物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)與應用

劉 鵬

（武漢貝斯特通信集團股份有限公司，武漢 430023）

1 引言

物聯(lián)網(wǎng)可以使物物相連的新型網(wǎng)絡(luò)得以形成，其基礎(chǔ)以互聯(lián)網(wǎng)為主，在信息系統(tǒng)上加入相應的“物”，而且在感知、監(jiān)控和管理“物”的技術(shù)系統(tǒng)中充分的融合云技術(shù)等相應的技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)通過對激光掃描器等這些各種具有感知和傳感的技術(shù)和設(shè)備等智能的感知和識別現(xiàn)實世界中的物品，通過對互聯(lián)網(wǎng)的合理引用交通采集到的有效信息，從而在網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)中加入“物”，進一步拓展人與人之間的交流等，也就是在所有物和物之間的交流中已經(jīng)應用物聯(lián)網(wǎng)，其中智能化、感知化和物聯(lián)化等都是物聯(lián)網(wǎng)所具備的基本特征。

2 物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)

（1）感知層。其主要組成部分包括全球定位系統(tǒng)、射頻識別技術(shù)（RFID）標簽和讀寫器以及攝像頭等。感知層的主要功能是感知和采集大規(guī)模和分布式的信息，將設(shè)備的屬性和行為態(tài)勢等通過對各種不同傳感器和設(shè)備的應用進行提取，從而將目標更好的感知和識別，同時向網(wǎng)絡(luò)層和其它設(shè)備提供所提取的信息，從而使共享資源的目標得以實現(xiàn)。

（2）網(wǎng)絡(luò)層。它是一種融合性的網(wǎng)絡(luò)，其主要由基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施組成，包括互聯(lián)網(wǎng)、電信網(wǎng)和移動通信網(wǎng)絡(luò)等，其主要的作用是感知層提供的信息進行接收、傳遞和管理，將物聯(lián)網(wǎng)應用層和感知層之間傳輸數(shù)據(jù)的工作完成。

（3）應用層。它通過結(jié)合行業(yè)專業(yè)技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)而得來的，其主要的作用是通過對分析和處理后感知數(shù)據(jù)的應用將各種具有實用性的解決方案提供給行業(yè)的智能化，應用層的組成部分主要包括支持物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運行的各個行業(yè)的應用系統(tǒng)，將可以使物聯(lián)網(wǎng)應用得以實現(xiàn)的接口提供給用戶，同時將各種應用服務提供給各個終端和用戶的設(shè)備。

3 物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)

（1）無線傳感網(wǎng)技術(shù)。無線傳感網(wǎng)技術(shù)這一無線網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)是自組織的，具有高效性和高穩(wěn)定性，其作用主要包括采集分布式的信息、技術(shù)處理和傳輸信息等幾方面。一般會將大量的傳感器節(jié)點布置在無線傳感網(wǎng)的內(nèi)部，而物聯(lián)網(wǎng)對物體聲音、壓力、溫度和運動等相關(guān)數(shù)據(jù)的感知正是通過在監(jiān)控領(lǐng)域內(nèi)大量分布的無線傳感器和其通過自組織方式而形成的無線傳感網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)的。傳感器各個節(jié)點的作用是相關(guān)的，其可以感知、采集和分析處理監(jiān)控區(qū)域內(nèi)任何一個地點和時間的相關(guān)信息，而且通過網(wǎng)絡(luò)與公用的Internet網(wǎng)絡(luò)進行連接，從而實現(xiàn)向監(jiān)測者提供信息的目標。其中UWB技術(shù)、ZigBee技術(shù)和WLAN技術(shù)等為無線傳感網(wǎng)絡(luò)中傳輸數(shù)據(jù)過程中主要應用的相關(guān)技術(shù)。

（2）云技術(shù)技術(shù)。它主要是將計算、存儲和軟硬件等相關(guān)服務提供給網(wǎng)絡(luò)用戶，這一過程是通過遠程服務和不是本地服務器的分布式的計算機來實現(xiàn)的，所以并行技術(shù)能力的大規(guī)模性和存儲資源的彈性增長為云技術(shù)主要的基本特征。云計算技術(shù)在運行過程中用無數(shù)個小的子程序劃分具有大量數(shù)據(jù)的計算程序，這一個工作主要是通過網(wǎng)絡(luò)的自動化來實現(xiàn)的，之后再向多部服務器同時提供各種子程序，所以云計算技術(shù)可以將眨眼之間將與超級計算機同樣強大的效率和功能充分的發(fā)揮出來，其可以將數(shù)以千萬計甚至億計的信息在短時間內(nèi)迅速的處理。另外物聯(lián)網(wǎng)中傳感設(shè)備對大量數(shù)據(jù)的采集工作是實時進行的，而云技術(shù)可以將處理這些數(shù)據(jù)所需要的計算模型提供給它們，為其提供技術(shù)保障。此外為了使用戶可以將數(shù)據(jù)更加有效的使用，云技術(shù)技術(shù)將具有大規(guī)模性和異構(gòu)資源性的信息孤島通過靈活和安全的資源共享來建成，從而為更加高效的使用數(shù)據(jù)提供有利的保障。

