物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用感知層關(guān)鍵技術(shù)

許弘

摘 要 通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)，能夠?qū)崿F(xiàn)物和物之間的通信，而在其實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中，最關(guān)鍵的就是感知層，需要通過(guò)感知層感知物，并且獲取所需信息內(nèi)容。所以，感知層的作用十分重要。文章對(duì)物聯(lián)網(wǎng)感知層的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)地闡述，以供參考。

【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng) 感知層 關(guān)鍵技術(shù) 研究

1 傳感器技術(shù)

傳感器屬于先進(jìn)的檢測(cè)裝置，可以對(duì)被測(cè)信息進(jìn)行感知，同時(shí)根據(jù)相應(yīng)的規(guī)律能夠轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)或者是其他多種形式，最終輸出信息，滿足了信息在傳輸、處理以及存儲(chǔ)等多方面的要求，而這也正是自動(dòng)檢測(cè)和控制的重要前提。其中，對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)來(lái)講，物聯(lián)網(wǎng)傳感器所指的就是針對(duì)各參量進(jìn)行信息采集或者是加工處理的一種設(shè)備。而傳感器不僅能夠獨(dú)立存在，而且可以與其他設(shè)備實(shí)現(xiàn)一體化，進(jìn)而更好地呈現(xiàn)出來(lái)。然而，任何呈現(xiàn)方式都隸屬物聯(lián)網(wǎng)感知以及輸入的一部分。而在物聯(lián)網(wǎng)未來(lái)的發(fā)展當(dāng)中，在數(shù)據(jù)采集前端，傳感器與傳感器網(wǎng)絡(luò)的作用十分重要。

在對(duì)傳感器進(jìn)行分類的時(shí)候，方法有很多，而根據(jù)傳感器物理量、輸出信號(hào)以及工作原理進(jìn)行類是比較常見(jiàn)的。另外，以信息處理功能為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)傳感器進(jìn)行分類，這一現(xiàn)實(shí)意義很是重要，尤其在物聯(lián)網(wǎng)的時(shí)代背景之下。根據(jù)這一分類，能夠?qū)鞲衅鞣譃橐话銈鞲衅骱椭悄軅鞲衅鳌Ｆ渲?，一般傳感器采集的信息需要由?jì)算機(jī)進(jìn)行處理，但是，因?yàn)橹悄軅鞲衅鞑煌渥陨砭邆湮⑻幚砥?，因此，也同樣具備了信息采集等多方面的能力，最關(guān)鍵的是數(shù)據(jù)精準(zhǔn)程度很高，可靠性也比較強(qiáng)，價(jià)格低與分辨力高等特點(diǎn)十分顯著。

2 RFID技術(shù)

射頻識(shí)別的英文縮寫是RFID，興起的時(shí)間是上世紀(jì)九十年代，也是自動(dòng)識(shí)別的技術(shù)，能夠合理利用射頻信號(hào)，以空間電磁耦合的方式傳遞信息，確保無(wú)接觸，同時(shí)，根據(jù)傳遞信息識(shí)別物體，由此可見(jiàn)，在物聯(lián)網(wǎng)感知層中，RFID技術(shù)十分關(guān)鍵。

在RFID系統(tǒng)當(dāng)中，讀寫器、電子標(biāo)簽與天線是主要的組成部分。對(duì)讀寫器進(jìn)行利用，可以將既定格式所需要識(shí)別的物品信息納入電子標(biāo)簽的存儲(chǔ)區(qū)域當(dāng)中，也可以在其自身閱讀能力之下，對(duì)電子標(biāo)簽信息內(nèi)容進(jìn)行讀取。另外，電子標(biāo)簽的芯片有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)，主要是對(duì)待識(shí)別物品信息進(jìn)行存儲(chǔ)。而天線的功能則是對(duì)信號(hào)進(jìn)行發(fā)射并接收，通常情況下被安置在電子標(biāo)簽與讀寫器當(dāng)中。

而RFID技術(shù)最主要的原理則對(duì)于讀寫器形成磁場(chǎng)后，電子標(biāo)簽進(jìn)入，實(shí)現(xiàn)射頻信號(hào)的發(fā)出目的，利用感應(yīng)電流來(lái)獲得能量，將芯片內(nèi)存儲(chǔ)的產(chǎn)品信息進(jìn)行發(fā)送，也可以發(fā)送某頻率信號(hào)。在讀寫器對(duì)信息進(jìn)行讀寫以后會(huì)解碼，進(jìn)而傳送到中央信息系統(tǒng)中，對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理。

3 二維碼技術(shù)

眾所周知，二維碼技術(shù)在網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)感知層中發(fā)揮著基礎(chǔ)性作用。二維碼技術(shù)主要就是利用幾何圖形，按照特定規(guī)律，在平面分布圖形當(dāng)中記錄信息。站在技術(shù)原理角度來(lái)講，在代碼編制方面，合理地運(yùn)用了計(jì)算機(jī)中“0”與“1”的比特流概念，同樣利用了與二進(jìn)制相對(duì)的幾何圖形，進(jìn)而準(zhǔn)確地表示出數(shù)值信息內(nèi)容。通過(guò)對(duì)圖像輸入設(shè)備與光電掃描設(shè)備自動(dòng)識(shí)讀功能的使用，能夠自動(dòng)處理信息內(nèi)容。

