有關物聯網的關鍵技術的應用分析

王憶

摘 要：眾所周知，在計算機和互聯網徹底改變了人類生活的同時，又一個元素闖進了我們的生活，掀起了新的浪潮，這就是物聯網。簡單來說，物聯網以多種多樣的信息傳感設備作為媒介，將世界中的信息傳播距離大大縮短，形成一個遍布全球的高效網絡。現如今，物聯網已經成為經濟發展的全球范圍的巨大推動力。本文就物聯網的基本概念出發，淺談物聯網的關鍵技術，看看物聯網為什么能帶動世界的腳步。

關鍵詞：物聯網；關鍵技術；體系構成；應用分析

1 什么是物聯網

“物聯網”一詞起源于1999年的麻省理工學院。從最基本的意思出發，物聯網是一種是“物和物之間相互關聯的網絡”，也指一種物品和其所對應的相關管理設備相互連接。但是令人詫異的是在不同的地區，對物聯網的定義卻并不一樣。比如在歐洲，物聯網并不是單獨的網絡，而是在互聯網的大旗下，屬于互聯網的一個分區。物聯網是擁有自我處置和分配性能的世界范圍的動態的網絡設備，并在標準和相互通信協議的基礎上建立。在物聯網范圍里，無論是有形的物還是無形的物都具有其獨有的“身份”和資料，并在大型而全面的網絡中相互連接。而在國際上，最通用的定義是將任何一種物品，在遵守協議的情況下，利用紅外感應裝置、定位系統、RFID等信息傳感裝置，和地區內的互聯網相互接觸，并進行數據和信息的對換和交流，體現出帶有智能的識別、分析、定位管理等過程的網絡。我國對此的定義與國際上普遍認同的定義相符。在更遠的角度分析，物聯網也是一種將實際存在的物品和虛無的信息相互融合，將正式的世界和虛擬的世界交融，將有形的物體和無形的信息網絡結合，控制物品識別、跟蹤、管理的巨大網絡。

2 物聯網體系

物聯網的體系分為很多部分，分別為感知、接入、互聯網、服務管理和應用。

感知，其主要作用是利用各種各樣的傳感裝置，對一種物體的信息進行全方位的獲取。一般情況下是將角度廣、種類繁多的各種信息協同進行處理來控制和歸納，同時通過特定的設備與網絡的其他資源共享。接入，即以無線設備、衛星網絡等基礎設備將上一層得到的信息傳遞給互聯網。互聯網，其功能是對獲取的信息進行整理分配，構造四通八達的智能網絡。服務管理，內涵是對互聯網中的大量信息實時監控和管理，并為互聯網準備接口。應用，在系統最下層，將各類信息匯總創建多種多樣的實際應用，如天氣預報、文化教育等。

3 物聯網中的關鍵技術

3.1 嵌入式可編程RFID 技術

即射頻識別技術，該技術能在不接觸的情況下，自動識別某種系統發出的射頻信號，用以獲取傳遞信息。射頻識別技術建立在計算機技術的基礎上，能夠識別不以捕捉的物體，加以標簽，十分方便快捷。射頻識別構成有應答設備和閱讀設備，功能是尋找并操控物體，并與網絡結合，可以在射界范圍內跟蹤管理。其原理是當物體在磁場中運動時，識別所發出的射頻信號的同時利用產生的感應電流將所獲得的信息儲存，然后進行篩選、傳送，閱讀器接收信號后傳輸到中央信息處理系統，在系統里被操作，來對物體高效率的控制管理。

3.2 EPC編碼

EPC編碼可以將單獨的物體進行標注，也可以對物品、貨盤、貨箱、地點等對象進行獨特的標記。該技術以世界統一表示系統的條形編碼為基礎，并在基礎之上又有所發展。

3.3 傳感器網絡技術

傳感裝置是無生命物質對世界進行連接和判斷的裝置，類似生物體的眼睛等器官，對自然環境中的各種信息如溫度、濕度、光線強度等方面的信息進行獲取，給物聯網提供做寄出的信息數據。該裝置有多單元構成，具體如下：

（1）傳感單元，傳感裝置、數模相互轉換功能模塊

（2）處理單元，中央處理器、存儲裝置、操作系統

（3）通信單元，無線通信設備

（4）電源

（5）其他功能單元如定位、移動、發電等系統

傳感裝置構成的網絡中，節點是通過飛行工具散布或人工布施布置在物體周圍，通過一種特殊的多跳網絡輸送數據給接收發送設備，接收發送設備也可以將數據反向相同方法輸送回節點。接收發送設備與因特網和通信衛星直接連接，經由二者實現節點和傳感設備之間的通訊。該網絡科技含量十分豐富，應用了嵌入科技、傳感科技、網絡系統、無線通訊科技等。該網絡先以傳感裝置獲取基本數據，再用嵌入系統馬上進行處理，通過網絡和無線通訊將數據散播，在上層服務器中進行分布性處理。

