信息通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用探索

郝樹(shù)強(qiáng) 高迎生 畢永剛

中國(guó)信息通信研究院 北京 100191

1 物聯(lián)網(wǎng)的概念

物聯(lián)網(wǎng)的基本技術(shù)是基于嵌入式設(shè)備構(gòu)建的，嵌入式設(shè)備通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將所有類型的對(duì)象連接在一起。該技術(shù)的目標(biāo)是集成不同的傳感器，射頻和傳感器設(shè)備，并從物聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)傳輸從物體收集的數(shù)據(jù)，以通過(guò)共享信息來(lái)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)主要解決對(duì)象與對(duì)象（Thing to Thing，T2T），人與物（Human to Thing，H2T）和人（Human to Human，H2H）之間的通信[1]。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)具有將所有內(nèi)容連接到網(wǎng)絡(luò)的功能，以便于識(shí)別，管理和控制，而不是僅僅依靠計(jì)算機(jī)。物聯(lián)網(wǎng)使用的網(wǎng)絡(luò)不僅限于傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)之間的互聯(lián)網(wǎng)，還可以使用低功率網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，例如計(jì)算機(jī)之間的傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。

（1）物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議。物聯(lián)網(wǎng)處于發(fā)展的早期階段，許多網(wǎng)絡(luò)協(xié)議應(yīng)用于低功耗網(wǎng)絡(luò)。其他常用協(xié)議包括藍(lán)牙，WiFi和紫峰協(xié)議。盡管WiFi協(xié)議已經(jīng)成熟，但在某些物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備上其功耗仍然很高。盡管藍(lán)牙功耗很低，但是可以連接的外部設(shè)備數(shù)量有限。因此，紫峰流程得到了廣泛的使用，它消耗很少的電能并支持大量的連接。 紫峰協(xié)議具有較低的通信級(jí)別，可以滿足低功耗、低速度和高連接設(shè)備之間的大量連接的交互式要求。 紫峰協(xié)議也有一些缺點(diǎn)，例如無(wú)法直接連接到傳統(tǒng)Internet，以及不遵守其他低功耗互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，這需要技術(shù)人員進(jìn)一步開(kāi)發(fā)。

（2）物聯(lián)網(wǎng)的原理。在正常情況下，通過(guò)“收集-傳輸-處理-發(fā)送”的通信過(guò)程，Internet上的對(duì)象的基本設(shè)計(jì)包括傳感器、嵌入式設(shè)備和其他對(duì)象。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中的傳感器類似于人體的五種感官，負(fù)責(zé)收集各種信息。 RFID是一種無(wú)線通信技術(shù)，可以在設(shè)備之間不進(jìn)行機(jī)械或視覺(jué)通信的情況下進(jìn)行通信，以確保信號(hào)傳輸期間的準(zhǔn)確性。這些設(shè)備包含負(fù)責(zé)處理和計(jì)算的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的大腦?；疚锫?lián)網(wǎng)原理：傳感器將數(shù)據(jù)傳輸?shù)接芯€或RFID嵌入式設(shè)備，嵌入式設(shè)備執(zhí)行簡(jiǎn)單的統(tǒng)計(jì)和配置設(shè)備，并根據(jù)同步協(xié)議傳輸通信設(shè)備使用的數(shù)據(jù)。

（3）數(shù)據(jù)處理技術(shù)。嵌入式設(shè)備是與單個(gè)微計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)芯片集成在一起的小型數(shù)據(jù)處理器，并且是物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)處理的核心。取決于單片機(jī)芯片，根據(jù)構(gòu)建功能值功能所需的功能添加外部電路是一種簡(jiǎn)單的內(nèi)置設(shè)備。物聯(lián)網(wǎng)需要使用大量的計(jì)算機(jī)照明設(shè)備，同時(shí)有必要確保這些設(shè)備實(shí)時(shí)在線，并且微控制器最適合這種情況[2]。

3 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)的最基本功能是建立通信并提高管理效率。物聯(lián)網(wǎng)具有廣泛的應(yīng)用。包含“智能”一詞的所有內(nèi)容都與物聯(lián)網(wǎng)有關(guān)，并且在諸如送貨上門(mén)、運(yùn)輸、市政府、醫(yī)療、工業(yè)和安全等行業(yè)具有良好的應(yīng)用。

