引言

物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things)的概念于1999年由麻省理工學(xué)院自動(dòng)標(biāo)識(shí)中心(MITAuto-IDCenter)首先提出；2005年國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)發(fā)布名為“TheInternet of Things”的年度報(bào)告，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的概念和內(nèi)涵進(jìn)行了更深刻地定義；2009年1月，IBM公司提出“智慧地球”的構(gòu)想，物聯(lián)網(wǎng)成為其中關(guān)鍵的一部分；奧巴馬就職后，“智慧地球”作為國(guó)家層級(jí)的發(fā)展戰(zhàn)略被確定下來(lái)，從而使物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)引起全球的廣泛關(guān)注。與國(guó)外相比，我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展在2009年溫家寶總理視察無(wú)錫微納傳感網(wǎng)工程技術(shù)研發(fā)中心并發(fā)表重要講話(huà)后迅速升溫，并在最近幾年內(nèi)取得了重大進(jìn)展。

經(jīng)過(guò)近幾年的討論，現(xiàn)在學(xué)術(shù)界對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的定義多傾向于三層結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)，從下至上依次為感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。

感知層是物聯(lián)網(wǎng)與現(xiàn)實(shí)世界的接口，它通過(guò)各種手段從現(xiàn)實(shí)世界中獲取信息并將這些信息通過(guò)技術(shù)手段處理后提供給上層使用?，F(xiàn)階段的感知層技術(shù)研究多集中于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)(WirelessSensor Network，WSN)和RFID(Radio FrequencyIdentification)等方面。

網(wǎng)絡(luò)層的作用是將感知層產(chǎn)生的相對(duì)原始的數(shù)據(jù)從網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)源透明地傳輸?shù)接脩?hù)處。物聯(lián)網(wǎng)中的網(wǎng)絡(luò)層是廣義的,它包含數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、處理功能?，F(xiàn)階段網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)研究的熱點(diǎn)是云計(jì)算、IPv6、高速和海量數(shù)據(jù)傳輸?shù)取?

應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)與使用者的接口，基于網(wǎng)絡(luò)層提供的數(shù)據(jù)為用戶(hù)提供服務(wù)。應(yīng)用層的研究與物聯(lián)網(wǎng)的具體應(yīng)用的領(lǐng)域關(guān)聯(lián)性較強(qiáng)，中間件技術(shù)是目前應(yīng)用層研究的重點(diǎn)。

從字面上可以直觀地看出，物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的最大區(qū)別是，物聯(lián)網(wǎng)中將一個(gè)可識(shí)別的個(gè)體背后的信息來(lái)源從人擴(kuò)展到了人和物，這個(gè)小小的改變使得物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)相比有了質(zhì)的不同，本文僅就感知層研究中所面臨的問(wèn)題進(jìn)行分析。

物聯(lián)網(wǎng)是物的網(wǎng)絡(luò)，因此在物聯(lián)網(wǎng)中，首先要解決的問(wèn)題是如何將物的信息接入網(wǎng)絡(luò)，這屬于感知層的研究范圍。目前,感知層研究的熱點(diǎn)集中于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)和RFID兩種技術(shù)。

1無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)

WSN是無(wú)線(xiàn)傳感器所組成的網(wǎng)絡(luò)，這是對(duì)傳統(tǒng)有線(xiàn)的、孤立的傳感器的改進(jìn)。在WSN中，具有自主供電能力的傳感器通過(guò)自帶的無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)組網(wǎng)，各傳感器通過(guò)自組的網(wǎng)絡(luò)與感知層以上的系統(tǒng)進(jìn)行信息交換，從而完成信息的采集工作。為了實(shí)現(xiàn)這樣的目標(biāo)，通常需要對(duì)以下的問(wèn)題進(jìn)行研究。

1.1能量的獲取與控制

WSN中的節(jié)點(diǎn)是能量受限的，這限制了節(jié)點(diǎn)性能的提升。為了解決這個(gè)問(wèn)題，可以從開(kāi)源和節(jié)流兩個(gè)方面進(jìn)行考慮。

