計算機技術在物聯網通信中的應用

牛永鋼

陜西工商職業學院 信息與智能技術學院，陜西 西安 710119

0 引言

物聯網是指在互聯網基礎上，按照合作協議的規定和要求，借助一定的信息傳感設備，將物品與網絡進行有效的連接，從而實現人與物之間的信息交換和共享。物聯網作為重要的網絡和媒介，能夠借助設備發揮監控和定位的作用，同時還具有個性化與智能化識別的特性。物聯網的發展與延伸，能夠有效拉近人與人、人與物之間的關系，不斷改進和完善人們的生活方式和生產方式，有助于提高社會管理的效率，同時推動現代社會朝向智能化、網絡化方向發展。此外，物聯網的發展也使大量新技術、新產品、新應用、新模式逐漸被催生出來，帶動相關產業不斷改進和轉變經濟發展方式。

1 物聯網通信技術概述

常見的物聯網通信技術有很多，如藍牙（Blue Tooth）、紫蜂（ZigBee）、射頻RF、Wi-Fi、NFC、LoRa、NB-IoT、IPv6/6Lowpan等。下面對常見物聯網通信技術的應用范圍及特性進行分析。

（1）藍牙（Blue Tooth）。其是一種近距離交換的媒介。當前在智慧醫療、智能穿戴產品、智能家居等領域的應用較為廣泛。在人們的日常生活與工作中，藍牙能夠實現數據的短距離傳輸，但是有較大的功耗，且應用的范圍較小，存在一定的應用局限性。

（2）紫蜂（ZigBee）。該技術能夠在近距離范圍內使用，耗費的功率較低，所采用的數據模塊在本質上來說與移動網絡基站比較相似。在實際運用過程中，盡管藍牙的應用性較強，優點較多，但是紫蜂以其功耗低等優勢，可以彌補藍牙技術的不足。

（3）射頻RF。其是電磁波的代表，具有高頻交流的特性。射頻是由閱讀器、天線以及射頻卡或者標簽構成。人們日常生活中常見的射頻技術或者設備主要有公交卡、食堂、門禁卡等[1]。

（4）Wi-Fi。其是當前社會各領域廣泛應用的一種技術，能夠將電子設備與網絡進行連接，常應用5G SHF ISM以及2.4G UHF技術。電子設備與無線網進行連接時，有一層密碼保護功能，通過密碼輸入即可連接到無線局域網。Wi-Fi在數據傳輸方面比較便利和容易，且運行與應用成本很低，因而其應用范圍更為廣泛。

（5）NFC。其是目前應用領域中的新星，利用其可以實現電子設備的數據交換，且是在互聯互通技術以及射頻識別技術基礎上不斷延伸與發展而來的一種信息技術。NFC通過感應式的卡片、讀卡器及點對點的功能就可以識別身份、門禁以及移動支付等功能。

（6）LoRa。其能夠實現遠距離傳輸，且具有較大容量的系統，電池使用壽命可長達5年之多。該技術以擴頻技術為基礎，比超遠距離無線傳輸功能更為強大，在全球頻段運行免費，如915 MHz、868等。

（7）NB-IoT。該技術要求網絡連接符合自身的要求，擁有較長的待機時間，電池壽命能夠為技術運行提供有效支持，在蜂窩數據連接覆蓋方面得到了廣泛的推廣和應用。

（8）IPv6/6Lowpan。在IP家庭中，該技術能夠有效匯合多種類型的低功率無線設備，并將其加入物聯網中，并和以太網、Wi-Fi等網絡設備進行合并，其自組織網絡、無線低功耗的特性較為明顯，該項技術有助于構建更加完善的無線傳感器網絡，加強物聯網知層領域的建設。

（9）RF433/315M。該技術擁有良好的抗干擾能力，受外界影響不明顯，且在鐵路通信等多個領域中得到了廣泛的應用，尤其是能夠為無線數據傳輸提供有效支持，促進工業數據的采集和處理。

2 計算機技術在物聯網通信中的應用

（1）計算機的輔助與推動。在物聯網通信技術中，計算機網絡技術的合理應用，能夠對計算機實施分布式、科學化管理，通過借助有線媒介或者無線傳媒來傳遞信息，使得信息傳輸效率與效果得到更大的提升。同時，計算機技術能夠輔助與推動物聯網技術的發展，還能夠高效管控數據信息，使物理網通信技術的作用與價值得以更好地發揮，推動物與物、人與人之間在信息上的高效共享[2]。與此同時，物聯網通信技術在具體應用實踐中主要涉及感知層、傳輸層以及應用層這三個部分。物聯網通信技術的感知層主要是對涉及發尾內的所有信息進行收集與傳輸，然后傳輸層將信息傳遞到網管中，利用傳感器來調配信息，使人與人之間的信息溝通與交流效率得到大大提升。物聯網通信技術的應用層能對所收集到的信息進行合理、科學、高效的處理，并完善網絡通信技術，推動網關無線路由器的地址與協議進行更好地轉變。而物聯網通信的感知層、傳輸層與應用層的數據收集、傳輸、整理、交換、調配與應用都需要計算機技術的輔助與推動，尤其是傳感器在完成通信工作以后需要借助計算機來對所收集到的信息進行分析與處理，這大大減輕了數據分析的工作量，推動物理網通信作用的更好發揮。

