物联网关键技术与应用

2018-03-21刘鹏

数字通信世界 2018年5期

刘鹏

（武汉贝斯特通信集团股份有限公司，武汉 430023）

1 引言

物联网可以使物物相连的新型网络得以形成，其基础以互联网为主，在信息系统上加入相应的“物”，而且在感知、监控和管理“物”的技术系统中充分的融合云技术等相应的技术。物联网通过对激光扫描器等这些各种具有感知和传感的技术和设备等智能的感知和识别现实世界中的物品，通过对互联网的合理引用交通采集到的有效信息，从而在网络互联中加入“物”，进一步拓展人与人之间的交流等，也就是在所有物和物之间的交流中已经应用物联网，其中智能化、感知化和物联化等都是物联网所具备的基本特征。

2 物联网的体系结构

（1）感知层。其主要组成部分包括全球定位系统、射频识别技术（RFID）标签和读写器以及摄像头等。感知层的主要功能是感知和采集大规模和分布式的信息，将设备的属性和行为态势等通过对各种不同传感器和设备的应用进行提取，从而将目标更好的感知和识别，同时向网络层和其它设备提供所提取的信息，从而使共享资源的目标得以实现。

（2）网络层。它是一种融合性的网络，其主要由基础网络设施组成，包括互联网、电信网和移动通信网络等，其主要的作用是感知层提供的信息进行接收、传递和管理，将物联网应用层和感知层之间传输数据的工作完成。

（3）应用层。它通过结合行业专业技术和物联网技术而得来的，其主要的作用是通过对分析和处理后感知数据的应用将各种具有实用性的解决方案提供给行业的智能化，应用层的组成部分主要包括支持物联网技术运行的各个行业的应用系统，将可以使物联网应用得以实现的接口提供给用户，同时将各种应用服务提供给各个终端和用户的设备。

3 物联网关键技术

（1）无线传感网技术。无线传感网技术这一无线网络信息系统是自组织的，具有高效性和高稳定性，其作用主要包括采集分布式的信息、技术处理和传输信息等几方面。一般会将大量的传感器节点布置在无线传感网的内部，而物联网对物体声音、压力、温度和运动等相关数据的感知正是通过在监控领域内大量分布的无线传感器和其通过自组织方式而形成的无线传感网络来实现的。传感器各个节点的作用是相关的，其可以感知、采集和分析处理监控区域内任何一个地点和时间的相关信息，而且通过网络与公用的Internet网络进行连接，从而实现向监测者提供信息的目标。其中UWB技术、ZigBee技术和WLAN技术等为无线传感网络中传输数据过程中主要应用的相关技术。

（2）云技术技术。它主要是将计算、存储和软硬件等相关服务提供给网络用户，这一过程是通过远程服务和不是本地服务器的分布式的计算机来实现的，所以并行技术能力的大规模性和存储资源的弹性增长为云技术主要的基本特征。云计算技术在运行过程中用无数个小的子程序划分具有大量数据的计算程序，这一个工作主要是通过网络的自动化来实现的，之后再向多部服务器同时提供各种子程序，所以云计算技术可以将眨眼之间将与超级计算机同样强大的效率和功能充分的发挥出来，其可以将数以千万计甚至亿计的信息在短时间内迅速的处理。另外物联网中传感设备对大量数据的采集工作是实时进行的，而云技术可以将处理这些数据所需要的计算模型提供给它们，为其提供技术保障。此外为了使用户可以将数据更加有效的使用，云技术技术将具有大规模性和异构资源性的信息孤岛通过灵活和安全的资源共享来建成，从而为更加高效的使用数据提供有利的保障。

（3）射频识别（RFID）技术。RFID是一种自动识别技术，其可以在任何工作环境中运行，而且这一技术是非接触式的不需要人工干预的，其对目标对象自动识别和对目标对象各种数据的获取是通过射频信号来完成的。RFID技术可以同时识别多个标签，而且其可以有效的识别高速运行的物体，RFID技术主要组成部分包括三个方面，即天线、标签和阅读器，其中ISO IEC 14443、ISO IEC10536、ISO IEC 15693为该技术的主要标准，其中ISO IEC 14443和ISO IEC 15693这两种技术标准的应用次数最多。另外较强的识别和穿透能力以及较高的安全防伪性特点都是RFID技术自身所具备的，而且通过有效的结合RFID技术和通讯以及互联网等技术，可以使全球范围内自动识别、监控和追踪物体的目标得以实现，所以说物联网的关键技术之一就是RFID技术。

4 物联网具体应用

（1）社区生活的智能化。在实际的社区生活中，应用物联网的主要目的就是控制物与物，如果在社区生活中应用物联网技术，则可以使家具、建筑和空间的管理的智能化得以实现，从而可以将更强的便利性提供给社区人们，而且可以对更加人性化的服务进行提供。通过各种传感器的合理应用，可以实时的获取社区的相关信息，同时可以将控制物的目标通过IPv6协议的物联网寻址技术来实现，这样可以将居民控制物的水平大大提升。

而且将智能社区通过物联网来实现，不但使信息化水平建设的需求得以满足，同时可以使居民的精神需求得以满足，将其物质生活水平大大提升，而且其也与以人为本社区的建设理念相符合。

（2）图书馆的智能化。随着物联网技术发展速度的不断加快，新加坡等多个国家的智能图书馆管理系统中也普遍的应用RFID技术，这对图书馆的管理以及用户服务的发展具有重要的推动作用。在管理图书馆方面使图书溯源的目标得以实现，为图书的质量提供了有利的保障，而且在上架图书的过程中可以更好的感知和定位图书，这样可以将智能身份识别等个性化的服务提供给用户。

（3）交通管理的智能化。就是通过融合传感器技术、网络技术、信息发布技术和自动控制技术的呢狗，将具有高效性的交通综合管理服务系统合理的建立。通过将传感器和监控器安装在汽车内部，可以使其对路况的变化情况实时的感知，同时向总部及时的传达各种汽车标识的汽车信息，这样总部可以及时的分类和处理所收集到的信息，从而将决策可以更好的制定。另外向相应的司机反映决策的信息和整理分析之后的数据，将道路的实际情况的信息和拥堵的比例实时的提供给司机，这样不但可以将司机出行的方便性提高，同时可以将管理交通的科学性大大加强。由此可见，物联网就是在更加普遍的物理世界中发展传统的互联网，将新时代信息化产业发展的浪潮掀起来，而且其会在很大程度上进一步影响着社会生活和经济的发展。另外随着不断的完善和发展物联网技术，将会在各个领域中更加普遍的应用该技术，从而为“智能化”社会的发展和实现提供有利的技术支撑。