下载掌阅APP，畅读海量书库
立即打开
参照1.3节的物联网服务平台架构，对物联网服务平台涉及的关键技术进行归类和梳理，可以看出物联网服务平台的关键技术主要集中在设备管理、连接管理、数据管理、应用使能等方面。这些技术在不同的行业往往具有不同的应用需求和技术形态。
随着物联网应用和设备的日益普及，越来越多的物联网设备出现在人们的日常生产和生活中。这些海量设备的正确配置和管理是需要面对的严峻挑战，特别是对于专业知识匮乏的普通用户而言。因此，远程配置和管理能力是物联网设备的客观需求，专业人员通过设备管理系统对设备实施远程的配置和管理，以期以即插即用的方式为终端用户提供便利。此外，物联网设备基于部署场景和应用成本等方面的考虑，一般体积小、价格低且无固定电源供电，因此其存储、计算、网络及电源能力十分有限，导致应用于传统互联网的设备管理协议和方法对于这些物联网设备来说负荷过重，从性能到能耗等多方面的要求都难以满足且无法有效使用。这就需要针对能力受限的物联网设备开发更高效的管理协议及方法。
设备管理技术的相关研究已经吸引了学术界越来越多的关注和努力。国际和国内的多个相关标准组织也已经开始了对物联网设备管理标准的讨论与制定，IETF、OMA、IPSO、ESTI、CCSA等组织都起草或者发布了相关标准。
物联网设备的特点是连接数量大、尺寸小，电池供电，而且经常被放在地下室等网络覆盖不好或者无信号的地方。有些应用并不是速率越高越好，有时超低速率就能解决问题。这就得出物联网对蜂窝移动通信网的需求不同于传统的人用网络，需要在充分利用现有资源的情况下对蜂窝移动通信网进行改造。改造的方向为：单小区海量的连接、覆盖度深、覆盖面广、功耗量小，同时兼顾速率高与速率低、成本低。
基于这些物联网特有的特点，在过去几年里，3GPP对LTE（Long Term Evolution，长期演进）技术增加了几个增强型标准，其中一些是被简化的，另一些是全新的，用来实现物联网设备连接。这些新标准能够满足以下4个条件（简称为“两高两低”）。
（1）高连接数量：单个小区能够同时连接的数量大幅度增加，依据传输字节数量的多少，连接数量应该是原来小区最大连接数量的100～1000倍。
（2）高覆盖深度：覆盖能力、覆盖深度显著加强，区域覆盖能力水平提升近百倍，既适用于广覆盖需求突出的农村环境，也适用于对覆盖深度有要求的应用场景，如地下车库、井盖等。
（3）低功耗：物联网自身的特性决定了低功耗是其关键指标之一，特别是对于那些位于高山荒野、人迹罕至地区的难以经常更换电池的各种类型传感和监测设备。此外，对于地下井盖的感知设备、智能停车感知器等，长达几年的电池使用寿命是最基本的需求之一。
（4）低成本预算：无须重新建网，网络、射频和天线可以复用。低速率、低功耗、低带宽同样给模块带来低成本优势。模块预期价格不要超过5美元。
与手机不同，应用在物联网上的终端是碎片化的，物联网终端将是各种传感器、采集器与芯片的组合，形成丰富多彩的终端类型，在各行各业得到应用。所谓的连接是指这些碎片化的终端与高度集约的网络的连接，将所需的信息传送到物联网平台，产生各行业的应用。
对于物联网设备来说，最基本、最重要的任务是获取其周围物质世界中的相关数据。因此，该数据具有实时性、海量性、多源异构性、时空相关性等显著特点。
首先，在物联网中，数据源来自种类繁多的传感器，如温度、湿度和声音传感器等，因为传感器的类别和性能各不相同，所以数据的格式和内容也多种多样。例如，在应用RFID的系统中，不同厂家和不同系列的标签、阅读器类型各异。物联网中的数据种类繁多、格式多样且来源复杂，包括文本、图片、音/视频等。物联网各子系统体系架构的异构特性导致了其数据的多态和异构，更为严峻的是，随着物联网技术的快速发展和广泛应用，架构各异的联网设备会迅速倍增，物联网数据的多源异构性问题将越发突出。
