通信工程技術在物聯(lián)網(wǎng)領域的應用

張曉麗

【摘? 要】 現(xiàn)階段，通信工程技術在物聯(lián)網(wǎng)領域得到了廣泛、高效的應用，在此過程中，工程師可利用相關技術進行網(wǎng)絡架構設計優(yōu)化，同時也可以使用通信協(xié)議，滿足通信需求，構建完善的信息體系和架構。除此之外，在安全保障、數(shù)據(jù)分析管理等多個領域通信技術可確保物聯(lián)網(wǎng)信息高效穩(wěn)定流通，從而提高整個系統(tǒng)的綜合運行水平。文章對通信工程技術進行簡要闡述，對該技術在互聯(lián)網(wǎng)領域的應用進行分析探討。

【關鍵詞】 通信工程技術；物聯(lián)網(wǎng)；技術應用

一、通信工程技術概述

通信工程技術的概念較為龐大，包含運維、建設、設計、優(yōu)化等多個領域，覆蓋無線、有線、光纖、衛(wèi)星等多元化的通信體系。通信工程技術的目標是實現(xiàn)高效、安全、可靠的信息傳輸，提高信息交換水平。在無線通信領域，通信工程技術涉及使用無線電頻譜，借助無線信號以及無線網(wǎng)絡來提供良好的通信服務。當前移動通信系統(tǒng)發(fā)展到5G時代，同時無線局域網(wǎng)、蜂窩網(wǎng)絡、衛(wèi)星通信在新時期也得到進一步發(fā)展。在有線通信領域，結合光纖以及有線傳輸介質對信號進行快速傳遞，可保證信息流通更加高效穩(wěn)定。在當前無線網(wǎng)、有線寬帶網(wǎng)、局域網(wǎng)快速發(fā)展的情況下，技術為各行各業(yè)的信息流通互動提供了穩(wěn)定可靠的支持。通信工程技術還包含對網(wǎng)絡進行規(guī)劃設計、安全管理、信號處理以及數(shù)據(jù)協(xié)議管控等多方面的內容，在當代社會文明發(fā)展過程中起到至關重要作用，是支撐信息流通互動的關鍵媒介。總體而言，通信工程技術具備較強的綜合性，涉及多個領域的技術，其核心目標是實現(xiàn)高效率的信息流通傳遞，提高通信水平和效率。

二、通信工程技術在物聯(lián)網(wǎng)領域的應用

通信工程技術在互聯(lián)網(wǎng)領域中的高效利用體現(xiàn)在多個層面，技術人員借助相關技術可以對網(wǎng)絡架構進行設計，同時也可以對通信協(xié)議進行選擇，并且進行安全控制、數(shù)據(jù)整理分析，從而提高整個體系的綜合運行穩(wěn)定性和效率。

（一）網(wǎng)絡架構設計

現(xiàn)階段，在物聯(lián)網(wǎng)領域，要想發(fā)揮出萬物互聯(lián)的基本功能，需要對網(wǎng)絡架構進行科學合理打造。工程師可利用通信工程技術實現(xiàn)網(wǎng)絡模塊的開發(fā)，從而建立起完善的通信體系。

第一，物聯(lián)網(wǎng)通信主要是依托一個高效、可靠的網(wǎng)絡結構，借助通信工程技術來設計完整的網(wǎng)絡拓撲結構，其中會使用到邊緣計算、云計算、傳感器網(wǎng)絡等多元化的技術手段，比如將邊緣計算與云計算進行結合，物聯(lián)網(wǎng)設備通常分布在不同的空間位置，結合邊緣計算可將計算和數(shù)據(jù)處理功能放置在離設備更近的位置，減少數(shù)據(jù)傳輸期間的延遲和擁堵。

而云計算可提供強大的計算和儲存能力，可以實現(xiàn)對大規(guī)模復雜數(shù)據(jù)的分析，在此環(huán)節(jié)，工程師可利用通信工程中的邊緣計算和云計算技術來完成對網(wǎng)絡架構的打造，使物聯(lián)網(wǎng)通信更加安全、高效，保證數(shù)據(jù)儲存和處理更加便捷。

