物聯網智能終端技術研究

西安元智系統技術有限責任公司 劉 濤 張小波

物聯網智能終端技術研究

西安元智系統技術有限責任公司 劉 濤 張小波

物聯網的迅速發展已經大大超過了現在的智能手機市場，它一定會滲入進其他的行業，進而對世界產生巨大的影響。本文扼要地介紹了智能終端的發展，淺談了物聯網的概念理論，物聯網的特性、終端技術、終端的基本工作原理和作用原理，并重點介紹了基于物聯網的智能終端技術的研究。

物聯網智能終端；感知層；技術分析；智能終端

引言

物聯網是一種通用的信息技術，它是互聯網的一種延伸，應用創新是物聯網發展的核心，物聯網的靈魂即是以用戶體驗為中心的創新。它的目的是實現對象和對象、對象和人員之間的連接，使其方便識別、管理和控制。

一、物聯網

同以往的互聯網相比而言，物聯網具有它自己的獨特之處。它普遍應用于許多傳感技術上。各式各樣的傳感器都安裝在物聯網上，各類型的傳感器捕獲信息內容和信息樣式。傳感器得到的數據是及時的，按期收納環境信息，并不停更新數據。另外，它是一個在互聯網上設立起來的無處不在的網絡。通過各類有線、無線網絡和互聯網的融合，從而實現物體的信息及時傳送。在傳輸過程中，為了確保大數據傳輸的準確性和實時性，必需對各類異構網絡和協議進行修改。另外，物聯網不光提供了傳感器的連接，還可以智能地操控對象。物聯網通過結合傳感器和智能處理技術，運用各類智能技術，如云計算和模式識別，來擴展其應用范圍。

二、物聯網智能終端

現在，關于物聯網相關技術的研究方興未艾?？梢跃唧w到物聯網的網絡架構，現在一般公認其有三層架構，即感知層、網絡層和應用層。而對于本文所研究的課題來看，物聯網智能終端主要位于物聯網中的感知層。在現有的物聯網感知層中，實體主要包含傳感器和其他的一些數據收集和獲取設備，以及數據接入網關的各類傳感器網絡。例如，現在已經廣泛應用于環境的監測網絡，就是一種典型的網絡系統，通過該系統，在各種地理位置上對傳感器設備進行各式的部署和性能設定，然后對各式各樣的原始數據進行收集，再運用網絡將所搜集到的數據一并匯集到專業的數據處理中心。由此可以看到，在這個過程中，這些設備的對原始數據的收集，并不是智能的網絡終端。即使物聯網智能終端處于網絡的感知層中，然而并不是所有的網絡感知層的終端都可以被稱作智能終端。因此，對于智能終端的互聯網，它不僅應該具有敏感的感知能力，也應該具有更強大的計算能力，擁有各種信息收集、處理、分析和控制的能力。

三、感知層的感知節點

相對感知層而言，感知節點可以搜集相關對象的信息，還可以檢測、存儲、處理甚至集成和對象有關的消息，然后為物聯網提供各類信息。微電子技術、嵌入式技術、短距離通訊技術、傳感器技術等技術不停進步，如智能標記技術的成熟讓感知節點能夠智能地感應物體和外界環境，并進行通信、處理和控制。感知節點的關鍵技術是：支持感知節點技術的多媒體內容，了解節點組合的關鍵技術、進行節點設計和低成本制造網絡中的感知節點，了解硬件和軟件框架等方面的作用。RFID是物聯網中一種非常主要的感知節點，它集成了諸多的高端先進技術。它是一個簡單的無線系統，由一個閱讀器和幾個標簽所構成，其中標簽包含耦合組件和芯片，其中所有的標簽都擁有惟一的電子識別號碼，附加到目的對象的徽標上。讀者通過發送一段特定頻率的無線信號來調動電路中的標簽數據，然后讀者就可以收到存儲在其芯片中的數據信息，從而達到對物體或商品主動識別的目的。該系統能被用在進行實時跟蹤和監視對象，這樣人們就可以將真實的物理世界映照到虛擬世界中。能源供應一共可以分成三種方式。射頻識別小而便宜，而且節點的存留時長并不會被電源所控制，所以它廣泛地被應用在各行各業上。

