物联网技术导论论文

想必大家在写论文的时候都会遇到烦恼，小编特意整理了一些《物联网技术导论论文(精选5篇)》仅供参考，大家一起来看看吧。摘要：物联网在各个领域的推广应用也把原来的网络安全威胁扩大到物质世界，增加防范和管理难度，根据物联网的三个层次，分析物联网的安全特性，特别对感知层的安全问题进行分析，并对物联网安全技术中的密钥管理技术进行讨论。

第一篇：物联网技术导论论文

基于互联网技术——试论物联网技术的发展

摘要：目前阶段，物联网概念随之产生，被广泛应用在各领域中，特别是在公共服务和商业服务建设中的应用效果逐渐突显出来。对于物联网而言，计算机网络发挥着核心作用。自计算机网络产生发展以来，由有线发展至无线，发展速度明显加快。在物联网与计算机网络技术相互结合的基础上，实现了两者的同步发展。基于此，文章将物联网作为主要研究对象，重点阐述其对计算机网络技术发展的影响，希望有所帮助。

关键词：物联网;计算机网络技术;影响

物联网核心就是计算机网络技术，借助互联网环境实现信息交流和传递，全面分享物和物之间的信息内容。长期以来，信息传递的时候都是通过模拟信号与非实体信息方式完成。但是在物联网技术运用基础上，即可与诸多计算机网络通讯实现有效联系。在这种情况下，即可实现模拟数据与信息传递概率不断提升。由此可见，深入研究并分析物联网对计算机网络技术发展的影响具有一定的现实意义。

1 计算机网络技术概述

计算机网络属于第三次科技革命的产物，最初的发展形态就是计算机超强计算能力和计算规模，随后被广泛应用于现代战争领域，能够有效模拟不同类型武器的战争情况。尤其是近年来，计算机网络技术已经突破了孤立发展状态，能够实现互相连接，促进了互联网时代的进步，也使得计算机行业实现了全面可持续发展。在这一环境中，计算机行业取得了理想的发展成绩，能够跨地理距离影响着人们的交往，促进了人和人之间的沟通，有效地联系地球各区域与各领域。由此可见，计算机网络使人们生存方式和交往方式实现了有效转变，且人们的可知领域和范围也明显扩充，逐渐发展成人类社会未来发展的重要方向[1]。

目前阶段，基于现代网络技术发展速度的加快，计算机和网络实现了全面融合，加快了信息的处理速度与网络运行速度，促进不同领域进步，实现现代互联网技术的全新发展。计算机网络已经逐渐发展成实时互动网络，所以，现代网络技术的合理运用，借助计算机网络实现图片与声音传送成为可能，一定程度上改变人们生活方式，提高人们生活质量。在此基础上，现代技术发展速度也将不断加快，在各领域实现突破和发展。

2 物联网概述

2.1 概念

二十一世纪以来，计算机网络发展速度明显加快，物联网概念被提出，为工业4.0以及“互联网+”奠定了坚实基础。在物联网概念中，核心体现在“智慧”方面，具体指的就是在物联网设备连接方面，借助事先预定传感器与RFID等诸多设备与程序，对物体抑或使用者所提供的信息内容加以鉴别，科学合理地处理向终端计算机反馈的信息内容。整个过程都是自动化完成，无须人工的参与。而且，物联网属于全新产业，体现了科学生产力的发展趋势，为世界发展提供了全新动力。在实践过程中，创造了可观的经济效益，用工成本也明显节省。与此同时，其他行业的发展也获得了必要的基础支持。

目前阶段，在物联网领域中，欧美与日韩等国家都投入了大量资金，我国在物联网发展方面也提高了重视程度，工信部门同样制定一系列标准要求，在国家支持的情况下，大部分高科技企业也积极参与物联网行业的发展过程中，使得现代经济的发展速度明显加快，增强了物联网研究水平。

2.2 基本工作原理

物联网被广泛应用在各领域中，其中包括了物流、交通、管控、安全与检测等多个方面。所以说，新一代IT技术已经被应用在诸多行业当中。最具代表性的就是汽车中的传感器、二维码与RFID技术应用，同时还有货物与烟雾感应器和物联网物品相互连接，并借助计算机网络，向云计算机传输，并实现数据的智能化处理与分析，而这同样也是组成的大数据的重要部分。在此基础上，物联网和互联网要实现有效连接，交换、互通并共享物联网信息。

以微信的扫一扫支付功能为主，仅需与网络手机连接，在微信扫一扫的基础上，即可生成账单二维码、电子账单，最终达到缴费的目标，不需要对现金进行使用。另外，地图软件中所具备的实时路况功能，能够对塞车、畅通路段等进行查询，利用不同的颜色对交通拥堵的情况做出判断。而此功能主要是要利用汽车流量传感器，对道路车流量进行实时监测并获取相应的信息内容。在这种情况下，驾驶者即可利用手机抑或电脑对道路交通信息进行查看，合理选择畅通路段，以缓解道路拥堵的情况，而这就是所谓的智能交通。