（1）智能家居。智能家居是一種標(biāo)準(zhǔn)的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。將設(shè)備連接到熱傳感器，并通過(guò)檢測(cè)自動(dòng)檢測(cè)預(yù)編程的電氣設(shè)備；將物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備與傳統(tǒng)通信設(shè)備連接起來(lái)，以消除電氣設(shè)備之間的孤島效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器通信并成功提升設(shè)備的使用效率。

（2）智能交通。智能網(wǎng)絡(luò)傳輸在車(chē)流量管理中也有更好的應(yīng)用。通過(guò)在道路上安裝傳感器以檢測(cè)實(shí)時(shí)交通信號(hào)，交通參與者可以根據(jù)交通信息自動(dòng)規(guī)劃路線，有效減少交通事故的發(fā)生率，避免擁堵并提高交通效率。

（3）智慧城市。在大城市治理領(lǐng)域中使用智能城市物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以提高城市政府的效率，簡(jiǎn)化人們的生活，并為建設(shè)有愛(ài)心的社會(huì)提供有力保障[3]。

4 物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展

隨著社會(huì)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域。盡管物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展迅速，但它也面臨一些挑戰(zhàn)。只有通過(guò)不斷的設(shè)計(jì)，改進(jìn)和發(fā)展，我們才能有效應(yīng)對(duì)開(kāi)發(fā)過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)，更好地促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的健康發(fā)展。

（1）風(fēng)險(xiǎn)和應(yīng)對(duì)。物聯(lián)網(wǎng)由于其復(fù)雜性，可變性，復(fù)雜性和密度而面臨的風(fēng)險(xiǎn)和對(duì)策，有效的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防和管理是構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)時(shí)需要解決的問(wèn)題。 ①面臨的風(fēng)險(xiǎn)。物聯(lián)網(wǎng)的風(fēng)險(xiǎn)與傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)相比，物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)設(shè)備的廣度和深度使安全風(fēng)險(xiǎn)更加清晰和得到改善。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中的硬件漏洞很難修復(fù)，軟件更新也很復(fù)雜。②全面預(yù)防風(fēng)險(xiǎn)。正確使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以有效預(yù)防事故，消除隱患，并使之更適合人們的生活。應(yīng)當(dāng)指出，預(yù)防和風(fēng)險(xiǎn)管理非常重要。

（2）物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。隨著物聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，行業(yè)巨頭們?cè)谖锫?lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)中不斷努力，為物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展帶來(lái)了新的機(jī)遇。①新技術(shù)。Microsoft已為其嵌入式設(shè)備上的嵌入式Windows發(fā)布了一系列嵌入式分支應(yīng)用程序，宣布進(jìn)入嵌入式領(lǐng)域，并已廣泛用于自動(dòng)銀行業(yè)務(wù)中。微軟已經(jīng)發(fā)布了基于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序的Windows10互聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)，其中“互聯(lián)網(wǎng)”是物聯(lián)網(wǎng)的縮寫(xiě)，它顯示了具有Internet的對(duì)象的嵌入，這表明了物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)潛力。信息時(shí)代。 ②技術(shù)的使用。Google引入了Google Home系統(tǒng)，該系統(tǒng)可對(duì)家用設(shè)備進(jìn)行集中控制，從而創(chuàng)建物聯(lián)網(wǎng)的家用設(shè)備。國(guó)內(nèi)的小米公司在醫(yī)療領(lǐng)域也有物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用。在醫(yī)療保健領(lǐng)域充分利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)肯定會(huì)改善人們的生活質(zhì)量。

5 結(jié)束語(yǔ)

從歷史的角度來(lái)看，信息技術(shù)的發(fā)展，技術(shù)的快速獲取和采用是當(dāng)今物聯(lián)網(wǎng)的目標(biāo)，也是指導(dǎo)未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的指南-使科學(xué)和技術(shù)發(fā)現(xiàn)更易于實(shí)施。只有不斷創(chuàng)新才能促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)更好更快地發(fā)展。