计算机物联网关键技术研究

2021-12-26

科学与信息化 2021年5期

武汉纺织大学湖北武汉 430000

引言

关于物联网系统的构想最早于1998年在美国麻省理工学院被提出，美国《技术评论》中有文章指出以传感网络为技术基础的物联网将成为未来改变人类生活的十大技术之一。顾名思义，物联网表达了“物物相连”的理念，通过信息传感系统来实现人、机、物之间的互联，且不受时间、地点等因素的约束。

1 计算机物联网关键技术分析

计算机物联网的关键技术有：射频技术、传感器数据采集、智能信号处理等。首先，射频技术在计算机物联网行业的发展时间最长，应用也比较广泛，常见射频技术有无线射频识别，也被称为RFID。射频技术的原理是利用了电磁感应来完成无线电波能量接收，传感器可以通过信息接收来识别标签物体，实现信息的远程控制。该技术的适应性很强，例如：超市内的物品定位、图书馆的签到系统都采取了这一技术，同时在制造业、零售业、物流业也频繁应用。目前射频技术仍依靠电子标签和阅读器共同组成的射频系统实现操作。其次，传感器数据采集能够很好地提高信息处理效率，借助传感器节点可在短时间内完成多种形式的信息传输，将物联网内外部整合起来，分析现有数据，并不断对物联网系统进行优化。如今我国社会科学发展速度不断加快，传感器的使用也将变得更加智能，体积缩小的同时操作更加便捷，配合无线通信技术使用可以构建组织网络系统，提高运行效率。最后智能信号处理技术可以依靠信号分析技术对传感器采集到的数据内容进行整理，然后分流信息。信号处理技术有很强的实时性，数据传输的损耗被大大减少。另外，基站网络资源十分充沛，对复杂型号也有高效识别能力，但是流量能耗会相对较大，具体使用方法应结合实际情况制定[1]。

2 计算机物联网关键技术的应用

2.1 智慧物流仓储

智慧物流是指借助于大数据、物联网等先进技术，提升物流系统决策、分析、执行能力，实现物流系统自动化、智能化的运营。利用物联网计算机技术对仓库出货、信息确认、配送评价、在线支付等功能融合起来，不仅能实现物流信息的共享，同时还可以为客户提供更为全面、人性化的服务，促进有关工作效率的全面提升。另外，物联网技术还能优化仓储管理效率，因为仓储在物流行业承担着集散、存储两大功能，存储包括货品出入库、运输装卸、提供存放环境等环节。集散则提供聚集、分散服务。传统人工操作比较费时费力，货物信息及摆放位置不能及时更新，无法实现精细化管理。而物联网使用了电子标签技术，将仓储系统分解，按照服务内容将系统平台划为多个业务层，通过GPS和GIS技术，可以直接向仓储平台发出仓储需求，从而获得相应服务。

2.2 城市交通建设

如今我国的汽车保有量位居世界第一，交通行业发展前景良好，但道路拥堵、安全事故、违章判定等问题制约了交通管理效率。良好的交通管理系统是维护城市正常运作的基础。智慧城市理念不断落实，交通行业开始大力引用物联网技术，物联网技术可以完成车速识别、信号灯管理、车流引导等工作，利用压力传感器、加速度传感器来识别车辆运行时的各种参数，从而对车辆进行监控管理。而且，车主在驾驶时，也可以依靠物联网技术来监测外部环境，行车记录仪目前都具备安全预警功能，能起到提示驾驶员的作用。

2.3 精细农业生产

一直以来，我国都属于农业大国，发展农业不仅能够促进我国经济发展，更能为人们生活提供必需的粮食基础。传统农业生产模式下，“靠天吃饭”成为农业发展的主旋律，如果一年中发生自然灾害、干旱洪涝，那么作物产量也会大大减少。如今我国新农村建设不断深入，科学环保理念被大力提倡。目前农业生产机械使用率提高，作物的质量产量有了明显改善。在农业生产中投入使用物联网技术可以打破传统生产模式的约束，物联网技术可以对所有影响农作物生产的因素进行分析，例如：土壤环境、自然天气、光照时间、温湿度等等，然后总结导致产量波动的原因。物联网技术还能根据温湿度、土壤酸碱值、风力来预测天气变化，帮助农民及时应对恶劣天气。新时期背景下，我国正处于农业发展转型的重要阶段，使用物联网技术来提高农业生产质量，是精细化农业发展的必然选择，未来农业生产的信息化水平也会逐步提升[2]。

2.4 生态环境监测

物联网可以对大气环境和水质环境进行检测。首先，大气环境的监测工作具有动态性和连续性，而且监测结果会受地区、地势、气候等因素的影响而出现变化，传统人工监测的难度大、效率较低。使用物联网中的传感器技术可以方便工作人员及时了解数据变化。一旦发现大气环境中某项有毒有害物质指数超标，系统自动预警，工作人员能够及时根据现况，制定解决方案。其次，水是人类社会赖以生存的物质资源，改革开放以来，因为化工产业的粗犷式发展，导致水资源污染问题日渐严重。因此，人们也开始重视水环境监测问题，传统的取样检测方法具有很强的随机性，使用物联网技术后，传感器可以上传水质取样信息到数据处理终端，技术人员对水质中的污染问题进行动态监测，不仅能够提高监测力度，同时还能起到监视作用，有效对重金属、污染物采取控制。