伴随物联网的广泛应用，人们的日常生活也更加方便，智能化特征更明显。仅需借助移动终端，即可对人民群众的衣食住行加以了解，与智能化社会的发展需求相适应。

3 物联网对计算机网络技术发展的影响阐释

3.1 感知层

感知层在物联网模块中发挥基础性作用，在物联网技术应用的背景下，借助计算机网络技术，使得感知层能够有效感知网络区域内部的数据信息，并对数据和资料等进行必要的搜索。在此基础上，借助网关即可有效传输信息与数据。所谓网关，指的就是实现全部网络的有效连接，科学处理所获取的信息资料。而为确保计算机信息处理的顺利，就要不断完善计算机网络技术。但在实践过程中，计算机网络技术会承受巨大压力，在物联网技术发展使得网络信息与数据量迅速提高，直接增加了工作的难度。特别是信息的收集与处理，要求物联网感知层开展大量工作，才能夠科学感知信息。近年来，物联网技术呈现出快速发展的趋势，为人民群众提供了极大便利[2]。但其对于物联网技术的要求不断提高，所以物联网技术的发展面临严峻挑战。另外，物联网技术的应用范围也逐渐扩大，实际承载业务量明显增多，致使计算机网络技术压力逐渐增强，而物联网发展需要有计算机网络技术的支撑，所以要实现物联网技术与计算机网络技术的同步发展，才能够将物联网技术的价值充分彰显出来，并为人民群众提供必要的服务。

3.2 应用层

众所周知，物联网和计算机网络技术之间的联系密切，两者相互促进，共同发展。较之于计算机网络，物联网在处理和分类信息方面更具优势，所以需要计算机网络技术实现创新发展，突破原有约束，将其作用充分发挥出来，实现运行能力的全面提升，为物联网可持续发展提供优质服务。在实践过程中，要将物联网既有的应用层能力突显出来，以促进行业发展和进步，与现代社会发展需求相适应。而且，物联网可以与周边环境实现有效交流，推动跨区域环境信息的交流。所以，物联网应用层同样也承载了这一功能。在物联网应用层运行期间，其作用远远超出计算机互联网功能，也可以认为物联网突破了计算机互联网发展瓶颈，使得计算机未来发展成为可能。在此基础上，物联网应用层还能够科学合理地整合既有资源，有效结合不同类型的信息链，缩短资源间距离，促进信息交流和沟通。在物联网的作用下，实现了计算机网络和物联网的共存，但两者都存在需求领域且不可相互替代，使得两者矛盾以及冲突得以消除，也实现了两者的进步与发展。

3.3 传输层

物联网和互联网都会对传输层产生一定程度的影响，然而，两者功能和作用都存在明显差异，尤其是传输层方面。物联网能够促进物和物，人和人的全面发展，所以传输层必要确保使用者的个人隐私，并且促进信息传递和交流。在这种情况下，对物联网传输层提出了极高要求，使得运输环节愈加复杂。较之于计算机网络，物联网更要独立运行，然而在复杂运行状态下，也需要有效节省成本支出，并不断优化实际运行的能力。为此，传输层一定要突破当前网络技术约束，促进现代计算机网络的正常运行。对于计算机互联网而言，所面对的使用者和使用阶层都具有多样化特征，且针对性较强，能够为高信息需求的人群提供服务。所以，传输层也是区分互联网和物联网的重要指标，在两者发展中发挥着控制作用，现实意义显著。

4 物联网未来发展展望

物联网从本质上来讲就是基于计算机网络技术形成并发展的，能够实现物与人、物与物信息的交换，使得计算机网络技术约束得以突破，深入革新计算机网络技术。而在未来发展的过程中，计算机网络技术需始终负责数据信息的传输任务，同时延伸不同类型的功能。即便计算机网络技术人工智能发展时间不长，且很多思路仍处于尝试阶段，但在物联网运用的基础上，即可使研究速度明显加快，进而在人工智能领域中实现全面发展。

5 结束语

综上所述，基于现代社会经济的快速发展，信息化水平也明显加快。必须在相关工作中合理运用不同的网络技术，在长期实践与研究的基础上，才能够全面优化并完善互联网技术，充分发挥技术作用与功用。上文中，重点阐述了物联网对计算机网络技术发展的影响，以期促进计算机网络技术的发展，推动技术的可持续发展，并为社会进步与发展提供高质量服务。

参考文献：

[1] 李磊.计算机网络技术中物联网的影响作用探究[J].無线互联科技，2017(11)：28-29.

[2] 牟思.浅谈物联网的关键技术及计算机物联网的应用[J].软件，2018，39(6)：189-191，208.

[通联编辑：李雅琪]

作者：李向伟

第二篇：物联网技术及油气田物联网建设

[摘 要] 本文对物联网概念及架构进行了阐述，对油气生产物联网的3个子系统进行分析，结合油田实际应用情况，对系统的建设及应用与推广提出了自己的一点看法及认识。

[关键词] 物联网;物联网架构;油气生产

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2014 . 04. 028

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1 物联网概念及技术架构

物联网是新一代信息技术的重要组成部分。它有两层意思：①物联网的核心和基础是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;②用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。因此，物联网的定义是通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

从技术架构上来看，物联网可分为3层：感知层、网络层和应用层。感知层由各种传感器以及传感器网关构成，它的作用相当于人的神经末梢，它是物联网识别物体、采集信息的来源，其主要功能是识别物体，采集信息。 网络层由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网、网络管理系统和云计算平台等组成，相当于人的神经中枢和大脑，负责传递和处理感知层获取的信息。应用层是物联网和用户的接口，它与行业需求结合，实现物联网的智能应用。

2 物联网发展

物联网的概念最初来自“传感网”，是作为重大IT技术提出来的。1999年，在美国召开的移动计算和网络国际会议提出，传感网是22世纪人类面临的又一个发展机遇。2003年，美国《技术评论》杂志提出传感网络技术将是未来改变人们生活的十大技术之首。到了2005年，在突尼斯举行的信息社会世界峰会上，国际电信联盟(ITU)发布了《互联网报告2005：物联网》一文，正式提出了“物联网”的概念。射频识别技术(RFID)、传感器技术将是其中的关键技术，2009年，美国工商业领袖的一次会议上，首次提出“智慧地球”的概念。从此物联网的概念进入了国家的战略层，发达国家也纷纷效仿，提出相应的战略对策。

