淺析物聯網的信息感知與交互技術

陳卉娥

摘 要如果說計算機和網絡技術是改變我們生活的一場技術革命，那么物聯網無疑將會是這場革命的生力軍，因為它的“物物相聯”這樣一種技術將會給人們的生活提供更多的便利。物聯網的基礎是對信息的正確感知，而物聯網應用得以實現的關鍵是信息交互的順暢進行。鑒于此，本文將重點探討物聯網的信息感知與交互技術。

【關鍵詞】物聯網；信息感知；交互技術

1 物聯網信息感知

信息感知是信息獲取的首要環節，它實際上是有“感”而無“知”，這就需要借助某種載體（組織或器件），才能在某種事物的運動狀態及其變化方式的刺激下產生相應的響應輸出。刺激和響應必須要滿足以下三個條件：

（1）具有一定的敏感域；

（2）具有一定的敏感度；

（3）具有一定的保真度。

如此才能保證信息的感知是正確可靠的。

然而，通過這種方式獲取的信息往往具有不確定性和冗余性，具體體現在以下六個方面：

（1）信息的不統一性；

（2）信息的不準確性；

（3）信息的不一致性；

（4）信息的不完全性；

（5）信息的不連續性；

（6）信息的不全面性。

這一缺陷又會對物聯網感知層信息的采集、傳輸層信息的傳送和存儲以及支撐層信息的處理與整合產生不良影響。為了從根本上消除這些不良影響，我們可以從信息采集、清洗、壓縮以及融合這四個方面入手。

1.1 信息采集

在信息采集這個環節，主要任務是提高被采集到信息的準確性。目前大多采用多路由和數據的多次重復傳輸的方式來確保信息能夠被正確采集并匯聚到節點，進而被相應的智能設施處理，從而進行信息交互。多路由數據傳輸一般采用端到端的數據傳輸方式，這種方式能夠確保信息被精準的傳輸到目的地。

1.2 信息清洗

網絡的不穩定性和環境因素的不確定性等都會導致我們采集到的數據出現錯誤或者異常。因此，我們就需要對采集到的信息進行清洗或離群值判斷，從而把“臟數據”過濾掉；而假如一些感知信息缺失了，我們也需要經過估算來還原缺失的數據，進而獲得正確有用的感知信息。物聯網信息感知技術通常采用在感知節點或局部網絡等部位應用概率統計、分類識別等方法來實現對感知信息的清洗。

1.3 信息壓縮

物聯網的感知網絡系統一般都很龐大和復雜，感知到的信息量也很大，在有些匯聚點甚至存在著海量的信息傳輸。而節點的資源限制和數據的空間相關性，又導致了感知到的信息里面包含了大量的冗余數據，這就需要我們勢必采取有效的數據壓縮技術來減少感知信息量。以前，數據壓縮多采用以下兩種傳統的數據壓縮法：

（1）基于排序的數據壓縮法；

（2）基于管道的數據壓縮法。

但是這兩種方法的數據壓縮效率很低，不能有效的降低數據量。目前，一般采用分布式數據壓縮法。這種數據壓縮法師根據感知網絡分布式特點和傳統基于變換的數據壓縮法，進一步研發出來的，該方法的主要原則是各個感知節點協同工作共同來進行數據壓縮，數據的壓縮效率非常高，特別適合像物聯網這樣龐大而復雜的感知網絡系統。

1.4 信息融合

信息融合是物聯網信息感知技術的核心。物聯網信息融合主要通過對數據進行提純，把一部分重要的數據匯聚到其相對應的感知節點處，從而大大降低了信息的吞吐量，有效緩解了信息的傳輸壓力。物聯網的信息融合主要集中在以下三層：

（1）數據層；

（2）特征層；

（3）決策層。

數據層的信息融合主要是根據時空相關的數據來分析具體的數據信息，去除錯誤信息或冗雜信息。概率論，如統計、回歸分析和卡爾曼濾波等都是物聯網數據層信息融合采用得比較多的一些方法。物聯網信息融合的關鍵是特征層和決策層的信息融合，特征層負責提取原始數據的特征，并分析和處理這些特征信息；而決策層則是通過不同的傳感器來監測同一個目標，從而對各傳感器感知的信息進行處理、特征抽取、識別或判決，進而形成初步的結論，然后再進行決策層融合判決，以獲取最終的推斷結果。

2 物聯網信息交互

物聯網構件的多樣化以及網絡體系的異質性使得物聯網信息交互起來非常復雜。物聯網通過異質網絡節點來感知事物獲得感知信息，感知信息再通過傳輸、共享和交換來實現交互。網絡、用戶和內容是物聯網信息交互所主要涉及的對象，它跟與傳統的人機交互是不相同的，具體在以下3個方面：

（1）廣泛的用戶群；

（2）主動的信息獲取方式；

（3）復雜的交過程。

2.1 網絡-用戶的交互

在物聯網中用戶可以利用匯聚節點、簇頭節點、路由節點和一般節點等從網絡上獲取想要的信息，而網絡則負責對信息進行感知、處理、存儲和傳輸，從而實現用戶和網絡之間的的交互。

2.2 網絡-內容的交互

物聯網中的內容通過網絡平臺送達給用戶的過程就是網絡和內容之間的信息交互過程。物聯網的數據存儲以前多采用外部存儲和局部存儲這兩種存儲方式，各有利弊。目前，一般采用Hadoop分布式數據庫來組織和存儲物聯網的信息。

2.3 用戶-內容的交互

用戶與內容之間的交互方式有主動和被動之分，具體體現如下：

（1）用戶利用信息檢索、模式匹配和數據挖掘的等方式來查詢所需信息，從而建立起用戶與內容之間的這種主動的交互模式；

（2）用戶通過語音交流和表情互動等模式識別方式，篩選識別所呈現出的信息，進而利用大數據分析及模式識別，推送相關聯的信息，從而建立起用戶與內容之間的這種被動的交互模式。

3 結論

無論是物聯網信息感知技術還是交互技術，都還有很多的難關需要攻克和深入研究，發掘出行之有效的解決措施，從而有效發揮出這兩項技術的應用價值。

參考文獻

[1]李超良.物聯網隱私保護機制簡介[J].福建電腦，2011（04）.

[2]于修和.王沖.基于移動通信網絡物聯網應用研究[J].通信管理技術，2010（03）.

[3]薛延峰.物聯網信息感知與交互技術探討[J].信息通信，2014，08（12）：129-129，130.

[4]劉海妹.物聯網信息感知與交互技術探究[J].科技創新與應用，2015，19（27）：79-79.

作者單位

常州工程職業技術學院 江蘇省常州市 213164