3.4 智能技術

這里的智能技術指大量數據的分析和管理的智能化。而大量數據的分析和管理又是指以軟件工程技術做基礎，對物聯網傳播的數據進行快速的儲存和計算，將計算結果又將反饋給物聯網的控制裝置。這種技術可以把智能系統植入物體，使物體具有一定的智慧和自我分析能力，使人和物體的相互交流成為可能。技術中包括智能分析與控制系統、人工智能理論、人機交互技術等，通過植入智能系統給予物體同人類交流、溝通甚至直接對話的能力，方便效率的提升。

3.5 納米技術

顧名思義，納米技術是以納米為基本單位的材料相關技術。該技術使物體在功能不減少的情況下實現物體的微型化，使物體便于攜帶和使用，同時能在有限的空間內跟多的應用先進技術，是物聯網的的各部分系統更快更小消耗減少，數據的傳輸速度加快。

3.6 云計算技術和海計算技術

該技術出現時間較晚，指的是計算機將一部分計算部署到前臺，減少數據處理的延遲。物聯網由于范圍廣，數據量大，需要一個極大的數據處理平臺來處理信息，云計算就能有效地在平臺之中連接信息孤島，使用戶能方便的使用各類信息，同時極大的降低信息處理的延遲。

4 物聯網的應用分析

4.1 城市社區的智能化

物聯網技術能參與城市社區的智能化建設，它和智能控制技術等其他相關技術協同作用，提高建筑的功能和服務效率，讓建筑更貼近人的日常生活，具有智能化，讓居民體會到現代化社會的方便舒適。更重要的是，應用了物聯網技術的智能社區促進了環境的低成本改善，實現人們需求的高質量滿足，同時能促進人類參與社會的各項活動，拉近社會間的距離，對城市社區的理想居住環境構建有正面的促進作用。

4.2 精細化農業生產

在農業方面，物聯網技術能利用傳感裝置實時監控農作物的生長狀況，產量，蟲害等信息，從而對農業產量如何提高給出細化的研究方向，同時能有效快速的對各種情況進行處理。而就國內來說，我國農業處于傳統型農業向現代型農業的轉型重要階段，應用物聯網技術能加速轉型，是農業生產想更精細、更高效的方向發展，更快的普及自動化。

4.3 交通管理智能化

建設智能的交通運輸管理系統，以物聯網技術、數據處理技術、無線通信技術、信息發布技術等為基礎，創建效率高、精確性強、切實可靠的交通管理體系。詳細來說，在每一輛汽車上裝配傳感裝置、監視系統等裝置，實時統計交通狀況，車輛信息，確保城市交通的流暢與安全。

4.4 家居智能

讓人們居住環境富有智能，就是家居智能。它將住宅細化為一個平臺，利用各種有線或無線通訊系統，將空調、電視、廚房用具、家庭影院、燈具窗簾、音響廣播等進行控制集成，創建高效方便的日常住宅設施與日常安排管理系統，是家居變得更安全、方便、舒適、節能，極大提高人們的生活質量。

4.5 電網智能

顧名思義，將城市的電網系統實現智能化，使電網更安全、環保、高效、經濟、有可靠性。能合理和利用物聯網分配供電，能讓用戶方便安全的使用電能，允許各種不同形式的供電，提升電力市場和資產優化的運行效率。

4.6 智能物流

智能物流利用物聯網技術，使物流網絡具有人類的智能，能自動判斷、學習、總結并分配，自動解決物流系統出現的問題。物聯網技術是核心，它能使物流過程中的信息能自動獲取，車輛貨物被自動跟從監控，主動分析判斷，讓貨物始終處于被監管的狀態，實現信息先與貨物流通，使物流網絡有極強的及時性和精確性。智能物流也是物流發展的一種必然，它利用云計算、海計算、物聯網、傳感技術等將物流智能化、信息化，實現資源的合理配置和高效傳輸。

4.7 環保物聯網

指在平常傳統的環保行業中，加入智能化、信息化、自動化的元素，實現環境的科學化保護治理。環保物聯網可由幾部分組成，首先是環境中實時的污染監控傳感裝置，包括傳感系統、分析系統等，然后是數據的傳輸即通信，將上一層的信息傳入數據應用層，分有線和無線兩種裝置。最后是數據應用層，這一層是中心處理層，它既能將傳輸過來的信息進行處理分析得出結論，也能遠程控制相關設備實時優化環保治理建設。

4.8 智能校園

學生是社會人員組成的一大部分。智能校園就是利用物聯網技術，對校園中各類各樣的信息數據集中分析處理，實現教育資源和其他資源的合理分配利用，對教育和校務管理體系進行優化提升效率，實現校園的數字化教學管理。

[參考文獻]

[1]徐慶征，彭麗，郗亞平，等.OFDM系統及其若干關鍵技術研究[J].移動通信，2010（8）：74-76.

[2]陶然，張惠云，王越.多抽樣率數字信號處理理論及應用[M].北京：清華大學出版社，2012.

[3]張海濱.正交頻分復用的基本原理與關鍵技術[M].北京：國防工業出版社，2009.