分析計算機技術在物聯網通信中的運用

李 樞

（廣東南方電信規劃咨詢設計院有限公司，廣東 深圳 512123）

0 引 言

計算機技術與物聯網技術結合是目前最常用的技術手段，能夠實現信息采集與傳遞等工作的智能化進行，大幅度提升各行業的信息處理效率。將計算機技術運用于互聯網通信是推動技術發展的關鍵措施，深入研究技術應用方式可為技術研發提供更多思路，讓移動數據傳輸的穩定性更強，加快社會的發展速度。

1 物聯網通信中常用的計算機技術

1.1 ZigBee技術

ZigBee技術的應用結構如圖1所示，可保證通信層次架構的穩定性，并通過控制指令訪問控制層，開展數據采集工作。在物聯網通信中應用ZigBee技術時，需遵循以下幾點設計要求。第一，所制定的ZigBee技術通信協議需要與物聯網通信的發展需求相符，保證ZigBee技術能在物聯網通信中發揮自動化組織的功能，為物聯網通信創建合適的拓撲結構[1]。第二，當物聯網通信網絡中的設備數量較多時，需要借助ZigBee的路由技術控制設備的運行狀態。在物聯網通信中，各設備之間通過無線網相連，因此在設備的移動過程中難免出現設備運行狀態變化，而利用ZigBee技術實現設備的增加、刪除與修改可保證物聯網通信網絡的穩定性。第三，運用ZigBee技術時采用2.0的SMA與DIP接口，可滿足于大多數物聯網通信的需求。

圖1 ZigBee技術應用結構

1.2 WiFi網絡技術

WiFi網絡技術實現通信能夠轉接收信號為無線網絡信號，并支持在物聯網中接入無線網卡，簡化數據傳輸與用戶接收信息的難度。應用該技術實現物聯網通信時，需遵循以下設計原則，使技術可達最佳運營效果。第一，設計中采用最先進的設備和技術手段，保證該設計方案在一定時間內可適應技術發展趨勢，無需對設計方案的核心架構進行變更。第二，使WiFi網絡的設計方案具有較強的穩定性，并為網絡中的重要設備加設備份功能，讓WiFi網絡技術在物聯網通信中可發揮最大效用[2]。第三，在物聯網通信中應用WiFi網絡技術要保證通信協議與國際規范相符合，確保設計的網絡具有兼容性與擴容性。第四，WiFi網絡技術中的兩個頻段都是開放性頻段，技術應用效果會受到其他因素的干擾，因此在設計時需考慮到實際環境中其他無限設備等對無線信號造成的干擾。

1.3 分時長期演進（TD-LTE）網絡技術

分 時 長 期 演 進（Time Division Long Term Evolution，TD-LTE）網絡技術是一種移動計算機通信技術，其網絡規模在眾多通信技術中最大。在物聯網通信中運用該技術可加速數據傳播并使傳播流程更加靈活，設備功率較低，使用壽命得到延長。為保證TD-LTE網絡技術應用于物聯網通信的效果，設計網絡優化方案時需考慮以下因素。第一，優化外設部件互連標準（Peripheral Component Interconnect，PCI），使其復用間隔達到4層以上，且覆蓋半徑超過應用范圍的5倍以上。第二，網絡覆蓋情況是在物聯網通信中應用該技術出現問題的主要原因，解決該問題有助于提高網絡訪問的成功率，保證網絡設計的合理性[3]。第三，擴大網絡覆蓋率是優化設計方案中最重要的內容，避免兩區域交界處信號差，影響互聯網通信的效果。第四，在優化方案中合理設計系統參數。設計方案中，電力參數、PCI、干擾天線參數等都會影響技術運用的效果，對物聯網通信效率起決定性作用。

1.4 大數據云計算技術

大數據云計算技術的使用者可根據自身工作需求訪問或操作其他計算機系統，能夠通過網絡收集數據信息，是提高網絡通信系統功能最有效的技術。將這種技術應用于物聯網通信是必然的發展趨勢。設計以大數據云計算技術為基礎的物聯網通信時，需重視以下內容。第一，保證通信過程中數據信息的安全性，將數據存儲在云端。目前，大數據云計算技術尚處于發展初期，缺少有說服力的檢測機構對服務商的通信安全性進行評判，因此設計該網絡時需要著重考慮數據安全的問題[4]。第二，大數據云計算技術容易出現網絡延遲或中斷，因此應用該技術設計物聯網通信方案時，要尤其注意制定應急措施，確保網絡出現問題的狀態下不影響通信服務開展。

2 云服務系統

云服務系統是基于物聯網技術建立的通信服務系統，服務質量高于傳統物聯網通信服務系統，在各行業中都有應用價值，且操作界面簡單，降低了使用者的操作難度。為保證云服務系統的性能，設計該系統用于物聯網通信時需使系統具備以下幾種特點。第一，云服務系統具有較強的可擴容性，且更新升級的方法簡單[5]。第二，該系統中包含數據備份功能，當物聯網通信出現問題時，保證數據通信不會受到影響避免信息丟失，后期系統運維工作簡單。第三，保證云服務系統服務器的穩定性，在系統設計過程中充分發揮集群式服務器的優勢。第四，為云服務系統選擇性能良好的硬件配置，使系統更新升級后原有硬件配置依舊可以使用。第五，采取措施保證云服務系統的安全性，當云服務系統運行出現故障以后可將故障影響移交其他設備，避免系統崩潰給黑客以可乘之機。