2009年8月7日，国务院总理温家宝发表重要讲话，指出“在传感网发展中，要早一点谋划未来，早一点攻破核心技术”;“在国家重大科技专项中，加快推进传感网发展”;“尽快建立中国的传感信息中心，或者叫‘感知中国’中心”。近年来，北京、上海、广州等城市都加快了物联网发展的布局。在各个行业，如石油工业、绿色农业、公共安全、城市管理、远程医疗、智能家居、智能交通和环境监测等各个行业均有物联网应用的尝试。

3 油气生产物联网

根据中石油集团公司“十二五”总体规划以及油气田生产实际要求，急需加快面向生产操作过程的信息系统建设，通过信息技术与工业生产的融合，提高生产操作的自动化程度，保证生产持续、安全、稳定、高效的运行，为优化生产管理流程，实施精细化管理创造条件。

油气生产物联网系统就是利用物联网技术，实现油气田井区、计量间、集输站、联合站、处理厂生产数据、设备状态信息在作业区生产指挥中心及生产控制中心集中管理和控制。搭建油气田场站规范、统一的数据管理平台，支持油气生产过程管理，进一步提高油气田生产决策的及时性和准确性。

油气生产物联网包括3个子系统(图1)，以下对此3个子系统进行分析。

3.1 数据采集与控制子系统

采集与控制子系统主要是利用传感、射频等技术，感知油气生产信息，建立覆盖油气全过程准确、可靠的自动化采集与控制子系统。实现采集数据完善准确，过程控制精确到位，安全管理及时有效，系统控制稳定可靠。

数据采集与控制子系统包含4个主要功能：生产数据自动采集，生产环境自动监测，生产过程自动控制，物联设备状态监控。

采集子系统中，通过准确的数据采集才能真实地反映油气井数据的变化，指导油气井管理。应当考虑到以下问题：

3.1.1 传感器精度

数据采集所使用的传感器需要考虑精度等级;针对现场不同情况选择精度等级不同的传感器。

3.1.2 环境条件

使用设备要考虑地区环境条件，如北方地区需要考虑耐严寒、抗风沙，南方地区因环境湿度大，需要考虑防水等。

3.1.3 仪表可管理性

主要体现在仪表采用合适的通讯协议，远端实现仪表工作状态、生产日期、编号等的查询，使仪表校验等可控。

在控制子系统建设中，设计理念上应当体现远端控制和就地控制相结合的理念。具体来说，就是不能完全依靠远端控制信号进行控制，本地控制器一定要具有基本的逻辑处理能力，用于防止由于通讯链路故障或拥塞造成的部分控制信号不能及时到达而产生的危害因素，另一方面还要防止现场出现紧急情况后远端不能及时发出控制指令而造成的现场生产失控。

3.2 数据传输子系统

数据传输子系统主要是利用数据通信技术，实现生产数据和视频图像的实时传输，满足整个系统对数据的安全性、实时性、稳定性等要求。此系统可以实现井站的实时数据，指令的数据传输，以及图像的传输。

数据传输子系统采用有线和无线技术相结合的方式，将井场、站库生产数据及视频信号高效、安全、稳定地传输到油气田监控指挥中心。距站较近的井场、站站之间通过有线网络相连，以光缆传输为主;井场和边远站库数据通过无线异构网络传输，包括多载波无线信息本地环路(McWiLL)、全球微波互联接入(WiMAX)、通用分组无线服务(GPRS)、数传电台等无线传输技术。

3.2.1 以太网和宽带网

以太网和宽带网是互联网的主要接入形式，也是物联网传输的主要通讯载体。在物联网网络中，有以太网或宽带接入条件的固定终端应用时，可以通过终端上的以太网接口接入到网络，这种接入方式，继承了以太网和宽带的大数据量和低延迟的特点，可以用于传输大数据量的文件信息和流媒体信息。但受限于应用网络，比如在新疆油田公司各作业区，各类站库、油井、水井位置大多处于沙漠、戈壁地区，使用受到限制。

3.2.2 GPRS/CDMA/3G无线网络

移动无线网络，GPRS/CDMA/3G等将成为未来物联网中主要的移动通讯载体，因其具有无布线、易布置、流动工作的特点，将被大量应用在需要移动传输数据和不利于布线布网的野外场合。但这种网络由于无线交换的特点，具有一定的时延，且带宽有限，一般用来做实时性要求不高和数据量不大的场合，而且使用存在向电信运行商付费问题。

3.2.3 WLAN无线网络

WLAN无线网络是以太网、宽带网的末端延伸，属于区域内的无线网络，兼有以太网、宽带网的优点，又具备GPRS/CDMA/3G等网络的部分无线功能，在无线联网中发挥重要作用。但WLAN无线网络应用的范围，既受限于无线路由的信号范围，又受限于以太网、宽带网的接入，因此，一般应用在宽带接入的末端不适合布线的场合，并作为以太网、宽带网的重要补充。

将物联网技术应用于视频监控系统通过录像机、矩阵、云台摄像机实现视频监控系统的图像切换、录像资料调用。把录像机、矩阵、云台控制指令进行存储，可以实现对各种监控系统的控制，当接收到传感器发出的感知信号，就可以联动视频监控系统，调用多个视频监控图像，从不同角度监看目标的局部细节和周边区域的图像。

