物联网安全实验

物联网安全实验（通用8篇）

篇1：物联网安全实验

物联网信息安全技术北京市重点实验室

开放课题管理办法

一、总则

根据物联网信息安全技术北京市重点实验室（以下简称：实验室）的建设原则和目标，实验室设立开放课题作为实验室建设的重要组成部分，围绕实验室的主要发展方向和主要任务设置相关科研课题。

实验室的开放课题设置基于“开放、创新”原则，面向国内外各高等学校、科研机构和其它科研单位，支持国内外同行进行相关领域的研究，提倡创新，公平竞争。

实验室对开放课题实施严格的管理办法，充分发挥其对实验室和中国科学院信息工程研究所科研工作的强化与补充功能。

开放课题的经费管理，需严格遵守中国科学院信息工程研究所关于经费管理的各项规章制度。

二、开放课题的设置、申请与评审

实验室于每年12月初发布申请指南，结合实验室的研究方向和科研任务设置课题。每年12月实验室集中受理开放课题申请，申请书须于12月31日前提交实验室。

项目执行时间一般为1年。

开放课题的申请者一般应是在职中级以上职称人员，或已获博士学位人员，能独立承担研究课题。同一内，每个人只能申请一个开放课题。

申请人须认真填写课题申请书（附录一），并由申请人所在单位（具有法人资格）在申请书上签署意见，加盖单位公章。

实验室组织有关专家对课题申请书进行审批。每年3月底前公布审批结果，并将结果通知本人。次月底完成计划任务书的签定。批准立项的课题从当年1月1日开始实施。

三、开放课题承担人的权利和义务

课题承担者在接到开放课题批准通知后，应尽快作好开题的准备工作，撰写计划任务书（附录二），阐明课题的科学意义、可行性、进度计划，并核实本实验室现有设备是否满足课题要求。

开放课题承担人每年应以实验室客座人员的身份，在实验室工作不少于3个月，以开展课题的研究工作。

在课题实施过程中，开放课题承担者须按要求每半年提交一次课题进展报告，由实验室组织对报告进行审查并提出评审意见。

课题承担者需在每年的12月15日前向实验室提交当年发表的论文、论著、成果鉴定证书、成果获奖证书的复印件和论著，供实验室在《年报》上公布。

课题执行过程中，如需改变或推迟计划，课题承担人须提前向实验室提出书面申请，阐明原因并征得实验室批准。

课题研究若偏离原计划方向，或不能按计划执行，实验室将予以指正，不服从者，实验室有权撤消课题或终止资助。

开放课题承担人所在单位与实验室共享开放课题的科研成果。如：数据图表资料、模式、发表论文（包括未正式发表的论文预印本）、技术报告、专利等。科研成果须与结题验收报告一起提交实验室存档。在学术刊物/会议发表的论文应把实验室作为工作单位之一标注，否则不能列入该开放课题的科技成果。具体要求详见开放课题的成果署名方式。

课题完成后，实验室将组织有关人员对课题进行验收或评议。验收通过后，可开具结题证明。课题结题应于课题结束后三个月内完成，课题承担者应向实验室提交课题档案，包括研究工作总结、学术论文、研究报告、以及相关的原始资料、经费使用决算等纸质和电子材料。逾期不按要求提交者，取消今后申请实验室开放课题基金的资格，并通报其工作单位。

承担开放课题的研究人员，结题验收时须提交至少二篇发表在重要学术会议或核心刊物（或待发表）、标有实验室为主要工作单位之一的论文。

四、开放课题的经费管理

课题的各项开支均应按时在中国科学院信息工程研究所财务处报帐和结算。课题结束后，课题研究人员应及时作出经费使用决算。

课题经费的各项开支标准，均需严格遵守国家科研经费管理规定以及中国科学院信息工程研究所财务制度的要求，按照规定要求严格执行。

项目经费于课题被批准后的一个月内一次性拨付到位。

五、开放课题的成果署名方式

对于发表的论文和研究报告，其作者应把实验室的名称和作者原单位名称并列署名，要求如下：

 中文：中国科学院信息工程研究所,物联网信息安全技术北京市重点实验室, 北京 100097  英文：Beijing Key Laboratory of IOT information security technology, Institute of Information Engineering, CAS, China 对于出版的著作，在扉页上应注明“由中国科学院信息工程研究所物联网信息安全技术北京市重点实验室开放课题资助”。

对于鉴定成果，应将实验室列为该项成果的主要完成单位之一。

六、开放课题奖惩原则

对在执行期间无故未按计划要求开展工作，或研究结束期满后未提交至少二篇发表在重要学术会议或核心刊物（或待发表）、标有实验室为主要工作单位之一论文的，视为不合格。2年内不接受其对开放课题的申请，在实验室学术委员会上通报并通知本人。

未通过验收或评议结题的课题负责人，不得申请新的课题。

七、附则

本办法由实验室负责解释，自2015年1月1日开始执行。

篇2：物联网安全实验

一、实验目的和要求

1.熟悉并学会应用物联网实验箱

2.对比实验数据查看传感器测出数据是否精确。

二、实验设备及要求

物联网实验箱，电源，电脑。

在通风的环境下，使传感器、温度计、温湿度计在同一个环境下测量。

三、实验步骤 1．启动网关系统

接通物联网实验箱电源，待界面正常启动后，拨码开关 1,2 拨到 ON 端，其余 OFF 端，如图1 所示然后进入正常操作。这时触摸屏可以左右拖动切换界面了。

图1 2．启动网关 zigbee 协调器

如下图所示，接下来需按网关右下角 ZIGBE RESET 按键来启动网关 zigbee 协调器，如图2所示，需等 zigbee 核心板上的“ready”灯（红灯）稳定不再闪烁，表明网关组网成功，接下来即可启动各物联网节点模块与网关进行通信了。

图2 3.滑动网关触摸屏在LCD上找到温湿度模块检测按钮。如图3。Step1：

点击触摸屏上“温湿度检测”图标。

图3

Step2：

LCD 显示“请按按钮获取温湿度”，如图4

图4 Step3：

打开模块电源开关后，待稳定，点击LCD 屏上温度计图标或者湿度的图标，稍后LCD屏会显示“XX 摄氏度”和“XX %”湿度，表明模块检测到了周围环境的温度与湿度情况；此时若用较热/冷物体触碰“U1”（温湿度传感器）并持续一段时间后点击LCD 屏上温度计图标，温度会实时改变。如图5

图5

Step4：

点击触摸屏上“返回”图标，关闭模块电源

四、实验结果

从实验数据中可以看出传感器温湿度值，但无法确定其精确值，所以湿度、温度的测量值无法确定是否准确。根据温湿度检测器具的测量，可以测出当前环境的温湿度，通过温湿度检测器具可以直观的看到当前环境的温湿度，并采取相应的措施调节当前环境。

五、实验心得

通过对温湿度模块网关测试的练习，使我加深了对物联网的理解，抽象的课堂知识具体化使我的记忆更加深刻。

RFID 模块网关检测测试

一、实验目的和要求

1.熟悉并学会应用物联网实验箱

2.对比实验数据查看传感器测出数据是否精确。

二、实验设备及要求

物联网实验箱，电源，电脑。

在通风的环境下，使传感器、RFID 模块在同一个环境下测量。

三、实验步骤 1．启动网关系统

接通物联网实验箱电源，待界面正常启动后，拨码开关 1,2 拨到 ON 端，其余 OFF 端，如图1 所示然后进入正常操作。这时触摸屏可以左右拖动切换界面了。

图1 2．启动网关 zigbee 协调器

如下图所示，接下来需按网关右下角 ZIGBE RESET 按键来启动网关 zigbee 协调器，如图2所示，需等 zigbee 核心板上的“ready”灯（红灯）稳定不再闪烁，表明网关组网成功，接下来即可启动各物联网节点模块与网关进行通信了。

