解析物聯網的體系結構與技術核心

【摘要】 物聯網是基于網絡基礎的智能管理技術，實現了人與物、物與物之間的更高層對話，使網內的物品相關信息的收集、傳輸、交流等達到了空前的智能狀態，此前，這一技術已被廣泛的應用到家居、物流等領域，顯著的提高了人們的生活水平和生活質量，使人對環境和物品的控制更加方便、快速、簡潔。本文通過分析物流網的三個層次，并結合射頻識別系統、信息網絡系統等對其體系結果和技術應用做了全面的分析、說明，以促進物聯網帶給人們更智能的生活享受。

【關鍵詞】 物聯網 體系結構 技術核心

物聯網我們可以簡單的認為它是物物相聯的網絡，對其更加深入的理解就是它是一項使物品智能化聯系起來的技術手段，總之，它一項賦予物品“身份”并能結合物品身份收集相關資料，在相應平臺上為管理者提供更加可靠、即時的反映物品信息，使管理者的操作有更加科學、可靠的依據。同時實現了物品控制與網絡的結合，是遠程遙控成為隨時隨地的一種簡便行為，豐富了人類生活的同時，為人類提供了更多的智能服務和智能選擇，目前，該技術已成為我國核心發展的科學技術之一，將推動我國科技、經濟和大眾生活水平的更快速發展。

一、物聯網的發展和應用

1、物聯網的發展。上世紀末，人們提出了將所有商品連接起來的暢想，并開始付諸于實施，這就是物聯網發展的雛形，人們利用射頻識別、信息傳感設備等技術手段，給物品貼上一個特殊的“標簽”通過對“標簽”的智能化識別，實現對物品的遠距離遙控管理。2005年，是物聯網發展的一個轉折，在提出創建無所不在的“物聯網”通信時代的同時，物聯網的概念得到了迅速的推廣和應用。結合物聯網的發展，當前物聯網主要表現出以下幾個特點，第一，物聯網是一個信息交換的合作平臺，在這個平臺上，管理者、經營者、研究者實現了對各種信息的共享、交換等行為，拉近了人與人、人與物的距離，使人的生活變得更加方便、快捷。第二，物聯網還處于正起步階段，廣大人民尚未形成普遍的消費模式，當前的物聯網的發展還處于探究、嘗試階段，并未得到廣泛的推廣和應用。第三，人們對“物聯網”的概念還很模糊，只簡單的將其看成網絡的擴展和延伸，對于物聯網發展的真實意義還不太清楚，對于身邊的基于物聯網技術的智能系統還不能形成統一的、正確的認識，對于其未來的發展更是茫然。第四，物聯網的發展有一個美好的前景，在不久的將來物聯網會滲透到人們生活的每一個角落，為我們的生活提供更全面的便捷、安全、智能的服務。

2、結合實例探討物聯網的存在狀態。物聯網的實質就是給物品裝上“大腦”，讓其有思考功能，在一些特定的環境、條件下通過internet、廣播電視網等給相關者提出警告或建議等。例如將鞋子與物聯網連接，穿鞋者的舉動就能一目了然，屏幕會顯示穿鞋者的位置，如遇到電池量低或穿鞋者走出制定區域，鞋子會自動發送文本信息，這一技術可應用到老年癡呆患者人群中。由上可見，第一，連接在物聯網上的物品，必須有信息接受和發送的某些裝置，例如通過傳感器、二維碼等將物品的狀態信息、周圍環境信息等進行編輯和發送。換而言之，就是每一個接入物聯網的物品都有其無限控制模塊，通過該模塊的應用，發布信息、傳輸指令。第二，物聯網需要一定的網絡支持，才能確保信息的傳輸和交流。例如，智能家居中，通過計算機平臺控制洗衣機、空調、熱水器等家電，需要通過互聯網或手機網絡的支持才能實現。第三，物聯網需要輸出、輸入控制終端的支持，例如電腦、手機等等，進行終端行為，實現人對物聯網的利用。例如，智能家居中，將無線的控制模塊嵌入傳統的開關和插座，再將其與網絡相連，在此情況下并不能實現對空調、電視、熱水器等家用電器的控制，還需要接入一個控制界面，用以實現對物聯網內物體的控制，達到只要有網絡，任何時候、任何地點都可以遙控物聯網內的物品。