3 計算機傳感器在物聯網通信中運用方式

3.1 終端傳感器選擇

終端傳感器是被用于物聯網通信的一種計算機傳感器，在物聯網通信中主要用于數據采集與處理，運行方式為控制指令實現數據接收與發送，是物聯網通信可正常進行的核心部件。隨著技術水平的提高，終端傳感器種類數量依舊呈現上漲的趨勢。物聯網通信中，常用的終端傳感器有光電式傳感器、電勢型傳感器以及電荷傳感器等。適用于物聯網通信的終端傳感器一般具備以下特點，保證計算機傳感器在物聯網通信中可發揮實際應用價值。第一，終端傳感器的體積小，使用者可隨時攜帶傳感器，便于采集數據信息[6]。第二，使用智能化終端傳感器，使物聯網通信所用傳感器與通信要求相符。第三，用于物聯網通信的終端傳感器應具備多功能的特點，使傳感器采集與傳送的信息更加全面。第四，將物聯網通信中使用的計算機傳感器進行網絡化管理，強化終端傳感器的智能性。

3.2 網關傳感器選擇

網關傳感器是物聯網通信中不可缺少的計算機傳感器，也是構成物聯網通信感知層的主要設備，常見的物聯網通信網關傳感器有以下幾種，在應用時需合理選擇傳感器的性能。第一，距離網關傳感器。這類傳感器根據脈沖信號的不同分為光學和超聲波傳感器兩種，在選擇此類傳感器時要嚴格測驗測距結果的準確性，保證物聯網通信傳遞數據信息的真實性[7]。第二，光網關傳感器。這種傳感器利用光電效應檢測傳感器所處環境的光強，傳感器所用光敏材料對檢測效果具有決定性影響，因此選擇光網關傳感器需確保其光敏材料滿足傳感器的測量需求。第三，溫度網關傳感器。此類傳感器依據使用方式分為接觸式和非接觸式兩種，前者利用溫敏元件感知被測物體溫度，后者通過檢測待測物體放射出的紅外線計算出物體溫度，在實際應用中需結合具體情況合理選擇。

4 計算機技術在物聯網通信中運用層次

4.1 感知層設計

感知層是應用計算機技術實現在物聯網通信中獲取數據信息的環節，并將采集的信息送至傳輸層。該環節是物聯網通信的第一步，對后續工作質量起著決定性作用，因此設計感知層是將計算機技術在物聯網通信中合理運用的關鍵。感知層數據采集方法的發展流程如圖2所示。在設計物聯網通信的感知層時，首先要確定感知層的拓撲結構，結合物聯網通信系統的協調器、全功能設備以及精簡功能設備確定系統拓撲結構。其次，了解射頻識別（Radio Frequency Identification，RFID）分類技術的原理，讓感知層具備對采集信息進行分類的能力。所設計感知層分類能力級別由實際通信需求確定[8]。最后，明確用于物聯網通信的網絡傳送協議。運用計算機技術的物聯網通信常用Aloha協議，應用該協議發送信息可簡化閱讀器的設計，便于物聯網通信工作的快速進行。

圖2 感知層數據采集方法發展流程

4.2 傳輸層設計

傳輸層又叫網絡層，是物聯網通信中用于實現數據信息傳遞的環節。設計物聯網通信傳輸層的具體步驟如下所述，嚴格按照該流程設計傳輸層可使計算機技術在物聯網通信中發揮自身應用價值。首先，設計人員要了解網絡環境分布式進程的基本概念，將實現分布式進程通信作為設計目標[9]。其次，確定進程相互作用的Client/Server模型，解決物聯網通信中網絡資源分布不均勻的問題，提高服務器的功能水平與信息資源。再次，設計傳輸層的基本功能，即提供通信服務。最后，合理選擇用戶數據報協議與傳輸控制協議。協議的選擇需與物聯網通信的數據安全要求等相符。

4.3 應用層設計

應用層是物聯網通信的最頂層，主要用于計算和處理感知層傳送的數據，并深入挖掘數據信息的深層價值。設計人員在設計物聯網通信的應用層時，需明確其兩大功能，將實現功能作為設計重點。第一，應用層的數據至關重要，設計人員要對感知層的數據進行處理，使其格式可被應用層接收，用于開展數據計算與統計工作[10]。第二，重視數據的應用，僅對數據進行計算與分析得出結果遠遠不夠，將數據與應用相結合才能真正發揮物聯網通信技術的實際應用價值，為人們的生活與工作創造便利。

5 結 論

不斷發展的社會對物聯網通信效果提出了更高的要求，技術研發人員要重視研究計算機技術與物聯網通信的結合方式，不斷優化物聯網通信的信息傳遞效率。物聯網通信的發展對提高人們生活質量具有重要作用，各行業都應將物聯網通信研究作為首要工作內容，為物聯網通信開拓更廣闊的應用空間，減少數據傳遞的時間。