物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中信息通信技術(shù)應(yīng)用

鐘念

（南京能迪電氣技術(shù)有限公司 江蘇省南京市 211106）

隨著經(jīng)濟全球化趨勢的不斷深化，信息的交互已經(jīng)成為了人們?nèi)粘Ｉ詈蜕a(chǎn)的關(guān)鍵因素，而科學(xué)技術(shù)的進步又給信息通信提供了更好的發(fā)展契機，從而使信息交互更為全面而迅速。而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用，又提升了人與物之間的信息交互，使信息溝通的層面更加深入。因此，在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中起著決定性作用的信息通信技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，更是給物聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新發(fā)展提供技術(shù)支撐。

1 物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)概述

1.1 物聯(lián)網(wǎng)概念

“物聯(lián)網(wǎng)”的概念一般是指為實現(xiàn)人與物、物與物之間有效融通的借助計算機通信感知、識別以及智能等技術(shù)的一種方式，并且實現(xiàn)了人與物、物與物之間的控制的從而實現(xiàn)信息化傳遞的過程。從某種意義上講，物聯(lián)網(wǎng)是一種互聯(lián)網(wǎng)的延伸，是以互聯(lián)網(wǎng)為平臺和基礎(chǔ)上實現(xiàn)的基于物與物、人與物之間的信息交互，并且更具有公開性和大眾性，但又具備私有化的特征，所以也可以說物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的一種形式的拓展。綜上所述，物聯(lián)網(wǎng)是基于互聯(lián)網(wǎng)的一種應(yīng)用模式和方式，是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用的拓展。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)特征

物聯(lián)網(wǎng)以高度的智能化和自動化來采集各類型的數(shù)據(jù)，并實現(xiàn)分析和處理，體現(xiàn)了人工智能的重要特性，再結(jié)合物物相連的通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支持，從而實現(xiàn)了替代人們來實現(xiàn)某些工作。但是要實現(xiàn)物物相聯(lián)，必須依靠大量的硬件設(shè)備和信息通信技術(shù)的支持，包括衛(wèi)星、多種類型的傳感器、信息識別技術(shù)、信息掃描技術(shù)以及其它與能夠參與到物物相連的網(wǎng)絡(luò)中來的設(shè)備。在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，利用科學(xué)化、標準化和智能化的信息通信技術(shù)和控制方法，使物與物之間能夠利用各類設(shè)備來實現(xiàn)信息的交互，從而實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的自動化和智能化。

物聯(lián)網(wǎng)的信息感應(yīng)方面，是來源于感應(yīng)器或者終端設(shè)備采集的數(shù)據(jù)，并通過控制器來對信息進行傳輸和處理。在數(shù)據(jù)的處理方面則是通過多種途徑的將采集的數(shù)據(jù)傳輸至終端，再由平臺來實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的分析和處理。由于物聯(lián)網(wǎng)的私有化特征，因此類各數(shù)據(jù)的采集和傳輸都要確保過程的可靠性和安全性。物聯(lián)網(wǎng)信息的應(yīng)用方面，則需要確保信息數(shù)據(jù)的可控性，從而實現(xiàn)與終端之間的交互。

2 物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中信息通信技術(shù)應(yīng)用分析

2.1 應(yīng)用的方式

由于物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)在核心組成和應(yīng)用原理上的一致性，所以也需要進行維護和管理，而采用信息通信技術(shù)的應(yīng)用可以為此提供管理平臺。在信息交流應(yīng)用方面，由于物聯(lián)網(wǎng)具有更為復(fù)雜的數(shù)據(jù)來源以及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，因此必須通過建立更為穩(wěn)定而高效的傳輸通道來保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院桶踩?，而傳輸通道的性能則是決定了物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)信息交流的效率。為了保障信息交流的效率，信息通信技術(shù)需要對整個信息數(shù)據(jù)的傳輸過程進行跟蹤和維護，從而實現(xiàn)信息的傳輸?shù)木群托?。此外，信息通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用，還需要確保信息數(shù)據(jù)的私密性和安全性，因此在實現(xiàn)信息傳輸過程中需要隔離干擾信息并提升傳輸?shù)馁|(zhì)量，從而提升物聯(lián)網(wǎng)信息交互過程中的信息通信水平。

