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物联网中的关键技能

发布时间:2019-03-15 01:06:05 文章来源:未来智讯    
    wulianwangzhongdeguanjianjinengzuo者: 李中伟 金jing芝 The Key Technology in the Internet of Things Li Zhongwei;Jin Jingzhi
新乡医xue院 新乡 4533
  Xinxiang Medical UniversityXinxiang 453003China)
  
  摘yao:wulianwang已成weiITye界de新兴领域其suojuyoude特点使其juyouxiang当辽阔deyingyongqianjingbenwenduishixianwulianwang中所yaoyong到deyixie关jian技nengyujiagoujinxingliaoyan讨包括zhinengganzhi技nengshujuchuanshu技能shuju处lifen析技能yi及pinganyizhidengfang面
  Abstract: The Internet of things has become the emerging field of IT industry, and its characteristics provide a very broad application prospect for it. Some key technology and structure which realize the Internet of things, such as intelligent perception technology, data transmission technology, data processing and analysis technique, as well as safety control etc., were studied in this article.
  关键词:物lianwang RFID chuanganqiwangluo 关键技能
  Key words: the Internet of things;RFID;sensor network;key technology
  中图fen类号:TP39文献biao识码:A文章编号:1006-4311(2011)19-0149-02
  1物lianwangdeding义和原li
  wulianwang(Internet of Things)[1]指de是jiang各zhongxinxi传gan设备rushe频识别(Radio Frequency Identification,RFID),红外gan应qi全球定weixi统、激光扫描qidengxinxi传gan设备,按约定de协yi,把任何物品yuhu联wanglian接起来,进行信息交换和tong信,yishixianzhi能化识别、定位、跟踪、jian控和管lideyi种wangluo[2]物联网yu之qiande无线传ganqi网络you相似之处,只是物联网不不过无线传感qi网络[3],两者之间you很大de差别。一种dui照恰当deli解是:物联网是射频技nengRFID)、无线传感器网络技能、互联网技能ronghede产物。随着研讨yu应用deshenruke以wei用户ti供gengwei便li、更为深入人们derichangsheng产yu生活,使用户能tong过ge人手ji、个人shu字助li(Personal Digital Assistant , PDA)、个人dian脑等各种移dong终端tong过无线(移动tong讯网、无线局域网、蓝牙hong外等)或有线网络为人们提供bianli的服wu。
  2物联网的架构
  对yu物联网的一些细结wentifang面学术界、业界尚未给ye具体的定义,只是对yu物联网架构整体分为三ceng:感知层、网络层和应用层已经达成广泛共识。
  2.1 智能感知层智能感知层即感知tou入网络的实体cai集信息,它是物联网的基础,是实现物联网的核心,因为有了数据信息之后才能对zhe些信息进行处理分xi若没有信息物联网就无从tan起。物联网信息的cai集muqianzhuyaotong过dianzi标签与传感器两种方式完成实现。感知节点把感知、测量dexin息通过有线或无线网络把采集daode数据chuandao数据中心。
  2.2 网络层网络层是把智能感知层采集到的数据通过shi当ke靠的方式传到数据中心,并实现物联网的数据信息与抑制信息的双向传递。zhe些数据能gou通过移动蜂窝网(2G、3G)、无线局域网(WIFI)、蓝牙、红外、互联网等传输。网络层是承接智能感知层与应用的的纽带,为shang层应用提供服务。网络层mu前也存在一些未解决的问ti,比ru路you传输协议还未统一,造成目前物联网中异构的fu杂xing问ti。
  2.3 应用层应用层jishi对采集得到的信息进行分析处理后,提供相应的应用服务。能gou是相应的具体的应用服务,也能够提供出相应的cheng序调yongjie口(API)供用户进行进一bu的应用开发。通过物联网能够提供的服务是丰fu的,其应用可分为监控xing(物流监控、污染监控zai害监控)、查询型(智能检索、远程抄表)、抑制型(智能交通、智能jiaju、路灯抑制远程医疗lv色农业)、扫描型(手jiqian包、高速公路不停车收fei)等[4],即能够提供专业领域的应用,也能够提gongyi大众化的公共服务,将物联网与人们的生活联xi起来,节约社会劳动li与生产生活成ben,实现信息化与智能化。
  3物联网中的关键技能
  3.1 智能感知技能智能感知技能主要是实现如何采集到数据,包括传感qiji能、嵌入式技能等。实现物联网的智能感知目前主要通过dianzi标签与传感器两种方式完成实现。
  3.1.1 电子标签电子标签是指对一个物体进行有效的biaoshi,并把一xieguan键的信息写入标签里,通过相应的yuedu器来读取出相应的信息。能够xuan取射频识别(RFID)与二维码等技能来实现。目前用的较多较为灵活的是射频识别(RFID)技能,它有jin距离与较远距离的识别标准来适应不用应用的xu求。射频识别系统chang常由电子标签(射频标签)和阅读器zu成。电子标签内存有一定格式的电子数据,常以此作为待识别物品的标识xing信息。应用中将电子标签附着在待识别物品上,作为待识别物品的电子标ji。阅读器与电子标签可按约定的通讯协议互传信息,常常的qing况是由阅读器向电子标签发送下令,电子标签根据收到的阅读器的下令,将内存的标识性数据回传给阅读器。这种通讯是在无接触方式下,利用交变磁场或电磁场的kong间耦合及射频信号调制与解调技能实现的。
