分析计算机技术在物联网通信中的运用

李 枢

（广东南方电信规划咨询设计院有限公司，广东 深圳 512123）

0 引 言

计算机技术与物联网技术结合是目前最常用的技术手段，能够实现信息采集与传递等工作的智能化进行，大幅度提升各行业的信息处理效率。将计算机技术运用于互联网通信是推动技术发展的关键措施，深入研究技术应用方式可为技术研发提供更多思路，让移动数据传输的稳定性更强，加快社会的发展速度。

1 物联网通信中常用的计算机技术

1.1 ZigBee技术

ZigBee技术的应用结构如图1所示，可保证通信层次架构的稳定性，并通过控制指令访问控制层，开展数据采集工作。在物联网通信中应用ZigBee技术时，需遵循以下几点设计要求。第一，所制定的ZigBee技术通信协议需要与物联网通信的发展需求相符，保证ZigBee技术能在物联网通信中发挥自动化组织的功能，为物联网通信创建合适的拓扑结构[1]。第二，当物联网通信网络中的设备数量较多时，需要借助ZigBee的路由技术控制设备的运行状态。在物联网通信中，各设备之间通过无线网相连，因此在设备的移动过程中难免出现设备运行状态变化，而利用ZigBee技术实现设备的增加、删除与修改可保证物联网通信网络的稳定性。第三，运用ZigBee技术时采用2.0的SMA与DIP接口，可满足于大多数物联网通信的需求。

图1 ZigBee技术应用结构

1.2 WiFi网络技术

WiFi网络技术实现通信能够转接收信号为无线网络信号，并支持在物联网中接入无线网卡，简化数据传输与用户接收信息的难度。应用该技术实现物联网通信时，需遵循以下设计原则，使技术可达最佳运营效果。第一，设计中采用最先进的设备和技术手段，保证该设计方案在一定时间内可适应技术发展趋势，无需对设计方案的核心架构进行变更。第二，使WiFi网络的设计方案具有较强的稳定性，并为网络中的重要设备加设备份功能，让WiFi网络技术在物联网通信中可发挥最大效用[2]。第三，在物联网通信中应用WiFi网络技术要保证通信协议与国际规范相符合，确保设计的网络具有兼容性与扩容性。第四，WiFi网络技术中的两个频段都是开放性频段，技术应用效果会受到其他因素的干扰，因此在设计时需考虑到实际环境中其他无限设备等对无线信号造成的干扰。

1.3 分时长期演进（TD-LTE）网络技术

分 时 长 期 演 进（Time Division Long Term Evolution，TD-LTE）网络技术是一种移动计算机通信技术，其网络规模在众多通信技术中最大。在物联网通信中运用该技术可加速数据传播并使传播流程更加灵活，设备功率较低，使用寿命得到延长。为保证TD-LTE网络技术应用于物联网通信的效果，设计网络优化方案时需考虑以下因素。第一，优化外设部件互连标准（Peripheral Component Interconnect，PCI），使其复用间隔达到4层以上，且覆盖半径超过应用范围的5倍以上。第二，网络覆盖情况是在物联网通信中应用该技术出现问题的主要原因，解决该问题有助于提高网络访问的成功率，保证网络设计的合理性[3]。第三，扩大网络覆盖率是优化设计方案中最重要的内容，避免两区域交界处信号差，影响互联网通信的效果。第四，在优化方案中合理设计系统参数。设计方案中，电力参数、PCI、干扰天线参数等都会影响技术运用的效果，对物联网通信效率起决定性作用。

1.4 大数据云计算技术

大数据云计算技术的使用者可根据自身工作需求访问或操作其他计算机系统，能够通过网络收集数据信息，是提高网络通信系统功能最有效的技术。将这种技术应用于物联网通信是必然的发展趋势。设计以大数据云计算技术为基础的物联网通信时，需重视以下内容。第一，保证通信过程中数据信息的安全性，将数据存储在云端。目前，大数据云计算技术尚处于发展初期，缺少有说服力的检测机构对服务商的通信安全性进行评判，因此设计该网络时需要着重考虑数据安全的问题[4]。第二，大数据云计算技术容易出现网络延迟或中断，因此应用该技术设计物联网通信方案时，要尤其注意制定应急措施，确保网络出现问题的状态下不影响通信服务开展。

2 云服务系统

云服务系统是基于物联网技术建立的通信服务系统，服务质量高于传统物联网通信服务系统，在各行业中都有应用价值，且操作界面简单，降低了使用者的操作难度。为保证云服务系统的性能，设计该系统用于物联网通信时需使系统具备以下几种特点。第一，云服务系统具有较强的可扩容性，且更新升级的方法简单[5]。第二，该系统中包含数据备份功能，当物联网通信出现问题时，保证数据通信不会受到影响避免信息丢失，后期系统运维工作简单。第三，保证云服务系统服务器的稳定性，在系统设计过程中充分发挥集群式服务器的优势。第四，为云服务系统选择性能良好的硬件配置，使系统更新升级后原有硬件配置依旧可以使用。第五，采取措施保证云服务系统的安全性，当云服务系统运行出现故障以后可将故障影响移交其他设备，避免系统崩溃给黑客以可乘之机。