2.2 應(yīng)用的模式

以智能識別模式為例，用戶通過智能手機或者終端設(shè)備來對物體進行識別，通過電子標簽或者二維碼的方式來獲取物體的相關(guān)信息，包括物體屬性、運輸過程、傳輸目的以及其它商業(yè)信息和安全信息等，通過臨時密鑰的方式來獲得授權(quán)，并在完成信息處理完進行信息安全處理，從而確保信息的私有性。

物聯(lián)網(wǎng)的監(jiān)管模式則是指采用了大量感應(yīng)器和傳感器來對物體進行輔助監(jiān)視，從而實現(xiàn)對監(jiān)管對象的不間斷跟蹤與監(jiān)視，主要是包括了對污染源的監(jiān)管，對危險源和密閉工作環(huán)境等的監(jiān)管，以及關(guān)鍵道路交通監(jiān)控等系統(tǒng)的應(yīng)用。

2.3 應(yīng)用的措施

由于物聯(lián)網(wǎng)與信息通信技術(shù)在原理和功能上存在相似性，因此利用信息通信技術(shù)來實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的功能可以進一步提升物聯(lián)網(wǎng)在數(shù)據(jù)傳輸方面的效率和質(zhì)量，從而更好的提升用戶的友好度。雖然在原理和結(jié)構(gòu)上相似，但是具體的應(yīng)用卻有著較大的區(qū)別，信息通信技術(shù)主要是以語音和數(shù)據(jù)的傳輸為主，而與物聯(lián)網(wǎng)的感知功能在信息類型上和服務(wù)的對象上存在差異，所以信息通信技術(shù)并不能作為物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵節(jié)點。而物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中利用信息通信技術(shù)，可以通過將傳感器設(shè)備與通信技術(shù)進行融合，從而實現(xiàn)與物的互聯(lián)，起到遠程控制的作用。因此，在深度實現(xiàn)信息通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中的應(yīng)用，還應(yīng)該轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)信息通信的管理模式，挖掘信息通信技術(shù)在通訊管理上的優(yōu)勢與物聯(lián)網(wǎng)進行融合，從而促進物聯(lián)多的發(fā)展。

3 物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中信息通信技術(shù)應(yīng)用實踐和前景

3.1 應(yīng)用實踐

基于Modbus 網(wǎng)關(guān)設(shè)備的通信技術(shù)采用的是基于網(wǎng)絡(luò)集線器的通信協(xié)議，雖然在當前電信領(lǐng)域中應(yīng)用的TCP/IP 技術(shù)存在明顯的落后性，但是由于物聯(lián)網(wǎng)對于信息通信技術(shù)的要求以及數(shù)據(jù)處理的要求還比較低，因此該技術(shù)的在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的應(yīng)用反而更能發(fā)揮該技術(shù)的優(yōu)勢，并且廣泛的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和終端設(shè)備的應(yīng)用，可以給物聯(lián)網(wǎng)的部署提供強大的硬件支撐，從而實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速擴張。本次應(yīng)用實踐分析提出了一種基于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的Modbus 協(xié)議在TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)中的封裝方法，并對該種方法在動力環(huán)境監(jiān)控中的應(yīng)用模式進行了研究。

Modbus 網(wǎng)關(guān)是工業(yè)自動化系統(tǒng)的一個網(wǎng)絡(luò)集線器通信協(xié)議轉(zhuǎn)換設(shè)備，在這種架構(gòu)下，監(jiān)控系統(tǒng)分為兩個網(wǎng)絡(luò)層次，在每個站點內(nèi)不同設(shè)備構(gòu)成一個獨立的Modbus 總線網(wǎng)絡(luò)，監(jiān)控系統(tǒng)本身構(gòu)成一個TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)。其系統(tǒng)總線如圖1 所示。

