有关物联网的关键技术的应用分析

王忆

摘 要：众所周知，在计算机和互联网彻底改变了人类生活的同时，又一个元素闯进了我们的生活，掀起了新的浪潮，这就是物联网。简单来说，物联网以多种多样的信息传感设备作为媒介，将世界中的信息传播距离大大缩短，形成一个遍布全球的高效网络。现如今，物联网已经成为经济发展的全球范围的巨大推动力。本文就物联网的基本概念出发，浅谈物联网的关键技术，看看物联网为什么能带动世界的脚步。

关键词：物联网；关键技术；体系构成；应用分析

1 什么是物联网

“物联网”一词起源于1999年的麻省理工学院。从最基本的意思出发，物联网是一种是“物和物之间相互关联的网络”，也指一种物品和其所对应的相关管理设备相互连接。但是令人诧异的是在不同的地区，对物联网的定义却并不一样。比如在欧洲，物联网并不是单独的网络，而是在互联网的大旗下，属于互联网的一个分区。物联网是拥有自我处置和分配性能的世界范围的动态的网络设备，并在标准和相互通信协议的基础上建立。在物联网范围里，无论是有形的物还是无形的物都具有其独有的“身份”和资料，并在大型而全面的网络中相互连接。而在国际上，最通用的定义是将任何一种物品，在遵守协议的情况下，利用红外感应装置、定位系统、RFID等信息传感装置，和地区内的互联网相互接触，并进行数据和信息的对换和交流，体现出带有智能的识别、分析、定位管理等过程的网络。我国对此的定义与国际上普遍认同的定义相符。在更远的角度分析，物联网也是一种将实际存在的物品和虚无的信息相互融合，将正式的世界和虚拟的世界交融，将有形的物体和无形的信息网络结合，控制物品识别、跟踪、管理的巨大网络。

2 物联网体系

物联网的体系分为很多部分，分别为感知、接入、互联网、服务管理和应用。

感知，其主要作用是利用各种各样的传感装置，对一种物体的信息进行全方位的获取。一般情况下是将角度广、种类繁多的各种信息协同进行处理来控制和归纳，同时通过特定的设备与网络的其他资源共享。接入，即以无线设备、卫星网络等基础设备将上一层得到的信息传递给互联网。互联网，其功能是对获取的信息进行整理分配，构造四通八达的智能网络。服务管理，内涵是对互联网中的大量信息实时监控和管理，并为互联网准备接口。应用，在系统最下层，将各类信息汇总创建多种多样的实际应用，如天气预报、文化教育等。

3 物联网中的关键技术

3.1 嵌入式可编程RFID 技术

即射频识别技术，该技术能在不接触的情况下，自动识别某种系统发出的射频信号，用以获取传递信息。射频识别技术建立在计算机技术的基础上，能够识别不以捕捉的物体，加以标签，十分方便快捷。射频识别构成有应答设备和阅读设备，功能是寻找并操控物体，并与网络结合，可以在射界范围内跟踪管理。其原理是当物体在磁场中运动时，识别所发出的射频信号的同时利用产生的感应电流将所获得的信息储存，然后进行筛选、传送，阅读器接收信号后传输到中央信息处理系统，在系统里被操作，来对物体高效率的控制管理。

3.2 EPC编码

EPC编码可以将单独的物体进行标注，也可以对物品、货盘、货箱、地点等对象进行独特的标记。该技术以世界统一表示系统的条形编码为基础，并在基础之上又有所發展。

3.3 传感器网络技术

传感装置是无生命物质对世界进行连接和判断的装置，类似生物体的眼睛等器官，对自然环境中的各种信息如温度、湿度、光线强度等方面的信息进行获取，给物联网提供做寄出的信息数据。该装置有多单元构成，具体如下：

（1）传感单元，传感装置、数模相互转换功能模块

（2）处理单元，中央处理器、存储装置、操作系统

（3）通信单元，无线通信设备

（4）电源

（5）其他功能单元如定位、移动、发电等系统

传感装置构成的网络中，节点是通过飞行工具散布或人工布施布置在物体周围，通过一种特殊的多跳网络输送数据给接收发送设备，接收发送设备也可以将数据反向相同方法输送回节点。接收发送设备与因特网和通信卫星直接连接，经由二者实现节点和传感设备之间的通讯。该网络科技含量十分丰富，应用了嵌入科技、传感科技、网络系统、无线通讯科技等。该网络先以传感装置获取基本数据，再用嵌入系统马上进行处理，通过网络和无线通讯将数据散播，在上层服务器中进行分布性处理。

