試論物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)思想與應(yīng)用策略

張俊林

摘 要：21世紀最偉大的革命就是信息技術(shù)革命，隨著經(jīng)濟社會的逐漸發(fā)展，社會技術(shù)與知識水平的提高，信息技術(shù)在生活中的方方面面都開始得到不同程度的運用，潛移默化地改變著不同大眾的生活方式和交流方式。其中最令我們感觸深刻的就是物聯(lián)網(wǎng)的建立使用，而“物聯(lián)網(wǎng)”正是該文將集中討論的主題。所謂“物聯(lián)網(wǎng)”，就是通過現(xiàn)代技術(shù)比如無線射頻技術(shù)識別（RFID技術(shù)）、紅外感應(yīng)技術(shù)、全球定位系統(tǒng)（GPS）、技術(shù)射頻等，將商品與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來的網(wǎng)絡(luò)新概念，可以通過“物聯(lián)網(wǎng)”的信息交換和通訊實現(xiàn)定位跟蹤、智能化識別、實施監(jiān)控與管理。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng) 技術(shù)思想 應(yīng)用策略 關(guān)鍵技術(shù)

中圖分類號：TP393 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）02（c）-0001-02

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是社會經(jīng)濟發(fā)展到一定階段，科技創(chuàng)新和信息技術(shù)水平發(fā)展到一定階段的必然產(chǎn)物。相反的，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)及使用也是有效地提高社會經(jīng)濟發(fā)展水平的重要助力。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是融合了多種先進技術(shù)，以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)、融入監(jiān)控技術(shù)和通信技術(shù)等重要信息技術(shù)的綜合技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運用幾乎涵蓋了信息通訊技術(shù)所有的領(lǐng)域，包括無線技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)、智能芯片技術(shù)、軟件技術(shù)等，其優(yōu)點表現(xiàn)為實用性強、使用范圍廣、溝通與協(xié)調(diào)功能較強等。該文通過梳理物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基本概念，重點討論物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)分析，并就其在實際中的應(yīng)用探討物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用策略，為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的進一步發(fā)展提供理論依據(jù)，促使物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠在所有運用領(lǐng)域中最大限度地發(fā)揮其功能。

1 物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)分析

一提到“物聯(lián)網(wǎng)”這個詞，可能第一次接觸的人馬上會想到另一個詞——“互聯(lián)網(wǎng)”，理所當(dāng)然地認為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)其實就是互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上衍生出來的新的網(wǎng)絡(luò)概念。互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)的確在某些環(huán)境下很容易讓人混淆，不僅是因為名字的相似度較高，更因為兩者的技術(shù)基礎(chǔ)相同，都是建立在分組數(shù)據(jù)技術(shù)基礎(chǔ)之上的，以數(shù)據(jù)分組網(wǎng)作為他們的承載網(wǎng)，而業(yè)務(wù)網(wǎng)和承載網(wǎng)是相互分離，獨立發(fā)展的。該文章從物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)層機構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)角度深度分析物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。

1.1 物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)分析

物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)可以大致分為4個技術(shù)層次，分別是：感知識別層、網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建層、管理服務(wù)層和綜合應(yīng)用層。

1.1.1 感知識別層

物聯(lián)網(wǎng)的感知識別層主要依賴的技術(shù)是RFID無線射頻感應(yīng)技術(shù)、無線傳感技術(shù)、GPS定位系統(tǒng)、傳感器網(wǎng)絡(luò)、自組織網(wǎng)絡(luò)以及短距離無線通信技術(shù)等核心感知技術(shù)，也包括各種智能設(shè)備，比如智能手機、計算機、多媒體播放器、PAD等，前者屬于信息自動生成方式，后者屬于信息人工生成方式。多樣化的信息生成方式是物聯(lián)網(wǎng)的重要特征之一。感知識別技術(shù)雖然位于物聯(lián)網(wǎng)四層網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建中的最低端，卻是物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)中最關(guān)鍵的一層，所有上層技術(shù)結(jié)構(gòu)都以其為基礎(chǔ)。通過感知識別技術(shù)，讓事物“開口說話，生成信息”是讓物理技術(shù)和信息技術(shù)建立聯(lián)系的重要一環(huán)，也是物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)等其他網(wǎng)絡(luò)的不同處之一。