图2 3.RFID 模块网关检测测试 Step1：

改变主板上“ZIGBEE 232 485 BT”拨码开关的设置，将3,4 拨到ON 端，其余OFF 端。如图3

图3 Step2：

滑动网关触摸屏在LCD 上找到RFID 模块检测按钮。如图4 点击触摸屏上“RFID”图标

图4 Step3：

显示“序列号： 余额： 充值金额”：如图5

图5 Step4：

点击触摸屏上“开始”按钮后，用RFID 智能学习卡靠近IC&RFID 模块，如图6

图6 Step5：

IC&RFID 模块上D1（红灯）亮，LCD 屏显示“序列号：XXXXXX”，表明刷卡成功，如图7

图7 Step6：

点击触摸屏上“返回”图标，改回主板上“ZIGBEE 232 485 BT”拨码开关的设置，将1,2拨到ON 端，3,4 拨到OFF 端

四、实验结果

从实验数据中可以看出“序列号： 余额： 充值金额”。根据RFID 模块网关检测测试的测量，可以测出RFID智能学习卡的序列号、余额、充值金额，然后通过下方的显示控件可以完成相应的操作。

五、讨论和分析

通过对RFID 模块网关检测测试的练习，使我加深了对物联网的理解，通过使用实验箱，更好地理解了物联网的有关知识。

智能监控系统一、实验目的和要求

1.熟悉并学会应用物联网实验箱

2.对比实验数据查看传感器测出数据是否精确。

二、实验设备及要求

物联网实验箱，电源，电脑。

在通风的环境下，使传感器、智能监控系统在同一个环境下测量。

三、实验步骤 1．启动网关系统

接通物联网实验箱电源，待界面正常启动后，拨码开关 1,2 拨到 ON 端，其余 OFF 端，如图1 所示然后进入正常操作。这时触摸屏可以左右拖动切换界面了。

图1 2．启动网关 zigbee 协调器

如下图所示，接下来需按网关右下角 ZIGBE RESET 按键来启动网关 zigbee 协调器，如图2所示，需等 zigbee 核心板上的“ready”灯（红灯）稳定不再闪烁，表明网关组网成功，接下来即可启动各物联网节点模块与网关进行通信了。

图2 3.智能监控系统的操作 Step1：

点击触摸屏上“智能监控”选项，LCD 屏显示“视频监控客厅报警信息栏”，如图3

图3 Step2：

打开多普勒模块电源开关后，待稳定，在微波传感器附近进行物体的移动，若检测到LCD 屏上“客厅”处会动画显示3 个人偶且同时语音提示“有人闯入”，表明多普勒模块检测到物体的移动。此时若静置多普勒模块和移动的物体，稍后LCD 屏上“客厅”处动画恢复无人同时语音停止报警，如图4

图4

Step3：

找一个SIM 卡插到6410 主板GSM SIMCARD 处，系统自行配置然后重启，如图5

图5

Step4：

点击修改，将你要接收报警信息的号码输入文本框中，如图6

图6 当提示有人闯入时，就会将报警信息发送到修改号码后的手机中，如图7

图7 Setp5: 关闭模块电源

四、实验结果

从实验数据中可以看出，当打开多普勒模块电源开关后，待稳定，在微波传感器附近进行物体的移动，若检测到LCD 屏上“客厅”处会动画显示3 个人偶且同时语音提示“有人闯入”，表明多普勒模块检测到物体的移动。此时若静置多普勒模块和移动的物体，稍后LCD 屏上“客厅”处动画恢复无人同时语音停止报警。

五、实验心得

通过对智能监控系统的练习，以及实验箱的操作，使我更加深刻具体的理解了物联网的有关知识。

智能家居控制系统一、实验目的和要求

1.熟悉并学会应用物联网实验箱

2.对比实验数据查看传感器测出数据是否精确。

二、实验设备及要求

物联网实验箱，电源，电脑。

在通风的环境下，使传感器、智能家居控制系统在同一个环境下测量。

三、实验步骤 1．启动网关系统

接通物联网实验箱电源，待界面正常启动后，拨码开关 1,2 拨到 ON 端，其余 OFF 端，如图1 所示然后进入正常操作。这时触摸屏可以左右拖动切换界面了。

图1 2．启动网关 zigbee 协调器

如下图所示，接下来需按网关右下角 ZIGBE RESET 按键来启动网关 zigbee 协调器，如图2所示，需等 zigbee 核心板上的“ready”灯（红灯）稳定不再闪烁，表明网关组网成功，接下来即可启动各物联网节点模块与网关进行通信了。

图2

3．智能家居控制系统测试 Step1：

点击触摸屏上“家居控制”选项，LCD 屏显示当前温湿度（未知），电机图标（不转），光照图标（太阳：表示亮度强），电灯图标（不亮），温湿度设定（注：可以自行修改），如图3

图3 Step2：

打开温湿度模块，光敏模块，电机模块的电源，待稳定后，LCD 屏显示当前温湿度具体值，若当前温度或者湿度高于设定值，则电机转动（此处电机类似于空调），反之则不转；光敏模块检测光照强度，若光照暗则LCD 屏上光照图标显示为乌云，四个灯泡点亮，相应的电机模块上四个LED 灯也点亮。如图

4、图5 和图6

图4

图5

图6 Step3：

关闭各模块电源

四、实验结果

通过实验，点击触摸屏上“家居控制”选项，LCD 屏显示当前温湿度（未知），电机图标（不转），光照图标（太阳：表示亮度强），电灯图标（不亮），温湿度设定（注：可以自行修改）。打开温湿度模块，光敏模块，电机模块的电源，待稳定后，LCD 屏显示当前温湿度具体值，若当前温度或者湿度高于设定值，则电机转动（此处电机类似于空调），反之则不转；光敏模块检测光照强度，若光照暗则LCD 屏上光照图标显示为乌云，四个灯泡点亮，相应的电机模块上四个LED 灯也点亮。

五、实验心得

篇3：物联网实验平台的研究与实现

为应对国内物联网人才奇缺问题,抢占物联网产业的先机,自2010年起,教育部相继批准多间高校设立“物联网工程”、“传感网技术”和“智能电网”等物联网专业。物联网专业是一个多学科多技术交叉融合、工程实践性强、直接面向行业应用的综合性新学科群,面临着“师资、教材、实验平台”三缺位的办学难题。而物联网实验平台建设是探索实验教学、师资培养、课程建设及专业学科建设的基础,是物联网专业人才培养的关键所在。

1 物联网实验平台需求分析

1.1 物联网体系结构及技术架构

物联网[3,4,5](IoT,Internet of Things)是运用传感器、射频识别(RFID)、GPS、二维码、嵌入式等感知处理技术获取任何需要的各种信息,借助可能的网络(如Wi-Fi无线局域网、GPRS/3G移动通信网)接入互联网的方式和标准的协议,实现世界上任意事物之间的互联互通,完成信息共享、定位追踪、智能识别、智能监测、智能控制等功能的泛在网络。物联网在智能电网、智能交通、绿色农业、智能家居、工业监控、公共安全、城市管理、智能医疗、环境监测等领域具有广阔的应用前景。由于物联网以互联网为基础,实现全面感知、可靠传递、智能处理的三大核心功能,因此物联网普遍采用三层次的体系结构表示:感知层、网络层、应用层,各层次所涉及技术架构如图1所示。在感知层,由传感器、RFID、二维码、条形码、IC卡、智能标签等技术构成;在网络层,由ZigBee/6LowPAN无线组网、Wi-Fi、GPRS/3G、IPv4/IPv6、智能网关等互联网接入技术构成;在应用层,由Web2.0/Web3.0、云计算、云服务、智能终端等Wi-FiGPRS/3GIPv4/IPv6Web2.0/Web3.0技术构成。技术构成。

