淺析物聯網信息感知與交互技術

嚴 梅

浙江機電職業技術學院，浙江 杭州 310053

隨著我國經濟的不斷發展，物聯網技術在社會各行業中應用越來越多，受到了人們的廣泛關注，為我國的經濟建設和社會發展提供了很大幫助。但是，物聯網的應用還不夠成熟，面臨著一系列的問題與挑戰。物聯網技術實現了物與物之間的聯系，加強了信息交流，是信息化發展到一定階段的必然產物，具有良好的應用前景[1-2]。物聯網技術的進一步發展離不開信息感知與交互技術，加強對這兩者的研究分析對推動物聯網發展及應用意義重大。

1 物聯網概述

1.1 物聯網的含義

物聯網指的就是物物相連的互聯網，也就是在相關協議的規范下，通過互聯網及紅外傳感器、GPS、射頻識別設備、掃描器、控制器等多種信息化設備構成的一個能夠實現互聯網與所有物品相互連接的網絡。物聯網是在傳統的互聯網、計算機等信息技術的基礎上出現的新技術，在互聯網的基礎上實現了所有物體的相互連接及物體之間的信息交流，可以通過互聯網對任意物品進行智能識別、跟蹤、管理。

1.2 物聯網技術的特點

物聯網技術主要具有以下幾個特點：第一，較高的感知能力，物聯網技術實現的是物與物之間的聯系，要能夠采集所有物體的信息，通過多種不同的感知技術收集物體的信息數據，并保證準確性；第二，信息傳輸能力，物聯網技術加強了物品之間的信息交流，實現了任意物體之間的交流，物聯網使用各種先進的通信技術實現信息傳遞；第三，智能化，物聯網技術不僅實現了所有物品的連接，收集了大量的信息數據，同時還能夠通過智能手段對數據進行分析，提高數據的利用率；第四，高效便捷，物聯網技術并不是某一種單一的技術，而是各種先進信息化技術的集合，隨著技術的發展，各種先進信息技術的出現使人們的生活更加便捷，交流更加高效。

2 物聯網信息感知技術

信息感知技術是一種比較先進的技術，出現的時間較短，是物聯網技術產生的基礎，也是物聯網收集信息的重要保障。信息感知技術從本質上來講是針對信息數據做出的反映，主要依靠傳感器實現信息數據的接收與傳播。物聯網在運用信息感知技術時還面臨一些問題，為了更好地采集信息，為用戶提供針對性的服務，必須要對信息感知系統進行研究。

2.1 數據收集

數據收集是信息感知技術的基礎。信息感知技術從源頭上保證了信息數據的準確性，避免了信息傳輸、儲存等環節造成的數據失真問題。為了避免信息數據受到傳輸環境等干擾因素的影響出現失真問題，信息感知技術通常會采用多通道無線路由器對數據進行傳輸，保證傳輸數據的質量。同時，物聯網在應用信息感知技術收集數據時會采用多種方式進行控制，減少不良因素的影響，確保信息數據準確、安全。

2.2 數據傳輸

數據傳輸是物聯網技術十分重要的組成部分，信息感知技術進行數據傳輸方式多樣，能夠滿足不同用戶的需求，但是這加重了信息感知技術的復雜性。現階段的物聯網無法滿足海量信息的傳輸要求，為了能夠實現對海量數據的傳輸任務，對信息數據進行處理十分重要。數據壓縮技術是信息感知技術傳輸數據時常用的一種數據處理技術，在實現信息傳遞，保障信息安全方面具有重要作用，不僅可以減少對系統空間方面的需求，還有利于保護數據安全。

2.3 數據清洗

所謂的數據清洗是指信息感知技術收集到信息數據之后對數據進行整理的過程。雖然網絡技術不斷發展進步，但是我們必須認識到，網絡環境、信息技術、相關設備等各種問題會導致信息數據出現冗余、錯誤、異常等。為了減少錯誤信息造成的影響，在利用信息感知技術收集信息后，要對信息數據進行清洗，篩選掉多余無效的信息，對不夠完整的信息數據進行梳理，對保留的信息進行整合，保證信息數據的完整性。

2.4 數據融合

數據融合技術顧名思義指的就是融合不同數據的技術，可以有目的地選擇不同來源的數據，收集滿足自己需要的數據，然后整合相關數據。數據融合技術是信息感知技術的中心，數據融合技術主要是融合數據層、決策層的相關數據信息。數據融合是對數據清洗的進一步發展和延伸，信息感知技術通過數據清洗對收集到的信息數據進行初步整理之后，針對不完整的數據，通過數據融合技術進行進一步處理。要清除無用信息，收集不夠完整的信息數據，并利用相關的數據進行整合，提高數據的準確性、完整性。