1.1.2 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建層

物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建層在物聯(lián)網(wǎng)四層網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建層中扮演的角色是聯(lián)絡(luò)員。重要的網(wǎng)絡(luò)形式主要分為互聯(lián)網(wǎng)、無線個域網(wǎng)、無線廣域網(wǎng)、無線局域網(wǎng)以及無線城域網(wǎng)5種網(wǎng)絡(luò)形式。其中物聯(lián)網(wǎng)是各種網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成中的核心網(wǎng)絡(luò)、技術(shù)支持以及平臺，IPv6掃清了網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備在數(shù)量上的限制；無線寬帶網(wǎng)如WiFi/WiMAX等無線寬帶技術(shù)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍較廣；ZiBee、藍牙以及紅外等無線低速網(wǎng)絡(luò)能夠適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)中能力較低的節(jié)點的低速率、低計算能力、低通信半徑以及低能量來源等特征；移動通信網(wǎng)絡(luò)將成為“全面、隨時、高效”的數(shù)據(jù)傳輸平臺，其高覆蓋率、方式多元化、高速實時、可移動性的數(shù)據(jù)處理特點打破了物聯(lián)網(wǎng)多方面的局限性。

1.1.3 管理服務(wù)層

管理服務(wù)層主要解決的問題包括數(shù)據(jù)存儲、信息檢索、數(shù)據(jù)挖掘以及信息安全與隱私保護等四方面問題，當(dāng)大量的數(shù)據(jù)信息和內(nèi)容信息經(jīng)過前兩層——感知識別層和網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建層的生成傳輸匯聚到管理服務(wù)層，如何解決上述問題將成為其考慮的主要技術(shù)難題。下面將針對上述四大問題展開探索。

（1）數(shù)據(jù)庫。物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)特點包括關(guān)聯(lián)性、語義性、海量性、多態(tài)性等。通常情況下，我們物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫將物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫分為關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和新型數(shù)據(jù)庫（NoSQL數(shù)據(jù)庫）兩類。關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)隨著時代的要求不斷地發(fā)展自己以適應(yīng)現(xiàn)代社會的數(shù)據(jù)庫技術(shù)要求；新型數(shù)據(jù)（NoSQL數(shù)據(jù)庫）主要應(yīng)用于分布式、非關(guān)系型的數(shù)據(jù)信息存儲中，通過避免連接操作的方式來提升數(shù)據(jù)庫性能，并不要求數(shù)據(jù)庫一定要具備確定的表模式。

（2）海量信息存儲。網(wǎng)絡(luò)存儲結(jié)構(gòu)主要分為三大模塊：DAS——直接附加存儲；NAS——網(wǎng)絡(luò)附加存儲；SAN——存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)，其主要缺陷在于只能滿足中等規(guī)模的商業(yè)需求，面對大規(guī)?；蚓扌鸵?guī)模的商業(yè)需求仍存在信息存儲難題。數(shù)據(jù)中心實際上是一個大型的系統(tǒng)工程，例如：Google與Hadoop，涵蓋了主要的計算機系統(tǒng)和通信、存儲設(shè)備以及輔助性的環(huán)境控制設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備、安全裝置以及數(shù)據(jù)通信鏈接等。適應(yīng)了物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性、語義性、海量性、多態(tài)性等特點。

（3）Web搜索引擎。Web搜索引擎是：“能夠在一個合理時間內(nèi)，根據(jù)用戶的查詢關(guān)鍵詞，返回一個包含相關(guān)信息的結(jié)果列表（hits list）服務(wù)的綜合體?！痹趥鹘y(tǒng)Web搜索引擎基礎(chǔ)上建立的現(xiàn)代搜索引擎要求相關(guān)信息的更高精確性，能夠主動識別并精確提取有效信息，建立多模態(tài)信息搜索引擎模式。

（4）需求分析。需求分析要求具有高效感知能力和智能分析能力。一方面，數(shù)據(jù)信息感知能力的提高是建立在海量的數(shù)據(jù)存儲和快速的搜索引擎基礎(chǔ)上的，另一方面，智能分析能力通過多維數(shù)據(jù)分析和整合。

（5）信息安全與隱私保護。主要的安全和隱私隱患包括竊聽、跟蹤、詐騙、病毒、信息篡改等，主要的防護措施是物理安全機制、密碼技術(shù)等。以上都是傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全問題，必須要有個非常強大的安全管理平臺作為支撐，所以需要給物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)系統(tǒng)性的安全保護機制。

1.1.4 綜合應(yīng)用層

架構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)的綜合應(yīng)用層是全結(jié)構(gòu)的目的，所有前期的技術(shù)投入都是為了在實際生活中最終得到實踐。同時，綜合應(yīng)用層實際上是一個新信息反饋的階層，在這一階段，物聯(lián)網(wǎng)的缺陷將在實踐中被發(fā)現(xiàn)并反饋，是促進物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。

1.2 關(guān)鍵技術(shù)介紹

通過上述內(nèi)容對物聯(lián)網(wǎng)的整體層次結(jié)構(gòu)介紹，我們對關(guān)鍵物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有了一個整體的印象，接下來將有選擇地介紹幾項關(guān)鍵物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。

