试论物联网的技术思想与应用策略

张俊林

摘 要：21世纪最伟大的革命就是信息技术革命，随着经济社会的逐渐发展，社会技术与知识水平的提高，信息技术在生活中的方方面面都开始得到不同程度的运用，潜移默化地改变着不同大众的生活方式和交流方式。其中最令我们感触深刻的就是物联网的建立使用，而“物联网”正是该文将集中讨论的主题。所谓“物联网”，就是通过现代技术比如无线射频技术识别（RFID技术）、红外感应技术、全球定位系统（GPS）、技术射频等，将商品与互联网结合起来的网络新概念，可以通过“物联网”的信息交换和通讯实现定位跟踪、智能化识别、实施监控与管理。

关键词：物联网 技术思想 应用策略 关键技术

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）02（c）-0001-02

物联网技术是社会经济发展到一定阶段，科技创新和信息技术水平发展到一定阶段的必然产物。相反的，物联网技术的出现及使用也是有效地提高社会经济发展水平的重要助力。物联网技术是融合了多种先进技术，以计算机技术为基础、融入监控技术和通信技术等重要信息技术的综合技术。物联网技术运用几乎涵盖了信息通讯技术所有的领域，包括无线技术、互联网、智能芯片技术、软件技术等，其优点表现为实用性强、使用范围广、沟通与协调功能较强等。该文通过梳理物联网技术的基本概念，重点讨论物联网技术的结构和关键技术分析，并就其在实际中的应用探讨物联网应用策略，为物联网技术的进一步发展提供理论依据，促使物联网技术能够在所有运用领域中最大限度地发挥其功能。

1 物联网关键技术分析

一提到“物联网”这个词，可能第一次接触的人马上会想到另一个词——“互联网”，理所当然地认为物联网技术其实就是互联网基础上衍生出来的新的网络概念。互联网与物联网的确在某些环境下很容易让人混淆，不仅是因為名字的相似度较高，更因为两者的技术基础相同，都是建立在分组数据技术基础之上的，以数据分组网作为他们的承载网，而业务网和承载网是相互分离，独立发展的。该文章从物联网的核心技术层机构和关键技术角度深度分析物联网技术。

1.1 物联网结构分析

物联网结构可以大致分为4个技术层次，分别是：感知识别层、网络构建层、管理服务层和综合应用层。

1.1.1 感知识别层

物联网的感知识别层主要依赖的技术是RFID无线射频感应技术、无线传感技术、GPS定位系统、传感器网络、自组织网络以及短距离无线通信技术等核心感知技术，也包括各种智能设备，比如智能手机、计算机、多媒体播放器、PAD等，前者属于信息自动生成方式，后者属于信息人工生成方式。多样化的信息生成方式是物联网的重要特征之一。感知识别技术虽然位于物联网四层网络构建中的最低端，却是物联网核心技术中最关键的一层，所有上层技术结构都以其为基础。通过感知识别技术，让事物“开口说话，生成信息”是让物理技术和信息技术建立联系的重要一环，也是物联网和互联网等其他网络的不同处之一。

1.1.2 网络构建层

物联网的网络构建层在物联网四层网络构建层中扮演的角色是联络员。重要的网络形式主要分为互联网、无线个域网、无线广域网、无线局域网以及无线城域网5种网络形式。其中物联网是各种网络构成中的核心网络、技术支持以及平台，IPv6扫清了网络终端设备在数量上的限制；无线宽带网如WiFi/WiMAX等无线宽带技术网络的覆盖范围较广；ZiBee、蓝牙以及红外等无线低速网络能够适应物联网中能力较低的节点的低速率、低计算能力、低通信半径以及低能量来源等特征；移动通信网络将成为“全面、随时、高效”的数据传输平台，其高覆盖率、方式多元化、高速实时、可移动性的数据处理特点打破了物联网多方面的局限性。

1.1.3 管理服务层

管理服务层主要解决的问题包括数据存储、信息检索、数据挖掘以及信息安全与隐私保护等四方面问题，当大量的数据信息和内容信息经过前两层——感知识别层和网络构建层的生成传输汇聚到管理服务层，如何解决上述问题将成为其考虑的主要技术难题。下面将针对上述四大问题展开探索。

（1）数据库。物联网的数据特点包括关联性、语义性、海量性、多态性等。通常情况下，我们物联网数据库将物联网数据库分为关系数据库系统和新型数据库（NoSQL数据库）两类。关系数据库系统随着时代的要求不断地发展自己以适应现代社会的数据库技术要求；新型数据（NoSQL数据库）主要应用于分布式、非关系型的数据信息存储中，通过避免连接操作的方式来提升数据库性能，并不要求数据库一定要具备确定的表模式。

（2）海量信息存储。网络存储结构主要分为三大模块：DAS——直接附加存储；NAS——网络附加存储；SAN——存储区域网络，其主要缺陷在于只能满足中等规模的商业需求，面对大规模或巨型规模的商业需求仍存在信息存储难题。数据中心实际上是一个大型的系统工程，例如：Google与Hadoop，涵盖了主要的计算机系统和通信、存储设备以及辅助性的环境控制设备、监控设备、安全装置以及数据通信链接等。适应了物联网数据的关联性、语义性、海量性、多态性等特点。

