計算機技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)通信中的運用研究

宋洪成 徐娟娟

摘 要：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建立在光纖通信、移動通信和傳感器技術(shù)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過一段時間的發(fā)展與完善，逐漸構(gòu)成了物物、人物互聯(lián)的通信網(wǎng)絡(luò)。文章主要探討了互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)與計算機技術(shù)之間的關(guān)系，以此為基礎(chǔ)，論述了計算機技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)通信中的有效應用，希望能對移動數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性提供借鑒。

關(guān)鍵詞：計算機技術(shù);物聯(lián)網(wǎng)通信;運用實踐

0 引言

物聯(lián)網(wǎng)通信需要將傳感器、WiFi、ZigBee、TD—LTE等軟硬件資源集中到一起，在物聯(lián)網(wǎng)通信過程中運用射頻識別、云計算等計算機技術(shù)，創(chuàng)建以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的通信網(wǎng)絡(luò)，完成對事物運行狀態(tài)的實時了解，保證移動數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。目前物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)已經(jīng)在我國物流、倉儲、金融等眾多領(lǐng)域得到了廣泛應用，推動信息化社會的發(fā)展，滿足人們自動化、共享化的事物獲取需求。物聯(lián)網(wǎng)通信這一網(wǎng)絡(luò)概念，在我國正處在創(chuàng)新發(fā)展的重要階段，能夠加強人物、物物之間的通信聯(lián)系，簡化信息的采集處理過程，對人們的工作生活產(chǎn)生了巨大影響[1]。

1 物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)與計算機技術(shù)

1.1 物聯(lián)網(wǎng)感知層中的計算機技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)感知層的基本構(gòu)成要素是傳感器，并在此基礎(chǔ)上延伸出了二維碼標簽、攝像頭、GPS等感知終端。在物聯(lián)網(wǎng)通信過程中，感知層主要負責對物體信息的識別，是最基本的處理單位。計算機的射頻識別技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)感知層中得到了深層應用，能夠自主完成對產(chǎn)品信息的識別和處理，借助傳感器技術(shù)的便利，進行信息內(nèi)容的統(tǒng)一管理，保障信息傳輸?shù)臏蚀_性，計算機技術(shù)經(jīng)過長期的創(chuàng)新發(fā)展，已經(jīng)具備強大的信息處理能力，物聯(lián)網(wǎng)感知層的發(fā)展離不開計算機識別功能的有效應用。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層中的計算機技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層的構(gòu)建十分復雜，由于網(wǎng)絡(luò)層是實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)通信的重要環(huán)節(jié)，涉及了網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)和云計算平臺建立等重要內(nèi)容，是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用的核心科技，主要負責接收、傳遞和處理來自于感知層的信息內(nèi)容。

1.2.1 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層的建立需要以移動通信網(wǎng)為基礎(chǔ)

物聯(lián)網(wǎng)的接入設(shè)備需要與互聯(lián)網(wǎng)建立連接關(guān)系，物聯(lián)網(wǎng)的使用對象通過移動終端實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信，進行互聯(lián)對象需求的傳遞，因此，物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層需要給予足夠的地址空間，進行互聯(lián)對象的地址填寫，要保證物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層具有足夠的容量，支持互聯(lián)對象的工作信息傳遞。在出現(xiàn)大量智能通信請求時，保證網(wǎng)絡(luò)層的穩(wěn)定性，能夠為多個用戶群體提供通信協(xié)議服務，維持智能物體間通信速率的穩(wěn)定性。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層需要具備自動化信息組織能力，當物聯(lián)網(wǎng)提出大量的IP地址需求時，自動化形成符合互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的IPv4，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層出現(xiàn)地址資源耗盡難題時，IPv4無法繼續(xù)進行IP地址分配，但物物、人物之間的通信請求從未間斷。為了滿足人們對網(wǎng)絡(luò)層的互聯(lián)需求，IPv4正式轉(zhuǎn)型升級為IPv6。從IP地址數(shù)量的統(tǒng)計結(jié)果（包含全零地址）來看，IPv6的地址容量高出IPv4數(shù)十倍，這一發(fā)展現(xiàn)狀是計算機技術(shù)創(chuàng)新取得的重大成果，因此，計算機技術(shù)對物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層的發(fā)展有著重要影響[2]。

1.2.2 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層的建立需要以云計算平臺為核心

物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層的建立，需要以龐大的數(shù)據(jù)為中心，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的傳輸、處理和獲取，因此，計算機技術(shù)中的云計算平臺，作為針對數(shù)據(jù)管理所提出的一種新型數(shù)據(jù)處理技術(shù)，是物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層的核心科技。物聯(lián)網(wǎng)的建立能夠?qū)⑽镔|(zhì)世界的多個個體聯(lián)系在一起，在這一過程中需要收集大量的數(shù)據(jù)信息，計算機云計算技術(shù)主要負責對物聯(lián)網(wǎng)得到的數(shù)據(jù)內(nèi)容進行加工處理，通過計算結(jié)果的合理分析，制定出決策管理方案。因此，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層與云計算技術(shù)之間的有效結(jié)合，能夠?qū)⒌玫降挠嬎銉?nèi)容保存到分布式計算機，這種數(shù)據(jù)管理方式與企業(yè)數(shù)據(jù)中心的運營模式具有一致性，數(shù)據(jù)的儲存位置脫離遠程服務器和本地計算機，能夠隨時將有效的資源內(nèi)容切換到相應的應用平臺，并結(jié)合互聯(lián)對象的服務請求，進行計算機儲存系統(tǒng)的訪問。

