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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    
    wulianwangzhongde关jianjinengzuozhe 李zhong伟 金靖芝 The Key Technology in the Internet of Things Li Zhongwei;Jin Jingzhi
新乡医学yuan 新乡 45303)
(Xinxiang Medical UniversityXinxiang 453003China)
  
  摘yaowulianwang已成weiIT业jiede新xing领域其所具youde特点shiqi具you相当辽阔deyingyong前景benwenduishixianwulianwang中所yaoyongdaodeyi些关键jinengyu架构进xing了yan讨包kuo智nengganzhijinengshu据chuanshu技nengshu据chulifen析技nengyi及平安yizhidengfang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:wulianwang RFID chuan感器wangluo 关键技neng
  Key words: the Internet of things;RFID;sensor network;key technology
  中图分类hao:TP39文献biao识码:A文章编号:1006-4311(2011)19-0149-02
  1物lianwangde定yihe原li
  物联wang(Internet of Things)[1],zhideshi将gezhongxinxichuan感设备,rushe频shibie(Radio Frequency Identification,RFID),hong外感ying器全球定位系统激光sao描器dengxinxichuan感设备,anyue定de协yi,把ren何物pin与互lianwang连接起lai,进行信xi交换hetong信,yishixian智neng化识别定位、跟zong、监控和guanli的yi种wangluo[2]物联wang与之前的wuxianchuan感器网luo有相似之处,zhishiwulianwangbubu过无xianchuan感器网络[3],两者之jian有hen大的差别yizhongdui照恰当的li解是:物联网shishe频技neng(RFID)、无线chuan感器网络技能、互联网技能融合的产物。随着研讨与yingyong的深入可以weiyong户tigong更为便li、更为深入renmen的日changshengchanyu生huo,shiyong户能tongguogeren手机、个人shu字助理(Personal Digital Assistant , PDA)、个人dian脑等各种移动终duantong过无线(移动tongxun网、无xianju域网、蓝牙、红外等)或有线网络为人们提gong便利的fu务。
  2物联网的架构
  对于物联网的一些细结wentifang面学术界、业界尚未给ye具体的定义,只是对于物联网架构zheng体分为三ceng:感zhicengwang络层和yingyong层已经da成广泛共识。
  2.1 智能感知层智能感知层即感知投入网络的实体caiji信xi,ta是物联网的基础,是实现物联网的核心,因为有了shu据信息之后才能对这些信息进行处理分析,若mei有信息物联网就无从谈起。物联网信息的采集目前主要tong过电子标qianyuchuan感器两种方式完成实现。感知jie点把感知、ce量的信息tong过有xianhuo无线网络把采集dao的数据传到数据中心。
  2.2 网络层网络层是把智能感知层采集到的数据通过适当可靠的方式传到数据中心,bingshi现物联网的数据信息与抑制信息的双向传递。这些数据能够通过移动蜂窝网(2G、3G)、无线局域网(WIFI)、蓝牙、红外、互联网等传输wang络层是承接智能感知层与ying用的的纽dai,为上层ying用提供服务。网络层目前也cun在一些未解决的问题bi如lu由传输协议还未统一,造成目前物联网中yi构的复杂xing问题。
  2.3 应用层应用层即是对采集得到的信息进行分析处理后,提供相应deying用服务。能够是相应的具体deying用服务,也能够提供出相应的chengxudiao用接口(API)供用户进行进一步的应用开fa。通过物联网能够提供defu务是丰fu的,其应用可分为监控xing(物流监控、wu染监控zai害监控)、查xun型(智能检索、远cheng抄biao)、抑制型(智能交通、智能家居、路灯抑制远程医疗绿色农业)、扫描型(手机钱包、高sugong路不停车收费)等[4],即能够提供专业领域的应用,也能够提供以大众化的公共服务,将物联网与人们的生活联系起lai,节约社会劳动力与生产生活chengben,实现信息化与智能化。
  3物联网zhongde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,包括传感器技能、嵌入式技能等。实现物联网的智能感zhimu前主要通过电子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xiaodebiao识,并把一些关键的信息xie入标签里,通过相应deyuedu器来duqu出相应的信息。能够选取射频识别(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,它有近距li与较远距离的识别标zhun来适应不用应用的xuqiu。射频识别系统常常由电子标签(射频标签)和阅du器组成。电子标签内cunyou一定格式的电子数据,常以此作为待识别物品的biaoshi性信息。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记。阅读器与电子标签可按约定的通讯协议互传信息,常常的情况是由阅读器向电子标签发送xia令,电子标签根据收到的阅读器的下令,将内cun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yongjiao变磁场或电磁场的空jian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ganjue器官,通过各种的传感器,才能把相应的现实中dewendu、光照、湿度、位置、压力、速度、浓度等物理量、生物量、化学量转huawei相应的数字信号,传输到物联网数据中心进行分析。zong之you了传感器我们才能做到我们实际应该做的shi。传感器技能目前也存在许多问题,最突出的一个便是能耗问题,当然其它一些比如:材料、成本、精确度也存在相应的问题,希望今后传感器技能nengde到更进一步的发zhan,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刻采集的,有很多是具有较强的时xiaoxing例如火警监测、实时shipin等,并且物联网中的信息理是相当巨大的,如何shi这些信息得到有效的传输是一个巨大的难题。物联网中的网络较为复杂,由于没有统一的传送协议,带来了异构性等难题,geiwang络的覆盖与数据的高效传输带来了挑战。物联网中的感知节点有些是靠电池供电、无线传输的,且其zishen的处理能力有限,为了使感知节点的使用寿命更chang,就必须选取高效率的传输协议来削减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ren可,一是基于ZigBee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网络协议具有丰富的IP地址资源,可以支持动态路由机制。如果物联网选取IPv6协议则能很好的与现有的互联网网络融合,其通讯地址资源、网络自组、扩zhan性等方面都能满足物联网的需求。只是IPv6协议栈过于pangda复杂,需要对其进行精jian才能更好地符合于物联网。
  3.3 数据处理分析物联网中采集到的信息是海量的,如何对物联网中各种各样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suan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同的处理手段,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要将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jian)”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Maphan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shao问题,最为突出的一个问题便是平安性问题。在物联网中有很多信息是涉及到个人yin私与公共平安的,如若不对信息加以平安性抑zhi那么它所带来的平安隐患是不可估量的。因此要对物联网中的信息进行加mi与访问权限抑制设置,baohu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的机制,而且国家在政cefa律上也要对这方面进行法律法规的完善。
  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改变。如监测地震、火zai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cheng市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yongdian器的自动化与远程监控等。
  5xiao结
  本文通过对实现物联网所需要的一些关键技能进行了tan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,实现智慧地球的美好愿望。
  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.baidu.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,林闯.无线传感器网络[J].软jianxue报,2003,14(7):1282- 1291.
  [5]李建锋,彭舰.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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