1.2 物联网实验平台建设的重要性

物联网专业是以计算机、电子信息、通信及自动化控制等多个学科为专业基础,涵盖传感器、计算机、射频识别、互联网、通信、云计算、信息安全等多种技术,是一个知识领域覆盖面广、多技术高度集成、多学科交叉融合、综合应用广泛的新兴学科群。多学科、多技术聚合的特点,使得物联网专业学科建设面临专业设置、师资培养、教材建设、实验实践平台建设等诸多困难:一是专业设置跨越多个学科,工程实践性强,授课师资难以保证;二是综合性知识多,技术架构复杂,实践实验性内容多,而现成的物联网专业教材少,课程设置和教师授课缺乏参考依据;三是物联网实验实践平台技术复杂、综合实践强,几乎没有现成实验教材可用的情况下,急需解决如何开展实验实践的问题。由于物联网专业特点要求授课教师必须积累丰富的工程实践经验,从而完成授课模式、教材编写、实验指导、应用研究等人才培养工作,而物联网专业及产业都处于起步阶段,实验实践平台是教师结合专业教学与科研的核心平台,是教师积累物联网工程实践经验、开展物联网示范性项目研究的关键设施。

2 物联网实验平台的设计

2.1 设计思路

物联网相关专业是以应用为导向、多学科多技术聚合学科群,涉及传感技术、计算机网络技术、通信技术、自动控制技术、互联网技术、及它们之间的相互融合,实验平台设计首先要理清所涉及的关键技术的关系。通过深入分析物联网体系结构和技术架构,物联网实验平台可采取“注重体系结构,突出关键技术,关注新兴技术”的思路来设计。

首先,从技术角度把物联网3层次体系结构对应划分为三个部分:传感网、网关、终端,便于学习者容易把握物联网的整体结构和特点,也便于学习者分步分层次掌握物联网的关键技术;其次,对物联网个模块的关键技术细节深入研究,有所侧重,在应用中关注其它新技术。在无线传感网侧重于ZigBee的无线自组网技术,同时关注以6LowPAN为代表的可与互联网无缝连接的IP化无线自组网新技术;网关部分侧重于GPRS/3G移动网关、Wi-Fi网关等接入互联网的嵌入式网关技术,并关注对IPv6等新技术的支持;终端部分侧重于Android智能移动终端的应用,同时关注云服务及WebOS新技术。

2.2 实验平台的设计

实验平台的设计既要满足教学实验、实践创新、示范研发的功能,也要适应不同实验课程在授课过程中的独立性,又要突出物联网的体系结构的层次性,并覆盖涉及的关键技术,同时便于学生和教师构建各类应用,保证课程体系、关键技术、软硬件架构的一致性,满足各类实验实践以及物联应用研究的需求。因此,首先把物联网实验平台分为两个部分独立设计:各类传感节点的设计、Android嵌入式智能物联平台设计,两个部分可通过丰富的通信接口相互连接,实现“课程体系—关键技术—物联应用”的协同。

2.2.1 各类传感节点的设计及其关键技术

传感节点由各种不同功能的传感器、处理器、各类通信接口构成。本设计以ARM Cortex-M3系列处理器STM32F1xx为处理核心、ZigBee/Wi-Fi/Bluetooth/IPv6/RFID等无线通信接口构成温湿度、火焰、烟雾、RFID等各类传感器节点,如图2所示。同类别的传感节点间可实现简单组网,使传感节点的设计与课程内容紧密对应:RFID节点对应《RFID原理与应用》、《EPC与RFID技术》;Zig-Bee/Bluetooth/Wi-Fi/IPv6节点对应《无线传感网络技术》、《ZigBee无线传感网设计与应用》、《基于IPv6传感网设计》、《Cortex-M3处理器应用》、《传感器原理与应用》等课程。本设计以市场主流的、性能优越的Cortex-M3系列处理器为核心,可轻松处理各类传感器信号和控制各类节点通信,从而保证在软硬件设计的一致性,实现传感节点设计的结构化,便于学校根据课程体系来选择不同的传感节点完成实验室建设,方便开展实验教学。

2.2.2 Android智能物联平台的设计

Android智能物联平台是由多协议互联接入的网关和Android终端通过嵌入式技术嵌合构成。本设计以ARM Cortex-A8系列处理器SSPV210为核心,并提供IPv6、ZigBee、Wi-Fi、Bluetooth、GPRS/3G等无线传感通信接口、Ethernet以太网接口、USB/Video/UART/LCD等标准接口,支持Linux/Android操作系统应用,如图3所示。因此,本设计既可实现多协议互联的嵌入式网关或用作Android智能移动终端,也可接入互联网与服务器/云端连接,构建移动物联网的应用,并可开设丰富的实验课程,包括《ARM嵌入式系统应用》、《嵌入式网关技术》、《Anroid应用编程》、《无线组网技术》、《中间件技术》、《云计算技术》。此外,由于提供了丰富的传感节点通信接口,可根据需求使用不同的传感节点构建各类创新实践应用或进行示范项目研究,如基于Bluetooth节点可研究当前业界最热门的的智能穿戴应用,基于ZigBee/Wi-Fi节点可研究智能家居、智能交通、工业物联网等应用,基于GPRS/3G节点可研究远程监控、智能安防等应用,基于RFID节点可研究智能物流等应用,灵活支持开展课程实验和各类应用研究。

2.2.3 无线传感网操作系统

无线传感网是多个具有感知、通信和计算能力的小型无线传感器网络节点自组织而成的新型网,是物联网感知层的核心单元。为适应无线传感网应用的复杂化、实时性、联网等要求,降低软件开发难度,从而引入支持低功耗、IEEE802.15.4标准、多任务、TCP/IP联网的无线传感网络操作系统,常见的有TinyOS、Contiki等。TinyOS[6,7]是UC Berkeley采用NesC编写的一种非抢占式的无线传感器网络节点的开源操作系统。它基于组件化的架构、事件驱动的执行模式,适应了高并发事件处理,减少了主动耗能。但其采用先到先服务的静态调度策略,导致较严重的系统短任务或实时性较强的任务无法优先执行,实时性响应不足[8,9]。目前,Tin-yOS联盟为其提供了完整的开发平台,TinyOS可运行于Telos、Mica、IRIS、Imote2等多种硬件平台。Contiki[10,11,12]是由瑞典计算机科学研究所、Adam Dunkels等人用C语言编写的一种可选抢占式多任务的无线传感器网络节点的开源的操作系统。它包括一个事件驱动的多任务调度内核、提供IPv4/IPv6协议栈(uIP)、低功耗的无线通讯栈Rime,具有可移植性高、实时性好等特点,可为硬件资源受限的嵌入式网络设备提供多任务和内建TCP/IP支持,目前已被成功运行于多种硬件平台,如ARM、AVR、MSP430、CC2430、CC2530、STM32W108、X86等。

传感节点的设计以ARM Cortex-M3系列处理器、cc2530、cc2540为核心,支持TinyOS、Contiki等无线传感操作系统的应用研究。

2.2.4 6LoWPAN无线传感网

无线传感网络如何接入互联网是构建物联网的关键要素。ZigBee等支持IEEE802.15.4标准低功耗传感组网协议,仅考虑网络内部节点之间的通信,无法实现与TCP/IP协议直接连接,IPv6因其具有海量地址空间、良好的移动性支持、地址自动配置等特点, 已逐渐取代IPv4成为下一代互联网协议。IETF组织通过将IPv6引入以IEEE802.15.4标准为基础的无线传感网络形成6LoWPAN协议[12,13],可为每个传感器节点分配独立的IP地址,并已成功运行于低功耗无线、电力线载波、WiFi和以太网等通信场合,有望从根本上解决物联网感知层传感器节点接入互联网的问题,实现各网络节点的IP化互联,真正实现端到端的控制与通信。而本实验平台可研究基于Contiki、TinyOS等无线操作系统基的6LoWPAN传感网络,以及6LoWPAN传感网与Internet通信等重要的物联网技术研究课题。

