解析物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)與技術(shù)核心

【摘要】 物聯(lián)網(wǎng)是基于網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)的智能管理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了人與物、物與物之間的更高層對話，使網(wǎng)內(nèi)的物品相關(guān)信息的收集、傳輸、交流等達(dá)到了空前的智能狀態(tài)，此前，這一技術(shù)已被廣泛的應(yīng)用到家居、物流等領(lǐng)域，顯著的提高了人們的生活水平和生活質(zhì)量，使人對環(huán)境和物品的控制更加方便、快速、簡潔。本文通過分析物流網(wǎng)的三個層次，并結(jié)合射頻識別系統(tǒng)、信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等對其體系結(jié)果和技術(shù)應(yīng)用做了全面的分析、說明，以促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)帶給人們更智能的生活享受。

【關(guān)鍵詞】 物聯(lián)網(wǎng) 體系結(jié)構(gòu) 技術(shù)核心

物聯(lián)網(wǎng)我們可以簡單的認(rèn)為它是物物相聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)，對其更加深入的理解就是它是一項(xiàng)使物品智能化聯(lián)系起來的技術(shù)手段，總之，它一項(xiàng)賦予物品“身份”并能結(jié)合物品身份收集相關(guān)資料，在相應(yīng)平臺上為管理者提供更加可靠、即時(shí)的反映物品信息，使管理者的操作有更加科學(xué)、可靠的依據(jù)。同時(shí)實(shí)現(xiàn)了物品控制與網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合，是遠(yuǎn)程遙控成為隨時(shí)隨地的一種簡便行為，豐富了人類生活的同時(shí)，為人類提供了更多的智能服務(wù)和智能選擇，目前，該技術(shù)已成為我國核心發(fā)展的科學(xué)技術(shù)之一，將推動我國科技、經(jīng)濟(jì)和大眾生活水平的更快速發(fā)展。

一、物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和應(yīng)用

1、物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。上世紀(jì)末，人們提出了將所有商品連接起來的暢想，并開始付諸于實(shí)施，這就是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的雛形，人們利用射頻識別、信息傳感設(shè)備等技術(shù)手段，給物品貼上一個特殊的“標(biāo)簽”通過對“標(biāo)簽”的智能化識別，實(shí)現(xiàn)對物品的遠(yuǎn)距離遙控管理。2005年，是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的一個轉(zhuǎn)折，在提出創(chuàng)建無所不在的“物聯(lián)網(wǎng)”通信時(shí)代的同時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)的概念得到了迅速的推廣和應(yīng)用。結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)主要表現(xiàn)出以下幾個特點(diǎn)，第一，物聯(lián)網(wǎng)是一個信息交換的合作平臺，在這個平臺上，管理者、經(jīng)營者、研究者實(shí)現(xiàn)了對各種信息的共享、交換等行為，拉近了人與人、人與物的距離，使人的生活變得更加方便、快捷。第二，物聯(lián)網(wǎng)還處于正起步階段，廣大人民尚未形成普遍的消費(fèi)模式，當(dāng)前的物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展還處于探究、嘗試階段，并未得到廣泛的推廣和應(yīng)用。第三，人們對“物聯(lián)網(wǎng)”的概念還很模糊，只簡單的將其看成網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展和延伸，對于物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的真實(shí)意義還不太清楚，對于身邊的基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能系統(tǒng)還不能形成統(tǒng)一的、正確的認(rèn)識，對于其未來的發(fā)展更是茫然。第四，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展有一個美好的前景，在不久的將來物聯(lián)網(wǎng)會滲透到人們生活的每一個角落，為我們的生活提供更全面的便捷、安全、智能的服務(wù)。

