移動(dòng)通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用研究

葉惠春

【摘 要】物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要趨勢(shì)，被世界各國(guó)當(dāng)作產(chǎn)業(yè)升級(jí)、振興經(jīng)濟(jì)以及尋求信息化技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng)域。我國(guó)已經(jīng)將其列入戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的重要部分。而移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)作為一種能夠無(wú)縫連接全面覆蓋的網(wǎng)絡(luò)，可以為物聯(lián)網(wǎng)的推廣應(yīng)用提供平臺(tái)基礎(chǔ)。本文通過(guò)介紹物聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)通行技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r，論述移動(dòng)通行網(wǎng)路在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展和應(yīng)用中的實(shí)際作用以及未來(lái)發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】移動(dòng)通信技術(shù)；物聯(lián)網(wǎng)；應(yīng)用研究

【中圖分類號(hào)】 F49【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【文章編號(hào)】1672-5158（2013）02-0142-01

近年來(lái)，在黨和國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人大力倡導(dǎo)下，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展強(qiáng)勁中央在“十二五”規(guī)劃建議中明確提出來(lái)要推行物聯(lián)網(wǎng)的研發(fā)和應(yīng)用。2010年3月，溫家寶同志在《政府工作報(bào)告》中，將“加快物聯(lián)網(wǎng)的研發(fā)應(yīng)用”明確納入重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)振興，代表著我國(guó)的物聯(lián)網(wǎng)“感知中國(guó)”已經(jīng)成為國(guó)家信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略。隨著物聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用，人們的日常工作生活正在悄然發(fā)生著變化。而移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)作為我國(guó)乃至全世界覆蓋范圍最為廣泛地信息傳輸網(wǎng)絡(luò)，為物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展應(yīng)用提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。如何推動(dòng)移通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用是時(shí)下業(yè)界最熱門且意義深遠(yuǎn)的話題。

1 物聯(lián)網(wǎng)大潮涌動(dòng)

1.1 物聯(lián)網(wǎng)的概念和發(fā)展

1.1.1 物聯(lián)網(wǎng)的基本概念

早在1995 年，比爾·蓋茨先生就其著作《未來(lái)之路》中，首次提出“物-物” 相聯(lián)的雛形。1999 年美國(guó)麻省理工學(xué)院（MIT）Auto-ID 中心提出了物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things）的概念。 在2005年的國(guó)際電信聯(lián)盟（ ITU）發(fā)布的相關(guān)報(bào)告中， 對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的概念進(jìn)行了擴(kuò)充。物聯(lián)網(wǎng)，顧名思義就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，是采用指射頻識(shí)別（RFID）裝置、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，采集相關(guān)信息并將信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換后連接進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)，以實(shí)現(xiàn)信息的相互和遠(yuǎn)距離傳輸， 最終實(shí)現(xiàn)實(shí)物系統(tǒng)一定程度的自我智能管理， 以及人們對(duì)物品和過(guò)程的智能化感知、定位、監(jiān)控和管理的一種互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。

1.1.2 物聯(lián)網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)

物聯(lián)網(wǎng)有著復(fù)雜的構(gòu)架，但是從基本結(jié)構(gòu)上來(lái)可被分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層三層。

⑴感知層。所謂感知層就是指信息感知層面，這是位于物聯(lián)網(wǎng)的最底層， 是物聯(lián)網(wǎng)中直接接觸各種物體的部分。感知層就像是人的鼻眼耳等直接感知器官，感知層由種不同的傳感器和相應(yīng)的控制器組成，包括射頻識(shí)別（RFID）裝置、紅外感應(yīng)器、二維碼技術(shù)等多種感知設(shè)備和感知技術(shù)。

⑵網(wǎng)絡(luò)層。所謂網(wǎng)絡(luò)層就是指網(wǎng)絡(luò)傳輸層，這是物聯(lián)網(wǎng)的中間層，網(wǎng)絡(luò)層猶如猶如人的大腦和中樞神經(jīng)，感知層一旦獲取信息，網(wǎng)絡(luò)層就負(fù)責(zé)傳遞。網(wǎng)絡(luò)層主要負(fù)責(zé)將各信息感知和控制節(jié)點(diǎn)互聯(lián)成網(wǎng)， 以實(shí)現(xiàn)信息傳輸管理和信息安全管理， 并為上層信息的應(yīng)用提供相應(yīng)的信息資源。

