论物联网的关键技术及其应用前景

2015-07-17罗拥华邱尚明广东农工商职业技术学院广州510507

山东工业技术 2015年7期

罗拥华,邱尚明（广东农工商职业技术学院,广州 510507）

论物联网的关键技术及其应用前景

首先对整个系统进行初始化，循环显示当前状态，当检测到按键输入值时，将输入值转换为数值进行解算后向D/A转换单元输出，得到需要输出的电压电流值[4]；当从反馈网络采样到电压电流值，与设置值进行比对，进而实现闭环控制，使实际输出值尽可能与设置值相同。程序流程如图5所示。

罗拥华,邱尚明
（广东农工商职业技术学院,广州 510507）

摘要：物联网，就是要把当前的所有信息感应设备和因特网相结合从而形成的一张更大的网络。通过人和物品，物品和物品之间的关联，主要是指信息方面的传达、交互，完成信息构成了网络结构，同时这种结构在物理空间也是存在和类似的。这样人们就可以根据这张网络很容易的找到物品获知人与物之间的关联，从而更好的管理和控制。现在物联网比较成熟的应用主要有：GPS（全球定位系统），激光扫描设备和红外感应器等等。他们之间的关联不是随意的，是有序的，按照特定的约定组成的，就是诸多的信息网络协议，如TCP/IP（传输控制网际协议）之类的。物品之间是通过因特网相关联的，相互之间可以进行信息的交流与传递，从而便于相关人员对其进行管理和控制，例如可以实现对物品的自动化识别作用和汽车的路况勘测导航作用。

关键词：物联网；关键技术；应用前景

0 引言

物联网是世界范围内的第三次信息产业浪潮，前两次分别是计算机和互联网。在全世界范围引起了不小的轰动，因为它对于世界各国来说既是机遇也是挑战。只有合理的利用好了才能造福社会造福人类。物联网思想的基本成型是在上世纪末期，现在的思想和技术已经得以应用到实践中了，并且日趋成熟与完善。在世界范围内的各个领域都有所推广，一定程度上提高了工作效率，降低了工作成本，满足了市场的智能化、便捷高效环保的诸多需求。本文将主要物联网作用巨大得以实现的一些核心技术，和根据这些优势，可能的市场拓宽领域，及未来的发展方向还有存在的一些问题的解决对策进行深入的探讨和分析，做出比较合理有价值的评价。

1 物联网的关键技术分析

1.1 传感器的技术应用

传感器，顾名思义，就是根据接收到的外界感受（光、热等）传达信息的设备。在物联网中，传感器可以说是核心设备，它的主要作用就是能够感受出物联网的内部和外部的运行环境如何，是否安全或者满足处罚条件等[1]。它基本保证了在物联网中能够进行信息的传递与交流，信息的采集识别与分析以及在分析后通过系统进行及时性的反馈从而做出正确的判断与抉择。随着时代的发展与科技的进步，对传感器的要求已经越来越高和严格。传统的传感器往往是机械式和需要人工不断配置的，很繁琐根本无法满足现在市场的需要，新型传感器对此加以改进，形成了自动化和网络化。更有甚者已经达到了嵌入式网站工程式的传感器要求。这些传感器的所有节点都是细小的，并被合理有序的安排在监管区的各个部分，通过无线的方法传输信号，把所有的节点有效的组织在一起，彼此之间能很好的交流信息，构建成了一张网络[2]。所以通常称之为无线式的传感器网络结构。传感器实现了网络化的功能，标志着物联网的发展，具有里程碑意义。目前我国技术研究所对传感器的研究和发展主要包括了传感器的底层部分的协议控制和网络组成方法的研究，以及传感器存在的安全方面的研究和应用网络化技术加以管控等方面的探究性技术研究。

1.2 新一代网络协议IPV6的应用取代以前的IPV4

在IPV6出现之前，IPV4已经使用的相当广泛了，随着网络的迅速发展，IPV4有限的地址已经满足不了越来越多网民的需要，为此，IPV6开始被提出和应用到当前网络中。IPV6拥有着更多的网络地址，可以源源不断的使用，很好的满足了市场的需要，供物联网的终端使用。同时IPV6在安全方面，其自带的安全体系比IPV4复杂和有效的多，是IPV4无法比拟的，可以很好的阻挡一些网络黑客的攻击。主要是IPV6的协议堆中自带了IP Sec协议，这个协议很好的保证了两头的数据在交流通信前经过了严格的安全加密措施，给黑客的查询和捕获制造了难度，这也是IPV4没有的。所以总的来说，IPV6比IPV4在安全方面做得更好。另外，IPV6的数据还使用了一个二十位（数据段）的流动标记字段和一个八位的类（class）字段进行识别后再传送[3]，传送的质量因此远大于IPV4。这就是当前的物联网采用的大多是IPV6而摈弃了IPV4的原因。IPV6自身还带有很多优越的特性，比如网络地址的智能化分配和管理、非静态性的主机代理地址等等。从以上诸多优势来看，IPV6是决定了物联网能否实现的根本原因之一。

