物联网











物联网(Internet of Things,缩写IoT)


物联网英语:Internet of Things[2],缩写IoT)是互联网、传统电信网等資訊承载体,让所有能行使独立功能的普通物體实现互联互通的网络。[1]物联网一般为无线网,而由于每个人周围的设备可以达到一千至五千个,所以物联网可能要包含500兆至一千兆个物体。在物联网上,每个人都可以应用电子标签将真实的物体上网联结,在物联网上都可以查出它们的具体位置。通过物联网可以用中心计算机对机器、设备、人员进行集中管理、控制,也可以对家庭设备、汽车进行遥控,以及搜尋位置、防止物品被盗等,類似自動化操控系統,同時透過收集這些小事的數據,最後可以聚集成大數據,包含重新設計道路以減少車禍、都市更新、災害預測與犯罪防治、流行病控制等等社會的重大改變,實現物和物相聯。


物联网将现实世界数位化,应用范围十分广泛。物联网拉近分散的資訊,統整物與物的數位資訊,物聯網的应用领域主要包括以下方面:运输和物流领域、工业制造[2]、健康医疗领域範圍、智慧环境(家庭、办公、工厂)领域、个人和社会领域等,[3]具有十分广阔的市场和应用前景。




目录






  • 1 定义


  • 2 起源


  • 3 相关技术


    • 3.1 地址资源


    • 3.2 人工智能


    • 3.3 架构


    • 3.4 系统


    • 3.5 M2M


    • 3.6 通信協定




  • 4 与互联网关系


  • 5 應用


  • 6 发展动态


  • 7 爭議


    • 7.1  中国大陆




  • 8 相关影视作品


  • 9 参考文献


  • 10 相關條目


  • 11 延伸閱讀


  • 12 外部链接





定义


Ashton最初的定义是:“就是当今的电脑以及互联网几乎完全依赖于人类来提供信息。互联网上大约有50 petabytes(petabyte为1,024 terabytes)的数据,其中大部分最初由人来获取和创建的,通过打字、录音、照相或扫描条码等方式。传统的互联网蓝图中忽略了为数最多并且最重要的节点,人。而问题是,人的时间、精力和准确度都是有限的,他们并不适于从真实世界中截获信息。这是大问题。我们生活于物质世界中,我们不能把虚拟的信息当做粮食吃,也不能当做柴火来烧。想法和信息很重要,但物质世界是更本质的。当今的信息科技如此依赖人類产生的資訊,以至我们的电脑更了解思想而不是物质。如果电脑能不借助我们的帮助,就获知物质世界中各种可以被获取的信息,我们将能够跟踪和计量那些物质,减少浪费、损失和消耗。我们将知晓物品何时需要更换、维修或召回,他们是新的还是过了有效期。物联网有改变世界的潜能,就像互联网一样,甚至更深远。”[3]



起源


Peter T. Lewis 在1985提出這個概念[求參考來源]。比尔·盖茨在1995年出版的《未来之路》一书中提及物互联。1998年麻省理工学院提出了当时被称作EPC系统的物联网构想。1999年,在物品编码(RFID)技术上Auto-ID公司提出了物联网的概念。2005年11月17日,世界信息峰会上,国际电信联盟发布了《ITU互联网报告2005:物联网》,其中指出“物联网”时代的来临。[1]



相关技术



地址资源


物联网的实现需要给每个物体分配唯一的标识或地址。最早的可定址性想法是基于RFID标签和电子产品唯一编码来实现的。


另一个来自语义网[4]的想法是,用现有的命名协议,如统一资源标志符来访问所有物品(不仅限于电子产品,智能设备和带有RFID标签的物品)。这些物品本身不能交谈,但通过这种方式它们可以被其他节点访问,例如一个强大的中央服务器。


下一代互联网将使用IPv6协议,它拥有极大数量的地址资源,使用IPv6的程序能够和几乎所有接入设备进行通信。这个系统将能够识别任何一种物品[5]


GS1/EPCglobal EPC Information Services[6](EPCIS)是这些想法的一个综合实践。这个系统被用来标识从航天、交通到消费电子领域的物品[7]



