物聯網環境下無線寬帶新技術應用

丁曉紅，王述潁，徐 婷

（遼寧郵電規劃設計院有限公司，沈陽 110179）

物聯網環境下無線寬帶新技術應用

丁曉紅，王述潁，徐 婷

（遼寧郵電規劃設計院有限公司，沈陽 110179）

伴隨著無線寬帶新技術的日趨演進和物聯網實現技術的具體化應用，物聯網終端數據傳導和整合連接多樣寬帶技術的逐步提升。由此，無線寬帶網絡技術的介入對加快物聯網與智能城市、智能世界的實現具有重要的戰略意義。

物聯網；無線寬帶技術；體系架構

中國電信涉足物聯網主要是利用泛在的通信基礎設施為大眾服務提供整合、方便、多樣、高效的公共服務。以推動城市公共信息平臺以運營商為背景，集中部署與集約建設，實現所有公共信息、應用資源的集中、共享和按需分配。建成所在城市泛在網網絡，實現基礎設施和信息設施，政府、企業和個人，不同行業間的信息實時監測和立體感知。

1　物聯網體系架構

物聯網架構體系以射頻識別系統與網絡信息系統構成。射頻識別系統主要由硬件讀寫器和物理標識組成，兩者通過RFID相關接口進行通信。硬件讀寫器獲取物理標識后，通過互聯網或其他網絡通訊方式將產品信息上傳至網絡系統中的中間件，然后通過ONS進行解析，設備最終獲取產品名稱，繼而通過EPC媒體服務的各種接口獲得產品信息的各種相關服務。整個信息系統的運轉都會基于互聯網的網絡基礎，利用在互聯網系統發展的各類通信協議和語言概述。具體說來，物聯網的架構是在互聯網基礎上的，相當于各類物化產品的信息服務的統稱。從應用層面來看，物聯網中3個層次，也就是說，物聯網由3部分構成：第一是傳感網絡，即以RFID、二維碼、傳感器為主，實現對物理產品的識別。第二是傳輸網絡，即以現有的互聯網、廣電網絡等通信網絡，實現數據的傳播和計算。第三是應用網絡，即在各領域信息服務中輸入輸出的控制終端。

2　感知層關鍵技術

感知層在物聯網體系中處于信息采集的最前端，對物聯網的實現起著基礎性作用，同時感知層也承擔著系統最終執行控制任務。傳感控制技術和短距離傳輸技術是感知層關鍵技術的兩大部分。

一般情況下，傳感器（S）負責采集數據，并將數據通過短距離傳輸網絡（M）傳送到其他節點（M）。網絡中有一個匯聚節點與網關相接（G），負責將近距離傳輸網絡中的數據匯集發送到互聯網等應用平臺。帶有控制功能的物聯網網絡則是根據遠程控制平臺發出的指令，通過網關（G）發送到匯聚的節點（M），并通過短距離傳輸網絡最終發送到相關的節點（M），由相應的控制器（S）執行最后的操作，無線傳感網流程圖見圖1。

圖1　無線傳感網流程圖

無線傳感網為全新的智能化信息通訊和控制手段提供了可靠性，其自動組織、高智能化、超低功耗等特點是目前大范圍，低成本獲得傳感信息最有效的解決辦法。無線傳感網的空間廣度可概括為：一方面，在物理線路施工復雜難度大的場合應用廣泛；另一方面，原有線路網絡可以被替代，從而進一步降低投資成本，滿足設備升級、改裝和維護的要求。目前，無線傳感網在通信、制造業、倉儲物流、文教醫療、信息自動化、新能源、環保、安全生產、交通等領域都有豐富廣闊的應用場景。現在業界內傳感網技術的主要代表標準包括Wi-Fi/WiMax、Bluetooth（二者有廣泛的應用案例）、Zigbee、Z-Wave、WirelessHART、ANT/ANT+、Wibree、Insteon。

3　網絡層關鍵技術

網絡層主要是遠程數據的傳輸，以基礎網絡為主，其物聯網終端也包含具備數據遠程通信能力（接入單元），基礎網絡是在現有的運營商通訊網和INTERNET基礎上建立起來的，綜合使用2G/3G、有線寬帶、NGN、PSTN、WiFi等通訊技術，實現有線無線方式結合、寬窄帶契合、感知網與傳統電信網結合；接入單元也屬于網絡層的范疇，涵蓋了相對獨立的物聯網終端設備和網關（包括行業信息化應用網關和家庭用戶連接的網關及行業間共享類網關）等設備。