3 总结

本文在深入理解物联网体系结构及其技术架构的基础上,以“注重体系结构,突出关键技术,关注新兴技术”思路,设计了由STM32F1xx为处理核心的各类传感器节点和SSPV210为核心的Android嵌入式智能物联平台组成的物联网实验平台。本实验平台支持无线传感操作系统、6LoWPAN等无线传感网新技术的研究,实现了“课程体系—关键技术—物联应用”的协同,以“传感节点结构化(硬件化)—互联接入平台化(软硬件接口)—终端应用软件化”的平台模式,为感知与控制、传输与网络、软件与服务等物联网专业方向提供灵活的实验平台与行业应用支持,对今后高校物联网的实验平台建设、专业建设、课程体系建设有很好的指导作用。

摘要：设计以传感节点和Android智能物联平台构成的物联网实验平台,实现了“课程体系—关键技术—物联应用”的协同,支持无线传感网操作系统、6LoWPAN等传感网新技术的研究,对今后高校物联网的实验平台建设、专业建设、课程体系建设有很好的借鉴作用。

篇4：《物联网技术导论》实验教学设计

关键词：物联网技术物联网实验实验教学

《物联网技术导论》课程是物联网相关专业入门的课程，由于物联网技术涉及通信技术、嵌入式技术、RFID、网络技术、信息处理等技术，并需要集成以前技术进行创新应用。特别是物联网实验涉及到通信、电子、网络等方面的新知识、新技术、新设备，如何掌握这些理论与技术知识，对教师本身也是一个极大的挑战。因此物联网实验教学教什么、拿什么教、怎么教等，也成为我们教师面临的难题。本文主要以计算机专业学生为例来进行物联网技术导论实验课的设计，旨在抛砖引玉。

1.运用实验教学的必要性

物联网技术涉及技术多，对于没有专门学习过这些技术的学生来说，本身很抽象、生涩，如果以课堂教学为主，仅靠填鸭式的讲授，课堂效果无疑会很不理想。比如：在讲授无线传感器温湿度检测时，如果仅是在课堂上讲解理论及编程学生没有感性认识，但如果学生亲自动手实验，不仅可以更好地理解代码，试验过程，还可以更好地培养学生的应用创新能力。

通过实验课加强学生对于物联网理论内容的理解，才能很好地培养学生分析问题、解决问题的能力和专业实践能力，加强实践教学是培养应用型人才的重要途径。研究《物联网技术导论》课程的实验内容，对培养物联网应用人才具有重大的意义。

2.实验教学設计

21 实验教学设计思路

物联网技术导论作为物联网的入门课程，主要介绍这门课为我院计算机科学技术专业所上一门专业课，目的是为培养物联网方面的应用人才，这也是我们将实验的重点放在软件的开发上。我们将实验设置为多层次。学生边学习物联网理论知识同时，边进行实验操作，设置的基础型的实验使其对原理有透彻的认知。当学生理论知识积累到一定的程度，可通过设置综合型的实验使学生进行系统学习与提高。此外，为了达到学生自主创新能力提高的目的，创新型实验的设置也必不可少。减少基础型实验，同时增大综合型和创新型实验的比例，并加入选学实验，学生可根据自己的能力兴趣，自主制定实验内容。这样，学生在实验过程中，由浅到深、由基础到综合地进行实践操作，符合渐进性的教学规律。为了解决课时少的问题， 设置了一部分课外可操作的实验，使一部分有兴趣而不满足于课内学习设计的学生有更广阔的学习时间与空间。

22实验教学的内容设计

我们把实验教学内容的重点放在无线传感器网和物联网应用上。包括基础实验、综合应用实验和课外创新实验。

221 基础实验

基础实验包括：

（1）建立实验环镜

主要是认识实验设备，安装配置IAR、KeilC开发环境。

（2）数据感知实验

主要是物联网感知层的实验，包括温湿度传感器、超声波传感器、酒精传感器的实验，使学生通过各种传感器感知信号及编程方法。选学内容设置为光电传感器、压力传感器。

（3）认识RFID系统实验

使学生掌握RFID 的基本原理，学会RFID 模块使用方法及相关程序分析。选学内容为超高频RFID模块分析等。

222综合应用实验

（1）Zigbee组网实验

要是让学生熟悉Zigbee协议栈原理、工作流程，掌握点对点、星状网通信原理及相关程序应用分析。选学内容为树状通信实验等。

（2）网关通信实验

使学生掌握网关上各种通信接口如串口，网口、GPRS的使用及程序分析修改。

（3）物联网应用实验

是物联网应用层的实验，主要是对智能家居系统、智能超市系统和智能仓储系统从系统功能、架构、原理上进行分析，并通过各种模拟系统进行实际分析等。选学内容为智能农业等。

223创新实验

在实验课堂上，学生难免会依赖于实验箱以及教师的指导，而缺乏自主思考的动力，再加上实验室学时和场地的限制，学生要在有限的时间和空间里完成自主创新设计有点困难，所以在课余时间开放了实验室，学生可以在课余时间随时进入实验室进行未完成的或自主创新的实验。这样，一方面可以减少场地和时间的限制，加强学生对所学知识渗透性的认知，另一方面提高了学生自主学习能力，培养其创新能力。基于此，在课程设置上，加进了学生自主安排时间。

22.4实验教学课堂设计

2010年我们建成了物联网实验室，购买了无线传感器及物联网实验箱，智能家居、物流仓储等实验平台。因而我们的实验主要在实验室进行。对于基础实验，教师先介绍一下实验箱相关的原理，引导学生一步一步进行实验，先设计然后编码和验证。让学生在实验中设计几种方案然后进行分别验证，得出最优方案。另外每次都会留出一些难一些的题目，让学生进行独立的思考与创新。对于应用综合型实验，教师先带领学生分析功能框架、实现原理，最后剖析核心部分代码。也会留出一部分代码或功能让学生独立完成剖析。如智能家居实验，带领学生实地参观及演示智能家电、智能窗帘、智能防盗、主控台等各部分，同时进行功能及原理剖析，然后剖析核心代码部分。留出联网部分及、智能监控部分的功能原理及代码让学生独立完成剖析。另外留出课外选修创新实验， 让学生课外完成。

3.实验教学的效果评析

学生初学本门课时，都在高深的概念、庞杂的体系前表现出迷惑，随着实验教学的开展，实践性、应用性的体现，学生的课堂状态明显发生变化，课堂气氛越来越活跃，学生学习的主动性与探索性得到激发。在无线传感器这章，对于各种各样的传感器，同学们都摸不到头脑，而通过数据感知实验，对各种传感器进行实际操作，学生不但理解了各种传感器是如何工作，更是可以通过编程来获得数据，从而更深刻理解“感知”的含义，增强了对无线传感器相关理论内容学生的积极性。

4.结论

物联网产品发展迅猛，不断渗透各个行业，人才要求也日益迫切。近几年来，为顺应社会和企业人才的需求，越来越多的高校开设物联网专业或将物联网的课程加入专业教学体系，使之成为专业选修课甚至专业必修课。然而，物联网教学体系还未成熟，存在诸多问题。本文以从分析开设实验的必要性入手，提出了针对计算机专业学生的层次性的实验教学方案设计。根据实验环境，设置合理的实验课程，突出自主性与创新性，提高学生自主学习的能力，对培养学生的创新能力具有重要意义。

参考文献：

[1]王志良，王粉花 物联网工程概论[M] 北京：机械工业出版社201104.

[2]魏晓宁 物联网实验教学初探[J] 计算机时代 2011（10）.

