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物联网的核心技术有哪些?物联网发展的主要难题是什么?

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TUV莱茵 核心会员 用户来自于: 北京市
2026-01-12 07:02
物联网概念始于1998 年,它的愿景是生活中所有装置,都能通过网络传递信息(M2M), 触发装置的侦测、识别、反应或控制等等行为。物联网被公认为是后移动时代的下一个杀手级应用,具有广阔的市场和应用前景。 目前的物联网四大核心技术包含RFID射频识别、传感器、云计算、网络通讯。其中仅网络通讯就包含多种重要的技术。这里就通讯相关技术及目前执行的标准、现阶段全球物联网装置规模、以及目前主要国家联网政策等几个方面,为大家详细介绍一下。

德国莱茵TÜV(以下简称“TÜV莱茵”)是国际专业的第三方检验机构,自1872年成立以来,始终致力于解决人类、环境和科技互动过程中出现的挑战,提供安全、可持续的解决方案。同时在Bluetooth、zigbee、DALI、KNX通讯技术认证上,TÜV莱茵通讯实验室在台湾有多项第一且唯一的记录。

一、物联网通讯技术 1.低功耗广域网Low-Power Wide-Area Network (LPWAN) 低功耗广域网LPWAN是针对物联网应用中低功耗(5 ~ 10年电池寿命)、远距离(1 ~ 20公里传输距离)、低带宽的需求所开发出来的无线通讯技术。下面提到的LoRaWANTM、Sigfox、Wi-SUN均属于这类使用1GHz以下的LPWAN技术: ▪ LoRaWANTM 下面这张图,可以了解到LoRa的调制技术会根据不同区域(国家)所允许使用的频段(ISM band),搭配LoRaWANTM的MAC层协议作为网络内装置之间彼此沟通的依据。 本回答中配图均来自于TÜV莱茵 LoRaWANTM的网络架构采用的是星状网络的架构,比起一般的网状(Mesh)网络架构实现起来会简单许多。 ​ ​ LoRaWANTM网络主要的角色有终节点(End Node)、 网关(Concentrator/Gateway)与网络服务器(Network Server)这几类的装置型态,网络中以End Node这类的角色数量最多,在LPWAN的应用中,类似这样的装置主要为传感器(Sensor)类的产品,数据传输大多以上行的路径,经过Gateway传递到Network Server中,再由Network Server传到对应的应用服务器(Application Server)。 ​ ▪ Sigfox Sigfox无线通信技术也是类似于LoRaWANTM Star网络架构,是架构在Sub-1GHz ISM工科医频段上的LPWAN通讯协议,不过其推广方式与商业模式与其他开放的通讯协议有很大的不同:Sigfox提供一条龙式的服务,从终端产品开发/模块的选择、网络基站的建置,一直到上层云端的建构,都由Sigfox负责,使用者只需要利用Sigfox的云端服务平台,便可以联机到物联网终端。 数据源: Sigfox、德国莱茵TÜV ▪ Wi-SUN Wi-SUN是基于IEEE 802.15.4g与IPV6的标准,工作频段为Sub-1GHz的无线技术。主要的特色有高安全性、网络部属与管理容易(MESH网状网络)、低耗电、低成本等特点。目前应用范围为电表(AMI, Advanced Metering Infrastructure)、 能源管理、农业、智能家居与智能城市等应用。 2.短距离无线传输技术 ▪ Bluetooth® 蓝牙® 蓝牙®无线技术是一项短距离通讯技术,它将逐步取代连接行动和/或固定装置的线缆,同时保证高标准的安全性,其主要特点是稳定可靠、耗电量少和成本低廉。 ​ ▪ zigbee zigbee无线技术主要的特点在于提供稳定的网状网络(Mesh Network)。有别于其他的通讯协议,zigbee也提供了应用层(Application Layer)相关的规范(Profile),让产品开发商所开发出来的产品彼此间可以互相交换信息,达到万物互连的目的。 ​ ▪ Thread Thread 是另一个类似zigbee的无线技术,也是基于IEEE802.15.4 PHY/MAC所开发出来的网络层通讯协议,主要应用范围为智能家居。 