物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)導(dǎo)論物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)和管理技術(shù)

《物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)導(dǎo)論》課件

第4章物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)與管理技術(shù)

東軟電子出版社羅漢江主編《物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)導(dǎo)論》教材配套課件4第1頁(yè)第4章物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)與管理技術(shù)4.1物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)與管理技術(shù)概述

4.2物聯(lián)網(wǎng)云計(jì)算技術(shù)4.2.1云計(jì)算基本概念4.2.2物聯(lián)網(wǎng)與云計(jì)算4.3物聯(lián)網(wǎng)中間件技術(shù)4.3.1中間件技術(shù)4.3.2物聯(lián)網(wǎng)中間件4.3.3RFID中間件技術(shù)

4.4物聯(lián)網(wǎng)智能信息處理技術(shù)4.4.1數(shù)據(jù)庫(kù)與數(shù)據(jù)庫(kù)存放技術(shù)4.4.2數(shù)據(jù)融合與數(shù)據(jù)挖掘4.4.3物聯(lián)網(wǎng)其它智能化技術(shù)4.5物聯(lián)網(wǎng)信息安全與隱私保護(hù)4.5.1物聯(lián)網(wǎng)安全特點(diǎn)4.5.2物聯(lián)網(wǎng)各層安全問(wèn)題4.6本章小結(jié)第2頁(yè)4.1物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)與管理概述物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)與管理主要處理數(shù)據(jù)管理與利用問(wèn)題，包含數(shù)據(jù)流動(dòng)管理（如中間件技術(shù)）、數(shù)據(jù)怎樣存放（數(shù)據(jù)庫(kù)與海量存放技術(shù)）、怎樣檢索數(shù)據(jù)（搜索引擎）、怎樣使用數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)挖掘與機(jī)器學(xué)習(xí)等）、怎樣保護(hù)數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)安全與隱私保護(hù)等）等等。物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)是軟硬結(jié)合產(chǎn)業(yè)，涵蓋數(shù)據(jù)產(chǎn)生、搜集、托管、發(fā)覺(jué)、分析和交易整個(gè)生命周期數(shù)據(jù)處理和分析，以及由此產(chǎn)生信息智能是驅(qū)動(dòng)未來(lái)信息世界和物理世界基本燃料。本節(jié)主要介紹物聯(lián)網(wǎng)信息處理與服務(wù)管理技術(shù)中如云計(jì)算技術(shù)、中間件技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)與存放技術(shù)、數(shù)據(jù)融合與數(shù)據(jù)挖掘、智能信息處理技術(shù)、信息安全與隱私保護(hù)技術(shù)等。第3頁(yè)4.2物聯(lián)網(wǎng)云技術(shù)技術(shù)4.2.1云計(jì)算基本概念

1、云計(jì)算定義云計(jì)算（CloudComputing）是一個(gè)基于互聯(lián)網(wǎng)商業(yè)計(jì)算模式，將計(jì)算任務(wù)分布在大量計(jì)算機(jī)組成資源池上，使各種應(yīng)用系統(tǒng)能夠依據(jù)需要獲取計(jì)算力、存放空間和各種軟件服務(wù)。云計(jì)算是網(wǎng)格計(jì)算（GridComputing）、（分布式計(jì)算）（DistributedComputing）、并行計(jì)算（ParallelComputing）、效用計(jì)算（UtilityComputing）、網(wǎng)絡(luò)存放（NetworkStorageTechnologies）、虛擬化（Virtualization）、負(fù)載均衡（LoadBalance）等傳統(tǒng)計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展融合產(chǎn)物。

第4頁(yè)4.2物聯(lián)網(wǎng)云技術(shù)技術(shù)4.2.1云計(jì)算基本概念2、云計(jì)算特點(diǎn)（1）超大規(guī)模。“云”含有相當(dāng)規(guī)模，Google云計(jì)算已經(jīng)擁有100多萬(wàn)臺(tái)服務(wù)器，（2）虛擬化。云計(jì)算支持用戶(hù)在任意位置、使用各種終端獲取服務(wù)。（3）高可靠性?！霸啤笔褂昧藬?shù)據(jù)多副本容錯(cuò)、計(jì)算節(jié)點(diǎn)同構(gòu)可交換等辦法來(lái)保障服務(wù)高可靠性。（4）通用性。云計(jì)算不針對(duì)特定應(yīng)用，同一片“云”能夠同時(shí)支撐不一樣應(yīng)用運(yùn)行。（5）高可擴(kuò)展性。“云”規(guī)模能夠動(dòng)態(tài)伸縮，滿足應(yīng)用和用戶(hù)規(guī)模增加需要。（6）按需服務(wù)?！霸啤笔且粋€(gè)龐大資源池，用戶(hù)按需購(gòu)置，像自來(lái)水、電和煤氣那樣計(jì)費(fèi)。（7）極其廉價(jià)?！霸啤碧厥馊蒎e(cuò)辦法使得能夠采取極其廉價(jià)節(jié)點(diǎn)來(lái)組成云；“云”自動(dòng)化管理使數(shù)據(jù)中心管理成本大幅降低。第5頁(yè)4.2物聯(lián)網(wǎng)云技術(shù)技術(shù)4.2.1云計(jì)算基本概念3、云計(jì)算基本服務(wù)類(lèi)型云計(jì)算服務(wù)類(lèi)型大致能夠分為：基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)IaaS、平臺(tái)即服務(wù)PaaS和軟件即服務(wù)SaaS三類(lèi)。第6頁(yè)4.2物聯(lián)網(wǎng)云技術(shù)技術(shù)4.2.1云計(jì)算基本概念基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)IaaS：將硬件設(shè)備等基礎(chǔ)資源封裝成服務(wù)供用戶(hù)使用。在IaaS環(huán)境中，用戶(hù)相當(dāng)于在使用裸機(jī)和磁盤(pán)，既能夠讓它運(yùn)行Windows，也能夠讓它運(yùn)行Linux，因而幾乎能夠做任何想做事情，但用戶(hù)必須考慮怎樣才能讓多臺(tái)機(jī)器協(xié)同工作起來(lái)。IaaS最大優(yōu)勢(shì)在于它允許用戶(hù)動(dòng)態(tài)申請(qǐng)或釋放節(jié)點(diǎn)，按使用量計(jì)費(fèi)。運(yùn)行IaaS服務(wù)器規(guī)模能夠到達(dá)幾十萬(wàn)臺(tái)之多，用戶(hù)因而能夠認(rèn)為能夠申請(qǐng)資源幾乎是無(wú)限。同時(shí)IaaS能夠認(rèn)為是由公眾共享，因而含有更高資源使用效率。第7頁(yè)4.2物聯(lián)網(wǎng)云技術(shù)技術(shù)4.2.1云計(jì)算基本概念平臺(tái)即服務(wù)PaaS：對(duì)資源抽象層次更深入，提供用戶(hù)應(yīng)用程序運(yùn)行環(huán)境。PaaS本身負(fù)責(zé)資源動(dòng)態(tài)擴(kuò)展和容錯(cuò)管理，用戶(hù)應(yīng)用程序無(wú)須過(guò)多考慮節(jié)點(diǎn)間配合問(wèn)題。用戶(hù)自主權(quán)降低，而且必須使用特定編程環(huán)境并遵照特定編程模型。第8頁(yè)4.2物聯(lián)網(wǎng)云技術(shù)技術(shù)4.2.1云計(jì)算基本概念軟件即服務(wù)SaaS：它將一些特定應(yīng)用軟件功效封裝成服務(wù)，如Salesforce企業(yè)提供在線客戶(hù)關(guān)系管理CRM（ClientRelationshipManagement）服務(wù)。SaaS既不像PaaS一樣提供計(jì)算或存放資源類(lèi)型服務(wù)，也不像IaaS一樣提供運(yùn)行用戶(hù)自定義應(yīng)用程序環(huán)境，它只提供一些專(zhuān)門(mén)用途服務(wù)供給用調(diào)用。第9頁(yè)4.2物聯(lián)網(wǎng)云技術(shù)技術(shù)4.2.2物聯(lián)網(wǎng)與云計(jì)算物聯(lián)網(wǎng)被認(rèn)為是人類(lèi)社會(huì)對(duì)物理世界實(shí)現(xiàn)“感、知、控”一個(gè)伎倆，所以各類(lèi)信息感應(yīng)、探測(cè)、識(shí)別、定位、跟蹤和監(jiān)控看做是物聯(lián)網(wǎng)“前端”，而基于互聯(lián)網(wǎng)對(duì)物理世界智能化管理和控制是認(rèn)為是物聯(lián)網(wǎng)“后端”。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用帶來(lái)了海量大數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)含有實(shí)時(shí)感應(yīng)、高度并發(fā)、自主協(xié)同和涌現(xiàn)效應(yīng)等特征，迫切需要云計(jì)算提供數(shù)據(jù)處理并提供給用服務(wù)。即使云計(jì)算不是單純?yōu)槲锫?lián)網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)，但伴隨物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用大規(guī)模推廣，大量智能物體會(huì)連接到互聯(lián)網(wǎng)上，給云計(jì)算帶來(lái)很好發(fā)展機(jī)遇。第10頁(yè)4.2物聯(lián)網(wǎng)云技術(shù)技術(shù)4.2.2物聯(lián)網(wǎng)與云計(jì)算

1、IaaS模式在物聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用橫向通用支撐平臺(tái)和縱向特定物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用平臺(tái)，在IaaS技術(shù)虛擬化基礎(chǔ)上可實(shí)現(xiàn)物理資源共享和業(yè)務(wù)處理能力動(dòng)態(tài)擴(kuò)展。IaaS技術(shù)在對(duì)主機(jī)、存放和網(wǎng)絡(luò)資源集成與抽象基礎(chǔ)上，含有可擴(kuò)展性和統(tǒng)計(jì)復(fù)用能力，允許用戶(hù)按需使用。除網(wǎng)絡(luò)資源外，其它資源均可經(jīng)過(guò)虛擬化提供成熟技術(shù)實(shí)現(xiàn)，為處理物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用海量終端接入和數(shù)據(jù)處理提供有效路徑。同時(shí)，IaaS對(duì)各類(lèi)內(nèi)部異構(gòu)物理資源環(huán)境提供統(tǒng)一服務(wù)界面，為資源定制、出讓和高效利用提供統(tǒng)一界面，也有利于實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用軟系統(tǒng)與硬系統(tǒng)之間某種程度松耦合關(guān)系。當(dāng)前國(guó)內(nèi)建設(shè)一些和物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)云計(jì)算中心、云計(jì)算平臺(tái)，主要是IaaS模式在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域應(yīng)用。第11頁(yè)4.2物聯(lián)網(wǎng)云技術(shù)技術(shù)4.2.2物聯(lián)網(wǎng)與云計(jì)算2、SaaS模式在物聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用

