摘要:物联网作为一种新的网络形式,相关理论研究和实践应用正在探索过程中。本文介绍了物联网的概念,给出了基于智能物体层、数据传输层、信息关联层、应用服务层的物联网四层体系架构,最后探讨了物联网在实现过程中所面临的问题和挑战。关键词:物联网,RFID一、概念物联网(Internet of Things)这个概念最早由麻省理工的Auto-ID中心在1999年提出,其基本想法是将RFID和其他传感器相互连接,形成RFID架构的分布式网络。欧洲委员会[1]提出“物联网是未来因特网的综合部分之一,可以被定义为一个动态的全球网络基础。基于标准的和互操作的通信协议,无论物理的还是虚拟的“物”均有身份、物理属性和虚拟特质,具备自配置能力且使用智能接口,可以无缝地集成到信息网络中去。”本文认为,物联网实质上是将真实世界映射到虚拟世界的过程:真实世界中的事物,通过传感器采集一定的数据,在虚拟世界中形成与之对应的事物。“相关物体可能在虚拟电子空间中被创造出来,源于物理物体空间,且与物理空间的物体有关联。”[2]传感器采集到数据的详细程度,将影响到该事物在虚拟世界中的抽象程度。在虚拟世界中,对该事物最简单也最重要的描述是物体提供了一个ID用于识别(如使用RFID标签),最详细的描述则是真实世界中该事物的所有属性和状态均可在虚拟世界中被观察到。进一步的,在虚拟世界中对该物体做出控制,则可通过物联网改变真实世界中该物体的状态。对于一个真实的事物,其所需的各种应用与操作,只需在虚拟世界中对与之对应的虚拟事物进行应用和操作,即达到目的。这样将会对世界带来巨大的改变:实地实时监测和控制一个事物的成本是高昂的,通过物联网,所有事物都将在虚拟世界中被找到,以较低的成本被监测和控制,从而实现4A(anytime, any place, anyone, anything)[3]连接。虚拟世界提供了对所有事物的实时追踪的可能,所有的信息都不是孤立的,这将为各种海量运算和分析提供了最基础和最重要的信息源。真实世界存在于某一时刻,而当物联网发展到能将真实世界中的所有事物都映射到虚拟世界中时,无数个某一时刻的世界汇集起来,在虚拟世界中将形成一个可以追溯的历史,如同过去以纸质保存历史事件的发生,将来将以电子数据对所有事物进行全息描述的形式存储世界的历史。二、体系架构目前, 物联网还没有一个广泛认同的体系结构,最具代表性的物联网架构是欧美支持的EPCglobal和日本的UID物联网系统。EPC系统由EPC 编码体系、射频识别系统和信息网络系统3 部分组成。UID 技术体系架构由泛在识别码(uCode)、泛在通信器、信息系统服务器、和ucode 解析服务器等4部分构成。EPCglobal 和UID上只是RFID 标准化的团体,离全面的“物联网”体系架构相去甚远。美国的IBM公司在2008年提出“智慧的地球”这一与物联网概念相近的概念,并提出通过INSTRUMENTED,INTERCONNECTED和INTELLIGENT这三个层面来实现智慧地球。在文献基础上,本文提出了物联网体系架构。1、智能物体层:通过传感器捕获和测量物体相关数据,实现对物理世界的感知。同时具备局部的互动性,需要一定的存储和计算能力。2、数据传输层:以有线或无线的方式实现无缝、透明、安全的接入,提供并实施编码、认知、鉴权、计费等管理。3、信息关联层:通过云计算实施对海量数据的存储和管理、数据处理与融合,屏蔽其异质性与复杂性,形成一个与真实世界对应的虚拟世界。4、应用服务层:从虚拟世界中提取信息,提供丰富的面向服务的应用。如智能交通、智能电网、智能医疗等等。需要指出的是,数据由底部的传感器通过网络到达应用服务层面,而实际上,在服务应用层面,各个中心、用户可以反向的通过网络由执行器对物体进行控制。 在该体系结构中,感知层面的各种传感器、执行器都是具体的,随着技术的发展会不断升级,新设备不断引入物联网。而服务应用层的各种需求也是不断提出的,并不是一层不变的。若是每个具体的服务应用和传感设备都形成一个独立的网络,最后可能形成许多套特殊的网络,这不利于推广和不便于维护。因此这需要物联网的网络层有一定前瞻性,物体设备层可以变化,服务应用层可以变化,但它们都是通过一个普适的网络进行连接,这个网络可以在一定的时间内保持稳定。三、面临的挑战1、统一标准物联网其实就是利用物体上的传感器和嵌入式芯片,将物质的信息传递出去或接收进来,通过传感网络实现本地处理,并联入到互联网中去。由于涉及到不同的传感网络之间的信息解读,所以必需有一套统一的技术协议与标准,而且主要是集中在互联上,而不是传感器本身的技术协议。