從共享單車視角看當前物聯網發展現狀

王浩宇

（浙江省平湖中學，平湖 314200）

1 物聯網

1.1 物聯網網絡架構

物聯網的網絡架構由感知層、網絡層和應用層構成。

最底層的是感知層，它是利用射頻識別、二維碼或者傳感器等技術實現對現實世界的智能識別、信息收集與處理和自動控制，并且利用各種通信模塊將物理信息傳遞到網絡層，和應用層相聯系。

中間層是網絡層，網絡層是通過各種電信基礎網絡和自建私有網絡，實現來自感知層的信息傳遞、路由和控制，其中包括延伸網、接入網和核心網。

最頂層的是應用層，應用層包括各類應用基礎設計、中間件和各種物聯網的應用，是把網絡層傳輸而來的感知層信息進行加工和處理，從而實現各類功能的一層。

1.2 物聯網技術體系

（1）感知相關技術。傳感和識別是物聯網獲取物理世界信息和實現萬物互聯的首要環節。感知相關的技術主要包括射頻識別、傳感器技術和紅外感應技術等。

（2）網絡通信相關技術。物聯網的目的是實現萬物互聯，因此要求所有物品和所有個體之間的自由通信。所以物聯網的發展一定具有廣泛性和便攜性的特點，因此對網絡通信技術特別是無線通信技術有著較高的要求。

目前，在物聯網中應用的網絡通訊技術主要可以分為兩大類：蜂窩網技術和非蜂窩網技術。

蜂窩網技術不僅傳統的電信通信網絡2G、3G、4G和即將到來的5G，還包括針對物聯網特性而優化的長期演進技術（Long-Term Evolution，簡稱LTE）物聯網，其中包括五類典型的LTE網絡終端Cat4、Cat1、Cat0、CatM1與NB-IoT。表1展示了五種LTE物聯網技術的對比。

非蜂窩網技術主要包括IEEE 802.11/Wi-Fi、藍牙、Zigbee、SigFox和LoRa等技術。其中Zigbee無線傳輸協議是一種基于IEEE 802.15.4協議的一種近距離、低功耗、低復雜度、低數據傳輸速率的雙向的通信技術，并且支持定位功能，主要適用于自動控制領域的一些應用。

表1 各種LTE物聯網終端類型比較

基于以上的分析可以看到，不同的通信協議往往在不同的應用場景下有著不同的作用，因此對于一個物聯網應用而言，通常不存在一個通用的標準解決它的所有問題，因此將多個通訊協議進行自由的組合來確保網絡層信息的通暢傳輸和穩健性是十分重要的。

（3）應用相關技術。物聯網的最終落地與物聯網應用息息相關，與應用相關的技術主要是針對網絡層傳輸的信息進行處理所需的各項技術。主要是利用分布式計算、人工智能、大數據處理相關的技術，對收集而來的異構的、跨域的、動態的數據進行分析、處理和存儲。

（4）輔助支撐技術。物聯網作為互聯網的一個發展的縮影，面臨著和互聯網一樣的安全問題，在信息的傳輸和處理過程中都很容易遭到竊取和破壞，因此信息安全也是物聯網技術體系內十分關鍵的一個技術環節。

2 共享單車上的物聯網技術

2.1 共享單車上的感知技術

共享單車的感知載體主要是依靠每臺單車上的智能車鎖，目前的各大廠商的智能車鎖，主要的模塊都包括：控制芯片、移動通信模塊、藍牙通信模塊、GPS/北斗定位模塊、車鎖傳感器、蜂鳴器和電源模塊。這些模塊相互協作，實現各類功能，其中對用戶最為關鍵的開閉鎖功能，是通過車鎖內的GPS/北斗定位模塊、藍牙通信模塊、移動通信模塊和云端系統、單車上的二維碼協作完成。

2.2 共享單車上的網絡技術

傳統的共享單車大多采用GSM和GPRS進行信息傳輸，但是隨著3G/4G的大規模普及和使用，新型共享單車上的網絡傳輸方案不斷涌現。利用藍牙與GPS定位的開解鎖模式中就利用藍牙進行數據傳輸。2017年，ofo、中國電信和華為進行合作，開發出了全新的基于NB-IoT智能鎖，其中就采用了窄帶物聯網（NBIoT）作為網絡傳輸的方案。

2.3 共享單車上的應用技術

共享單車作為一個雙向實時應用，它的技術方案十分復雜。首先它是基于云計算的一個應用，因為云計算可以應付大規模并發的訂單處理的場景，并且能夠方便的進行共享單車的投放；其次它是一個基于大數據的應用，它不光要處理大量的數據，它還要存儲海量的用戶數據。

3 結束語

物聯網概念自提出以來，包括智能家居、車聯網等等應用不斷涌現出來，但是其中共享單車是第一個做到全民共享、萬物互聯目標的落地應用。相信隨著物聯網的標準和相應的技術不斷革新，更多和更好的物聯網應用會不斷的涌現，來幫助我們的生活越來越智能。