通过物联网技术的应用，油田视频监控系统，不仅可以使防盗报警、门禁控制、消防火灾报警、视频监控系统联动，还可以实现感知信息与视频监控系统联动，可使物品获取视频感知信息，使现有的视频监控系统发挥最大的应用价值。

在建设过程中，对不同井、站视频的监控，需要针对不同场地视频监控提出适当的带宽要求，需要制定视频传输带宽占用标准，不能无限制扩大，必要时可多种数据传输网共同采用。

3.3 生产现场监控与管理子系统

生产现场监控与管理子系统主要是利用实时采集的生产信息，建立覆盖油气生产、处理全过程的生产管理、预测预警系统。实现生产过程实时预警，控制参数实时调整，数据信息实时发布，管理决策及时到位。此系统可以实现生产的实时检测、生产动态设备分析，设备管理等功能。

油气生产现场监控与管理子系统主要包含以下功能：油气水井生产监控、远程自动计量、油气集输生产监控、生产环境监控、气体监测、防盗防泄漏监控、生产动态实时监控、故障预警、系统管理、数据管理、物联设备管理。

由于物联网由大量的机器、设备构成，缺少人对设备的有效监控，并且数量庞大，设备集群等相关特点造成的，安全问题主要有以下几个方面：

(1)设备本地安全问题。由感知节点多数部署在无人监控的场景中，存在人为破坏的隐患，它们的数据传输和消息也没有特定的标准，所以没法提供统一的安全保护体系。

(2)核心网络的传输与信息安全问题。核心网络具有相对完整的安全保护能力，但是由于物联网中节点数量庞大，且以集群方式存在，对于单一的油气井或计量站来说，数据量不大，但是对于上千口油井来说，数据量是比较大的，因此会导致在数据传播时，由于大量机器的数据发送使网络拥塞，产生拒绝服务攻击。同时由于要兼顾控制的及时性，有必要建立分布式数据库服务器和分布式应用服务器。

(3)物联网业务的安全问题。随着物联网的发展，传感器的数目将呈几何级数的发展，对物联网机器的安全信息进行管理成为新的问题，需要建设统一的安全管理平台，增强系统的安全性、保障各类业务的应用。

4 总 结

近年来，对于油田作业区而言，井场、站库等油气田生产现场的数据采集、过程控制、参数优化、管理决策等凸现重要，将自动化技术、通信技术、信息技术融合的油气生产物联网系统在智能识别、数据融合、数据应用等方面发挥越来越大的作用，油气生产物联网是油气田信息化建设发展的必然趋势。

主要参考文献

[1]油气生产物联网系统可行性研究报告[R].2011.

[2]李文清，郭宗良.物联网的成长与发展综述[J].网络与信息，2010(2)：27.

[3]沈苏彬.物联网概念模型与体系结构[J].南京邮电大学学报：自然科学版，2010，30(4).

[4]武传坤.物联网安全架构初探[J].中国科学院院刊，2010，25(4).

[5]曾韬.物联网在数字油田的应用[J].电信科学，2010(4)：25-32.

作者：吴东 赵黎 李青 赵丽萍

第三篇：物联网信息安全技术研究

摘要：　物联网在各个领域的推广应用也把原来的网络安全威胁扩大到物质世界，增加防范和管理难度，根据物联网的三个层次，分析物联网的安全特性，特别对感知层的安全问题进行分析，并对物联网安全技术中的密钥管理技术进行讨论。

关键词：　物联网;安全;感知层;RFID;密钥管理

0　引言

物联网是在计算机互联网的基础上将各种信息传感设备，比如射频识别(RFID)，红外传感器，全球定位系統，激光扫描器等各种信息传感设备与互联网结合起来构成的一个巨大网络，来进行信息的通信和交流，以实现对物品的识别，跟踪，定位和管理，即“internet　of　things”。它是接下来网络发展的主要方向，具有全面感知，可靠传递，智能化处理的特点。所以物联网是互联网，传感网，移动网络等多种网络的融合，用户端由原来的人扩展到了任何的物与物之间都可进行通信以及信息的交换。但是随着这些网络的融合以及重新构成的统一的新的网络，使网络入侵，病毒传播等影响安全的可能性范围越来越大，它存在着原来多种网络已有的安全问题，还具有它自己的特殊性，如隐私问题，不同网络间的认证，信息可靠传输，大数据处理等新的问题将会更加严峻。所以在物联网的发展过程中，一定要重视网络安全的问题，制定统一规划和标准，建立完整的安全体系，保持健康可持续发展。

1　物联网的安全特性

物联网按照一般标准分为三个层次：应用层，网络层，感知层。应用层主要是计算机终端，数据库服务器等，进行数据的接收，分析和处理，向感知系统其他终端下达指令。网络层是依靠现有的网络，如因特网，移动网络等将应用层和感知层之间的通信数据进行安全可靠的传递，类似于人体的神经系统。感知层主要包含一些无线传感设备，RFID标签和读写器，状态传感器等，类似于人体的感官。虽然各层都具有针对性较强的密码技术和安全措施，但相互独立的安全措施不能为多层融合一起的新的庞大的物联网系统解决安全问题，所以我们必须在原来的基础上研究系统整合后带来的新的安全问题。

应用层支撑物联网业务有不同的策略，如云计算，分布式系统，大数据处理等等都要为相应的服务应用建立起高效，可靠，稳定的系统，这种多业务类型，多种平台，大规模的物联网系统都要面临安全架构的建立问题。

