物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)研究

高敏(江蘇商貿(mào)職業(yè)學(xué)院，江蘇南通，226011)

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)研究

高敏
(江蘇商貿(mào)職業(yè)學(xué)院，江蘇南通，226011)

隨著社會科技信息技術(shù)的進(jìn)步發(fā)展，以互聯(lián)網(wǎng)、計算機技術(shù)、通信信息技術(shù)為基礎(chǔ)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)蓬勃發(fā)展起來，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以其高效、智能化、便捷的優(yōu)勢在社會經(jīng)濟(jì)和生活的許多領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。

物聯(lián)網(wǎng)；技術(shù)專業(yè)；開發(fā)與建設(shè)；研究

0 引言

物聯(lián)網(wǎng)為我們提供社會與物理世界結(jié)合的技術(shù)，為我們重新認(rèn)識世界提供更加精細(xì)和動態(tài)的方式，而且通過 整個社會的信息化水平提升實現(xiàn)對世界進(jìn)一步管理和控制。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域廣泛特別在智能電網(wǎng)、環(huán)境保護(hù)、衛(wèi)生醫(yī)療等方面的應(yīng)用效果突出。物聯(lián)網(wǎng)為社會經(jīng)濟(jì)和生產(chǎn)生活帶來經(jīng)濟(jì)效益和價值的提高，成本的降低，因此受到各行業(yè)青睞，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不僅屬于科技領(lǐng)域和生產(chǎn)領(lǐng)域，在生活領(lǐng)域的智能家居也是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的體現(xiàn)。

1 物聯(lián)網(wǎng)科技信息技術(shù)的涵義

目前，移動通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)深入每個人的社交生活，幾乎每天每個人都要用到移動手機進(jìn)行電話溝通交流，這種人與人之間的交流系統(tǒng)是通過移動通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建。而網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的下一階段進(jìn)入物聯(lián)網(wǎng)時代，顧名思義物聯(lián)網(wǎng)是指物與物之間通過互聯(lián)網(wǎng)及移動通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的連接，它的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在智能化。所謂人工智能是指按照人工事先設(shè)計好的程序，在符合條件的時間地點能夠自動進(jìn)行動作行為的功能。例如能夠參與球賽的機器人、能夠下圍棋的機器人都是人工智能的體現(xiàn)。而物聯(lián)網(wǎng)就是把這種自動化智能化在更廣泛的領(lǐng)域加以應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)的自動化功能通過感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用物三個組成部分來完成。例如在某賓館或洗浴汗蒸中心建筑內(nèi)設(shè)置的自動防火系統(tǒng)，在室內(nèi)棚頂設(shè)置感應(yīng)器，預(yù)先設(shè)定溫度的預(yù)警臨界點，在沒有人工干預(yù)的情況下完全自動完成工作，一旦室內(nèi)溫度達(dá)到臨界點，感應(yīng)器會自動發(fā)出警報提醒危險來臨。火災(zāi)自動報警系統(tǒng)已經(jīng)是常見的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。類似的應(yīng)用還體現(xiàn)在，汽車會因司機出現(xiàn)操作失誤而自動報警；汽車也會因超載而自動發(fā)出警報；公文包會因主人忘帶了物品而自動提醒。諸如此類的事例說明物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用遍及交通運輸、工廠生產(chǎn)、公共安全、環(huán)境保護(hù)、政府工作等等許多的行業(yè)領(lǐng)域。未來的物聯(lián)網(wǎng)將會融合一切能夠融合的行業(yè)領(lǐng)域貫穿物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，并進(jìn)一步把物聯(lián)網(wǎng)與現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)完美的統(tǒng)一，實現(xiàn)智能機器勞動代替人力勞動的理想。

