計算機技術在物聯(lián)網(wǎng)通信中的運用研究

李長青

（長江藝術工程職業(yè)學院 湖北荊州 434001）

隨著城市化進程的不斷加快，信息技術的飛速發(fā)展，打破了傳統(tǒng)信息交流過程中時間、空間等因素的限制，拓寬了溝通渠道和溝通方式。計算機物聯(lián)網(wǎng)技術主要通過借助傳感器有效連接計算機網(wǎng)絡，從而逐步加強自身智能控制與定位識別。計算機物聯(lián)網(wǎng)的基礎是互聯(lián)網(wǎng)體系，可以輕松實現(xiàn)信息的延伸與拓展?；诖耍疚闹饕骄坑嬎銠C物聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術與主要應用路徑。

一、物聯(lián)網(wǎng)的定義

物聯(lián)網(wǎng)是基于互聯(lián)網(wǎng)基礎上，將各類傳感設備與計算機技術相結(jié)合，進而實現(xiàn)人機物互聯(lián)。隨著我國信息技術的高速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術也越來越成熟，并且物聯(lián)網(wǎng)目前已經(jīng)運用到我國各個科研領域。此外，根據(jù)不同類型的智能傳感器，相關技術人員利用物聯(lián)網(wǎng)技術能夠?qū)崿F(xiàn)對各種信息的實時監(jiān)管，進而提高了工作效率。物聯(lián)網(wǎng)技術最早出現(xiàn)于20 世紀末，比爾·蓋茨提出：物聯(lián)網(wǎng)是基于傳感器、計算機技術以及相關硬件構成的。在四年后，著名雜志論壇提出了物聯(lián)網(wǎng)是改善今后人類未來生活的重要技術。

二、物聯(lián)網(wǎng)的特性

物聯(lián)網(wǎng)的初衷是協(xié)助人與外界、人與物更好地交流溝通，它作為信息傳遞的橋梁，擁有很多特性，例如時效性、一致性、方便操作。在信息之間的溝通過程中，它能保證音頻、視頻等不同形式的文件交流暢通無阻。此外，還能依據(jù)不同客戶的具體要求，進行信息格式的轉(zhuǎn)換。信息借助物聯(lián)網(wǎng)傳播的過程是通過感應設施實現(xiàn)的，物聯(lián)網(wǎng)信息傳播時，把海量的信息元素進行整理、合并、傳播，該過程非常繁雜、寬泛，可以做到跨時間和空間梯度的信息收集和交流，從而協(xié)助人們更科學地認識世界、改造世界。此外，物聯(lián)網(wǎng)在信息傳播階段最關鍵的服務對象是個人移動設備，所以在使用物聯(lián)網(wǎng)傳播信息時，要加強對網(wǎng)絡安全的維護和重視程度，采取各種措施確保用戶的信息安全和隱蔽性，杜絕信息泄露。

三、計算機技術與物聯(lián)網(wǎng)的聯(lián)系

計算機技術與物聯(lián)網(wǎng)有著密不可分的聯(lián)系。物聯(lián)網(wǎng)技術的核心便是高效運用計算機科學技術。從基礎層面來看，則是對計算機硬件和軟件的需求。其背后的邏輯可以這樣理解：計算機對物聯(lián)網(wǎng)的應用主要體現(xiàn)在網(wǎng)絡層，物聯(lián)網(wǎng)的傳感技術和射頻識別技術將模擬信號轉(zhuǎn)為數(shù)字信息傳遞，再借助嵌入式技術將接收到的信息予以處理分析，最后再通過計算機將最終數(shù)據(jù)進行傳遞。由此可知，物聯(lián)網(wǎng)對于計算機技術有著極大的依賴性，計算機技術的高低直接影響了物聯(lián)網(wǎng)接收信息的快慢和信息處理正確性的高低。物聯(lián)網(wǎng)若想獲得快速發(fā)展必須得到計算機技術的支撐。