經(jīng)過(guò)SaaS模式為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供服務(wù)能夠被多個(gè)客戶(hù)共享使用。

SaaS應(yīng)用在感知延伸層進(jìn)行了拓展，依賴(lài)感知延伸層各種信息采集設(shè)備采集大量數(shù)據(jù)，并以這些數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析和處理，向最終用戶(hù)提供最終業(yè)務(wù)功效和服務(wù)。比如傳感網(wǎng)服務(wù)提供商能夠在不一樣地域布放傳感器節(jié)點(diǎn)，提供各個(gè)地域氣象環(huán)境基礎(chǔ)信息。其它提供綜合服務(wù)企業(yè)能夠?qū)⒍鄠€(gè)這么提供信息聚合起來(lái)，開(kāi)放給公眾，為公眾提供出行指南。同時(shí)，這些信息也被送到政府監(jiān)控中心，一旦有突發(fā)氣象事件，政府公共服務(wù)機(jī)構(gòu)就能夠快速展開(kāi)行動(dòng)。第12頁(yè)4.2物聯(lián)網(wǎng)云技術(shù)技術(shù)4.2.2物聯(lián)網(wǎng)與云計(jì)算3、PaaS模式在物聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用Gartner把PaaS分成兩類(lèi)，APaaS和IPaaS。APaaS主要為應(yīng)用提供運(yùn)行環(huán)境和數(shù)據(jù)存放；IPaaS主要用于集成和構(gòu)建復(fù)合應(yīng)用。人們常說(shuō)PaaS平臺(tái)大都指APaaS，如F和GoogleAppEngine。在物聯(lián)網(wǎng)范圍內(nèi)，因?yàn)闃?gòu)建者本身價(jià)值取向和實(shí)現(xiàn)目標(biāo)不一樣，PaaS模式詳細(xì)應(yīng)用存在不一樣應(yīng)用模式和應(yīng)用方向。第13頁(yè)4.3物聯(lián)網(wǎng)中間件4.3.1中間件技術(shù)中間件（Middleware）：是一個(gè)能夠批量生產(chǎn)、高度可復(fù)用軟件。在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，它位于平臺(tái)(硬件和操作系統(tǒng))和應(yīng)用軟件之間，起連接作用。它經(jīng)過(guò)提供標(biāo)準(zhǔn)程序接口、協(xié)議等，屏蔽實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，提升應(yīng)用系統(tǒng)易移植性，主要處理異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)下分布式軟件互聯(lián)和互操作問(wèn)題。第14頁(yè)4.3物聯(lián)網(wǎng)中間件4.3.1中間件技術(shù)中間件普通含有以下特點(diǎn)：（1）含有標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議和接口，可實(shí)現(xiàn)不一樣硬件和操作系統(tǒng)平臺(tái)上數(shù)據(jù)共享和應(yīng)用互操作問(wèn)題。（2）支持分布式計(jì)算，提供跨網(wǎng)絡(luò)、硬件和操作系統(tǒng)透明性應(yīng)用或服務(wù)交互功效。（3）能滿足大量應(yīng)用需求。（4）能運(yùn)行于各種硬件和操作系統(tǒng)平臺(tái)上。第15頁(yè)4.3物聯(lián)網(wǎng)中間件4.3.1中間件技術(shù)中間件分類(lèi)：中間件所包含范圍十分廣泛，在不一樣角度或不一樣層次上，對(duì)中間件分類(lèi)也會(huì)有所不一樣。因?yàn)橹虚g件需要屏蔽分布環(huán)境中異構(gòu)操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，從各種不一樣平臺(tái)角度能夠?qū)⒅虚g件分為：（1）數(shù)據(jù)訪問(wèn)中間件（2）遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用中間件（3）面向消息中間件（4）基于對(duì)象請(qǐng)求代理中間件（5）事務(wù)處理中間件（6）工作流中間件等。第16頁(yè)4.3物聯(lián)網(wǎng)中間件4.3.2物聯(lián)網(wǎng)中間件物聯(lián)網(wǎng)中間件是中間件技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用，能夠包括到物聯(lián)網(wǎng)各個(gè)層面，普通處于物聯(lián)網(wǎng)集成服務(wù)器、感知層和傳輸層嵌入式設(shè)備中。下列圖是一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)中間件示意圖，它位于物聯(lián)網(wǎng)感知層和應(yīng)用層之間，主要屏蔽感知層硬件及網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)差異，實(shí)現(xiàn)互操作和信息預(yù)處理，支持物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)、運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)共享和開(kāi)放互聯(lián)互通，保障物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)系統(tǒng)可靠布署與管理等任務(wù)。第17頁(yè)4.3物聯(lián)網(wǎng)中間件4.3.2物聯(lián)網(wǎng)中間件物聯(lián)網(wǎng)中間件必要性：1、屏蔽異構(gòu)性：物聯(lián)網(wǎng)各種傳感器、RFID標(biāo)簽、二維碼、攝像頭等不一樣信息采集設(shè)備及網(wǎng)關(guān)擁有不一樣硬件結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)程序和操作系統(tǒng)等。另外，這些設(shè)備采集數(shù)據(jù)格式也不相同，需要對(duì)這些不一樣數(shù)據(jù)格式進(jìn)行轉(zhuǎn)化統(tǒng)一，以方便應(yīng)用系統(tǒng)處理。

第18頁(yè)4.3物聯(lián)網(wǎng)中間件4.3.2物聯(lián)網(wǎng)中間件物聯(lián)網(wǎng)中間件必要性：

2、實(shí)現(xiàn)互操作：在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，一個(gè)采集設(shè)備采集信息往往供多個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)使用。另外，不一樣系統(tǒng)之間也需要數(shù)據(jù)互通與共享。物聯(lián)網(wǎng)本身包括技術(shù)種類(lèi)繁多，為處理各種異構(gòu)性，使不一樣應(yīng)用系統(tǒng)處理結(jié)果不依賴(lài)于各自計(jì)算環(huán)境，使不一樣系統(tǒng)能夠依據(jù)應(yīng)用需要有效地相互集成，需要使用中間件作為一個(gè)通用交互平臺(tái)。第19頁(yè)4.3物聯(lián)網(wǎng)中間件4.3.2物聯(lián)網(wǎng)中間件物聯(lián)網(wǎng)中間件必要性：

3、數(shù)據(jù)預(yù)處理：物聯(lián)網(wǎng)感知層往往要采集海量信息，這些原始信息本身也有一定錯(cuò)誤率，假如直接將這些信息傳輸給應(yīng)用系統(tǒng)，不但僅會(huì)造成應(yīng)用系統(tǒng)處理困難而瀕臨瓦解邊緣，還有可能得到錯(cuò)誤結(jié)果，所以需要中間件對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行各種過(guò)濾、融合、糾錯(cuò)等處理，然后再傳送給應(yīng)用系統(tǒng)。第20頁(yè)4.3物聯(lián)網(wǎng)中間件4.3.2物聯(lián)網(wǎng)中間件物聯(lián)網(wǎng)中間件是快速構(gòu)建大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用架構(gòu)支撐與工具伎倆，有利于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化，可大幅降低物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用建設(shè)成本。利用感知事件高效處理技術(shù)、海量數(shù)據(jù)挖掘與綜合智能分析技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)中間件，能夠提升物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用效益。發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中間件有利于支撐大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，加緊物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)中間件有很各種類(lèi)，主要有RFID中間件、嵌入式中間件、通用中間件和M2M物聯(lián)網(wǎng)中間件等。下面主要介紹RFID中間件。第21頁(yè)4.3物聯(lián)網(wǎng)中間件4.3.3RFID中間件技術(shù)RFID中間件位于RFID硬件設(shè)備與RFID應(yīng)用系統(tǒng)之間，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)過(guò)濾、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換等功效一個(gè)中間程序軟件。RFID中間件將RFID讀寫(xiě)器讀取各種數(shù)據(jù)信息，經(jīng)過(guò)中間件提取、解密、過(guò)濾、格式轉(zhuǎn)換后導(dǎo)入企業(yè)管理信息系統(tǒng)，并經(jīng)過(guò)應(yīng)用系統(tǒng)反應(yīng)在程序界面上，供操作者瀏覽、選擇、修改、查詢(xún)等操作。第22頁(yè)4.3物聯(lián)網(wǎng)中間件4.3.3RFID中間件技術(shù)RFID中間件特點(diǎn)：1、獨(dú)立性。RFID中間件位于RFID讀寫(xiě)器與后端應(yīng)用程序之間，不依賴(lài)于詳細(xì)RFID系統(tǒng)和應(yīng)用系統(tǒng)。2、數(shù)據(jù)流。RFID中間件能夠?qū)?shí)體對(duì)象格式轉(zhuǎn)換為信息環(huán)境下虛擬對(duì)象，所以能夠完成數(shù)據(jù)采集、過(guò)濾、整合與傳遞等任務(wù)，使正確對(duì)象信息傳到用戶(hù)使用應(yīng)用系統(tǒng)。3、處理流。RFID中間件能夠提供次序信息流，能夠設(shè)計(jì)和管理數(shù)據(jù)流，包含維護(hù)數(shù)據(jù)傳輸路徑、數(shù)據(jù)路由和數(shù)據(jù)分發(fā)規(guī)則。還能夠在數(shù)據(jù)傳輸中對(duì)數(shù)據(jù)安全性進(jìn)行管理，確保數(shù)據(jù)安全傳輸。第23頁(yè)4.3物聯(lián)網(wǎng)中間件4.3.3RFID中間件技術(shù)以全球電子產(chǎn)品編碼EPC為例，介紹EPC系統(tǒng)中間件。