1.3 自动识别和监控技术

目前，对物联网使用的人工自动技术的主要用途和目的，在于能够自动识别出计算机。主要是依靠人体大脑的感觉，包括冷、热、光等，进行收集和分析。做出与之相类似的行为。简单的来说就像是小孩学走路一样，根据大人做出的动作进行简单的模仿。从而就能够对它进行控制和管理，以及做出下一步我们对其要求的指示。和人类不同的是，它不需要消耗很大的能量（化学能和物理能等），而且所需的空间往往不会很大。这就是它的一些主要优点所在了[4]。在物联网的发展步骤和变化过程中，只有能够通过环境，根据一定的模仿完成相类似的动作行为，才能够去加以进行管控，达到我们所要求的目的，并给以分配下一个行为的指令，完成其连贯性，和加强相互之间的信息的交流与沟通。这是物联网进行判断和分析的主要参照面。

1.4 云计算技术和射频识别技术

云计算技术的定义是在互联网的基础上添加和运用及交付相关的服务的一种模式，也是借助互联网来获得变化性的可以扩展的虚拟化的资源信息。它拥有很强大的运算和处理数据和信息的能力，很好的满足了日益扩张的市场需求。而伴随着物联网的兴起和发展，越来越多的终端诞生并添加精确了，这个数量是庞大的，普通的数据库根本无法存储和处理。只有借助云计算，它能很好的容纳和处理这些海量的终端数据，给物联网带来了一种高效快捷的保存和计算的技能，同时提供了互联网供物联网使用。射频识别技术，能够完成不接触性而达到传送信息的目的[5]，并且可以利用传送的这些信息进行辨别和判断。它的主要机制原理是，在物联网中发射射频类型号，这些信号会经过电磁场或者空间耦合磁场，从而把信息不相接触的传送出去了。现在已经被广泛的应用到了人们的生活和生产中，例如便利店，快递公司等等。

2 物联网的应用前景

2.1 应用到我国的医疗事业中

我国的医疗事业是庞大的，有着纵横交错的部门和体系。如何进一步提高其工作效率是当前任务之急。通过物联网，可以有效快捷的分类出各药品的详细信息，并通过物联网的云计算，纳入到云数据库中，通过互联网，可以在线咨询和购买，还有云计算自身带有的强大计算功能，可以把每天的生产数量、交易数量、金额结算等都有详细的账本记录，供国家相关部门及时的查阅和管控，促进了我国的医疗事业走向健康的发展道路。记录的详细信息主要包括了药品的具体生产所在地、规格、名称、运输和使用过程等等。这些数据都使用电子数据进行存储，方便整个流程的全部合法有效的监督，还可以利用互联网的射频识别技术构建完整的医院卫生的监督管理体制，这样就可以对社会的检疫过程中检测出的病毒，进行全程性的定位和跟踪到个人，并进行有效的管控，防止疫情的扩张。

2.2 应用到国家电网中

我们国家的电网已经有很广阔的覆盖范围，从城市到乡村，每家每户每天都离不开电，如何进行有效的管控是个存在的重要问题。运用物理网，可以构建起一张智能电网。通过加入计算机技术和数字化信息技术还有传感器及嵌入式处理器等等，形成的是一种自动化的网络型体系。该体系融入了所有的能源，并加入进互联网，且由于运用了传感器可以进行分布点式管控，任何时刻都能够有效和及时性的监控电网中所有用户的用电情况，并进行相关的数据记录。它的形成和搭建的根本目标不仅是能让我国居民能够安全的用电，更能够保护生态，避免不必要的浪费和污染。更能有效的带动物联网技术在其他领域的推广。

2.3 应用到国家交通管理中

我们国家的交通一直存在着很多问题和缺陷，不仅是由于我国人口多，出行工具多式多样，在不断的增加。尤其是大城市例如：北京、上海。存在着很严重的交通堵塞情况，尤其是在早晚的上下班高峰期。更多的还是有很多人缺乏交通安全意识，每天的交通事故数量也很庞大，不仅是资源的浪费更有严重的人员伤亡。把物理网应用到我国的交通管制中，可以起到很好的改善作用。可以加强对各个路段和事故的及时性网络检测与跟踪。各区域的信息采集设备也能够增加，有些路段已经实现了全程性管控，有效的缓解了交通拥挤现象并很大程度保护了司机的安全，提高了交通的管理效率。