試論物聯網的技術思想與應用策略

張俊林

摘 要：21世紀最偉大的革命就是信息技術革命，隨著經濟社會的逐漸發展，社會技術與知識水平的提高，信息技術在生活中的方方面面都開始得到不同程度的運用，潛移默化地改變著不同大眾的生活方式和交流方式。其中最令我們感觸深刻的就是物聯網的建立使用，而“物聯網”正是該文將集中討論的主題。所謂“物聯網”，就是通過現代技術比如無線射頻技術識別（RFID技術）、紅外感應技術、全球定位系統（GPS）、技術射頻等，將商品與互聯網結合起來的網絡新概念，可以通過“物聯網”的信息交換和通訊實現定位跟蹤、智能化識別、實施監控與管理。

關鍵詞：物聯網 技術思想 應用策略 關鍵技術

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）02（c）-0001-02

物聯網技術是社會經濟發展到一定階段，科技創新和信息技術水平發展到一定階段的必然產物。相反的，物聯網技術的出現及使用也是有效地提高社會經濟發展水平的重要助力。物聯網技術是融合了多種先進技術，以計算機技術為基礎、融入監控技術和通信技術等重要信息技術的綜合技術。物聯網技術運用幾乎涵蓋了信息通訊技術所有的領域，包括無線技術、互聯網、智能芯片技術、軟件技術等，其優點表現為實用性強、使用范圍廣、溝通與協調功能較強等。該文通過梳理物聯網技術的基本概念，重點討論物聯網技術的結構和關鍵技術分析，并就其在實際中的應用探討物聯網應用策略，為物聯網技術的進一步發展提供理論依據，促使物聯網技術能夠在所有運用領域中最大限度地發揮其功能。

1 物聯網關鍵技術分析

一提到“物聯網”這個詞，可能第一次接觸的人馬上會想到另一個詞——“互聯網”，理所當然地認為物聯網技術其實就是互聯網基礎上衍生出來的新的網絡概念。互聯網與物聯網的確在某些環境下很容易讓人混淆，不僅是因為名字的相似度較高，更因為兩者的技術基礎相同，都是建立在分組數據技術基礎之上的，以數據分組網作為他們的承載網，而業務網和承載網是相互分離，獨立發展的。該文章從物聯網的核心技術層機構和關鍵技術角度深度分析物聯網技術。

1.1 物聯網結構分析

物聯網結構可以大致分為4個技術層次，分別是：感知識別層、網絡構建層、管理服務層和綜合應用層。

1.1.1 感知識別層

物聯網的感知識別層主要依賴的技術是RFID無線射頻感應技術、無線傳感技術、GPS定位系統、傳感器網絡、自組織網絡以及短距離無線通信技術等核心感知技術，也包括各種智能設備，比如智能手機、計算機、多媒體播放器、PAD等，前者屬于信息自動生成方式，后者屬于信息人工生成方式。多樣化的信息生成方式是物聯網的重要特征之一。感知識別技術雖然位于物聯網四層網絡構建中的最低端，卻是物聯網核心技術中最關鍵的一層，所有上層技術結構都以其為基礎。通過感知識別技術，讓事物“開口說話，生成信息”是讓物理技術和信息技術建立聯系的重要一環，也是物聯網和互聯網等其他網絡的不同處之一。

1.1.2 網絡構建層

物聯網的網絡構建層在物聯網四層網絡構建層中扮演的角色是聯絡員。重要的網絡形式主要分為互聯網、無線個域網、無線廣域網、無線局域網以及無線城域網5種網絡形式。其中物聯網是各種網絡構成中的核心網絡、技術支持以及平臺，IPv6掃清了網絡終端設備在數量上的限制；無線寬帶網如WiFi/WiMAX等無線寬帶技術網絡的覆蓋范圍較廣；ZiBee、藍牙以及紅外等無線低速網絡能夠適應物聯網中能力較低的節點的低速率、低計算能力、低通信半徑以及低能量來源等特征；移動通信網絡將成為“全面、隨時、高效”的數據傳輸平臺，其高覆蓋率、方式多元化、高速實時、可移動性的數據處理特點打破了物聯網多方面的局限性。

1.1.3 管理服務層

管理服務層主要解決的問題包括數據存儲、信息檢索、數據挖掘以及信息安全與隱私保護等四方面問題，當大量的數據信息和內容信息經過前兩層——感知識別層和網絡構建層的生成傳輸匯聚到管理服務層，如何解決上述問題將成為其考慮的主要技術難題。下面將針對上述四大問題展開探索。

（1）數據庫。物聯網的數據特點包括關聯性、語義性、海量性、多態性等。通常情況下，我們物聯網數據庫將物聯網數據庫分為關系數據庫系統和新型數據庫（NoSQL數據庫）兩類。關系數據庫系統隨著時代的要求不斷地發展自己以適應現代社會的數據庫技術要求；新型數據（NoSQL數據庫）主要應用于分布式、非關系型的數據信息存儲中，通過避免連接操作的方式來提升數據庫性能，并不要求數據庫一定要具備確定的表模式。

