基于物聯(lián)網(wǎng)的信息感知研究

付承彪　徐堅(jiān)

【摘 要】物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是當(dāng)前的一個(gè)研究熱點(diǎn)，它促進(jìn)了信息技術(shù)的快速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)中的信息感知內(nèi)容是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的基礎(chǔ)知識(shí)，本文主要探討物聯(lián)網(wǎng)的信息感知技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】信息感知；物聯(lián)網(wǎng)；智能處理

0 引言

物聯(lián)網(wǎng)的定義是通過RFID裝置、紅外感應(yīng)器、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。從技術(shù)上理解，物聯(lián)網(wǎng)就是指物體通過智能感應(yīng)裝置，經(jīng)過傳輸網(wǎng)絡(luò)，到達(dá)指定的信息處理中心，最終實(shí)現(xiàn)物與物、人與人之間的自動(dòng)化信息交互與處理的智能網(wǎng)絡(luò)[1]。從應(yīng)用上理解，物聯(lián)網(wǎng)是指把世界上所有的物體都連接到一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，形成物聯(lián)網(wǎng)，然后物聯(lián)網(wǎng)又與現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)與物理系統(tǒng)的整合，達(dá)到更加精細(xì)和動(dòng)態(tài)的方式管理生產(chǎn)和生活。

1 物聯(lián)網(wǎng)的層次模型

物聯(lián)網(wǎng)可以劃分為一個(gè)4層的層次化模型[2]：感知識(shí)別層、網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建層、管理服務(wù)層和綜合應(yīng)用層。在感知識(shí)別層：各種感知識(shí)別物體信息的標(biāo)簽技術(shù)、傳感器技術(shù)、智能設(shè)備用于采集物體的信息，設(shè)置反作用于物體的原有的運(yùn)行狀態(tài)。這個(gè)層次的技術(shù)體現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)具備交叉學(xué)科的特性。在網(wǎng)路構(gòu)建層：以各種網(wǎng)路技術(shù)，包括互聯(lián)網(wǎng)，作為物體信息的傳輸紐帶，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)物體與物體、物體與人等之間的廣泛的互聯(lián)互通。這個(gè)層次的技術(shù)主要是已有的或者新興的各種網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。在管理服務(wù)層：利用各種計(jì)算技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)物體信息的綜合利用。這層的技術(shù)最終會(huì)表現(xiàn)為物聯(lián)網(wǎng)的中間件形式，可能是物體接入技術(shù)相關(guān)的、應(yīng)用領(lǐng)域相關(guān)的或者是通用的。在綜合應(yīng)用層：直接面向豐富多彩的各種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，如物流、環(huán)境監(jiān)測(cè)等。物聯(lián)網(wǎng)工程多學(xué)科交叉的特點(diǎn)，使得很難建立一個(gè)面向物聯(lián)網(wǎng)實(shí)際應(yīng)用的可靠而完備的知識(shí)體系[3]，一方面多種學(xué)科的知識(shí)，特別是計(jì)算學(xué)科的知識(shí)都可以可靠地應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)工程中，然而另一方面，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的豐富多彩又決定了很難形成一個(gè)完備的知識(shí)體系。所以在物聯(lián)網(wǎng)課程的教學(xué)內(nèi)容組織上，只能在物聯(lián)網(wǎng)層次化模型中的每層中，選取若干的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行介紹，而不是去滿足知識(shí)體系的完備性。在感知識(shí)別層：主要介紹RFID為主的標(biāo)簽識(shí)別技術(shù)、傳感器和一些智能設(shè)備。在網(wǎng)路構(gòu)建層：主要介紹互聯(lián)網(wǎng)和一些無線網(wǎng)路。在管理服務(wù)層：主要介紹一些關(guān)鍵技術(shù)，如搜索技術(shù)、海量信息處理、智能信息處理、安全技術(shù)等。在綜合應(yīng)用層：介紹一些物聯(lián)網(wǎng)的典型的應(yīng)用場(chǎng)景和應(yīng)用案例。

