混合物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)及其關(guān)鍵技術(shù)研究

賀益存

摘 要：現(xiàn)階段科學(xué)技術(shù)發(fā)展，帶動基礎(chǔ)建設(shè)水平不斷提高，混合物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)受到了各界的廣泛關(guān)注。文章主要介紹了混合物聯(lián)網(wǎng)的重要作用，并且探討了混合物聯(lián)網(wǎng)的兩種系統(tǒng)架構(gòu)，為構(gòu)建更為高效的物聯(lián)網(wǎng)作出努力。文章結(jié)合當前研究成果，對混合物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)進行了分析，以供相關(guān)工作人員借鑒分析。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng);分層架構(gòu);接入方式;低功耗

0 引言

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展，重在實現(xiàn)萬物互聯(lián)，尤其是現(xiàn)階段數(shù)據(jù)的產(chǎn)生呈現(xiàn)指數(shù)增長，各行各業(yè)重視物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，進一步提升當前性能，降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的成本，更好地服務(wù)于社會發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)的起源較早，在比爾·蓋茨的著作《未來之路》中提及了物聯(lián)網(wǎng)概念，并且在接下來信息技術(shù)發(fā)展中，逐漸完善，并且初步成型。

1 混合物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的必要性

1.1 提高數(shù)據(jù)信息安全

現(xiàn)階段信息技術(shù)發(fā)展中，由于涉及的內(nèi)容較多，主要依靠大數(shù)據(jù)與頻譜資源等技術(shù)，建立起依托云智能的業(yè)務(wù)平臺，重視對生產(chǎn)生活中的數(shù)據(jù)分析，實現(xiàn)對多種數(shù)據(jù)的異構(gòu)分析與提取，從而構(gòu)建更為高效的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，降低敏感數(shù)據(jù)，提高當前數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?，滿足當前多種需求。

1.2 降低建設(shè)成本

混合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，在實際應(yīng)用階段有著重要應(yīng)用，由于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展需要耗費大量人力物力，重視對混合物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，能夠節(jié)約資源，對一些共用的系統(tǒng)進行二次開發(fā)，從而降低物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)成本。在混合物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)中，不僅需要對現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施改進，還應(yīng)該使用一些傳感器與網(wǎng)關(guān)等成熟產(chǎn)品，從而構(gòu)建高效的信息傳輸機制[1]。

1.3 提升基礎(chǔ)建設(shè)質(zhì)量

目前，我國重視對基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，從而發(fā)揮信息技術(shù)的重要作用，改善當前社會生產(chǎn)與生活，進一步提高當前建設(shè)質(zhì)量。在我國基礎(chǔ)建設(shè)中，分為專用場景于公共場景，由于兩者之間存在共通之處。因此，在發(fā)展混合物聯(lián)網(wǎng)工作中，重視兩者之間的優(yōu)勢互補，從而提高基礎(chǔ)設(shè)施質(zhì)量，發(fā)揮自身重要作用。

2 混合物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)

2.1 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

混合物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中，受限制與專用于公共網(wǎng)絡(luò)的不同標準，很多信息難以便捷傳遞，造成當前物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)存在較大的難題，不利于大數(shù)據(jù)與云計算參與當前建設(shè)。在當前混合物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)中，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的應(yīng)用，主要由網(wǎng)絡(luò)控制中心與智能分離系統(tǒng)等子系統(tǒng)構(gòu)成，將公網(wǎng)網(wǎng)關(guān)與專網(wǎng)網(wǎng)關(guān)有效結(jié)合，提高整體網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸工作質(zhì)量。在該網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，網(wǎng)絡(luò)控制中心是整體物聯(lián)網(wǎng)管理工作的核心;在實踐應(yīng)用中，網(wǎng)絡(luò)控制中心具有調(diào)度與控制等權(quán)限，從而構(gòu)建更為完善的管理體系，最大限度地發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)分離系統(tǒng)的重要作用。智能分離系統(tǒng)的應(yīng)用，體現(xiàn)了混合物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù);在使用階段，能夠?qū)Ω鞣N不同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進行有效控制，使用人工智能算法，對于影響混合物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要因素進行分析，重視動態(tài)識別技術(shù)的應(yīng)用，降低人工的參與。對于公網(wǎng)網(wǎng)關(guān)與專網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，其主要作用是執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)的接入、運行與斷開等指令[2]。