1.1.1開(kāi)源

所謂開(kāi)源，即盡可能地增加節(jié)點(diǎn)的能量供應(yīng)，這可以從兩個(gè)方面來(lái)進(jìn)行：

一是提高節(jié)點(diǎn)電池的容量，使其能夠支持更大功率的應(yīng)用，這方面的研究熱點(diǎn)是超級(jí)電容。超級(jí)電容原理與普通電容類(lèi)似，均是通過(guò)導(dǎo)體的表面來(lái)存儲(chǔ)電荷，但它與普通電容的區(qū)別是其可通過(guò)技術(shù)手段擴(kuò)大儲(chǔ)能面積，龐大的表面積加上非常小的電荷分離距離使其儲(chǔ)能容量遠(yuǎn)大于普通電容，其功率密度也遠(yuǎn)大于普通電池，可達(dá)300~5000W/kg。目前，對(duì)超級(jí)電容技術(shù)的研究熱點(diǎn)集中于提高容量、降低價(jià)格、降低環(huán)境敏感程度等方面。

二是采用無(wú)線(xiàn)供電技術(shù)對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行遠(yuǎn)程供電。無(wú)線(xiàn)供電(WirelessPower)的概念并不新鮮，早在20世紀(jì)初，NicolaTesla就進(jìn)行過(guò)遠(yuǎn)距離無(wú)線(xiàn)輸電的實(shí)驗(yàn)研究。根據(jù)電力傳輸媒介的不同，無(wú)線(xiàn)供電可分為微波供電、磁場(chǎng)諧振耦合供電和其他方式供電三種。

微波供電使用電磁波進(jìn)行能量傳輸，其系統(tǒng)框圖如圖1所示。

電磁波技術(shù)有較深厚的理論研究基礎(chǔ)，采用微波供電技術(shù)的能量轉(zhuǎn)換效率可達(dá)80%以上，其傳輸距離可達(dá)千米以上,但由于電磁波固有的發(fā)散特性，致使很多能量不能被接收天線(xiàn)有效接收，因而會(huì)導(dǎo)致能量傳送效率不高。

磁場(chǎng)諧振耦合(StronglyCoupledMagneticResonances)技術(shù)由MIT的AndreKurs、AristeidisKaralis等人于2007年首先提出，這種技術(shù)使用磁場(chǎng)作為能量傳遞的媒介,其基本原理與變壓器類(lèi)似，圖2所示為磁場(chǎng)諧振耦合原理圖。

圖2中,屁為發(fā)送線(xiàn)圈，％d為接收線(xiàn)圈。根據(jù)變壓器原理可知，當(dāng)兒頻率與發(fā)射回路、接收回路的固有頻率一致時(shí),接收回路和發(fā)射回路進(jìn)入諧振狀態(tài)，此時(shí)兩回路均為純電阻電路，等效阻抗最低，因此，線(xiàn)圈中流過(guò)的電流最大，功率的發(fā)送效率最高。磁場(chǎng)諧振耦合技術(shù)由于不發(fā)射電磁波，所以不會(huì)對(duì)電子線(xiàn)路產(chǎn)生干擾，且與微波供電相比，對(duì)人體影響較小。磁場(chǎng)諧振耦合技術(shù)的缺點(diǎn)是理論基礎(chǔ)還不夠完善，目前的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)僅適用于1~2m的短距離場(chǎng)合，且其能量傳輸效率對(duì)頻率極度敏感。

使用其他方式進(jìn)行能量傳輸有很多選擇，比如可采用超聲波、激光等作為媒介進(jìn)行能量傳輸，但這些方式與微波供電和磁場(chǎng)諧振耦合供電相比，對(duì)環(huán)境的依賴(lài)程度更高，其應(yīng)用面不夠?qū)?，因此，目前無(wú)線(xiàn)供電技術(shù)研究的熱點(diǎn)多集中于微波供電和磁場(chǎng)諧振耦合供電兩個(gè)方向。對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)來(lái)說(shuō)，磁場(chǎng)諧振耦合供電由于成本較低、實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，具有更好的應(yīng)用前景。

1.1.2節(jié)流

所謂節(jié)流，即降低系統(tǒng)的能量消耗，可以從硬件和軟件兩個(gè)方面實(shí)現(xiàn)。

從硬件上降低能耗的方法有：使用低電壓及低功耗的芯片構(gòu)成傳感器節(jié)點(diǎn)；在節(jié)點(diǎn)硬件電路設(shè)計(jì)過(guò)程中，根據(jù)各部分的能耗不同劃分層級(jí)，盡量使高能耗的器件減少工作時(shí)間；為電路設(shè)計(jì)休眠和喚醒機(jī)制等。

