物聯(lián)網(wǎng)信息感知與交互技術(shù)研究

（蘭州大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院，730107）

物聯(lián)網(wǎng)信息感知與交互技術(shù)研究

邱 婷

（蘭州大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院，730107）

物聯(lián)網(wǎng)是在現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)上形成的廣域網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代信息網(wǎng)絡(luò)與傳感器、自動(dòng)化控制系統(tǒng)之間的連接，真正實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代信息網(wǎng)絡(luò)在社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中的直接影響。本文將立足于現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實(shí)際，從物聯(lián)網(wǎng)的信息感知和交互技術(shù)兩個(gè)角度出發(fā)，對(duì)這一技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)要的闡述。

物聯(lián)網(wǎng)；信息感知；交互技術(shù)

0 前言

物聯(lián)網(wǎng)是現(xiàn)代信息網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的高級(jí)形式，是各國(guó)信息網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域關(guān)注的前沿技術(shù)，在未來(lái)社會(huì)有著廣泛地應(yīng)用前景。在現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，在網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是實(shí)用性最強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)形式，因此對(duì)物聯(lián)網(wǎng)信息感知與交互技術(shù)的研究具有鮮明的現(xiàn)實(shí)意義。

1 物聯(lián)網(wǎng)感知

1.1 數(shù)據(jù)收集

數(shù)據(jù)信息從數(shù)據(jù)感知節(jié)點(diǎn)傳遞到數(shù)據(jù)信息匯聚點(diǎn)的過(guò)程又被稱(chēng)為數(shù)據(jù)收集，功能實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵就在于數(shù)據(jù)傳遞的可靠性?；A(chǔ)的要求是數(shù)據(jù)信息在傳遞過(guò)程中不能有損壞或者丟失的現(xiàn)象,在具體的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用活動(dòng)中，應(yīng)用功能還會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)收集的網(wǎng)絡(luò)吞吐量、安全性和網(wǎng)絡(luò)延遲等屬性有特殊的要求。為了保證數(shù)據(jù)信息的安全，當(dāng)前采取的主要解決措施是冗余傳遞，具體的的實(shí)現(xiàn)形式有多路徑傳遞和數(shù)據(jù)重傳。其中多路徑傳遞是從數(shù)據(jù)傳輸?shù)目臻g角度出發(fā)，以多路徑同時(shí)傳遞相同信息的方式保證數(shù)據(jù)信息傳遞的可靠性和安全性；數(shù)據(jù)重傳是從數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)間角度出發(fā)，在同一路徑中多次傳遞數(shù)據(jù)信息，以保證數(shù)據(jù)信息的可靠性。

1.2 數(shù)據(jù)壓縮

現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)的覆蓋范圍較大，需要實(shí)現(xiàn)的功能較多，在具體運(yùn)行過(guò)程中數(shù)據(jù)信息不僅龐大而且復(fù)雜，尤其是在數(shù)據(jù)信息的匯聚點(diǎn)，理論上傳遞的數(shù)據(jù)量更是驚人。在實(shí)際應(yīng)用中由于物聯(lián)網(wǎng)硬件資源的限制，往往無(wú)法直接通過(guò)現(xiàn)有的物聯(lián)網(wǎng)硬件設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)信息的傳遞，所以對(duì)數(shù)據(jù)信息的壓縮就顯得極為必要，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)壓縮方法主要有管道數(shù)據(jù)壓縮法和排序數(shù)據(jù)壓縮法，但是在實(shí)際應(yīng)用中這兩種壓縮方法的壓縮效率并不理想。根據(jù)感知數(shù)據(jù)信息網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)開(kāi)發(fā)的分布式數(shù)據(jù)壓縮發(fā)，在壓縮效率上有較大的優(yōu)勢(shì)，在具體應(yīng)用中能夠根據(jù)各個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的不同情況實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的壓縮，應(yīng)用效果明顯。

1.3 數(shù)據(jù)融合

數(shù)據(jù)融合技術(shù)是現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)在實(shí)際應(yīng)用中不同渠道形成的數(shù)據(jù)信息，會(huì)因?yàn)樽陨淼漠悩?gòu)原因形成干擾，同時(shí)為了保證數(shù)據(jù)信息傳遞安全而設(shè)置的數(shù)據(jù)信息冗余傳遞機(jī)制，也會(huì)形成大量的冗余數(shù)據(jù)，這些噪聲干擾和冗余數(shù)據(jù)，會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)信息末端交互環(huán)節(jié)的實(shí)際困難。所以在數(shù)據(jù)完成收集和壓縮過(guò)程后，需要對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行融合，具體而言就是應(yīng)用均值濾波法來(lái)消除多元異構(gòu)結(jié)構(gòu)和冗余信息結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的噪聲和干擾，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的有效融合，這種數(shù)據(jù)融合技術(shù)的應(yīng)用既減少了數(shù)據(jù)信息之間的沖突，同時(shí)也有效的控制了數(shù)據(jù)量，提高了物聯(lián)網(wǎng)通信的效率。