第二，在物聯(lián)網(wǎng)體系中會涉及使用傳感器網(wǎng)絡來實現(xiàn)設備之間的信息互動關聯(lián)。通信工程技術可通過優(yōu)化傳感器網(wǎng)絡布局以及完善拓撲結構，提高網(wǎng)絡覆蓋范圍以及信息傳輸效率，比如說可以安排傳感器節(jié)點對其位置和通信距離進行合理設置，減少能量消耗以及信號干擾，從而提高互聯(lián)網(wǎng)通信的穩(wěn)定性和可靠性。

第三，在安全管理方面需要通過搭建完整的網(wǎng)絡架構，提高信息安全管控水平，通信工程技術可以實施網(wǎng)絡安全控制，保護物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，其中包含身份驗證、數(shù)據(jù)加密、防火墻管控等，防止未經(jīng)授權的訪問和數(shù)據(jù)泄露。

第四，在物聯(lián)網(wǎng)設備中會搭載數(shù)量龐大的設備，通信工程技術可以進行網(wǎng)絡容量規(guī)劃，保證網(wǎng)絡能夠承載設備的通信需求，通過合理規(guī)劃網(wǎng)絡，對資源進行優(yōu)化分配，避免出現(xiàn)因網(wǎng)絡擁堵性能下降的問題。

第五，通信工程技術可以在網(wǎng)絡監(jiān)測與管理系統(tǒng)中發(fā)揮出應有的作用，此時可通過搭建網(wǎng)絡架構，實時監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡狀態(tài)和各項性能指標，通過整理、收集各項數(shù)據(jù)信息，及時發(fā)現(xiàn)當前網(wǎng)絡體系中存在的故障問題，并且采取果斷高效的控制措施，提高互聯(lián)網(wǎng)體系的綜合運行效率。因此，工程師以及技術人員需要在互聯(lián)網(wǎng)領域建立起完善的網(wǎng)絡架構模塊，對功能進行合理設置，提高整個系統(tǒng)的綜合運行水平。

（二）通信協(xié)議選擇

現(xiàn)階段，在物聯(lián)網(wǎng)領域，對通信協(xié)議的選用是通信工程技術的重要應用形式。通信協(xié)議主要是促進設備之間信息交換互動，制訂一套規(guī)范化的程序和約定，提高互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的可操作性、安全性。在當前通信工程技術領域，對通信協(xié)議進行合理選用需要考慮以下幾個方面的工作事項：

第一，在物聯(lián)網(wǎng)中的設備通常分布在不同空間區(qū)域環(huán)境，對傳輸距離和寬帶有著不同的要求。通信工程技術可根據(jù)設備之間的間距和數(shù)據(jù)傳輸量選取合適的通信協(xié)議，比如在近距離的通信過程中，可選用藍牙或者 zigbee協(xié)議；針對長距離通信可以結合Nb-loT協(xié)議，支撐信息流通傳遞。

第二，互聯(lián)網(wǎng)設備通常需要耗費電力，由電池供應能源，因此對設備的功耗、能耗進行控制也需要考慮在內。通信工程技術可以允許工程師選取低能耗的通信協(xié)議，使設備的使用壽命得到延長提升。比如，可以結合zigbee以及藍牙低能耗協(xié)議，減少能源消耗，充分滿足低功耗設備的通信需求。

第三，從安全管控方面需要借助靈活的通信協(xié)議，在物聯(lián)網(wǎng)設備中時刻會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)信息，如果數(shù)據(jù)面臨安全危險，那么會導致物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的運行質量大幅度降低。此時，可利用通信工程技術選取較高安全水平的通訊協(xié)議，保證數(shù)據(jù)設備信息安全，比如可以結合SSL協(xié)議進行數(shù)據(jù)加密認證，從而提高信息安全管理水平。

第四，在物聯(lián)網(wǎng)體系中，不同設備可能來自不同的供應商，而通信工程技術可以選取具備互享操作的通信協(xié)議，實現(xiàn)設備之間的無縫數(shù)據(jù)連接、交換。比如，可以結合開放標準的通信協(xié)議，借助Coap來實現(xiàn)設備之間的信息流通。

第五，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)功能需要得到不斷擴展，而通信工程技術可以選取具備靈活拓展功能的通信協(xié)議，適應系統(tǒng)升級、更新、發(fā)展的需求，比如可以結合多種網(wǎng)絡拓撲結構和設備類型的通信協(xié)議，滿足不同場景下的通信管控需求。因此，在當前物聯(lián)網(wǎng)領域，對通信工程技術進行靈活高效使用，需要從拓展性、靈活性、操作性、安全性、低能耗傳輸?shù)葘用妫瑢ο嚓P通信協(xié)議進行靈活選用，提高通信管理水平和效率。