网络层虽然在因特网的基础之上有一定的安全保护能力，但在物联网系统中，由于用户端节点大量增加，信息节点也由原来的人与人之间拓展为物与物之间进行通信，数据量急剧增大，如何适应感知信息的传输，以及信息的机密性，完整性和可用性如何保证，信息的隐私保护，信息的加密在多元异构的物联网中显得更加困难。

感知层信息的采集，汇聚，融合，传输和信息安全问题，因为物联网的感知网络种类复杂，各个领域都有可能涉及，感知节点相对比较多元化，传感器功能简单，无法具有复杂的安全保护能力。

2　感知层的安全问题

由于应用层和网络层我们相对比较熟悉，而感知层是物联网中最能体现物联网特性的一层，信息安全保护相对比较薄弱的议程，我们了解一下感知层的安全问题。

感知层主要通过各类传感器和设备从终端节点收集信息，用传感器来标识物体，可无线或远程完成一些复杂的操作，节约人力成本。而物联网中这些传感器或设备大多安装在一些无人监控的地点，可以轻易接触或被破坏，极易被干扰，甚至难以正常运行，或被不法分子进行非法控制。

比如我们在物联网中常见的RFID系统，它主要设计用来提高效率，降低成本，由于标签成本的限制，也很难对起采用较强的加密方式。并且它的标签和阅读器采取无线的非接触方式，很容易受到侦听，导致在数据的收集，传输和处理过程中都面临严重的安全威胁。RFID系统一般部署在户外环境，容易受到外部影响，如信号的干扰，由于目前各个频带的电磁波都在使用，信号之间干扰较大，有可能导致错误读取命令，导致状态混乱，阅读器不能识别正确的标签信息;非法复制标签，冒充其它标签向阅读器发送信息;非法访问，篡改标签的内容，这是因为大多数标签为了控制成本没有采用较强的加密机制，大多都未进行加密处理，相应的信息容易被非法读取，导致非法跟踪甚至修改数据;通过干扰射频系统，进行网络攻击，影响整个网络的运行。

对此我们应该采取的安全措施为：首先对标签和阅读器之间传递的信息进行认证或加密，包括密码认证，数字签名，hash锁，双向认证或第三方认证等技术，保证阅读器对数据进行解密之前标签信息一直处于锁定状态;其次要建立专用的通信协议，通过使用信道自动选择，电磁屏蔽和信道扰码技术，来降低干扰免受攻击;也可通过编码技术验证信息的完整性提高抗干扰能力，或通过多次发送信息进行核对纠错。

所以针对感知层的安全威胁，我们需要建立有效的密钥管理体系，合理的安全架构，专用的通信协议确保感知层信息的安全、可靠和稳定。

3　物联网的密钥管理技术

物联网中的密钥管理是实现信息安全的有力保障手段之一，我们要建立一个涉及多个网络的统一的密钥管理体系，解决感知层密钥的分配，更新和组播等问题。而所有这些都是建立在加密技术的基础之上，通过加密实现完整性，保密性以及不可否认性等需求。加密技术分为两大部分：算法和密钥。之前国际上比较成熟的算法有AES，DES等，同时他们需要强大的密钥生成算法保证信息的安全。

目前的密钥管理技术主要分为对称密钥管理和非对称密钥管理，对称密钥管理又分为预分配方式，中心方式和分组分簇方式。比较典型的有q-composite密钥预置方法，概率密钥预分配方法，SPINS协议，E-G方法等，相对于非对称密钥系统，它的计算复杂度明显较低，但安全性也相对要低。非对称密钥管理中比较典型的就是ECC公钥密码体制，它的硬件实现简单，

在同等强度的大整数域中，它的计算和存储复杂度有很大的优势，在ECC上，乘法和加法运算速度较快，但配对运算较慢。

ECC是典型的基于椭圆曲线离散对数问题，它和传统的加密算法相比，具有安全性高，计算量小，处理速度快，存储空间小，带宽要求低的特点。因为ECC椭圆曲线上的点群离散对数计算困难性在计算时间复杂堵上目前是指数级别的，这就决定了它的抗攻击性强度非常高。在相同资源条件下，在加密速度上ECC远比其他加密算法快得多，因为ECC系统的密钥生成速度比传统的加密算法要快百倍以上，所以它的加密性能显然更高。同时ECC的密钥尺寸要比传统的加密算法小得多，但却具有同等的安全强度，所以意味着ECC所占的存储空间要小很多，这对于在物联网系统中机密算法受资源环境受限的影响下的使用具有非常重要的意义。在对于比较长的消息进行加密解密时，传统的算法和ECC对带宽都有一定得要求，基本处在同一个级别，但在较短消息的加密解密时，ECC的要求就明显底很多，所以ECC在无线网络环境下进行应用具有非常大的优势。

在物联网的密钥管理技术中，无论是对称密钥管理还是非对称密钥管理，能否进行高效运算，降低高层信息安全对各种运算的依赖，提高物联网信息的安全性，并降低安全成本都是在物联网系统中需要解决的问题。

4　结语

物联网安全技术对接下来物联网能否在各领域大规模推广起着至关重要的作用，由于物联网系统中信息的多元异构性，我们面临的物联网安全形势将会更加严峻。特别是感知层的安全研究有待加强，如何建立有效的跨越多网的安全架构，使我们的研究重点之一。在密钥的管理方面，如何提高加密算法的效率，提高传感器的性能都需要我們进行深入研究。同时我们还需要建立完善统一的安全技术标准，认证机制，成熟的安全安全体系才能应对物联网发展过程中面临的各种挑战。

参考文献：

[1]杨庚等，物联网安全特征与关键技术[J].南京邮电大学学报，2010(08)：20-29.