2、結(jié)合實(shí)例探討物聯(lián)網(wǎng)的存在狀態(tài)。物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)質(zhì)就是給物品裝上“大腦”，讓其有思考功能，在一些特定的環(huán)境、條件下通過internet、廣播電視網(wǎng)等給相關(guān)者提出警告或建議等。例如將鞋子與物聯(lián)網(wǎng)連接，穿鞋者的舉動就能一目了然，屏幕會顯示穿鞋者的位置，如遇到電池量低或穿鞋者走出制定區(qū)域，鞋子會自動發(fā)送文本信息，這一技術(shù)可應(yīng)用到老年癡呆患者人群中。由上可見，第一，連接在物聯(lián)網(wǎng)上的物品，必須有信息接受和發(fā)送的某些裝置，例如通過傳感器、二維碼等將物品的狀態(tài)信息、周圍環(huán)境信息等進(jìn)行編輯和發(fā)送。換而言之，就是每一個接入物聯(lián)網(wǎng)的物品都有其無限控制模塊，通過該模塊的應(yīng)用，發(fā)布信息、傳輸指令。第二，物聯(lián)網(wǎng)需要一定的網(wǎng)絡(luò)支持，才能確保信息的傳輸和交流。例如，智能家居中，通過計(jì)算機(jī)平臺控制洗衣機(jī)、空調(diào)、熱水器等家電，需要通過互聯(lián)網(wǎng)或手機(jī)網(wǎng)絡(luò)的支持才能實(shí)現(xiàn)。第三，物聯(lián)網(wǎng)需要輸出、輸入控制終端的支持，例如電腦、手機(jī)等等，進(jìn)行終端行為，實(shí)現(xiàn)人對物聯(lián)網(wǎng)的利用。例如，智能家居中，將無線的控制模塊嵌入傳統(tǒng)的開關(guān)和插座，再將其與網(wǎng)絡(luò)相連，在此情況下并不能實(shí)現(xiàn)對空調(diào)、電視、熱水器等家用電器的控制，還需要接入一個控制界面，用以實(shí)現(xiàn)對物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)物體的控制，達(dá)到只要有網(wǎng)絡(luò)，任何時(shí)候、任何地點(diǎn)都可以遙控物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)的物品。

3、物聯(lián)網(wǎng)的需求分析。在物聯(lián)網(wǎng)形成中，需要具備三個能力，即物聯(lián)網(wǎng)的三個層次，第一，具有感知能力的感知層，就是對空間環(huán)境、物品狀態(tài)等的全面感知，相當(dāng)于人的聽覺、視覺等感官，這一能力通常通過傳感器、二維碼、嵌如晶片等實(shí)現(xiàn)，用于收集物體信息、用戶位置、物體周圍環(huán)境信息等，是物聯(lián)網(wǎng)形成的基礎(chǔ)。第二，具有可靠傳遞能力的網(wǎng)絡(luò)層，物聯(lián)網(wǎng)這一能力的體現(xiàn)需要借助互聯(lián)網(wǎng)、移動通信網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，主要用于數(shù)據(jù)的傳輸與交換。這一層次相當(dāng)人的神經(jīng)系統(tǒng)，將感知到的信息傳入大腦，再由大腦做出決策。第三，具有智能處理的應(yīng)用層，這一層次將物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的效益充分的顯示出來，使人們直觀的看到物聯(lián)網(wǎng)的方便、快捷、智能等，也被稱為輸出、輸入控制終端，通過遠(yuǎn)程遙控實(shí)現(xiàn)對物聯(lián)網(wǎng)上物品的控制、應(yīng)用，以體現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的高效率、智能化。可見其實(shí)質(zhì)是結(jié)合人的行為，通過對信息的分析、判斷，大腦發(fā)出指令，執(zhí)行后所呈現(xiàn)的后果?？傊锫?lián)網(wǎng)是未來消防的主流趨勢，其技術(shù)已走在市場需求前面，其發(fā)展只是個時(shí)間問題。

4、物聯(lián)網(wǎng)的未來發(fā)展。在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，將自己需要購物的清單發(fā)到商店，當(dāng)你走進(jìn)商店時(shí)，會領(lǐng)到一個標(biāo)簽，這個標(biāo)簽就像一個專職的服務(wù)人員，將你引領(lǐng)到你需要的商品位置，而無需你在貨架前徘徊、尋找；將冰箱與物聯(lián)網(wǎng)相連，冰箱里的食物、飲料等就會受到監(jiān)控，如有食物即將過期就物聯(lián)網(wǎng)接點(diǎn)就會生成文本信息通過網(wǎng)絡(luò)對你進(jìn)行提示，如有缺少商品就會在你去超市時(shí)對你進(jìn)行提示，方便了你的購物和選擇；當(dāng)你走進(jìn)服裝店時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)會依據(jù)你的身高、喜好等顯示適合你的促銷信息，是你快速、準(zhǔn)確、滿意的達(dá)到購物目的。總之，物聯(lián)網(wǎng)方便了人們的生活，為人類提供了便捷、周到、全面的智能化服務(wù)，特別是在人口密集的大城市，物聯(lián)網(wǎng)能更好的協(xié)調(diào)人們出行的沖突等問題，協(xié)調(diào)大眾所需要的各種服務(wù)，使每個人都能達(dá)到較理想的生活要求。

