物聯網控制系統中信息傳輸關鍵技術研究

李國慶

（通號工程局集團天津機電工程有限公司）

1 控制系統概述

控制系統主要是通過網絡的連接，在傳感器、執行元器件及控制器件等元器件的有效配合下，完成對某項任務的網絡化控制，被人們稱為網絡化控制系統。該系在運行過程中，主要包括單一控制系統與分布式控制系統，目前被廣泛應用的為現場總線控制系統。隨著自動化、智能化、網絡化技術的發展不斷提升，網絡控制系統成為各領域建設的重要項目，被廣泛應用。同時，關于控制系統中的軟件設計、硬件結構及控制方式等方面，也不但完善，為相關技術的應用提供了良好的保障

2 物聯網技術概述

2.1 物聯網發展過程

物聯網主要是指在實際社會的運行過程中，將具有識別能力、感知能力、處理能力及執行能力的各種設備及技術有效結合在一起，利用互聯網技術，達到某種管理控制的目的，在互聯網的幫助下，完成資源共享、信息接收、信息分析及信息處理等工作[1]。物聯網技術的出現是時代發展的產物，是社會進步的必然，在該技術的應用上，實現大空間或大范圍的控制，包括人對人、人對物及物對物的有效控制，是一種前所未有的全新技術手段。基于此，在物聯網體系運行過程中，需要多種技術的共通支撐，包括信息技術、感知技術、智能控制技術及多媒體采集技術等。

2.2 物聯網結構體系

目前，物聯網結構體系主要由三個部分組成：感知層、網絡層及應用層，如圖1所示。其中，感知層位于整個結構體系的最底端，其主要由各種識別芯片、電子芯片、傳感器及智能系統等部分組成，是支撐物聯網結構體系的基礎部分。目前，各領域中對于感知層具有的主要作用，其研究內容還主要放在感知能力、識別能力及計算處理功能上，其主要是對實際物體進行物理識別[2]。網絡層在整個體系中主要是負責傳輸信息數據，利用云計算系統完成對大量數據的精準計算，通過互聯網、通信技術及有線電視網等傳輸信息數據。網絡層是連接感知層與應用層的橋梁，實現了不同區域內各種信息數據的接收及發送，并對信息數據進行收集處理。應用層是物聯網系統的功能體現環節。在感知層與網絡層的支撐下，就能夠實現物聯網技術的具體應用。目前其應用的領域主要包括以下方面：智能交通、數字農業、職能電力、遠程醫療、污染監控及物流監控等。

2.3 物聯網及其安全技術應用現狀

物聯網技術已經在眾多領域中得以應用，我國相關領域中的許多學者也對其相關的計算機技術、移動互聯網技術及傳感器技術等進行了深入的研究。舉例來說，我國專家學者針對救災物資配送困難的情況，研究出一種新的物流管理體系，將其運用與救災物資配送中，實現了快速、精準的救災物資配送工作。再比如，物聯網技術在污水處理中也有非常重要的應用，物聯網污水控制系統如圖2所示。在該系統的運行過程中，主要是利用各種水環境傳感器，收集環境的相關數據，并在互聯網技術、通信技術等先進技術的支持下，完成對污水排放情況的檢測。物聯網技術的廣泛應用，也使得各行業運行中出現了更多需要解決的問題。其中，安全問題是所有行業最為關心的問題。在不斷的研發中，國外學者研究出了一種能夠實現自我保護的物聯網體系，從而解決大范圍物聯網安全問題。同時，我國相關學者也針對物聯網安全這一方面，提出了應將其安全等級分為不同的級別，包括設備安全、網絡安全及應用安全；再在此基礎上進行安全系統的管理，保證整個物聯網系統的安全、有效運行。

3 物聯網中信息傳輸關鍵技術的研究現狀

圖1 物聯網結構體系

圖2 物聯網污水控制系統

物聯網在各領域中的廣泛應用，也使得網絡安全問題成為人們最為關心的問題。實際上，國際化標準組織將網絡安全分為以下五種情況：數據傳輸不可否認性情況、數據安全可靠情況、數據完備性情況、訪問權限控制情況及使用對象鑒別情況。同時，為了能夠更有效地解決數據傳遞與接收的安全問題，相關人員研發出多種保護方案，包括防火墻防盜技術、安全隔離技術及數據傳輸安全保障技術等。目前，在網絡信息系統的運行過程中，主要應用的是虛擬專用網技術（VPN）。該技術能夠依靠自己的系統建立一條安全的信息傳輸通道，并通過結合加密技術與客戶認證技術，保障整個網絡系統的安全性。

4 結論

綜上所述，想要實現經濟社會的發展與進步，物聯網在各領域中的應用已經勢在必行，物理網也成為計算機技術、互聯網技術后的重要技術變革，世界各國也以物聯網為基礎制定相應的發展戰略。不過，目前物聯網技術的應用，不論是國內或國外，都并不是非常的成熟，我國相關領域中對該技術的研究主要是針對其應用層上的研究。本文對物聯網控制系統中信息傳輸關鍵技術方面進行了研究，分析了相關技術的研究現狀。