四、工作原理

物聯網終端由三部分組成，它們分別是外部通信接口、中央處理模塊和外圍感知接口，經由外圍感知接口，然后連通到傳感設備上，把閱讀和傳感裝置的數據信息經由中央處理模塊，按照網絡協議，通過外部通訊接口，如：GPRS、因特網接口和無線網等方式發送到因特網所指定的中央處理平臺。而位于傳感器網絡層和傳輸網絡層兩層中央的物聯網終端，也屬于物聯網的重要設備，經由它的轉變和搜集，才能把各類外部感知數據進行獲取和處理，然后把數據信息經由各類網絡接口傳送到互聯網上。

五、智能終端的生態系統

基于各種各樣的傳感器，智能終端的互聯網已經被使用于一些硬件、軟件和網絡環境，實現了它們的“智能”，也就是智能區分現有智能手機和傳統功能手機，其關鍵就是智慧終端最終可以形成智能生態系統。現在，很多大型科技公司都在進入物聯網領域，希望盡快建立完善的智能終端生態系統。例如，物聯網智能終端在智慧農業大棚中的應用，智慧農業大棚是利用先進信息技術將智能化系統應用在農產品的大棚種植上，可以實時采集和傳輸大棚內的溫度、濕度、光照、土壤等作物生長的環境因素及生長態勢，并可以通過電腦或手機端展示給用戶，可以為用戶提供調節環境因子、按時灌溉、施肥等的決策依據。

物聯網智能終端在智慧農業大棚中扮演數據采集、傳輸及遠程管理的角色，可以與智慧灌溉云系統結合實現大棚內作物的自動、科學、合理的灌溉。當用戶在大棚種植作物后，會將作物的基本信息記錄在智慧灌溉云系統中，然后由物聯網智能終端實現視頻的實時監控，精準采集溫度、壓力等多種傳感器數據，之后將這些數據傳輸至云平臺，云平臺會根據作物的生長狀況提供最適合的水肥灌溉方案，并與水肥一體化設備配合實現作物的定時自動灌溉，物聯網的出現讓我們的生活更加便利，更加智能，相信在未來的農業生產中，物聯網智能終端的應用將有助于實現精細化農業，提升農產品的品質與質量。

六、智能物聯終端功能

1.多個遠程網絡可以兼容的訪問功能：因為因特網上有著花樣百出的硬件形式，智能終端需提供可以讓用戶進行自主選擇的多種遠程網絡訪問接口。

2.局域網絡兼容功能：因為當今存在著各式的局域網，它們擁有著各類通信標準、多種形式和不兼容的解決方案，所以智能聯合終端需要具有多種可供選擇的網絡接入功能。

3.標準信號輸入接口：因為物聯網擁有感知能力，物聯網的感知層將被連接到各類傳感器上。為了實現最大的兼容性，智能終端需要擁有各類標準化的信號接口，如開關量輸入接口、模擬量輸入接口和數字輸入接口。

4.控制輸出接口：想要滿足控制需求，智能終端需擁有各類標準控制信號接口，如：開關量輸出接口、模擬量輸出等。

5.配置和擴展功能：因為所涉及的對象過于繁瑣，很難做到可以統一進行功能定制，所以各類功能應該模塊化，以便根據實際來配置所需進行使用。

6.本地程序設定功能：因為物聯網組成的復雜性，所以會出現數據傳輸過程中的遲鈍，以至于像是網絡中斷，所以智能聯合終端應該有一定的現場程式設置功能，用來處理一些緊急情況，滿足當地的需求控制邏輯，實現智能控制的功能。例如，對于一些警報進行及時的處理，對于某些事件進行自動的執行。

七、結束語

現在，智能終端在物聯網領域的發展，已經處于轉型的早期階段，但是物聯網的市場范圍無疑是非常巨大的，在不久的將來它將會滲透到各行各業之中，從而改變世界。在這一領域的各種新技術的應用，也已經達到或接近臨界狀態。基于云計算和Web環境中的大數據技術，各種處理器和具有應用程序處理能力的操作系統也將實現更智能的物聯網終端。

[1]莊玉林．基于電力行業數據大集中的電網生產管理監管系統[D]．廈門大學,2005．

[2]張志斌．基于ArcGIS的電網綜合信息平臺的研究與實現[D]．華北電力大學,2011．

[3]李睿．基于ZigBee的移動智能終端在物聯網智能家具中的應用[D]．北京郵電大學,2011．

劉濤（1986—），陜西富平人，男，主要從事硬件研發工作。

張小波（1983—），陜西渭南人，男，主要從事產品設計工作。