人機交互通信以及移動互聯通信。

3）M2M讓機器、設備在應用處理過程中與后臺信息處理系統建立無線連接、共享信息，并與操作者共享信息。（4）M2M技術綜合了數據采集、遠程監控、GPS等系統，能夠使業務流程自動化，集成公司的IT設備和非IT設備，并創造相關增值服務。

8.定義：云計算是一種動態的、易擴展的、通過互聯網提供虛擬化的資源計算方式。狹義云計算是指IT基礎設施的交付和使用模式；廣義云計算是指服務的交付和使用模式?！霸啤?是指由成千上萬臺計算機和服務器集群，通過互聯網實現網絡服務的“電腦云”。

特點：以免費或付費使用的形式向用戶提供各種計算服務的，主要包括：基礎設施即服務IaaS（Infrastructure as a Service）、平臺即服務PaaS（Platform as a Service）和軟件即服務SaaS（Software as a Service）

9.古跡、古樹實時監測，數字圖書館和數字檔案館

數字家庭，定位導航，現代物流管理，食品安全控制零售，數字醫療，防入侵系統

10.2009年8月，“感知中國”的講話把我國物聯網領域的研究和應用開發推向了高潮，無錫市率先建立了“感知中國”研究中心，中國科學院、運營商、多所大學在無錫建立了物聯網研究院，無錫市江南大學還建立了全國首家實體物聯網工廠學院。自溫總理提出“感知中國”以來,物聯網被正式列為國家五大新興戰略性產業之一，寫入“政府工作報告”，物聯網在中國受到了全社會極大的關注，其受關注程度是在美國、歐盟、以及其他各國不可比擬的。[1]

物聯網的概念已經是一個“中國制造”的概念，它的覆蓋范圍與時俱進，已經超越了1999年Ashton教授和2005年ITU報告所指的范圍，物聯網已被貼上“中國式”標簽。截至2010年，發改委、工信部等部委正在會同有關部門，在新一代信息技術方面開展研究，以形成支持新一代信息技術的一些新政策措施，從而推動我國經濟的發展。物聯網作為一個新經濟增長點的戰略新興產業，具有良好的市場效益，《2013-2017年中國物聯網行業應用領域市場需求與投資預測分析報告》數據表明，2010年物聯網在安防、交通、電力和物流領域的市場規模分別為600億元、300億元、280億元和150億元。2011年中國物聯網產業市場規模達到2600多億元。

物聯網本身的結構復雜，主要包括三大部分：首先是感知層，承擔信息的采集，可以應用的技術包括智能卡、RFID電子標簽、識別碼、傳感器等；其次是網絡層，承擔信息的傳輸，借用現有的無線網、移動網、固聯網、互聯網、廣電網等即可實現；第三是應用層，實現物與物之間，人與物之間的識別與感知，發揮智能作用。

第四篇：2014年中國物聯網和互聯網的發展關鍵技術

智研數據研究中心

2014年中國物聯網和互聯網的發展關鍵技術

智研數據研究中心網訊：

內容提要：在未來幾年，我們可以看到所有東西包括從衣服、鎖和門墊等，都將有自己的方式進入互聯網上，隨著制造商升級他們產品的計算能力，所有產品之間相互連接將形成物聯網。

近年來，有兩種技術結合實現協同——云計算和移動。沒有云，我們今天的許多移動app就不會存在。他們依靠現有的強大的云同步和存儲技術，提供一個令人嘆為觀止的跨平臺用戶體驗。基于云計算的通告是移動生態系統的一個重要組成部分。沒有云計算，設備上先進的語音識別和圖像處理等操作將變得無法想象。

移動設備正變得越來越強大，但是在處理能力和存儲方面，他們仍然落后于桌面和服務器硬件，所以為了給用戶提供他們期望的體驗服務，移動設備和云之間的共生關系已經得到長足的發展。

但移動僅僅是個開始。隨著處理器變得更小、更便宜、處理能力更強，他們正在尋找非傳統意義上的“智能”方法進入現實世界。聰明的烤面包機已經OUT了，但是通過給家用電器和日常用品增加計算能力，并把它們連接到互聯網將是一個巨大的提升。

移動計算革命和物聯網相比將會變得暗淡無光，移動、云計算和智能對象的融合將給云供應商提供一個巨大的的市場。就像移動領域一樣，物聯網將嚴重依賴云計算的處理能力、存儲和互聯性。