從軟件上降低能耗的思路主要體現(xiàn)在使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的能量消耗最小化，而不只是降低某個(gè)節(jié)點(diǎn)的能量消耗。其研究思路包括：對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)按照一定規(guī)則進(jìn)行分簇，在簇內(nèi)采用算法將簇頭的能量消耗平均到每個(gè)簇成員上，從而在保證網(wǎng)絡(luò)性能的前提下降低能量的消耗；借鑒MIMO的思路將數(shù)據(jù)傳輸變?yōu)椴⑿械慕Y(jié)構(gòu)，從而在遠(yuǎn)距離通信過(guò)程中降低能量損耗。研究節(jié)點(diǎn)的休眠調(diào)度算法，在保證網(wǎng)絡(luò)功能的前提下，使盡可能多的節(jié)點(diǎn)進(jìn)入休眠狀態(tài)；在條件允許的情況下降低節(jié)點(diǎn)工作質(zhì)量、減小通信距離、降低數(shù)據(jù)通信量、減少通信沖突等時(shí)。

1.2自動(dòng)組網(wǎng)

理想情況下，WSN中的節(jié)點(diǎn)數(shù)量眾多、能量受限，且均是不可靠節(jié)點(diǎn)，即網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)隨時(shí)面臨損壞、電源耗盡、位置改變等異常情況，傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)無(wú)法滿(mǎn)足這樣的要求，因而需要重新設(shè)計(jì)一種全新的網(wǎng)絡(luò)來(lái)滿(mǎn)足上述條件。

目前對(duì)于WSN自組網(wǎng)的研究熱點(diǎn)，有Adhoc和ZigBee兩種。

Adhoc網(wǎng)絡(luò)是一種具有無(wú)中心、自組織、多跳路由、動(dòng)態(tài)拓?fù)涮攸c(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)。無(wú)中心是指Adhoc網(wǎng)絡(luò)中沒(méi)有嚴(yán)格的控制中心，所有節(jié)點(diǎn)均處于平等地位，是一個(gè)對(duì)等式的網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)可以隨時(shí)加入或離開(kāi)，任何節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)變化均不會(huì)影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行，具有很強(qiáng)的抗毀性；自組織是指網(wǎng)絡(luò)布設(shè)無(wú)需依賴(lài)于任何預(yù)設(shè)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，節(jié)點(diǎn)可自行加入或離開(kāi)網(wǎng)絡(luò)而無(wú)需外界干預(yù)；多跳路由指當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的某節(jié)點(diǎn)要與超過(guò)其信號(hào)覆蓋范圍內(nèi)的節(jié)點(diǎn)通信時(shí)，信息是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)中的其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)的，轉(zhuǎn)發(fā)的過(guò)程由網(wǎng)絡(luò)中的普通節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)；動(dòng)態(tài)拓?fù)鋭t指網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是變化的，網(wǎng)絡(luò)中隨時(shí)可能有節(jié)點(diǎn)離開(kāi)或者加入，且網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的位置隨時(shí)可能發(fā)生變化。

通過(guò)對(duì)Adhoc網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)的分析可以發(fā)現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議是實(shí)現(xiàn)上述特點(diǎn)的基礎(chǔ)，因此對(duì)Adhoc路由協(xié)議的研究是當(dāng)前的熱點(diǎn)。分析現(xiàn)有的路由協(xié)議，可將其分為主動(dòng)路由和按需路由兩種：主動(dòng)路由也被稱(chēng)為表驅(qū)動(dòng)路由，在主動(dòng)路由協(xié)議中，網(wǎng)絡(luò)中的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都周期性地向其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送最新路由信息，這些信息被每一個(gè)節(jié)點(diǎn)保存下來(lái)，以形成路由表，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化時(shí)，節(jié)點(diǎn)會(huì)在全網(wǎng)內(nèi)廣播路由更新信息,從而更新整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的路由表，典型的主動(dòng)路由協(xié)議有DSDV、WRP等；按需路由也稱(chēng)反應(yīng)式路由，在按需路由協(xié)議中，僅當(dāng)源節(jié)點(diǎn)需要向目的節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，源節(jié)點(diǎn)才發(fā)起創(chuàng)建路由，因此，其路由表中的內(nèi)容是按需建立的，路由表僅在通信過(guò)程中進(jìn)行維護(hù)，通信完畢后不會(huì)再進(jìn)行維護(hù)，典型的按需路由協(xié)議有AODV、DSR等。

