通信工程技术在物联网领域的应用

张晓丽

【摘  要】 现阶段，通信工程技术在物联网领域得到了广泛、高效的应用，在此过程中，工程师可利用相关技术进行网絡架构设计优化，同时也可以使用通信协议，满足通信需求，构建完善的信息体系和架构。除此之外，在安全保障、数据分析管理等多个领域通信技术可确保物联网信息高效稳定流通，从而提高整个系统的综合运行水平。文章对通信工程技术进行简要阐述，对该技术在互联网领域的应用进行分析探讨。

【关键词】 通信工程技术；物联网；技术应用

一、通信工程技术概述

通信工程技术的概念较为庞大，包含运维、建设、设计、优化等多个领域，覆盖无线、有线、光纤、卫星等多元化的通信体系。通信工程技术的目标是实现高效、安全、可靠的信息传输，提高信息交换水平。在无线通信领域，通信工程技术涉及使用无线电频谱，借助无线信号以及无线网络来提供良好的通信服务。当前移动通信系统发展到5G时代，同时无线局域网、蜂窝网络、卫星通信在新时期也得到进一步发展。在有线通信领域，结合光纤以及有线传输介质对信号进行快速传递，可保证信息流通更加高效稳定。在当前无线网、有线宽带网、局域网快速发展的情况下，技术为各行各业的信息流通互动提供了稳定可靠的支持。通信工程技术还包含对网络进行规划设计、安全管理、信号处理以及数据协议管控等多方面的内容，在当代社会文明发展过程中起到至关重要作用，是支撑信息流通互动的关键媒介。总体而言，通信工程技术具备较强的综合性，涉及多个领域的技术，其核心目标是实现高效率的信息流通传递，提高通信水平和效率。

二、通信工程技术在物联网领域的应用

通信工程技术在互联网领域中的高效利用体现在多个层面，技术人员借助相关技术可以对网络架构进行设计，同时也可以对通信协议进行选择，并且进行安全控制、数据整理分析，从而提高整个体系的综合运行稳定性和效率。

（一）网络架构设计

现阶段，在物联网领域，要想发挥出万物互联的基本功能，需要对网络架构进行科学合理打造。工程师可利用通信工程技术实现网络模块的开发，从而建立起完善的通信体系。

第一，物联网通信主要是依托一个高效、可靠的网络结构，借助通信工程技术来设计完整的网络拓扑结构，其中会使用到边缘计算、云计算、传感器网络等多元化的技术手段，比如将边缘计算与云计算进行结合，物联网设备通常分布在不同的空间位置，结合边缘计算可将计算和数据处理功能放置在离设备更近的位置，减少数据传输期间的延迟和拥堵。

而云计算可提供强大的计算和储存能力，可以实现对大规模复杂数据的分析，在此环节，工程师可利用通信工程中的边缘计算和云计算技术来完成对网络架构的打造，使物联网通信更加安全、高效，保证数据储存和处理更加便捷。

第二，在物联网体系中会涉及使用传感器网络来实现设备之间的信息互动关联。通信工程技术可通过优化传感器网络布局以及完善拓扑结构，提高网络覆盖范围以及信息传输效率，比如说可以安排传感器节点对其位置和通信距离进行合理设置，减少能量消耗以及信号干扰，从而提高互联网通信的稳定性和可靠性。

第三，在安全管理方面需要通过搭建完整的网络架构，提高信息安全管控水平，通信工程技术可以实施网络安全控制，保护物联网系统安全稳定运行，其中包含身份验证、数据加密、防火墙管控等，防止未经授权的访问和数据泄露。

第四，在物联网设备中会搭载数量庞大的设备，通信工程技术可以进行网络容量规划，保证网络能够承载设备的通信需求，通过合理规划网络，对资源进行优化分配，避免出现因网络拥堵性能下降的问题。

第五，通信工程技术可以在网络监测与管理系统中发挥出应有的作用，此时可通过搭建网络架构，实时监测物联网的网络状态和各项性能指标，通过整理、收集各项数据信息，及时发现当前网络体系中存在的故障问题，并且采取果断高效的控制措施，提高互联网体系的综合运行效率。因此，工程师以及技术人员需要在互联网领域建立起完善的网络架构模块，对功能进行合理设置，提高整个系统的综合运行水平。

