物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用

陳 君

物聯(lián)網(wǎng)是信息時(shí)代下的產(chǎn)物，同時(shí)是信息技術(shù)的重要組成部分。當(dāng)前使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建現(xiàn)代化社會(huì)，一方面能夠達(dá)到對(duì)現(xiàn)代社會(huì)的信息化建設(shè)的目標(biāo)，同時(shí)還通過物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，將互聯(lián)網(wǎng)+行業(yè)發(fā)展趨勢帶領(lǐng)到一個(gè)鼎盛時(shí)期，讓各行業(yè)的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化升級(jí)。因此掌握好物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)，能夠更好發(fā)揮其在各行業(yè)中的應(yīng)用效果。

1 物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)

1.1 物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)涵

物聯(lián)網(wǎng)是基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)所產(chǎn)生的，其結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與信息傳感技術(shù)，形成了具有智能化的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，在互聯(lián)網(wǎng)中，能夠形成智能識(shí)別與管理，提高了物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用優(yōu)勢。在互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，需要以多種基礎(chǔ)設(shè)備聯(lián)合形成系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，包括GPS系統(tǒng)、傳感器、掃描器等，通過這些基礎(chǔ)設(shè)備的應(yīng)用，形成對(duì)物體動(dòng)態(tài)信息的采集與傳輸，另外，物聯(lián)網(wǎng)還能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)信息處理，其結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的多種信息技術(shù)，形成對(duì)技術(shù)的結(jié)合使用，從而在信息采集與處理、傳輸上形成更好的效果。其中包括傳感器技術(shù)、嵌入式技術(shù)與無線通信技術(shù)等，因此物聯(lián)網(wǎng)實(shí)際上也可以稱為一種綜合性的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，其實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)的智能化發(fā)展，使得多種技術(shù)融合使用，在物聯(lián)網(wǎng)中，信息的傳輸更加便捷，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及技術(shù)的智能化水平也逐漸提高。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢

計(jì)算機(jī)模式每隔十?dāng)?shù)年就要產(chǎn)生一次巨大的變革，譬如早期的大型計(jì)算機(jī)向個(gè)人計(jì)算機(jī)轉(zhuǎn)型，由個(gè)人計(jì)算機(jī)普及所引發(fā)的互聯(lián)網(wǎng)革命，可以預(yù)見的是，在不遠(yuǎn)的將來勢必會(huì)有一場以物聯(lián)網(wǎng)為標(biāo)志的技術(shù)以及經(jīng)濟(jì)革命。目前，在全世界范圍之中，已有不少國家都投入大量的人力物力展開物聯(lián)網(wǎng)的探索。以我國而言，早在本世紀(jì)之初便投入了大量資金用于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研發(fā)，啟動(dòng)了物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研發(fā)技術(shù)水平達(dá)到一定的程度，就可以展開小范圍的試用以及實(shí)驗(yàn)，這也是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)自理論邁向?qū)嵺`所不可或缺的重要步驟。目前，已有不少企業(yè)開始嘗試將物聯(lián)網(wǎng)投入到商業(yè)試用之中，譬如國外的IBM，我國的中國移動(dòng)、聯(lián)通以及電信等。對(duì)當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢進(jìn)行判斷，可以想見日后物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)必將邁向全面推廣的階段，也就是資金投入量最大的時(shí)期。在這個(gè)時(shí)期，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將得到大規(guī)模商業(yè)使用，而大量基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)以及終端產(chǎn)品的推動(dòng)，勢必會(huì)推動(dòng)相關(guān)市場的迅猛發(fā)展。因此，物聯(lián)網(wǎng)也被稱之為下一個(gè)萬億級(jí)的通信業(yè)務(wù)。

1.3 物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)