篇5：物联网工程应用实验室

前期弊端展示过多而实践偏少

总体目标培养该行业急需的应用型技术人才

目录1

前言 物联网人才需求现状*高职与本科物联网人才培养方向*前期物联网实验室建设的弊端

2 物联网工程应用实验室 概述 总体目标 建设目的

物联网人才需求现状

物联网人才需求具有多样性物联网是一个系统工程，需要各种类型的人才，包括：电子、通信、网络、软件等各方面的人才。

3.应用型人才是现阶段需求的重点现阶段主要的物联网项目建设与研究还大多局限于应用创新与应用推广方面。企业对人才的需求更多的集中与应用规划、应用开发、应用实施等基础层面。

高职与本科物联网人才培养方向高职及二三类本科理工类专业的人才培养方向本身就定位于工程应用型，相应的物联网专业亦应如此。从技术层面来讲，基础层面的技术(如：芯片、底层硬件等)并不适于作为物联网专业人才培养的方向，而应用层面(如：应用规划、软件开发、工程实施等)更适用于作为高职与本科学生的发展方向。

前期物联网实验室建设的弊端2011-2012年期间，很多院校都申报开设了物联网专业，并建立了先相关的物联网实验室。但相应的存在一些弊端：

1.展示过多而实践偏少出于参观展示效果的考虑，很多院校在实验室建设的时候，都会选取几种典型的物联网应用作为展示(如：智能家居、智能农业、智能交通等)，但由于相应设备及配套系统投资较高，一般，每种都只建设了一套，仅供参观、演示使用，学生没有实际参与实践的机会。

2.实验箱成为学生实践的全部大部分院校在没有太多可选择产品的情况下，保守的选择了实验箱作为物联网专业学生实践的主要设备，但是，大部分的实验箱(RFID、WSN)更适用于学生的基础理论教学，部分含有嵌入式开发实验的功能。但是这些实验设备与实际应用相去甚远，无法满足真正的实践需求要。

篇6：福州大学物联网实验中心参观心得

在前两次的RFID实验中，我们物理与工程学院的所有同学在指导老师的带领下参观了我们的物联网中心的实验室。

早上9点参观开始，老师首先带领我们来到了位于五楼的物联网实验室。迎面而来的是习总书记和蔼可亲、关切高校的巨幅肖像画，无疑是我们实验室最大的荣幸和唯一的亮点。实验室的老师详尽的为我们介绍了各个物联网应用系统的原理及应用，并且演示了每一个系统的具体功能及操作。老师向学生们介绍了物联网学院成立的背景，物联网学院的第一任院长苏凯雄先生，新大陆在物联网领域的探索的成就，以及王晶总裁在推动物联网产业发展做出努力与贡献。他说，2009年，“物联网”概念在中国资本市场横空出世，新大陆被认定国内物联网产业的龙头企业。从那时到现在，物联网已经从一个概念，已经演变成一个有着巨大前景产业，并且写进了国家十二五新兴战略性规划中。“福州大学——新大陆物联网学院”就是在这个背景下成立的，它在全国开创了校企合作新模式。全面覆盖物联网关键技术：传感控制、RFID、传感网组网、嵌入式智能终端、骨干

网接入、中间件平台、大型应用开发、集成应用。

n 覆盖物联网当前重要应用领域：智能交通、智能农业、环境监测、电子票证、图书商品

货物电子标签管理、智能分拣、食品溯源、商品防伪、电子支付、自助导览、智能导购、人员定位、智能安防、智能路灯等。

n 集互动演示、教学实验、二次开发、项目科

研平台于一体，可为不同专业的学生和教师

提供服务。

然后我们看到了一系列的物联网实验模型。这里是科技育人的实验基地，是各种高新科技的中心，因此我们都细心地听老师讲解，默默地记录，希望以后可以有机会实际操作这些设备进行科学创新。首先引入眼帘的是只能交通实验模型。通过集成双频 RFID 识别技术、红外传感技术、超声波传感技

术、道闸自动控制技术、485 总线通讯技术、Zigbee组网技

术、中间件平台技术实现智能

公交报站、车辆通关识别、智

能停车管理实验

n 通过本模型，可为掌握交通流

量智能监控、车联网、智能公

交、快速通关、智能停车场管

理、ETC不停车收费等智能交

通领域的各项应用打下坚实基

础。

然后是智能农业实验模型。通过集成温湿度传感技术、自动照明、通风、喷淋远程控制术、zigbee 组网技术、中间件平台技术实现智能农业种

植实验 n 通过本模型，可为掌握智能大

棚种植、种植环境监测追溯、智能粮库、智能灌溉等智能农业领域的各项应用打下坚实基

础。n 环境实时监测：可查询温室大棚

模型内实时（及历史）温度、湿

度等信息和设备启停状态。可远程控制相关加温、加湿、送风等设备。n 智能控制参数配置：可根据实时温度、湿度值，配置风扇、加温及加湿设备自动启停参数。n智能控制：启动智能控制，系统通过无线传感组网方式采集传感

器实时数据进行记录和判定，智能控制相关设备的启停。

此外还有许多实验模型，如智能环境监测实验模型‘、电子票证应用实验模型、商品货物电子标签应用实验模型、只能分拣实验模型、自助旅游导览实验模型等。

篇7：物联网的信息安全问题

摘要：物联网，通俗的来说就利用传感器、射频识别技术、二维码等作为感知元器件，通过一些基础的网络（互联网、个人区域网、无线传感网等）来实现物与物、人与物、人与人的互联沟通，进而形成一种“物物相连的网络”。“物联网”的诞生也为人们的生活带来了很大的方便，但是科技的发展总是会出现更多需要解决的难题，在物联网中，一个最大的、最困难、最艰巨的问题就是如何更好的解决物联网的安全问题，如何给人们带来方便的同时给人们一个更可靠、更安全、更有保障的服务[1]。本文分析了物联网所面临的安全问题，讨论了物联网安全问题所涉及的六大关系，分析物联网安全中的重要技术，最后提出了物联网的安全机制，以期对物联网的建设发展起到积极的建言作用。关键字 物联网、安全性、可靠性、引言

1999年美国麻省理工学院（MIT）成立了自动识别技术中心，构想了基于REID的物联网的概念, 提出了产品电子码（EPC）概念。在我国，自2009年8月温家宝总理提出“感知中国”战略后“物联网”一时成为国内热点，迅速得到了政府、企业和学术界的广泛关注。在“物联网”时代，道路、房屋、车辆、家用电器等各类物品，甚至是动物、人类，将与芯片、宽带等连接起来，这个巨大的网络不仅可以实现人与物的通信和感知，而且还可以实现物与物之间的感知、通信和相互控制。由于在物联网建设当中，设计到未来网络和信息资源的掌控与利用，并且建设物联网还能够带动我国一系列相关产业的国际竞争能力和自主创新能力的提高，所以加快物联网技术的研究和开发，促进物联网产业的快速发张，已经成为我国战略发展的需求。

从技术的角度来看，物联网是以互联网为基础建立起来的，所以互联网所遇到的信息安全问题，在物联网中都会存在，只是在危害程度和表现形式上有些不同。从应用的角度来看，物联网上传输的是大量有关企业经营的金融、生产、物流、销售数据，我们保护这些有经济价值的数据的安全比保护互联网上视屏、游戏数据的安全要重要的多，困难的多。从构成物联网的端系统的角度来看，大量的数据是由RFID与无线传感器网络的传感器产生的，并且通过无线的信道进行传输，然而无线信道比较容易受到外部恶意节点的攻击。从信息与网络安全的角度来看，物联网作为一个多网的异构融合网络，不仅仅存在与传感网网络、移动通信网络和因特网同样的安全问题，同时还有其特殊性，如隐私保护问题、异构网络的认证与访问控制问题、信息的存储与管理等。文献[3]认为数据与隐私保护是物联网应用过程中的挑战之一。因此，物联网所遇到的信息安全问题会比互联网更多，我们必须在研究物联网应用的同时，从道德教育、技术保障和法制环境三个角度出发，为我们的物联网健康的发展创造一个良好的环境。

