淺析物聯(lián)網(wǎng)中的信息交互技術(shù)

【摘要】物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用可以分為三層：感知層，主要實(shí)現(xiàn)標(biāo)識(shí)、識(shí)別功能。其中，采用射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)、NFC技術(shù)實(shí)現(xiàn)物體的標(biāo)識(shí)功能，采用傳感器技術(shù)實(shí)現(xiàn)物體的識(shí)別、感知功能。傳輸層，主要實(shí)現(xiàn)信息的傳輸，采用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。其中，感知識(shí)別是一個(gè)基礎(chǔ)，網(wǎng)絡(luò)傳輸是一個(gè)平臺(tái)，是一個(gè)支撐，智能應(yīng)用是一個(gè)標(biāo)志和體現(xiàn)。

【關(guān)鍵詞】數(shù)據(jù)感知；數(shù)據(jù)壓縮；數(shù)據(jù)傳輸；人機(jī)交互；萬(wàn)物互聯(lián)；智能家居

一、信息交互的準(zhǔn)備

（一）信息感知

物聯(lián)網(wǎng)中的信息感知主要通過(guò)傳感器完成，而傳感網(wǎng)技術(shù)的開(kāi)發(fā)和市場(chǎng)的拓展中，其中非常關(guān)鍵的技術(shù)之一是RFID技術(shù)。實(shí)質(zhì)是利用RFID技術(shù)結(jié)合已有的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、中間件技術(shù)等，構(gòu)筑一個(gè)由大量聯(lián)網(wǎng)的閱讀器和無(wú)數(shù)移動(dòng)的標(biāo)簽，組成比互聯(lián)網(wǎng)更為龐大的物聯(lián)網(wǎng)，因此RFID技術(shù)成為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的排頭兵。

（二）數(shù)據(jù)處理

（1）數(shù)據(jù)清洗。數(shù)據(jù)清洗就是指對(duì)獲取的感知數(shù)據(jù)進(jìn)行離群值判斷和清洗，保存有效數(shù)據(jù)，并估計(jì)缺失數(shù)據(jù)，繼而獲得完整的數(shù)據(jù)。其中對(duì)于數(shù)據(jù)的清洗和離群值判斷主要是指通過(guò)離群值模型的建立，對(duì)一些存有誤差的數(shù)據(jù)進(jìn)行剔除。此外為進(jìn)一步確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，還應(yīng)采用概率理論對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的局部網(wǎng)絡(luò)和感知節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，并且還應(yīng)對(duì)沒(méi)有完成感知的數(shù)據(jù)進(jìn)行仔細(xì)的清洗與篩選。

（2）數(shù)據(jù)壓縮。數(shù)據(jù)壓縮指的是，因?yàn)檎麄€(gè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^(guò)程是非常復(fù)雜的，由于各種用戶存在不同的信息需求，這就造成信息復(fù)雜多變，從而形成了巨大的數(shù)據(jù)庫(kù)，但是現(xiàn)在的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)不能夠承載浩大的信息量，要想保證信息有效傳遞，只能進(jìn)行信息壓縮，從而為數(shù)據(jù)庫(kù)騰出多余空間來(lái)接納其他信息，因此數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)被應(yīng)用到物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中。

（3）數(shù)據(jù)融合。數(shù)據(jù)融合技術(shù)就是將來(lái)自不同端點(diǎn)的信息進(jìn)行整合，之后篩選出有效信息的過(guò)程，這是在數(shù)據(jù)清理技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行的數(shù)據(jù)再篩選，使得最終接收到的信息最簡(jiǎn)潔也最準(zhǔn)確，目的就是減少物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)在信息處理階段帶來(lái)的傳輸壓力。數(shù)據(jù)融合技術(shù)主要包括數(shù)據(jù)層融合、特征層融合和決策層融合，所謂數(shù)據(jù)融合層技術(shù)就是對(duì)來(lái)自不同端點(diǎn)的信息，根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，從而將沒(méi)用的信息刪除，數(shù)據(jù)特征層和決策層主要進(jìn)行信息的整合。

（二）數(shù)據(jù)傳輸

（1）以太網(wǎng)/寬帶。以太網(wǎng)和寬帶網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的主要接入形式，也是物聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)闹饕ㄓ嵼d體。在物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中，有以太網(wǎng)或?qū)拵Ы尤霔l件的固定終端應(yīng)用時(shí)，可以通過(guò)終端上的以太網(wǎng)接口接入到網(wǎng)絡(luò)，這種網(wǎng)絡(luò)，繼承了以太網(wǎng)和寬帶的大數(shù)據(jù)量和低延遲的特點(diǎn)，可以用于傳輸大數(shù)據(jù)量的文件信息和流媒體信息。

