物联网智能终端技术研究

西安元智系统技术有限责任公司 刘 涛 张小波

物联网智能终端技术研究

西安元智系统技术有限责任公司 刘 涛 张小波

物联网的迅速发展已经大大超过了现在的智能手机市场，它一定会渗入进其他的行业，进而对世界产生巨大的影响。本文扼要地介绍了智能终端的发展，浅谈了物联网的概念理论，物联网的特性、终端技术、终端的基本工作原理和作用原理，并重点介绍了基于物联网的智能终端技术的研究。

物联网智能终端；感知层；技术分析；智能终端

引言

物联网是一种通用的信息技术，它是互联网的一种延伸，应用创新是物联网发展的核心，物联网的灵魂即是以用户体验为中心的创新。它的目的是实现对象和对象、对象和人员之间的连接，使其方便识别、管理和控制。

一、物联网

同以往的互联网相比而言，物联网具有它自己的独特之处。它普遍应用于许多传感技术上。各式各样的传感器都安装在物联网上，各类型的传感器捕获信息内容和信息样式。传感器得到的数据是及时的，按期收纳环境信息，并不停更新数据。另外，它是一个在互联网上设立起来的无处不在的网络。通过各类有线、无线网络和互联网的融合，从而实现物体的信息及时传送。在传输过程中，为了确保大数据传输的准确性和实时性，必需对各类异构网络和协议进行修改。另外，物联网不光提供了传感器的连接，还可以智能地操控对象。物联网通过结合传感器和智能处理技术，运用各类智能技术，如云计算和模式识别，来扩展其应用范围。

二、物联网智能终端

现在，关于物联网相关技术的研究方兴未艾。可以具体到物联网的网络架构，现在一般公认其有三层架构，即感知层、网络层和应用层。而对于本文所研究的课题来看，物联网智能终端主要位于物联网中的感知层。在现有的物联网感知层中，实体主要包含传感器和其他的一些数据收集和获取设备，以及数据接入网关的各类传感器网络。例如，现在已经广泛应用于环境的监测网络，就是一种典型的网络系统，通过该系统，在各种地理位置上对传感器设备进行各式的部署和性能设定，然后对各式各样的原始数据进行收集，再运用网络将所搜集到的数据一并汇集到专业的数据处理中心。由此可以看到，在这个过程中，这些设备的对原始数据的收集，并不是智能的网络终端。即使物联网智能终端处于网络的感知层中，然而并不是所有的网络感知层的终端都可以被称作智能终端。因此，对于智能终端的互联网，它不仅应该具有敏感的感知能力，也应该具有更强大的计算能力，拥有各种信息收集、处理、分析和控制的能力。

三、感知层的感知节点

相对感知层而言，感知节点可以搜集相关对象的信息，还可以检测、存储、处理甚至集成和对象有关的消息，然后为物联网提供各类信息。微电子技术、嵌入式技术、短距离通讯技术、传感器技术等技术不停进步，如智能标记技术的成熟让感知节点能够智能地感应物体和外界环境，并进行通信、处理和控制。感知节点的关键技术是：支持感知节点技术的多媒体内容，了解节点组合的关键技术、进行节点设计和低成本制造网络中的感知节点，了解硬件和软件框架等方面的作用。RFID是物联网中一种非常主要的感知节点，它集成了诸多的高端先进技术。它是一个简单的无线系统，由一个阅读器和几个标签所构成，其中标签包含耦合组件和芯片，其中所有的标签都拥有惟一的电子识别号码，附加到目的对象的徽标上。读者通过发送一段特定频率的无线信号来调动电路中的标签数据，然后读者就可以收到存储在其芯片中的数据信息，从而达到对物体或商品主动识别的目的。该系统能被用在进行实时跟踪和监视对象，这样人们就可以将真实的物理世界映照到虚拟世界中。能源供应一共可以分成三种方式。射频识别小而便宜，而且节点的存留时长并不会被电源所控制，所以它广泛地被应用在各行各业上。