四、計算機技術在物聯(lián)網(wǎng)通信中的應用

（一）射頻識別技術

射頻識別技術英文全稱為“ Radio Frequency Identification”，簡稱為RFID。這種技術跟我們?nèi)粘＝佑|的條碼掃描具有很大相似性，可以規(guī)避光學和機械的弊端。通常來說RFID 需要借助無線設備，通過目標物識別和解讀，才能與目標物之間產(chǎn)生連接。RFID 由應用軟件系統(tǒng)、閱讀器以及應答器等組成，體積較小，便于攜帶，且沒有任何污染，可以快速完成目標物掃描，非常安全。因此，RFID 深受人們喜愛。目前，大多數(shù)行業(yè)中均在有效使用RFID，不僅實現(xiàn)了工作效率的提升，還推動了計算機物聯(lián)網(wǎng)技術飛速發(fā)展。

（二）云計算技術

云計算是一種類似于物聯(lián)網(wǎng)的技術，都是依靠著計算機科技的發(fā)展。云計算是利用計算機技術來設定計算格式?？傮w而言，云技術具有速度快、數(shù)量多、資源轉(zhuǎn)換迅速、系統(tǒng)設置和運行更加簡便的特點，能夠?qū)崿F(xiàn)對系統(tǒng)的直接存取。從目前的云計算技術在物聯(lián)網(wǎng)中的應用來看，物聯(lián)網(wǎng)主要是利用網(wǎng)絡技術實現(xiàn)云計算，在這個過程中，可以將各計算機實體進行集成，從而使整個系統(tǒng)的運算能力始終得到保障。

（三）網(wǎng)絡通信技術

在信息時代，網(wǎng)絡通信技術得到了較好發(fā)展。網(wǎng)絡通信技術將數(shù)據(jù)信息、通信信息、網(wǎng)絡連接等多種資源進行了有效結(jié)合。其中，數(shù)據(jù)信息主要借助衛(wèi)星和光纖才能完成相關傳輸，實現(xiàn)軟硬件數(shù)據(jù)實時共享。可以說，網(wǎng)絡通信技術具有較強的處理與管理能力，發(fā)展前景廣闊。網(wǎng)絡通信技術多種多樣，而在物聯(lián)網(wǎng)背景下由于相關技術人員需要對物體之間進行數(shù)據(jù)通信，因此M2M 技術應運而生。M2M 硬件產(chǎn)品主要有以下分類：嵌入式硬件、可組裝硬件、調(diào)制解調(diào)器和傳感器。首先，嵌入式硬件就是通過嵌入式的方式，將某些硬件產(chǎn)品給予實現(xiàn)網(wǎng)絡通信的功能。但由于部分廠商生產(chǎn)的產(chǎn)品不具備網(wǎng)絡通信功能，并且各產(chǎn)品由于型號配置不同使得嵌入式軟件難以在其身上應用。因此，可組裝式硬件能夠為其提供網(wǎng)絡通信能力。而網(wǎng)絡通信能力的實現(xiàn)，主要是通過傳感器將輸入輸出設備中的數(shù)據(jù)進行收集，并通過相關協(xié)議轉(zhuǎn)換功能，最后利用信息傳輸?shù)姆绞桨l(fā)送到相應終端。智能傳感器可通過無線網(wǎng)絡將采集到的相關數(shù)據(jù)信息，以傳輸?shù)姆绞綄崟r提供給相關技術人員，并且也可以通過衛(wèi)星系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)的傳輸。智能傳感器廣泛運用在基于互聯(lián)網(wǎng)背景下的應用中。