射頻識(shí)別技術(shù)。該技術(shù)主要是指通過一種射頻信號(hào)對(duì)于接受到的信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)化的識(shí)別，射頻識(shí)別技術(shù)實(shí)現(xiàn)了虛擬化的識(shí)別，其可以在非接觸的情況下對(duì)于數(shù)據(jù)進(jìn)行有效識(shí)別。該技術(shù)手段在一些特殊的生產(chǎn)領(lǐng)域具有較高的使用率。其工作距離主要是在一個(gè)磁場范圍之內(nèi)，所有物體的數(shù)據(jù)信息都能夠被歸類存儲(chǔ)在芯片中，進(jìn)行獨(dú)立自主的發(fā)送和應(yīng)用。如在船舶通訊中，射頻識(shí)別技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)大洋中的船舶所傳遞出來的數(shù)據(jù)進(jìn)行保密和傳輸，并且還可以確保信息數(shù)據(jù)的安全性。目前的射頻識(shí)別技術(shù)主要是通過射頻設(shè)備系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，該系統(tǒng)中由電子標(biāo)簽設(shè)備和閱讀器設(shè)備構(gòu)成。

傳感器技術(shù)。傳感器技術(shù)主要是實(shí)現(xiàn)信息傳輸，分析和反饋的重要技術(shù)手段。其能夠?qū)⑽锫?lián)網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)外部進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合起來，通過感知相關(guān)信息數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行發(fā)展的優(yōu)化處理。傳感器技術(shù)主要是借助衛(wèi)星傳感器節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)的，通過在一定的范疇內(nèi)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的方式，讓信息能夠在短時(shí)間內(nèi)通過多種形式進(jìn)行傳輸。如，紅外線傳感器等的出現(xiàn)，為社會(huì)建設(shè)發(fā)展提供更個(gè)性化的保護(hù)。

認(rèn)知計(jì)算和智能控制技術(shù)。智能化是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重要特點(diǎn)所在，而認(rèn)知計(jì)算技術(shù)正是基于智能設(shè)計(jì)操作所形成的一種控制手段，通過該技術(shù)手段能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)外環(huán)境的數(shù)據(jù)的自主收集和研究，從而提高對(duì)目標(biāo)物體的智能化控制水平，促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展。

智能信號(hào)處理技術(shù)。智能信號(hào)處理會(huì)對(duì)采集設(shè)備所獲取的原始數(shù)據(jù)予以合理的處置，用以獲得與目標(biāo)事物有關(guān)的各項(xiàng)信息。首先需獲得各種物理量的量測值，即我們通常所說的原始信號(hào)。繼而通過信號(hào)提取技術(shù)對(duì)其中有用的信號(hào)進(jìn)行篩選，并提高信號(hào)的信噪比。信噪比較高的信號(hào)能夠通過各類信號(hào)進(jìn)行變換，于映射空間上能夠進(jìn)行信號(hào)的特征提取；此外，利用信號(hào)分析技術(shù)，譬如特征對(duì)比、分類技術(shù)等，能夠?qū)⒕哂懈黝愄卣鞯男盘?hào)一一歸類到某一類物理事件之中。信號(hào)處理主要囊括了信號(hào)抗干擾、信號(hào)奮力一擊信號(hào)濾波等等。上述技術(shù)可以通過兩種方式來實(shí)現(xiàn)：其一，通過結(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)，該方式具有實(shí)時(shí)性的突出特點(diǎn)，故而值得推薦，能夠大幅減少不必要的數(shù)據(jù)流量傳輸過程之中的能量消耗。其二，通過基站實(shí)現(xiàn)，基站的資源要豐富得多，能夠較為高效的進(jìn)行復(fù)雜的信號(hào)處理，同時(shí)也能進(jìn)行分類學(xué)習(xí)以及模式識(shí)別，在信號(hào)處理效果方面會(huì)更具優(yōu)勢，不過其網(wǎng)內(nèi)數(shù)據(jù)流量以及傳輸過程之中的能量消耗則要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于結(jié)點(diǎn)，這也意味著基站在網(wǎng)絡(luò)成本方面要更高。總的來說，兩種方式各具優(yōu)劣，需要結(jié)合實(shí)際情況來妥善選擇。