由上图可以得知Thread Group只针对Network层来订定相关的通讯协议,让使用者自行选择应用层的协议,和Wi-Fi一样,用户利用Wi-Fi网络传递数据,数据内容则由上层应用层决定(例如Line、Facebook、Web contents等)。 3.其他通讯技术 ▪ MirrorLink MirrorLink实现了车联网概念。Mirrorlink由智能手机厂商(如:HTC)、汽车制造商(如:戴姆勒)和系统供货商(如:先锋)组成。当具备MirrorLink功能的智能手机连接到具备MirrorLink功能的车辆时,即可在开车时轻松使用导航、音乐及各种手机应用程序。MirrorLink是汽车与智能手机连接的主导标准,也是目前汽车及智能手机连接应用最为普及的方式。 ▪ DALI DALI是一项国际标准,若所有制造商都提供符合DALI标准的照明控制装置,建筑师就可以结合多个制造商的照明解决方案,使用不同的照明场景,从而改变建筑物的空间或区域。 ​ ▪ KNX KNX能够控制家庭和大楼中的所有应用程序,包括照明和开关控制的各种安全系统、通风、空调、家用电器和其他设备。KNX作为欧洲( CENELEC EN 50090和CEN EN 13321-1 )和国际标准(ISO / IEC 14543-3 ),已投入市场超过23年,有近7000个 KNX认证产品收录在他们的目录中,并与120多个国家达成合作伙伴关系协议。 ​ 二、全球物联网装置规模 依据国际研研究机构Gartne预估,至2017年全球联网装置量可达84亿个,相较于2016年提高31%,2020年全球物联网装置量预计可达204亿个。同时Gartne还估计,2017年终端装置及服务市场将达到2兆美元。 三、主要国家物联网政策 ▪ 美国
  • 主要计划:智慧城市计划( Smart Cities Initiative),美国白宮于2015年9月宣布将投入超过1.6亿美元于该计划中。
  • 推动政策:美国运输部推出“智慧城市挑战方案”,以及政府部门通过PPP模式与个人、创新企业、非营利组织合作再以大数据分析等新工具共同发展针对都市相关问题的解决方案。
▪ 欧洲
  • 主要计划:Horizon2020计划为欧盟近年来提出的研发框架计划,主要聚焦于三大战略领域:卓越科学(Excellent Science)、产业领导力( Industrial Leadership)和社会挑战( Societal Challenges)。
  • 推动政策:2015年3月成立物联网创新联盟(AIOT),并发起物联网欧洲洲平台(IoT-EPl),通关过与利害关系人(如 Bosch, Philips等公司)相互合作,形成欧洲物联网生态系统。
▪ 日本
  • 主要计划:日本再兴战略,日本经济再生本部于2016年6月提出,以总和科学技术创新会议( Council for Science Technology and Innovation,CSTI)为中心,并与产业界一同拟定相关政策,实现2021年GDP总额超过600兆日圆的目标。
  • 推动政策:建立超智慧社会服务平台,往“高度道路交通系统”、“能源系统价值链”、“产品制造系统”三大方向发展,并有效推动“官民资料活用推进基本计划”。
▪ 中国
  • 主要计划:“互联网+”行动指导意见,2015年7月发布,拟定未来10年“互联网+”相关行动方针,短期(2018年)达到实体网路经济协同互动发展,中长期(2025年)完善产业生态体系。
  • 推动政策:设立国家物联网标准专家委员会、国家物联网基础标准工作组以快速推动物联网。2015年3月修订“外商投资产业指导目录”鼓励该类专案,新增物联网技术开发与应用鼓励国外企业在中国设立物联网研发机构。
以上是物联网核心技术中的通讯技术相关的详细内容,以及目前主要国家物联网发展的大致政策等,想了解更多可以点击:别百度了,这里是物联网通讯标准盘点

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发布时间
2026-01-12 08:49
更新时间
2026-01-12 08:49
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