關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)研究綜述

王偉鑫

（紹興職業(yè)技術(shù)學(xué)院,浙江 紹興 312000）

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)并不是具體指某一技術(shù)，它是各種技術(shù)融合在一起的總稱，除了那些技術(shù)特性相近的可以融合的技術(shù)之外，在不同的技術(shù)之間也因為物聯(lián)網(wǎng)的存在能夠融合在一起成為一個有機(jī)整體。例如電子、生物、機(jī)械等毫不相干的科研技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)將其融合形成智能機(jī)器人等技術(shù)和項目。物聯(lián)網(wǎng)可以讓人與物、物與物進(jìn)行交流拓展，因此應(yīng)用廣泛，需求大，市場規(guī)模也在不斷擴(kuò)大。

1 物聯(lián)網(wǎng)的概念及主要架構(gòu)

（1）什么是物聯(lián)網(wǎng)。準(zhǔn)確來說，當(dāng)前人們并沒有對物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行一個明確的定義，而僅僅是籠統(tǒng)地將信息技術(shù)與其他技術(shù)的結(jié)合品成為物聯(lián)網(wǎng)。其具體做法為先進(jìn)行掃描，再將互聯(lián)網(wǎng)和物品相連，最后進(jìn)行信息的交換、定位功能等的使用，在第一步主要用到紅外感應(yīng)技術(shù)等掃描技術(shù)來掃描物品的屬性，第二部的進(jìn)行則要依據(jù)相關(guān)協(xié)議，協(xié)議內(nèi)容根據(jù)具體物品確定。

（2）物聯(lián)網(wǎng)的三個層次。物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)體系一般來說有三個層次：網(wǎng)絡(luò)層、感知層和應(yīng)用層。

網(wǎng)絡(luò)層，顧名思義，就是各個物品的網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)的連接融合，其往往需要通過一些設(shè)備來實(shí)現(xiàn)連接，最終實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和信息的傳遞，并且要求傳遞的快速有效性。這項技術(shù)具有較強(qiáng)的實(shí)用性在生活中較常見到，現(xiàn)在流行的網(wǎng)上消費(fèi)就是一個例子，其實(shí)質(zhì)就是網(wǎng)絡(luò)的連接和信息的傳遞，通過手機(jī)、電腦等設(shè)備將信息發(fā)送到銀行的互聯(lián)網(wǎng)，經(jīng)過確認(rèn)后就可以付費(fèi)轉(zhuǎn)賬。

感知層的功能，顧名思義，任務(wù)就是進(jìn)行感知，探測到物體的信息。主要通過傳感器、紅外掃描等設(shè)備技術(shù)實(shí)現(xiàn)。由此衍生出眾多的分支進(jìn)行研究，具體可研究設(shè)備的材料、主要技術(shù)和重要零件等。

應(yīng)用層的主要功能就是承前啟后，承前面探知和處理完善的信息，接后面信息的傳輸和功能的實(shí)現(xiàn)。物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用層可以分為掃描型、查詢型和監(jiān)控型等多種類型，可以說，前面的兩層的發(fā)展是過程，將其運(yùn)用到具體的應(yīng)用之中即大力發(fā)展應(yīng)用層才是我們的最終目的，為用戶提供更便利快捷的服務(wù)。

2 物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)

目前國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的主要關(guān)注方向集中在RFID、傳感器技術(shù)、云計算等領(lǐng)域。物聯(lián)網(wǎng)使用的技術(shù)涉及多種領(lǐng)域，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的合理構(gòu)成，主要包括了如圖1所示的主要技術(shù)：

圖1 物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)

（1）網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。不管物聯(lián)網(wǎng)的概念怎么被定義，其中無法替代的一個關(guān)鍵技術(shù)就是物與物之間的通信連接。物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)包括很多種，其中有交換技術(shù)、無線技術(shù)和網(wǎng)關(guān)技術(shù)等主要技術(shù)。

