淺談物聯(lián)網(wǎng)搜索技術(shù)

李延浩

摘 要 隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)搜索技術(shù)成為當(dāng)前的一個(gè)研究熱點(diǎn)。傳感器的廣泛應(yīng)用帶來(lái)了多樣的數(shù)據(jù)，只有同智能的物聯(lián)網(wǎng)搜索結(jié)合，才能發(fā)揮這些數(shù)據(jù)的作用。物聯(lián)網(wǎng)搜索的對(duì)象、特點(diǎn)以及架構(gòu)均與傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)搜索有很大的不同，因此物聯(lián)網(wǎng)搜索技術(shù)也將面臨很多挑戰(zhàn)。本文結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展背景，分析物聯(lián)網(wǎng)搜索技術(shù)的特點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)。

關(guān)鍵詞 物聯(lián)網(wǎng)；搜索特點(diǎn)；搜索技術(shù)

中圖分類號(hào) TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1674-6708（2018）203-0128-02

在現(xiàn)實(shí)世界中，傳感器的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，互聯(lián)網(wǎng)的各項(xiàng)技術(shù)也逐漸被應(yīng)用在現(xiàn)實(shí)生活中。通過(guò)傳感器的連接，物理實(shí)體與互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了信息共享。

在此背景下，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)誕生，并引起了人們的極大關(guān)注。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是信息技術(shù)領(lǐng)域一次重要的發(fā)展，被認(rèn)為是計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)之后的第三次信息產(chǎn)業(yè)浪潮[1]。而物聯(lián)網(wǎng)搜索技術(shù)，則是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，也是極具挑戰(zhàn)和發(fā)展?jié)摿Φ囊徊糠帧?/p>

1 物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展概況

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以追溯到1998年美國(guó)麻省理工學(xué)院基于無(wú)線射頻標(biāo)識(shí)技術(shù)提出的產(chǎn)品電子編碼系統(tǒng)。國(guó)際電信聯(lián)盟（International Telecommunication Union，簡(jiǎn)稱ITU）在2005年發(fā)布了《ITU互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2005：物聯(lián)網(wǎng)》，系統(tǒng)地闡述了物聯(lián)網(wǎng)的基本概念、相關(guān)技術(shù)、面臨挑戰(zhàn)以及對(duì)全球經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的可能影響，正式向全球揭示了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)[2]。

近幾年，國(guó)內(nèi)已經(jīng)開(kāi)展了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化研究工作，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的基本特征達(dá)成了共識(shí)，并提出了諸多值得深入研究的課題。

2 物聯(lián)網(wǎng)搜索的特點(diǎn)分析

物聯(lián)網(wǎng)搜索技術(shù)是指將從物聯(lián)網(wǎng)上獲取到的相關(guān)信息進(jìn)行存儲(chǔ)和有規(guī)律地管理，以方便用戶獲取信息。不同于互聯(lián)網(wǎng)搜索引擎需要由人工上傳網(wǎng)頁(yè)，所獲取的信息是靜態(tài)的、非時(shí)效性的，物聯(lián)網(wǎng)搜索的信息來(lái)源是由傳感器感知并自動(dòng)生成的，往往具有瞬息萬(wàn)變、層次多元化等特點(diǎn)。總的來(lái)說(shuō)，物聯(lián)網(wǎng)搜索主要具有以下特點(diǎn)。

2.1 搜索對(duì)象的廣泛性

傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)的搜索對(duì)象比較局限，通常是人工上傳的靜態(tài)的網(wǎng)頁(yè)、圖片、視頻等，信息的時(shí)效性和客觀性存在局限。而物聯(lián)網(wǎng)的搜索對(duì)象是由廣泛的傳感器所獲取的信息，除傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)信息之外，還包括了動(dòng)態(tài)的、變化的信息。信息更迭的速度很快，有助于用戶獲取到準(zhǔn)確、及時(shí)、客觀知識(shí)[3]。

