關于物聯(lián)網(wǎng)的體系結構和相關技術分析

摘 要：21世紀是一個以信息技術為主的時代，將網(wǎng)絡信息技術運用到生活和工作的各個方面是時代發(fā)展的主流。本文就物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)背景入手，分析了物聯(lián)網(wǎng)體系的結構，從感知層、傳輸層、支撐層等方面探討了物聯(lián)網(wǎng)的技術問題，以期為構建一套完整的物聯(lián)網(wǎng)技術體系提供一些建議。

關鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)體；體系結構；技術分析；系統(tǒng)架構

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.22.137

物聯(lián)網(wǎng)是指將人們生活和工作所涉及的網(wǎng)絡信息通過系統(tǒng)有效地收集、處理、整合的一套物理系統(tǒng)過程，是一種網(wǎng)絡信息技術背景下的發(fā)展趨勢。物聯(lián)網(wǎng)以其結構和技術的系統(tǒng)化優(yōu)勢成為當今網(wǎng)絡時代的發(fā)展方向，是學術界、媒體界關注的焦點。目前，我國的物聯(lián)網(wǎng)還不夠成熟，相關技術和體系還不夠完善，處于一個初級發(fā)展階段。因此，構建一個完整、有效、安全的物聯(lián)網(wǎng)體系結構是當今社會發(fā)展的需求和目標。

1 物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)背景

隨著科技的飛躍發(fā)展和信息網(wǎng)絡技術教育的普及，政府對物聯(lián)網(wǎng)的技術研究越來越受到重視，人們關注的焦點逐漸轉移到物聯(lián)網(wǎng)上。據(jù)有關調查報告顯示，2013年在谷歌查詢出將近1000多萬條有關于物聯(lián)網(wǎng)的關鍵搜索，百度將近1200多萬條，由此可見物聯(lián)網(wǎng)對社會的影響是非常大的。物聯(lián)網(wǎng)的體系結構和相關技術分析是國內國外的學術界當前研究的首要任務，要在國家?guī)酉聦ξ锫?lián)網(wǎng)進行方向指引，在科學的依據(jù)下對物聯(lián)網(wǎng)進行開發(fā)技術研究，將物聯(lián)網(wǎng)的體系結構完善健全，促使物聯(lián)網(wǎng)技術更加成熟。

2 物聯(lián)網(wǎng)體系結構分析

由于物聯(lián)網(wǎng)技術在現(xiàn)階段還不夠成熟，處于發(fā)展的萌芽階段，關于物聯(lián)網(wǎng)的體系結構和技術分析的理論較多。從物聯(lián)網(wǎng)的概念中可以明確物聯(lián)網(wǎng)的總體特征，物聯(lián)網(wǎng)是一個實現(xiàn)物品與物品之間互聯(lián)的萬維網(wǎng)。這個萬維網(wǎng)是一個集用戶、系統(tǒng)化管理、信息處理、服務面向面等全方位為一體的管理體統(tǒng)中心。物聯(lián)網(wǎng)還有一個特征就是物聯(lián)網(wǎng)的自主體系可以在無線網(wǎng)絡下運行，自主件是自主體系中的核心技術，其運行流程具體表現(xiàn)在通過自主體系終端將自主件自行輸入到中間節(jié)點，在中間節(jié)點，自主件在系統(tǒng)中完成物聯(lián)網(wǎng)自主通信和自主服務，最后在自主件終端下的一端層次完成網(wǎng)絡控制面任務。通信系統(tǒng)的一個最明顯特征就是實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的可進化性。其中，物聯(lián)網(wǎng)自主體系結構包含多層面，如圖1所示。自主體系中的管理面、知識面、控制面和數(shù)據(jù)面之間是一個相輔相成的關系。管理面在自主體系中起到一個掌控、協(xié)調、指導作用。知識面為整個自主體系提供基礎性的知識，是自主體系的基礎保障?？刂泼嫫鸬揭粋€傳輸功能，將知識、數(shù)據(jù)篩選、優(yōu)化，為自主自主體系提供可靠有用的信息。數(shù)據(jù)面主要負責將知識、數(shù)據(jù)進行分組，并將知識、數(shù)據(jù)傳遞到管理面。以上就是自主體系結構的完整系統(tǒng)，為物聯(lián)網(wǎng)體系結構的完善提供了重要的理論分析信息。