人工智能


自主控制也并不依赖于网络架构。但目前的研究趋势是将自主控制和物联网结合在一起[8]在未来物联网可能是一个非决定性的、开放的网络,其中自组织的或智能的实体和虚拟物品能够和环境交互并基于它们各自的目的自主运行。



架构


物联网系统很可能是一个事件驱动的架构[9],由下而上进行构建,并囊括各种子系统。因此,模型驱动和功能驱动的方式将会共存,系统能够较容易地加入新的节点,并能够处理意外(Multi-agent systems, B-ADSc, etc.)。


在物联网中,一个事件資訊很可能不是一个预先被决定的,有确定句法结构的消息,而是一种能够自我表达的内容,例如语义网[10]。相应地,資訊也不必要有着确定的协议来规范所有可能的内容,因为不可能存在一个“终极的规范”能够预测所有的資訊内容。那种自上而下进行的标准化是静态的,无法适应网络动态的演化,因而也是不切实际的。在物联网上的資訊应该是能够自我解释的,顺应一些标准,同时也能够演化的。



系统


物联网中并不是所有节点都必须运行在全球层面上,比如TCP/IP层。举例来讲,很多末端传感器和执行器没有运行TCP/IP协议栈的能力,取而代之的是它们通过ZigBee、现场总线等方式接入。这些设备通常也只有有限的地址翻译能力和資訊解析能力,为了将这些设备接入物联网,需要某种代理设备和程序实现以下功能:在子网中用“当地语言”与设备通信;将“当地语言”和上层网络语言互译;补足设备欠缺的接入能力。因此该类代理设备也是物联网硬件的重要组成之一。


此外,出于安全考量,家庭、办公室、工厂等環境可能採用一个自治的物联网子网,有限制地与全球网互連。



M2M


機器對機器通訊 (M2M, Machine to Machine),機器裝置與裝置間不需要人爲干預,能直接透過網路溝通,自行完成任務的一個模式或系統機制。



通信協定


由於最終端連接的『物』有千百種,因此極難制定一種統一性的規格適合所有的應用,這是所有物聯網系統面對的難題.目前無論是 MQTT、CoAP 還是 AMQP 這類物聯網標準都嘗試著將終端應用抽象化,整合進一個固定的通訊格式之內.



与互联网关系


物联网的核心和基础仍将是互联网。但互联网需要一系列技术升级才能满足物联网的需求,例如IPv6、Web 3.0。



應用



  • 智能制造 [11]

  • 智能門鎖,可以上傳盜竊資訊、物流配送最佳時間等。

  • 智能機器人。

  • 監控冰箱、與冰箱裡的食物保存狀態。

  • 智能汽車,透過路徑分析節省燃料或時間。

  • 智能运动检测程序。

  • 智慧園藝澆水。

  • 智能家居系统,有效的節能與生活輔助。

  • 智能供应链客製化。

  • 智能环境监测系统

  • 智慧型販賣機

  • 智慧城市

  • 智能交通 [12]



发展动态




技术发展蓝图:物联网



爭議


由於許多可連網的裝置運算能力不高,僅能提供極為簡單的應用服務,不可能安裝防禦軟體,僅能以賴內建的加密機制。如果使用者沿用預設的密碼,駭客就能輕易的攻破。[13]而駭客入侵物聯網以後,會轉而攻擊連上物聯網的其他系統,嚴重時則會獲取使用者的個人資料,即為跳板攻擊。


有些駭客組織會透過在Google Play發表山寨或惡意的應用程式,進而在使用者無法察覺異況的情況下,竊取使用者的資料。或是透過眾多物聯網裝置(像是印表機、網路攝影機、嬰兒監視器、家庭路由器等)來組成殭屍網路發起阻斷式攻擊。


2016年10月21日,發生了多起阻斷服務攻擊,都是針對域名系統提供商Dyn的伺服器。網路安全員認為這是由眾多物聯網裝置組成的殭屍網路,而這些裝置均感染了Mirai惡意軟體。英國媒體BBS也遭受到602Gbps流量的攻擊,在當時成為歷史新高[14]