今天，一個明顯的例子就是PhillipsHuesystem，照明技術的進步與計算相結合賦予燈泡和一個移動app控制接口，這完全改變了我們印象中的家庭照明。

但是，智能對象的功能變化僅僅是物聯網革命潛能的一小部分。智能對象將被賦予傳感器，然后它將數據回傳到云平臺進行分析。在數以百萬計的不同節點上有大量的數據流，我們擁有的關于世界多樣性和精確性知識也將會爆炸式增長。云技術是唯一能適合過濾、分析、存儲和訪問信息的有效途徑。

雖然云計算似乎是一項成熟的技術，但是現在我們正處在開發移動、云計算與傳感器智能對象接口真正潛力的初始階段。那些有著良好基礎設施以及專業知識的商家將會從物聯網革命中獲得巨大的回報。內容選自智研數據研究中心發布的《2014-2020年中國云計算第三方軟件行業研究及投資潛力研究報告》

第五篇：物聯網論文

淺談應用物聯網技術的智能校園

摘要：物聯網產生以來在很多領域給人創造了更多的便利。為改善教學水平、提高管理水平，將物聯網技術引入校園，推動了智能校園的建設。未來，應用物聯網技術的智慧校園將有大好的發展前景。本文簡要概述智能校園與傳統校園對比、物聯網技術在智慧校園中的部分具體應用關鍵詞：物聯網、智能校園、傳統校園 正文

一、物聯網

1、物聯網概念

物聯網最早出現于 1995 年比爾。蓋茨寫的《未來之路》，在該書中，他已經提到物物互聯。1999 年，美國麻省理工學院最先提出了物聯網的概念。

物聯網一開始的概念局限于使用射頻識別（RFID）的技術設備和互聯網相結合，使物品信息實現智能化識別和管理，實現物品的信息互聯而形成的網絡。互聯網將來自世界各地的計算機都連接起來形成網絡，讓人與人的信息交互得以實現，物聯網拓展了互聯網，通過運用傳感器、RFID 等技術，將任意時間、不同地點的物體接入網絡，以實現物品的識別，達到物與物、人與物之間的聯通，讓彼此的信息能夠共享。隨著相關技術和應用的發展，物聯網的內涵也在不斷擴展。

二、智能校園

1、智能校園的概念

智能校園是指通過物聯網、云計算、虛擬化等新技術來改變學生、教師和校園資源交互的方式，將學校的教學、科研、管理與校園資源和應用系統進行整合，以提高應用交互的明確性、靈活性和響應速度，從而實現智能化服務和管理的校園模式。

智能校園是一個開放的、創新的、協作的、智能的綜合信息服務平臺。教師、學生和管理者在這個智能校園里會全面感知不同的教學資源，獲得及時的互動、最大的共享、最佳協作的學習、工作和生活環境，實現相關信息資源的有效的采集、合理的分析、高效的應用和便攜的服務。智能校園的重點在于智能。及教學的智能，學生生活中體現出來的智能，圖書館里所體現出來的智能等等，他強調的是教務部門、教學機構及科研部門的信息資源的融合能力。其最重要的核心在于整合校園內各種資源，尤其高度重視通過技術手段加強信息的互通性和協作能力。

2、智能校園的特點

2.1為廣大師生提供一個全面的智能感知環境和綜合信息服務平臺，提供基于角色的個性化定制服務； 2.2將基于計算機網絡的信息服務融入到學校的各個應用服務領域，實現互聯和協作

2.3通過智能感知環境和綜合信息服務平臺，為學校與外部世界提供一個相互交流和互相感知的接口

3、智能校園與傳統的數字校園的區別

3.1數字校園

數字校園是校園內教學和管理的信息化，是互聯網發展到一定程度的產物。隨著信息技術的發展，數字校園被賦予了不同的層次，不同深度的應用內含。例：

3.1 用戶不再需要用多個賬號登錄。數字校園的用戶只需要使用唯一確定的用戶名和密碼單點登錄即可完成所有網絡下的學習和管理工作，并且能夠使用該校園內所有的信息服務。

3.2 實現了校園網內多不同的應用系統對數據的共享。數字校園網內使用統一共享的數據庫平臺，解決了不同應用系統下數據的重復采集或轉移等，共享數據的一次輸入可以供整個校園網內的所有相關

教學和管理的應用系統使用，實現了不同應用系統的集成，減少了無意義的重復工作，節省人力和物力。3.3 不同部門不用再分別進行應用系統的管理。數字化校園網只需要一個部門管理，無需每個部門都要設置一個管理人員。節約了人力資源。

智能校園是數字校園升級到一定階段的表現。智慧校園的核心內容是”智能化“，是通過全球的物聯網實現信息交流，是物聯網時代的產物，交流對象更側重于“物”而非“人”。而物聯網是互聯網的延伸，互聯網是物聯網的基礎。由此看來，智慧校園是建立在數字校園基礎上的。因此，智慧校園是以網絡化和數字化為基礎的，數字校園所采用的的單點登錄及其所提供的數字化編碼等都是智慧校園建設 所必須具備的基礎。

