17、物联网：节能与安全的综合解决方案

物联网：节能与安全的综合解决方案

1. 物联网概述

如今，具有 IT 组件的分布式网络物理系统通常被描述为物联网（IoT）。它涵盖了嵌入式设备、传感器、RFID/NFC、机器人、计算机、智能手机、平板电脑等带有处理算法和分析功能的“智能物品”，这些系统或“物品”相互交互，且需要进行安全保护。

物联网设备能够自主采集、部分处理并转发所收集的数据，它扩展了传统的分布式 IT 和无线传感器网络（WSN）。经典的通信模型如客户端 - 服务器（C - S）和对等（P2P）通过机器对机器（M2M）系统的直接发展得到了扩展。

物联网设备的数据采集频率通常有周期性、非周期性和事件驱动三种。例如，当温度传感器检测到温度超过或低于某个极限值时，会发送消息（警告）。由于物联网系统对能源效率有要求，并非所有数据都需要永久传输。在传感器网络（WSN）中，为了节省能源，需要尽可能使用小的电报和低数据速率，但并非所有物联网设备都适用这些限制。物联网设备主要由电池供电，或者通过能量收集技术（如太阳能、动能、热能转换器或风能）获取电力。

物联网的协议栈包含多种协议，在物理层和数据链路层使用了一些知名的网络启用协议，如移动无线电 4G、5G、蓝牙（BT）、RFID、NFC 以及一些物联网特定协议。大多数协议使用 IPv4、IPv6、TCP 和 UDP 进行数据传输，而 ZigBee 是个例外，它基于 IEEE 802.15.4 标准提供自己的传输协议，适用于 WSN，符合物联网的数据经济性和能源效率概念。ZigBee 的进一步发展是 6LoWPAN，它使用 IPv6。物联网应用通过各种高层协议（如 HTTP、CoAP、SEP 2.0、MQTT、OneM2M）访问数据，其中 HTTP 也可用于数据