（三）安全保障

在物聯(lián)網(wǎng)領域，安全保障是通信工程技術的關鍵應用形式，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)進行大批量的數(shù)據(jù)信息交換，其中的安全問題需要得到重點關注。在相關領域，結合通信工程技術，可采用以下的策略來保障物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)安全：

通信工程技術可進行身份驗證和訪問控制，具體來說，只有經(jīng)過授權設備方可訪問物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，工程師可利用證書進行身份驗證，進行訪問控制，借助TLS協(xié)議，保證用戶設備身份的合法性。通信工程技術可使用多元化的加密措施來保障物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全，常見的加密措施包含非對稱以及對稱加密，可確保數(shù)據(jù)在傳輸、儲存過程中具備機密性和完整性。針對部分特殊數(shù)據(jù)，也可以采取數(shù)據(jù)脫敏和數(shù)據(jù)匿名化處理，以此來保護信息安全。通信工程技術也包含對身份驗證協(xié)議的描述，可保證設備和用戶身份合法，并且也可利用相關技術來修補安全漏洞，進行入侵檢測以及防入侵管控，實現(xiàn)高效率的安全控制。因此，在安全保障方面，借助通信工程技術可發(fā)揮出較為顯著的功效，工程師以及技術人員需要對通信指標、通信架構進行合理設定，對現(xiàn)有的安全管理體系進行補充完善，提高物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的安全管控水平。

（四）數(shù)據(jù)管理和分析

在物聯(lián)網(wǎng)領域，開展數(shù)據(jù)管理和分析工作是重中之重，由于物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)在運行過程中需要消耗大量的設備和數(shù)據(jù)源，進行數(shù)據(jù)管控分析對釋放物聯(lián)網(wǎng)的潛力是必不可少的。工程師借助通信工程技術可采取多元化策略，強化數(shù)據(jù)管理和分析控制。技術人員可進行數(shù)據(jù)采集和傳輸，借助通信工程技術能夠高效率傳遞采集得到的數(shù)據(jù)信息，例如利用傳感器和物聯(lián)網(wǎng)設備來采集各種環(huán)境下的數(shù)據(jù)信息，并且使用通信協(xié)議，結合coap技術將相關信息傳遞到云平臺以及數(shù)據(jù)中心進行綜合存儲。另外，通信工程技術可以允許工程師進行實時高效的數(shù)據(jù)儲存和管控，保證物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信息得到有效儲存和處理，比如可利用上述所講到的云計算和邊緣計算技術，建立起分布式架構，滿足用戶對大規(guī)模數(shù)據(jù)信息的儲存管理需求。

在數(shù)據(jù)質量管控過程中，通信工程技術可以保證數(shù)據(jù)質量具備一致性，例如通信工程技術中的數(shù)據(jù)清洗和校驗技術可以檢測數(shù)據(jù)中的錯誤和異常，并且利用數(shù)據(jù)同步和復制技術來保證數(shù)據(jù)在不同的系統(tǒng)中具備一致性、完整性。工程師也可利用通信工程技術來進行數(shù)據(jù)挖掘和價值分析，比如結合機器學習算法、人工智能系統(tǒng)來預測整個物聯(lián)網(wǎng)體系中存在的設備故障隱患，并且也可以利用相關技術來優(yōu)化能源消耗、改進生產(chǎn)效率等，從而提高管理水平。最后，技術人員借助通信工程技術可采取有效措施來保護互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)安全，使數(shù)據(jù)管理和分析工作更加高效、穩(wěn)定地開展。因此，在進行數(shù)據(jù)管理和分析過程中，通信工程技術在數(shù)據(jù)采集、傳輸、儲存管理、質量一致性控制、數(shù)據(jù)分析、價值挖掘等多個方面均可以發(fā)揮出應有的作用。