1.物联网的安全问题

物联网的应用给人们的生活带来了很大的方便，比如我们不在需要装着大量的现金去购物，我们可以通过一个很小的射频芯片就能够感知我们身体体征状况，我们还可以使用终端设备控制家中的家用电器，让我们的生活变得更加人性化、智能化、合理化。如果在物联网的应用中，网络安全无法保障，那么个人隐私、物品信息等随时都可能被泄露。而且如果网络不安全，物联网的应用为黑客提供了远程控制他人物品、甚至操纵一个企业的管理系统，一个城市的供电系统，夺取一个军事基地的管理系统的可能性。我们不能否认，物联网在信息安全方面存在许多的问题，这些安全问题主要体现在一下几个方面。1.1 感知节点和感知网络的安全问题

在无线传感网中，通常是将大量的传感器节点投放在人迹罕至或者环境比较恶劣的环境下，感知节点不仅仅数目庞大而且分布的范围也很大，攻击者可以轻易的接触到这些设备，从而对它们造成破坏，甚至通过本地操作更换机器的软硬件。通常情况下，传感器节点所有的操作都依靠自身所带的电池供电，它的计算能力、存储能力、通信能力受到结点自身所带能源的限制，无法设计复杂的安全协议，因而也就无法拥有复杂的安全保护能力。而感知结点不仅要进行数据传输，而且还要进行数据采集、融合和协同工作。同时，感知网络多种多样，从温度测量到水文监控，从道路导航到自动控制，它们的数据传输和消息也没有特定的标准，所以没法提供统一的安全保护体系[2]。1.2 自组网的安全问题

自组网作为物联网的末梢网，由于它拓扑的动态变化会导致节点间信任关系的不断变化，这给密钥管理带来很大的困难。同时，由于节点可以自由漫游，与邻近节点通信的关系在不断地改变，节点加入或离开无需任何声明，这样就很难为节点建立信任关系，以保证两个节点之间的路径上不存在想要破坏网络的恶意节点。路由协议中的现有机制还不能处理这种恶意行为的破坏。1.3核心网络安全问题

物联网的核心网络应当具备有相对完整的保护能力，只有这样才能够使物联网具备有更高的安全性和可靠性，但是在物联网中节点的数目十分的庞大，而且以集群方式存在，因此会导致在数据传输时，由于大量机器的数据发送而造成网络拥塞。而且，现有通行网络是面向连接的工作方式，而物联网的广泛应用必须解决地址空间空缺和网络安全标准等问题，从目前的现状看物联网对其核心网络的要求，特别是在可信、可知、可管和可控等方面，远远高于目前的IP网所提供的能力，因此认为物联网必定会为其核心网络采用数据分组技术。此外，现有的通信网络的安全架构均是从人的通信角度设计的，并不完全适用于机器间的通信，使用现有的互联网安全机制会割裂物联网机器间的逻辑关系。1.4物联网业务的安全问题

通常在物联网形成网络时，是将现有的设备先部署后连接网络，然而这些联网的节点没有人来看守，所以如何对物联网的设备进行远程签约信息和业务信息配置就成了难题。另外，物联网的平台通常是很庞大的，要对这个庞大的平台进行管理我们必须需要一个更为强大的安全管理系统，否则独立的平台会被各式各样的物联网应用所淹没，但如此一来，如何对物联网机器的日志等安全信息进行管理成为新的问题，并且可能割裂网络与业务平台之间的信任关系，导致新一轮安全问题的产生。1.5 RFID系统安全问题

RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，识别工作无需人工干预，操作也非常方便。RFID系统同传统的Internet一样，容易受到各种攻击，这主要是由于标签和读写器之间的通信是通过电磁波的形式实现的，其过程中没有任何物理或者可视的接触，这种非接触和无线通信存在严重安全隐患。RFID 的安全缺陷主要表现在以下三方面：

（1）RFID标识自身访问的安全性问题。由于RFID标识本身的成本所限，使之很难具备足以自身保证安全的能力。这样，就面临很大的问题。非法用户可以利用合法的读写器或者自制的一个读写器，直接与 RFID 标识进行通信。这样，就可以很容易地获取RFID标识中的数据，并且还能够修改RFID 标识中的数据；

（2）通信信道的安全性问题。RFID使用的是无线通信信道，这就给非法用户的攻击带来了方便。攻击者可以非法截取通信数据；可以通过发射干扰信号来堵塞通信链路，使得读写器过载，无法接收正常的标签数据，制造拒绝服务攻击；可以冒名顶替向RFID发送数据，篡改或伪造数据；

（3）RFID读写器的安全性问题。RFID读写器自身可以被伪造；RFID读写器与主机之间的通信可以采用传统的攻击方法截获。所以，RFID读写器自然也是攻击者要攻击的对象。由此可见，RFID所遇到的安全问题要比通常的计算机网络安全问题要复杂得多。物联网安全架构

物联网安全结构架构也就是采集到的数据如何在层次架构的各个层之间进行传输的，在各个层次中安全和管理贯穿于其中，图1显示了物联网的层次架构。

应用层支撑层传输层感知层智能电网、智能家居、环境监测数据挖掘、智能计算、并行计算、云计算GMS、3G通信网、卫星网、互联网RFID、二维码、传感器红外感应图1物联网的层次结构

网络管理与安全 感知层通过各种传感器节点获取各类数据，包括物体属性、环境状态、行为状态等动态和静态信息，通过传感器网络或射频阅读器等网络和设备实现数据在感知层的汇聚和传输；传输层主要通过移动通信网、卫星网、互联网等网络基础实施，实现对感知层信息的接入和传输；支撑层是为上层应用服务建立起一个高效可靠的支撑技术平台，通过并行数据挖掘处理等过程，为应用提供服务，屏蔽底层的网络、信息的异构性；应用层是根据用户的需求，建立相应的业务模型，运行相应的应用系统。

在每个层之间我们究竟该采取哪些安全措施呢？如图2所示为物联网在不同层次采取的安全。

应用环境安全技术可信终端、身份认证、访问控制、安全审计等网络安全环境技术无线网安全、虚拟专用网、传输安全、安全路由、防火墙、安全审计等信息安全防御关键技术攻击监测、病毒防治、访问控制、内容分析、应急反应。战略预警等信息安全基础核心技术密码技术、高速芯片密码、公钥基础设施、信息系统平台安全等

图2物联网安全技术架构

图2中所示以密码技术为核心的基础信息安全平台及基础设施建设是物联网安全，特别是数据隐私保护的基础，安全平台同时包括安全事件应急响应中心、数据备份和灾难恢复设施、安全管理等。安全防御技术主要是为了保证信息的安全而采用的一些方法，在网络和通信传输安全方面，主要针对网络环境的安全技术，如VPN、路由等，实现网络互连过程的安全，旨在确保通信的机密性、完整性和可用性。而应用环境主要针对用户的访问控制与审计，以及应用系统在执行过程中产生的安全问题[3]。

3物联网中安全的关键技术

物联网中涉及安全的关键技术主要有一下几点：（1）密钥管理机制

密匙作为物联网安全技术的基础，它就像一把大门的钥匙一样，在网络安全中起着决定性作用。对于互联网由于不存在计算机资源的限制，非对称和对称密钥系统都可以适用，移动通信网是一种相对集中式管理的网络，而无线传感器网络和感知节点由于计算资源的限制，对密钥系统提出了更多的要求，因此，物联网密钥管理系统面临两个主要问题：一是如何构建一个贯穿多个网络的统一密钥管理系统，并与物联网的体系结构相适应；二是如何解决WSN中的密钥管理问题，如密钥的分配、更新、组播等问题。

实现统一的密匙管理系统可以采用两种方法：一种是以互联网为中心的集中式管理方法，另外一种是以各自网络为中心的分布式管理方法。在此模式下，互联网和移动通讯网比较容易实现对密匙进行管理，但是在WSN环境中对汇聚点的要求就比较高了，尽管我们可以在WSN中采用簇头选择方法，推选簇头，形成层次式网络结构，每个节点与相应的簇头通信，簇头间以及簇头与汇聚节点之间进行密钥的协商，但对多跳通信的边缘节点、以及由于簇头选择算法和簇头本身的能量消耗，使WSN的密钥管理成为解决问题的关键。

