物聯(lián)網信息感知與交互技術探究

摘 要：在信息技術不斷發(fā)展的情況下，作為信息交流媒介的物聯(lián)網，已在世界范圍內得到了廣泛的應用。在物聯(lián)網運用中，其基本功能就是物聯(lián)網信息的感知功能，而物聯(lián)網交互技術的發(fā)展，更方便了人們對物聯(lián)網的使用。在物聯(lián)網中，交互技術和信息感知技術的發(fā)展，可大幅度促進物聯(lián)網智能化水平的提升。文章主要對物聯(lián)網交互技術和信息感知技術進行仔細研究與探討，以便進一步提升我國物聯(lián)網的應用水平。

關鍵詞：物聯(lián)網；信息感知技術；交互技術；探究

由物聯(lián)網的英文名稱“IOT，the internet of things”可知，物聯(lián)網即為“物物相聯(lián)的互聯(lián)網”。物聯(lián)網的主要工作原理是通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)等，按照約定的協(xié)議，將相應的物品與物聯(lián)網進行連接，以便實現(xiàn)相關信息的交流與溝通。在當下信息技術快速發(fā)展的時代中，人們對信息的需求也越來越迫切而物聯(lián)網作為一種信息傳輸?shù)闹匾橘|，越來越受人們的青睞與關注。

1 物聯(lián)網技術介紹

1.1 GPS即全球定位系統(tǒng)

GPS的主要構成部分包括：地面監(jiān)控裝置、用戶接收機裝置、空間裝置等，定位精度最高可達厘米級和毫米級。

1.2 RFID技術

RFID技術主要用于快速、準確地采集數(shù)據(jù)，感知和識別物體。與傳統(tǒng)的條形碼識別系統(tǒng)相比，RFID技術具有體積小、掃描快、容量大、耐久性強、安全保密、可重復使用等優(yōu)點。

1.3 藍牙

藍牙是一種短距離微功耗的無線通訊技術，該技術能在環(huán)境空間中提供高效能的數(shù)據(jù)傳輸和無線控制。

1.4 傳感器

傳感器是一種檢測裝置，用于感知測量，并將檢測感知到的信息，按一定規(guī)律轉換成電信號形式再輸出，以實現(xiàn)信息的存儲、顯示、傳輸、記錄和處理。

1.5 3G技術

3G技術是指支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆涓C移動通訊技術。3G服務能夠同時傳送聲音及數(shù)據(jù)信息，速率一般在幾百kbps以上。目前3G存在三種標準：CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA。

2 對于信息感知技術的分析與研究

信息感知為物聯(lián)網應用提供信息來源，是物聯(lián)網應用的基礎。其中物聯(lián)網信息感知技術主要指其對相關數(shù)據(jù)的分析與反映。但從目前物聯(lián)網感知信息的狀況來看，仍然存在一定的不足與缺陷，如信息冗余、信息誤差等，這些問題的出現(xiàn)，不僅在一定程度上對物聯(lián)網智能水平的提升造成嚴重阻礙與制約，而且也對物聯(lián)網感知層的信息整合帶來了不可忽視的影響。這些缺陷對于物聯(lián)網感知層信息整合的影響主要表現(xiàn)在以下幾方面：（1）破壞信息的全面性與完整性。（2）破壞信息的準確性。（3）破壞信息的連續(xù)性。（4）破壞信息的一致性與統(tǒng)一性。為了降低此以上因素對信息準確性造成的破壞，一般的解決方法是通過對信息進行融合、清洗、收集、壓縮等方式來解決此問題。

2.1 數(shù)據(jù)收集

數(shù)據(jù)收集是感知數(shù)據(jù)從感知節(jié)點匯集到匯聚節(jié)點的過程。目前為確保數(shù)據(jù)準確匯集到節(jié)點，所采用的主要方法就是數(shù)據(jù)的重復傳輸，或者是采用多路由方法，在采用多路由方法傳輸時，應遵循“端到端”原則，這樣可保證信息準確無誤的傳送到節(jié)點。然后采用相關智能設備對其進行仔細處理，以便實現(xiàn)信息與信息之間的交互。

2.2 數(shù)據(jù)清洗

數(shù)據(jù)清洗就是指對獲取的感知數(shù)據(jù)進行離群值判斷和清洗，保存有效數(shù)據(jù)，并估計缺失數(shù)據(jù)，繼而獲得完整的數(shù)據(jù)。其中對于數(shù)據(jù)的清洗和離群值判斷主要是指通過離群值模型的建立，對一些存有誤差的數(shù)據(jù)進行剔除。此外為進一步確保數(shù)據(jù)的準確性，還應采用概率理論對物聯(lián)網的局部網絡和感知節(jié)點進行分類統(tǒng)計，并且還應對沒有完成感知的數(shù)據(jù)進行仔細的清洗與篩選。