2.2 分層架構(gòu)

在現(xiàn)階段物聯(lián)網(wǎng)分層架構(gòu)發(fā)展中，需要圍繞物聯(lián)網(wǎng)的分層結(jié)構(gòu)，充分調(diào)動現(xiàn)有資源，推動混合物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。技術(shù)人員重視通信技術(shù)的應(yīng)用，發(fā)揮自身重要作用，構(gòu)建萬物互聯(lián)的物聯(lián)網(wǎng)社會。對于分層架構(gòu)的應(yīng)用，主要分為4層，分別是應(yīng)用層、平臺層、網(wǎng)絡(luò)層與感知層（見圖1）。

現(xiàn)階段混合物聯(lián)網(wǎng)可以分為有中心網(wǎng)絡(luò)與無中心網(wǎng)絡(luò)兩種方式。在使用階段，混合物聯(lián)網(wǎng)能夠構(gòu)建更為完善的數(shù)據(jù)傳輸方式，突破傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的限制，廣泛應(yīng)用于智能家居、環(huán)境監(jiān)測、電子對抗等不同領(lǐng)域，滿足當前社會發(fā)展的需求。

3 混合物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)

3.1 規(guī)范化保密措施

在信息傳輸過程中，重視對信息保密機制的應(yīng)用，便于專網(wǎng)與公網(wǎng)之間建立有效聯(lián)系，構(gòu)建更為完善的混合物聯(lián)網(wǎng)體系。為了發(fā)揮自身重要作用，有效抵御網(wǎng)絡(luò)攻擊的風險，在建設(shè)混合物聯(lián)網(wǎng)工作中，應(yīng)該規(guī)范化相關(guān)保密措施，提升當前信息傳輸機制，增強對外界攻擊的抵御能力。

例如：在現(xiàn)階段專網(wǎng)與公網(wǎng)建設(shè)中，需要重視網(wǎng)絡(luò)攻擊等一系列破壞網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的行為，尤其是現(xiàn)階段特殊部門的內(nèi)網(wǎng)，應(yīng)該建立相應(yīng)配套的安全防控系統(tǒng)，將公網(wǎng)與內(nèi)網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)進行有效隔離，關(guān)閉一些端口，從而構(gòu)建隔離設(shè)備。在公網(wǎng)與專網(wǎng)之間通信中，需要建立相應(yīng)的監(jiān)控機制，從而改善當前網(wǎng)絡(luò)傳輸體系，進一步提高當前管理工作質(zhì)量，通過一系列規(guī)范化保密機制，實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)安全的有效管理，進一步提高專網(wǎng)設(shè)備的信息傳輸與抵御外界攻擊的能力。

在混合物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)中，重視保密設(shè)施的使用，降低數(shù)據(jù)泄露的風險;同時，使用相關(guān)協(xié)議與硬件設(shè)備，對于關(guān)鍵信息進行加密，提高公網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴?/p>

3.2 高精度感知設(shè)備

物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)中，需要使用一系列傳感器設(shè)備，從而實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)動態(tài)感知作用。在現(xiàn)階段物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)中，需要整合位置感知、圖像采集與環(huán)境感知等設(shè)備，從而提高數(shù)據(jù)采集工作質(zhì)量。將這些數(shù)據(jù)通過物聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)叫畔⑻幚碇行?，建立更為高效的傳輸方式?/p>

混合物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)中，使用一些高精度感知設(shè)備，從而提高信息采集工作質(zhì)量，使用大數(shù)據(jù)分析方法，深入挖掘這些數(shù)據(jù)中蘊含的價值。在當前專用網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，重視對不同終端的采集工作，將這些數(shù)據(jù)及時傳輸?shù)街锌刂行?，便于決策人員制訂合理的規(guī)劃，完成相關(guān)部門的決策部署工作。

