物联网核心技术及特征总结

这里将其划分为感知技术、支 撑技术、共性技术、网络通信技术和应用技术，。

一、物联网技术的核心技术

1.感知技术 感知技术主要包括传感和识别技术。传感和识别技术是物联网感知物理世界， 获取数据，实现工业元宇宙与物理世界交互的首要环节。传感技术将物理世界中 的生物量、物理量、化学量，转化成可供设备识别、处理的数字信号；识别技术 实现对物体状态、标识和位置等信息的获取。 物联网感知技术中，典型技术即射频识别技术。射频识别技术是一种较为常 用的自动识别技术，是由一个阅读器和多个应答器(标签)组成的信息系统。其原 理为阅读器与标签之间进行非接触式的数据通信，达到识别目标的目的。射频识 别技术让物体具备“开口说话”的能力，赋予了物联网可追踪的特点。射频识别 技术应用非常广泛，典型应用如生产设备防盗、工厂门禁管制、停车管理、生产 线自动化、物料管理等。 此外，光敏、声敏、气敏、化学、压敏等各类传感器在工业场景中应用也较 为常见。通过传感器实时收集声、光、温、电、动力、化学、生物、位置等各种 物体、环境的状态数据，实现生产自动检测和自动控制。例如通过激光雷达、毫 米波雷达、摄像头等感应器的结合，在工业机器人自动制造、自动驾驶智能识别 等场景的应用越来越广泛。

2.支撑技术 物联网支撑技术主要包括微机电系统、嵌入式系统、电源和储能、新材料技 术及软件和算法等技术。 微机电系统(Micro Electro Mechanical Systems，简称 MEMS)是指尺寸在 几毫米乃至更小的一类技术装置，是一个独立的智能软硬件系统。微机电系统主 要由传感器、作动器和微能源三大部分组成，拥有属于自己的数据传输通路、专 属存储功能、操作系统和专门的应用程序，从而形成一个庞大的传感网。[2]常见 的产品包括微机电麦克风、微马达、微泵、微振子、微机电加速度计、微机电压 力传感器、微机电陀螺仪、微机电温湿度传感器等以及它们的集成产品。微机电 系统将信息的采集、存储、处理和执行集成管理，形成多功能的微型系统，并集 成于大尺寸系统中，可大幅度地提高系统可靠性和自动化、智能化水平。 嵌入式系统是以计算机技术为基础，以应用为中心，按物联网对设备可靠性、成本、功能、功耗等综合要求，定制裁剪软硬件功能模块的嵌入式计算机技术， 是实现物联网物体智能的重要基础。

电源和储能是物联网关键支撑技术之一，无论是融入服饰的可穿戴设备，还 是生产线上的传感器，使用场景决定了它们的设计趋于微型化。同时，特定的使 用场景，也决定了无源无线的供能方式将成为物联网电源和储能技术研究的重要 方向。随着物联网技术的发展，未来“温差能”“微光能”“振动能”“射频能” 的芯片和模组都将投入使用，这种具备自供能特性的芯片和模组在满足产品设计 需求的同时，还拥有免布线、低成本、免维护的特点，可以维系传感器长久在线 工作，为元宇宙感知层面的搭建奠定了重要基础。 物联网新材料技术的主要研究内容包括小型化的纳米技术、高可靠性的抗氧 化技术和低功耗的集成电路技术。目标是性能比传统材料的更完善，更耐用。例 如小型化的纳米技术是研究尺寸在 0.1~100 纳米间的物质组成体系的运动规律 和相互作用，以及其在实际应用中效果的技术。目前，新材料技术在物联网技术 中的应用主要体现在射频识别设备研发，传感器设备的微小化设计等方面。

3.共性技术 物联网共性技术主要包括网络层诸多技术，如标识和解析、安全和隐私、网 络管理技术等。 物联网标识和解析技术是对物理实体、通信实体和应用实体被赋予的或其本 身固有的属性，进行正确解析的技术。是工业物联网网络架构的重要组成部分， 是维护工业物联网稳定运行的重要基础设施。标识解析技术根据标识查询网络位 置，从而实现人与物、物与物之间的通信寻址，或直接查询物体的相关信息。 信息和网络安全是物联网的应用系统走向成熟的重要标志，也是实现物联网 大规模应用的必要条件。通过物联网安全和隐私架构设计，完善加密和管理机制， 对物联网的访问机制进行控制，维护网络系统的正常运行，在物联网系统发生异 常时，可以对存在有恶意潜入的病毒木马进行定向清理，及时排除风险，保障物 联网的信息安全。

4.网络通信技术 网络通信技术主要实现物联网数据信息和控制信息的双向传递，是实现物联 网功能的重要技术环节。主要包括基于分布式动态分组技术、新型分布式无线传感网络组网结构、无缝连接断开和网络自平衡技术、可靠性高的物联网单元冗余 技术等。 实现物联网就必须要求互联网能适应更大的信息量，并提供更多的终端服务。 目前，IPv6 技术已突破了这些难点，因为 IPv6 技术具有近乎无尽的地址存储空 间，能够保存并传送海量的数据。使用互联网的 IPv6 技术，不但能够为人提供 服务，而且还可以为各种硬件设施互联提供服务。

二、物联网技术的技术特征

物联网技术在工业元宇宙领域的应用具有连接性、实时性、智能化和安全性 等技术特征，为工业元宇宙的发展提供了重要的技术支持。 1.连接性 物联网技术通过各种传感器、射频识别技术等，实现设备之间的连接和数据 传输，为工业元宇宙提供全面的数据支持。 2.实时性 物联网技术可以实现实时数据采集和传输，确保数据的及时性和准确性，为 工业元宇宙的实时监控和决策提供支持。 3.智能化 物联网技术结合人工智能、大数据等技术，实现对设备数据的智能分析和处 理，为工业元宇宙提供智能化的管理和控制。 4.安全性 物联网技术通过加密技术、身份认证等手段，确保设备之间的通信和数据的 安全性，防止数据泄露和攻击。 5.可靠传递 物联网技术通过各种通信技术，如近距离无线通信技术、移动通信技术、卫 星通信技术等，实现物体信息的可靠传输。