 中国大陆




杭州的物聯網小鎮


物联网传感器产品已率先应用在上海浦东国际机场防入侵系统中。系统铺设了3万多个传感节点,覆盖了地面、栅栏和低空探测,可以防止人员的翻越、偷渡、恐怖袭击等攻击性入侵。上海世博会向中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心采购了一系列微纳传感器产品。济南园博园园区所有的功能性照明都采用了ZigBee无线技术达成的无线路灯控制。


但以上应用缺乏对全网的开放性,資訊交换参照预先规定的封闭协议,而不是语义式的可扩展协议,因而称为物联网子网更为合适。



相关影视作品


  • 《名侦探柯南:零的执行人》


参考文献





  1. ^ 1.01.1 刘云浩编. 物联网导论. 北京: 科学出版社. 2010-12: 4. ISBN 9787030292537 (中文(简体)‎).  使用|accessdate=需要含有|url= (帮助)


  2. ^ Chen Yang; Weiming Shen; Xianbin Wang. The Internet of Things in Manufacturing: Key Issues and Potential Applications. IEEE Systems, Man, and Cybernetics Magazine. Jan. 2018. doi:10.1109/MSMC.2017.2702391.  请检查|date=中的日期值 (帮助)


  3. ^ 3.03.1 Luigi Atzori, Antonio Iera, Giacomo Morabito. The Internet of Things: A survey (PDF). Computer Networks. 2010. [永久失效連結]


  4. ^ Dan Brickley et al., c. 2001


  5. ^ Waldner, Jean-Baptiste. Nanocomputers and Swarm Intelligence. London: ISTE. 2008: p227–p231. ISBN 1-84704-002-0.  引文格式1维护:冗余文本 (link)


  6. ^ david. EPCIS. 2015-04-27. 


  7. ^ Miles, Stephen B. RFID Technology and Applications. London: Cambridge University Press. 2011: 6–8. ISBN 978-0-521-16961-5. 


  8. ^ Uckelmann, Dieter; Isenberg, Marc-André; Teucke, Michael. An integrative approach on Autonomous Control and the Internet of Things. (编) Ranasinghe, Damith; Sheng, Quan; Zeadally, Sherali. Unique Radio Innovation for the 21st Century: Building Scalable and Global RFID Networks. Berlin, Germany: Springer. 2010: 163–181 [28 April 2011]. ISBN 978-3-642-03461-9.  已忽略文本“author1-link吗” (帮助)


  9. ^ Philippe GAUTIER, « RFID et acquisition de données évènementielles : retours d'expérience chez Bénédicta », pages 94 à 96, Systèmes d'Information et Management - revue trimestrielle N°2 Vol. 12, 2007, ISSN 1260-4984 / ISBN 978-2-7472-1290-8, éditions ESKA. [1]


  10. ^ "3 questions to Philippe GAUTIER, by David Fayon, march 2010"


  11. ^ Chen Yang; Weiming Shen; Xianbin Wang. The Internet of Things in Manufacturing: Key Issues and Potential Applications. IEEE Systems, Man, and Cybernetics Magazine. Jan. 2018. doi:10.1109/MSMC.2017.2702391.  请检查|date=中的日期值 (帮助)


  12. ^ Xie, Xiao-Feng; Wang, Zun-Jing. Integrated in-vehicle decision support system for driving at signalized intersections: A prototype of smart IoT in transportation. Transportation Research Board (TRB) Annual Meeting, Washington, DC, USA. 2017. 


  13. ^ 物聯網漏洞頻傳 成駭客攻擊首選標的. 


  14. ^ 602Gbps!史上最大 DDoS 攻擊出現. 




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延伸閱讀


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外部链接







  • 物联网报道


  • 物联网(英文)

  • 物联网智库


  • ITU互联网报告2005:物联网 (中文)


  • 行動商務概論、實務與應用:無所不在的雲端運算、行動裝置、RFID與物聯網,碁峯資訊出版,2012年9月第1版,ISBN 978-986-276-549-4


  • 欧洲物联网研究组织(英文)

  • 家庭智能家居:驯化物联网










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