（3）射頻識別（RFID）技術(shù)。RFID是一種自動識別技術(shù)，其可以在任何工作環(huán)境中運行，而且這一技術(shù)是非接觸式的不需要人工干預的，其對目標對象自動識別和對目標對象各種數(shù)據(jù)的獲取是通過射頻信號來完成的。RFID技術(shù)可以同時識別多個標簽，而且其可以有效的識別高速運行的物體，RFID技術(shù)主要組成部分包括三個方面，即天線、標簽和閱讀器，其中ISO IEC 14443、ISO IEC10536、ISO IEC 15693為該技術(shù)的主要標準，其中ISO IEC 14443和ISO IEC 15693這兩種技術(shù)標準的應用次數(shù)最多。另外較強的識別和穿透能力以及較高的安全防偽性特點都是RFID技術(shù)自身所具備的，而且通過有效的結(jié)合RFID技術(shù)和通訊以及互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，可以使全球范圍內(nèi)自動識別、監(jiān)控和追蹤物體的目標得以實現(xiàn)，所以說物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)之一就是RFID技術(shù)。

4 物聯(lián)網(wǎng)具體應用

（1）社區(qū)生活的智能化。在實際的社區(qū)生活中，應用物聯(lián)網(wǎng)的主要目的就是控制物與物，如果在社區(qū)生活中應用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，則可以使家具、建筑和空間的管理的智能化得以實現(xiàn)，從而可以將更強的便利性提供給社區(qū)人們，而且可以對更加人性化的服務進行提供。通過各種傳感器的合理應用，可以實時的獲取社區(qū)的相關(guān)信息，同時可以將控制物的目標通過IPv6協(xié)議的物聯(lián)網(wǎng)尋址技術(shù)來實現(xiàn)，這樣可以將居民控制物的水平大大提升。

而且將智能社區(qū)通過物聯(lián)網(wǎng)來實現(xiàn)，不但使信息化水平建設(shè)的需求得以滿足，同時可以使居民的精神需求得以滿足，將其物質(zhì)生活水平大大提升，而且其也與以人為本社區(qū)的建設(shè)理念相符合。

（2）圖書館的智能化。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展速度的不斷加快，新加坡等多個國家的智能圖書館管理系統(tǒng)中也普遍的應用RFID技術(shù)，這對圖書館的管理以及用戶服務的發(fā)展具有重要的推動作用。在管理圖書館方面使圖書溯源的目標得以實現(xiàn)，為圖書的質(zhì)量提供了有利的保障，而且在上架圖書的過程中可以更好的感知和定位圖書，這樣可以將智能身份識別等個性化的服務提供給用戶。

（3）交通管理的智能化。就是通過融合傳感器技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息發(fā)布技術(shù)和自動控制技術(shù)的呢狗，將具有高效性的交通綜合管理服務系統(tǒng)合理的建立。通過將傳感器和監(jiān)控器安裝在汽車內(nèi)部，可以使其對路況的變化情況實時的感知，同時向總部及時的傳達各種汽車標識的汽車信息，這樣總部可以及時的分類和處理所收集到的信息，從而將決策可以更好的制定。另外向相應的司機反映決策的信息和整理分析之后的數(shù)據(jù)，將道路的實際情況的信息和擁堵的比例實時的提供給司機，這樣不但可以將司機出行的方便性提高，同時可以將管理交通的科學性大大加強。由此可見，物聯(lián)網(wǎng)就是在更加普遍的物理世界中發(fā)展傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)，將新時代信息化產(chǎn)業(yè)發(fā)展的浪潮掀起來，而且其會在很大程度上進一步影響著社會生活和經(jīng)濟的發(fā)展。另外隨著不斷的完善和發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將會在各個領(lǐng)域中更加普遍的應用該技術(shù)，從而為“智能化”社會的發(fā)展和實現(xiàn)提供有利的技術(shù)支撐。

5 結(jié)束語

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[5] 張亞斌，王洵迪.基于TRIZ理論的物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)專利發(fā)展態(tài)勢及預測分析.

[6] 云曉東，孫欣斐，杜鳳晨.物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)分析及應用研究[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2014，16（02）：243.