淺析物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與相關(guān)技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用

李永+包少英

摘 要 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)涉及諸多先進(jìn)技術(shù)，本文分析了其所依托的相關(guān)技術(shù)，并簡(jiǎn)要介紹了物聯(lián)網(wǎng)在相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用，希望通過本文使人們對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有著更加清晰的認(rèn)識(shí)。

關(guān)鍵詞 物聯(lián)網(wǎng)；傳感器；網(wǎng)絡(luò)；計(jì)算機(jī)

中圖分類號(hào) TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1674-6708（2017）180-0026-02

1 物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)概念

所謂物聯(lián)網(wǎng)就是在現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)各種物品的互聯(lián)互通，物聯(lián)網(wǎng)與云計(jì)算、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)是未來互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的三大方向，是行業(yè)的方向標(biāo)，許多國(guó)家甚至將其作為戰(zhàn)略性發(fā)展行業(yè)予以規(guī)劃。簡(jiǎn)言之，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)就是通過傳感器技術(shù)，將傳感設(shè)備收集到的作業(yè)環(huán)境的各種模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算機(jī)系統(tǒng)可以識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，再通過通信信道，將其傳送到遠(yuǎn)端的控制中心，遠(yuǎn)端控制中心根據(jù)用戶既定值，做出數(shù)據(jù)分析和判斷，將超過或低于閥值的數(shù)據(jù)通過控制信號(hào)再傳送到終端的控制器進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，使得整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行在實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)、監(jiān)控、預(yù)警的智能化控制系統(tǒng)下。由此可見，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為人們實(shí)現(xiàn)了高度智能化的生產(chǎn)生活控制。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展所依脫的技術(shù)分析

2.1 傳感器技術(shù)

傳感器技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)所控制的各個(gè)終端處理器，就是依靠數(shù)量豐富的傳感器設(shè)備進(jìn)行環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)控，離開了傳感技術(shù)，就好像沒有知覺和感官的人體，更別談智能控制。傳感器設(shè)備要具有高度穩(wěn)定性、運(yùn)行可靠性，同時(shí)無論是體積、還是檢測(cè)靈敏度都越來越好，這得益于近年來快速發(fā)展的電子控制技術(shù)，芯片生產(chǎn)工藝的大幅度提升，以智能停車場(chǎng)的火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)為例，其傳感器就包括了數(shù)量繁多的煙感、溫感、光感、熱輻射等控制感應(yīng)器，通過這些傳感器，可以將停車場(chǎng)環(huán)境的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的監(jiān)控，一旦高出既定閥值，數(shù)據(jù)通過控制系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)警，聯(lián)動(dòng)設(shè)備也開始工作，這種高度智能化控制，都需要傳感器設(shè)備發(fā)揮重要的感應(yīng)作用。總之，傳感器技術(shù)作為關(guān)鍵的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)之一，有著極其重要的環(huán)境數(shù)據(jù)傳感作用。

2.2 網(wǎng)絡(luò)傳輸

如果將物聯(lián)網(wǎng)信息系統(tǒng)比作是一個(gè)有機(jī)運(yùn)行的人體的話，那么網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)則是人體分布于各處的神經(jīng)，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了終端控制設(shè)備與數(shù)據(jù)中心的信息交換，才得以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效控制。網(wǎng)絡(luò)傳輸在物聯(lián)網(wǎng)方面有著更高的要求主要體現(xiàn)在3個(gè)方面，首先是傳輸?shù)臄?shù)據(jù)帶寬要求更高，無論是傳感器設(shè)備、終端控制器還是數(shù)據(jù)中心他們彼此需要實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的交換、如果信道帶寬不能滿足要求，對(duì)于一些實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的處理就會(huì)產(chǎn)生較大的延時(shí)，不利于精細(xì)化的控制；其次是網(wǎng)絡(luò)速度的要求，物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下傳輸?shù)臄?shù)據(jù)不僅僅局限于簡(jiǎn)單的控制數(shù)據(jù)，往往還進(jìn)行視頻、聲音等數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸，這些容量較大的數(shù)據(jù)，在網(wǎng)絡(luò)傳輸速度一定的條件下，同樣會(huì)產(chǎn)生較大的延時(shí)，不利于系統(tǒng)的實(shí)時(shí)控制，這也是各個(gè)國(guó)家爭(zhēng)相發(fā)展4G/5G高速網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵；最后則是網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議、地址分配的標(biāo)準(zhǔn)，目前傳統(tǒng)的基于IPV4的網(wǎng)絡(luò)地址分配面臨地址枯竭等問題，同樣的傳輸協(xié)議行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)還未出現(xiàn)，非標(biāo)準(zhǔn)化的控制協(xié)議對(duì)于實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一化的管理和設(shè)計(jì)是嚴(yán)重的阻礙。由此，做好網(wǎng)絡(luò)傳輸方面的技術(shù)保障對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展同樣至關(guān)重要。