在現(xiàn)實(shí)條件下，有些WSN所處的環(huán)境并沒(méi)有以上構(gòu)想的惡劣，比如在工業(yè)領(lǐng)域或家庭環(huán)境下使用的傳感器網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)改變得較少，節(jié)點(diǎn)可靠性較高，在這樣的環(huán)境下使用Adhoc網(wǎng)絡(luò)顯得沒(méi)有必要，因此，ZigBee聯(lián)盟于2004年提出ZigBee協(xié)議。ZigBee基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)，是一種低功耗、低成本、低復(fù)雜度、低速率的近距離無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，使用ZigBee協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)具有自組織、自愈能力。ZigBee網(wǎng)絡(luò)與Adhoc網(wǎng)絡(luò)最大的不同是，在ZigBee網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)是非平等的，節(jié)點(diǎn)被分為協(xié)調(diào)器、路由器、終端三個(gè)層次,協(xié)調(diào)器是網(wǎng)絡(luò)的控制者，一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中只能有一個(gè)協(xié)調(diào)器，路由器承擔(dān)數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)任務(wù)，可提供不同子網(wǎng)間的信息交互。終端對(duì)應(yīng)傳感器節(jié)點(diǎn)可將感知到的信息發(fā)往路由器，ZigBee網(wǎng)絡(luò)由于具有固定的中心節(jié)點(diǎn)，因而其協(xié)議實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度較低。

2RFID技術(shù)

RFID技術(shù)源于雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展，一套完整的RFID系統(tǒng)由射頻標(biāo)簽、閱讀器、主機(jī)、管理軟件構(gòu)成。工作的流程是,閱讀器發(fā)送一定頻率的射頻信號(hào)，并隨著標(biāo)簽進(jìn)入發(fā)射天線(xiàn)工作區(qū)域時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流，射頻標(biāo)簽憑借感應(yīng)電流獲得的能量驅(qū)動(dòng)標(biāo)簽中的芯片工作，并使用此能量發(fā)送應(yīng)答信號(hào)給閱讀器。閱讀器將接收到的信號(hào)反饋給主機(jī)，主機(jī)上的管理軟件通過(guò)收集到的標(biāo)簽信息對(duì)整個(gè)系統(tǒng)情況進(jìn)行管理。RFID技術(shù)已經(jīng)在物流管理等領(lǐng)域有成功應(yīng)用，其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有ISO-18OO0系列協(xié)議等。

目前，對(duì)RFID系統(tǒng)的研究熱點(diǎn)有如下幾個(gè)方面。

2.1天線(xiàn)設(shè)計(jì)

RFID通過(guò)無(wú)線(xiàn)信號(hào)進(jìn)行信息交換，電子標(biāo)簽和閱讀器之間的能量感應(yīng)方式主要有兩種：電感耦合和電磁反向散射耦合。電感耦合原理與變壓器類(lèi)似，主要應(yīng)用于低、中頻段,典型工作頻率為125kHz、225kHz和13.56MHz,電感耦合方式工作頻率低，數(shù)據(jù)傳輸速率低且感知距離??；電磁反向散射耦合工作方式與無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)類(lèi)似，它們都以雷達(dá)模型為基礎(chǔ)。如，一般工作于高頻、微波頻段，典型的工作頻率為433MHz、915MHz、2.45GHz、5.8GHz,由于工作頻率較高，數(shù)據(jù)傳輸速率較高且感知距離更遠(yuǎn)，可達(dá)4~6m。由于電磁反向散射耦合工作方式具有更好的工作效率，因此,目前研究工作的熱點(diǎn)集中于這種工作方式。