3 计算机传感器在物联网通信中运用方式

3.1 终端传感器选择

终端传感器是被用于物联网通信的一种计算机传感器，在物联网通信中主要用于数据采集与处理，运行方式为控制指令实现数据接收与发送，是物联网通信可正常进行的核心部件。随着技术水平的提高，终端传感器种类数量依旧呈现上涨的趋势。物联网通信中，常用的终端传感器有光电式传感器、电势型传感器以及电荷传感器等。适用于物联网通信的终端传感器一般具备以下特点，保证计算机传感器在物联网通信中可发挥实际应用价值。第一，终端传感器的体积小，使用者可随时携带传感器，便于采集数据信息[6]。第二，使用智能化终端传感器，使物联网通信所用传感器与通信要求相符。第三，用于物联网通信的终端传感器应具备多功能的特点，使传感器采集与传送的信息更加全面。第四，将物联网通信中使用的计算机传感器进行网络化管理，强化终端传感器的智能性。

3.2 网关传感器选择

网关传感器是物联网通信中不可缺少的计算机传感器，也是构成物联网通信感知层的主要设备，常见的物联网通信网关传感器有以下几种，在应用时需合理选择传感器的性能。第一，距离网关传感器。这类传感器根据脉冲信号的不同分为光学和超声波传感器两种，在选择此类传感器时要严格测验测距结果的准确性，保证物联网通信传递数据信息的真实性[7]。第二，光网关传感器。这种传感器利用光电效应检测传感器所处环境的光强，传感器所用光敏材料对检测效果具有决定性影响，因此选择光网关传感器需确保其光敏材料满足传感器的测量需求。第三，温度网关传感器。此类传感器依据使用方式分为接触式和非接触式两种，前者利用温敏元件感知被测物体温度，后者通过检测待测物体放射出的红外线计算出物体温度，在实际应用中需结合具体情况合理选择。

4 计算机技术在物联网通信中运用层次

4.1 感知层设计

感知层是应用计算机技术实现在物联网通信中获取数据信息的环节，并将采集的信息送至传输层。该环节是物联网通信的第一步，对后续工作质量起着决定性作用，因此设计感知层是将计算机技术在物联网通信中合理运用的关键。感知层数据采集方法的发展流程如图2所示。在设计物联网通信的感知层时，首先要确定感知层的拓扑结构，结合物联网通信系统的协调器、全功能设备以及精简功能设备确定系统拓扑结构。其次，了解射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）分类技术的原理，让感知层具备对采集信息进行分类的能力。所设计感知层分类能力级别由实际通信需求确定[8]。最后，明确用于物联网通信的网络传送协议。运用计算机技术的物联网通信常用Aloha协议，应用该协议发送信息可简化阅读器的设计，便于物联网通信工作的快速进行。

图2 感知层数据采集方法发展流程

4.2 传输层设计

传输层又叫网络层，是物联网通信中用于实现数据信息传递的环节。设计物联网通信传输层的具体步骤如下所述，严格按照该流程设计传输层可使计算机技术在物联网通信中发挥自身应用价值。首先，设计人员要了解网络环境分布式进程的基本概念，将实现分布式进程通信作为设计目标[9]。其次，确定进程相互作用的Client/Server模型，解决物联网通信中网络资源分布不均匀的问题，提高服务器的功能水平与信息资源。再次，设计传输层的基本功能，即提供通信服务。最后，合理选择用户数据报协议与传输控制协议。协议的选择需与物联网通信的数据安全要求等相符。

4.3 应用层设计

应用层是物联网通信的最顶层，主要用于计算和处理感知层传送的数据，并深入挖掘数据信息的深层价值。设计人员在设计物联网通信的应用层时，需明确其两大功能，将实现功能作为设计重点。第一，应用层的数据至关重要，设计人员要对感知层的数据进行处理，使其格式可被应用层接收，用于开展数据计算与统计工作[10]。第二，重视数据的应用，仅对数据进行计算与分析得出结果远远不够，将数据与应用相结合才能真正发挥物联网通信技术的实际应用价值，为人们的生活与工作创造便利。

5 结 论

不断发展的社会对物联网通信效果提出了更高的要求，技术研发人员要重视研究计算机技术与物联网通信的结合方式，不断优化物联网通信的信息传递效率。物联网通信的发展对提高人们生活质量具有重要作用，各行业都应将物联网通信研究作为首要工作内容，为物联网通信开拓更广阔的应用空间，减少数据传递的时间。