3.4 智能技术

这里的智能技术指大量数据的分析和管理的智能化。而大量数据的分析和管理又是指以软件工程技术做基础，对物联网传播的数据进行快速的储存和计算，将计算结果又将反馈给物联网的控制装置。这种技术可以把智能系统植入物体，使物体具有一定的智慧和自我分析能力，使人和物体的相互交流成为可能。技术中包括智能分析与控制系统、人工智能理论、人机交互技术等，通过植入智能系统给予物体同人类交流、沟通甚至直接对话的能力，方便效率的提升。

3.5 纳米技术

顾名思义，纳米技术是以纳米为基本单位的材料相关技术。该技术使物体在功能不减少的情况下实现物体的微型化，使物体便于携带和使用，同时能在有限的空间内跟多的应用先进技术，是物联网的的各部分系统更快更小消耗减少，数据的传输速度加快。

3.6 云计算技术和海计算技术

该技术出现时间较晚，指的是计算机将一部分计算部署到前台，减少数据处理的延迟。物联网由于范围广，数据量大，需要一个极大的数据处理平台来处理信息，云计算就能有效地在平台之中连接信息孤岛，使用户能方便的使用各类信息，同时极大的降低信息处理的延迟。

4 物联网的应用分析

4.1 城市社区的智能化

物联网技术能参与城市社区的智能化建设，它和智能控制技术等其他相关技术协同作用，提高建筑的功能和服务效率，让建筑更贴近人的日常生活，具有智能化，让居民体会到现代化社会的方便舒适。更重要的是，应用了物联网技术的智能社区促进了环境的低成本改善，实现人们需求的高质量满足，同时能促进人类参与社会的各项活动，拉近社会间的距离，对城市社区的理想居住环境构建有正面的促进作用。

4.2 精细化农业生产

在农业方面，物联网技术能利用传感装置实时监控农作物的生长状况，产量，虫害等信息，从而对农业产量如何提高给出细化的研究方向，同时能有效快速的对各种情况进行处理。而就国内来说，我国农业处于传统型农业向现代型农业的转型重要阶段，应用物联网技术能加速转型，是农业生产想更精细、更高效的方向发展，更快的普及自动化。

4.3 交通管理智能化

建设智能的交通运输管理系统，以物联网技术、数据处理技术、无线通信技术、信息发布技术等为基础，创建效率高、精确性强、切实可靠的交通管理体系。详细来说，在每一辆汽车上装配传感装置、监视系统等装置，实时统计交通状况，车辆信息，确保城市交通的流畅与安全。

4.4 家居智能

让人们居住环境富有智能，就是家居智能。它将住宅细化为一个平台，利用各种有线或无线通讯系统，将空调、电视、厨房用具、家庭影院、灯具窗帘、音响广播等进行控制集成，创建高效方便的日常住宅设施与日常安排管理系统，是家居变得更安全、方便、舒适、节能，极大提高人们的生活质量。

4.5 电网智能

顾名思义，将城市的电网系统实现智能化，使电网更安全、环保、高效、经济、有可靠性。能合理和利用物联网分配供电，能让用户方便安全的使用电能，允许各种不同形式的供电，提升电力市场和资产优化的运行效率。

4.6 智能物流

智能物流利用物联网技术，使物流网络具有人类的智能，能自动判断、学习、总结并分配，自动解决物流系统出现的问题。物联网技术是核心，它能使物流过程中的信息能自动获取，车辆货物被自动跟从监控，主动分析判断，让货物始终处于被监管的状态，实现信息先与货物流通，使物流网络有极强的及时性和精确性。智能物流也是物流发展的一种必然，它利用云计算、海计算、物联网、传感技术等将物流智能化、信息化，实现资源的合理配置和高效传输。

4.7 环保物联网

指在平常传统的环保行业中，加入智能化、信息化、自动化的元素，实现环境的科学化保护治理。环保物联网可由几部分组成，首先是环境中实时的污染监控传感装置，包括传感系统、分析系统等，然后是數据的传输即通信，将上一层的信息传入数据应用层，分有线和无线两种装置。最后是数据应用层，这一层是中心处理层，它既能将传输过来的信息进行处理分析得出结论，也能远程控制相关设备实时优化环保治理建设。

4.8 智能校园

学生是社会人员组成的一大部分。智能校园就是利用物联网技术，对校园中各类各样的信息数据集中分析处理，实现教育资源和其他资源的合理分配利用，对教育和校务管理体系进行优化提升效率，实现校园的数字化教学管理。

[参考文献]

[1]徐庆征，彭丽，郗亚平，等.OFDM系统及其若干关键技术研究[J].移动通信，2010（8）：74-76.

[2]陶然，张惠云，王越.多抽样率数字信号处理理论及应用[M].北京：清华大学出版社，2012.

[3]张海滨.正交频分复用的基本原理与关键技术[M].北京：国防工业出版社，2009.