其次，在物联网环境中，大量的“物”一般通过无线连接的方式来构成网络系统，为适应类型各异的应用需求需要适配类型各异的数据采集设备来获取数据，并且需要根据应用的具体需求对数据进行某种形式的重新组织，但又不能破坏数据的完整性。一般情况下，物联网设备将周期性地产生感知数据，进而积累为海量的物联网数据，数据管理需要保证高效、快速地从海量数据获取所需信息，并且提供易用性保障措施，使物联网数据的访问和维护能满足数据规模迅速增加的需求。
再次，物联网数据一般具有时空属性，即传感器节点数据与其所处的地理位置相关，釆样数据与其采样时间相关。并且，某些感知设备的地理位置可能具有动态特性，随着时间的变化而发生改变，如GPS信息或RFID标签信息等，因此，物联网数据管理过程中时空属性的智能分析及管理至关重要。考虑到数据的这种时空相关属性，具体应用对相同数据的查询可能基于完全不同的复杂逻辑约束的组合，如获取指定地理范围之内的、特定时间区间的、特定类型的传感器所采集的特定数据，进而对其统计与分析。
最后，物联网设备周期性地采集感知数据，不断地产生新数据，从而感知“物”的状态变化。这说明物联网数据具有显著的实时性需求，对这些数据的及时响应及处理在很大程度上决定了系统的可靠性和可用性。
当前，对物联网数据管理所面临的严峻挑战还没有出现行之有效的通用解决方案，但云计算等新兴技术的兴起为其带来了新的机遇。云存储衍生于云计算技术，是云计算的扩展和延伸，它颠覆了传统存储技术的理念和方式，对整个存储行业产生了极大影响。通过连接类型各异的存储器并进行统一管理，能够为海量数据提供统一的存储视图，同时利用所提供的应用接口屏蔽底层存储细节，使所有存储器协同工作达到性能最优，并能够为需求各异的最终用户提供其所需的特定应用服务。此外，针对物联网中的海量异构数据信息和数据的实时性需求，可利用云计算作为其基础技术支撑平台，运用其强大的信息分析、存储和处理能力来实现上层物联网数据管理服务的长期可用性及稳定性。
目前，业界对物联网应用使能技术尚没有统一的定义，一般认为应用使能技术是面向物联网的PaaS技术，其目标是降低物联网软硬件开发门槛，通过开放API和开发工具包，提供在线开发、测试环境，以简少开发环节、缩短开发周期。此外，通过开发工具包所提供的通用开发模板、通用组件等相关资源支撑创新业务的快速开发。物联网应用使能技术是整个物联网价值链中数据、能力和资源聚合的基础，包含物联网终端接入和管理、物联网数据处理，以及物联网能力开放和应用辅助开发等各项功能。
物联网应用使能技术的目标是完成对物联网不同应用场景的技术支撑，满足跨行业的类型各异的终端接入需求，并且通过规模化扩展使相关行业及物联网应用开发者以更低的成本和更高的效率实现物联网场景。
可见，物联网应用使能技术是控制物联网生态系统话语权的关键，特别是对于物联网运营商而言，可以通过物联网应用使能平台将业务范围从单纯的垂直应用提供扩展到全物联网平台服务和应用运营，实现物联网业务运营的利益最大化。
随着物联网应用场景的快速扩展及设备性能和智能化程度的快速提高，数以亿计的设备接入了物联网，然而物联网安全事件也随之呈现出了迅猛增长的趋势，因此物联网自身的安全已经成为限制其发展的关键问题。特别是，在物联网环境中允许人类用户和活动数字产品（机器用户）与真实物理环境进行交互。人类用户是系统的一部分，如果暴露私人信息或出现执行器行为故障，则会对人类自身造成潜在的伤害，这一事实激发了物联网参考模型和体系结构的安全和隐私需求。服务安全功能包含保证物联网系统安全和隐私的所有必要功能，具体包含以下功能。
· 管理物联网系统中涉及的服务或用户的不同身份，通过使用多个假名实现匿名，并维护身份的层次结构（身份池）和组身份。
· 认证、验证用户的身份，并在验证成功后创建断言，以及验证给定断言的有效性。
· 授权管理并执行访问控制策略，提供管理策略的服务，就受限资源的访问权限作出决策并强制执行这些决策。
· 密钥交换与管理用于在物联网系统中两个通信实体之间设置必要的安全密钥，以及通信实体之间的安全密钥分发。
· 管理物联网系统中不同交互实体的信誉评分，并计算服务信任级别。