  3.1.2 传感器传感器是物联网的感觉器官,通过各zhongde传感器,才能把相应的现实中的温du光照、湿度、位置、压力、速度、浓度等物理量、生物量、化学量zhuan化为相应的数字信号,传输到物联网数据中心进行分析。总之,有了传感器我们才能做到我们实ji应该做的事。传感器技能目前也存在许多问题,最突出的一个便是能hao问题,当然其它一些比如:材liao成本、精确度也存在相应的问题,希望今后传感器技能能得到更进一步的发展,能更快di推进物联网的推广实现。
  3.2 数据传输物联网中的数据信息是时ke采集的,有很多是具有较强的时效性,例如火警jiance、实时视频等,并qie物联网中的信息理是相当巨大的,如何使这些信息得到有效的传输是一个巨大的nanti。物联网中的网络较为复杂,由于没有统一的传送协议,带来了异构性等nan题,给网络的覆盖与数据的gaoxiao传输带来了挑zhan。物联网中的感知节点有些是靠电池供电、无线传输的,且其自身dechu理能力有限,为了使感知节点的使用寿命更长,就必须选取高效率的传输协议来削jian感知节点的能量消耗,针对以上所提出的问题这就需要一种高效且统一的物联网网络传输协议。目前有两种网络传输方式较为各位所认可,一是jiyuZigBee联盟开发的ZigBee协议进行智能感知节点的互联,另一种技能是IPSO联盟所提倡的通过IP实现智能感知节点之间的互联。ZigBee技能是一种近距离、低复杂度、低功耗、时延短、网络容量大、平安可靠、低速率、低成本的双向无线通信技能。主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输以及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用。IPv6技能是下一代IP网络协议具有丰fu的IP地址zi源,可以支持动态路由ji制。如果物联网选取IPv6协议则能很好的与xianyou的互联网网络融合,其通讯地址资源、网络自zu、扩展性等方面都能满足物联网的需求。只是IPv6协议栈过于庞大复杂,需要对其进行精简才能更haodi符合于物联网。
  3.3 数据处理分析物联网中采集到的信息是海量的,如何duiwu联网中各种各yang的大量的数据信息处理,以及如何对这些海量的信息进行高效的存储,并能提供高效的信息服务是非常重要的,针对这种情况,能够选取云计算相关技能来对物联网中的大量数据集进行处理、分析向用户提供高效的服务,针对大规模数据的处理如今已经有很多研讨机构以及大学提出了不tong的处理手段,典型的有Google提出的在集qun上实现的Map/Reduce编程方式通过Map/Reduce编程规范应用程序编写人员只需yaojiang精力放在应用程序本身,而关于集群的处理问题,包括可靠性和可扩展性,则交由平台来处理。Map/Reduce通过“Map(映射)”和“Reduce(化简)”这样两个大略的观念来构成运算基本单元,用户只需要提供自己的Map函数以及Reduce函数即可并行处理海量数据[5-6]。
  3.4 平安抑制物联网所能提供的服务是丰富的,但也带来了不少问题,最为突出的一个问题便是平安性问题zai物联网中有很多信息是涉及到个人yin私与公共平安的,如若不对信息jia以平安性抑制,那么它所带来的平安yin患是不可估量的。因此要对物联网中的信息进行加密与访问权限抑制设置,保hu信息的平安地被使用。在物联网中的平安保护上,不仅技能上要提供相应deji制,而且国家在政策fa律上也要对这方面进行fa律法规的完善。
  4物联网的应用前景
  物联网所具有的优点,使其应用前景相当的辽阔,也必将给人们的生产生活方式带来巨大的gai变。如监测地震、火灾等自然灾害,通过对可能发生的自然灾害进行实时的监测,能有效地避免与处理相应灾情;智能交通的实现,对chengshi交通进行智能的监管与疏dao,缓解城市交通拥堵等难题,并为人们出行带来便利的停车、餐饮引导等服务;智能家居的实现,通过物联网实现家用电器的自动化与远程监控等。
  5小结
  本文通过对实现物联网所需要的一些关键技能进行了探讨与分析,并提出了物联网可能会带来的一些问题,展望了物联网未来的应用前景。总之,物联网的应用前景是辽阔的,物联网的应用推广必将改变人类生产与生活方式,实现智hui地球的美好愿望。
  参考文献:
  [1] Internet of the things. the first international conference on the Internet of the things [EB/OL].2008. Http: / / www.iot2008. org/ adjunct proceedings.pdf.
  [2]baidu百科. 物联网[EB/OL]. [2011-3-23]. http://baike.百度.com/view/1136308.htm.
  [4]杨倩.物联网关键技能及应用[J].电信科学,2010年 S1期.
  [3]任丰原,黄海宁,linchuang.无线传感器网络[J].软件学报,2003,14(7):1282- 1291.
  [5]李建锋,peng舰.云计算环境下基于改进遗传算法的任务调度算法[J].计算机应用,2011.01:184-186.
  [6]LI Jian-feng, PENG Jian. A Task Scheduling Algorithm Based on Improved Ant Colony Optimization in Cloud Computing Environment[C]. 2010 International Conference on Computer and Computational Intelligence (ICCCI 2010). Nanning, China. December 25-26, 2010.pp265-269.

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