EPC體系主要由EPC電子產(chǎn)品編碼、射頻識(shí)別系統(tǒng)（RFID標(biāo)簽和讀寫(xiě)器）和信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)三個(gè)部分組成。

第24頁(yè)4.3物聯(lián)網(wǎng)中間件4.3.3RFID中間件技術(shù)射頻識(shí)別系統(tǒng)包含射頻標(biāo)簽和讀寫(xiě)器。當(dāng)EPC標(biāo)簽貼在物品上或內(nèi)嵌在物品中時(shí)，該物品與標(biāo)簽中電子產(chǎn)品代碼就建立起了一對(duì)一映射關(guān)系，經(jīng)過(guò)讀寫(xiě)器能夠?qū)PC標(biāo)簽內(nèi)信息進(jìn)行讀寫(xiě)，并將讀取到信息傳遞給EPC中間件系統(tǒng)，經(jīng)處理后存放在當(dāng)?shù)鼗蜻h(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)中。用戶(hù)能夠在任何地方，經(jīng)過(guò)終端或?yàn)g覽器查詢(xún)到物品情況。第25頁(yè)4.3物聯(lián)網(wǎng)中間件4.3.3RFID中間件技術(shù)EPCSavant系統(tǒng)中間件：是連接RFID讀寫(xiě)器和信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通用平臺(tái)和接口，主要實(shí)現(xiàn)RFID讀寫(xiě)器與后端應(yīng)用系統(tǒng)之間信息交互。EPCSavant系統(tǒng)中間件用于捕捉實(shí)時(shí)信息和事件，并將信息和事件向上傳遞給后端應(yīng)用系統(tǒng)或向下傳遞給RFID讀寫(xiě)器。EPCSavant采取分布式結(jié)構(gòu)，以層次化進(jìn)行組織、管理數(shù)據(jù)流，主要含有數(shù)據(jù)過(guò)濾、數(shù)據(jù)聚合和信息傳遞功效。

第26頁(yè)4.3物聯(lián)網(wǎng)中間件4.3.3RFID中間件技術(shù)1、數(shù)據(jù)過(guò)濾

Savant接收來(lái)自讀寫(xiě)器海量EPC數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)里存在大量冗余信息和錯(cuò)讀信息。比如一臺(tái)讀寫(xiě)器對(duì)同一個(gè)貨物進(jìn)行重復(fù)上報(bào)，或者多臺(tái)位置臨近讀寫(xiě)器對(duì)同一貨物進(jìn)行上報(bào)等。Savant采取各種過(guò)濾器處理這個(gè)問(wèn)題，比如產(chǎn)品過(guò)濾器、時(shí)間過(guò)濾器、EPC碼過(guò)濾器和平滑過(guò)濾器等。

第27頁(yè)4.3物聯(lián)網(wǎng)中間件4.3.3RFID中間件技術(shù)2、數(shù)據(jù)聚合數(shù)據(jù)聚合能夠處理暫時(shí)錯(cuò)誤讀取問(wèn)題而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)平滑。采取諸如復(fù)雜事件處理技術(shù)（ComplexEventProcessing）對(duì)RFID數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，能夠經(jīng)過(guò)讀寫(xiě)器接收原始簡(jiǎn)單零碎單一信息，轉(zhuǎn)換為更有意義復(fù)雜事件，比如經(jīng)過(guò)經(jīng)過(guò)一個(gè)標(biāo)簽首次出現(xiàn)和隨即消失，能夠判斷標(biāo)簽進(jìn)入事件和離開(kāi)事件。第28頁(yè)4.3物聯(lián)網(wǎng)中間件4.3.3RFID中間件技術(shù)3、信息傳遞

Savant中間件將經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)過(guò)濾和聚合處理后數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)消息傳遞方式傳遞給那些需要它們應(yīng)用程序、EPC信息服務(wù)系統(tǒng)或者其它中間件。這些消息能夠以異步方式傳遞，即傳遞者無(wú)須等候回應(yīng)。第29頁(yè)4.3物聯(lián)網(wǎng)中間件4.3.3RFID中間件技術(shù)Savant還能完成諸如解釋數(shù)據(jù)、確保安全性、數(shù)據(jù)廣播、錯(cuò)誤恢復(fù)、定位網(wǎng)絡(luò)資源等服務(wù)。利用J2EE平臺(tái)中Java消息服務(wù)JMS能夠?qū)崿F(xiàn)這種消息傳遞。JMS采取公布/訂閱模式，對(duì)于消息感興趣應(yīng)用程序能夠訂閱該主題信息。消息采取物理標(biāo)識(shí)語(yǔ)言PML格式，這么即使增加讀寫(xiě)器種類(lèi)或者更改RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)庫(kù)軟件，應(yīng)用端不需要任何修改就能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，降低了多對(duì)多連接維護(hù)復(fù)雜性。第30頁(yè)4.4物聯(lián)網(wǎng)智能信息處理技術(shù)智能信息處理指信息儲(chǔ)存、檢索、智能化分析利用，比如利用人工智能、教授系統(tǒng)對(duì)感知信息作出決議和處理等。物聯(lián)網(wǎng)智能信息處理主要針對(duì)感知數(shù)據(jù)，而物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)含有獨(dú)特特點(diǎn)：1、異構(gòu)性在物聯(lián)網(wǎng)中，不但不一樣感知對(duì)象有不一樣類(lèi)型表征數(shù)據(jù)，即使是同一個(gè)感知對(duì)象也會(huì)有各種不一樣格式表征數(shù)據(jù)。比如在物聯(lián)網(wǎng)中為了實(shí)現(xiàn)對(duì)一棟寫(xiě)字樓智能感知，需要處理各種不一樣類(lèi)型數(shù)據(jù)，如探測(cè)器傳來(lái)各種高維觀察數(shù)據(jù)，專(zhuān)業(yè)管理機(jī)構(gòu)提供關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中關(guān)系統(tǒng)計(jì)，互聯(lián)網(wǎng)上提供相關(guān)超文本鏈接標(biāo)識(shí)語(yǔ)言(HTML)、可擴(kuò)展標(biāo)識(shí)語(yǔ)言(XML)、文本數(shù)據(jù)等。為了實(shí)現(xiàn)完整準(zhǔn)確感知，必須綜合利用不一樣類(lèi)型數(shù)據(jù)取得全方面準(zhǔn)確信息。

第31頁(yè)4.4物聯(lián)網(wǎng)智能信息處理技術(shù)2、海量性物聯(lián)網(wǎng)是網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)海洋。在物聯(lián)網(wǎng)中海量對(duì)象連接在一起，每個(gè)對(duì)象每時(shí)每刻都在改變，表示其特征數(shù)據(jù)也會(huì)不停地積累。怎樣有效地改進(jìn)已經(jīng)有技術(shù)和方法，或者提出新技術(shù)和方法，從而高效地管理和處理這些海量數(shù)據(jù)，將是從這些原始數(shù)據(jù)中提取信息并深入融合、推理和決議關(guān)鍵。3、不確定性物聯(lián)網(wǎng)中數(shù)據(jù)含有顯著不確定性特征，主要包含數(shù)據(jù)本身不確定性、語(yǔ)義匹配不確定性和查詢(xún)分析不確定性等。為了取得客觀對(duì)象準(zhǔn)確信息，需要去粗取精、去偽存真，方便更全方面地進(jìn)行表示和推理。第32頁(yè)4.4物聯(lián)網(wǎng)智能信息處理技術(shù)4.4.1數(shù)據(jù)庫(kù)與數(shù)據(jù)存放技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中數(shù)據(jù)庫(kù)起著記憶（數(shù)據(jù)存放）和分析（數(shù)據(jù)挖掘）作用，所以沒(méi)有數(shù)據(jù)庫(kù)物聯(lián)網(wǎng)是不完整。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用存放在數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)含有海量性、多態(tài)性、關(guān)聯(lián)性和語(yǔ)義性等特點(diǎn)。當(dāng)前慣用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)普通相關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)和非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)（比如實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)）。第33頁(yè)4.4物聯(lián)網(wǎng)智能信息處理技術(shù)4.4.1數(shù)據(jù)庫(kù)與數(shù)據(jù)存放技術(shù)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)是指采取關(guān)系模型來(lái)組織數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)。簡(jiǎn)單地說(shuō)，關(guān)系模型就是二維表格模型，一個(gè)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)就是由二維表及其之間聯(lián)絡(luò)組成一個(gè)數(shù)據(jù)組織。關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)含有以下特點(diǎn)：1、輕易了解：二維表結(jié)構(gòu)是非常貼近邏輯世界一個(gè)概念，關(guān)系模型相對(duì)網(wǎng)狀、層次等其它模型來(lái)說(shuō)更輕易了解。2、使用方便：通用SQL語(yǔ)言使得操作關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)非常方便，程序員和數(shù)據(jù)管理員能夠方便地在邏輯層面操作數(shù)據(jù)庫(kù)，而完全無(wú)須了解其底層實(shí)現(xiàn)。3、易于維護(hù)：豐富完整性（實(shí)體完整性、參考完整性和用戶(hù)定義完整性）大大降低了數(shù)據(jù)冗余和數(shù)據(jù)不一致概率。當(dāng)前，關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)，是構(gòu)建管理信息系統(tǒng)，存放及處理關(guān)系數(shù)據(jù)不可缺乏基礎(chǔ)軟件。第34頁(yè)4.4物聯(lián)網(wǎng)智能信息處理技術(shù)4.4.1數(shù)據(jù)庫(kù)與數(shù)據(jù)存放技術(shù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)（RTDB－RealTimeDataBase）是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)發(fā)展一個(gè)分支，是實(shí)時(shí)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)相結(jié)合產(chǎn)物。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)最初是基于先進(jìn)控制和優(yōu)化控制而出現(xiàn)，對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性要求比較高，因而實(shí)時(shí)、高效、穩(wěn)定是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)最關(guān)鍵指標(biāo)。當(dāng)前，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)已廣泛應(yīng)用于電力、石油石化、交通、冶金、軍工、環(huán)境保護(hù)等行業(yè)，是構(gòu)建工業(yè)生產(chǎn)調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)、指揮系統(tǒng)、生產(chǎn)實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)中心不可缺乏基礎(chǔ)軟件。物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集之后必須要有一個(gè)可靠數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)，而實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)能夠作為支撐海量數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)平臺(tái)。第35頁(yè)4.4物聯(lián)網(wǎng)智能信息處理技術(shù)4.4.1數(shù)據(jù)庫(kù)與數(shù)據(jù)存放技術(shù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)一個(gè)主要特征是其實(shí)時(shí)性，包含數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性和事務(wù)實(shí)時(shí)性。數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性表現(xiàn)在現(xiàn)場(chǎng)IO數(shù)據(jù)更新周期短。普通數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性主要受現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備制約，尤其是對(duì)于一些比較老系統(tǒng)而言，情況愈加突出。事務(wù)實(shí)時(shí)性是指數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)其事務(wù)處理速度。它能夠是事件觸發(fā)方式或定時(shí)觸發(fā)方式。事件觸發(fā)是該事件一旦發(fā)生能夠立刻取得調(diào)度，這類(lèi)事件能夠得到馬上處理，不過(guò)消耗系統(tǒng)資源大；而定時(shí)觸發(fā)是在一定時(shí)間范圍內(nèi)取得調(diào)度權(quán)。作為一個(gè)完整實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，從系統(tǒng)穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性考慮，必須能同時(shí)提供這兩種調(diào)度方式。第36頁(yè)4.4物聯(lián)網(wǎng)智能信息處理技術(shù)4.4.1數(shù)據(jù)庫(kù)與數(shù)據(jù)存放技術(shù)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)選擇實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)比關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)更能勝任海量并發(fā)數(shù)據(jù)采集、存放。面對(duì)越來(lái)越多數(shù)據(jù)，關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)處理響應(yīng)速度會(huì)出現(xiàn)延遲甚至假死，而實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)不會(huì)出現(xiàn)這么情況。對(duì)于倉(cāng)儲(chǔ)管理、標(biāo)簽管理、身份管理等數(shù)據(jù)量相對(duì)比較小，實(shí)時(shí)性要求低應(yīng)用領(lǐng)域，關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)愈加適合。智能電網(wǎng)、水域監(jiān)測(cè)、智能交通、智能醫(yī)療等未來(lái)面臨海量并發(fā)，對(duì)實(shí)時(shí)性要求極高應(yīng)用領(lǐng)域，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)含有更多優(yōu)勢(shì)。試點(diǎn)型工程階段時(shí)，需要采集點(diǎn)較少，關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)能夠替換實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)。應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛，采集點(diǎn)就會(huì)對(duì)應(yīng)增多，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)是最好選擇。第37頁(yè)4.4物聯(lián)網(wǎng)智能信息處理技術(shù)4.4.1數(shù)據(jù)庫(kù)與數(shù)據(jù)存放技術(shù)NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)NoSQL也被認(rèn)為是NotOnlySQL簡(jiǎn)寫(xiě)，是對(duì)不一樣于傳統(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)統(tǒng)稱(chēng)。NoSQL不使用SQL作為查詢(xún)語(yǔ)言，而是使用如key-value存放、文檔型、列存放、圖型數(shù)據(jù)庫(kù)、xml等方式存放數(shù)據(jù)模型。當(dāng)前使用最多是key-value存放方式。第38頁(yè)4.4物聯(lián)網(wǎng)智能信息處理技術(shù)4.4.1數(shù)據(jù)庫(kù)與數(shù)據(jù)存放技術(shù)與傳統(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)相比，NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)存放數(shù)據(jù)方式發(fā)生了改變：比如，當(dāng)需要存放發(fā)票數(shù)據(jù)時(shí)，在傳統(tǒng)關(guān)系數(shù)據(jù)模型中，需要設(shè)計(jì)表結(jié)構(gòu)，然后使用服務(wù)器端語(yǔ)言將其轉(zhuǎn)化為實(shí)體對(duì)象，再傳遞到用戶(hù)端(這就是所謂ORM對(duì)象關(guān)系映射)，而在NoSQL中，只需要保留發(fā)票數(shù)據(jù)。