M2M技術(shù)的實(shí)施使得物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)走向?qū)嶋H。M2M技術(shù)就是“Machine To Machine”的簡稱，可以稱作是“機(jī)器對機(jī)器”的通信技術(shù)，它指的是系統(tǒng)和機(jī)器之間建立一種通信方式的手段和技術(shù)。M2M技術(shù)具體適用的范圍極其廣泛，可以結(jié)合Wifi、RFID、BlueTooth這種近距離連接技術(shù)，還可以結(jié)合GPRS這種遠(yuǎn)距離的連接技術(shù)。現(xiàn)在M2M的應(yīng)用還只是停留在機(jī)器與機(jī)器之間，有很大的局限性，但是在將來，M2M將會發(fā)展到國民生計的各個領(lǐng)域，包括交通、水利、電力、煤炭、醫(yī)療、軍事等。目前我們要著力于簡單的短程信息無線傳遞，這對于我們目前的物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展很有幫助。

網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)為物聯(lián)網(wǎng)提供了數(shù)據(jù)傳送的通道，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展離不開網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，更加優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)通信，將為物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提供更加堅實(shí)有力的支撐，也將為物聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用帶來更加多樣化的可能。

（2） 傳感器技術(shù)。傳感器是收集信息的關(guān)鍵，是信息系統(tǒng)所不能缺少的采集信息的手段。若是在缺少傳感器的情況下進(jìn)行信息的手機(jī)，那么收集到的信息勢必是不完整的，那么接下來的信息處理和分析也勢必會出錯，最后由系統(tǒng)構(gòu)成的物聯(lián)網(wǎng)是不完整的，在執(zhí)行任務(wù)時不能發(fā)揮應(yīng)有能力甚至出錯。

在未來的傳感器技術(shù)的研發(fā)中，應(yīng)將感知收集信息作為發(fā)展的重點(diǎn)，要做到收集信息又快又好。另一個發(fā)展方向也應(yīng)額外給予關(guān)注，就是傳感器的本身的網(wǎng)絡(luò)化。傳感器的應(yīng)用前景越來越廣闊，勢必會應(yīng)用于多種領(lǐng)域中：多功能化和集成化；發(fā)現(xiàn)及利用新信息和新材料；智能傳感器的研發(fā)；生物傳感器的開發(fā)等。傳感器技術(shù)是一門綜合力很強(qiáng)的高新技術(shù)，它的發(fā)展水平從很大層面上反映出了很多高新技術(shù)的發(fā)展水平。

案例：上海的浦東國際機(jī)場在防入侵系統(tǒng)中就應(yīng)用了物聯(lián)網(wǎng)中的傳感器技術(shù)，機(jī)場的防入侵系統(tǒng)設(shè)置了三萬個左右傳感節(jié)點(diǎn)，覆蓋了全部地面和低空領(lǐng)域，可以用來防止恐怖襲擊等，具有破壞進(jìn)攻性的入侵行為的功能。在上海世博會上，組委會也花費(fèi)上千萬購買了防入侵傳感網(wǎng)?？梢妭鞲衅骷夹g(shù)現(xiàn)在已經(jīng)越來越被廣泛普及和應(yīng)用。

（3）射頻技術(shù)。這項技術(shù)可以說是整個物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)，它主要負(fù)責(zé)信息的傳遞和對傳遞的信息進(jìn)行識別，其對識別速度和識別的準(zhǔn)確性要求也漸漸提高。其主要通過射頻信號來進(jìn)行識別，所以這方面是發(fā)展的重點(diǎn)。

射頻識別技術(shù)主要是通過先進(jìn)的手段，來分析辨認(rèn)不同狀態(tài)下的設(shè)備。射頻識別技術(shù)不需要耗費(fèi)大量人力，可以用來追蹤大部分對象，所以被廣泛應(yīng)用在制造商和零售商中。

3 結(jié)語

物聯(lián)網(wǎng)是信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個新的浪潮，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展涉及自動化、計算機(jī)、電子通信的眾多的技術(shù)領(lǐng)域，物聯(lián)網(wǎng)的得以實(shí)現(xiàn)是對現(xiàn)有的大量技術(shù)進(jìn)行了融合與發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)是利用現(xiàn)今無處不在的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建立的，是應(yīng)用技術(shù)的一個新的領(lǐng)域，物聯(lián)網(wǎng)將傳統(tǒng)的信息網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展到了一個更為廣闊的新世界。物聯(lián)網(wǎng)的概念雖然還在不斷的發(fā)展之中，但是已經(jīng)成為了信息化發(fā)展的重要趨勢，將帶動信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)新一輪的重要發(fā)展。

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