[2]吴同，浅析物联网的安全问题[J].网络安全技术与应用，2010(8)：7-8.

[3]温蜜等，基于传感器网络的物联网密钥管理[J].上海电力学院学报，2011(01)-0066-70.

[4]刘利民，物联网感知层中RFID的信息安全对策研究[J].武汉理工大学学报，2010(10)：79-87.

[5]邵华等，物联网信息安全整体保护实现技术研究[J].技术应用，2010(09)：83-88.

作者：肖广娣　凌云

第四篇：能源物联网及其关键技术

【摘要】能源物联网作为物联网技术和能源领域有机结合的产物，将助力实现能源转型，形成能源互联网的物联基础。鉴于此，本文对能源物联网的基本概念和体系架构进行了归纳，讨论能源物联网涉及的关键技术，介绍能源物联网的若干应用场景，并对泛在能源物联网的未来发展进行分析和展望，希望为实现能源转型和能源物联网提供一定的参考。

【关键词】能源物联网;能源转型;物联网;可再生能源

引言

当下，全球迎来数字化转型的大发展、大变革时期，新一代信息技术加速引领技术应用突破，带来了产业形态、组织管理、社会治理等方面的重大变革，物联网等新一代技术的发展为数字经济发展带来新动力和新机遇。相比于美国和欧洲国家，我国在物联网领域发展起步较晚，目前正处于高速发展期，技术热点不断涌现，部分领域也取得了一定突破，但碎片化发展、核心技术对外依赖和安全问题一直是阻碍我国物联网技术发展的绊脚石。因此，我国亟需对物联网技术体系进行系统化分析，分析领域关键技术，研判物联网的发展趋势和热点，制定针对性政策措施以促进物联网持续创新与健康发展，助力实体经济发展。

1物联网的定义及其主要应用

想要进行进一步探究，首先需要详细了解物联网技术。在当今社会新一代的信息技术中，物联网属于不可或缺的重要组成部分，物联网的不断发展也标志着当今时代信息化的重要发展阶段。所谓物联网即物物相连的互联网，其主要可以概括为两种含义。其一是基于互联网技术不断进行扩展与延伸的网络技术，其二是基于互联网对其进行扩展与延伸后，再将其延伸至物品与物品之间，从而实现信息与通信功能的这一过程。通过智能感应技术，基于物联网能够将网络系统进行融合与关联，因此物联网也可称之为继计算机。作为一种现代化的运营模式，通过灵活运用设备设施与现代信息技术，基于网络范围内能够实现信息之间的共享与联通。就我国目前而言，物联网的应用尤为广泛，包括智能社区以及交通系统等领域等，物联网的广泛应用证明我国社会各界已经充分将物联网技术重视起来。随着社会以及网络技术的不断发展，物联网技术必然会在不就的将来被进一步开发与完善，并在社会各个领域中将其广泛应用。

2能源物联网的体系架构

能源物联网的体系架构主要包含设施层、感知层、网络层、平台层和应用层。1)设施层包含变压器、充电桩、电动汽车、智能表计、分布式发电等。2)感知层是能源物联网的基础层，通过传感设备和量测装置对基础设施、设备及其周围环境等进行感知，感知层包含传感设备、感知网络等。3)网络层将感知层采集的信息传递至平台层，如通信专网、5G无线网络、以太网等。4)平台层实现各类采集数据的存储、管理、分析功能，通过云计算、大数据等技术实现对感知数据的处理和分析，数据经加密后可进行互传，挖掘海量数据的深度价值，同时提供数据应用开发的应用程序接口。

3能源物联网关键技术

3.1传感器探测

传感器探测技术是一种感知技术，能够对物联网的运行环境进行全面感知，能够为物联网的信息传输提供支撑，并可以帮助做好分析和反馈工作。当前的传感器主要采用无线技术，并且传感器的体积不断减小，应用更为便捷，能够在需要监测的区域内系统布置，并在无线通信的支持下形成有序的组织网络，提升运行的质量。而在未来物联网技术不断发展的背景下，传感器探测技术会进一步发挥其作用，并通过更为先进的测试技术和网络化测控技术提升系统运行的智能化水平。

3.2云计算技术

云计算技术是计算机物联网发展的基础，它是指按照一定的计算形式运用计算机进行计算，使得计算人员可以根据需求进行计算选择，提高了计算效率与工作效率，这里的计算机与我们实际生活中所说的计算机不同，它是指可以帮助计算人员进行工作的计算系统，实现了资源的切換与利用。

3.3射频识别

射频识别计算即电子标签，其是物联网技术有效运行的关键所在，通过应用射频信号以及交变磁场或者电磁场帮助信息进行传递，在通过对传递的信息进行整合和分析，以此来识别物体，在应用过程中，射频识别技术基于标签、阅读器和天线形成架构，将标签放在物体上，以此来有效分辨物体。而通过应用阅读器帮助使用者有效读取或者输入标签上包含的信息。而对于天线而言，其介于标签和阅读器间，形成一种传播介质，能够有效传递信号，能够对不同的设备、信息和人员等资源进行识别，对于其移动或者动态状况下进行识别管理。

3.4密集网络技术

相比与4G网络，5G网当中应用了很多无线接入技术，所以其网络传输效率非常高，并且覆盖范围也非常广。但是在5G网络当中，密集网络技术属于核心技术，在设置移动通信宏基站过程中，可合理的安装相应数量的高增益天线，由此扩大移动通信室外空间，并且有助于5G网的有效扩容，使5G网络信息传输更加灵活。除此之外，在宏基站以外，还可多设置几个网络天线，由此与通信网络间构建交互界面，提升网络通信质量和效率。