（2）安全路由协议

物联网安全路由协议中我们要至少解决两个问题，一是多网融合的路由问题；二是传感网的路由问题。前者可以考虑将身份标识映射成类似的IP地址，实现基于地址的统一路由体系；后者是由于WSN的计算资源的局限性和易受到攻击的特点，要设计抗攻击的安全路由算法。

WSN中路由协议常受到的攻击主要有以下几类：虚假路由信息攻击、选择性转发攻击、污水池攻击、女巫攻击、虫洞攻击、Hello洪泛攻击、确认攻击等。表1列出了一些针对路由的常见攻击，表2为抗击这些攻击可以采用的方法。

表1常见的路由攻击

路由协议

TinyOS信标 定向扩算 地理位置路由 最低成本转发 谣传路由

能量节约的拓扑维护 聚簇路由协议

表2路由攻击的应对方法

攻击类型

外部攻击和链路层安全 女巫攻击

HELLO泛洪攻击 虫洞和污水池 选择性转发攻击 认证广播和泛洪

解决方法

链路层加密和认证 身份认证 双向链路认证

很难防御，必须在设计路由协议时考虑，如基于地理位置路由 多径路由技术 广播认证

安全威胁

虚假路由信息、选择性转发、女巫、虫洞、HELLO泛洪、污水池

虚假路由信息、选择性转发、女巫、虫洞、HELLO泛洪、污水池

虚假路由信息、选择性转发、女巫

虚假路由信息、选择性转发、女巫、虫洞、HELLO泛洪、污水池

虚假路由信息、选择性转发、女巫、虫洞、污水池

虚假路由信息、女巫、HELLO泛洪 选择性转发、HELLO泛洪

针对无线传感器网络中数据传送的特点，目前已提出许多较为有效的路由技术。按路由算法的实现方法划分，有洪泛式路由，如Gossiping等；以数据为中心的路由，如DirectedDiffusion、SPIN等：层次式路由，如LEACH(low energy adaptive clust eringhierarchy)、TEEN等；基于位置信息的路由，如GPSR、GEAR等[3]。

（1）认证与访问控制

对用户访问网络资源的权限进行严格的多等级认证和访问控制，进行用户身份认证，对口令加密、更新和鉴别，设置用户访问目录和文件的权限，控制网络设备配置的权限等。例如，可以在通信前进行节点与节点的身份认证；设计新的密钥协商方案，使得即使有一小部分节点被操纵后，攻击者也不能或很难从获取的节点信息推导出其他节点的密钥信息。另外，还可以通过对节点设计的合法性进行认证等措施来提高感知终端本身的安全性能。

（2）数据处理与隐私性

物联网的数据要经过信息感知、获取、汇聚、融合、传输、存储、挖掘、决策和控制等处理流程，而末端的感知网络几乎要涉及上述信息处理的全过程，只是由于传感节点与汇聚点的资源限制，在信息的挖掘和决策方面不占居主要的位置。物联网应用不仅面临信息采集的安全性，也要考虑到信息传送的私密性，要求信息不能被篡改和非授权用户使用，同时，还要考虑到网络的可靠、可信和安全。物联网能否大规模推广应用，很大程度上取决于其是否能够保障用户数据和隐私的安全。

就传感网而言，在信息的感知采集阶段就要进行相关的安全处理，如对RFID采集的信息进行轻量级的加密处理后，再传送到汇聚节点。这里要关注的是对光学标签的信息采集处理与安全，作为感知端的物体身份标识，光学标签显示了独特的优势，而虚拟光学的加密解密技术为基于光学标签的身份标识提供了手段，基于软件的虚拟光学密码系统由于可以在光波的多个维度进行信息的加密处理，具有比一般传统的对称加密系统有更高的安全性，数学模型的建立和软件技术的发展极大地推动了该领域的研究和应用推广。

（3）入侵检测和容侵容错技术

通常在网络中存在恶意入侵的节点，在这种情况下，网络仍然能够正常的进行工作，这就是所谓的容侵。WSN的安全隐患在于网络部署区域的开放性以及无线电网络的广播特性，攻击者往往利用这两个特性，通过阻碍网络中节点的正常工作，进而破坏整个传感器网络的运行，降低网络的可用性。在恶劣的环境中或者是人迹罕至的地区，这里通常是无人值守的，这就导致WSN缺少传统网络中的物理上的安全，传感器节点很容易被攻击者俘获、毁坏或妥协。现阶段无线传感器网络的容侵技术主要集中于网络的拓扑容侵、安全路由容侵以及数据传输过程中的容侵机制。我们就结合一种WSN中的容侵框架，进行探讨WSN中是如何对网络的安全做维护。容侵框架包括三个部分：

判定恶意节点：主要任务是要找出网络中的攻击节点或被妥协的节点。基站随机发送一个通过公钥加密的报文给节点，为了回应这个报文，节点必须能够利用其私钥对报文进行解密并回送给基站，如果基站长时间接收不到节点的回应报文，则认为该节点可能遭受到入侵。另一种判定机制是利用邻居节点的签名。如果节点发送数据包给基站，需要获得一定数量的邻居节点对该数据包的签名。当数据包和签名到达基站后，基站通过验证签名的合法性来判定数据包的合法性，进而判定节点为恶意节点的可能性。

发现恶意节点后启动容侵机制：当基站发现网络中的可能存在的恶意节点后，则发送一个信息包告知恶意节点周围的邻居节点可能的入侵情况。因为还不能确定节点是恶意节点，邻居节点只是将该节点的状态修改为容侵，即节点仍然能够在邻居节点的控制下进行数据的转发。

通过节点之间的协作，对恶意节点做出处理决定(排除或是恢复)：一定数量的邻居节点产生编造的报警报文，并对报警报文进行正确的签名，然后将报警报文转发给恶意节点。邻居节点监测恶意节点对报警报文的处理情况。正常节点在接收到报警报文后，会产生正确的签名，而恶意节点则可能产生无效的签名。邻居节点根据接收到的恶意节点的无效签名的数量来确定节点是恶意节点的可能性。通过各个邻居节点对节点是恶意节点性测时信息的判断，选择攻击或放弃。

4在物联网安全问题中的六大关系

（1）物联网安全与现实社会的关系

我们知道，是生活在现实社会的人类创造了网络虚拟社会的繁荣，同时也是人类制造了网络虚拟社会的麻烦。现实世界中真善美的东西，网络的虚拟社会都会有。同样，现实社会中丑陋的东西，网络的虚拟社会一般也会有，只是表现形式不一样。互联网上如此之多的信息安全问题是人类自身制造的。同样，物联网的安全也是现实社会安全问题的反映。因此，我们在建设物联网的同时，需要拿出更大的精力去应对物联网所面临的更加复杂的信息安全问题。物联网安全是一个系统的社会工程，光靠技术来解决物联网安全问题是不可能的，它必然要涉及技术、政策、道德与法律规范。（2）物联网安全与计算机、计算机网络安全的关系

所有的物联网应用系统都是建立在互联网环境之中的，因此，物联网应用系统的安全都是建立在互联网安全的基础之上的。互联网包括端系统与网络核心交换两个部分。端系统包括计算机硬件、操作系统、数据库系统等，而运行物联网信息系统的大型服务器或服务器集群，及用户的个人计算机都是以固定或移动方式接入到互联网中的，它们是保证物联网应用系统正常运行的基础。任何一种物联网功能和服务的实现都需要通过网络核心交换在不同的计算机系统之间进行数据交互。病毒、木马、蠕虫、脚本攻击代码等恶意代码可以利用 E-mail、FTP与 Web 系统进行传播，网络攻击、网络诱骗、信息窃取可以在互联网环境中进行。那么，它们同样会对物联网应用系统构成威胁。如果互联网核心交换部分不安全了，那么物联网信息安全的问题就无从谈起。因此，保证网络核心交换部分的安全，以及保证计算机系统的安全是保障物联网应用系统安全的基础[4]。

