物联网的体系结构与相关技术探讨

罗鹏程 高玉峰 王洪斌 王鹏

摘 要物联网作为现代化科技信息技术，其在各个领域均扮演着重要的角色，为了充分发挥其作用，物联网的体系结构与相关技术得到了人们的高度重视与广泛研究。本文分析了物联网的概况，介绍了其体系结构，探讨了其相关技术，旨在进一步推动物联网的发展，使其应用范围不断扩展。

【关键词】物联网 体系结构 技术

随着现代信息技术的迅猛发展，物联网技术也随之出现，并且在众多领域迅速推广，如：零售与物流等，但目前，关于物联网的研究仍处于初级阶段，缺少其体系结构与相关技术的研究报道。因此，本文结合物联网研究存在的不足，重点分析了其体系结构、相关技术，旨在为其发展奠定坚实的理论基础。

1 物联网的概况

物联网的应用价值巨大，其发展前景广阔，因此，其相关研究得到了学术界的广泛关注，同时工业界也给予了高度重视。但目前，关于物联网的相关内容仍十分模糊，如：基本含义、体系结构及相关技术等。

根据国际电信联盟可知，物联网促进了物与物、人与物及人与人的互连，在其基本含义基础上，可总结一下几点特点：

1.1 物的广泛性

物联网中的物涵盖范围较广，不仅包括物理实体，也囊括了虚拟实体，此时的物存在于时间与空间，在对其进行发现与识别过程中，主要是借助其属性实现的；

1.2 信息的传递与共享

物联网的基础为感知外界物理信息，借助RFID技术有效发现与识别物，并采用传感器节点，进而实现了对环境信息的动态感知，此后在通信技术支持下，使信息得到有效传递，同时，在感知子网和既有互联网络融合背景下，信息数据便具有了共享性；

1.3 管理与控制

互联网在管理数据时，主要是利用计算机技术实现的，其管理具有明显的智能化特点，在决策信息反馈后，其将实现对物体与环境的控制。

对于物联网而言，其中涉及的人与物在任何时间、地点及网络中均呈无缝融合，因此，它作为新型的智能互联网络，保证了人与物、物与物、人与人间信息的有效连接。

2 物联网的体系结构

当今，信息技术快速发展，在先进技术支持下，物联网利用开放型协议，满足了各种应用的需求，同时它也实现了数据与互联网的有机融合。根据相关文献报报道，了解了物联网的含义及特点，在此基础上，对物联网的五层体系结构进行了分析，旨在丰富其理论研究。

物联网主要是由数据识别与感知层、数据传递网络层、资源管理层、信息处理层、具体应用层等构成的。在物联网发展与应用过程中，其基础层便是数据识别与感知层，其具体构成包括识别器、传感器、接入网关等，利用不同的工具对数据进行采集，此后借助无线网络技术或其他高新技术设备等，传递数据，最后后台将对收集的数据进行处理。数据传递网络层在互联网中扮演着重要的角色，它主要是对上层的数据进行传递，它不仅保证了数据的远距离传播，还提高了数据的真实性与有效性，但当前，物联网数据的网络传递要求应具备较高的互联网技术支持，而偏低的互联网技术水平，制约着物联网的发展，因此，相关人员仍需展开深入的研究，通过升级等手段，促进互联网技术发展。资源管理层主要是对资源进行初始化，通过实时监测，以此掌握其运行状况，并对各个资源进行有效的协调，进而促进跨域资源实现交互；信息处理层主要是主要是对感知数据进行理解、推理与决策，同时也提供数据查询、存储、分析及挖掘等；应用层通过对感知数据的分析处理，根据用户的需求，为其提供不同的服务，其应用类型较为丰富，具体有监控型、控制型与扫描型等。

3 物联网的相关技术

3.1 标识技术

物联网作为大型网络，其借助智能设备与互联网，促进了不同物体的互连，其中涉及的物具有广泛性与复杂性，在实际应用过程中，首要问题便是有效识别物。物的标识技术主要是利用全局唯一值对物体进行标识，此技术的本质便是对物联网中物进行编码，从而使物具有了数字化的特点。在编码过程中，需遵循不同的规则，常见的编码有EPC、IPV6等，各编码间的规则各异，存在映射与兼容问题，因此，在物联网发展过程中，应对其给予关注。

无线射频身份识别即RFID，它作为识别技术的一种，具有非接触式。在实际识别过程中，利用射频信号对目标展开自动的识别，并采集相关的数据。此技术对物体的识别具有唯一性，从而保证了其在通信或信息处理中定位的准确性与管理的有效性。

3.2 感知技术

物联网中较为重要的组成部分便是数据产生、获取、传输、处理及应用，在获取数据过程中，需要智能化与信息化的设备，常见的数据采集设备由传感器、红外感知设备及全球定位系统等。传感器即sensor，它主要是对外部环境信号进行探测，包括光、热、力及声等，它为物联网提供了原始数据，由于其获取的物的信息具有动态性，进而物拥有了感知外部世界的能力。

3.3 通信技术

物联网中数据传递主要是利用网络与通信技术实现的，其中通信技术有两种类型，分别为短距离无线通信与广域网通信。前者涉及的技术主要有WLAN技术、RFID技术、蓝牙技术及ZigBee技术等，在上述技术支持下，无线通信网络具有了简单的结构、较低的功耗及成本，但在实际应用中也存在不足，最为严重的便是干扰问题。后者涉及的技术主要有IP互联技术、移动通信技术与卫星通信技术，它为物联网提供了远程数据传输服务，但在实际应用中需要对不同的技术进行整合，在此基础上，才能够保证网络环境的多元化与交互性。

3.4 信息处理技术

物联网中采用的信息处理技术，融合了数据挖掘、智能计算、机器学习等，在对物体相关内容进行智能处理与分析后，将结果交付给用户。物联网通过变革，使物与人实现了直接的交流，在智能化的网络中，物拥有了思想，从而推动了物联网的发展。

4 总结

综上所述，物联网技术作为科学技术发展的重要方向，其相关内容的研究得到了各个领域人们的广泛关注。本文介绍了物联网的含义、特点、体系结构与相关技术，旨在为其发展提供理论保障。

参考文献

[1]孙杰，徐红.物联网的体系结构与相关软件系统代码自动化的研究[J].微计算机信息，2012，09：329-331+361.

[2]周璟.物联网的体系结构与相关技术研究[J].计算机光盘软件与应用，2012，20：119-120.

[3]林声伟.物联网的体系结构与相关技术研究[J].信息通信，2012，06：83-84.

[4]朱云娜.浅谈物联网的体系结构与相关技术[J].中国新技术新产品，2013，08：33.

作者单位

核工业北京地质研究院环境工程研究所 北京市 100029