NoSQL不需要預(yù)先設(shè)計(jì)表和結(jié)構(gòu)就可存放新數(shù)值。第39頁(yè)4.4物聯(lián)網(wǎng)智能信息處理技術(shù)4.4.1數(shù)據(jù)庫(kù)與數(shù)據(jù)存放技術(shù)NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)擁有三“高”特征：（1）Highperformance（滿足對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)高并發(fā)讀寫(xiě)需求）（2）HugeStorage（滿足對(duì)海量數(shù)據(jù)高效率存放和訪問(wèn)需求）

（3）HighScalability&&HighAvailability（滿足對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)高可擴(kuò)展性和高可用性需求）。

NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)能夠滿足物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用大數(shù)據(jù)需求，將會(huì)伴隨物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用發(fā)展展現(xiàn)新應(yīng)用和發(fā)展空間。第40頁(yè)4.4物聯(lián)網(wǎng)智能信息處理技術(shù)4.4.2數(shù)據(jù)融合與數(shù)據(jù)挖掘1、數(shù)據(jù)融合及目標(biāo)數(shù)據(jù)融合是一個(gè)數(shù)據(jù)處理技術(shù)，指將各種數(shù)據(jù)或信息進(jìn)行處理得出高效且符適用戶(hù)需求數(shù)據(jù)過(guò)程。它是利用計(jì)算機(jī)對(duì)按時(shí)序取得若干觀察信息，在一定準(zhǔn)則下加以自動(dòng)分析、綜合，以完成所需決議和評(píng)定任務(wù)而進(jìn)行一個(gè)信息處理技術(shù)。數(shù)據(jù)融合類(lèi)似人類(lèi)和其它動(dòng)物對(duì)復(fù)雜問(wèn)題綜合處理，比如在區(qū)分一個(gè)事物時(shí)候，通常會(huì)綜合各種感官信息，包含視覺(jué)、觸覺(jué)、嗅覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)等。單獨(dú)依賴(lài)一個(gè)感官取得信息往往不足以對(duì)事物做出準(zhǔn)確判斷，而綜合各種感官數(shù)據(jù)，對(duì)事物描述會(huì)更準(zhǔn)確。數(shù)據(jù)融合也是一個(gè)多級(jí)、多層面數(shù)據(jù)處理過(guò)程，能完成對(duì)來(lái)自多個(gè)信息源數(shù)據(jù)自動(dòng)檢測(cè)、關(guān)聯(lián)、預(yù)計(jì)及組合等處理，并基于多信息源數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合、分析、判斷和決議。第41頁(yè)4.4物聯(lián)網(wǎng)智能信息處理技術(shù)4.4.2數(shù)據(jù)融合與數(shù)據(jù)挖掘數(shù)據(jù)融合普通有數(shù)據(jù)級(jí)融合、特征級(jí)融合、決議級(jí)融合等層次融合。（1）數(shù)據(jù)級(jí)融合：直接在采集到原始數(shù)據(jù)上進(jìn)行融合，是最低層次融合，它直接融合現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，失真度小，提供信息比較全方面。（2）特征級(jí)融合：先對(duì)來(lái)自傳感器原始信息進(jìn)行特征提取，然后對(duì)特征信息進(jìn)行綜合分析和處理，這一級(jí)融合可實(shí)現(xiàn)信息壓縮，有利于實(shí)時(shí)處理，屬于中間層次融合。（3）決議級(jí)融合：在高層次上進(jìn)行，依據(jù)一定準(zhǔn)則和決議可信度做最優(yōu)決議，以到達(dá)良好實(shí)時(shí)性和容錯(cuò)性。第42頁(yè)4.4物聯(lián)網(wǎng)智能信息處理技術(shù)4.4.2數(shù)據(jù)融合與數(shù)據(jù)挖掘2、數(shù)據(jù)挖掘概念、過(guò)程和任務(wù)（1）基本概念數(shù)據(jù)挖掘是從大量、不完全、有噪聲、含糊、隨機(jī)數(shù)據(jù)中提取潛在、事先未知、有用、能被人了解有用信息和知識(shí)數(shù)據(jù)處理過(guò)程。與數(shù)據(jù)挖掘相近同義詞有數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)分析和決議支持等。數(shù)據(jù)挖掘數(shù)據(jù)源必須是真實(shí)、大量、含噪聲；發(fā)覺(jué)是用戶(hù)感興趣知識(shí)；發(fā)覺(jué)知識(shí)要可接收、可了解、可利用。被挖掘數(shù)據(jù)能夠是結(jié)構(gòu)化關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)，半結(jié)構(gòu)化文本、圖形和圖像數(shù)據(jù)，或者是分布式異構(gòu)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)挖掘是決議支持和過(guò)程控制主要技術(shù)支撐伎倆之一。第43頁(yè)4.4物聯(lián)網(wǎng)智能信息處理技術(shù)4.4.2數(shù)據(jù)融合與數(shù)據(jù)挖掘（2）數(shù)據(jù)挖掘過(guò)程數(shù)據(jù)挖掘過(guò)程一個(gè)重復(fù)迭代人機(jī)交互和處理過(guò)程，主要包含數(shù)據(jù)預(yù)處理、數(shù)據(jù)挖掘和對(duì)數(shù)據(jù)挖掘結(jié)果評(píng)定與表示。①數(shù)據(jù)預(yù)處理階段數(shù)據(jù)準(zhǔn)備：了解領(lǐng)域特點(diǎn)，確定用戶(hù)需求。數(shù)據(jù)選?。簭脑紨?shù)據(jù)庫(kù)中選取相關(guān)數(shù)據(jù)或樣本。數(shù)據(jù)預(yù)處理：檢驗(yàn)數(shù)據(jù)完整性及一致性，消除噪聲等。數(shù)據(jù)變換：經(jīng)過(guò)投影或利用其它操作降低數(shù)據(jù)量。②數(shù)據(jù)挖掘階段確定挖掘目標(biāo)：確定要發(fā)覺(jué)知識(shí)類(lèi)型。選擇算法：依據(jù)確定目標(biāo)選擇適當(dāng)數(shù)據(jù)挖掘算法。數(shù)據(jù)挖掘：利用所選算法，提取相關(guān)知識(shí)并以一定方式表示。③知識(shí)評(píng)定與表示階段模式評(píng)定：對(duì)在數(shù)據(jù)挖掘步驟中發(fā)覺(jué)模式（知識(shí))進(jìn)行評(píng)定。知識(shí)表示：使用可視化和知識(shí)表示相關(guān)技術(shù)，展現(xiàn)所挖掘知識(shí)。第44頁(yè)4.4物聯(lián)網(wǎng)智能信息處理技術(shù)4.4.2數(shù)據(jù)融合與數(shù)據(jù)挖掘（3）數(shù)據(jù)挖掘主要任務(wù)數(shù)據(jù)挖掘任務(wù)相關(guān)聯(lián)分析、聚類(lèi)分析、分類(lèi)、預(yù)測(cè)、時(shí)序模式和偏差分析等，以下分別進(jìn)行介紹。