（3）物联网安全与密码学的关系

密码学是信息安全研究的重要工具，在网络安全中有很多重要的应用，物联网在用户身份认证、敏感数据传输的加密上都会使用到密码技术[4]。但是物联网安全涵盖的问题远不止密码学涉及的范围。密码学是数学的一个分支，它涉及数字、公式与逻辑。数学是精确的和遵循逻辑规律的，而计算机网络、互联网、物联网的安全涉及的是人所知道的事、人与人之间的关系、人和物之间的关系，以及物与物之间的关系。物是有价值的，人是有欲望的，是不稳定的，甚至是难于理解的。因此，密码学是研究网络安全所必需的一个重要的工具与方法，但是物联网安全研究所涉及的问题要广泛得多。

（4）物联网安全与国家信息安全战略的关系

物联网在互联网的基础上进一步发展了人与物、物与物之间的交互，它将越来越多地应用于现代社会的政治、经济、文化、教育、科学研究与社会生活的各个领域，物联网安全必然会成为影响社会稳定、国家安全的重要因素之一。因此，网络安全问题已成为信息化社会的一个焦点问题。每个国家只有立足于本国，研究网络安全体系，培养专门人才，发展网络安全产业，才能构筑本国的网络与信息安全防范体系。如果哪个国家不重视网络与信息安全，那么他们必将在未来的国际竞争中处于被动和危险的境地。（5）物联网安全与信息安全共性技术的关系

对于物联网安全来说，它既包括互联网中存在的安全问题（即传统意义上的网络环境中信息安全共性技术），也有它自身特有的安全问题（即物联网环境中信息安全的个性技术）[4]。物联网信息安全的个性化问题主要包括无线传感器网络的安全性与 RFID 安全性问题。

（6）物联网应用系统建设与安全系统建设的关系

网络技术不是在真空之中，物联网是要提供给全世界的用户使用的，网络技术人员在研究和开发一种新的物联网应用技术与系统时，必须面对一个复杂的局面。成功的网络应用技术与成功的应用系统的标志是功能性与安全性的统一。不应该简单地把物联网安全问题看做是从事物联网安全技术工程师的事，而是每位信息技术领域的工程师与管理人员共同面对的问题。在规划一种物联网应用系统时，除了要规划出建设系统所需要的资金，还需要考虑拿出一定比例的经费用于安全系统的建设。这是一个系统设计方案成熟度的标志[3]。物联网的建设涉及更为广阔的领域，因此物联网的安全问题应该引起我们更加高度的重视。

4．结束语

目前物联网的研究与应用刚刚开始，我们缺乏足够的管理经验，更谈不上保护物联网安全运行的法律规范。如果我们在开始研究技术及应用的同时，不能够组织力量同步研究物联网安全技术、物联网应用中的道德与法律问题，我们就不可能保证物联网的健康发展。所以物联网的安全研究任重而道远。

在无线传感器网络安全方面，人们就密钥管理、安全路由、认证与访问控制、数据隐私保护、入侵检测与容错容侵、以及安全决策与控制等方面进行了相关研究，密钥管理作为多个安全机制的基础一直是研究的热点，但并没有找到理想的解决方案，要么寻求更轻量级的加密算法，要么提高传感器节点的性能，目前的方法距实际应用还有一定的距离，特别是至今为止，真正的大规模的无线传感器网络的实际应用仍然太少，多跳自组织网络环境下的大规模数据处理（如路由和数据融合）使很多理论上的小规模仿真失去意义，而在这种环境下的安全问题才是传感网安全的难点所在。

参考文献

篇8：浅析物联网实验室的建设

物联网是通过各种传感设备, 把互联网与物品连接起来, 进行信息交换和通讯, 以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。从我们应用的角度看, “物联网”是一场新的技术革命;从专业的角度看, “物联网”就是对传统专业的智能化和网络化改造。

二、本溪市机电工程学校物联网实验室项目设计背景

本溪市机电工程学校现占地面积12.3万余平方米, 建筑面积6.5万平方米。开设电子技术应用, 机电技术应用, 数控技术应用、计算机应用、物联网等15个专业。物联网技术应用专业从2012年申报成功以来至2013年, 现教学已经进入到了全面实训阶段, 而原有的计算机专业实训场馆及设备无法满足物联网技术应用专业的实训教学需要, 特别是智能家居情景仿真体验馆、智能手机检测室、网络综合布线、智能物流中心等具有“体验与实训一体、仿真与实操融合”现场教学特质实训场馆现在仍然处于空白状态, 成为了影响和制约专业正常教学的瓶颈问题。所以学校针对物联网专业要建设“物联网技术实训室”。

三、本溪市机电工程学校物联网实验室项目设计目标

1、加强学生对基础知识的理论学习、动手能力

通过物联网应用系统的学习, 掌握物联网关键技术的应用原理, 激发学习物联网的兴趣, 提高物联网技术中的传感器技术、RFID技术、无线通讯技术和单片技术等总体水平。

2、认识工程项目中主流应用系统架构、关键技术

通过物联网应用系统的学习和认识, 掌握现阶段物联网应用工程项目中所采用的技术路线、系统构架、设备清单、在理论知识上进一步提升物联网即使应用能力。

3、体验系统中物联网应用、应用于现实社会

物联网应用系统, 让学生充分体验到物联网应用在现实社会中的作用, 实训变得生动和丰富, 激发学生学习物联网技术的兴趣, 清晰自己在未来物联网领域的发展方向, 为踏入物联网技术工作无缝衔接。

四、本溪市机电工程学校物联网实验室项目设计总体要求

根据学校对物联网技术相关专业课程设置情况, 学校对物联网实训室建设的需求思路是设计一套完整的物联网实训室应用系统, 主要切入点是以人们能够直接感受到的“智能家居”作为典型应用案例, 以人们越来越离不开的“智能手机”作为无线控制终端, 以人们最容易理解的“智能商城 (智能物流中心) ”作为智能识别项目, 以重点光纤网络综合布线作为专业基本技能, 构成一个以实训场馆为中心、以项目教学为主体、“软硬兼施”的职业教学体系。以此培养具有较强物联网应用技能, 能从事物联网工程项目的规划及施工管理、物联网感知终端设备维修与技术服务、物联网集成及网管产品配置推广等工作并具有一定的应用系统开发能力的高技术应用型专业人才。

通过多次与厂家沟通商讨, 决定把整个实训室构建成为一个含有感知层、通讯层、应用层的真实的、典型的物联网应用系统。此系统能使学生清晰透彻的了解物联网系统结构。共分为四个实训室, 分别为物联网智能家居实训室、无线智能终端控制室、物流中心体验室和网络综合布线实验室。其中智能家居, 主要是以样板间的形式来呈现未来家居的物联网交互方式, 传感器的控制单元内嵌到各个家居设备实物中, 实现智能控制。实验室定位于体验教学为主, 即能使学生在系统真实应用中感触到物联网技术, 体会到互联网就在身边, 智能管理就在身边;又能通过模拟实现的各种互联网教学系统, 深入了解各类物联网应用知识, 触发学生的创新思维和灵感。同时系统又可以实现远程访问、查询及管理, 实现远程教学和信息共享, 使实验室建设走向开放化、网络化、国家化。

摘要：作为新一轮的信息技术革命, 物联网已经上升为国家战略, 温总理曾在2011政府工作报告中指示:“促进物联网示范应用”。现在各大院校都在争作物联网示范校的领头人。现针对本溪机电工程学校所要建设的物联网实验室做以浅显的研究探讨。

关键词：物联网,实验室建设

参考文献

[1]吴功宜.智慧的物联网——感知中国与世界的技术[m].北京:机械工业出版社, 2010.