閱讀器天線(xiàn)設(shè)計(jì)要求：容易在超高頻或微波頻段調(diào)諧,尺寸符合要求，輸入阻抗特性近似線(xiàn)性，具有較寬帶寬和較高增益，具有圓極化或準(zhǔn)圓極化方式，而且成本較低。標(biāo)簽天線(xiàn)設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮天線(xiàn)頻帶、天線(xiàn)的形狀和大小、識(shí)別范圍、移動(dòng)性要求、成本、可靠性等。

2.2SAW（聲表面波技術(shù)）

聲表面波是一種能量集中在介質(zhì)表面?zhèn)鞑サ膹椥圆?一個(gè)典型的SAWRFID系統(tǒng)的工作過(guò)程是：閱讀器發(fā)射射頻查詢(xún)脈沖，標(biāo)簽的接收天線(xiàn)接收閱讀器發(fā)送過(guò)來(lái)的信號(hào)，信號(hào)經(jīng)接收IDT（叉指換能器,將電磁波轉(zhuǎn)換為聲波）轉(zhuǎn)換為聲表面波,聲表面波在標(biāo)簽內(nèi)傳播，與特殊設(shè)計(jì)的反射柵接觸改變信號(hào)的一些信息形成新的聲波信號(hào)以攜帶標(biāo)簽的信息，新的聲波信號(hào)繼續(xù)前進(jìn)，遇到發(fā)射IDT后被轉(zhuǎn)換為電磁波，電磁波經(jīng)發(fā)射天線(xiàn)發(fā)送回閱讀器，至此一次閱讀的過(guò)程完成。SAW是晶體表面?zhèn)鞑サ膹椥圆ǎ簧婕熬w內(nèi)部電子遷移過(guò)程，因此具有較強(qiáng)的抗干擾能力，適用于更加惡劣的環(huán)境，同時(shí)也由于這種標(biāo)簽不涉及晶體內(nèi)部電子遷移過(guò)程，因此標(biāo)簽不含智能。

2.3碰撞算法

RFID系統(tǒng)中存在著兩種沖突，一種是多讀寫(xiě)器對(duì)標(biāo)簽的沖突，一種是多標(biāo)簽對(duì)讀寫(xiě)器的沖突，兩種沖突的解決方法不盡相同。

多讀寫(xiě)器對(duì)標(biāo)簽沖突的情況是，當(dāng)讀寫(xiě)器同時(shí)向某一個(gè)或幾個(gè)標(biāo)簽發(fā)送信號(hào)時(shí)，標(biāo)簽由于無(wú)法區(qū)分信號(hào)的來(lái)源而無(wú)法響應(yīng)讀寫(xiě)器，于是標(biāo)簽無(wú)法正確識(shí)別。為了解決讀寫(xiě)器的沖突，可以采取CSMA/CD(載波偵聽(tīng)多路訪(fǎng)問(wèn)/沖突檢測(cè)機(jī)制)、時(shí)分復(fù)用、頻分復(fù)用、功率控制等方法，由于讀寫(xiě)器具有智能，還可以在讀寫(xiě)器之間建立單獨(dú)的同步鏈路，以實(shí)現(xiàn)更精確的控制。

多標(biāo)簽對(duì)讀寫(xiě)器沖突可以簡(jiǎn)化為一個(gè)讀寫(xiě)器同時(shí)與多個(gè)標(biāo)簽進(jìn)行通信，由于標(biāo)簽電路簡(jiǎn)單且智能有限，所以，對(duì)標(biāo)簽沖突的解決一般由讀寫(xiě)器來(lái)實(shí)現(xiàn)。標(biāo)簽的防沖突算法一般基于時(shí)分復(fù)用的思想，現(xiàn)有比較成熟的算法有ALOHA類(lèi)算法、基于樹(shù)的算法等。碰撞算法的選擇受限于標(biāo)簽成本、應(yīng)用特點(diǎn)等因素，隨著RFID系統(tǒng)應(yīng)用得越來(lái)越廣泛，對(duì)碰撞算法的研究也將成為熱點(diǎn)。