（2）物聯網通信中計算機硬件作用的發揮。為促進物聯網通信作用的更好發揮，重視計算機硬件的合理應用顯得尤為重要。當前，實現物聯網通信功能的計算機硬件主要涵蓋掃描儀、射頻技術、攝像頭等，這些硬件的核心部件都是傳感器。而在物聯網通信中，傳感器可分為終端與網關，其中終端傳感器的作用在于以數據為基礎與核心，對其進行采集、發送和控制，其構成來源主要包括感知、對信號的調制、時鐘、LED顯示、電源等多個板塊。LED顯示模塊能夠提供詳細的操作步驟和細節要求，發射與接收傳感器數據主要是射頻天線的作用與功能。電源管理主要負責控制和調解傳感器的動力能源，控制物聯網時鐘能夠同頻，數字信號與模擬信號的還原、轉換和壓縮都是由調制解調來實現的。數據的感知與獲取是感知模塊的主要功能。

在物聯網得以構建的過程中，網關傳感器可以結合自身的實際需求進行靈活地放置，其也具有視頻填寫單元、LED顯示模塊、時鐘模塊、電源管理模塊，但是其沒有感知模塊，但是網關傳感器可以接收與轉發射頻信息，以控制物聯網的工作狀態[3]。

（3）物聯網通信技術的合理選擇與應用。在眾多網絡中，物聯網通信網絡比較特殊，無線傳感器是其網絡節點，其運用的網絡技術要和物聯網通信技術應用標準、要求相契合。目前，應用較為廣泛的物聯網技術主要包括Wi-Fi、紫蜂等。在應用該物聯網通信技術時，要對其進行全面了解與掌握，才能夠有的放矢地發揮出不同物聯網通信技術的作用與價值。常用物聯網通信技術應用如下。

①紫蜂。紫蜂是以IEEE802.15.4標準設計為基礎的一種網絡技術，重新定義和建構物聯網的層次架構，涵蓋著訪問、控制、物理層等方面內容，能夠有效匯聚節點數據，并且實現實時轉發、接收和采集。根據物聯網設計相關通信協議，所設計的內容要與物聯網技術應用標準與要求一致，其自愈、自組織的功能很強大。紫蜂技術能對網絡結構進行適當調整，具有很強的自我修復功能。該技術的穩定性較強，具有較強的應用價值。

②TD-LTE網絡。當前，TD-LTE移動通信技術在該領域中占有重要的地位，擁有最大的網絡規模，同時也被稱為最為先進的數據網絡和網絡系統。這項通信技術能夠保持數據傳輸的高速、高頻，在不同帶寬方面能夠提供不同的速率支持。與此同時，該通信技術能夠有效降低均峰比，在此基礎上，能夠降低終端發射功率，進一步延長各種移動終端和設備的使用時長。

③Wi-Fi。在物聯網應用領域中，Wi-Fi目前在人們日常生活中得到了廣泛的應用和推廣，尤其是各個領域的日常生產活動依賴于Wi-Fi網絡而正常運行。Wi-Fi網絡的應用徹底擺脫有線網絡的限制，突破時間和空間邊界，能夠為廣大用戶提供更多的專業支持與技術保障，促進各種移動終端和設備借助無線網卡接入物聯網，實現物聯網通信功能。Wi-Fi網絡能夠隨時加入和退出物聯網節點，組網十分便捷，也能夠有效提升通信設備的便捷性與高效性。當前，在社會眾多行業或者領域當中，Wi-Fi應用在辦公室、工廠生產控制等領域。Wi-Fi的普及以及廣泛應用，大大地便利了人生的工作和生活，還能夠實現多種電子設備的連接，促進數據的傳輸、存儲等功能與作用的更好發揮，在物聯網通信技術中應用的實效性最強，效果最好、功能更全。

3 結束語

總而言之，隨著物聯網技術的廣泛應用，人與人、人與物之間的聯系更為密切，物聯網通信依賴于計算機技術的進步和發展，進一步延伸通信服務范圍和內容，借助移動通信技術、光纖通信技術以及傳感器技術等，有助于不斷提升通信服務質量，充分發揮物聯網技術的成效，在此基礎上有效提升人們的生活品質。其推動了物與物、人與物之間的聯系與通信，使得人們能夠通過物聯網通信技術來更好地開展生產生活，也極大地增強了物聯網技術的共享性與實效性。