3.5网络通信技术

网络通信技术是计算机物联网的关键技术，它为计算机物联网的搭建与完善提供了必要条件。网络通信技术为计算机物联网的人与物、物与物之间的信息传递，提供了重要途径，它可以分为有线和无线两种形式，实现了信息传递的短距离与长距离完美结合，使得人类可以根据自己的需求，进行网络通信技术的选择运用，满足人们在生产、学习和生活中的多方面需求，使得人类认识到计算机物联网的重要性，并不断进行计算机物联网及其关键技术的研究，为计算机物联网的不断发展提供了重要保障。

3.6信息安全技术

安全和隐私是能源物联网能否稳定、快速发展的决定因素之一。能源物联网涉及海量的数据信息和复杂的现实环境，国家重要的能源基础设施、社会服务领域、个人信息都与能源物联网有密切的关系，因此，完善物联网技术应用、保障能源领域的信息安全和网络安全，是能源物联网大规模部署的必要条件。

结束语

物联网技术更为灵活地应用互联网技术，深化了各种数据和技术手段的应用，并形成了更为系统的运行模式，从而大大提升了信息化水平和智能化水平，通过将不同的技术和设施进行有效整合，在各个领域中应用，能够进一步转变不同领域的生产和生活方式，在未来建设过程中，物联网技术势必会在更为广泛的范围内加以应用。

参考文献：

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[3]姜大立，张巍，王清华.智慧物流关键技术及建设对策研究[J].包装工程，2018，39(23)：9-14.

[4]易芝玲，崔春风，韩双锋，潘成康，陈亚迷.5G蜂窝物联网关键技术分析[J].北京邮电大学学报，2018，41(05)：20-25.

[5]印顺.物联网技术及应用研究[J].中国新通信，2018，20(20)：90.

(作者单位：武汉东湖学院计算机科学学院)

作者：赵阳 梁承中 温家曼

第五篇：物联网信息安全技术探究

摘 要：本文从“暴风一号病毒”入手，通过介绍“暴风一号病毒”的相关信息，再引申到当代社会的网络安全现状，阐述物联网信息安全的发展情况，激发当代青年对物联网信息安全的研究兴趣，为我国信息安全做出重大贡献。

关键词：暴风一号病毒 物联网 信息安全

一、“暴风一号病毒”

大家以为“暴风一号病毒”离自己很远，但并非如此。有一次，笔者在复印店打印资料时通过U盘不小心感染了此病毒，做实验时又发现了班级里几乎过半的U盘感染了此病毒。初期感染此病毒时，笔者并没有着急通过360安全卫士等杀毒软件对其进行查杀，认为不过是多了一个快捷方式而已，并未对U盘以及电脑里的文件造成损害，也没有受到勒索等。之后，笔者以物联网信息安全技术这门课程为契机，对此病毒进行了更深入的调查，发现“暴风一号病毒”并不同于如今的主流病毒，不进行盗号、下载木马等常见的病毒行为。

“暴风一号病毒”原名“Worm.Script.VBS.Autorun.be”，这是一个由VBS脚本编写，采用加密和自变形手段，并且通过U盘传播的恶意蠕虫病毒。病毒行为有自变形、自复制、改注册表、遍历文件夹、关闭弹出光驱、锁定计算机、进程异常等。从2009年开始，许多人的电脑和U盘都感染了此病毒，直到现在，这种病毒的各种变形病毒依然入侵着电脑。

瑞星反病毒工程师介绍其“六宗罪”：该病毒会自动进行变形、加密、解密，使得每次运行后，病毒文件内容彻底变化，以躲避杀毒软件查杀;通过Autorun的方式，使用户打开磁盘时自动运行病毒，并修改正常的系统文件;将病毒文件附加在正常系统文件中，修改注册表，以实现自身隐藏;隐藏电脑中的所有文件夹，并生成一个快捷方式，当用户打开时，会误认为是正常的，但病毒已经在运行;每当系统日期中的月和日相等时(比如2月2日)，光驱被病毒自动弹出;病毒会用下图中的骷髅图片锁定电脑屏幕，使用户无法操作。最后使得用户感染病毒后电脑运行速度变得非常缓慢，无法正常操作。

也正是因为它的这些特性，让这个病毒变得不那么容易被杀毒软件发现，而且这个病毒在潜伏期并不会对电脑产生任何危害，只有在特定日期才会触发其文件内部的某个指令，比如通过Function Get Infected Date函數得到病毒恶作剧日期，检测到到达设置的日期时病毒再发作。而且其特定的自动解密加密功能也让破解这个病毒源码更加麻烦，虽然只是基于密码学，将其解密后的文字改变字母大小写和顺序，但当数据量很大的时候，想要再次解密复原也是十分困难的。

总的来说，虽然这个病毒现阶段对人们产生的危害无关痛痒，但它始终是作为一个漏洞在电脑上存在着，就像是场小感冒对未来可能被引发的肺炎和脑炎等更加严重，所以一定不能忽视它，要尽早对其进行查杀，以绝后患。

二、当代网络安全现状

在科学技术发展迅速的今天，人们的生活越来越智能化，不断向万物互联的目标迈进，但是越织越大的物联网在给人们的生产生活带来便利的同时，安全隐患也越来越多，成为物联网产业发展的一个痛点。