二、物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)

1、物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)概述。物聯(lián)網(wǎng)的主體結(jié)構(gòu)包括數(shù)據(jù)面、控制面、知識面、和管理面，按其體系結(jié)構(gòu)層次可分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層，在體系結(jié)構(gòu)中，管理面負(fù)責(zé)對其他三個結(jié)構(gòu)層面的控制、協(xié)調(diào)和管理，一方面，確?？刂泼媾c知識面信息的互交暢通，提高控制面控制依據(jù)的可靠性、適當(dāng)性；另一方面，為物聯(lián)網(wǎng)提供信息處理的自主能力，促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)智能化的實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)面主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的收集、分組和傳遞，例如智能家居中，數(shù)據(jù)面主要負(fù)責(zé)對物品數(shù)據(jù)信息的收集和分類，包含各類聯(lián)入物聯(lián)網(wǎng)的家電、器具等以及計(jì)算機(jī)平臺，通過計(jì)算機(jī)對物體物理世界的感知能力收集物體所處環(huán)境信息及物體本身信息，再將收集到的信息進(jìn)行分組、整理，讓后通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳遞?？刂泼嬷饕ぷ魇切畔⒌陌l(fā)送、配置和報(bào)文，通過對發(fā)送文本的分析來確定操作。知識面可為整個網(wǎng)絡(luò)信息的完整視圖，提高了物聯(lián)網(wǎng)信息傳輸?shù)闹苯有?、直觀性，更有利于人們對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)知識的識別，提高了人對于物聯(lián)網(wǎng)中物品的適應(yīng)控制能力，達(dá)到更好的控制效果。

2、以基于物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的物流為例分析物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)。物聯(lián)網(wǎng)在現(xiàn)在社會中的應(yīng)用逐漸得到了發(fā)展，特別是物流領(lǐng)域，已形成了動態(tài)的物品監(jiān)控體系。物品進(jìn)入物流環(huán)節(jié)時(shí)會獲得一個物品電子代碼，這個電子代碼就是物品的身份標(biāo)識，結(jié)合全球定位系統(tǒng)等，這個物品的儲藏、轉(zhuǎn)運(yùn)等等都在監(jiān)控之中，即使中轉(zhuǎn)過程中，也可以結(jié)合物品的電子代碼進(jìn)行自動挑揀、分類，提高了物流運(yùn)輸?shù)男?。這是物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)面的具體存在形態(tài)，通過數(shù)據(jù)面對物流物品進(jìn)行儲存、運(yùn)輸?shù)?，其?biāo)識可通過閱讀器讀取，這一標(biāo)識在全球范圍內(nèi)都是統(tǒng)一的，電子電子標(biāo)簽內(nèi)儲存著信息讀取裝置，用以讀取、識別物品的狀態(tài)等等，人們可以通過網(wǎng)絡(luò)查詢物品的具體位置及狀態(tài)。物聯(lián)網(wǎng)知識面可拓寬物流的智能化，實(shí)現(xiàn)人與物、物與物、人與人的更好交流，確保物流過程的安全、高效?？刂泼鎻闹袇f(xié)調(diào)各部分應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)用戶之間的數(shù)據(jù)傳輸和交流，在信息互交的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)雙方乃至多方的共贏。