（2）海量信息存儲。網絡存儲結構主要分為三大模塊：DAS——直接附加存儲；NAS——網絡附加存儲；SAN——存儲區域網絡，其主要缺陷在于只能滿足中等規模的商業需求，面對大規模或巨型規模的商業需求仍存在信息存儲難題。數據中心實際上是一個大型的系統工程，例如：Google與Hadoop，涵蓋了主要的計算機系統和通信、存儲設備以及輔助性的環境控制設備、監控設備、安全裝置以及數據通信鏈接等。適應了物聯網數據的關聯性、語義性、海量性、多態性等特點。

（3）Web搜索引擎。Web搜索引擎是：“能夠在一個合理時間內，根據用戶的查詢關鍵詞，返回一個包含相關信息的結果列表（hits list）服務的綜合體。”在傳統Web搜索引擎基礎上建立的現代搜索引擎要求相關信息的更高精確性，能夠主動識別并精確提取有效信息，建立多模態信息搜索引擎模式。

（4）需求分析。需求分析要求具有高效感知能力和智能分析能力。一方面，數據信息感知能力的提高是建立在海量的數據存儲和快速的搜索引擎基礎上的，另一方面，智能分析能力通過多維數據分析和整合。

（5）信息安全與隱私保護。主要的安全和隱私隱患包括竊聽、跟蹤、詐騙、病毒、信息篡改等，主要的防護措施是物理安全機制、密碼技術等。以上都是傳統的網絡安全問題，必須要有個非常強大的安全管理平臺作為支撐，所以需要給物聯網開發系統性的安全保護機制。

1.1.4 綜合應用層

架構物聯網的綜合應用層是全結構的目的，所有前期的技術投入都是為了在實際生活中最終得到實踐。同時，綜合應用層實際上是一個新信息反饋的階層，在這一階段，物聯網的缺陷將在實踐中被發現并反饋，是促進物聯網發展的重要環節。

1.2 關鍵技術介紹

通過上述內容對物聯網的整體層次結構介紹，我們對關鍵物聯網技術有了一個整體的印象，接下來將有選擇地介紹幾項關鍵物聯網技術。

1.2.1 異構融合平臺

實現物聯網資源共享目標的重要途徑之一就是經過異構融合平臺。其資源共享實現的方式是：在不同網絡平臺共建的基礎上，融合不同異構網絡間的共性，保留自身特有的功能即個性的同時，形成不同異構網絡間共性與自身個性之間的統一。什么是不同異構網絡間共性的融合？就是建立不同的異構網絡與公共通信平臺之間連接，通過同骨干傳輸網的對接，將異構網絡融合到更為寬泛的移動通訊網絡中。

1.2.2 節點與終端口

該文中提及的節點，專指感知節點。感知節點的主要功能是收集事物自身的基礎信息，并自動針對其基礎特征和基礎信息進行分類整理、分析處理以及信息儲存等，有利于幫助物聯網獲取更全面的事物信息并獲取更多本事物相關信息。在日益先進的智能標簽技術、通信技術、嵌入式技術等技術的支持下，感知節點也越來越智能化，對管理對象及其外在環境進行監督控制越來越高效。

1.2.3 業務支撐

業務支撐中最重要的功能是確定物聯網的各項具體業務需求，并就每項業務需求確定其需要用到的場景。主要工作流程：首先，根據業務的特性進行分類，同時界定各項業務的主要性能以及功能；其次，抽象化處理物聯網現有網絡資源；最后，設計結構。此結構的主要功能是支撐各項業務。

2 應用策略

毋庸質疑，在經濟社會與物聯網緊密結合的現代社會中，物聯網一定是未來經濟發展的重點領域之一。物聯網將越來越多地應用于諸多領域，無論是對社會的發展進步，經濟的迅速崛起，還是人們整體生活水平的改善，都會產生巨大的推動作用。

2.1 樹立共享與融合的意識

在物聯網往后的發展中，樹立共享與融合意識至關重要。首先要明白何為融合，所謂融合，是指各相關領域之間通過一系列手段實現網絡資源共享，這也是前文中屢次提及的融合問題。這種融合的目標是對未來所有的網絡形式進行資源共享，擴攬各相關信息領域的不同業務活動，最終實現物聯網橫向以及縱向的深度和寬度融合。

2.2 加強行業與產業之間的合作

加強行業與產業之間合作的第一步，就是要實現行業之間的協調。雖然現在物聯網在我國各行業的應用范圍已經相當廣泛，但是各相關行業之間仍然存在共享阻礙，這是由于行業間存在業務交叉，一定程度上致使物聯網不能實現更好的管理和技術方面的共享。第二，加強物聯網整個產業鏈之間的合作。實際上物聯網自身也是一個非常復雜的產業鏈，自動控制技術、無線射頻識別技術等處于產業鏈初端的技術指標目前已經取得了較好的發展。因此，物聯網更好的發展依賴于產業鏈之間的聯合，只有每個環節進行結合才能有效地推動物聯網向更好、更健康的方向發展。

3 結語

人們經常講：“物聯網的興起和使用，是一種新的生活方式，是一場技術領域的革命。”的確，物聯網的發展影響社會的各方面，小到人們的生活方式，大到行業的興起，甚至技術領域的創新，但是任何發展都是基于我們對物聯網的美好期許與祝愿，任何技術的革新帶來便利與發展的同時也帶來很多困擾，我們要做的就是通過反復的思考、不斷地進行技術革新以及加強各行業間的協作，來改善或彌補新技術缺陷。

參考文獻

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