①關(guān)聯(lián)分析(associationanalysis)兩個(gè)或兩個(gè)以上變量取值之間存在某種規(guī)律性，稱(chēng)為關(guān)聯(lián)。數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)是數(shù)據(jù)庫(kù)中存在一類(lèi)主要、可被發(fā)覺(jué)知識(shí)。關(guān)聯(lián)分為簡(jiǎn)單關(guān)聯(lián)、時(shí)序關(guān)聯(lián)和因果關(guān)聯(lián)。關(guān)聯(lián)分析目標(biāo)是找出數(shù)據(jù)庫(kù)中隱藏關(guān)聯(lián)網(wǎng)。普通用支持度和可信度兩個(gè)閥值來(lái)度量關(guān)聯(lián)規(guī)則相關(guān)性，還可引入興趣度、相關(guān)性等參數(shù)，使得所挖掘規(guī)則更符合需求。

②聚類(lèi)分析(clustering)聚類(lèi)是把數(shù)據(jù)按攝影同性歸納成若干類(lèi)別，同一類(lèi)中數(shù)據(jù)彼此相同，不一樣類(lèi)中數(shù)據(jù)相異。聚類(lèi)分析能夠建立宏觀概念，發(fā)覺(jué)數(shù)據(jù)分布模式，以及可能數(shù)據(jù)屬性之間相互關(guān)系。第45頁(yè)4.4物聯(lián)網(wǎng)智能信息處理技術(shù)4.4.2數(shù)據(jù)融合與數(shù)據(jù)挖掘③分類(lèi)(classification)分類(lèi)是找出一個(gè)類(lèi)別概念描述，它代表了這類(lèi)數(shù)據(jù)整體信息，即該類(lèi)內(nèi)涵描述，用這種描述結(jié)構(gòu)模型，普通用規(guī)則或決議樹(shù)模式表示。分類(lèi)是利用訓(xùn)練數(shù)據(jù)集經(jīng)過(guò)一定算法而求得分類(lèi)規(guī)則。分類(lèi)可被用于規(guī)則描述和預(yù)測(cè)。④預(yù)測(cè)(predication)預(yù)測(cè)是利用歷史數(shù)據(jù)找出改變規(guī)律，建立模型，并由此模型對(duì)未來(lái)數(shù)據(jù)種類(lèi)及特征進(jìn)行預(yù)測(cè)。預(yù)測(cè)關(guān)心是精度和不確定性，通慣用預(yù)測(cè)方差來(lái)度量。⑤時(shí)序模式(time-seriespattern)時(shí)序模式是指經(jīng)過(guò)時(shí)間序列搜索出重復(fù)發(fā)生概率較高模式。與回歸一樣，它也是用己知數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)未來(lái)值，但這些數(shù)據(jù)區(qū)分是變量所處時(shí)間不一樣。⑥偏差分析(deviation)在偏差中包含很多有用知識(shí)，數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)存在很多異常情況，發(fā)覺(jué)數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)存在異常情況是非常主要。偏差檢驗(yàn)基本方法就是尋找觀察結(jié)果與參考之間差異。第46頁(yè)4.4物聯(lián)網(wǎng)智能信息處理技術(shù)4.4.2數(shù)據(jù)融合與數(shù)據(jù)挖掘3、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)挖掘數(shù)據(jù)挖掘時(shí)決議支持和過(guò)程控制主要技術(shù)伎倆，是物聯(lián)網(wǎng)中主要一環(huán)。針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)含有行業(yè)應(yīng)用特征，對(duì)各行各業(yè)、數(shù)據(jù)格式各不相同海量數(shù)據(jù)進(jìn)行整合、管理、存放，并在整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)中提供數(shù)據(jù)挖掘服務(wù)，實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)、決議，進(jìn)而反向控制這些傳感網(wǎng)絡(luò)，到達(dá)控制物聯(lián)網(wǎng)中客觀事物運(yùn)動(dòng)和發(fā)展進(jìn)程目標(biāo)。在物聯(lián)網(wǎng)中進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘已經(jīng)從傳統(tǒng)意義上數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、潛在模式發(fā)覺(jué)與挖掘，轉(zhuǎn)向成為物聯(lián)網(wǎng)中不可缺乏工具和步驟。第47頁(yè)4.4物聯(lián)網(wǎng)智能信息處理技術(shù)4.4.2數(shù)據(jù)融合與數(shù)據(jù)挖掘（1）物聯(lián)網(wǎng)計(jì)算模式物聯(lián)網(wǎng)普通有兩種基本計(jì)算模式，即物計(jì)算模式和云計(jì)算模式。物計(jì)算模式基于嵌入式系統(tǒng)，強(qiáng)調(diào)實(shí)時(shí)控制，對(duì)終端設(shè)備性能要求較高，系統(tǒng)智能主要表現(xiàn)在終端設(shè)備上。物計(jì)算模式建立在對(duì)智能信息結(jié)果利用上，對(duì)集中處理能力和系統(tǒng)帶寬要求較低。云計(jì)算以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)資源共享和資源整合，其計(jì)算資源是動(dòng)態(tài)、可伸縮、虛擬化。云計(jì)算模式經(jīng)過(guò)分布式構(gòu)架采集物聯(lián)網(wǎng)中數(shù)據(jù)，系統(tǒng)智能主要表達(dá)在數(shù)據(jù)挖掘和處理上，需要較強(qiáng)集中計(jì)算能力和高帶寬，但終端設(shè)備比較簡(jiǎn)單。第48頁(yè)4.4物聯(lián)網(wǎng)智能信息處理技術(shù)4.4.2數(shù)據(jù)融合與數(shù)據(jù)挖掘（2）兩種模式選擇物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)挖掘結(jié)果主要用于決議控制，挖掘出模式、規(guī)則、特征指標(biāo)用于預(yù)測(cè)、決議和控制。在不一樣情況下，能夠選取不一樣計(jì)算模式。物計(jì)算模式：對(duì)于要求實(shí)時(shí)高效數(shù)據(jù)挖掘，物聯(lián)網(wǎng)任何一個(gè)控制端均需要對(duì)瞬息萬(wàn)變環(huán)境實(shí)時(shí)分析、反應(yīng)和處理，需要物計(jì)算模式和利用數(shù)據(jù)挖掘結(jié)果。基于云計(jì)算模式：以海量數(shù)據(jù)挖掘?yàn)樘卣鲬?yīng)用要處理海量數(shù)據(jù)，需要進(jìn)行數(shù)據(jù)質(zhì)量控制，如多源、多模態(tài)、多媒體、多格式數(shù)據(jù)存放與管理確保數(shù)據(jù)質(zhì)量。另外，物聯(lián)網(wǎng)計(jì)算設(shè)備和數(shù)據(jù)含有天然分布特征。第49頁(yè)4.4物聯(lián)網(wǎng)智能信息處理技術(shù)4.4.2數(shù)據(jù)融合與數(shù)據(jù)挖掘（3）數(shù)據(jù)挖掘算法選擇普通而言，數(shù)據(jù)挖掘算法能夠分為分布式數(shù)據(jù)挖掘算法和并行數(shù)據(jù)挖掘算法等。分布式數(shù)據(jù)挖掘算法適合數(shù)據(jù)垂直劃分算法、重視數(shù)據(jù)挖掘多任務(wù)調(diào)度算法。而并行數(shù)據(jù)挖掘算法適合數(shù)據(jù)水平劃分、基于任務(wù)內(nèi)并行挖掘算法。云計(jì)算技術(shù)能夠認(rèn)為是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用一塊基石，能夠確保分布式并行數(shù)據(jù)挖掘，高效實(shí)時(shí)挖掘，云服務(wù)模式是數(shù)據(jù)挖掘普適模式，能夠確保挖掘技術(shù)共享，降低數(shù)據(jù)挖掘應(yīng)用門(mén)檻，滿足海量挖掘要求。第50頁(yè)4.4物聯(lián)網(wǎng)智能信息處理技術(shù)4.4.2數(shù)據(jù)融合與數(shù)據(jù)挖掘（4）數(shù)據(jù)挖掘應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)挖掘分析應(yīng)用通常都能夠歸納為預(yù)測(cè)和尋證分析兩大類(lèi)。預(yù)測(cè)（Forecasting）：主要用在（完全或部分）了解現(xiàn)實(shí)狀況情況下，推測(cè)系統(tǒng)在近期或者中遠(yuǎn)期狀態(tài)。比如：