《2017物联网安全年报》显示，目前具有安全风险的物联网设备中，路由器和视频监控设备暴露在互联网上的数量最多。比如，国内暴露在互联网上的路由器就超过1000万台。这些暴露出来的设备一旦存在漏洞，就有被攻击的风险。近年来，许多新型智能设备接入互联网，但安全风险仍然集中在相对传统、应用比较成熟的设备上，它们也是感染恶意代码的主要物联网设备，而且一些数量较少的物联网设备也存在安全隐患。比如，商用车的远程通信统一网关、网络恒温器等可能面临远程登录无密码保护、设备停产缺乏安全维护等风险。不单是硬件，物联网一些常用的操作系统同样存在不同程度的安全问题，很多物联网设备通过云端联通，而长时间连接云服务，安全隐患将会增加。正因为物联网由多种设备组成，互联互通的环境使得安全风险快速扩散和传播，也就是说，即便是某个不起眼的物联网设备存在安全隐患，也可能引发系统性的安全事件。

另外，物联网和库漏洞在2017年中逐渐增多。在2016年10月1日至2017年9月30日期间发现224个新漏洞，其中40个漏洞(17.86%)与产品中包含的第三方软件库有关，74个(33.04%)与物联网设备有关。然而，尽管物联网的漏洞日益增多，很多漏洞修复速度很慢，甚至完全没有被修复。组织需要像对待其他计算设备那样对待物联网设备，确保它们的固件按时更新。尽管常见漏洞严重性较低，但风险依然较高，一旦不注意更新修复，也会成为攻击者的攻击途径。

数据泄露带来的损失已经不是一个假想的情况，而是能在企业的账本上明确反映出来的情况——53%的攻击会导致超过50万美元(约314万人民币)的损失。然而，攻击者只需要找到一个弱点，进行单点突破，企业的防御却需要做到全方位的保护——从而对整个安全防御带来极大的挑战。为了应对各种挑战，安全人才逐渐成为了极大的需求，2017年，有27%的受访者认为缺乏人才是一大障碍(2016年为25%，2015年为22%)。而缺乏人才带来的问题之一，就是企业无法协调、理解并修复来自不同安全供应商的风险通告。

现在安全漏洞引发的恶意攻击越来越多。老式的蠕虫型恶意程序以及邮件攻击依然是攻击者的宠儿，甚至随着结合新的攻击元素能够进一步变化。而新式的攻击则针对企业新开展的业务以及设备和服务展开攻击。

而且国内当前不少物联网设备生产厂商侧重追求新功能，对安全重视不足。作为一种新技术，整个物联网行业的标准以及政府对其相关管理也并不完善，物联网基数大、扩散快、技术门槛低，已经成为互联网必须重视的安全问题。

总体来说，对于攻击者而言，对安全漏洞的利用无疑可以产生巨大收益，即使只是想做恶作剧，也会使他们产生巨大的兴趣进行钻研和学习。然而对于防御者而言，把尽量多的安全漏洞找出来，可能只是做了无用功，或者说防御的效益只能在未来的发展历程中不断地显示出它的巨大功效，这可能也是物联网走到今天面临巨大安全问题的原因。

三、信息安全需要源源不断的新生力量

作为一名物联网专业的大三学生，了解身边同学以及其他学校类似专业朋友的日后发展方向后，笔者发现大多数学生都更想研究人工智能、软件开发、网页前端设计、VR等目前大热的方向，很少有人想要选择网络信息安全作为研究生研究方向，即使是学习信息安全类的本科学生，也不想在研究生阶段继续进行深入学习，有的说密码学令人头疼，有人说网络安全的研究很枯燥也比较困难，好像在大家看来研究信息安全是一件费力不讨好的事情。

近年来，为了应对安全问题，漏洞赏金计划已成为许多公司的重要安全策略之一，在国内大部分SRC更是承担了漏洞悬赏的职能。对于一家公司而言，网络安全问题至关重要。但趋于某些条件的限制，往往会削弱其在安全方面的投入。因此漏洞赏金计划的模式不仅为这些公司大大减轻了成本负担，同时相较于公司自己聘请专门的安全负责人员也更具效率。2018年7月，微软更是推出了其迄今为止最高的Windows Bug奖励计划——高达250000美元，具体奖金金额取决于安全漏洞的复杂性，以及报告者提交给微软公司的信息数量。

物联网作为一个现代社会的发展趋势，未来发展只能更加进步，当物联网设备越来越多时，物联网安全将会成为一个亟须解决的问题。现在美国黑客力量非常强大，所以我国需要加大力气培养一批高水平的物聯网信息安全研究员，不能只靠院士专家们，更需要源源不断的新生力量进行补充，也让相关安全的研究能在新旧观念交替中不断发展，努力追逐物联网迅速发展的脚步。

四、小结

总体来说，物联网极速发展的趋势是不可阻挡的，相对地，发展越快也意味着容易产生越来越多的漏洞。从业者对于其发展切勿急功近利，一定要力争让物联网信息安全技术也大体能够追逐上物联网企业的发展步伐，不要让功能大致完善的物联网设备着急投入到社会中被大批量使用，相关国际机构也应该尽快制定相关标准，政府相关部门也要加大管理力度，可以加大各高校对物联网安全技术的大力宣传及优待政策。

科技研究无疑是当代社会发展中最重要的研究，尤其涉及安全类的技术，必须要有国家自己的科研实力。现在已经不再是冷兵器时代，科技作为一个国家的最高战斗力，一个安全漏洞足以毁掉一个国家重要部门的信息系统，使其瘫痪并在短时间内无法使用，损失不是轻易能够估量的。从业者一定要对巨大的安全问题有足够的重视，居安思危，努力在网络信息安全方面防患于未然。

(作者单位：中央民族大学信息工程学院)

作者：郑晓宇