物聯網技術構成與關鍵技術分析

摘 要：隨著經濟和科技的發展，物聯網技術悄然興起，其核心基礎仍然是“互聯網技術”，是在其上發展和延伸興起的新的應用技術，通過使用相應的傳感器將任何物品進行信息化互聯，從而實現相應的定位、追蹤和監控管理，使人們生活能夠更自由、更智能。文章將就物聯網技術的發展歷程、現今的應用等進行介紹。

關鍵詞：物聯網技術；應用；關鍵技術

前言

物聯網技術這一概念最早是1999年誕生的，經過十幾年的發展完善，現今，物聯網技術已經有了廣泛的應用，文章將就物聯網的體系架構、應用平臺以及物聯網的標準進行相應的介紹。

1 物聯網技術簡要介紹

物聯網指的是將無處不在的末端設備和設施，包括具備“內在智能”的傳感器、移動終端、工業系統、數控系統、家庭智能設施、視頻監控系統等，和“外在使能”的：如貼上的各種資產、攜帶無線終端的個人與車輛等等“智能化物件或動物”或“智能塵埃”，通過各種無線和/或有線的長距離和/或短距離通訊網絡實現互聯互通、應用大集成以及基于云計算的營運等模式。在內網、專網或者是互聯網環境下，采用適當的信息安全保障機制，提供安全可控乃至個性化的實時在線監測、定位追溯、報警聯動、調度指揮、預案管理、遠程控制、安全防范、遠程維保、在線升級、統計報表、決策支持、領導桌面（集中展示的）等管理和服務功能，實現對“萬物”的“高效、節能、安全、環保”的“管、控、營”一體化。“物聯網技術”的核心和基礎仍然是“互聯網技術”，是在互聯網技術基礎上的延伸和擴展的一種網絡技術；其用戶端延伸和擴展到了任何物品和物品之間，進行信息交換和通訊。因此，物聯網技術的定義是：通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協議，將任何物品與互聯網相連接，進行信息交換和通訊，以實現智能化識別、定位、追蹤、監控和管理的一種網絡技術叫做物聯網技術。簡單講，物聯網是物與物、人與物之間的信息傳遞與控制其基本原理是在互聯網基礎上，利用RFID、數據通信技術組成一個覆蓋世界萬事萬物的整合網絡，網中萬物自動識別、信息共享，按照人們預先制定的規范彼此“交流”。

物聯網典型體系架構分為三層，自下而上分別是感知層、網絡層和應用層。感知層實現物聯網全面感知的核心能力，是物聯網中關鍵技術、標準化、產業化方面亟需突破的部分。關鍵在于具備更精確、更全面的感知能力，并解決低功耗、小型化和低成本問題。網絡層主要以廣泛覆蓋的移動通信網絡作為基礎設施，是物聯網中標準化程度最高、產業化能力最強、最成熟的部分，關鍵在于為物聯網應用特征進行優化改造，形成系統感知的網絡。應用層提供豐富的應用，將物聯網技術與行業信息化需求相結合，實現廣泛智能化的應用解決方案，關鍵在于行業融合、信息資源的開發利用、低成本高質量的解決方案、信息安全的保障及有效商業模式的開發。

2 物聯網系統架構分析

物聯網的系統架構主要由四部分組成，其組成部分如下：（1）基層網絡分布；（2）匯聚網關接入；（3）推進廣電網、互聯網以及電網通信網絡的三網融合；（4）最終用戶。在物聯網的整個組成當中，需要使用大量的基層網絡來進行信息傳遞，這些基層網絡系統在物理空間中進行選擇性的分布，并根據基層網絡自身的特點選擇相應的方式進行網絡分布的構成，而基層網絡則通過使用RFID、WSNs以及無線局域網等技術進行采集物的信息交換處理并將其傳輸到智能匯聚網關，而后通過使用廣電網絡、互聯網以及電話電信網絡等傳輸到最終用戶的終端應用系統中，而在這期間，終端用戶根據自身需要選擇相應應用，從而影響到基層網絡的應用分布，從而更好的進行人與人之間、物與物之間以及人與物之間的信息交換處理。