3、物聯網的需求分析。在物聯網形成中，需要具備三個能力，即物聯網的三個層次，第一，具有感知能力的感知層，就是對空間環境、物品狀態等的全面感知，相當于人的聽覺、視覺等感官，這一能力通常通過傳感器、二維碼、嵌如晶片等實現，用于收集物體信息、用戶位置、物體周圍環境信息等，是物聯網形成的基礎。第二，具有可靠傳遞能力的網絡層，物聯網這一能力的體現需要借助互聯網、移動通信網等網絡環境，主要用于數據的傳輸與交換。這一層次相當人的神經系統，將感知到的信息傳入大腦，再由大腦做出決策。第三，具有智能處理的應用層，這一層次將物聯網應用的效益充分的顯示出來，使人們直觀的看到物聯網的方便、快捷、智能等，也被稱為輸出、輸入控制終端，通過遠程遙控實現對物聯網上物品的控制、應用，以體現物聯網的高效率、智能化。可見其實質是結合人的行為，通過對信息的分析、判斷，大腦發出指令，執行后所呈現的后果。總之，物聯網是未來消防的主流趨勢，其技術已走在市場需求前面，其發展只是個時間問題。

4、物聯網的未來發展。在物聯網環境下，將自己需要購物的清單發到商店，當你走進商店時，會領到一個標簽，這個標簽就像一個專職的服務人員，將你引領到你需要的商品位置，而無需你在貨架前徘徊、尋找；將冰箱與物聯網相連，冰箱里的食物、飲料等就會受到監控，如有食物即將過期就物聯網接點就會生成文本信息通過網絡對你進行提示，如有缺少商品就會在你去超市時對你進行提示，方便了你的購物和選擇；當你走進服裝店時，物聯網系統會依據你的身高、喜好等顯示適合你的促銷信息，是你快速、準確、滿意的達到購物目的。總之，物聯網方便了人們的生活，為人類提供了便捷、周到、全面的智能化服務，特別是在人口密集的大城市，物聯網能更好的協調人們出行的沖突等問題，協調大眾所需要的各種服務，使每個人都能達到較理想的生活要求。

二、物聯網的體系結構

1、物聯網體系結構概述。物聯網的主體結構包括數據面、控制面、知識面、和管理面，按其體系結構層次可分為感知層、網絡層和應用層，在體系結構中，管理面負責對其他三個結構層面的控制、協調和管理，一方面，確保控制面與知識面信息的互交暢通，提高控制面控制依據的可靠性、適當性；另一方面，為物聯網提供信息處理的自主能力，促進物聯網智能化的實現。數據面主要負責數據的收集、分組和傳遞，例如智能家居中，數據面主要負責對物品數據信息的收集和分類，包含各類聯入物聯網的家電、器具等以及計算機平臺，通過計算機對物體物理世界的感知能力收集物體所處環境信息及物體本身信息，再將收集到的信息進行分組、整理，讓后通過網絡進行傳遞。控制面主要工作是信息的發送、配置和報文，通過對發送文本的分析來確定操作。知識面可為整個網絡信息的完整視圖，提高了物聯網信息傳輸的直接性、直觀性，更有利于人們對網絡系統知識的識別，提高了人對于物聯網中物品的適應控制能力，達到更好的控制效果。

2、以基于物聯網環境下的物流為例分析物聯網體系結構。物聯網在現在社會中的應用逐漸得到了發展，特別是物流領域，已形成了動態的物品監控體系。物品進入物流環節時會獲得一個物品電子代碼，這個電子代碼就是物品的身份標識，結合全球定位系統等，這個物品的儲藏、轉運等等都在監控之中，即使中轉過程中，也可以結合物品的電子代碼進行自動挑揀、分類，提高了物流運輸的效率。這是物聯網數據面的具體存在形態，通過數據面對物流物品進行儲存、運輸等，其標識可通過閱讀器讀取，這一標識在全球范圍內都是統一的，電子電子標簽內儲存著信息讀取裝置，用以讀取、識別物品的狀態等等，人們可以通過網絡查詢物品的具體位置及狀態。物聯網知識面可拓寬物流的智能化，實現人與物、物與物、人與人的更好交流，確保物流過程的安全、高效。控制面從中協調各部分應用，實現用戶之間的數據傳輸和交流，在信息互交的基礎上實現雙方乃至多方的共贏。