3 物聯(lián)網(wǎng)相關技術分析

通過物聯(lián)網(wǎng)體系結構的分析可以得出，物聯(lián)網(wǎng)是一個多樣性、復雜性、層次性、系統(tǒng)化的技術結構，因此對物聯(lián)網(wǎng)的技術分析主要從以下三個層面進行研究和分析。

3.1 感知層

感知層是一個將物理屬性、地理感知、外界狀態(tài)、空間范疇等方面進行針對性識別及定位的感知系統(tǒng)，其特征是信息量大，需要感知層感知和識別。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡感知系統(tǒng)是無線多媒體傳感網(wǎng)絡系統(tǒng)，無線多媒體傳感網(wǎng)絡系統(tǒng)最大的弊端就是無法及時采集和識別數(shù)據(jù)，因此不能滿足現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)體系對知識、數(shù)據(jù)的準確性和及時性。目前，國外和國內對有關于感知層的技術設備研發(fā)還比較落后，無法滿足現(xiàn)代社會對物聯(lián)網(wǎng)體系結構的空間功能所需，因此需要科學家們研發(fā)新興的無線多媒體傳感網(wǎng)絡系統(tǒng)，并將這種系統(tǒng)運到物聯(lián)網(wǎng)的感知層中，為完善科學、安全、全面性的物聯(lián)網(wǎng)信息傳遞感知層提供技術保障。

3.2 傳輸層

傳輸層是在感知層對信息處理和傳遞的基礎上對信息進行深入分析和儲存功能。但是傳輸層不能單獨使用，必須依靠基礎網(wǎng)絡設施將信息傳遞出去。比如，如果感知層將數(shù)據(jù)進行初步處理后需要儲存在傳輸層的話，傳輸層就會在內部建立一個信息儲存卡，一旦有信息從其他層面?zhèn)魅耄畔⒖ň蜁詣訉⑿畔⒋鎯?。傳輸層會在信息卡里對信息進行進一步篩選，為物聯(lián)網(wǎng)體系結構提供精確、有效的信息。傳輸層的主要功能就是對數(shù)據(jù)信息的傳輸、文字圖片信息的存儲等，這種功能不能單獨作為一種技術存在。目前，科學家們在傳輸層采用的網(wǎng)絡技術設備是接入物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關、接入移動通信網(wǎng)網(wǎng)關的硬件設備，這些設備的主要優(yōu)勢是具有較強的硬件掌控能力，能夠滿足傳輸層對硬件設備設計復雜性的要求。

3.3 支撐層

對大量信息進行有效整合是支撐層的主要任務，是一個為高端網(wǎng)絡管理一體化、規(guī)?；盏母咝脚_。為構建一個高效、可靠的網(wǎng)絡計算結構提供技術支撐。支撐層的信息整合功能在實際生活好工作中運用比較廣，比如云計算機設備和海量網(wǎng)絡存儲設備。云計算機設備不僅可以滿足支撐層對大量的復雜數(shù)據(jù)信息進行飛速處理計算，并在計算過程中對數(shù)據(jù)信息進行全方位的挖掘、智能化的管理、針對性的存儲。還可以將物品與物品、物品與人、人與人之間的信息在智能化管理中實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)結構分析、信息歸納和整合的有效管理?？傊?，支撐層需要高端技術設備的研發(fā)和運用，才能夠滿足信息海量化的要求?，F(xiàn)階段國內國外有關于支撐層的技術設備有除了云計算機設備和海量網(wǎng)絡存儲設備之外，還有大型計算機群，這些設備都為物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)信息歸納和整合提供了可靠的技術保證。

4 結束語

國家經濟的發(fā)展和社會的進步需要物聯(lián)網(wǎng)體系結構的建立和完善，是時代發(fā)展的潮流。物聯(lián)網(wǎng)體系的構建和完善需要國家和學術界的共同努力，加大對物聯(lián)網(wǎng)的資金投入和科技投入力度，對物聯(lián)網(wǎng)的體系結構和技術進行有效地分析，將實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的信息歸納和整合作為發(fā)展目標，從而促進物聯(lián)網(wǎng)技術的快速發(fā)展。

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