（2）GPRS/CDMA/3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。作為移動(dòng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，GPRS/CDMA/TD等將成為未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)中主要的移動(dòng)通訊載體，因其具有無(wú)布線、易布置、可流動(dòng)情況下工作的特點(diǎn)，將被大量應(yīng)用在需要移動(dòng)傳輸數(shù)據(jù)和不利于布線布網(wǎng)的野外場(chǎng)合。

（3）WLAN無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。WLAN無(wú)線網(wǎng)絡(luò)是以太網(wǎng)、寬帶網(wǎng)的末端延伸，屬于區(qū)域內(nèi)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，他兼有以太網(wǎng)、寬帶網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)，又具備GPRS/CDMA/TD等網(wǎng)絡(luò)的部分無(wú)線功能，在無(wú)線聯(lián)網(wǎng)中發(fā)揮重要作用。但WLAN無(wú)線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的范圍，即受限與無(wú)線路由的信號(hào)范圍，又受限于以太網(wǎng)、寬帶網(wǎng)的接入。因此，一般應(yīng)用在寬帶接入的末端不適宜布線的場(chǎng)合，并作為以太網(wǎng)、寬帶網(wǎng)的重要補(bǔ)充。

二、信息交互的對(duì)象

（一）人機(jī)交互

物聯(lián)網(wǎng)是軟件、硬件和數(shù)據(jù)結(jié)合的一個(gè)中心點(diǎn)，將來(lái)人們擁有的每一件設(shè)備，都將實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)集收集行動(dòng)和身體狀況的數(shù)據(jù)，包括但不限于日常生活中你的習(xí)性、偏好、需求。當(dāng)這些數(shù)據(jù)被整合到一起，一個(gè)符合人們自身簡(jiǎn)要屬性和狀態(tài)的虛擬人格就可以被描摹出來(lái)，從而提前預(yù)知人們的需求。

通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)，用戶將會(huì)對(duì)自己的身體狀況、行動(dòng)以及周?chē)沫h(huán)境有著更清晰的認(rèn)知，同時(shí)也能夠在所需之時(shí)采取積極的措施。因此，“場(chǎng)景化連接的我”將存在于移動(dòng)場(chǎng)景或智能家居場(chǎng)景之中。

（二）萬(wàn)物互聯(lián)

物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，成萬(wàn)上億計(jì)的傳感器被嵌入到現(xiàn)實(shí)世界的各種設(shè)備中，如移動(dòng)終端、智能電表、大樓和各工業(yè)機(jī)器等等，無(wú)處不在的傳感器將搜集地球上的各種數(shù)據(jù)，如何將數(shù)據(jù)厘清，挖掘出價(jià)值尤為重要。為獲取數(shù)據(jù)，2013年，全球許多國(guó)家開(kāi)始提出“萬(wàn)億傳感器”的口號(hào)，旨在推動(dòng)社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施和公共服務(wù)中每年使用1萬(wàn)億個(gè)傳感器，可以預(yù)見(jiàn)，在不久的將來(lái)，我們身邊將到處布滿傳感器，再把大量傳感器采集的數(shù)據(jù)與開(kāi)放數(shù)據(jù)等組合，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)和M2M進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，就會(huì)產(chǎn)生價(jià)值更高的數(shù)據(jù)。

三、信息交互技術(shù)的應(yīng)用舉例

智能家居通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將家中的各種設(shè)備（如音視頻設(shè)備、照明系統(tǒng)、窗簾控制、空調(diào)控制、安防系統(tǒng)、數(shù)字影院系統(tǒng)、影音服務(wù)器、影柜系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)家電等）連接到一起，提供家電控制、照明控制、電話遠(yuǎn)程控制、室內(nèi)外遙控、防盜報(bào)警、環(huán)境監(jiān)測(cè)、暖通控制、紅外轉(zhuǎn)發(fā)以及可編程定時(shí)控制等多種功能和手段。與普通家居相比，智能家居不僅具有傳統(tǒng)的居住功能，兼?zhèn)浣ㄖ?、網(wǎng)絡(luò)通信、信息家電、設(shè)備自動(dòng)化，提供全方位的信息交互功能，甚至為各種能源費(fèi)用節(jié)約資金。

參考文獻(xiàn)

[1]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.

[2]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.

作者簡(jiǎn)介：趙昆（1983.04—），男，漢族，湖北襄陽(yáng)人，本科，助講，研究方向：計(jì)算機(jī)方面教學(xué)。