3、體系結構原則。在物聯網應用中，我們可以看到不同應用領域存在較大差異，例如智能家居體系和智能物流體系兩者最大的差別就是靜態和動態之別，在物聯網體系結構設計時需考慮應用區別，結合物聯網接點類型的不同實施多樣性原則，以降低物聯網體系結構成本，提高物聯網應用效率。其次，滿足物聯網對不同時間、空間和能源等方面的需求，注重物聯網時空性特征，充分的利用遍布全球的網絡資源建設強大的物聯網體系結構。再次，是實現網絡的暢通、平滑、穩定連接，以體現物聯網的便捷、快速、高效、智能的特點。此外，要重視物聯網連接的安全性、堅固性，一方面，防止外來攻擊對用戶信息的竊取、串改等行為；另一方面做好網絡的堅固性、可靠性維護，避免物聯網中各類感知信息的丟失、損壞等等。總之，物聯網的核心就是確保各類物品相關信息的收集、分類、傳輸和交換、利用，其體系結構可結合應用目的靈活設計。

三、物聯網的核心技術研究

3.1物聯網的核心技術

物聯網的核心技術包括傳感技術、射頻識別技術、無限通信技術等，其中傳感技術是當今信息技術的三大技術之一，它包括信息的識別、提取、檢測等技術，相當于人的感官系統，其與通信技術的結合實現了物聯網的遠程控制目的。信息網絡技術是物聯網的又一核心技術，現階段的技術應用種類較多，常見的有微機電系統技術、全球定位系統技術、信息匯聚技術等。微機電系統是一項將集成電路、微米技術等集合而成的微型傳感器技術，這項技術可用于信號控制、電路控制、接口控制等，是信息采集層技術與信息網絡技術的一個銜接。全球定位系統技術被大家廣為熟知，該技術利用衛星定位系統將網絡對于物品的感知擴展到移動過程當中，可隨時隨地采集、傳輸物品信息，是基于物聯網體系的智能化物流的核心技術之一。此外，信息匯聚技術、無線網絡傳感器網絡技術、Wi-Fi信息匯總層技術等等，這些技術的研究和應用都是為信息的傳輸和處理服務的，目的在于將感知層收集到信息進行有效的傳輸和應用，為管理層提供可靠的信息支持，提升管理層人員對物品的控制、管理效果。

3.2物聯網核心技術研究

物聯網的核心技術就是實現人機信息交換、人人信息交換、物物信息交換的過程，歸根結底是對物品信息的收集、整理、分類、傳輸、分析等一些列的處理、應用行為。物聯網的核心技術特點可歸納為三點，第一，實現對物理世界的智能認知，通過認知能反映出物品的特點、應用范圍、環境等等；第二，依托網絡技術的延伸和拓展實現隨時隨地的物品檢測、物品控制等行為，為人類的生活、工作提供更多、更便捷的服務；第三，以應用目的為最終目的，綜合利用信息收集、分類、傳輸等技術，實現對物品的定位、識別、控制、管理等行為，確保物品更高效的以人的意志發生改變，更好的為人的工作、生活服務。

四、結語

物聯網是一個復雜的、綜合的、智能的網絡系統，其應用給人類社會帶來了無法想象的便捷、智能生活，當前，這一技術還處于研究、發展的初期，但其對人類的生活產生的影響已非常明顯，結合信息科技的發展前景，這一技術勢必會給人類帶來一個智能的、聯通的生存空間，使人類的生活質量得到更迅速的提高，使人人都能感受到現代科技帶給人類生活的便捷、智能和高效。

參 考 文 獻

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