物聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)中信息傳輸關(guān)鍵技術(shù)研究

李國(guó)慶

（通號(hào)工程局集團(tuán)天津機(jī)電工程有限公司）

1 控制系統(tǒng)概述

控制系統(tǒng)主要是通過網(wǎng)絡(luò)的連接，在傳感器、執(zhí)行元器件及控制器件等元器件的有效配合下，完成對(duì)某項(xiàng)任務(wù)的網(wǎng)絡(luò)化控制，被人們稱為網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)。該系在運(yùn)行過程中，主要包括單一控制系統(tǒng)與分布式控制系統(tǒng)，目前被廣泛應(yīng)用的為現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)。隨著自動(dòng)化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)的發(fā)展不斷提升，網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)成為各領(lǐng)域建設(shè)的重要項(xiàng)目，被廣泛應(yīng)用。同時(shí)，關(guān)于控制系統(tǒng)中的軟件設(shè)計(jì)、硬件結(jié)構(gòu)及控制方式等方面，也不但完善，為相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用提供了良好的保障

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概述

2.1 物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展過程

物聯(lián)網(wǎng)主要是指在實(shí)際社會(huì)的運(yùn)行過程中，將具有識(shí)別能力、感知能力、處理能力及執(zhí)行能力的各種設(shè)備及技術(shù)有效結(jié)合在一起，利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，達(dá)到某種管理控制的目的，在互聯(lián)網(wǎng)的幫助下，完成資源共享、信息接收、信息分析及信息處理等工作[1]。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)是時(shí)代發(fā)展的產(chǎn)物，是社會(huì)進(jìn)步的必然，在該技術(shù)的應(yīng)用上，實(shí)現(xiàn)大空間或大范圍的控制，包括人對(duì)人、人對(duì)物及物對(duì)物的有效控制，是一種前所未有的全新技術(shù)手段?；诖?，在物聯(lián)網(wǎng)體系運(yùn)行過程中，需要多種技術(shù)的共通支撐，包括信息技術(shù)、感知技術(shù)、智能控制技術(shù)及多媒體采集技術(shù)等。

2.2 物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)體系

目前，物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)體系主要由三個(gè)部分組成：感知層、網(wǎng)絡(luò)層及應(yīng)用層，如圖1所示。其中，感知層位于整個(gè)結(jié)構(gòu)體系的最底端，其主要由各種識(shí)別芯片、電子芯片、傳感器及智能系統(tǒng)等部分組成，是支撐物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)體系的基礎(chǔ)部分。目前，各領(lǐng)域中對(duì)于感知層具有的主要作用，其研究?jī)?nèi)容還主要放在感知能力、識(shí)別能力及計(jì)算處理功能上，其主要是對(duì)實(shí)際物體進(jìn)行物理識(shí)別[2]。網(wǎng)絡(luò)層在整個(gè)體系中主要是負(fù)責(zé)傳輸信息數(shù)據(jù)，利用云計(jì)算系統(tǒng)完成對(duì)大量數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)計(jì)算，通過互聯(lián)網(wǎng)、通信技術(shù)及有線電視網(wǎng)等傳輸信息數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)層是連接感知層與應(yīng)用層的橋梁，實(shí)現(xiàn)了不同區(qū)域內(nèi)各種信息數(shù)據(jù)的接收及發(fā)送，并對(duì)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行收集處理。應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的功能體現(xiàn)環(huán)節(jié)。在感知層與網(wǎng)絡(luò)層的支撐下，就能夠?qū)崿F(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的具體應(yīng)用。目前其應(yīng)用的領(lǐng)域主要包括以下方面：智能交通、數(shù)字農(nóng)業(yè)、職能電力、遠(yuǎn)程醫(yī)療、污染監(jiān)控及物流監(jiān)控等。

2.3 物聯(lián)網(wǎng)及其安全技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)在眾多領(lǐng)域中得以應(yīng)用，我國(guó)相關(guān)領(lǐng)域中的許多學(xué)者也對(duì)其相關(guān)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及傳感器技術(shù)等進(jìn)行了深入的研究。舉例來說，我國(guó)專家學(xué)者針對(duì)救災(zāi)物資配送困難的情況，研究出一種新的物流管理體系，將其運(yùn)用與救災(zāi)物資配送中，實(shí)現(xiàn)了快速、精準(zhǔn)的救災(zāi)物資配送工作。再比如，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在污水處理中也有非常重要的應(yīng)用，物聯(lián)網(wǎng)污水控制系統(tǒng)如圖2所示。在該系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，主要是利用各種水環(huán)境傳感器，收集環(huán)境的相關(guān)數(shù)據(jù)，并在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、通信技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)的支持下，完成對(duì)污水排放情況的檢測(cè)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，也使得各行業(yè)運(yùn)行中出現(xiàn)了更多需要解決的問題。其中，安全問題是所有行業(yè)最為關(guān)心的問題。在不斷的研發(fā)中，國(guó)外學(xué)者研究出了一種能夠?qū)崿F(xiàn)自我保護(hù)的物聯(lián)網(wǎng)體系，從而解決大范圍物聯(lián)網(wǎng)安全問題。同時(shí)，我國(guó)相關(guān)學(xué)者也針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)安全這一方面，提出了應(yīng)將其安全等級(jí)分為不同的級(jí)別，包括設(shè)備安全、網(wǎng)絡(luò)安全及應(yīng)用安全；再在此基礎(chǔ)上進(jìn)行安全系統(tǒng)的管理，保證整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的安全、有效運(yùn)行。

3 物聯(lián)網(wǎng)中信息傳輸關(guān)鍵技術(shù)的研究現(xiàn)狀

圖1 物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)體系

圖2 物聯(lián)網(wǎng)污水控制系統(tǒng)

物聯(lián)網(wǎng)在各領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用，也使得網(wǎng)絡(luò)安全問題成為人們最為關(guān)心的問題。實(shí)際上，國(guó)際化標(biāo)準(zhǔn)組織將網(wǎng)絡(luò)安全分為以下五種情況：數(shù)據(jù)傳輸不可否認(rèn)性情況、數(shù)據(jù)安全可靠情況、數(shù)據(jù)完備性情況、訪問權(quán)限控制情況及使用對(duì)象鑒別情況。同時(shí)，為了能夠更有效地解決數(shù)據(jù)傳遞與接收的安全問題，相關(guān)人員研發(fā)出多種保護(hù)方案，包括防火墻防盜技術(shù)、安全隔離技術(shù)及數(shù)據(jù)傳輸安全保障技術(shù)等。目前，在網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，主要應(yīng)用的是虛擬專用網(wǎng)技術(shù)（VPN）。該技術(shù)能夠依靠自己的系統(tǒng)建立一條安全的信息傳輸通道，并通過結(jié)合加密技術(shù)與客戶認(rèn)證技術(shù)，保障整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全性。

4 結(jié)論

綜上所述，想要實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步，物聯(lián)網(wǎng)在各領(lǐng)域中的應(yīng)用已經(jīng)勢(shì)在必行，物理網(wǎng)也成為計(jì)算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)后的重要技術(shù)變革，世界各國(guó)也以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)制定相應(yīng)的發(fā)展戰(zhàn)略。不過，目前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，不論是國(guó)內(nèi)或國(guó)外，都并不是非常的成熟，我國(guó)相關(guān)領(lǐng)域中對(duì)該技術(shù)的研究主要是針對(duì)其應(yīng)用層上的研究。本文對(duì)物聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)中信息傳輸關(guān)鍵技術(shù)方面進(jìn)行了研究，分析了相關(guān)技術(shù)的研究現(xiàn)狀。