①在智能電網(wǎng)中，預(yù)測(cè)近期擾動(dòng)可能性和發(fā)生地點(diǎn)；

②在智能交通系統(tǒng)中，預(yù)測(cè)擁阻和事故在特定時(shí)間和地點(diǎn)可能發(fā)生概率；

③在環(huán)境保護(hù)體系中，依據(jù)不一樣地點(diǎn)廢物排放，預(yù)測(cè)未來(lái)發(fā)生生物化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生污染可能性。第51頁(yè)4.4物聯(lián)網(wǎng)智能信息處理技術(shù)4.4.2數(shù)據(jù)融合與數(shù)據(jù)挖掘?qū)ぷC分析（ProvenanceAnalysis）：當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題或者達(dá)不到預(yù)期效果時(shí)，分析它在運(yùn)行過(guò)程中哪個(gè)步驟出現(xiàn)了問(wèn)題。比如：（1）在食品安全應(yīng)用中，一旦發(fā)生質(zhì)量問(wèn)題，需要在食品供給鏈中尋找對(duì)應(yīng)證據(jù)，明確原因和責(zé)任；（2）在環(huán)境監(jiān)控中，當(dāng)污染物水平超標(biāo)時(shí)，需要在統(tǒng)計(jì)中尋找分析原因。第52頁(yè)4.4物聯(lián)網(wǎng)智能信息處理技術(shù)4.4.2數(shù)據(jù)融合與數(shù)據(jù)挖掘數(shù)據(jù)挖掘在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中應(yīng)用示例：經(jīng)過(guò)植入土壤或暴露在空氣中傳感器監(jiān)控土壤性狀和環(huán)境情況；數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)物聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程控制中心，可及時(shí)查詢(xún)當(dāng)前農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境現(xiàn)實(shí)狀況和改變趨勢(shì)，確定農(nóng)作物生產(chǎn)目標(biāo)；經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)挖掘方法還能夠知道環(huán)境溫度濕度和土壤各項(xiàng)參數(shù)等原因是怎樣影響農(nóng)作物產(chǎn)量，怎樣調(diào)整它們才能夠最大程度地提升農(nóng)作物產(chǎn)量等。第53頁(yè)4.4物聯(lián)網(wǎng)智能信息處理技術(shù)4.4.3物聯(lián)網(wǎng)其它智能化技術(shù)針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)智能處理，需要研究以下內(nèi)容：（1）以融合和決議為目標(biāo)海量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)挖掘基于物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)需求，物聯(lián)網(wǎng)中數(shù)據(jù)挖掘應(yīng)分為兩個(gè)方面：輔助常規(guī)決議數(shù)據(jù)挖掘和輔助數(shù)據(jù)融合數(shù)據(jù)挖掘。

（2）以情境感知為目標(biāo)不確定性建模和推理針對(duì)數(shù)據(jù)本身不確定性；針對(duì)語(yǔ)義映射不確定性；針對(duì)查詢(xún)分析不確定性。第54頁(yè)4.4物聯(lián)網(wǎng)智能信息處理技術(shù)4.4.3物聯(lián)網(wǎng)其它智能化技術(shù)1、物聯(lián)網(wǎng)智能化技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)智能化技術(shù)是將智能技術(shù)研究結(jié)果應(yīng)用到物聯(lián)網(wǎng)中，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)智能化。比如物聯(lián)網(wǎng)能夠結(jié)合智能化技術(shù)如人工智能等，應(yīng)用到物聯(lián)網(wǎng)中。物聯(lián)網(wǎng)目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)一個(gè)智慧化世界，它不但僅感知世界，關(guān)鍵在于影響世界，智能化控制世界。物聯(lián)網(wǎng)依據(jù)詳細(xì)應(yīng)用結(jié)合人工智能，能夠?qū)崿F(xiàn)智能控制和決議。第55頁(yè)4.4物聯(lián)網(wǎng)智能信息處理技術(shù)4.4.3物聯(lián)網(wǎng)其它智能化技術(shù)人工智能普通有兩種不一樣方式：一個(gè)采取傳統(tǒng)編程技術(shù)，使系統(tǒng)展現(xiàn)智能效果，而不考慮所用方法是否與人或動(dòng)物機(jī)體所用方法相同，這種方法叫工程學(xué)方法（Engineeringapproach）。另一個(gè)是模擬法（Modelingapproach），不但要看效果，還要求實(shí)現(xiàn)方法也和人類(lèi)或生物機(jī)體所用方法相同或相類(lèi)似。第56頁(yè)4.4物聯(lián)網(wǎng)智能信息處理技術(shù)4.4.3物聯(lián)網(wǎng)其它智能化技術(shù)采取工程學(xué)方法，需要人工詳細(xì)要求程序邏輯，在已經(jīng)有實(shí)踐中被屢次采取。從不一樣數(shù)據(jù)源（就包含物聯(lián)網(wǎng)感知信息）搜集數(shù)據(jù)中提取有用數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行濾除以確保數(shù)據(jù)質(zhì)量，將數(shù)據(jù)經(jīng)轉(zhuǎn)換、重構(gòu)后存入數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)或數(shù)據(jù)集市，然后尋找適當(dāng)查詢(xún)、匯報(bào)和分析工具和數(shù)據(jù)挖掘工具對(duì)信息進(jìn)行處理，最終轉(zhuǎn)變?yōu)闆Q議。第57頁(yè)4.4物聯(lián)網(wǎng)智能信息處理技術(shù)4.4.3物聯(lián)網(wǎng)其它智能化技術(shù)模擬法應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)一個(gè)方向是教授系統(tǒng)：是一個(gè)模擬人類(lèi)教授處理領(lǐng)域問(wèn)題計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng)，不但采取基于規(guī)則推理方法，而且采取諸如人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法與技術(shù)。依據(jù)教授系統(tǒng)處理問(wèn)題類(lèi)型，把教授系統(tǒng)分為解釋型、診療型、調(diào)試型、維修型、教育型、預(yù)測(cè)型、規(guī)劃型、設(shè)計(jì)型和控制型等類(lèi)型。第58頁(yè)4.4物聯(lián)網(wǎng)智能信息處理技術(shù)4.4.3物聯(lián)網(wǎng)其它智能化技術(shù)另外一個(gè)方向?yàn)槟Ｊ阶R(shí)別，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)用數(shù)學(xué)技術(shù)方法來(lái)研究模式自動(dòng)處理和判讀，如用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)模式（文字、聲音、人物、物體等）自動(dòng)識(shí)別。計(jì)算機(jī)識(shí)別顯著特點(diǎn)是速度快、準(zhǔn)確性和效率高，識(shí)別過(guò)程與人類(lèi)學(xué)習(xí)過(guò)程相同，可使物聯(lián)網(wǎng)在“識(shí)別端”——信息處理過(guò)程起點(diǎn)就含有智能性，確保物聯(lián)網(wǎng)上每個(gè)非人類(lèi)智能物體有類(lèi)似人類(lèi)“自覺(jué)行為”。第59頁(yè)4.4物聯(lián)網(wǎng)智能信息處理技術(shù)4.4.3物聯(lián)網(wǎng)其它智能化技術(shù)2、物聯(lián)網(wǎng)教授系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)教授系統(tǒng)是指在物聯(lián)網(wǎng)上一類(lèi)含有專(zhuān)門(mén)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)計(jì)算機(jī)智能程序系統(tǒng)或智能機(jī)器設(shè)備，經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)化布署教授系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)基本智能處理，對(duì)用戶(hù)提供智能化教授服務(wù)功效。第60頁(yè)4.4物聯(lián)網(wǎng)智能信息處理技術(shù)4.4.3物聯(lián)網(wǎng)其它智能化技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)教授系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)多用戶(hù)教授服務(wù)，其決議數(shù)據(jù)起源于物聯(lián)網(wǎng)智能終端采集數(shù)據(jù)。智能終端采集數(shù)據(jù)提交到物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)反應(yīng)了當(dāng)前問(wèn)題求解狀態(tài)集合。推理機(jī)是實(shí)施問(wèn)題求解關(guān)鍵執(zhí)行機(jī)構(gòu)，是對(duì)知識(shí)進(jìn)行解釋程序，它按照一定策略對(duì)找到知識(shí)進(jìn)行解釋執(zhí)行，并把結(jié)果統(tǒng)計(jì)到數(shù)據(jù)庫(kù)中。解釋器用于對(duì)求解過(guò)程作出說(shuō)明，并回答下列問(wèn)題提問(wèn)。知識(shí)庫(kù)是問(wèn)題求解所需要行業(yè)領(lǐng)域知識(shí)集合，包含基本事實(shí)、規(guī)則等信息。知識(shí)獲取負(fù)責(zé)建立、修改和擴(kuò)充知識(shí)庫(kù)，是教授系統(tǒng)中把問(wèn)題求解各種專(zhuān)門(mén)知識(shí)從教授頭腦中或者其它知識(shí)源轉(zhuǎn)換到知識(shí)庫(kù)主要機(jī)構(gòu)。在物聯(lián)網(wǎng)中引入教授系統(tǒng)使物聯(lián)網(wǎng)對(duì)其接入數(shù)據(jù)含有分析判斷并提供決議依據(jù)能力，使物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)初步智能化。第61頁(yè)4.4物聯(lián)網(wǎng)智能信息處理技術(shù)4.4.3物聯(lián)網(wǎng)其它智能化技術(shù)3、物聯(lián)網(wǎng)智能化處理

第62頁(yè)4.4物聯(lián)網(wǎng)智能信息處理技術(shù)4.4.3物聯(lián)網(wǎng)其它智能化技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)智能化主要表達(dá)在數(shù)據(jù)層和智能處理層。數(shù)據(jù)層主要包含實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、知識(shí)庫(kù)、模型庫(kù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、歷史數(shù)據(jù)庫(kù)。智能處理層包含數(shù)據(jù)查詢(xún)、數(shù)據(jù)分析、預(yù)測(cè)、決議、指令下達(dá)、匯報(bào)生成等信息處理。其中數(shù)據(jù)分析需要統(tǒng)計(jì)模型、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、交叉分析等智能分析工具。預(yù)測(cè)需要統(tǒng)計(jì)學(xué)模型、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等伎倆支持。第63頁(yè)4.5物聯(lián)網(wǎng)信息安全與隱私保護(hù)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和發(fā)展很快會(huì)融入我們社會(huì)和生活方方面面。據(jù)權(quán)威預(yù)計(jì)，到全世界智能物體（Smartthings）有近500億連接到網(wǎng)絡(luò)中去，物聯(lián)網(wǎng)經(jīng)過(guò)感知與控制，將物聯(lián)網(wǎng)融入到我們生活、生產(chǎn)和社會(huì)中去，物聯(lián)網(wǎng)安全問(wèn)題不容忽略。假如忽略物聯(lián)網(wǎng)安全問(wèn)題，我們隱私會(huì)因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)安全性微弱而暴露無(wú)遺，從而嚴(yán)重影響我們正常生活。所以在發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)同時(shí)，必須對(duì)物聯(lián)網(wǎng)安全隱私問(wèn)題愈加重視，確保物聯(lián)網(wǎng)健康發(fā)展。第64頁(yè)4.5物聯(lián)網(wǎng)信息安全與隱私保護(hù)4.5.1物聯(lián)網(wǎng)安全特點(diǎn)與互聯(lián)網(wǎng)不一樣，物聯(lián)網(wǎng)特點(diǎn)在于無(wú)處不在數(shù)據(jù)感知、以無(wú)線為主信息傳輸、智能化信息處理。從物聯(lián)網(wǎng)整個(gè)信息處理過(guò)程來(lái)看，感知信息經(jīng)過(guò)采集、匯聚、融合、傳輸、決議與控制等過(guò)程，表達(dá)了與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全不一樣特點(diǎn)。物聯(lián)網(wǎng)安全特征表達(dá)了感知信息多樣性、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境異構(gòu)性和應(yīng)用需求復(fù)雜性，展現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和數(shù)據(jù)處理量大，決議控制復(fù)雜等特點(diǎn)，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)安全提出了新挑戰(zhàn)。物聯(lián)網(wǎng)除了面對(duì)傳統(tǒng)TCP/IP網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)等傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題之外，還存在著大量本身特殊安全問(wèn)題。第65頁(yè)4.5物聯(lián)網(wǎng)信息安全與隱私保護(hù)4.5.1物聯(lián)網(wǎng)安全特點(diǎn)詳細(xì)地講，物聯(lián)網(wǎng)安全主要有以下特點(diǎn)：