⑶應(yīng)用層。所謂應(yīng)用層是信息應(yīng)用層，這是物聯(lián)網(wǎng)的最高層次，主要是實(shí)現(xiàn)對(duì)聯(lián)網(wǎng)物體的定位、監(jiān)控以及管理功能。應(yīng)用層構(gòu)成了人們和物聯(lián)網(wǎng)的相互接口， 能夠針對(duì)不同應(yīng)用需求，提供相應(yīng)的管理及運(yùn)行平臺(tái)，相關(guān)人員可查看相關(guān)物品信息， 并對(duì)其進(jìn)行定位及發(fā)出監(jiān)控指令，實(shí)現(xiàn)更加準(zhǔn)確和更加精細(xì)的智能化信息管理。

1.1.3 物聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn)

物聯(lián)網(wǎng)作為新興的網(wǎng)絡(luò)模式，和互聯(lián)網(wǎng)有著不同的特點(diǎn)，物聯(lián)網(wǎng)擁有很好的延展性，它的觸角可以伸向國(guó)民經(jīng)濟(jì)的任何角落，全面滲透于人類生活的方方面面，最終實(shí)現(xiàn)“無(wú)所不在的物物相連”。

首先，物聯(lián)網(wǎng)是各種感知技術(shù)的集中和廣泛應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)的感知層需要部署海量的多種類型傳感設(shè)備，每個(gè)傳感設(shè)備都是一個(gè)獨(dú)立的信息源，它們感知事物的方方面面。傳感器獲得的數(shù)據(jù)具有實(shí)時(shí)性，物聯(lián)網(wǎng)可以完成相應(yīng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及反饋控制操作。

其次，物聯(lián)網(wǎng)具有多樣化和包容性的特點(diǎn)。物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用涉及多種技術(shù)領(lǐng)域，事關(guān)整個(gè)信息產(chǎn)業(yè)升級(jí)。它涉及通信、網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)等多種技術(shù)領(lǐng)域。因此其提供的相應(yīng)應(yīng)用和服務(wù)形態(tài)可以實(shí)現(xiàn)多種組合的可能。物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用有可能需要通過(guò)多個(gè)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)連接，具備強(qiáng)大包容性。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用可將眾多行業(yè)及領(lǐng)域整合在一起，形成具有強(qiáng)大功能的技術(shù)架構(gòu)，因此，物聯(lián)網(wǎng)也為眾多行業(yè)及企業(yè)提供了巨大的市場(chǎng)和無(wú)限機(jī)會(huì)。

再次，物聯(lián)網(wǎng)具有智能處理的能力，能夠?qū)ξ矬w實(shí)施智能控制。物聯(lián)網(wǎng)可以讓傳感器和智能處理相結(jié)合，總感知到獲取，再到發(fā)出管理指令，實(shí)現(xiàn)智能化處理。

2.移動(dòng)通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用

由于物聯(lián)網(wǎng)是建立在多種網(wǎng)絡(luò)融合的基礎(chǔ)之上的，它的信息節(jié)點(diǎn)具有廣泛性和移動(dòng)性的特點(diǎn)，這就決定而來(lái)它可以講無(wú)線通信技術(shù)作為主要的聯(lián)網(wǎng)技術(shù)之一。近幾年來(lái)，中國(guó)的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)不斷升級(jí)發(fā)展，第三代移動(dòng)通信已經(jīng)基本普及，4G網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)開始應(yīng)用。移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展和移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的升級(jí)為物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)必將在物聯(lián)網(wǎng)的組網(wǎng)中得到廣泛地應(yīng)用。

2.1 移動(dòng)通信系統(tǒng)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用方式

移動(dòng)通信系統(tǒng)一般由移動(dòng)終端、傳輸網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)管理維護(hù)等部分組成， 因此移動(dòng)通信在物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用主要包括以下幾個(gè)方面：