3、體系結(jié)構(gòu)原則。在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，我們可以看到不同應(yīng)用領(lǐng)域存在較大差異，例如智能家居體系和智能物流體系兩者最大的差別就是靜態(tài)和動態(tài)之別，在物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需考慮應(yīng)用區(qū)別，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)接點(diǎn)類型的不同實(shí)施多樣性原則，以降低物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)成本，提高物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用效率。其次，滿足物聯(lián)網(wǎng)對不同時(shí)間、空間和能源等方面的需求，注重物聯(lián)網(wǎng)時(shí)空性特征，充分的利用遍布全球的網(wǎng)絡(luò)資源建設(shè)強(qiáng)大的物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)。再次，是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的暢通、平滑、穩(wěn)定連接，以體現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的便捷、快速、高效、智能的特點(diǎn)。此外，要重視物聯(lián)網(wǎng)連接的安全性、堅(jiān)固性，一方面，防止外來攻擊對用戶信息的竊取、串改等行為；另一方面做好網(wǎng)絡(luò)的堅(jiān)固性、可靠性維護(hù)，避免物聯(lián)網(wǎng)中各類感知信息的丟失、損壞等等?？傊锫?lián)網(wǎng)的核心就是確保各類物品相關(guān)信息的收集、分類、傳輸和交換、利用，其體系結(jié)構(gòu)可結(jié)合應(yīng)用目的靈活設(shè)計(jì)。

三、物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)研究

3.1物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)包括傳感技術(shù)、射頻識別技術(shù)、無限通信技術(shù)等，其中傳感技術(shù)是當(dāng)今信息技術(shù)的三大技術(shù)之一，它包括信息的識別、提取、檢測等技術(shù)，相當(dāng)于人的感官系統(tǒng)，其與通信技術(shù)的結(jié)合實(shí)現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程控制目的。信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)的又一核心技術(shù)，現(xiàn)階段的技術(shù)應(yīng)用種類較多，常見的有微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)、全球定位系統(tǒng)技術(shù)、信息匯聚技術(shù)等。微機(jī)電系統(tǒng)是一項(xiàng)將集成電路、微米技術(shù)等集合而成的微型傳感器技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)可用于信號控制、電路控制、接口控制等，是信息采集層技術(shù)與信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的一個銜接。全球定位系統(tǒng)技術(shù)被大家廣為熟知，該技術(shù)利用衛(wèi)星定位系統(tǒng)將網(wǎng)絡(luò)對于物品的感知擴(kuò)展到移動過程當(dāng)中，可隨時(shí)隨地采集、傳輸物品信息，是基于物聯(lián)網(wǎng)體系的智能化物流的核心技術(shù)之一。此外，信息匯聚技術(shù)、無線網(wǎng)絡(luò)傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、Wi-Fi信息匯總層技術(shù)等等，這些技術(shù)的研究和應(yīng)用都是為信息的傳輸和處理服務(wù)的，目的在于將感知層收集到信息進(jìn)行有效的傳輸和應(yīng)用，為管理層提供可靠的信息支持，提升管理層人員對物品的控制、管理效果。

3.2物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)研究

物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)就是實(shí)現(xiàn)人機(jī)信息交換、人人信息交換、物物信息交換的過程，歸根結(jié)底是對物品信息的收集、整理、分類、傳輸、分析等一些列的處理、應(yīng)用行為。物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)特點(diǎn)可歸納為三點(diǎn)，第一，實(shí)現(xiàn)對物理世界的智能認(rèn)知，通過認(rèn)知能反映出物品的特點(diǎn)、應(yīng)用范圍、環(huán)境等等；第二，依托網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的延伸和拓展實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地的物品檢測、物品控制等行為，為人類的生活、工作提供更多、更便捷的服務(wù)；第三，以應(yīng)用目的為最終目的，綜合利用信息收集、分類、傳輸?shù)燃夹g(shù)，實(shí)現(xiàn)對物品的定位、識別、控制、管理等行為，確保物品更高效的以人的意志發(fā)生改變，更好的為人的工作、生活服務(wù)。

四、結(jié)語

物聯(lián)網(wǎng)是一個復(fù)雜的、綜合的、智能的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其應(yīng)用給人類社會帶來了無法想象的便捷、智能生活，當(dāng)前，這一技術(shù)還處于研究、發(fā)展的初期，但其對人類的生活產(chǎn)生的影響已非常明顯，結(jié)合信息科技的發(fā)展前景，這一技術(shù)勢必會給人類帶來一個智能的、聯(lián)通的生存空間，使人類的生活質(zhì)量得到更迅速的提高，使人人都能感受到現(xiàn)代科技帶給人類生活的便捷、智能和高效。

參 考 文 獻(xiàn)

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