（二）通信协议选择

现阶段，在物联网领域，对通信协议的选用是通信工程技术的重要应用形式。通信协议主要是促进设备之间信息交换互动，制订一套规范化的程序和约定，提高互联网系统的可操作性、安全性。在当前通信工程技术领域，对通信协议进行合理选用需要考虑以下几个方面的工作事项：

第一，在物联网中的设备通常分布在不同空间区域环境，对传输距离和宽带有着不同的要求。通信工程技术可根据设备之间的间距和数据传输量选取合适的通信协议，比如在近距离的通信过程中，可选用蓝牙或者 zigbee协议；针对长距离通信可以结合Nb-loT协议，支撑信息流通传递。

第二，互联网设备通常需要耗费电力，由电池供应能源，因此对设备的功耗、能耗进行控制也需要考虑在内。通信工程技术可以允许工程师选取低能耗的通信协议，使设备的使用寿命得到延长提升。比如，可以结合zigbee以及蓝牙低能耗协议，减少能源消耗，充分满足低功耗设备的通信需求。

第三，从安全管控方面需要借助灵活的通信协议，在物联网设备中时刻会产生大量的数据信息，如果数据面临安全危险，那么会导致物联网系统的运行质量大幅度降低。此时，可利用通信工程技术选取较高安全水平的通讯协议，保证数据设备信息安全，比如可以结合SSL协议进行数据加密认证，从而提高信息安全管理水平。

第四，在物联网体系中，不同设备可能来自不同的供应商，而通信工程技术可以选取具备互享操作的通信协议，实现设备之间的无缝数据连接、交换。比如，可以结合开放标准的通信协议，借助Coap来实现设备之间的信息流通。

第五，物联网系统功能需要得到不断扩展，而通信工程技术可以选取具备灵活拓展功能的通信协议，适应系统升级、更新、发展的需求，比如可以结合多种网络拓扑结构和设备类型的通信协议，满足不同场景下的通信管控需求。因此，在当前物联网领域，对通信工程技术进行灵活高效使用，需要从拓展性、灵活性、操作性、安全性、低能耗传输等层面，对相关通信协议进行灵活选用，提高通信管理水平和效率。

（三）安全保障

在物联网领域，安全保障是通信工程技术的关键应用形式，物联网系统进行大批量的数据信息交换，其中的安全问题需要得到重点关注。在相关领域，结合通信工程技术，可采用以下的策略来保障物联网系统安全：

通信工程技术可进行身份验证和访问控制，具体来说，只有经过授权设备方可访问物联网系统，工程师可利用证书进行身份验证，进行访问控制，借助TLS协议，保证用户设备身份的合法性。通信工程技术可使用多元化的加密措施来保障物联网系统数据安全，常见的加密措施包含非对称以及对称加密，可确保数据在传输、储存过程中具备机密性和完整性。针对部分特殊数据，也可以采取数据脱敏和数据匿名化处理，以此来保护信息安全。通信工程技术也包含对身份验证协议的描述，可保证设备和用户身份合法，并且也可利用相关技术来修补安全漏洞，进行入侵检测以及防入侵管控，实现高效率的安全控制。因此，在安全保障方面，借助通信工程技术可发挥出较为显著的功效，工程师以及技术人员需要对通信指标、通信架构进行合理设定，对现有的安全管理体系进行补充完善，提高物联网系统的安全管控水平。

（四）数据管理和分析

在物联网领域，开展数据管理和分析工作是重中之重，由于物联网系统在运行过程中需要消耗大量的设备和数据源，进行数据管控分析对释放物联网的潜力是必不可少的。工程师借助通信工程技术可采取多元化策略，强化数据管理和分析控制。技术人员可进行数据采集和传输，借助通信工程技术能够高效率传递采集得到的数据信息，例如利用传感器和物联网设备来采集各种环境下的数据信息，并且使用通信协议，结合coap技术将相关信息传递到云平台以及数据中心进行综合存储。另外，通信工程技术可以允许工程师进行实时高效的数据储存和管控，保证物联网系统中的数据信息得到有效储存和处理，比如可利用上述所讲到的云计算和边缘计算技术，建立起分布式架构，满足用户对大规模数据信息的储存管理需求。