2.1.1 移動(dòng)通信系統(tǒng)的移動(dòng)終端具有網(wǎng)絡(luò)信息節(jié)點(diǎn)移動(dòng)并實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地的通信，與物聯(lián)網(wǎng)的感知終端有著共通性，移動(dòng)通信終端完全可以成為物聯(lián)網(wǎng)信息節(jié)點(diǎn)終端的通信部件。

2.1.2 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)具有成熟的技術(shù)，廣泛地覆蓋面，可以作為物聯(lián)網(wǎng)的信息傳輸網(wǎng)絡(luò)使用。

2.1.3 移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)管理維護(hù)平臺(tái)具有成熟的管理和維護(hù)功能，可確保傳輸安全和信息安全。物聯(lián)網(wǎng)可以使用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)以實(shí)現(xiàn)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)管理維護(hù)功能。

2.2 移動(dòng)通信應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)的改進(jìn)思路

雖然移動(dòng)通行網(wǎng)絡(luò)可以承載物聯(lián)網(wǎng)，但是如果要實(shí)現(xiàn)其在物聯(lián)網(wǎng)中的廣泛支持和應(yīng)用，仍然需要進(jìn)行不斷改進(jìn)。因?yàn)橐苿?dòng)通信網(wǎng)絡(luò)作為電信網(wǎng)絡(luò)，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是從實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音對(duì)話開始的，雖然3G和4G網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)架增加數(shù)據(jù)通信功能，但是仍然不能滿足物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用要求，因此，根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用要求，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)仍然需要進(jìn)行很多的改進(jìn)，改進(jìn)的思路主要從以下幾點(diǎn)完成：

2.2.1 移動(dòng)終端需要進(jìn)行改進(jìn)。我們現(xiàn)有的移動(dòng)終端的只具備了語(yǔ)音和數(shù)據(jù)通信功能，而物聯(lián)網(wǎng)卻要求終端需要強(qiáng)大的信息感知能力和控制能力，所以移動(dòng)終端并不能滿足物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用要求。所以我們必須在現(xiàn)有的移動(dòng)終端中加入相關(guān)的感知和控制元件，使其動(dòng)起來(lái)，更加智慧。

2.2.2 移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)需要進(jìn)行改進(jìn)。我們現(xiàn)有的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)雖然技術(shù)成熟，網(wǎng)絡(luò)覆蓋面廣，但是仍然有繼續(xù)普及的必要，要讓網(wǎng)絡(luò)覆蓋到任何一個(gè)角落，方能適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)的要求。我們要讓網(wǎng)絡(luò)覆蓋到農(nóng)民的在深山里的一片菜園，才能讓大城市的人們能看到它們的生長(zhǎng)狀況。

2.2.3 移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)管理需要進(jìn)行改進(jìn)。我們現(xiàn)有的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)管理雖然運(yùn)行穩(wěn)定而且成熟，但是也遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法滿足物聯(lián)網(wǎng)的要求，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)管理是基于移動(dòng)業(yè)務(wù)的，而物聯(lián)網(wǎng)則涉及方方面面，因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)對(duì)信息傳輸?shù)倪\(yùn)行效率、安全性和可靠性要求都非常高。

2.3 移動(dòng)通信在物聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用的現(xiàn)狀與展望

近幾年來(lái)，隨著移動(dòng)通行網(wǎng)絡(luò)的升級(jí)和物聯(lián)網(wǎng)的加速推進(jìn)，移動(dòng)通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用已經(jīng)開始。但是，這些應(yīng)用主要局限于一些特定的行業(yè)之中，沒有真正地普及到人們的工作生活當(dāng)中，我們?nèi)孕枰獮橹粩嗯?，我們需要抓緊出臺(tái)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)以實(shí)現(xiàn)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的規(guī)范與引導(dǎo)，我們更需要不斷地創(chuàng)新，加速物聯(lián)網(wǎng)在人們?nèi)粘Ｉ钪械钠占?，加速移?dòng)技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的實(shí)際應(yīng)用，讓人們認(rèn)識(shí)物聯(lián)網(wǎng)，并應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)。我們相信，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技系統(tǒng)必定為物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，我們也相信物聯(lián)網(wǎng)也必定能給人們帶來(lái)一個(gè)更加智能更加美好的現(xiàn)代化生活。

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