四、工作原理

物联网终端由三部分组成，它们分别是外部通信接口、中央处理模块和外围感知接口，经由外围感知接口，然后连通到传感设备上，把阅读和传感装置的数据信息经由中央处理模块，按照网络协议，通过外部通讯接口，如：GPRS、因特网接口和无线网等方式发送到因特网所指定的中央处理平台。而位于传感器网络层和传输网络层两层中央的物联网终端，也属于物联网的重要设备，经由它的转变和搜集，才能把各类外部感知数据进行获取和处理，然后把数据信息经由各类网络接口传送到互联网上。

五、智能终端的生态系统

基于各种各样的传感器，智能终端的互联网已经被使用于一些硬件、软件和网络环境，实现了它们的“智能”，也就是智能区分现有智能手机和传统功能手机，其关键就是智慧终端最终可以形成智能生态系统。现在，很多大型科技公司都在进入物联网领域，希望尽快建立完善的智能终端生态系统。例如，物联网智能终端在智慧农业大棚中的应用，智慧农业大棚是利用先进信息技术将智能化系统应用在农产品的大棚种植上，可以实时采集和传输大棚内的温度、湿度、光照、土壤等作物生长的环境因素及生长态势，并可以通过电脑或手机端展示给用户，可以为用户提供调节环境因子、按时灌溉、施肥等的决策依据。

物联网智能终端在智慧农业大棚中扮演数据采集、传输及远程管理的角色，可以与智慧灌溉云系统结合实现大棚内作物的自动、科学、合理的灌溉。当用户在大棚种植作物后，会将作物的基本信息记录在智慧灌溉云系统中，然后由物联网智能终端实现视频的实时监控，精准采集温度、压力等多种传感器数据，之后将这些数据传输至云平台，云平台会根据作物的生长状况提供最适合的水肥灌溉方案，并与水肥一体化设备配合实现作物的定时自动灌溉，物联网的出现让我们的生活更加便利，更加智能，相信在未来的农业生产中，物联网智能终端的应用将有助于实现精细化农业，提升农产品的品质与质量。

六、智能物联终端功能

1.多个远程网络可以兼容的访问功能：因为因特网上有着花样百出的硬件形式，智能终端需提供可以让用户进行自主选择的多种远程网络访问接口。

2.局域网络兼容功能：因为当今存在着各式的局域网，它们拥有着各类通信标准、多种形式和不兼容的解决方案，所以智能联合终端需要具有多种可供选择的网络接入功能。

3.标准信号输入接口：因为物联网拥有感知能力，物联网的感知层将被连接到各类传感器上。为了实现最大的兼容性，智能终端需要拥有各类标准化的信号接口，如开关量输入接口、模拟量输入接口和数字输入接口。

4.控制输出接口：想要满足控制需求，智能终端需拥有各类标准控制信号接口，如：开关量输出接口、模拟量输出等。

5.配置和扩展功能：因为所涉及的对象过于繁琐，很难做到可以统一进行功能定制，所以各类功能应该模块化，以便根据实际来配置所需进行使用。

6.本地程序设定功能：因为物联网组成的复杂性，所以会出现数据传输过程中的迟钝，以至于像是网络中断，所以智能联合终端应该有一定的现场程式设置功能，用来处理一些紧急情况，满足当地的需求控制逻辑，实现智能控制的功能。例如，对于一些警报进行及时的处理，对于某些事件进行自动的执行。

七、结束语

现在，智能终端在物联网领域的发展，已经处于转型的早期阶段，但是物联网的市场范围无疑是非常巨大的，在不久的将来它将会渗透到各行各业之中，从而改变世界。在这一领域的各种新技术的应用，也已经达到或接近临界状态。基于云计算和Web环境中的大数据技术，各种处理器和具有应用程序处理能力的操作系统也将实现更智能的物联网终端。

[1]庄玉林．基于电力行业数据大集中的电网生产管理监管系统[D]．厦门大学,2005．

[2]张志斌．基于ArcGIS的电网综合信息平台的研究与实现[D]．华北电力大学,2011．

[3]李睿．基于ZigBee的移动智能终端在物联网智能家具中的应用[D]．北京邮电大学,2011．

刘涛（1986—），陕西富平人，男，主要从事硬件研发工作。

张小波（1983—），陕西渭南人，男，主要从事产品设计工作。