關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)研究綜述

王偉鑫

（紹興職業(yè)技術(shù)學(xué)院,浙江 紹興 312000）

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)并不是具體指某一技術(shù)，它是各種技術(shù)融合在一起的總稱(chēng)，除了那些技術(shù)特性相近的可以融合的技術(shù)之外，在不同的技術(shù)之間也因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)的存在能夠融合在一起成為一個(gè)有機(jī)整體。例如電子、生物、機(jī)械等毫不相干的科研技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)將其融合形成智能機(jī)器人等技術(shù)和項(xiàng)目。物聯(lián)網(wǎng)可以讓人與物、物與物進(jìn)行交流拓展，因此應(yīng)用廣泛，需求大，市場(chǎng)規(guī)模也在不斷擴(kuò)大。

1 物聯(lián)網(wǎng)的概念及主要架構(gòu)

（1）什么是物聯(lián)網(wǎng)。準(zhǔn)確來(lái)說(shuō)，當(dāng)前人們并沒(méi)有對(duì)物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行一個(gè)明確的定義，而僅僅是籠統(tǒng)地將信息技術(shù)與其他技術(shù)的結(jié)合品成為物聯(lián)網(wǎng)。其具體做法為先進(jìn)行掃描，再將互聯(lián)網(wǎng)和物品相連，最后進(jìn)行信息的交換、定位功能等的使用，在第一步主要用到紅外感應(yīng)技術(shù)等掃描技術(shù)來(lái)掃描物品的屬性，第二部的進(jìn)行則要依據(jù)相關(guān)協(xié)議，協(xié)議內(nèi)容根據(jù)具體物品確定。

（2）物聯(lián)網(wǎng)的三個(gè)層次。物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)體系一般來(lái)說(shuō)有三個(gè)層次：網(wǎng)絡(luò)層、感知層和應(yīng)用層。

網(wǎng)絡(luò)層，顧名思義，就是各個(gè)物品的網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)的連接融合，其往往需要通過(guò)一些設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)連接，最終實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和信息的傳遞，并且要求傳遞的快速有效性。這項(xiàng)技術(shù)具有較強(qiáng)的實(shí)用性在生活中較常見(jiàn)到，現(xiàn)在流行的網(wǎng)上消費(fèi)就是一個(gè)例子，其實(shí)質(zhì)就是網(wǎng)絡(luò)的連接和信息的傳遞，通過(guò)手機(jī)、電腦等設(shè)備將信息發(fā)送到銀行的互聯(lián)網(wǎng)，經(jīng)過(guò)確認(rèn)后就可以付費(fèi)轉(zhuǎn)賬。

感知層的功能，顧名思義，任務(wù)就是進(jìn)行感知，探測(cè)到物體的信息。主要通過(guò)傳感器、紅外掃描等設(shè)備技術(shù)實(shí)現(xiàn)。由此衍生出眾多的分支進(jìn)行研究，具體可研究設(shè)備的材料、主要技術(shù)和重要零件等。

應(yīng)用層的主要功能就是承前啟后，承前面探知和處理完善的信息，接后面信息的傳輸和功能的實(shí)現(xiàn)。物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用層可以分為掃描型、查詢(xún)型和監(jiān)控型等多種類(lèi)型，可以說(shuō)，前面的兩層的發(fā)展是過(guò)程，將其運(yùn)用到具體的應(yīng)用之中即大力發(fā)展應(yīng)用層才是我們的最終目的，為用戶(hù)提供更便利快捷的服務(wù)。

2 物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)

目前國(guó)內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的主要關(guān)注方向集中在RFID、傳感器技術(shù)、云計(jì)算等領(lǐng)域。物聯(lián)網(wǎng)使用的技術(shù)涉及多種領(lǐng)域，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的合理構(gòu)成，主要包括了如圖1所示的主要技術(shù)：

圖1 物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)

（1）網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。不管物聯(lián)網(wǎng)的概念怎么被定義，其中無(wú)法替代的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)就是物與物之間的通信連接。物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)包括很多種，其中有交換技術(shù)、無(wú)線(xiàn)技術(shù)和網(wǎng)關(guān)技術(shù)等主要技術(shù)。