基層網絡架構分布包括有RFID系統、WSNs系統以及無線局域網等網絡，通過以上這些網絡實現的信息交換可以在使用傳感器的基礎上提高物體對所處的外界環境進行探測，并允許系統對物品的自身性能進行識別同時對所處的信息進行采集和分析，從基層網絡所具有的功能上分析，基層網絡具有信息采集和信息傳輸的作用，而且不同的基層網絡架構之間還可以通過使用相應的協議來進行數據交換處理，從而達成相互協作完成某項任務的功能。網關的作用主要是將基層網絡通過傳感器所采集到的數據平穩對接上傳輸網絡當中，連接的線纜可以使用同軸電纜、雙絞線以及光纖等有線傳輸介質，或者是通過使用藍牙、Wi-Fi等無線傳輸的連接方式。智能匯聚網關具有非常強的數據存儲、數據分析處理以及通信功能，其最主要的是作為連接基層網絡和融合網絡之間的橋梁，實現以上兩種網絡的無縫對接，從而確保數據的傳輸通暢，優化網絡系統主要是指廣電網絡、Internet以及手機、電話的通信網絡，其主要作用是對于物聯網來說是實現數據的長遠距離的傳輸，而對于最終用戶來說則是實現信息的相關服務的發現和應用功能。

3 物聯網的信息交換協議

由于物聯網的連接是將各種不同的信息網絡進行匯聚連接，從而實現從物傳感器到信息網絡再到最終用戶的信息傳遞。在這一過程中，實現不同網絡制式的穩定的數據交換就必須要有相應的通訊協議，對所需交換的數據類型、數據的存儲格式以及事件的實現順序的若干準則等進行相應的規定，以上這種規定就被稱為通訊協議。

3.1 融合網的通信協議

物聯網是在廣電網絡、Internet以及通信網絡的基礎上發展起來的，做好以上三位的融合最主要的是實現其全部的IP化，同時基于IP來對三網進行網絡優化從而實現融合，所以，做好三網之間的以IP協議為基礎，而采用類似于互聯網的TCP/IP協議的分層網絡通信協議，從而實現數據的互聯共通，實現不同結構網絡在優化網絡上的運行。物聯網的通信協議族主要是由：網絡接口層、網絡層、傳輸層以及應用層等組成。其中網絡接口層是負責進行相應的信息的采集和捕獲，同時根據相關協議對所獲取的信息進行壓縮融合等。網絡層則是主要負責相應的IP尋址和匯聚路由器的發現和維護，要實現三種不同網絡制式的網絡進行數據通信就必須要具有非常負責的硬件來實現地址的轉換，這需要非常復雜的技術和大量的資金投入，從而為實現帶來非常大的難度，但是使用統一的IP則可以解決這一問題，從而在基層網絡中通過建立起一種基于IP的新路由來實現融合網絡各個節點與網絡主機的網絡鏈接。傳輸層則是將相應的數據進行傳輸的重要功能。應用層則是整個物聯網的最終層級，其直接為最終用戶提供信息服務。

3.2 物聯網的網絡控制平臺

物聯網的網絡控制平臺主要是對基層不同網絡之間的信息處理進行管理，同時對整個物聯網網絡的自組織管理等進行管控，其管理的主要項目有：信息處理管理、網絡自組織管理、安全管理以及對于通信服務的質量管理。

4 實現物聯網的關鍵技術

物聯網是當今計算機信息通信領域的的研究熱點，其涉及多個學科之間的技術融合，而對于實現物聯網來說，其有幾項技術是十分關鍵的，就硬件來說：需要做好射頻識別技術（簡稱RFID）、無線傳感器網絡技術（WSNs）以及智能嵌入式技術和納米技術的突破，而軟件方面則包括信息處理技術、自組織管理技術和安全技術方面，以上這些都是實現物聯網技術的關鍵點。

5 結束語

物聯網技術的發展離不開技術的突破，文章通過對物聯網技術的組成以及存在的問題進行分析，從而為推動物聯網技術的發展提供一份力量。

參考文獻

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