物聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)中信息傳輸關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新分析

周俊鋒

北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 廣東珠海 519085

物聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)中信息傳輸關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新分析

周俊鋒

北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 廣東珠海 519085

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是信息技術(shù)發(fā)展到一定時(shí)期是必然產(chǎn)物，通過(guò)這種技術(shù)，操作人員能夠?qū)ξ锫?lián)網(wǎng)內(nèi)的有關(guān)設(shè)備進(jìn)行精確、實(shí)時(shí)的控制，獲取設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)與位置信息，本文詳細(xì)闡述了物聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)中信息傳輸關(guān)鍵技術(shù)以及新的應(yīng)用方法。

信息傳輸；控制系統(tǒng)；物聯(lián)網(wǎng)

隨著我國(guó)信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，信息技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)以及民用服務(wù)中，具有移動(dòng)控制以及移動(dòng)監(jiān)測(cè)等方面的功能。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，設(shè)備操作人員可以有效擺脫空間與時(shí)間的限制，實(shí)現(xiàn)真正意義上的遠(yuǎn)程控制操作。

一、物聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)相關(guān)概述

物聯(lián)網(wǎng)控制本質(zhì)上是將信息數(shù)據(jù)傳輸模塊集成的某一特定設(shè)備中，實(shí)現(xiàn)操作人員與自動(dòng)化控制中心對(duì)設(shè)備的遠(yuǎn)程操控。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中關(guān)鍵的控制元件主要包含智能受制器以及設(shè)備管理器等。設(shè)備與控制系統(tǒng)之間的交流信息主要包含產(chǎn)品參數(shù)、監(jiān)控信息、控制程序以及控制規(guī)則等。

二、物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)體系

（一）感知層

物聯(lián)網(wǎng)感知層主要由電子芯片、傳感器以及識(shí)別芯片組成，是最底層的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)模塊。物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)所連接的設(shè)備在感知層的作用下具備了一定的感知能力，通過(guò)傳感器件來(lái)對(duì)感知事物進(jìn)行計(jì)算處理，根據(jù)信息數(shù)據(jù)的處理結(jié)果來(lái)執(zhí)行工作任務(wù)。

（二）網(wǎng)絡(luò)層

網(wǎng)絡(luò)層是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的信息數(shù)據(jù)傳輸模塊，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用層與感知層之間數(shù)據(jù)傳輸工作，它是應(yīng)用層與感知層之間的橋梁。在網(wǎng)絡(luò)層的連接下，應(yīng)用層能夠接收到來(lái)自感知層的數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)層通信形式包含、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)、局域網(wǎng)絡(luò)、2G通信網(wǎng)絡(luò)、3G通信網(wǎng)絡(luò)、4G通信網(wǎng)絡(luò)和WI-Fi無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)層能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)處理、信息統(tǒng)計(jì)以及信息管理等方面的工作。

（三）應(yīng)用層

應(yīng)用層只有在網(wǎng)絡(luò)層和感知層的支持下才能夠正常運(yùn)行，也是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)最高層。具體的應(yīng)用通常包含：城市建設(shè)、交通檢測(cè)、物流自動(dòng)化、溫度檢測(cè)、自動(dòng)化家居系統(tǒng)、動(dòng)物標(biāo)記、遠(yuǎn)程協(xié)助醫(yī)療、工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控、綠色健康環(huán)保農(nóng)業(yè)、智能交通系統(tǒng)等方面。隨著應(yīng)用場(chǎng)景的不同，應(yīng)用功能也可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)整。

三、物聯(lián)網(wǎng)安全現(xiàn)狀

近幾年，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及無(wú)線傳感器技術(shù)都得到了較大的發(fā)展。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷成熟，已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用于救災(zāi)物資配送方面。為了提高物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的安全性，一些學(xué)者已經(jīng)開(kāi)始研發(fā)與物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用相適應(yīng)的安全體系構(gòu)架結(jié)構(gòu)，根據(jù)新的物聯(lián)網(wǎng)體系的構(gòu)架理論。根據(jù)應(yīng)用環(huán)境，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)安全等進(jìn)行有針對(duì)性的劃分，主要分為設(shè)備安全級(jí)、網(wǎng)絡(luò)安全級(jí)和應(yīng)用安全級(jí)三個(gè)安全等級(jí)。為不同安全等級(jí)的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)制定專門的安全管理方案，提高物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的可靠性與安全性。

四、無(wú)線通信技術(shù)

（一）近場(chǎng)通信技術(shù)