2.2 傳感器節(jié)點(diǎn)的獨(dú)特性

在實(shí)際操作中，傳感器節(jié)點(diǎn)的使用往往具有局限性，受限于傳感器的電池容量、存儲(chǔ)能力和計(jì)算能力，所以如何避免傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行大量的重復(fù)計(jì)算和無(wú)用信息的傳輸，也是物聯(lián)網(wǎng)搜索技術(shù)的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題[3]。

如果傳感器所嵌入的物理實(shí)體可以移動(dòng)，就會(huì)使得傳感器節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，維護(hù)傳感器節(jié)點(diǎn)的注冊(cè)信息也變得十分困難。因此物聯(lián)網(wǎng)搜索技術(shù)想要實(shí)現(xiàn)廣泛的應(yīng)用，必須考慮傳感器節(jié)點(diǎn)的相關(guān)問(wèn)題。

2.3 搜索空間的廣泛性

為了更準(zhǔn)確、及時(shí)地獲取信息，一個(gè)物理實(shí)體往往對(duì)應(yīng)多個(gè)傳感器，短時(shí)間內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生大量的傳感器數(shù)據(jù)，相比傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)人工上傳的信息，傳感器獲取的數(shù)據(jù)量無(wú)疑是龐大的，這就使得物聯(lián)網(wǎng)的搜索空間變得更加廣泛。

2.4 數(shù)據(jù)信息的動(dòng)態(tài)性

如前文的分析，現(xiàn)實(shí)世界中的物理實(shí)體往往是移動(dòng)的，由此而產(chǎn)生的傳感器節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)也隨著空間和時(shí)間的變化而不斷變化。與此相比，需要人工上傳的互聯(lián)網(wǎng)信息更新就較為緩慢，數(shù)據(jù)較物聯(lián)網(wǎng)少很多。

因此傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)搜索引擎的索引方式顯然不適合物聯(lián)網(wǎng)搜索的龐大數(shù)據(jù)庫(kù)。如何設(shè)計(jì)一種嶄新的適合于物聯(lián)網(wǎng)搜索的索引方式，也是研究者們需要思考的問(wèn)題。

2.5 搜索的智能性

傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)搜索引擎是基于搜索關(guān)鍵詞進(jìn)行的搜索和信息匹配，而物聯(lián)網(wǎng)搜索技術(shù)則是智能性的。基于用戶的搜索習(xí)慣，物聯(lián)網(wǎng)搜索技術(shù)能夠識(shí)別多樣的搜索語(yǔ)言，根據(jù)用戶所處的不同環(huán)境匹配出最符合用戶需求的信息。在這個(gè)過(guò)程中，如何將傳感器節(jié)點(diǎn)獲取的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行高效處理和整合，是發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)更大效益的關(guān)鍵一步。

3 物聯(lián)網(wǎng)搜索中的關(guān)鍵技術(shù)

盡管物聯(lián)網(wǎng)搜索與互聯(lián)網(wǎng)有很大的不同，在技術(shù)上還有很多難題尚未突破，但傳統(tǒng)搜索引擎中仍有一些可以借鑒的技術(shù)。下面將結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)搜索的特點(diǎn)，對(duì)其中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單分析。

3.1 數(shù)據(jù)的采集與融合

由于物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)具有類型多樣、高度動(dòng)態(tài)化等特點(diǎn)，因此高效、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)采集和融合成為了一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。在物聯(lián)網(wǎng)搜索中想要進(jìn)行查詢結(jié)果的展現(xiàn)，主要有3種方式：

一是物理實(shí)體的數(shù)據(jù)被采集后主動(dòng)推送給用戶；二是將用戶的查詢要求在各物理實(shí)體進(jìn)行查找，然后向用戶發(fā)送合適的信息；三則是以上兩種方式的結(jié)合，根據(jù)用戶的搜索興趣，只推送用戶所需的物理實(shí)體信息。第三種方式能夠減少龐大的無(wú)用數(shù)據(jù)處理，不僅節(jié)省了通信資源，也提高了搜索效率。

