物联网信息系统的数据传输技术

陈文益

摘 要物联网是信息技术的组成部分，也是信息时代的典型发展产物，掌握并应用数据传输技术，能最大程度上发挥出物联网信息系统的功能。本文首先介绍了物联网的应用模式和关键技术，然后分析了物联网信息系统的构成和数据传输，最后阐述了数据传输流程。

【关键词】物联网 关键技术 信息系统 数据传输

简单来说，物联网就是物与物相互关联形成的网络，是利用GPS系统、RFID技术等，按照一定协议将物品和互联网连接起来，实现信息通讯和交换，满足识别、定位、监控、管理的需求。由于物联网具有智能感知、普适计算的特点，因此在网络中广泛应用，以下探讨了数据传输技术。

1 物联网的应用模式和关键技术

1.1 应用模式

1.1.1 智能控制

基于智能网络、云计算平台，对数据分析后能做出决策，控制并反馈对象行为。例如根据车流量大小控制红绿灯间隔时间，根据光线强弱控制路灯亮度等。

1.1.2 智能标签

利用二维码、NFC技术标识特定对象，从而区分对象个体，常见如生活中的条码标签、智能卡片等。

1.2 关键技术

（1）传感器技术，也是计算机中的关键技术，可以将模拟信号转化为数字信号，然后由计算机进行处理。

（2）RFID标签，广义上也属于传感器技术的范畴，是嵌入技术、无线射频技术的综合体，主要用于自动识别、物流管理上。

（3）嵌入式系统技术，将软件硬件、集成电路、传感器、电子技术融合为一体，成为智能终端产品不可或缺的部件，主要用于信息的分类处理。

2 物联网信息系统的构成和数据传输

2.1 嵌入式终端

物联网信息系统终端，主要由三个部分组成：

（1）传感接口；

（2）中央处理模块；

（3）外部通讯接口。

要想满足系统普适性、硬件标准化需求，应该参考国际上通用的嵌入式终端的性能，从体积、功耗、成本等方面综合考虑。以MideaProcessor 86系列的集成芯片为例，可以作为物联网信息终端使用。在终端板卡上，软硬件的基础架构是主芯片，融合了SOC芯片算法和通讯技术，支持高清视频硬解压，支持多种格式输出如H264、MPEG24、WMV9等，外加5.1多声道和USB高速接口。该终端和输出硬件连接后，就能显示媒体信息。

2.2 终端传输结构

该系统传输采用B/S结构，包括以下4个部分：嵌入式终端、应用服务器、传输网络、客户端。物联网中心服务器的应用系统提供信息数据；各个终端通过网络服务，实现数据的请求和接收；在终端和服务器之间，数据文件可以是xml或config等文件形式进行流通，也可以是二进制数据的流通。在实时命令下，实现各个终端的有序性、统一性。

2.3 数据传输

物联网终端和传感网络层、传输网络层相连接，作用是数据采集，并向网络层发送数据。利用嵌入式终端的外部接口，可以和中心处理平台进行数据传输。文件传输过程中，依赖于TCP/IP协议，能保证文件准确传送，确认每一个物联网终端、服务器的身份，实现身份标识、文件传输的目标。

3 物联网信息系统的数据传输流程

3.1 嵌入式终端启动

终端启动的过程具有自动引导配置参数和自诊断功能，完成传感器的检查和配置，并和网络联通，一般会涉及多种计算机网络，例如WSN网络、WLAN网络、因特网等。这里终端要和网络末端接入部分连接，根据不同的传输介质，可以分为有限网络、WLAN无线网络、4G无线网络等。其中，以有限网络为主，具有数据传输稳定、延迟率低的特点，作为主要通讯载体使用。在其他不方便布线的场所，可以利用4G网络或WLAN网络。

3.2 消息的監听接收发送

3.2.1 监听消息

系统启动在线后，利用TCP心跳机制和传感网络层、传输网络层连接，并向服务器发包。一般设置为间隔10秒时间，就向服务器发送一个心跳包，服务器收到后即可确认终端在线；否则说明终端断开，进行相应的逻辑处理，例如文件清理、重新连接终端。

3.2.2 接收消息

确定终端在线，服务器就会通过TCP/IP协议，向终端发送反馈文件包和更新命令文件包。当终端接收文件后，就能确认和服务器之间建立了连接。

3.2.3 发送认证

终端接收更新命令的文件后，应该确认命令的可行性，和逻辑更新命令进行比较。然后将身份信息标识发送给服务器，等待身份识别和确认。

3.3 上传下载数据

第一步，服务器通过了身份识别、逻辑认证后，此时终端和服务器之间建立数据文件下载的流程。终端发送下载请求，服务器就能反馈数据文件列表，这些文件包含了文件名称、长度等信息。第二步，按照文件列表逐一下载文件，服务器在发送下载命令的同时，也会记录文件传输进程。利用TCP/IP协议，下载文件的体积、数量明显可以达到较大数量，但通常有些服务器会限制点对点下载线程，此时可能出现网络异常的情况。对此，可在一定层级上设置下载文件大小，利用断点续传功能，即可提高数据传输质量，缩短传输时间。第三步，所有数据文件下载完成后，和存储器中的文件信息进行对比，删除不在更新列表内的文件，及时清理冗余信息。

3.4 合法性完整性检验

对于数据传输中出现的中断、丢包等情况，传输后要检验文件的合法性、完整性，避免伪造信息、篡改信息。对此，以MD5算法的应用为例，采用不可逆的校验码，能保证文件的安全性，检验完成后及时向服务器发送消息。确认文件信息合法完整，此时回到消息的监听步骤，监听服务器的下一个更新命令，如此循环操作。

3.5 异常处理

在以上流程的各个步骤中，一旦出现网络中断、下载失败、监听超时、校验错误等异常情况，此时终端就会利用异常处理机制，对错误流程进行校正，返回到消息监听步骤，重复发送请求。

4 结语

综上所述，物联网的使用功能主要是智能控制和智能标签，关键技术包括传感器技术、RFID标签、嵌入式系统技术三类。在物联网信息系统数据传输流程上，主要是嵌入式终端启动、消息的监听接收发送、上传下载数据、合法性完整性检验、异常处理，实现了信息传输的高效化、多样化。

参考文献

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作者单位

杭州谱育科技发展有限公司 浙江省杭州市 310051