（四）大數(shù)據(jù)技術

互聯(lián)網(wǎng)技術快速發(fā)展的過程中涌現(xiàn)出非常豐富的數(shù)據(jù)資源，合理使用大數(shù)據(jù)技術能夠為物聯(lián)網(wǎng)技術的應用提供更為豐富的數(shù)據(jù)信息，將終端所采集的龐大數(shù)據(jù)資源傳輸?shù)椒掌飨到y(tǒng)，挖掘和提取有價值的數(shù)據(jù)信息內(nèi)容，將有價值可利用的信息或者資料動態(tài)化傳輸?shù)骄W(wǎng)絡層次，能夠避免大量無用數(shù)據(jù)信息的傳輸而出現(xiàn)網(wǎng)絡擁堵現(xiàn)象或是節(jié)點故障的問題；采用大數(shù)據(jù)挖掘技術進行各類數(shù)據(jù)信息的分析處理，還能拓寬互聯(lián)網(wǎng)技術運用的范圍，增強技術的普適性，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)網(wǎng)絡技術的應用形式，設計能夠利用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進行圖形化交互的模式，合理展示所獲得的數(shù)據(jù)資料內(nèi)容，對其進行高效化應用。

五、計算機通信技術在物聯(lián)網(wǎng)中的具體使用

實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)技術的三個方面是：感知層、傳輸層、應用層。感知層主要負責覆蓋區(qū)內(nèi)感知信息的收集，并將其及時傳輸?shù)絺鬏攲?。傳輸層非常關鍵，它負責獲取感知層的信息，并將其及時準確傳送到網(wǎng)管，最后即實現(xiàn)其與傳感器的交流?？梢钥闯?，傳輸層是人與人間進行交流的平臺。應用層主要負責對獲取到的信息進行加工處理，并且不斷優(yōu)化完善網(wǎng)絡設備，保證網(wǎng)管的無線路由器與協(xié)議間無障礙互換。上述三個環(huán)節(jié)的順利與否，會直接影響到計算機通信網(wǎng)絡安全。在整個環(huán)節(jié)中最關鍵的就是感知層。它的工作內(nèi)容是把網(wǎng)絡覆蓋區(qū)內(nèi)的對象進行檢查，并對有用的數(shù)據(jù)進行收集、整理，最終借助網(wǎng)管完成傳送工作。不同網(wǎng)絡間任務連接是借助網(wǎng)管實現(xiàn)的。物聯(lián)網(wǎng)獲取的信息只能進行整理、分析，在一個完整的任務中，計算機通信網(wǎng)絡的信息壓力非常大。隨著互聯(lián)網(wǎng)使用越來越頻繁，信息傳遞的內(nèi)容也越來越多，這無疑加重了信息收集壓力，也加大了感知層收集、感知信息的工作量。

六、計算機物聯(lián)網(wǎng)技術發(fā)展應用情況

（一）物流領域中的應用

隨著電子商務的迅速發(fā)展，物流產(chǎn)業(yè)得到了飛速的發(fā)展，在物聯(lián)網(wǎng)的幫助下，物流企業(yè)的核心能力得到了極大的提升，并對傳統(tǒng)的物流運輸方式產(chǎn)生了革命性的變革。從目前的物流應用情況來看，主要有5 個方面的內(nèi)容。1.產(chǎn)品溯源體系：在農(nóng)產(chǎn)品、煙草、醫(yī)藥、食品等重要行業(yè)中，通過對產(chǎn)品的跟蹤、識別、查詢、收集信息，保證產(chǎn)品的質(zhì)量和安全性。2.智能化的可視化管理網(wǎng)絡：通過RFID 技術、GPS、傳感技術，在物流管理的全過程中，能夠?qū)\輸車輛進行精確的定位，對貨物進行實時的監(jiān)測，并通過可視化、透明化、智能化的方式進行管理。3.企業(yè)的物流配送中心：利用RFID 技術和傳感器技術，實現(xiàn)了物流系統(tǒng)的智能化管理和運行的自動化，實現(xiàn)了物流全過程的自動化，實現(xiàn)了信息流、資金流、商業(yè)流的一體化。4.智能供應鏈：通過利用物聯(lián)網(wǎng)，可以很好地提升物流企業(yè)的后勤保障網(wǎng)絡，并能夠準確預測客戶需求，讓整個供應鏈更加地智能化，滿足客戶更多需求。5.綜合應用多種技術：隨著計算機技術的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)和其他技術的合作能力得到了極大的提高，從而使其在物流方面得到了更廣泛的應用。就當前而言，物聯(lián)網(wǎng)在物流領域的應用主要表現(xiàn)為：“電商+物聯(lián)網(wǎng)”“車聯(lián)網(wǎng)+物聯(lián)網(wǎng)”“智能制造+物聯(lián)網(wǎng)”。以“智能制造+物聯(lián)網(wǎng)”為例，物聯(lián)網(wǎng)技術在制造業(yè)的發(fā)展中得到了越來越多的應用，尤其是在傳感器、智能控制等方面，它們與生產(chǎn)線的功能有著密切的聯(lián)系，從而達到了生產(chǎn)信息的互聯(lián)。