1、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、節(jié)點(diǎn)等無(wú)人看管，輕易受到操縱和破壞。物聯(lián)網(wǎng)許多應(yīng)用代替人完成一些復(fù)雜、危險(xiǎn)和機(jī)械工作，物聯(lián)網(wǎng)中設(shè)備、節(jié)點(diǎn)工作環(huán)境大都是無(wú)人監(jiān)控。所以攻擊者很輕易接觸到這些設(shè)備，從而對(duì)設(shè)備或其嵌入其中傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行破壞。攻擊者甚至能夠經(jīng)過(guò)更換設(shè)備軟硬件，對(duì)它們進(jìn)行非法操控。比如，在遠(yuǎn)程輸電過(guò)程中，電力企業(yè)能夠使用物聯(lián)網(wǎng)來(lái)遠(yuǎn)程操控一些變電設(shè)備。因?yàn)槿狈垂?，攻擊者可輕易地使用非法裝置來(lái)干擾這些設(shè)備上傳感器。假如變電設(shè)備一些主要參數(shù)被篡改，其后果將會(huì)極其嚴(yán)重。

第66頁(yè)4.5物聯(lián)網(wǎng)信息安全與隱私保護(hù)4.5.1物聯(lián)網(wǎng)安全特點(diǎn)詳細(xì)地講，物聯(lián)網(wǎng)安全主要有以下特點(diǎn)：2、信息傳輸主要靠無(wú)線通信方式，信號(hào)輕易被竊取和干擾。物聯(lián)網(wǎng)在信息傳輸中多使用無(wú)線傳輸方式，暴露在外無(wú)線信號(hào)很輕易成為攻擊者竊取和干擾對(duì)象，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)信息安全產(chǎn)生嚴(yán)重影響。比如攻擊者能夠經(jīng)過(guò)竊取感知節(jié)點(diǎn)發(fā)射信號(hào)，來(lái)獲取所需要信息，甚至是用戶(hù)機(jī)密信息并可據(jù)此來(lái)偽造身份認(rèn)證，其后果不堪構(gòu)想。同時(shí)，攻擊者也能夠在物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線信號(hào)覆蓋區(qū)域內(nèi)，經(jīng)過(guò)發(fā)射無(wú)線電信號(hào)來(lái)進(jìn)行干擾，從而使無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)不能正常工作，甚至癱瘓。比如在物流運(yùn)輸過(guò)程中，嵌入在物品中標(biāo)簽或讀寫(xiě)設(shè)備信號(hào)受到惡意干擾，很輕易造成一些物品丟失。

第67頁(yè)4.5物聯(lián)網(wǎng)信息安全與隱私保護(hù)4.5.1物聯(lián)網(wǎng)安全特點(diǎn)詳細(xì)地講，物聯(lián)網(wǎng)安全主要有以下特點(diǎn)：3、出于低成本考慮，傳感器節(jié)點(diǎn)通常是資源受限。物聯(lián)網(wǎng)許多應(yīng)用經(jīng)過(guò)布署大量廉價(jià)傳感器覆蓋特定區(qū)域。廉價(jià)傳感器普通體積較小，使用能量有限電池供電，其能量、處理能力、存放空間、傳輸距離、無(wú)線電頻率和帶寬都受到限制，所以傳感器節(jié)點(diǎn)無(wú)法使用較復(fù)雜安全協(xié)議，因而這些傳感器節(jié)點(diǎn)或設(shè)備也就無(wú)法擁有較強(qiáng)安全保護(hù)能力。攻擊者針對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)這一弱點(diǎn)，能夠經(jīng)過(guò)采取連續(xù)通信方式使節(jié)點(diǎn)資源耗盡。

第68頁(yè)4.5物聯(lián)網(wǎng)信息安全與隱私保護(hù)4.5.1物聯(lián)網(wǎng)安全特點(diǎn)詳細(xì)地講，物聯(lián)網(wǎng)安全主要有以下特點(diǎn)：4、物聯(lián)網(wǎng)中物品信息能夠被自動(dòng)地獲取和傳送。物聯(lián)網(wǎng)經(jīng)過(guò)對(duì)物品感知實(shí)現(xiàn)物物相連，比如經(jīng)過(guò)RFID(射頻識(shí)別)、傳感器、二維識(shí)別碼和GPS定位等技術(shù)能夠隨時(shí)隨地且自動(dòng)地獲取物品信息。一樣這種信息也能被攻擊者獲取，在物品使用者沒(méi)有覺(jué)察情況下，物品使用者將會(huì)不受控制地被掃描、定位及追蹤，對(duì)個(gè)人隱私組成了極大威脅。第69頁(yè)4.5物聯(lián)網(wǎng)信息安全與隱私保護(hù)4.5.1物聯(lián)網(wǎng)安全特點(diǎn)物聯(lián)網(wǎng)安全要求及安全建設(shè)：物聯(lián)網(wǎng)安全總體要求物理安全、信息采集安全、信息傳輸安全和信息處理安全，而最終目標(biāo)就是要確保信息機(jī)密性、完整性、真實(shí)性和網(wǎng)絡(luò)容錯(cuò)性。物聯(lián)網(wǎng)安全性要求物聯(lián)網(wǎng)中設(shè)備自己必須是安全可靠，不僅要可靠地完成設(shè)計(jì)規(guī)定功能，更不能發(fā)生故障危害到人員或者其他設(shè)備安全；其次，它們必須有能力防護(hù)自己，在遭受黑客攻擊和外力破壞時(shí)候依然能夠正常工作。物聯(lián)網(wǎng)信息安全建設(shè)是一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)工程，需要從政策引導(dǎo)、標(biāo)準(zhǔn)制定、技術(shù)研發(fā)等等多方面向前推進(jìn)，提出堅(jiān)實(shí)信息安全保障伎倆，保障物聯(lián)網(wǎng)健康、快速發(fā)展。第70頁(yè)4.5物聯(lián)網(wǎng)信息安全與隱私保護(hù)4.5.2物聯(lián)網(wǎng)各層安全問(wèn)題綜合而言，物聯(lián)網(wǎng)從安全上講包括到信息安全感知、可靠感知數(shù)據(jù)傳輸和安全信息操控。從層面上講，如圖所表示，包括到感知層、網(wǎng)絡(luò)層、信息處理層和應(yīng)用層四個(gè)層面。第71頁(yè)4.5物聯(lián)網(wǎng)信息安全與隱私保護(hù)4.5.2物聯(lián)網(wǎng)各層安全問(wèn)題對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)安全，能夠參考互聯(lián)網(wǎng)所設(shè)計(jì)安全防范體系，在傳感層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層和應(yīng)用層分別設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)安全防范體系，以下列圖所表示。第72頁(yè)4.5物聯(lián)網(wǎng)信息安全與隱私保護(hù)4.5.2物聯(lián)網(wǎng)各層安全問(wèn)題2、感知層安全問(wèn)題：感知層處于物聯(lián)網(wǎng)最底層，是物聯(lián)網(wǎng)原始數(shù)據(jù)起源地，也是許多物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層控制硬件實(shí)現(xiàn)端。物聯(lián)網(wǎng)感知層要實(shí)現(xiàn)感知和控制功效，一旦感知層節(jié)點(diǎn)受到攻擊，不但能夠破壞數(shù)據(jù)正確起源，還會(huì)造成控制失敗，從而破壞物聯(lián)網(wǎng)正常工作。第73頁(yè)4.5物聯(lián)網(wǎng)信息安全與隱私保護(hù)4.5.2物聯(lián)網(wǎng)各層安全問(wèn)題物聯(lián)網(wǎng)在感知層采集數(shù)據(jù)時(shí)，其信息傳輸方式主要采取無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸,對(duì)這種暴露在公共場(chǎng)所中信號(hào)假如缺乏有效保護(hù)辦法話，很輕易被非法監(jiān)聽(tīng)、竊取、干擾；物聯(lián)網(wǎng)中物品設(shè)備大多都是布署在無(wú)人監(jiān)控地點(diǎn)完成任務(wù)，那么攻擊者就會(huì)比較輕易地接觸到這些設(shè)備，從而能夠?qū)@些設(shè)備或其承載傳感器進(jìn)行破壞，甚至經(jīng)過(guò)破譯傳感器通信協(xié)議，對(duì)它們進(jìn)行非法操控。感知節(jié)點(diǎn)另外一個(gè)問(wèn)題是功效單一、能量有限、數(shù)據(jù)傳輸和消息也沒(méi)有特定標(biāo)準(zhǔn)，為提供統(tǒng)一安全保護(hù)體系帶來(lái)障礙。