在数据质量管控过程中，通信工程技术可以保证数据质量具备一致性，例如通信工程技术中的数据清洗和校验技术可以检测数据中的错误和异常，并且利用数据同步和复制技术来保证数据在不同的系统中具备一致性、完整性。工程师也可利用通信工程技术来进行数据挖掘和价值分析，比如结合机器学习算法、人工智能系统来预测整个物联网体系中存在的设备故障隐患，并且也可以利用相关技术来优化能源消耗、改进生产效率等，从而提高管理水平。最后，技术人员借助通信工程技术可采取有效措施来保护互联网系统中的数据安全，使数据管理和分析工作更加高效、稳定地开展。因此，在进行数据管理和分析过程中，通信工程技术在数据采集、传输、储存管理、质量一致性控制、数据分析、价值挖掘等多个方面均可以发挥出应有的作用。

（五）定位和导航技术

在物联网系统中部署有大批量的设备，其中对设备的位置状态进行高效管控是一项不可或缺的举措。在物联网体系中，工程师需要对设备的室外状态进行定位，精确规划其路径，此时工程师可以利用通信工程技术，结合全球定位系统，借助卫星信号来精确定位设备的位置状态。例如GPS技术可应用于车辆追踪、物流管理、智能交通管理等多个领域。同时，在部分工厂内部也可以利用网络信号进行室内定位，可利用相关技术对设备在室内的位置进行精确把控，通信工程技术可利用无线信号、超宽带、蓝牙低功耗技术，在室内进行定位，可以测量设备与基站之间的信号间距、信号强弱以及时间延迟等参数对设备的位置状态进行锁定。

另外，定位技术还可以确定加入设备导航，参与路径规划，比如工程师可将定位技术与地图技术、GIS技术融合互动在一起，在智能交通、导航、无人机等领域发挥出较为显著的功效。除此之外，在物联网系统中也可以利用空间定位技术来进行资产追踪，可将设备与定位技术结合，对物联网设备资产的实时状态进行高效管控。最后，该项技术也可以在应急响应方面发挥出显著功效，在火灾管理、安全监控、紧急救援中有着较大的实用意义。因此，工程师可以利用通信工程技术，在物联网领域发挥出定位导航的作用，提高整个系统的综合运作水平。

三、通信工程技术在物联网领域应用的注意事项

在物联网领域，利用通信工程技术也需要考虑以下注意事项：首先，物联网设备数量庞大，因此网络覆盖范围需广泛，具备足够容量的设备来支持大规模互联网设施的连接。其中需要考虑对网络结构的优化，对拓扑结构、信号传输范围、信号干扰等因素进行综合考虑分析。其次，物联网设备时刻面临数据安全、隐私风险，通信工程技术应当具备一套完善的安全管理机制，在身份验证、加密通信、访问控制领域保障数据安全。再次，物联网设备需要长时间运行，因此可考虑引进低功耗模组，在通信领域结合低能耗的通信协议，在设备休眠模式下仍能够进行数据传输。最后，在物联网系统中时刻会生成大量的数据信息，工作人员需要对数据的有效性进行分析评估，对数据采集、传输、储存等功能进行优化改善，提取出有价值的信息。最后在物联网系统中，不同类型的品牌设备需要实现兼容互动，可打造标准化的通信协议、接口来促进设备互动关联。

四、结语

总而言之，在物联网领域，科学高效的利用通信工程技术对提高信息管理品质以及整个系统的综合运行效率具备显著功效。工程师以及技术人员需要补充完善现有的互联网架构，革新功能模块，同时也需要开发出完整全面的技术流程、協议框架，并且在物联网领域还需要实现对通信工程技术的标准化应用。其中，供应商、系统开发者需要紧密合作，将上下游产业链的各个标准、各个模块进行合理设定，提高系统的综合运行水平。

参考文献：

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