27、物联网：技术、应用与挑战

物联网：技术、应用与挑战

1. 物联网的使能技术

1.1 无线传感器网络（WSN）

无线传感器网络是由许多带有传感器和控制器的节点组合而成，用于感知和监测数据以及环境交互，有助于在计算设备、个人和周围环境之间建立连接。它是物联网背后的推动力量之一，物联网架构的中间网络层处理基于WSN。传感器的硬件配置包括电源管理模块、无线收发器、传感器和微控制器。WSN中的重要任务包括传感器在拓扑中的部署、检测、连接到网络后的路由以及信息传输。接入网络技术（如WLAN、WMAN、WPAN和WWAN）的选择取决于访问距离和速度。

WSN与物联网的集成面临诸多挑战，如安全、服务质量、配置、数据隐私和数据管理等。目前讨论了三种集成方法：通过直接网关连接WSN和互联网的独立网络、具有双传感器节点的混合网络以及具有多个传感器节点的接入点网络。当前趋势是使用6LoWPAN/IPv6标准来建立WSN和互联网的连接，以促进智能对象在物联网应用中发挥作用。

1.2 近场通信（NFC）

近场通信技术用于在两个靠近的设备之间少量数据的中继和传输，类似于RFID。它是集成在手机上的RFID阅读器的产物，具有无线连接，功耗低、范围短。NFC设备的工作范围约为20厘米，取决于设备天线的大小，这使得远程NFC通信无法实现，从而更安全。例如，在商店付款时，用户需亲自在场。NFC是连接物联网中智能对象的重要技术，移动NFC有望让简单设备发挥更大作用。

1.3 执行器

执行器是一种专门的设备，利用电源、液压流体或电流来产生运动，将能量转化为动能。它可以产生各种类型的运动，如振荡、旋转或简单的线性运动，通信速度通常低于1 Mbps，适用于制造