（二）醫(yī)療領域中的應用

在醫(yī)療領域應用物聯(lián)網(wǎng)技術，可以科學化、智能化醫(yī)療數(shù)據(jù)管理。例如，各大醫(yī)院在藥品使用信息查詢以及病人身份掃碼驗證等方面，可以利用物聯(lián)網(wǎng)實時監(jiān)控病人身體健康情況，便于醫(yī)護人員全面詳細地了解病人病情，從而為病人提供針對性的治療方案。同時，醫(yī)院工作人員將病人病歷傳輸至醫(yī)療系統(tǒng)，可使有需要的醫(yī)院共享其就醫(yī)記錄，從而節(jié)省醫(yī)療時間，提高醫(yī)療水平。由此可見，將計算機互聯(lián)網(wǎng)技術與醫(yī)院信息系統(tǒng)有效結(jié)合，可以推動醫(yī)院信息化建設，優(yōu)化患者就醫(yī)流程，實現(xiàn)醫(yī)院智能化發(fā)展目標。

（三）電力領域中的應用

目前人們在生產(chǎn)和生活中對電力資源的需求逐漸增加，對電力系統(tǒng)的運行質(zhì)量提出了更為嚴格的要求。在電力領域使用計算機物聯(lián)網(wǎng)技術，能夠提升智能化電網(wǎng)建設水平，確保電力系統(tǒng)的運行效果和效率，并且在智能電網(wǎng)領域，可以采用計算機物聯(lián)網(wǎng)多種類型的技術和設備提升電網(wǎng)的自動化水平。另外，電力系統(tǒng)還可以利用物聯(lián)網(wǎng)技術進行電腦的可靠與安全傳輸，提升電力資源配置的優(yōu)化能力。

（四）校園智能圖書館中的應用

物聯(lián)網(wǎng)技術在校園領域中也有很好的應用。以高校校園圖書館為例，校園圖書館是高校學生學習的地方，但由于高校學生人數(shù)眾多而高校圖書館位置普遍較少，因此，高校校園時常會出現(xiàn)占座搶座的情況，影響了高校學生的學習氛圍。而相關工作人員通過物聯(lián)網(wǎng)技術，能夠有效地對高校圖書館占座情況進行實時的監(jiān)管，并且基于高校圖書館座位使用情況為學生提供信息提示。具體的操作方式是：相關技術人員在高校圖書館座位中嵌入智能壓力傳感器和智能溫度傳感器，倘若高校學生坐在座椅上，智能壓力傳感器就會接收到相應的信號，并且溫度傳感器也會隨著學生與座椅之間的接觸導致溫度上升。因此，相關傳感器將信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)礁咝Ｔ茢?shù)據(jù)中心平臺中。隨后，云數(shù)據(jù)中心平臺在電子顯示屏為學生顯示當前座位已被占座的信息。