1.2.3 物聯(lián)網(wǎng)應用層中的計算機技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展需要遵循智能化的技術(shù)需求，憑借便利性、實用性的發(fā)展趨勢，物聯(lián)網(wǎng)在眾多領(lǐng)域得到了廣泛應用，物聯(lián)網(wǎng)應用層與計算機人工智能技術(shù)之間的有效融合，能夠?qū)崿F(xiàn)對多個領(lǐng)域信息內(nèi)容的智能化分析。借助計算機的基礎(chǔ)編程服務，實現(xiàn)對工業(yè)、農(nóng)業(yè)、物流、交通、電網(wǎng)等領(lǐng)域的有效管理，與此同時，為了保障互聯(lián)對象的隱私，需要合理地運用信息安全技術(shù)為安防、醫(yī)療等領(lǐng)域提供網(wǎng)絡(luò)安全防護。

2 計算機傳感器在物聯(lián)網(wǎng)通信中的運用

物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)發(fā)展過程中，會運用到許多計算機硬件，例如掃描儀、攝像頭等等，這些具有感知特性的硬件終端，其穩(wěn)定運行的核心部件為傳感器。物聯(lián)網(wǎng)通信中的傳感器技術(shù)主要分為終端傳感器和網(wǎng)關(guān)傳感器兩種類型，終端傳感器負責對物聯(lián)網(wǎng)通信過程中所產(chǎn)生的移動數(shù)據(jù)進行采集和處理，根據(jù)工作人員的控制指令進行發(fā)送和接收。終端傳感器的信息處理質(zhì)量與各模塊的設(shè)備選擇密不可分，傳感器的電源容量、LED顯示程序、視頻天線的傳輸效果、信號收集調(diào)節(jié)、信息數(shù)據(jù)感知都會對終端傳感器的使用效果造成影響。傳感器電源是物聯(lián)網(wǎng)通信過程中傳感器正常工作的主要動力來源，工作人員需要定期對電源的電量進行檢查，當電量即將耗盡時，需要第一時間通知用戶進行更換。電源的選擇要考慮電源容量的大小，以滿足物聯(lián)網(wǎng)通信需求。

3 計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)通信中的應用

物聯(lián)網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)中常見的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)主要有ZigBee，WiFi和TD-LTE3種。

3.1? ZigBee網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應用

ZigBee網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的主要作用是維護各層次架構(gòu)的穩(wěn)定運行，定期對物聯(lián)網(wǎng)物理設(shè)備的運行狀態(tài)進行查詢，根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)控制指令進行控制層訪問，采集物聯(lián)網(wǎng)各節(jié)點獲取的數(shù)據(jù)內(nèi)容，并參與數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)和集中管理。在進行ZigBee通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議制定的過程中要與物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展需求相一致，ZigBee能夠通過自動化組織功能，完成拓撲架構(gòu)的結(jié)構(gòu)建立。物聯(lián)網(wǎng)通信過程中使用的設(shè)備數(shù)量較多，各設(shè)備之間的運行通過無線網(wǎng)絡(luò)保持連接狀態(tài)，在移動過程中會出現(xiàn)設(shè)備增加、刪除、修改等情況，需要通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)的路由技術(shù)進行設(shè)備修復，保證物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性[3]。

3.2? WiFi網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應用

WiFi網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)通信過程中應用最為廣泛的計算機技術(shù)形式，能夠?qū)⑽锫?lián)網(wǎng)接收到的信號轉(zhuǎn)換為無線網(wǎng)絡(luò)信號，為用戶的使用和傳輸提供便利，支持物聯(lián)網(wǎng)中無線網(wǎng)卡設(shè)備的接入。物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點能夠利用WiFi網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實時加入、退出，讓網(wǎng)絡(luò)組建更加方便，被廣泛應用到了工廠加工控制和辦公通信等領(lǐng)域。

3.3? TD-LTE網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應用

TD-LTE屬于移動網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，是網(wǎng)絡(luò)規(guī)模最龐大的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)形式，TD-LTE網(wǎng)絡(luò)在物聯(lián)網(wǎng)通信中的應用，能夠提高數(shù)據(jù)傳輸速度，保障傳輸流程的靈活性，有效降低移動終端的信號發(fā)射功率，延長移動終端的使用壽命，降低系統(tǒng)設(shè)計的難度。在物聯(lián)網(wǎng)通信過程中，TD-LTE網(wǎng)絡(luò)能夠自動化完成數(shù)據(jù)的融合工作。近年來新出現(xiàn)的5G移動通信能夠完成對智能天線和MIMO技術(shù)的整合，提高通信在各種環(huán)境下的適應能力，降低通信干擾，提高移動通信性能，保證通信轉(zhuǎn)換的成功率。

4 結(jié)語

綜上所述，計算機傳感器和計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)通信中的應用，需要充分考量物聯(lián)網(wǎng)整體架構(gòu)的發(fā)展需求，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應用層3部分，以移動通信網(wǎng)和云計算平臺為基礎(chǔ)，提高物聯(lián)網(wǎng)通信的環(huán)境適應能力。

[參考文獻]

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（編輯 何 琳）