（3）Web搜索引擎。Web搜索引擎是：“能够在一个合理时间内，根据用户的查询关键词，返回一个包含相关信息的结果列表（hits list）服务的综合体。”在传统Web搜索引擎基础上建立的现代搜索引擎要求相关信息的更高精确性，能够主动识别并精确提取有效信息，建立多模态信息搜索引擎模式。

（4）需求分析。需求分析要求具有高效感知能力和智能分析能力。一方面，数据信息感知能力的提高是建立在海量的数据存储和快速的搜索引擎基础上的，另一方面，智能分析能力通过多维数据分析和整合。

（5）信息安全与隐私保护。主要的安全和隐私隐患包括窃听、跟踪、诈骗、病毒、信息篡改等，主要的防护措施是物理安全机制、密码技术等。以上都是传统的网络安全问题，必须要有个非常强大的安全管理平台作为支撑，所以需要给物联网开发系统性的安全保护机制。

1.1.4 综合应用层

架构物联网的综合应用层是全结构的目的，所有前期的技术投入都是为了在实际生活中最终得到实践。同时，综合应用层实际上是一个新信息反馈的阶层，在这一阶段，物联网的缺陷将在实践中被发现并反馈，是促进物联网发展的重要环节。

1.2 关键技术介绍

通过上述内容对物联网的整体层次结构介绍，我们对关键物联网技术有了一个整体的印象，接下来将有选择地介绍几项关键物联网技术。

1.2.1 异构融合平台

实现物联网资源共享目标的重要途径之一就是经过异构融合平台。其资源共享实现的方式是：在不同网络平台共建的基础上，融合不同异构网络间的共性，保留自身特有的功能即个性的同时，形成不同异构网络间共性与自身个性之间的统一。什么是不同异构网络间共性的融合？就是建立不同的异构网络与公共通信平台之间连接，通过同骨干传输网的对接，将异构网络融合到更为宽泛的移动通讯网络中。

1.2.2 节点与终端口

该文中提及的节点，专指感知节点。感知节点的主要功能是收集事物自身的基础信息，并自动针对其基础特征和基础信息进行分类整理、分析处理以及信息储存等，有利于帮助物联网获取更全面的事物信息并獲取更多本事物相关信息。在日益先进的智能标签技术、通信技术、嵌入式技术等技术的支持下，感知节点也越来越智能化，对管理对象及其外在环境进行监督控制越来越高效。

1.2.3 业务支撑

业务支撑中最重要的功能是确定物联网的各项具体业务需求，并就每项业务需求确定其需要用到的场景。主要工作流程：首先，根据业务的特性进行分类，同时界定各项业务的主要性能以及功能；其次，抽象化处理物联网现有网络资源；最后，设计结构。此结构的主要功能是支撑各项业务。

2 应用策略

毋庸质疑，在经济社会与物联网紧密结合的现代社会中，物联网一定是未来经济发展的重点领域之一。物联网将越来越多地应用于诸多领域，无论是对社会的发展进步，经济的迅速崛起，还是人们整体生活水平的改善，都会产生巨大的推动作用。

2.1 树立共享与融合的意识

在物联网往后的发展中，树立共享与融合意识至关重要。首先要明白何为融合，所谓融合，是指各相关领域之间通过一系列手段实现网络资源共享，这也是前文中屡次提及的融合问题。这种融合的目标是对未来所有的网络形式进行资源共享，扩揽各相关信息领域的不同业务活动，最终实现物联网横向以及纵向的深度和宽度融合。

2.2 加强行业与产业之间的合作

加强行业与产业之间合作的第一步，就是要实现行业之间的协调。虽然现在物联网在我国各行业的应用范围已经相当广泛，但是各相关行业之间仍然存在共享阻碍，这是由于行业间存在业务交叉，一定程度上致使物联网不能实现更好的管理和技术方面的共享。第二，加强物联网整个产业链之间的合作。实际上物联网自身也是一个非常复杂的产业链，自动控制技术、无线射频识别技术等处于产业链初端的技术指标目前已经取得了较好的发展。因此，物联网更好的发展依赖于产业链之间的联合，只有每个环节进行结合才能有效地推动物联网向更好、更健康的方向发展。

3 结语

人们经常讲：“物联网的兴起和使用，是一种新的生活方式，是一场技术领域的革命。”的确，物联网的发展影响社会的各方面，小到人们的生活方式，大到行业的兴起，甚至技术领域的创新，但是任何发展都是基于我们对物联网的美好期许与祝愿，任何技术的革新带来便利与发展的同时也带来很多困扰，我们要做的就是通过反复的思考、不断地进行技术革新以及加强各行业间的协作，来改善或弥补新技术缺陷。

参考文献

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[2] 马德新.基于Web的物联网体系结构和感知域关键技术研究[D].北京邮电大学，2014.

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