近場(chǎng)通信技術(shù)是一種廣泛應(yīng)用的無(wú)線通信手段，有著十分廣闊的發(fā)展前景。深入研究近場(chǎng)通信技術(shù)在不同環(huán)境下的操作方案與互聯(lián)方案是當(dāng)前數(shù)據(jù)通信研究的主要課題之一。其中，通信效果最好，使用最廣泛的是NFC近場(chǎng)通信技術(shù)，這種技術(shù)的最大特點(diǎn)是能夠?qū)崿F(xiàn)操作人員在離線狀況下也能夠進(jìn)行身份識(shí)別。為了最大程度上發(fā)揮NFC近場(chǎng)通信技術(shù)實(shí)用性，研究人員還需要對(duì)感知層模塊進(jìn)行深入的調(diào)整，提高感知層對(duì)NFC技術(shù)的兼容性，護(hù)理NFC近場(chǎng)通信技術(shù)的作用范圍，提高信息傳輸?shù)姆€(wěn)定性、安全性以及精準(zhǔn)性。

（二）WIFI通信技術(shù)

WIFI通信技術(shù)是相對(duì)于近場(chǎng)通信技術(shù)來(lái)說(shuō)的一種遠(yuǎn)程通信技術(shù)，這種通信技術(shù)具有傳輸范圍廣與傳動(dòng)帶速度快兩方面的優(yōu)勢(shì)。無(wú)限擴(kuò)展是WIFI通信技術(shù)最突出的信息傳輸理念，其應(yīng)用目的在于讓更多的用戶接入到物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，同時(shí)實(shí)現(xiàn)更多設(shè)備的實(shí)時(shí)操控。WIFI通信技術(shù)的優(yōu)勢(shì)還表現(xiàn)在可以穿越墻壁等非金屬障礙物，一定程度上提高了物聯(lián)網(wǎng)的信息傳輸性能，改善了傳統(tǒng)無(wú)線遠(yuǎn)程通信方面的區(qū)域局限性。隨著WIFI通信技術(shù)性能的不斷提升，其系統(tǒng)控制能力與信息傳輸速率得到了較大幅度的提高，應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)一步拓展。

（三）無(wú)線載波技術(shù)

基于脈沖傳播的無(wú)線載波技術(shù)是另一種近場(chǎng)通信技術(shù)，也就是UWB信息傳輸技術(shù)。這種通信技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)干擾、控制能力強(qiáng)、能耗低，尤其是相對(duì)于NFC通信技術(shù)來(lái)說(shuō)，其信息傳輸速率明顯提高，傳輸速率在納秒級(jí)別，傳輸空間的利用效率也相對(duì)較高。無(wú)線載波技術(shù)所合用的低頻信號(hào)有著比較強(qiáng)的抗干擾能力，充分發(fā)揮信息資源的使用效率。同時(shí)，傳統(tǒng)的無(wú)線通信技術(shù)會(huì)隨著通信距離的增加，信號(hào)會(huì)出現(xiàn)一定程度的衰減，而無(wú)線載波技術(shù)能夠在保證精度的同時(shí)，有效克服這一問(wèn)題。

五、物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)

為了進(jìn)一步解決數(shù)據(jù)傳遞與數(shù)據(jù)接收兩方面的問(wèn)題，最大程度上提高系統(tǒng)檢測(cè)的準(zhǔn)確性與有效性。當(dāng)前得到廣泛采用的解決方案主要包含數(shù)據(jù)保障技術(shù)、病毒查殺技術(shù)、安全隔離技術(shù)以及防火墻技術(shù)等。設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)實(shí)際需要來(lái)選擇以上安全防護(hù)技術(shù)的一種或幾種。

VPN虛擬專用技術(shù)是當(dāng)前提高物聯(lián)網(wǎng)安全性的新型方案。這種技術(shù)能夠通過(guò)建立自身專用通信通道的方式提高物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的安全性，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)互聯(lián)服務(wù)的跨區(qū)域性操作。利用客戶認(rèn)證以及和通信加密技術(shù)通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)行補(bǔ)充，進(jìn)一步提高網(wǎng)絡(luò)安全性。

六、結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)前我國(guó)的4G信息傳輸技術(shù)在響應(yīng)時(shí)間以及數(shù)據(jù)傳輸速度方面還存在著一定的不足，信息技術(shù)研發(fā)人員需要針對(duì)這兩方面的不足，重點(diǎn)研究物聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)中信息傳輸關(guān)鍵技術(shù)，設(shè)計(jì)新的信息傳送結(jié)構(gòu)以及操作方法，增加信息傳輸?shù)募皶r(shí)性與安全性。