1.2.1 異構(gòu)融合平臺

實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)資源共享目標(biāo)的重要途徑之一就是經(jīng)過異構(gòu)融合平臺。其資源共享實現(xiàn)的方式是：在不同網(wǎng)絡(luò)平臺共建的基礎(chǔ)上，融合不同異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)間的共性，保留自身特有的功能即個性的同時，形成不同異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)間共性與自身個性之間的統(tǒng)一。什么是不同異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)間共性的融合？就是建立不同的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)與公共通信平臺之間連接，通過同骨干傳輸網(wǎng)的對接，將異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合到更為寬泛的移動通訊網(wǎng)絡(luò)中。

1.2.2 節(jié)點與終端口

該文中提及的節(jié)點，專指感知節(jié)點。感知節(jié)點的主要功能是收集事物自身的基礎(chǔ)信息，并自動針對其基礎(chǔ)特征和基礎(chǔ)信息進行分類整理、分析處理以及信息儲存等，有利于幫助物聯(lián)網(wǎng)獲取更全面的事物信息并獲取更多本事物相關(guān)信息。在日益先進的智能標(biāo)簽技術(shù)、通信技術(shù)、嵌入式技術(shù)等技術(shù)的支持下，感知節(jié)點也越來越智能化，對管理對象及其外在環(huán)境進行監(jiān)督控制越來越高效。

1.2.3 業(yè)務(wù)支撐

業(yè)務(wù)支撐中最重要的功能是確定物聯(lián)網(wǎng)的各項具體業(yè)務(wù)需求，并就每項業(yè)務(wù)需求確定其需要用到的場景。主要工作流程：首先，根據(jù)業(yè)務(wù)的特性進行分類，同時界定各項業(yè)務(wù)的主要性能以及功能；其次，抽象化處理物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源；最后，設(shè)計結(jié)構(gòu)。此結(jié)構(gòu)的主要功能是支撐各項業(yè)務(wù)。

2 應(yīng)用策略

毋庸質(zhì)疑，在經(jīng)濟社會與物聯(lián)網(wǎng)緊密結(jié)合的現(xiàn)代社會中，物聯(lián)網(wǎng)一定是未來經(jīng)濟發(fā)展的重點領(lǐng)域之一。物聯(lián)網(wǎng)將越來越多地應(yīng)用于諸多領(lǐng)域，無論是對社會的發(fā)展進步，經(jīng)濟的迅速崛起，還是人們整體生活水平的改善，都會產(chǎn)生巨大的推動作用。

2.1 樹立共享與融合的意識

在物聯(lián)網(wǎng)往后的發(fā)展中，樹立共享與融合意識至關(guān)重要。首先要明白何為融合，所謂融合，是指各相關(guān)領(lǐng)域之間通過一系列手段實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源共享，這也是前文中屢次提及的融合問題。這種融合的目標(biāo)是對未來所有的網(wǎng)絡(luò)形式進行資源共享，擴攬各相關(guān)信息領(lǐng)域的不同業(yè)務(wù)活動，最終實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)橫向以及縱向的深度和寬度融合。

2.2 加強行業(yè)與產(chǎn)業(yè)之間的合作

加強行業(yè)與產(chǎn)業(yè)之間合作的第一步，就是要實現(xiàn)行業(yè)之間的協(xié)調(diào)。雖然現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)在我國各行業(yè)的應(yīng)用范圍已經(jīng)相當(dāng)廣泛，但是各相關(guān)行業(yè)之間仍然存在共享阻礙，這是由于行業(yè)間存在業(yè)務(wù)交叉，一定程度上致使物聯(lián)網(wǎng)不能實現(xiàn)更好的管理和技術(shù)方面的共享。第二，加強物聯(lián)網(wǎng)整個產(chǎn)業(yè)鏈之間的合作。實際上物聯(lián)網(wǎng)自身也是一個非常復(fù)雜的產(chǎn)業(yè)鏈，自動控制技術(shù)、無線射頻識別技術(shù)等處于產(chǎn)業(yè)鏈初端的技術(shù)指標(biāo)目前已經(jīng)取得了較好的發(fā)展。因此，物聯(lián)網(wǎng)更好的發(fā)展依賴于產(chǎn)業(yè)鏈之間的聯(lián)合，只有每個環(huán)節(jié)進行結(jié)合才能有效地推動物聯(lián)網(wǎng)向更好、更健康的方向發(fā)展。

3 結(jié)語

人們經(jīng)常講：“物聯(lián)網(wǎng)的興起和使用，是一種新的生活方式，是一場技術(shù)領(lǐng)域的革命?！钡拇_，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展影響社會的各方面，小到人們的生活方式，大到行業(yè)的興起，甚至技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)新，但是任何發(fā)展都是基于我們對物聯(lián)網(wǎng)的美好期許與祝愿，任何技術(shù)的革新帶來便利與發(fā)展的同時也帶來很多困擾，我們要做的就是通過反復(fù)的思考、不斷地進行技術(shù)革新以及加強各行業(yè)間的協(xié)作，來改善或彌補新技術(shù)缺陷。

參考文獻

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