數(shù)據(jù)融合是指對(duì)物聯(lián)網(wǎng)中不同類型、不同來(lái)源的數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)、過(guò)濾、統(tǒng)計(jì)、推理、合成等，從而發(fā)現(xiàn)和獲取數(shù)據(jù)中蘊(yùn)含的知識(shí)和智慧[3]。由于物聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)具有多元性、多維度等特點(diǎn)，因此為了保證搜索結(jié)果為用戶所需，必須對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行深度和智能的分析與融合，這是傳統(tǒng)搜索引擎所缺少的部分。

3.2 對(duì)用戶意圖的理解

情景也即上下文，是指反映實(shí)體所處環(huán)境特征的信息，例如實(shí)體所處的空間、時(shí)間、溫度等。情景感知是指收集情景信息，并對(duì)情景信息進(jìn)行智能處理的過(guò)程。典型的情景感知的框架包括信息的采集、建模和處理。情景信息采集即通過(guò)傳感器或人機(jī)交互方式獲取物理實(shí)體的情景信息[3]。由于物聯(lián)網(wǎng)有大量的傳感器節(jié)點(diǎn)，不同傳感器節(jié)點(diǎn)所采集到的信息也是各不相同的，因此要對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行情景信息建模，以達(dá)到形式和語(yǔ)義上的統(tǒng)一，以及對(duì)物理實(shí)體更深的理解。實(shí)現(xiàn)這一過(guò)程以后，物聯(lián)網(wǎng)搜索就可以進(jìn)行交互式的用戶意圖理解，匹配出關(guān)鍵的、有效的信息。

3.3 搜索的安全問(wèn)題與隱私保護(hù)

無(wú)論是傳統(tǒng)搜索引擎還是物聯(lián)網(wǎng)搜索，搜索安全問(wèn)題與用戶的隱私保護(hù)都是十分重要的環(huán)節(jié)。首先是傳感器節(jié)點(diǎn)所獲取的大量數(shù)據(jù)，不能直接反饋給用戶，需要對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中對(duì)其加密隱藏。其次，不能讓用戶搜索未經(jīng)授權(quán)的數(shù)據(jù)，用戶與搜索信息之間需要有相應(yīng)的安全驗(yàn)證[3]。

物聯(lián)網(wǎng)搜索所識(shí)別的用戶信息，除基本的身份信息外，還會(huì)包括用戶的特征、行為習(xí)慣和搜索興趣等。一旦信息泄露，可能會(huì)使用戶遭受攻擊，人身安全存在隱患。因此需要對(duì)用戶信息進(jìn)行加密處理，對(duì)執(zhí)行搜索的第三方平臺(tái)進(jìn)行安全驗(yàn)證，由用戶設(shè)置所獲取信息的權(quán)限等級(jí)；此外，需要對(duì)用戶的搜索請(qǐng)求進(jìn)行處理，使攻擊者無(wú)法把握用戶的真實(shí)意圖，從而實(shí)現(xiàn)用戶匿名訪問(wèn)。

4 結(jié)論

當(dāng)信息由人工上傳轉(zhuǎn)變?yōu)閭鞲衅鞴?jié)點(diǎn)搜集與處理，當(dāng)信息由傳統(tǒng)的網(wǎng)頁(yè)、視頻等轉(zhuǎn)變?yōu)槎鄻拥奈锢韺?shí)體時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)搜索技術(shù)的發(fā)展便面臨著諸多挑戰(zhàn)。本文結(jié)合傳統(tǒng)的搜索引擎，簡(jiǎn)單分析了物聯(lián)網(wǎng)搜索的特點(diǎn)，提及了其中可能面臨的問(wèn)題，并對(duì)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中的關(guān)鍵技術(shù)做了簡(jiǎn)要設(shè)想。相信未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)搜索技術(shù)將實(shí)現(xiàn)重大突破，為人們帶來(lái)更便捷的生活方式。

參考文獻(xiàn)

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