三、物聯網技術在智能校園中的應用： 消費管理 ：學生的消費主要是指一日三餐及生活購物。每位同學都有一張含有 RFID 電子標簽的校園卡，卡內附有個人信息。學校食堂等消費場地都安裝有RFID 識讀器，當學生要去食堂吃飯或去超市購物時，只需在識讀器上刷一下卡，卡內信息就被讀取出來，利用網絡傳至系統數據中心，通過后臺數據庫的查詢來正確讀取卡內余額，系統會自動扣除本次消費所該支付的實際金額，并進行電子錢包的實時更新。

后勤管理 ：主要包括校園的照明和浴室管理。資源是有限的，而且學校每天在水電等方面開支很大，運用物聯網技術可以使這個問題得到有效緩解。比如將某些傳感設備安裝在教室等場所，應用無線遙感、聲控等技術，完成自動照明，同時可以根據教師的環境來調節燈光強度，當感應器感應到所有人都離開教室后會給系統相應的指令將燈關閉，不僅為學生提供了一個更為舒適的學習環境，還能避免浪費。還可以在澡堂里的浴室內安裝上用水消費的傳感設備，學生在洗澡時只需將卡放在讀卡器上，噴頭將自動出水并根據水的流量進行計算，當感應到人離開時又會自動停止送水和金額扣費，從而既達到節水的目的也達到避免誤扣費的目的。

安防管理 ：近年來，各大高校安全事故頻頻發生，發生的根本原因與外來員的隨意進出有很大關系。目前許多高校的校園安全管理機制不夠完善，比如前段時間南京某高校女生被外來人員用用來捕狗的麻醉弩誤射。這些事件令學生和家長感到擔憂。在校園安全管理中運用物聯網技術可以有效解決存在的潛在危險。在校園安防管理中，利用射頻識別、無線傳感等技術，與視頻監控系統結合起來，將傳感器合理部署在學校某些地區，計算機系統會匯總處理這些信息，恰當進行提醒或是自動報警，如果有人擅自強行闖入學校的警戒區，系統將通過布署在該場所的傳感終端，來判斷闖入者實際位置，使用調整后的移動攝像頭對該區域進行重點監控，并記錄下圖像資料，方便安保人員進行處理。通過應用物聯網技術來感知學校周邊環境，實現校園安全管理。

圖書管理 ：智能圖書館是利用物聯網技術來實現無需人員值守的智能服務和高效管理。智能校園系統中的圖書管理主要是 RFID 電子標簽在圖書館中的應用。在圖書管理過程中，可以考在每一本書中安裝上 RFID 卡，用它來記錄該書籍所屬的分類、放在哪個書架、被誰借閱等信息，并根據該信息對書籍進行查詢、定位等操作，方便工作人員進行高效率的歸架整理。

考勤管理 ：現在高校中較為普遍存在對學生的要求較低，所以有部分學生對自己不負責，認為期末時好好背背書就不會掛科而逃避上課，而且學校屢禁不止。教師對學生的課堂考勤也耗費了太多的精力，使教學的時間縮短了，合理有效的考勤系統既節約了時間，又能提高了效率。學生都需要在課前進入教室時主動向安裝在教室內的讀卡器刷一下卡，當智能設備接收到本次刷卡記錄后，便會把數據馬上發送到系統服務器，該數據也會實時更新到后臺數據庫，那么教師就可以了解到學生課堂出勤情況，教務部門也不需要再專門安排人員查各個班的出勤情況。

改善教學：改善傳統教學模式，改變以往老師一人在講臺上不停地講課的灌輸式教學，將學生與老師時時緊密聯系起來，增加互動，提升學生的學習興趣。在教室中安裝攝像頭和錄音設備，實時記錄老師講課的內容并上傳到學校網絡中的學生學習模塊中，方便學生課后復習與鞏固。結語：智能校園比傳統校園更好的整合了學校中的各項有效資源，提高了教師的工作環境和學生的學習與生活環境。雖然目前智能校園的發展還受到諸多條件的限制，但我相信未來通過政府、學校和社會等多方的共同努力，將會有更好的發展前景。

運用物聯網技術的智能校園將是未來學校發展的必要趨勢，未來的學校會越來越“智能”。參考文獻：[1]馬建 物聯網技術概論 [M] 機械工業出版社 2016.7 [2]喬蕊，崔春英 物聯網環境下智慧校園建設與發展問題研究 [J] 周口師范學院學報 2015.2 [3]劉志龍 物聯網技術在高校智慧校園中的應用研究［J］無線互聯科技2015.12