現階段，網絡層核心技術主要包括在通訊網各層次保證各類型信息和資源的有效使用技術，物聯網終端契合與實現應用技術，物聯網終端通信尋址相關方面。一個中國電信CDMA終端正常接入網絡時，首先要與PCF建立空口連接，在相關連接成功建立后，進行撥號與PDSN建立PPP鏈接，之后才是發送數據。

物聯網網關的主要功能有數據匯聚、數據傳輸、協議適配、節點管理：數據匯聚是指通過設備網關內置的傳感網sink節點，將傳感網接收并上報的數據傳輸到網關。數據傳輸是指物聯網網關具備接收遠程應用平臺數據的能力，并將匯聚的數據通過通信網絡進行遠程傳輸，而其網關可以使用如2G/3G/4G、有線電視、ADSL、光纖寬帶、窄帶撥號等等多種遠程通訊方式。

4　應用層關鍵技術

應用層主要針對應用軟件技術和計算機操作來實現，應用層的關鍵技術主要是基于各種軟件的大量數據處理技術，同時該技術基于海量數據的存儲和精準分析的平臺也是物聯網應用層的重要組成部分。應用程序層的目的是促進應用技術與實際生產生活的高效結合，對各種產業的發展和家庭應用具有推動發展和普及應用的作用。

云計算是開發基于網絡和計算機技術，將并行計算（Parallel Computing）、分布式計算（Distributed Computing）和網格計算（Grid Computing）的發展結合起來。依據云計算的服務類型可以分為3層：基礎架構即服務（IaaS）、平臺即服務（PaaS）和軟件即服務（SaaS）。

云計算是物聯網應用程序層的關鍵技術之一。這是一個為各種各樣的網絡應用程序提供一個統一的服務交付平臺，為網絡應用程序提供大量的計算和存儲資源，提供統一數據存儲格式、數據處理和分析工具，大大簡化了應用程序交付過程和降低交付成本，在目前的實際應用中，云計算與物聯網主要有兩個結合點。

第一，基于云計算架構，構建物聯網通用能力平臺，將物聯網通用能力平臺構建在云化基礎架構之上，實現物聯網通用能力平臺的高可靠性、高可擴展性和按需服務的能力，并易于應用糅合。

第二，在具體的行業應用部署中，充分利用云計算資源；目前物聯網各種應用如物流、智能電網、智能交通、醫療信息化服務等，各自獨立建有平臺，并有獨立開發工具，屬于“豎井式”開發方式，各個系統間不連通。云計算的出現，使網絡的信息服務更有效率。將來物聯網服務更合理的開發方式應該是有通用開發平臺、工具、各種庫分別進行各種開發，最后應用于各種具體的系統。

物聯網的應用離不開現有的通信網絡（包括移動通信網絡）和互聯網技術，移動互聯網是移動通信和互聯網的融合，以移動互聯網為基礎的物聯網應用是物聯網發展的一個重要方向。

物聯網通用能力平臺對于物聯網產業鏈各方均有價值，有助于電信運營商提高網絡使用效率、規模化發展業務、終端故障快速定位、加強業務管理、實現業務增值。有助于系統集成商通過平臺標準接口協議、應用中間件等形式，降低系統集成難度，減少集成工作量，縮短開發周期，降低開發成本，增強市場拓展能力。

5　結 語

通過本文分析可以看出，物聯網具有信息集約化程度高、硬件使用率高、節約軟件成本和數據傳輸并發沖突少等特點。這些優勢使得物聯網組網技術在電信公司有了必須存在的資本。

主要參考文獻

［1］劉瑋，王紅梅，肖青.物聯網概念辨析［J］.電信技術，2010（1）.

［2］趙瑩.基于物聯網架構的EPC無線通訊協議研究［D］.濟南：山東大學，2005.

10.3969/j.issn.1673 - 0194.2015.06.060

TP391.44

A

1673-0194（2015）06-0092-02

2015-03-02