由此可見，物聯(lián)網(wǎng)由3個(gè)核心體系組成：全面感知（即利用RFID、傳感器、二維碼等隨時(shí)隨地獲取物體的信息）、可靠傳遞（即通過各種電信網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)的融合，將物體的信息實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地傳遞出去）、智能處理[4]（利用云計(jì)算、模糊識(shí)別等各種智能計(jì)算技術(shù)。對(duì)海量的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行分析和處理，對(duì)物體實(shí)施智能化控制）。而目前全國(guó)各高校關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的建設(shè)仍然屬于摸索期，有些偏向于信息傳遞方面，有些偏向于數(shù)據(jù)處理方面。

2 物聯(lián)網(wǎng)信息感知

物聯(lián)網(wǎng)的信息感知技術(shù)指的是信息傳輸和數(shù)據(jù)傳輸。然而，在信息傳輸和數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中，常常會(huì)出現(xiàn)一些現(xiàn)象，如信息和數(shù)據(jù)出現(xiàn)丟失，此時(shí)，需要一種技術(shù)方案來解決，因此物聯(lián)網(wǎng)的信息感知主要包含三個(gè)方面[5]：收集數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)壓縮、數(shù)據(jù)融合和數(shù)據(jù)聚集。其中，數(shù)據(jù)的收集主要是指數(shù)據(jù)感知結(jié)點(diǎn)與匯聚節(jié)點(diǎn)的匯集[6]，以便確保傳遞的高效性，減少數(shù)據(jù)在傳輸過程中的失誤，主要的有效措施為數(shù)據(jù)重傳、冗余傳輸和多路徑傳輸。數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)主要針對(duì)規(guī)模加大的網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)所有的感知數(shù)據(jù)都匯集流動(dòng)到匯聚節(jié)點(diǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)流量信息[7]，此時(shí)，感知信息的數(shù)據(jù)冗余問題研究，需要進(jìn)行信息的壓縮處理技術(shù)，主要的方法為基于排序法和基于管道法，在實(shí)際處理中還應(yīng)進(jìn)行一定的優(yōu)化，提升效果。數(shù)據(jù)融合技術(shù)主要是針對(duì)多源的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，使得少量?jī)r(jià)值高的信息傳輸?shù)絽R聚節(jié)點(diǎn)，從而減少了數(shù)據(jù)的傳輸量，來保證數(shù)據(jù)傳遞的高效性，主要方法為概率統(tǒng)計(jì)方法、卡爾曼濾波算法和回歸分析法。通過這些算法來消除冗余的信息[8]，去除噪聲和異常值。聚集數(shù)據(jù)指的是所收集的是全部的感知信息數(shù)據(jù)[9]，然而，在應(yīng)用當(dāng)中，僅僅有少量的數(shù)據(jù)有作用，因此，聚集數(shù)據(jù)需依據(jù)觀察者的實(shí)際需求對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯聚和融合。

3 總結(jié)

綜上所述，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)取得了一定的發(fā)展，但是某些技術(shù)還有待完善，我們需要進(jìn)行更加深入的研究。

【參考文獻(xiàn)】

[1]馬青.物聯(lián)網(wǎng)信息安全技術(shù)研究[J].計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)，2013，16：59-61.

[2]錢志鴻，王義君.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用研究[J].電子學(xué)報(bào)，2012，05：1023-1029.

[3]朱洪波，楊龍祥，朱琦.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)展與應(yīng)用[J].南京郵電大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2011，01：1-9.

[4]王佳月.物聯(lián)網(wǎng)信息的感知與交互技術(shù)探討[J].無線互聯(lián)科技，2014.09：37.

[5]趙男男.物聯(lián)網(wǎng)信息感知與交互技術(shù)研析[J].信息通信，2012.06：92-93.

[6]胡永利，孫艷豐，尹寶才.物聯(lián)網(wǎng)信息感知與交互技術(shù)[J].計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào)，2012，06：1147-1163.

[7]朱軍.淺談物聯(lián)網(wǎng)信息感知與交互技術(shù)[J].電子技術(shù)與軟件工程，2015，15：28.

[8]劉興俊.物聯(lián)網(wǎng)信息感知與交互技術(shù)[J].電子技術(shù)與軟件工程，2015，03：26.

[9]李宇.探析物聯(lián)網(wǎng)信息感知與交互技術(shù)[J].信息通信，2015，08：133.

[責(zé)任編輯：王楠]