3共性問(wèn)題

在物聯(lián)網(wǎng)感知層的研究中，除了以上提到的問(wèn)題以外,還有一些共性的問(wèn)題需要解決。

3.1電磁波傳輸特性

無(wú)線(xiàn)信號(hào)的傳輸受環(huán)境的影響巨大，因此需要研究不同環(huán)境下無(wú)線(xiàn)信號(hào)的傳播特性，并根據(jù)這些特性設(shè)計(jì)信號(hào)的傳送方式，以提高通信質(zhì)量和距離。目前研究的熱點(diǎn)主要集中于復(fù)雜環(huán)境下的傳輸特性，如巷道內(nèi)的多徑效應(yīng)、衰落、調(diào)制方式等對(duì)通信效果的影響，但是，目前研究的主要方式還以實(shí)驗(yàn)為主，理論上的研究還有待突破]。

3.2節(jié)點(diǎn)定位

感知層中節(jié)點(diǎn)位置信息對(duì)于感知層來(lái)說(shuō)是必要的，比如在礦井中定位某礦工的具體位置等情況。如果對(duì)定位的精度要求比較高，可采取在節(jié)點(diǎn)上附加測(cè)距裝置的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，比如附加超聲波測(cè)距裝置等，但這種方式的功耗會(huì)比較大，且成本相對(duì)較高。如果對(duì)定位精度要求比較低，則可借助電磁波通信過(guò)程中的一些信息對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行定位，這種定位技術(shù)也是目前研究的熱點(diǎn)，比如RSSI(ReceivedSignalStrengthIndicator)、AOA(Angleofarrival)、TOA(Timeofarrival)、TDOA(Timedifferenceofarrival)等。

3.3UWB(超寬帶技術(shù))

UWB技術(shù)采用極窄的脈沖信號(hào)實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)通信，UWB信號(hào)的定義是相對(duì)帶寬大于20%的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)的，這種信號(hào)與傳統(tǒng)調(diào)制信號(hào)相比具有更優(yōu)秀的性能，如收發(fā)信電路簡(jiǎn)單(因?yàn)榘l(fā)送的是基帶信號(hào)，無(wú)需調(diào)制)、隱蔽性好(占用帶寬大,因此功率譜密度低)、傳輸速率高(時(shí)域來(lái)看是極窄的脈沖,易于實(shí)現(xiàn)高速傳輸)、與其他系統(tǒng)良好的頻段共存性(UWB信號(hào)對(duì)常規(guī)無(wú)線(xiàn)電信號(hào)來(lái)說(shuō)相當(dāng)于噪聲)、具有很好的穿透能力(低頻部分能夠很好地穿透墻壁、大地等固體，便于實(shí)現(xiàn)室內(nèi)定位、探地雷達(dá))等。感知層中采用UWB技術(shù)能夠具有降低網(wǎng)絡(luò)功耗、便于節(jié)點(diǎn)定位、提高傳輸速率等優(yōu)點(diǎn)。

3.4網(wǎng)絡(luò)安全

網(wǎng)絡(luò)安全應(yīng)該是物聯(lián)網(wǎng)體系設(shè)計(jì)過(guò)程中重點(diǎn)考慮的問(wèn)題,因特網(wǎng)的安全問(wèn)題已經(jīng)給世界帶來(lái)了很大的不便，如果這樣的問(wèn)題被物聯(lián)網(wǎng)繼承下來(lái)并在物聯(lián)網(wǎng)大規(guī)模應(yīng)用以后爆發(fā)，后果將不堪設(shè)想。參照因特網(wǎng)中出現(xiàn)的安全問(wèn)題，對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)來(lái)說(shuō)，應(yīng)該從技術(shù)、管理、立法等方面全方位地對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行保護(hù)。如果僅從技術(shù)的角度來(lái)說(shuō)，物聯(lián)網(wǎng)的感知層應(yīng)從訪(fǎng)問(wèn)控制、信道安全、數(shù)據(jù)安全等方面進(jìn)行安全控制。

4結(jié)語(yǔ)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)在還未到大規(guī)模應(yīng)用階段，僅就感知層來(lái)說(shuō)就存在諸多問(wèn)題有待研究。本文簡(jiǎn)略介紹了感知層中現(xiàn)存的主要問(wèn)題及研究思路，希望對(duì)于今后的研究具有一定的指導(dǎo)作用。

20210919_6146ee362feb3__物聯(lián)網(wǎng)熱點(diǎn)問(wèn)題研究