2.3 數(shù)據(jù)處理中心以及終端控制器

物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理中心是相對(duì)于終端控制器的，終端控制器是分布于各類“實(shí)物”上的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，是對(duì)實(shí)物進(jìn)行局部性控制的關(guān)鍵，通常和各類的傳感設(shè)備相連接，再通過一定的通信線路與數(shù)據(jù)處理中心相互聯(lián)通；數(shù)據(jù)處理中心則是控制全局性的中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，協(xié)調(diào)各個(gè)終端設(shè)備的數(shù)據(jù)信息，使整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行在實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)、精細(xì)的控制之下。終端控制器可以是單片機(jī)系統(tǒng)，也可以是各種嵌入式的ARM系統(tǒng)，其中單片機(jī)系統(tǒng)在體積、價(jià)格方面都有著較大的優(yōu)勢(shì)，而ARM系統(tǒng)設(shè)備則是在功能豐富度方面、運(yùn)算速度方面有著更大的優(yōu)勢(shì)，用戶應(yīng)根據(jù)需求進(jìn)行合理的選擇。數(shù)據(jù)處理中心一般都由微型計(jì)算機(jī)進(jìn)行擔(dān)任，其運(yùn)算速度和控制協(xié)調(diào)能力更加強(qiáng)大，總之作為整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的指揮控制“大腦”，各種控制設(shè)備同樣發(fā)揮著不可忽視的作用。

2.4 相關(guān)行業(yè)技術(shù)

行業(yè)相關(guān)技術(shù)則是與物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的具體環(huán)境有著直接關(guān)系，物聯(lián)網(wǎng)廣泛應(yīng)用于居家、生產(chǎn)控制、安全監(jiān)測(cè)等諸多領(lǐng)域，每個(gè)領(lǐng)域都有著其行業(yè)的獨(dú)特知識(shí)結(jié)構(gòu)，因此根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)所應(yīng)用的具體環(huán)境，一些特定于各個(gè)領(lǐng)域的控制處理設(shè)備還是比較多的，以居家為例，其更多的是各類居家用電設(shè)備、家電等物件的控制居多，由此可見物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是一種技術(shù)大融合的信息系統(tǒng)，離開了相關(guān)行業(yè)技術(shù)也是很難發(fā)揮其應(yīng)有的作用的。

3 物聯(lián)網(wǎng)與相關(guān)技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用介紹

3.1 智慧家庭

物聯(lián)網(wǎng)與各種家電、生活用具、門窗傳感器等的組合構(gòu)成了智慧家庭的基本結(jié)構(gòu)，物聯(lián)網(wǎng)利用分布于各個(gè)居家用品上的傳感設(shè)備和終端控制器，收集居家環(huán)境下的各類數(shù)據(jù)，例如溫濕度、煙霧度、光輻射強(qiáng)度、門窗關(guān)閉數(shù)據(jù)等等，使得整個(gè)居家環(huán)境都處于動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)的監(jiān)控下，數(shù)據(jù)處理中心根據(jù)這些實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和預(yù)警，可以通過短信、互聯(lián)網(wǎng)信息等將居家環(huán)境信息發(fā)送到遠(yuǎn)程用戶的移動(dòng)設(shè)備上，實(shí)現(xiàn)了便捷、安全、舒適的現(xiàn)代化居家控制。

3.2 智能安全建筑

安全建筑并不是不會(huì)發(fā)生諸如火災(zāi)、水災(zāi)等災(zāi)害的建筑物，而是通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將整個(gè)建筑的災(zāi)情情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控處理，一旦出現(xiàn)了某種災(zāi)情，進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)警，并且通過警報(bào)等形式通知建筑物人員，同時(shí)啟動(dòng)各種聯(lián)動(dòng)消防設(shè)備，進(jìn)行聯(lián)動(dòng)災(zāi)情處理，而人的某方面作用逐漸被淡化，用戶可以更加專注于災(zāi)情控制的某些方面，從而有效降低了災(zāi)情帶給建筑物的傷害，提高了災(zāi)情的可控性，減少了人財(cái)物等諸多方面的損失。實(shí)現(xiàn)建筑安全的智能可靠控制。

3.3 智慧城市

智慧城市則是將城市的各個(gè)功能例如道路情況、紅綠燈情況、天氣氣候等情況，利用龐大的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)監(jiān)控，通過智能的數(shù)據(jù)控制中心，給予人們城市生活預(yù)警，使得整個(gè)城市的運(yùn)行更加高效和現(xiàn)代化，當(dāng)然，這種智慧型城市，簡(jiǎn)單的依靠物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還需要大數(shù)據(jù)云計(jì)算處理技術(shù)的支持，畢竟這種城市型數(shù)據(jù)的復(fù)雜度不是簡(jiǎn)單的智慧家庭、智能安全建筑所能夠比擬的，需要極強(qiáng)的數(shù)據(jù)控制處理中心進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和動(dòng)態(tài)操作。

3.4 其他方面

除了上述介紹的幾個(gè)方面物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代物流應(yīng)用、生物工程領(lǐng)域、以及智慧電網(wǎng)等各方面，相信隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，這種高度智能化的控制預(yù)警必將帶給人們更加高品質(zhì)的生活。

4 結(jié)論

綜上，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)涉及到了諸多的先進(jìn)技術(shù)，通過各類技術(shù)的有機(jī)結(jié)合實(shí)現(xiàn)了豐富多彩的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，帶給人們生產(chǎn)、生活的極大便利。

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