物聯(lián)網(wǎng)依據(jù)其所屬機構(gòu)可以劃分為社區(qū)物聯(lián)網(wǎng)、私有物聯(lián)網(wǎng)、混合物聯(lián)網(wǎng)和公共物聯(lián)網(wǎng)四類。社區(qū)物聯(lián)網(wǎng)是指在一定區(qū)居住域或機構(gòu)團(tuán)體、單位內(nèi)部中設(shè)立的有關(guān)防火、防盜、防水等公共安全措施的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。常見的有消防、公安系統(tǒng)使用的物聯(lián)網(wǎng)；私有物聯(lián)網(wǎng)是指管理控制權(quán)歸于個人或企業(yè)的小范圍的物聯(lián)網(wǎng)，例如亞洲首富李嘉誠家庭內(nèi)部有關(guān)智能家居的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)置；公共物聯(lián)網(wǎng)是指管理控制權(quán)力歸政府或政府指定某部門管理，為社會公共設(shè)施提供服務(wù)的物聯(lián)網(wǎng)，例如火車站的自動取票機、銀行的自動取款機；混合物聯(lián)網(wǎng)是指社區(qū)物聯(lián)網(wǎng)、私有物聯(lián)網(wǎng)和公共物聯(lián)網(wǎng)中一種或兩種網(wǎng)絡(luò)的組合。

2 物聯(lián)網(wǎng)信息科學(xué)技術(shù)原理與應(yīng)用

2.1 物聯(lián)網(wǎng)工作原理

物聯(lián)網(wǎng)功能的實現(xiàn)通過三層技術(shù)構(gòu)架分別為應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層和感知層。物聯(lián)網(wǎng)的工作過程模擬人體的結(jié)構(gòu)和行為過程。首先說感知層通過攝像頭、傳感器、GPS、終端、傳感器網(wǎng)絡(luò)等設(shè)施發(fā)揮采集信息識別信息感受外界變化的作用，相當(dāng)于物聯(lián)網(wǎng)的皮膚與眼耳鼻口等五官的功能，例如消防物聯(lián)網(wǎng)中溫度傳感器、車聯(lián)網(wǎng)中的電子車牌等設(shè)施就好比人體的眼耳鼻口用來識別、采集、感知外界信息并具有輸送的功能。其次，網(wǎng)絡(luò)層通過網(wǎng)絡(luò)管理中心、智能處理中心和信息中心等中央處理系統(tǒng)將感知層獲取的信息進(jìn)行處理并傳遞給應(yīng)用層，相當(dāng)于人的中樞神經(jīng)和大腦。第三應(yīng)用層是指能夠做出直接反應(yīng)動作的設(shè)施系統(tǒng)，相當(dāng)于人體能夠產(chǎn)生行走、拿、舉動作的四肢。物聯(lián)網(wǎng)的工作原理就是由感知層采集信息并傳遞給中樞網(wǎng)絡(luò)層加工處理，最后由網(wǎng)絡(luò)層判斷，指令應(yīng)用層進(jìn)行具體操作處理。

2.2 物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)

2.2.1 無線射頻識別技術(shù)

射頻識別(RFID)是一種利用無線射頻信號識別目標(biāo)對象并獲得相關(guān)信息而無需人工操作的技術(shù)。射頻識別技術(shù)是一種非接觸的自動識別技術(shù)，可以在各種惡劣環(huán)境中工作。射頻識別技術(shù)可以同時識別多個標(biāo)簽，識別精度高，抗干擾能力強，識別速度快。通過互聯(lián)網(wǎng)和其他技術(shù)的結(jié)合，它可以實現(xiàn)世界范圍內(nèi)的信息共享。

2.2.2 無線傳感技術(shù)

隨著物聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，傳感器技術(shù)已開始受到廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。一個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(無線、傳感器、網(wǎng)絡(luò)、WSN)和一系列空間分散的傳感器單元組織一起，可以連接物理世界和數(shù)字世界。WSN感知每個節(jié)點通過無線網(wǎng)絡(luò)收集的數(shù)據(jù)，并根據(jù)信息處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域的監(jiān)控信息。目前，傳感器節(jié)點的定位已成為研究的焦點，傳感器節(jié)點是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)。

2.2.3 智能技術(shù)和納米技術(shù)

智能技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)之一，它指的是在對象中植入智能系統(tǒng)，實現(xiàn)智能目標(biāo)，能夠主動或被動地與用戶進(jìn)行有效的交流，達(dá)到預(yù)期目的。納米技術(shù)的優(yōu)勢在于，在物聯(lián)網(wǎng)中變得越來越小的物體可以相互作用并連接到。在物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展中，智能技術(shù)和納米技術(shù)的應(yīng)用使更小的物體嵌入更智能，極大地增強了物聯(lián)網(wǎng)的力量。