3 物聯網交互技術

3.1 網絡與內容之間的交互

物聯網的運行離不開網絡與內容的交互，這種交互主要就是指建立在互聯網基礎上的，利用不同的專業信息化設備，從網絡當中收集相關信息，并對其進行分析研究，然后把最終的信息數據向用戶展示。網絡與內容之間的交互行為是物聯網的重要交互行為之一，物聯網之中的交互指的就是信息數據的傳輸、交流活動，主要是通過數據進行，但是海量的信息數據影響了互聯網系統的數據傳輸活動。網絡與內容的交互包括信息數據的收集、存儲、傳輸、整理及融合等多個環節，為了有效提高網絡與內容的交互效果，分布式存儲技術已經成為一種有效的手段。

3.2 網絡與用戶之間的交互

物聯網的主要交互類型中，網絡與用戶之間的交互是最重要也是最基本的交互形式。相比于物聯網技術中其他的交互形式，網絡與用戶之間的交互十分復雜，困難較多，但隨著物聯網技術的不斷進步，網絡與用戶之間的交互技術逐漸發展成熟。網絡與用戶之間的交互主要是指用戶通過相關技術手段在網絡中查詢相關信息數據及進行各種操作的行為，不同的用戶在具體交互行為上存在差異。網絡與用戶之間的交互行為對于促進物聯網智能化發展，拓展物聯網的應用范圍有很大幫助。

3.3 用戶與內容之間的交互

所謂的用戶與內容之間的交互，指的是用戶在物聯網系統中輸入相關的指令，在物聯網數據庫中查找自己所需要的內容，并且把查詢結果呈現給用戶。用戶與內容之間的交互在物聯網交互技術中十分常見，也具有十分重要的地位。物聯網數據庫中存有海量的信息數據，為了滿足用戶的需求必須要在短時間內從大量數據中查找到有價值的內容。用戶與內容的交互技術發展不斷成熟，用戶可以使用關鍵詞、方向、名稱等進行檢索，通過模糊匹配技術把可能的內容反饋給用戶。現在還實現了語音檢索，為用戶查詢信息提供了便利，促進了用戶與內容之間的交互效率的提高。

4 物聯網信息感知與交互技術的應用及問題

4.1 物聯網中信息感知與交互技術的應用

第一，VR 技術。VR 技術也就是虛擬現實技術，這一概念最早出現于20世紀90年代末期，隨著時代的發展，科學技術不斷進步，VR 技術已經逐漸發展成熟，現階段很多領域已經開始應用VR 技術。VR 技術的生產成本逐漸降低，VR 設備的體積也越來越小型化，無論是攜帶還是應用都更加方便。VR 技術最常見的是VR 眼鏡，在一些大型的商場，已經出現了應用VR 技術的娛樂體驗設備，吸引了一些用戶的關注。VR 技術應用到物聯網中能夠從很大程度上提高人機交互效果，提高物聯網技術的信息處理能力。

第二，社群技術。物聯網技術發展速度越來越快，發展至今已經產生了一些相關產業，并且取得了一定的成績，政府出臺了一系列的政策并提供了部分資金推動物聯網及相關行業的發展。物聯網技術主要實現了物品、用戶、網絡等之間的交互，推動了物聯網社群的實現，社群技術在物聯網中的應用對社會發展有很大促進作用，為人們的生活提供了便利。

第三，智能家居。物聯網技術已經在很多領域得到了有效應用，在現階段，物聯網技術在智能家居當中的應用最為顯著。隨著人們生活水平的提高，人們對物質有了更高的追求，在家居裝修方面提出了更高的要求，智能化已經成為家居產品的發展方向。物聯網技術在智能家居中應用效果良好，人們可以通過物聯網把燈具、電視、電腦、空調、廚具等連接起來，實現無線控制，獲得了廣泛好評。

4.2 信息感知與交互技術在應用時存在的問題

第一，成本高昂。信息感知與交互技術雖然具有很多的優勢，給人們提供了很大便利，但是，這兩者都需要依靠專業的信息化設備，并且建立在網絡當中。在物聯網中應用這兩種技術需要投入大量的資金增添設備，同時還需要定期進行維護、升級。另外，在傳輸信息數據時能耗較高，又造成了使用成本過高的問題。

第二，標準不統一。物聯網技術雖然已經進入了應用階段，但是，在實際應用中還不夠成熟，國家沒有指定統一的物聯網技術標準，物聯網及相應技術的發展缺乏有效指導。物聯網系統結構并不統一，不同的企業建設的物聯網系統各自為政；信息感知與交互方面沒有統一的數據格式與標準，導致不同企業的同一設備無法通用，不同的系統、設備之間不能實現數據傳輸等。

第三，數據安全問題。數據安全問題一直是重點問題。在物聯網中，信息感知與交互技術都是關系到數據安全的重要技術。現階段物聯網的安全防護能力較弱，很多節點數據都處于缺乏保護的狀態，很容易受到攻擊，導致信息數據泄露。因此，信息感知與交互技術在應用時需要加強安全保護。

在信息時代，物聯網技術的發展與應用已經成為必然，為推動我國經濟建設與發展，需要對物聯網技術進行研究[3-4]。物聯網信息感知與交互技術發展較快，應用范圍廣闊，本文對物聯網的特點、信息感知技術、交互技術、信息感知與交互技術的應用等進行了研究，有利于促進物聯網的發展與應用。