2 物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用

2.1 在智慧城市中的應(yīng)用

在智慧城市的建造過程中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、系統(tǒng)集成技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)融合技術(shù)對(duì)于城市的功能以及服務(wù)的提升拓展具有重要的作用。當(dāng)前利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以更好提高城市的服務(wù)和管理的質(zhì)量。如，在城市交通系統(tǒng)中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠?qū)⒔煌ü芾怼⒁约俺鞘械木C治管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)融合發(fā)展，如在城市各個(gè)重要地區(qū)實(shí)現(xiàn)攝像頭、紅外線傳感器等的安裝，通過對(duì)城市的一些重要位置實(shí)現(xiàn)安全監(jiān)控、自動(dòng)報(bào)警功能設(shè)置，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)城市安全的信息化、科學(xué)化管理。

2.2 在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

農(nóng)業(yè)作為我國第一產(chǎn)業(yè)，在新農(nóng)村建設(shè)中占據(jù)著重要的地位，隨著節(jié)能減排理念的提出，當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中也要求能夠?qū)崿F(xiàn)精耕細(xì)作，實(shí)現(xiàn)機(jī)械化生產(chǎn)，由此提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)量和質(zhì)量，而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有較為廣泛的應(yīng)用，并且能夠?qū)τ谵r(nóng)作物的質(zhì)量和產(chǎn)量帶來積極意義。如，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，物聯(lián)網(wǎng)中的傳感器技術(shù)，其能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)農(nóng)作物生長情況、產(chǎn)量等進(jìn)行信息手機(jī)，并且由此分析得出產(chǎn)生產(chǎn)量差異的各種原因機(jī)制，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供科學(xué)的調(diào)控方案。可以說在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的影響下，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)正朝著自動(dòng)化和規(guī)模化、機(jī)械化的方向發(fā)展。

2.3 在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

工業(yè)生產(chǎn)是我國現(xiàn)代化城市建設(shè)對(duì)的重要物質(zhì)保障，但是工業(yè)生產(chǎn)中存在著的生產(chǎn)力不高等問題也成為制約著城市發(fā)展的核心問題，當(dāng)前需要在工業(yè)生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，從而帶動(dòng)工業(yè)生產(chǎn)中的效率的提升，避免工業(yè)生產(chǎn)中的安全問題。如在機(jī)械化制造中，工業(yè)生產(chǎn)能夠展開對(duì)信息的收集，實(shí)現(xiàn)智能化生產(chǎn)，這就與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)形成了聯(lián)系性，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)的智能網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行信息收集與傳遞具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。但是信息傳遞的安全性還需要進(jìn)一步提升。例如當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的無人機(jī)技術(shù)，無人機(jī)形成對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的監(jiān)督效果，而無人機(jī)通信中便采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。當(dāng)前在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用無人機(jī)已經(jīng)較為普遍，能夠通過無人機(jī)形成對(duì)機(jī)械化制造的監(jiān)測與信息收集，但由于無人機(jī)信息收集與傳遞過程中產(chǎn)生了較大的能量損耗，所以可能造成信息負(fù)載，所以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在無人機(jī)通信中的應(yīng)用還需要進(jìn)一步優(yōu)化，提高信息傳輸質(zhì)量與信息傳遞安全性。

4 結(jié)語

綜上所述，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下為社會(huì)建設(shè)管理活動(dòng)帶來了新的技術(shù)、新的服務(wù)功能，其更是將社會(huì)各行業(yè)發(fā)展中的所有網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的共同連接，大大增加了現(xiàn)代化社會(huì)建設(shè)發(fā)展的有效性和綜合性。物聯(lián)網(wǎng)在多種應(yīng)用之中具備十分突出的技術(shù)價(jià)值以及明晰的應(yīng)用需求。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，勢必會(huì)推動(dòng)我國社會(huì)信息化的建設(shè)，同時(shí)在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支持下的現(xiàn)代化城市創(chuàng)建具有更強(qiáng)大的技術(shù)支持，所創(chuàng)建的各個(gè)智慧平臺(tái)更加智能化、信息化。