圖1：Modbus 網(wǎng)關(guān)監(jiān)控系統(tǒng)總線圖

（1）Modbus 網(wǎng)關(guān)是由IP 數(shù)據(jù)層和串行總線層兩層網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建而成。其中IP 數(shù)據(jù)層是通過ICMP 協(xié)議在實現(xiàn)IP 化前提下實現(xiàn)監(jiān)控。查詢指令是通過ModbusOverTCP/IP 報文格式來實現(xiàn)，并與Modbus 網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)信息的上行和下發(fā)等交互行為。串行總線層，在各站點內(nèi)部通過多串口網(wǎng)關(guān)且根據(jù)不同的設(shè)備下發(fā)基于串行鏈路的ModbusRTU 報文和ModbusASCII 報文。報文在串行端口上廣播，各被監(jiān)控設(shè)備根據(jù)地址碼來判別是否是對自己的查詢指令，并上報基于串行鏈路的ModbusRTU 報文和ModbusASCII 報文。

（2）Modbus 網(wǎng)關(guān)在物聯(lián)網(wǎng)中也具備網(wǎng)關(guān)隔離的功能。也就是說，Modbus 網(wǎng)關(guān)在收到控制中心所發(fā)出的報文后，會進行IP 報頭的剝離，再通過廣播的方式將設(shè)備辨別地址碼發(fā)送給各個串口，從而實現(xiàn)IP 傳輸層和串行鏈路層之間的隔離。此外，Modbus 網(wǎng)關(guān)也通過Data 上下行數(shù)據(jù)來將實現(xiàn)透傳報文的功能。

（3）Modbus 網(wǎng)關(guān)在實施通信功能時，對于數(shù)據(jù)包的查詢和管理都是在中心服務(wù)器上完成的，因此具備了中心處理的功能特征。Modbus 網(wǎng)關(guān)并不需要采用“協(xié)議轉(zhuǎn)換器”并具有簡單的報頭剝離和附加的功能，再加上由中心服務(wù)器完成數(shù)據(jù)包括處理，因此又兼顧了存儲和故障分析的功能。

3.2 應(yīng)用前景

當前物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展已經(jīng)面臨著全面發(fā)展的階段，要想實現(xiàn)萬物互聯(lián)的功能，需要將網(wǎng)絡(luò)部署到各個角落，同時通過物聯(lián)網(wǎng)來實現(xiàn)物與物、物與人之間的無縫連接，并完成信息的交互和處理，從而高效的完成系統(tǒng)的控制，這個目標的實現(xiàn)還需要較長一段時間的發(fā)展。因此，為了更好的保障物聯(lián)網(wǎng)的健康有快速發(fā)展，需要對信息通信技術(shù)的應(yīng)用提出建議，具體內(nèi)容如下：

（1）需要加強電子信息技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用，可以推動物聯(lián)網(wǎng)的信息化的水平和速度，以物流產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用來講，通過構(gòu)建信息系統(tǒng)網(wǎng)站來對當前各個區(qū)域處于各類狀態(tài)的物體進行信息的采集，并通過網(wǎng)站來完成與客戶之間的交互，從而實現(xiàn)物與人之間的信息交互，并借助網(wǎng)站的資源包括云平臺的計算機能力來對當前的數(shù)據(jù)進行分析和處理，從而加快物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用效果提升。

（2）充分利用信息通信技術(shù)來構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)的信譽平臺，從而確保物的信息與用戶的信息可以獲得區(qū)域內(nèi)的共享和私有化的保障，從而提升用戶對于物聯(lián)網(wǎng)安全性和便捷性的要求，促進互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟的發(fā)展。

4 結(jié)語

從物聯(lián)網(wǎng)的概念特征以前當前信息通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用方式、模式以及措施的總結(jié)分析，提出了當前信息通信技術(shù)對物聯(lián)網(wǎng)的支持作用，以及在推廣應(yīng)用中的積極的促進作用，即可以提升物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展速度同時也可以提供創(chuàng)新契機，從而提升物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展質(zhì)量。此外，本文通過基于Modbus 網(wǎng)關(guān)設(shè)備的通信協(xié)議在物聯(lián)網(wǎng)中的實踐應(yīng)用，來深入分析信息通信技術(shù)發(fā)展對當前物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的支持和促進作用，體現(xiàn)了兩者在結(jié)構(gòu)上的一致性，從而更好的推動物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的健康和快速發(fā)展。最后總結(jié)了當前信息通信技術(shù)的發(fā)現(xiàn)現(xiàn)狀和應(yīng)用前景，并提出了促進物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的信息通信技術(shù)應(yīng)用的建議。