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文档组制作-专业的物联网开发学习论坛 为什么物联网需要IP 技术 IPSO WP1： IP for Smart Objects 翻译 摘要： 新兴的智能设备应用领域要求扩展性好、兼容交互性好的通信机制，以支持未来 大量的应用创新。IP 已经证明为长久性、稳定可靠性、高度可靠性的通信技术， 可以支持大量的应用领域、多样的设备、各种类型的通信链路。IP 协议栈是轻 量级的，可以运行在小型的电池供电的嵌入式设备上。因此 IP 具备使物联网成 为现实的可能性，将连接数十亿级别的通信设备。 简介 智能设备是一种小型的计算机系统，它带有传感器、执行器、通信模块，通 常嵌入到其它产品中，比如温度计、骑车引擎、开关、工业机器等。智能设备应 用十分广泛，比如家庭自动化、楼宇自动化、工厂监测、智慧城市、结构体监测、 智能电网、能源管理、智能交通灯领域。最近，智能设备已经在通信能力十分受 限的系统上实现，比如RFID 标签，而新一代的智能设备具备双向通信能力和传 感器，能够获取实时数据，如温度、湿度、振动、能耗等。智能设备能够采用电 池供电，通常由三部分组成：CPU （8 位、16 位、32 位处理器）、存储器（几KB 到几十KB 不等）、低功耗无线通信模块（几Kbps 到几百kbps 不等）。智能设备 的尺寸很小 （约几个平方毫米的尺寸）、价格很低 （约几美元）。 基于低成本传感器、执行器和无线通信模块的相关技术研发进展十分迅速，如 IEEE 802.15.4、低功耗WiFi、电力载波通信等。然而，智能设备的应用并没有 技术进展那样迅速，主要是因为存在大量私有的、半封闭的系统，导致相互之间 不兼容或者仅有部分兼容。 智能设备领域当前形势与二十年前的计算机网络十分相似：计算机大量使用 私有的通信协议，如SNA、IPX、Vines 等，相互之间只能依靠十分复杂的多协议 网关进行转换才能互联。之后，所有这些独立的体系架构采用打隧道(tunneling) 的方法逐渐向IP 网络过渡，如DLSw、XOT。如今，所有这些网络都采用IP 技术， 1 文档组制作-专业的物联网开发学习论坛 实现端到端的IP 架构。 如今，许多非 IP 架构的传感器网络架构正在采用网关进行协议转换，实现 与 IP 网络集成，这正好与当年计算机网络发展十分相似。难道我们不应该向历 史学习吗？协议网关本质上是十分复杂、难以管理、难以布设的。协议网关将网 络分离成一个个小的网络，使得路由、QOS、传输和网络恢复等协议不一致，从 而导致网络的整体性能较差。 相反，端到端的 IP 架构已经被广泛的采用，并成为设计支持大量通信设备 的可扩展性好、高效网络的唯一选择。 物联网： 基于IP 技术的智能设备 为了支持大量新兴物联网应用，底层的网络技术必须具备可扩展性好、互操 作性好，并且通过强有力的标准来支持未来大规模应用和创新。 IP 已经被证明是历史悠久的、稳定的、高可扩展的通信技术，它支持各种类型 的应用、十分广泛的设备、各种类型的通信接口。IP 技术采用分层的架构，具 备高度的灵活性和创新性。IP 已经支持多种应用，如email、www、网络电话、 视频、协同工作等。在过去的二十几年里，IP 经过不断演进，已经支持高度可 用、更加安全、支持QOS、实时数据传输、虚拟专网（VPN）等业务类型。 IP 在桌面PC 和服务器领域作为通用的网络通信技术已经有很多年的历史了。 长期以来，IP 被认为过于复杂，而难以在资源十分受限的小型系统上运行。然 而近年来，一些列轻量级的IP 协议栈证实了：轻量级的IP 协议栈能够满足只有 几KB 的RAM 和ROM、处理能力相当受限限以及能耗受限的小型设备系统的需要。 IP 为智能设备以及其它小型嵌入式设备提供了标准化的、轻量级的、平台无关 的网络接入。基于 IP 协议的设备，实现全球互联，具有被任何设备在任何地点 访问的优势，如PC 机、手机、PDAs、数据库服务器以及其它智能化设备，如温 度计、灯泡等。 IP 几乎可以运行在任何通信接口上，从高速以太网到低功耗的802.15.4 射 频，802.11 （WiFi）以及低功耗的电力载波通信（PLC）。对于远距离骨干网通信， IP 数据可以轻松通过因特网的加密信道快速传输。