在感知層，普通感知信息要經(jīng)過(guò)一個(gè)或多個(gè)與外界網(wǎng)連接網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)（sink或gateway）作為感知層和通信層聯(lián)絡(luò)渠道，但一旦網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)被破壞，感知層信息將無(wú)法傳遞到網(wǎng)絡(luò)層。第74頁(yè)4.5物聯(lián)網(wǎng)信息安全與隱私保護(hù)4.5.2物聯(lián)網(wǎng)各層安全問(wèn)題感知層信息安全問(wèn)題主要有以下幾個(gè)方面：（1）傳感網(wǎng)普通節(jié)點(diǎn)被敵手捕捉，為入侵者對(duì)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)起攻擊提供了可能性；（2）傳感網(wǎng)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)被敵手控制，安全性全部丟失；（3）盡管現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)具備相對(duì)完整安全保護(hù)能力，但因?yàn)榛ヂ?lián)網(wǎng)中存在數(shù)量龐大節(jié)點(diǎn)，將會(huì)造成大量數(shù)據(jù)同時(shí)發(fā)送，使得傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)（普通節(jié)點(diǎn)或網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)）受到來(lái)自于網(wǎng)絡(luò)拒絕服務(wù)（DOS）攻擊；（4）接入到物聯(lián)網(wǎng)超大量傳感節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)、識(shí)別、認(rèn)證和控制問(wèn)題。第75頁(yè)4.5物聯(lián)網(wǎng)信息安全與隱私保護(hù)4.5.2物聯(lián)網(wǎng)各層安全問(wèn)題物聯(lián)網(wǎng)感知層信息安全防護(hù)（1）加強(qiáng)對(duì)傳感網(wǎng)機(jī)密性安全控制在傳感網(wǎng)內(nèi)部，需要有效密鑰管理機(jī)制，用于保障傳感網(wǎng)內(nèi)部通信安全，機(jī)密性需要在通信時(shí)建立一個(gè)暫時(shí)會(huì)話密鑰，確保數(shù)據(jù)安全。比如在物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建中選擇射頻識(shí)別系統(tǒng)，應(yīng)該依據(jù)實(shí)際需求考慮是否選擇有密碼和認(rèn)證功效系統(tǒng)。第76頁(yè)4.5物聯(lián)網(wǎng)信息安全與隱私保護(hù)4.5.2物聯(lián)網(wǎng)各層安全問(wèn)題物聯(lián)網(wǎng)感知層信息安全防護(hù)（2）加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)認(rèn)證個(gè)別傳感網(wǎng)（尤其當(dāng)傳感數(shù)據(jù)共享時(shí)）需要節(jié)點(diǎn)認(rèn)證，確保非法節(jié)點(diǎn)不能接入。認(rèn)證性能夠經(jīng)過(guò)對(duì)稱(chēng)密碼或非對(duì)稱(chēng)密碼方案處理。使用對(duì)稱(chēng)密碼認(rèn)證方案需要預(yù)置節(jié)點(diǎn)間共享密鑰，在效率上比較高，消耗網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)資源較少，許多傳感網(wǎng)都選取此方案；而使用非對(duì)稱(chēng)密碼技術(shù)傳感網(wǎng)普通含有很好計(jì)算和通信能力，而且對(duì)安全性要求更高。在認(rèn)證基礎(chǔ)上完成密鑰協(xié)商是建立會(huì)話密鑰必要步驟。

第77頁(yè)4.5物聯(lián)網(wǎng)信息安全與隱私保護(hù)4.5.2物聯(lián)網(wǎng)各層安全問(wèn)題物聯(lián)網(wǎng)感知層信息安全防護(hù)（3）加強(qiáng)入侵監(jiān)測(cè)一些主要傳感網(wǎng)需要對(duì)可能被敵手控制節(jié)點(diǎn)行為進(jìn)行評(píng)定，以降低敵手入侵后危害。敏感場(chǎng)所，節(jié)點(diǎn)要設(shè)置封鎖或自毀程序，發(fā)覺(jué)節(jié)點(diǎn)離開(kāi)特定應(yīng)用和場(chǎng)所，開(kāi)啟封鎖或自毀，使攻擊者無(wú)法完成對(duì)節(jié)點(diǎn)分析。（4）加強(qiáng)對(duì)傳感網(wǎng)安全路由控制幾乎全部傳感網(wǎng)內(nèi)部都需要不一樣安全路由技術(shù)。傳感網(wǎng)安全需求所包括密碼技術(shù)包含輕量級(jí)密碼算法、輕量級(jí)密碼協(xié)議、可設(shè)定安全等級(jí)密碼技術(shù)等。第78頁(yè)4.5物聯(lián)網(wǎng)信息安全與隱私保護(hù)4.5.2物聯(lián)網(wǎng)各層安全問(wèn)題

3、網(wǎng)絡(luò)傳輸層安全問(wèn)題：處于網(wǎng)絡(luò)末端節(jié)點(diǎn)傳輸如感知層問(wèn)題一樣，節(jié)點(diǎn)功效簡(jiǎn)單，能量有限，使得它們無(wú)法擁有復(fù)雜安全保護(hù)能力，對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸層安全保障帶來(lái)困難。物聯(lián)網(wǎng)傳輸層主要用于把感知層搜集到信息安全可靠地傳輸?shù)叫畔⑻幚韺?，然后依?jù)不一樣應(yīng)用需求進(jìn)行信息處理，而網(wǎng)絡(luò)層是一個(gè)高度異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)傳輸層異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)信息交換安全性是其中脆弱點(diǎn)，尤其在網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證方面，難免存在中間人攻擊和其它類(lèi)型攻擊。這需要有更高安全防護(hù)辦法。第79頁(yè)4.5物聯(lián)網(wǎng)信息安全與隱私保護(hù)4.5.2物聯(lián)網(wǎng)各層安全問(wèn)題

3、網(wǎng)絡(luò)傳輸層安全問(wèn)題：對(duì)于關(guān)鍵承載網(wǎng)絡(luò)而言，即使它含有相對(duì)完整安全保護(hù)能力，但因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)中節(jié)點(diǎn)數(shù)量龐大，且常以集群方式存在。對(duì)于事件驅(qū)動(dòng)應(yīng)用，大量數(shù)據(jù)同時(shí)發(fā)送能夠致使網(wǎng)絡(luò)擁塞，產(chǎn)生拒絕服務(wù)攻擊。在傳輸層會(huì)帶來(lái)愈加復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題。大量節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸需求會(huì)造成網(wǎng)絡(luò)擁塞，產(chǎn)生拒絕服務(wù)攻擊。另外，現(xiàn)有通信網(wǎng)絡(luò)安全架構(gòu)都是以人通信角度設(shè)計(jì)，對(duì)以物為主體物聯(lián)網(wǎng)需要建立新傳輸與應(yīng)用安全架構(gòu)。第80頁(yè)4.5物聯(lián)網(wǎng)信息安全與隱私保護(hù)4.5.2物聯(lián)網(wǎng)各層安全問(wèn)題

3、網(wǎng)絡(luò)傳輸層安全問(wèn)題：對(duì)于傳輸層安全要求：（1）數(shù)據(jù)機(jī)密性：要確保數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中不泄露內(nèi)容；（2）數(shù)據(jù)完整性：要確保數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中不被非法篡改，而且被篡改數(shù)據(jù)輕易被檢測(cè)出；（3）數(shù)據(jù)流機(jī)密性：對(duì)數(shù)據(jù)流量進(jìn)行保密，預(yù)防數(shù)據(jù)流量信息被非法竊??；（4）DDOS攻擊檢測(cè)與預(yù)防：DDOS是網(wǎng)絡(luò)中常見(jiàn)攻擊現(xiàn)象，在物聯(lián)網(wǎng)中要能及時(shí)檢測(cè)到DDOS攻擊發(fā)生，并能對(duì)脆弱節(jié)點(diǎn)如網(wǎng)關(guān)DDOS攻擊進(jìn)行防護(hù)；（5）移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中認(rèn)證與密鑰協(xié)商（AKA）機(jī)制一致性或兼容性、跨越認(rèn)證和跨網(wǎng)認(rèn)證等，比如不一樣無(wú)線網(wǎng)絡(luò)所使用不一樣AKA機(jī)制對(duì)跨網(wǎng)認(rèn)證不利。第81頁(yè)4.5物聯(lián)網(wǎng)信息安全與隱私保護(hù)4.5.2物聯(lián)網(wǎng)各層安全問(wèn)題

傳輸層信息安全問(wèn)題主要有以下幾個(gè)方面：（1）DOS攻擊、DDOS攻擊；（2）假冒攻擊、中間人攻擊等；（3）跨異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)攻擊。第82頁(yè)4.5物聯(lián)網(wǎng)信息安全與隱私保護(hù)4.5.2物聯(lián)網(wǎng)各層安全問(wèn)題物聯(lián)網(wǎng)傳輸層信息安全防護(hù)：傳輸層安全機(jī)制分為端到端機(jī)密性和節(jié)點(diǎn)到節(jié)點(diǎn)機(jī)密性。端到端機(jī)密性安全機(jī)制能夠確保數(shù)據(jù)完整性，主要安全機(jī)制包含：端到端認(rèn)證機(jī)制；端到端密鑰協(xié)商機(jī)制；端到端密鑰管理機(jī)制；端到端機(jī)密性算法選取機(jī)制等。對(duì)于節(jié)點(diǎn)到節(jié)點(diǎn)安全性機(jī)制主要包含節(jié)點(diǎn)認(rèn)證和密鑰協(xié)商機(jī)制。對(duì)于跨網(wǎng)絡(luò)安全形式需要建立不一樣網(wǎng)絡(luò)環(huán)境認(rèn)證銜接機(jī)制。另外，網(wǎng)絡(luò)傳輸能夠依據(jù)需要分為單播通信、組播通信和廣播通信，針對(duì)不一樣類(lèi)型通信模式要有對(duì)應(yīng)認(rèn)證機(jī)制和機(jī)密性保護(hù)機(jī)制。第83頁(yè)4.5物聯(lián)網(wǎng)信息安全與隱私保護(hù)4.5.2物聯(lián)網(wǎng)各層安全問(wèn)題綜合以上情況，傳輸層安全架構(gòu)主要包含一些幾個(gè)方面：（1）節(jié)點(diǎn)認(rèn)證、數(shù)據(jù)機(jī)密性、完整性、數(shù)據(jù)流機(jī)密性、DDOS攻擊檢測(cè)與預(yù)防；（2）移動(dòng)網(wǎng)中AKA機(jī)制一致性或兼容性、跨域認(rèn)證和跨網(wǎng)認(rèn)證；（3）密鑰管理、端對(duì)端加密和節(jié)點(diǎn)對(duì)節(jié)點(diǎn)加密、密碼算法和協(xié)議等；（4）組播和廣播通信認(rèn)證性、機(jī)密性和完整性機(jī)制等。第