（五）安防行業(yè)中的應用

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術的不斷完善改進，在安防行業(yè)中得到了極大的重視和廣泛的應用，發(fā)揮了舉足輕重的作用。物聯(lián)網(wǎng)安防的含義是：終端產(chǎn)品具備智能化的特點，可以將傳感器與其他東西聯(lián)系起來，讓其具備監(jiān)視、服務、警戒等功能。例如，物聯(lián)網(wǎng)的用處有很多，可以將其運用于智能交通、工業(yè)檢測等領域。即使物聯(lián)網(wǎng)被運用到各種不同的行業(yè)中，其主要用途都與安防有關。隨著物聯(lián)網(wǎng)的進一步完善發(fā)展，會給安防行業(yè)帶來更多的商機。根據(jù)相關專家的預測，將來物聯(lián)網(wǎng)技術會成為一個上萬億元的高科技市場，而安防領域?qū)⒊蔀槲锫?lián)網(wǎng)的重點領域。上海浦東國際機場正在把物聯(lián)網(wǎng)安防系統(tǒng)投入到實用當中，這個舉措讓我們清晰地認識到了物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展前景。物聯(lián)網(wǎng)的使用不僅僅展現(xiàn)在重大事物上，在人們?nèi)粘Ｉ钪幸材軌蚪佑|到。比如當一個人在外面時，可以通過一條短信或者一個語音開啟房間內(nèi)的空調(diào)；當回家時，門鎖是智能的同時，家里的一些戒備系統(tǒng)也會解除警報；在家里休息時，通過一個遙控器就可以控制家里所有電源。晚上睡覺時，只要設置好休息模式，屋子里的電器設備將會隨之關閉，防備警戒系統(tǒng)也會開啟。

（六）智能家居中的應用

智能住宅的應用技術包括：安全防護技術、網(wǎng)絡通信技術、自動控制技術、語音視頻技術等。目前智能家庭的發(fā)展趨勢，包括家庭自動化、家庭網(wǎng)絡、網(wǎng)絡家電等，包括智能視頻監(jiān)控、智能燈光控制、智能家電控制、視覺通信、家庭影院等，極大地提高了人們生活的智能化與舒適化。隨著人們的生活水平不斷提高，對技術的需求也越來越高，智能家居的發(fā)展空間也越來越大，功能也會越來越完善，這對于提高家庭生活的便利，是一個很有意義的課題。

七、計算機物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢

計算機物聯(lián)網(wǎng)是社會經(jīng)濟發(fā)展、科學技術進步的時代產(chǎn)物，能為各行各業(yè)提供科學、智能的技術支持。目前，計算機物聯(lián)網(wǎng)技術因其自身獨特的優(yōu)勢，具有較大的發(fā)展?jié)摿?。但我國與網(wǎng)絡技術先進的發(fā)達國家相比，還存在一定的技術差距。因此，為有效促進我國計算機物聯(lián)網(wǎng)的高質(zhì)量、可持續(xù)發(fā)展，應加大對物聯(lián)網(wǎng)科技研發(fā)力度，投入更多的研究經(jīng)費，制定相應的扶持政策，確?？蒲泄ぷ黜樌M行，從而調(diào)動科研人員的工作積極性，研發(fā)出更為先進的物聯(lián)網(wǎng)技術，為社會產(chǎn)業(yè)振興提供技術支持。另外，我們還需建立完善的物聯(lián)網(wǎng)技術，制定嚴格的行業(yè)標準，積極學習其他國家的先進技術，取長補短，全面振興我國物聯(lián)網(wǎng)相關產(chǎn)業(yè)，持續(xù)推動社會經(jīng)濟穩(wěn)定發(fā)展。

結(jié)語

現(xiàn)如今，科學技術在不斷發(fā)展更新，促進了計算機技術的持續(xù)升級和優(yōu)化，使它的應用范圍持續(xù)增加、功能越來越齊全，促進了物聯(lián)網(wǎng)通信技術的正向發(fā)展，在該過程中實現(xiàn)了相互促進?？梢韵胂笪锫?lián)網(wǎng)技術在未來將會更加完善和先進，其應用領域也會越來越寬，最終方便人們的生產(chǎn)生活。