2.3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用

智能家居系統(tǒng)將通訊技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機控制技術(shù)應(yīng)用于傳統(tǒng)的家居生活設(shè)備，對傳統(tǒng)的生活設(shè)備進(jìn)行智能化控制，實現(xiàn)對窗簾、暖通空調(diào)、視聽設(shè)備、燈光、安全防范系統(tǒng)、用電負(fù)荷的智能控制，實現(xiàn)舒適、節(jié)能、安全、智能化的效果。特別是現(xiàn)在手機的普及不僅方便了溝通交流，在手機中設(shè)置電子芯片后可以當(dāng)做遙控器應(yīng)用，對家庭電器實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。可以通過手機短信發(fā)出指令了解和設(shè)定室內(nèi)溫度，可以在回家之前通過手機指令讓熱水器預(yù)先加熱。用戶不但可以通過相應(yīng)的開關(guān)和遙控器實現(xiàn)控制，還可利用手機等移動終端實現(xiàn)對各個系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制。智能家居控制系統(tǒng)最基本的要求是使用簡單方便安全性能可靠，并且施工方便成本經(jīng)濟(jì)，是一個成熟的家用控制系統(tǒng)。

信息傳輸通道控制系統(tǒng)：住戶可以通過TCP / IP網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測和控制他們的家，該系統(tǒng)配備了一個圖形用戶界面（GUI），容易理解，任何Wi-Fi的電腦/ PDA /控制移動設(shè)備和系統(tǒng)的使用方便。該系統(tǒng)采用RS 485或RS 232連接的溫控器控制設(shè)備、空調(diào)和電視的紅外發(fā)生器連接，連接是無線照明系統(tǒng)和射頻433兆赫的安全區(qū)域的要求，通過ECP總線連接有線防盜區(qū)域，可以報警，可以控制通過PSTN或TCP / IP網(wǎng)絡(luò)。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的博物館室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng),該監(jiān)測系統(tǒng)分為兩大模塊分別為數(shù)據(jù)采集模塊和管理模塊。通過數(shù)據(jù)采集模塊監(jiān)測區(qū)域部署傳感器節(jié)點來完成溫度、濕度、光照、有毒氣體（CO2、SO2）等數(shù)據(jù)的采集，各節(jié)點以自組織方式構(gòu)成無線網(wǎng)絡(luò)。各傳感器節(jié)點收集到的信息經(jīng)匯聚節(jié)點匯聚后，通過Internet送給監(jiān)控中心進(jìn)行存儲、分析和處理，從而完成了對溫濕度等數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測。數(shù)據(jù)采集模塊由傳感器節(jié)點對環(huán)境因素進(jìn)行采集，例如溫度、相對濕度和光照等。傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點通過統(tǒng)一的路由協(xié)議將數(shù)據(jù)通過無線通信的方式發(fā)送到網(wǎng)關(guān)，由網(wǎng)關(guān)通過互聯(lián)網(wǎng)將數(shù)據(jù)發(fā)送到后臺數(shù)據(jù)中心，通過服務(wù)器呈現(xiàn)監(jiān)測到的數(shù)據(jù)，進(jìn)行階段分析，進(jìn)行展品的合理存放等等使用監(jiān)視軟件對網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域內(nèi)的參數(shù)進(jìn)行動態(tài)實時監(jiān)測.

[1]熊聰聰,暢衛(wèi)功,劉堯猛,張強.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下計算機網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)建設(shè)的探討[J].中國輕工教育,2012,04:9-11.

[2]饒瑞芳.基于WSN與M2M技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)實驗平臺的研究與實現(xiàn)[D].東華理工大學(xué),2016.

[3]張海燕,田萱.北京林業(yè)大學(xué)計算機科學(xué)與技術(shù)(物聯(lián)網(wǎng)方向)專業(yè)建設(shè)的研究與探索[J].2015,01:27-29.

Study on the application of networking technology

Gao Min
（Career Academy, Jiangsu,Nantong Jiangsu,226011）

Along with the social science and technology progress of information technology development, the Internet, computer technology, information communication technology based on IOT technology is booming, networking technology with its efficient, intelligent, convenient advantages in economic and social life in many fields are widely used.

networking; technology; development and construction; research