现在很多所谓的物联网标准,实际上还是将物联网作为一种独立的工业网络来看待的具体技术标准,而应对互联需要的技术协议,才是真正实现物联网的关键。2、安全、隐私在物联网中所有“事物”都连接到全球网络,彼此间相互通信,这也带来了新的安全和隐私问题,例如可信度,认证,以及事物所感知或交换到的数据的融合。人和事物的隐私应该得到有效保障,以防止未授权的识别和攻击。安全与隐私这个问题,是人类社会的问题,不论是物联网还是其他技术,都是面临这两个问题。因此,不仅要从物联网内部的技术上做出一定的控制,而且要从外部的法规环境上作出一定的司法解释和制度完善。参考文献 Commission, IDE, Internet of things Strategic Research R CASAGRAS Final Report: RFID and the inclusive model for the Internet of ITU Internet Reports 2005: The Internet of T 2005, ITU
汽车自动驾驶技术在经过数十年的发展与完善之后,终于在21世纪迎来了曙光:随着车载计算机系统、ADAS(高级驾驶辅助系统)、V2V(车对车通讯)、V2X(车对外界通讯)等技术的快速发展和自动驾驶汽车的实用化,自动驾驶时代似乎就要来临。乍看之下,似乎种种利好消息都预示着人类的手和脚将从手动驾驶中解放出来,但是在这之前,有很多问题是我们必须考虑的。谷歌推出的无人自动驾驶测试车首先还是技术层面的问题。尽管自动驾驶技术已经在谷歌、百度等无人驾驶车辆测试项目中表现出了一定的可靠性,但是这并不意味着自动驾驶技术已经成熟了。目前的自动驾驶技术在很大程度上依靠的是各种传感器,如摄像头、CCD相机、激光雷达等,而这些传感器对环境中的光、声源极为敏感,在稍微复杂一点的气象条件(雨、雾、雪等)下,这些传感器很容易做出错误的判断,进而造成不必要的麻烦甚至是交通事故。这一点已经在部分普及车道保持系统的轿车得到了印证:当车道标识线被泥沙等遮挡时,车道保持系统就无法正常发挥作用了,而在雨雪雾天气或者传感摄像头被路面溅起的泥沙遮挡时,车道保持系统几乎被致盲。车道保持系统作为汽车自动驾驶系统的重要组成部分尚且如此不成熟,可想而知其他更敏感的系统在复杂多变的行车环境中将遇到的问题有多大。自动驾驶对各类传感器依赖程度很高其次是安全层面的不可靠性。自动驾驶汽车除了大量依靠传感器外,还对智能化的车载网络系统提出了很高的要求,而这在无形中给了一些不法分子可乘之机。在物联网时代,一切都充满了危险性。说起这个,想必大家还对著名黑客巴比纳展示的令ATM狂吐钞票以及入侵心脏起搏器的试验记忆犹新,而如今,自动驾驶汽车很可能成为不法黑客攻击的下一个目标。在2015年7月,网络安全专家查理·米勒和克里斯·瓦拉塞克成功通过车载智能娱乐系统入侵了一辆正在行驶中的切诺基,然后对这辆切诺基的变速器、制动系统、雨刷、转向等系统进行了远程控制,最终迫使克莱斯勒紧急召回了140万辆存在相关网络安全漏洞的车辆。在高度智能化的未来,车载蓝牙、娱乐系统甚至与汽车连接的APP都可能成为不法黑客远程入侵汽车操控系统的途径,如果不能有效解决存在的安全漏洞,自动驾驶汽车将成为“极度危险”的交通工具。V2V协议需要无线通信技术的支持此外,自动驾驶技术还需要行业协议和国家法规的支持,技术层面的问题可以随着科学技术的发展得到解决,但涉及到行业协议和国家法规政策的问题可不是那么容易解决的。拿基本的V2V(vehicle to vehicle)通讯来说,依靠无线通信技术实现车与车之间信息互通的V2V,虽然比传统雷达探测范围大出不少,但是它需要依靠专用的通讯频道,而这需要通过统一的行业标准来实现。到目前为止,签署V2V协议的汽车厂家只有通用、福特、克莱斯勒等国际著名品牌,即使在协议签署之后,V2V通讯相关的技术标准和通信协议还没有统一。在无线通讯管控较为严格的中国,这套协议的推行难度可能比国外要高出不止一个台阶。除此之外,V2V以及在V2V基础上升级的V2X协议还会涉及到车辆的位置信息、行驶路线等私人信息,如何在与其他车辆交换信息的过程中保护V2V参与车主的隐私信息,以及如何打消参与其中的车主关于个人隐私的疑虑,也是摆在全球汽车行业面前的一大难题。在V2X通讯系统中,车与车、车与环境都将不在是孤立开来的个体尽管面临重重挑战,但自动驾驶成为未来汽车主要发展主要趋势是毫无疑问的。我们在等待自动驾驶时代来临的同时,需要逐步改善传统的驾驶观念,参与到智能化交通系统的建设中来,享受技术带给我们的便利。以上由物联传媒提供,如有侵权联系删除