M2M技術(shù)的實(shí)施使得物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)走向?qū)嶋H。M2M技術(shù)就是“Machine To Machine”的簡(jiǎn)稱(chēng)，可以稱(chēng)作是“機(jī)器對(duì)機(jī)器”的通信技術(shù)，它指的是系統(tǒng)和機(jī)器之間建立一種通信方式的手段和技術(shù)。M2M技術(shù)具體適用的范圍極其廣泛，可以結(jié)合Wifi、RFID、BlueTooth這種近距離連接技術(shù)，還可以結(jié)合GPRS這種遠(yuǎn)距離的連接技術(shù)?，F(xiàn)在M2M的應(yīng)用還只是停留在機(jī)器與機(jī)器之間，有很大的局限性，但是在將來(lái)，M2M將會(huì)發(fā)展到國(guó)民生計(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，包括交通、水利、電力、煤炭、醫(yī)療、軍事等。目前我們要著力于簡(jiǎn)單的短程信息無(wú)線(xiàn)傳遞，這對(duì)于我們目前的物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展很有幫助。

網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)為物聯(lián)網(wǎng)提供了數(shù)據(jù)傳送的通道，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展離不開(kāi)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，更加優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)通信，將為物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提供更加堅(jiān)實(shí)有力的支撐，也將為物聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用帶來(lái)更加多樣化的可能。

（2） 傳感器技術(shù)。傳感器是收集信息的關(guān)鍵，是信息系統(tǒng)所不能缺少的采集信息的手段。若是在缺少傳感器的情況下進(jìn)行信息的手機(jī)，那么收集到的信息勢(shì)必是不完整的，那么接下來(lái)的信息處理和分析也勢(shì)必會(huì)出錯(cuò)，最后由系統(tǒng)構(gòu)成的物聯(lián)網(wǎng)是不完整的，在執(zhí)行任務(wù)時(shí)不能發(fā)揮應(yīng)有能力甚至出錯(cuò)。

在未來(lái)的傳感器技術(shù)的研發(fā)中，應(yīng)將感知收集信息作為發(fā)展的重點(diǎn)，要做到收集信息又快又好。另一個(gè)發(fā)展方向也應(yīng)額外給予關(guān)注，就是傳感器的本身的網(wǎng)絡(luò)化。傳感器的應(yīng)用前景越來(lái)越廣闊，勢(shì)必會(huì)應(yīng)用于多種領(lǐng)域中：多功能化和集成化；發(fā)現(xiàn)及利用新信息和新材料；智能傳感器的研發(fā)；生物傳感器的開(kāi)發(fā)等。傳感器技術(shù)是一門(mén)綜合力很強(qiáng)的高新技術(shù)，它的發(fā)展水平從很大層面上反映出了很多高新技術(shù)的發(fā)展水平。

案例：上海的浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)在防入侵系統(tǒng)中就應(yīng)用了物聯(lián)網(wǎng)中的傳感器技術(shù)，機(jī)場(chǎng)的防入侵系統(tǒng)設(shè)置了三萬(wàn)個(gè)左右傳感節(jié)點(diǎn)，覆蓋了全部地面和低空領(lǐng)域，可以用來(lái)防止恐怖襲擊等，具有破壞進(jìn)攻性的入侵行為的功能。在上海世博會(huì)上，組委會(huì)也花費(fèi)上千萬(wàn)購(gòu)買(mǎi)了防入侵傳感網(wǎng)?？梢?jiàn)傳感器技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)越來(lái)越被廣泛普及和應(yīng)用。

（3）射頻技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)可以說(shuō)是整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)，它主要負(fù)責(zé)信息的傳遞和對(duì)傳遞的信息進(jìn)行識(shí)別，其對(duì)識(shí)別速度和識(shí)別的準(zhǔn)確性要求也漸漸提高。其主要通過(guò)射頻信號(hào)來(lái)進(jìn)行識(shí)別，所以這方面是發(fā)展的重點(diǎn)。

射頻識(shí)別技術(shù)主要是通過(guò)先進(jìn)的手段，來(lái)分析辨認(rèn)不同狀態(tài)下的設(shè)備。射頻識(shí)別技術(shù)不需要耗費(fèi)大量人力，可以用來(lái)追蹤大部分對(duì)象，所以被廣泛應(yīng)用在制造商和零售商中。

3 結(jié)語(yǔ)

物聯(lián)網(wǎng)是信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)新的浪潮，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展涉及自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)、電子通信的眾多的技術(shù)領(lǐng)域，物聯(lián)網(wǎng)的得以實(shí)現(xiàn)是對(duì)現(xiàn)有的大量技術(shù)進(jìn)行了融合與發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)是利用現(xiàn)今無(wú)處不在的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建立的，是應(yīng)用技術(shù)的一個(gè)新的領(lǐng)域，物聯(lián)網(wǎng)將傳統(tǒng)的信息網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展到了一個(gè)更為廣闊的新世界。物聯(lián)網(wǎng)的概念雖然還在不斷的發(fā)展之中，但是已經(jīng)成為了信息化發(fā)展的重要趨勢(shì)，將帶動(dòng)信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)新一輪的重要發(fā)展。

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