3.3 便捷的接入方式

在混合物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中，其中專網(wǎng)與公網(wǎng)之間存在較大的差別，尤其是部分接入方式不通用，制約了混合物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。因此，研究人員重視公網(wǎng)與專網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)傳輸，在保證數(shù)據(jù)安全的前提下，能夠?qū)崿F(xiàn)對各種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一處理。目前，我國公網(wǎng)建設(shè)主要由運營商的基礎(chǔ)設(shè)施為依托，在日常生活中，實現(xiàn)不同設(shè)備之間的連接，逐步提升當前網(wǎng)絡(luò)傳輸工作質(zhì)量。為了便利專網(wǎng)與公網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)傳輸，需要做好專網(wǎng)在全國范圍內(nèi)的接入，便于數(shù)據(jù)之間的傳輸。針對一些偏遠地區(qū)，應(yīng)該發(fā)揮專用網(wǎng)絡(luò)的作用，便于實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的接入。

現(xiàn)階段電子設(shè)備之間需要依靠網(wǎng)絡(luò)進行連接，充分發(fā)揮電子設(shè)備的功能，在發(fā)展混合物聯(lián)網(wǎng)工作中，需要技術(shù)人員重視對網(wǎng)絡(luò)接入方式的研究，從而提高整體網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用價值。

例如：在突發(fā)地質(zhì)災(zāi)害階段，會伴隨著基礎(chǔ)設(shè)施的癱瘓，針對這一現(xiàn)象，需要重視專用機動式物聯(lián)網(wǎng)接入平臺的應(yīng)用，從而提高網(wǎng)絡(luò)中繼能力，便于恢復(fù)地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域的通信設(shè)施，從而緩解受害區(qū)域居民的悲觀情緒。

現(xiàn)階段技術(shù)人員重視對接入方式的研究，在保證數(shù)據(jù)傳輸安全的前提下，使用專網(wǎng)接入公網(wǎng)或者使用公網(wǎng)接入專網(wǎng)，甚至在特殊情況下，使用專用移動接入平臺，提供中繼接入能力。

3.4 低功耗終端設(shè)備

物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展旨在萬物互聯(lián)，并且在日常生活中，能夠解決不同的信息傳輸機制，重視對終端的研發(fā)工作，能夠在一定程度上實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)的連接與信息的獲取。目前，能耗是影響終端運行的重要因素，在使用階段不再局限于設(shè)備的堆疊，還能夠降低網(wǎng)絡(luò)運輸成本，最大限度延長設(shè)備的使用壽命，能夠在物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)中發(fā)揮應(yīng)有的作用。

在發(fā)展低功耗設(shè)備階段，重視對感知層的設(shè)計，便于接收更多的信息。在整體設(shè)計階段，技術(shù)人員應(yīng)該關(guān)注3個要素，分別是安全性、消耗的功率與數(shù)據(jù)傳輸量的大小。由于物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，對于低功耗的要求較高，只有通過對技術(shù)的革新，在提高處理單元計算能力的同時，降低處理設(shè)備的能耗，才能更好地發(fā)展混合物聯(lián)網(wǎng)，適應(yīng)當前數(shù)據(jù)信息指數(shù)式增長的處理需求。由于互聯(lián)網(wǎng)的核心模板并不是簡單的堆疊，相關(guān)技術(shù)人員重視軟硬件的突破，從而提高數(shù)據(jù)處理工作質(zhì)量。

4 結(jié)語

總而言之，現(xiàn)階段混合物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中，重視對現(xiàn)有資源的調(diào)用，在保證安全性得到保證的前提下，逐步實現(xiàn)對不同異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)。尤其是相關(guān)技術(shù)人員發(fā)揮自身重要作用，重視對關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)，解決當前網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中存在的問題，建立更為高效的信息傳輸網(wǎng)絡(luò)體系，逐步實現(xiàn)萬物互聯(lián)的建設(shè)目標。

[參考文獻]

[1]沈曉峰，徐愛蓉，曹基南，等.基于物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的箱式變電站智能監(jiān)測系統(tǒng)[J].電氣技術(shù)，2020（9）：27-32.

[2]高陽，李天豪，王寧，等.基于物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的智能變電站數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)設(shè)計[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2020（8）：71-73.

（編輯 姚 鑫）