2 物聯(lián)網(wǎng)信息交互

2.1 網(wǎng)絡(luò)與內(nèi)容的交互

網(wǎng)絡(luò)與內(nèi)容之間的交互，具體而言就是將用戶需求的信息向用戶展示的過(guò)程，這一過(guò)程實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵在于數(shù)據(jù)信息的存儲(chǔ)與組織。從傳統(tǒng)意義的物聯(lián)網(wǎng)角度來(lái)看數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與組織是較容易實(shí)現(xiàn)的，但是物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特性限制了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和組織技術(shù)的發(fā)揮，在現(xiàn)代數(shù)據(jù)信息處理?xiàng)l件下超大量數(shù)據(jù)信息的有效存儲(chǔ)和組織還是一個(gè)較難實(shí)現(xiàn)的技術(shù)難題，同時(shí)物聯(lián)網(wǎng)特殊數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的數(shù)據(jù)異構(gòu)和數(shù)據(jù)冗余，也對(duì)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)提出了較高的要求?；谖锫?lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)與內(nèi)容交互的這一現(xiàn)狀，分布式存儲(chǔ)技術(shù)將成為物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理的未來(lái)技術(shù)。

2.2 用戶與內(nèi)容之間的交互

用戶與內(nèi)容之間的交互，是物聯(lián)網(wǎng)交互的一種重要形式，在這種交互形式下用戶能夠借助客戶端實(shí)現(xiàn)與物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容的聯(lián)系，物聯(lián)網(wǎng)的匹配系統(tǒng)會(huì)根據(jù)用戶的需求對(duì)龐大的內(nèi)容信息進(jìn)行查詢和匹配，進(jìn)而獲得用戶所需求的信息。例如，在實(shí)際運(yùn)行中，物聯(lián)網(wǎng)的搜索系統(tǒng)可以通過(guò)用戶提供的關(guān)鍵詞信息，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)信息內(nèi)容進(jìn)行模糊匹配，匹配的結(jié)果會(huì)以模式匹配原則進(jìn)行反饋，這樣用戶就能夠?qū)崿F(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)上對(duì)內(nèi)容的查詢、搜索和反饋過(guò)程。同時(shí)在現(xiàn)代數(shù)字化端口技術(shù)的支持下，用戶搜索的方式也在逐漸完善，語(yǔ)音、圖像等數(shù)據(jù)信息形式都可以作為“關(guān)鍵詞”，實(shí)現(xiàn)用戶與內(nèi)容之間的交互。

2.3 用戶與網(wǎng)絡(luò)之間的交互

用戶與網(wǎng)絡(luò)之間的交互式物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，是物聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)重要交互功能，在現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)人機(jī)交互技術(shù)基礎(chǔ)上形成，交互活動(dòng)以用戶的需求信息為始。用戶需求信息發(fā)布以后，物聯(lián)網(wǎng)的人工智能系統(tǒng)會(huì)對(duì)用戶的需求信息和所提供的參考數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，人工智能的分析結(jié)果會(huì)被轉(zhuǎn)化為物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)能夠識(shí)別的命令信息，進(jìn)入到物聯(lián)網(wǎng)中，在物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)用戶需求信息的查詢和匹配，匹配工作完成后，匹配的數(shù)據(jù)信息會(huì)直接反饋給人工智能，由其進(jìn)行管理并向用戶展示。

3 結(jié)論

物聯(lián)網(wǎng)是現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的高級(jí)形式，其本身的發(fā)展和完善對(duì)網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)在現(xiàn)代生產(chǎn)生活中的應(yīng)用具有極為重大的意義，而物聯(lián)網(wǎng)的信息感知與交互技術(shù)室實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)功能的關(guān)鍵，因此對(duì)物聯(lián)網(wǎng)信息感知與交互技術(shù)的研究具有鮮明的現(xiàn)實(shí)意義。本文從物聯(lián)網(wǎng)信息感知與物聯(lián)網(wǎng)信息交互兩個(gè)角度出發(fā)，對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析，以期為現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用水平提升提供支持和借鑒。

[1] 蒲海濤.物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下基于上下文感知的智能交互關(guān)鍵技術(shù)研究[D].山東科技大學(xué),2011.

[2] 聶鵬程.植物信息感知與自組織農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)研究[D].浙江大學(xué),2012.

[3] 熊大紅.基于本體的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)信息智能管理機(jī)制研究[D].湖南農(nóng)業(yè)大學(xué),2013.

[4] 周津.物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下信息融合基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)研究[D].吉林大學(xué),2014.

Research on the technology of information perception and interaction in the Internet of things

Qiu Ting
（School of lnformation Science&Engineering,lanzhou University，730107）

The Internet of things is formed on the basis of modern Internet technology and the wide area network,the realization of the modern information network and sensor,automatic control system between connection,truly realize the modern information network in social economic activities directly affect. In this paper, based on the modern network technology to the actual,IOT of information perception and interaction techniques two point of view, of the technology were briefly described.

Internet of things;information awareness;interactive technology