王 濤

（日照職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息科學(xué)與工程學(xué)院,276826）

1 物聯(lián)網(wǎng)的基本信息以及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.1 物聯(lián)網(wǎng)的基本概念和基本屬性

物聯(lián)網(wǎng)概念的提出首次是在1999 年由麻省理工學(xué)院的Auto=ID 實驗室提出的，研究人員將書籍、鞋子、茶杯等物件上配置上一種微型的傳感器設(shè)備，就可以對該物件的位置信息、狀態(tài)信息做到了如指掌，使該物件得到了基本的智能管理。物聯(lián)網(wǎng)概念的確立是在2005 年悉尼舉辦的信息社會世界峰會上確立的，并且國際電信聯(lián)盟也發(fā)布了和“物聯(lián)網(wǎng)”相關(guān)的理論文獻《ITU 湖湘網(wǎng)報告2005：物聯(lián)網(wǎng)》，正式提出了物聯(lián)網(wǎng)的基本概念，并且也指出了物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用地位。

所謂物聯(lián)網(wǎng)，就是將各種信息傳感器設(shè)備、傳感器系統(tǒng)，與各種接入網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)連接，形成一個巨大的智能網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。在此要注意，傳感器的設(shè)備與系統(tǒng)選擇也是具有方向性的，選擇傳感器設(shè)備與系統(tǒng)時必須做到能夠滿足物-物通信模式，并且能夠形成無線自組織的網(wǎng)絡(luò)形式，比如有傳感器網(wǎng)絡(luò)、射頻標簽閱讀裝置、條碼識別設(shè)備、二維碼識別設(shè)備、全球定位系統(tǒng)等。

物聯(lián)網(wǎng)可以說是由多種先進技術(shù)綜合而成的，在物聯(lián)網(wǎng)的工作過程中，核心部分的技術(shù)應(yīng)用就是傳感器技術(shù)的應(yīng)用。在傳感器技術(shù)的應(yīng)用過程中是通過無線自組織網(wǎng)絡(luò)的形式與互聯(lián)網(wǎng)進行聯(lián)系的，也就是所謂的傳感器網(wǎng)絡(luò)，是一種物與物交流的基本感知技術(shù)。根據(jù)上述內(nèi)容可知，物聯(lián)網(wǎng)的工作目標就是使任何物體、任何人在任何時間、任何地點，使用任何網(wǎng)絡(luò)途徑進行連接交流，在此可以體現(xiàn)出物聯(lián)網(wǎng)的基本屬性，那就是集中性、收集性、計算性、通信性以及事物的聯(lián)通性，這些屬性是物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)人與人連接、人與物連接的基本功能屬性。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)的基本體系構(gòu)成

物聯(lián)網(wǎng)的基本體系構(gòu)成總體上可以歸納為以下幾個系統(tǒng)，包括感知系統(tǒng)的感知性能、接入系統(tǒng)的信息接入性能、互聯(lián)網(wǎng)的信息傳遞性能、服務(wù)管理系統(tǒng)的管理控制性能以及應(yīng)用系統(tǒng)的實際應(yīng)用性能。

（1）對于感知系統(tǒng)來說，該系統(tǒng)的主要功能是利用各種傳感器對周圍的物質(zhì)屬性、環(huán)境狀態(tài)、行為狀態(tài)進行物理量信息的獲取，并且要進一步的對其進行狀態(tài)辨識。在進行信息感知與信息狀態(tài)辨識的過程中，首先應(yīng)當該針對性的選定感知事物或者感知場景，然后選用協(xié)調(diào)處理的方式對該事物、該場景進行多角度、多尺度以及多種類的信息采集，隨后對該事物、該場景的信息進行在線計算與控制，通過接入設(shè)備將信息傳遞到網(wǎng)絡(luò)中與其他單元的信息資源進行交流共享。

（2）對于接入系統(tǒng)來說，該系統(tǒng)的主要功能是將感知系統(tǒng)所接收處理的信息轉(zhuǎn)移到互聯(lián)網(wǎng)中。在這個過程中需要一定的無線自組織網(wǎng)絡(luò)設(shè)施進行信號的轉(zhuǎn)移，比如移動通信網(wǎng)絡(luò)、無線接入網(wǎng)、無線局域網(wǎng)以及衛(wèi)星網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施。

（3）對于互聯(lián)網(wǎng)來說，它的主要功能就是利用IPv6/ IPv4 和IP(Post-IP)等軟件設(shè)備構(gòu)建一個能夠互相傳遞、互相共享、互相交流的互聯(lián)網(wǎng)智能交流平臺，能夠?qū)⒏鱾€單元的信息整合到一起，為上層管理、行業(yè)應(yīng)用以及資源共享建立一個高效、可信、實時的基礎(chǔ)設(shè)施平臺。

（4）對于服務(wù)管理系統(tǒng)來說，該系統(tǒng)的主要功能是通過大量超級計算機的智能管理功能將互聯(lián)網(wǎng)中各個單元大量的信息進行整理、管理和控制，使得信息的應(yīng)用更加快捷、方便以及有效。

（5）對于應(yīng)用系統(tǒng)來說，該系統(tǒng)的主要功能是集成系統(tǒng)的底層功能，使得物聯(lián)網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)對各類行業(yè)的操作性，比如智能交通的應(yīng)用、遠程醫(yī)療的應(yīng)用、自然災(zāi)害監(jiān)測等方面的應(yīng)用。