2.3 數(shù)據(jù)壓縮

由于感知網絡的規(guī)模比較大，將感知數(shù)據(jù)全部匯集到匯聚點會產生非常大的數(shù)據(jù)傳輸量，采用數(shù)據(jù)壓縮方法可有效減輕數(shù)據(jù)的傳輸壓力。在物聯(lián)網中，數(shù)據(jù)和節(jié)點的空間非常有限容易導致數(shù)據(jù)冗余的問題，通過數(shù)據(jù)壓縮可有效解決此問題。

2.4 數(shù)據(jù)融合

數(shù)據(jù)融合就是對多元異構數(shù)據(jù)進行綜合處理獲取確定信息的過程。在數(shù)據(jù)融合中，網絡結構和路由會對數(shù)據(jù)融合產生直接的影響。數(shù)據(jù)融合可分為特征層融合、數(shù)據(jù)層融合、決策層融合。其中數(shù)據(jù)層融合主要采用卡爾曼濾波法、概率統(tǒng)計法等，可有效消除冗余信息，去除噪聲和異常值。特征層和決策層采用的主要方法是語義融合技術、模糊邏輯、D-S證據(jù)理論等，可實現(xiàn)事件檢測、狀態(tài)評估等高層決策和判斷[1]。

3 對于信息交互技術的分析與研究

物聯(lián)網信息交互主要是指基于網絡系統(tǒng)有眾多異質網絡節(jié)點參與的信息傳輸、信息共享和信息交換的過程。其交互模式如圖1所示。

3.1 網絡與用戶的交互

用戶與物聯(lián)網之間的交互主要依靠網絡提供的數(shù)據(jù)接口和相關命令來進行交互，最常用的方法有：程序執(zhí)行法和時鐘同步法，這兩種方法可以實現(xiàn)用戶對相關信息的感知和交互。物聯(lián)網的應用基礎就是用戶和網絡的交互，如在物聯(lián)網信息感知過程中，所涉及到的數(shù)據(jù)壓縮、數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)收集等[2]。此過程就是用戶通過物聯(lián)網的數(shù)據(jù)傳輸功能和數(shù)據(jù)感知功能，通過相關程序對物聯(lián)網發(fā)出其所需的信息，然后物聯(lián)網根據(jù)用戶的指令，進行相應的節(jié)點操作，找出用戶所需的相關信息。

3.2 網絡與內容的交互

網絡與內容的交互主要是指感知數(shù)據(jù)的組織和存儲，以及面向高層語義信息的數(shù)據(jù)聚集和數(shù)據(jù)融合等網內數(shù)據(jù)處理。物聯(lián)網平臺將相應的數(shù)據(jù)和內容呈獻給相應的用戶，此過程涉及到的主要內容就是數(shù)據(jù)的存儲和組織。按照數(shù)據(jù)在網絡中的存儲位置，可將數(shù)據(jù)的存儲方式分為兩種，一種是局部存儲；另一種是外部存儲。由于局部存儲和外部存儲都有一定程度的不足與缺陷，無法對相關數(shù)據(jù)進行準確的保存。目前采用最多的存儲方式是以數(shù)據(jù)作為存儲中心，這種方式符合無線感知網絡的特點，因此其是無線感知網絡數(shù)據(jù)存儲和管理的主流技術。

3.3 用戶與內容的交互

用戶與內容的信息交互是指用戶根據(jù)數(shù)據(jù)在網絡中的存儲組織和分布特征，通過信息查詢、模式匹配和數(shù)據(jù)挖掘等方法，從網絡中獲取用戶所需要的相關信息。信息查詢就是指用戶發(fā)出查詢請求，網絡根據(jù)數(shù)據(jù)組織和存儲結構選擇相應節(jié)點執(zhí)行查詢任務并將查詢結果通過網絡反饋給用戶。事件檢測就是指從用戶的角度看物聯(lián)網，然后從網絡內容提取事件信息、監(jiān)測事件變化，獲取重要事件的發(fā)生情況。模糊匹配就是指用戶輸入一個比較模糊的關鍵詞，然后物聯(lián)網平臺根據(jù)用戶提供的模糊關鍵詞，搜索出用戶所需的內容。

4 結束語

綜上所述，物聯(lián)網在人們生活中的應用越來越廣泛并且備受人們的喜愛與關注，同時其已成為人們生活中不可或缺的部分。但目前物聯(lián)網的相關技術還不夠成熟，如信息感知和信息交互方面存在一些不足。因此在以后物聯(lián)網的發(fā)展和使用中，應對物聯(lián)網信息感知與信息交互技術進行深入研究與改進，以便實現(xiàn)我國物聯(lián)網的快速、穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻

[1]朱洪波，楊龍祥，金石，等.物聯(lián)網的協(xié)同創(chuàng)新體系與智慧服務產業(yè)研究[J].南京郵電大學學報（自然科學版），2014，3（1）：1-9.

[2]秦懷斌，李道亮，郭理.農業(yè)物聯(lián)網的發(fā)展及關鍵技術應用進展[J].農機化研究，2014，2（24）：11-14.