（五）定位和導航技術

在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中部署有大批量的設備，其中對設備的位置狀態(tài)進行高效管控是一項不可或缺的舉措。在物聯(lián)網(wǎng)體系中，工程師需要對設備的室外狀態(tài)進行定位，精確規(guī)劃其路徑，此時工程師可以利用通信工程技術，結合全球定位系統(tǒng)，借助衛(wèi)星信號來精確定位設備的位置狀態(tài)。例如GPS技術可應用于車輛追蹤、物流管理、智能交通管理等多個領域。同時，在部分工廠內部也可以利用網(wǎng)絡信號進行室內定位，可利用相關技術對設備在室內的位置進行精確把控，通信工程技術可利用無線信號、超寬帶、藍牙低功耗技術，在室內進行定位，可以測量設備與基站之間的信號間距、信號強弱以及時間延遲等參數(shù)對設備的位置狀態(tài)進行鎖定。

另外，定位技術還可以確定加入設備導航，參與路徑規(guī)劃，比如工程師可將定位技術與地圖技術、GIS技術融合互動在一起，在智能交通、導航、無人機等領域發(fā)揮出較為顯著的功效。除此之外，在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中也可以利用空間定位技術來進行資產(chǎn)追蹤，可將設備與定位技術結合，對物聯(lián)網(wǎng)設備資產(chǎn)的實時狀態(tài)進行高效管控。最后，該項技術也可以在應急響應方面發(fā)揮出顯著功效，在火災管理、安全監(jiān)控、緊急救援中有著較大的實用意義。因此，工程師可以利用通信工程技術，在物聯(lián)網(wǎng)領域發(fā)揮出定位導航的作用，提高整個系統(tǒng)的綜合運作水平。

三、通信工程技術在物聯(lián)網(wǎng)領域應用的注意事項

在物聯(lián)網(wǎng)領域，利用通信工程技術也需要考慮以下注意事項：首先，物聯(lián)網(wǎng)設備數(shù)量龐大，因此網(wǎng)絡覆蓋范圍需廣泛，具備足夠容量的設備來支持大規(guī)模互聯(lián)網(wǎng)設施的連接。其中需要考慮對網(wǎng)絡結構的優(yōu)化，對拓撲結構、信號傳輸范圍、信號干擾等因素進行綜合考慮分析。其次，物聯(lián)網(wǎng)設備時刻面臨數(shù)據(jù)安全、隱私風險，通信工程技術應當具備一套完善的安全管理機制，在身份驗證、加密通信、訪問控制領域保障數(shù)據(jù)安全。再次，物聯(lián)網(wǎng)設備需要長時間運行，因此可考慮引進低功耗模組，在通信領域結合低能耗的通信協(xié)議，在設備休眠模式下仍能夠進行數(shù)據(jù)傳輸。最后，在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中時刻會生成大量的數(shù)據(jù)信息，工作人員需要對數(shù)據(jù)的有效性進行分析評估，對數(shù)據(jù)采集、傳輸、儲存等功能進行優(yōu)化改善，提取出有價值的信息。最后在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，不同類型的品牌設備需要實現(xiàn)兼容互動，可打造標準化的通信協(xié)議、接口來促進設備互動關聯(lián)。

四、結語

總而言之，在物聯(lián)網(wǎng)領域，科學高效的利用通信工程技術對提高信息管理品質以及整個系統(tǒng)的綜合運行效率具備顯著功效。工程師以及技術人員需要補充完善現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)架構，革新功能模塊，同時也需要開發(fā)出完整全面的技術流程、協(xié)議框架，并且在物聯(lián)網(wǎng)領域還需要實現(xiàn)對通信工程技術的標準化應用。其中，供應商、系統(tǒng)開發(fā)者需要緊密合作，將上下游產(chǎn)業(yè)鏈的各個標準、各個模塊進行合理設定，提高系統(tǒng)的綜合運行水平。

參考文獻：

［1］ 韓建友. 通信工程技術在物聯(lián)網(wǎng)領域的應用分析［J］. 電聲技術，2022，46（04）：130-132+137.

［2］ 馬卉. 物聯(lián)網(wǎng)領域中通信工程技術的應用［J］. 現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟和信息化，2020，10（12）：117-118.

［3］ 徐道權. 物聯(lián)網(wǎng)領域中通信工程技術的應用［J］. 電子世界，2021（11）：200-201.

［4］ 何煥耀. 物聯(lián)網(wǎng)技術在城市安全監(jiān)控領域的應用研究［J］. 電子技術與軟件工程，2016（02）：11-12.