對(duì)于二維碼來(lái)講，可以將其劃分成矩陣式與堆疊式/行排式兩種。矩陣是矩陣式二維碼重要的組成部分，所以，在矩陣當(dāng)中，使用“點(diǎn)”來(lái)表示二進(jìn)制當(dāng)中的“1”，同時(shí)使用“空”來(lái)表示二進(jìn)制當(dāng)中的“0”。在此基礎(chǔ)上，對(duì)“點(diǎn)”與“空”進(jìn)行合理地排列，進(jìn)而形成代碼。

二維碼的數(shù)據(jù)容量很大，并且可以在橫縱方位同時(shí)表達(dá)出相應(yīng)的信息內(nèi)容，而且能夠利用較小的面積來(lái)表達(dá)大量的信息內(nèi)容。同時(shí)，二維碼突破了字母與數(shù)字的限制，且尺寸比較小，抗損毀的能力極強(qiáng)。除此之外，二維碼能夠采用保密措施，且保密性能要更優(yōu)于一維碼。

將二維碼與RFID技術(shù)相比，最明顯的優(yōu)勢(shì)就是成本不高。RFID標(biāo)簽由于芯片的成本高，且制造的工藝十分復(fù)雜，所以，最終成品的價(jià)格也相對(duì)較高。

4 ZigBee技術(shù)

ZigBee屬于無(wú)線傳輸技術(shù)，其距離短且功耗也不大，也被稱為IEEE802.15.4協(xié)議的代名。在ZigBee中，分組交換技術(shù)與調(diào)頻技術(shù)最常見(jiàn)，能夠使用三個(gè)頻段。該技術(shù)通常情況下被應(yīng)用在短距離范圍內(nèi)，同時(shí)在數(shù)據(jù)傳輸速率不高的電子設(shè)備中得到了廣泛應(yīng)用。同藍(lán)牙相比較，該技術(shù)十分簡(jiǎn)單，且費(fèi)用與功率等也相對(duì)較低。除此之外，ZigBee技術(shù)具備明顯的小通信范圍與低速率的特點(diǎn)，所以，比較適用在小數(shù)據(jù)流量業(yè)務(wù)方面。

5 藍(lán)牙技術(shù)

藍(lán)牙技術(shù)同ZigBee技術(shù)大致相同，都可以稱之為短距離的無(wú)線傳輸技術(shù)。但是，藍(lán)牙技術(shù)的本質(zhì)就是可以在固定設(shè)備與移動(dòng)設(shè)備通信環(huán)境當(dāng)中構(gòu)建出通用的短距離無(wú)線接口，實(shí)現(xiàn)通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的融合，屬于各設(shè)備在無(wú)電線或者是電纜連接狀態(tài)下可以在短距離范圍之內(nèi)進(jìn)行通信，也可以實(shí)現(xiàn)操作目的的一種技術(shù)。

其中，高速調(diào)頻以及時(shí)分多址等多種先進(jìn)技術(shù)是藍(lán)牙技術(shù)的使用重點(diǎn)，而且可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或者是點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的通信。藍(lán)牙傳輸?shù)念l段都是全球公共通用的2.4GHz頻段，能夠在十米范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)信息的傳輸，通過(guò)時(shí)分雙工的傳輸方案能夠確保全雙工的傳輸。

藍(lán)牙技術(shù)不僅與ZigBee技術(shù)的特點(diǎn)相同，同時(shí)，還能夠?qū)υ捯襞c數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，能夠構(gòu)建臨時(shí)性對(duì)等連接，其接口標(biāo)準(zhǔn)具有一定的開(kāi)放性。

6 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，基于計(jì)算機(jī)、移動(dòng)通信網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)，物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展起來(lái)，并且成為信息產(chǎn)業(yè)的全新發(fā)展反復(fù)各項(xiàng)，能夠?qū)崿F(xiàn)人和物或者是物和物之間的溝通。文章對(duì)物聯(lián)網(wǎng)感知層關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)地闡述，而物聯(lián)網(wǎng)的感知僅僅是第一步，而通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)最主要的目的就是為了將感知與傳輸?shù)男畔?nèi)容進(jìn)行充分利用。

參考文獻(xiàn)

[1]俞玉蓮.物聯(lián)網(wǎng)感知層中的關(guān)鍵技術(shù)分析[J].科技信息，2013（12）：275-276.

[2]寧煥生，徐群玉.全球物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展及中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)若干思考[J].電子學(xué)報(bào)，2014，38（11）：2590-2599.

[3]柯俊帆，石常海.物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)在安全體系建設(shè)中的研究與分析[J].硅谷，2013（19）：74-75.

[4] 陳名強(qiáng).物聯(lián)網(wǎng)感知層關(guān)鍵技術(shù)研究[D].西南交通大學(xué)，2014.

作者單位

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