2 傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)

本文以其中的傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為例，對物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)進行分析探討。對于傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)來說，主要是由以下幾方面組成的：

2.1 智能感知技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)最基本的工作環(huán)節(jié)就是對目標信息的采集，是進行物與物聯(lián)系、物與人聯(lián)系的基本前提。在進行數(shù)據(jù)信息采集系統(tǒng)的設(shè)計過程中，一般都會安裝MCU 控制器、嵌入式系統(tǒng)、操作系統(tǒng)，因為這樣能夠使得采集設(shè)備具有造價低、性能高、操作性強的特點，實用性比較強。對于物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集的工作環(huán)節(jié)，對數(shù)據(jù)的采集具有廣泛性、全面性與微觀形，必須做到全面信息的收集，比如客觀世界中的溫度、濕度、光照度等物理量也要做到詳細的信息收集，而在這個過程中傳感器技術(shù)的應(yīng)用是必不可失的。

2.2 智能信號處理技術(shù)

在數(shù)據(jù)信息采集之后，需要對其進行初始的數(shù)據(jù)處理，這樣才能夠得到與目標事物有聯(lián)系的數(shù)據(jù)信息。在數(shù)據(jù)信息處理過程中，第一步需要從數(shù)據(jù)信息中分析計算出量測值，也就是原始信號，然后利用先進的信號提取技術(shù)對原始信號進行篩選提取，篩選出有用的原始信號后再進行有用信號信噪比的調(diào)整，使有用信號的信噪比得到提高。第二步將處理好的信號在影射空間進行各類信號的轉(zhuǎn)換，這樣就可以在影射空間得到信號的特征，相應(yīng)的要及時收集這些信息的相關(guān)特征。第三步要利用先進的信號分析技術(shù)，對這些信號特征進行分析、分類，使得這些信息特征能夠?qū)?yīng)出相應(yīng)的物理事件，使得這些信息能夠?qū)μ柸胱?/p>

在進行信號的處理過程中，需要利用信號的干擾技術(shù)、信號的分離技術(shù)和信號的濾波技術(shù)以及其他技術(shù)，根據(jù)信息處理的特征，可以在節(jié)點上實現(xiàn)信息的處理，也可以在基站上實現(xiàn)信息的處理。對于在節(jié)點上實現(xiàn)的信息處理技術(shù)，優(yōu)點是在信息的整理過程中能夠達到實時性，能夠有效的避免數(shù)據(jù)信息的不必要流失，也可以減少傳輸過程中能量的消耗，但是在利用這種方式進行信息處理時需要大量的節(jié)點資源，但是實際情況卻是相反，節(jié)點資源非常有限，這樣就可能造成低算法、復(fù)雜度高的情況出現(xiàn)，工作難度比較大。對于在基站上實現(xiàn)的信息處理技術(shù)，優(yōu)點是在信息的處理過程中能夠良好的面對復(fù)雜的信號，甚至可以達到分類學(xué)習(xí)和模式是被，信號的處理能力非常高，但是在利用這種方式進行信息處理時，就會發(fā)生信息流失大、能量消耗大的問題，所以在此要斟酌使用。

2.3 網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)

在物聯(lián)網(wǎng)的工作活動中，數(shù)據(jù)信息的網(wǎng)絡(luò)接入環(huán)節(jié)也是很重要的，如果不能夠做到良好的網(wǎng)絡(luò)接入，就會丟失大量的信息、不能做到信息的實時性，這樣就會嚴重的影響到物聯(lián)網(wǎng)的工作質(zhì)量與工作效率，所以網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)的好壞直接影響著物聯(lián)網(wǎng)的成功與失敗。對于物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的接入方式都是通過網(wǎng)關(guān)來完成的，所以對于網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)來說，主要包括連接終端感知網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)器的橋梁，比如GSM、TD-SCDMA 的蜂窩式網(wǎng)絡(luò)，WLAN、WPAN 的專用無線式網(wǎng)絡(luò)以及Intenrent 等各種網(wǎng)絡(luò)等。

3 結(jié)束語

綜上所述可知，物聯(lián)網(wǎng)本身就是由多種先進技術(shù)綜合而成的，應(yīng)用技術(shù)數(shù)量多而復(fù)雜，具有顯著的技術(shù)價值和應(yīng)用價值。隨著計算機時代、互聯(lián)網(wǎng)時代的到來，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)成為當今社會主流的應(yīng)用技術(shù)，而物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)支持就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與多種應(yīng)用技術(shù)，如果實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的普及型，不僅能夠做到人與人的信息交流、人與物的信息交流、物與物的相互關(guān)聯(lián)，也能夠積極的推動科學(xué)技術(shù)的開發(fā)與利用，具有深遠的意義。

[1] 李振汕.對物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)發(fā)展問題的探討[J]廣西政法管理干部學(xué)院信息工程.2011，(01) ：3 ～4

[2] 劉強，崔莉，陳海明.物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用.《計算機科學(xué)》.2010 年6 期

[3] 吳好，鄭淑蓉.物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的市場支撐體系研究.《科技管理研究》.2012 年15 期