吳洋

（延安大學西安創(chuàng)新學院，陜西　西安　710100）

物聯(lián)網(wǎng)信息感知與交互技術(shù)研究

吳洋

（延安大學西安創(chuàng)新學院，陜西西安710100）

隨著人們生活水平的不斷提高和社會的進步，科學技術(shù)得到了空前的發(fā)展.信息技術(shù)作為科學技術(shù)發(fā)展的最前沿，為人們的生產(chǎn)和生活提供了很多的幫助.在信息技術(shù)中最主要的領(lǐng)域則是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)不僅僅局限于聊天和網(wǎng)絡沖浪等.作為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的核心內(nèi)容，信息感知與交互技術(shù)的發(fā)展對物聯(lián)網(wǎng)和信息技術(shù)的發(fā)展都有著不可忽視的作用.本文將對物聯(lián)網(wǎng)信息感知和交互技術(shù)的發(fā)展和進程進行探討，同時針對物聯(lián)網(wǎng)的各項技術(shù)和應用進行闡述，以期為該領(lǐng)域的研究提供借鑒和參考.

物聯(lián)網(wǎng)；信息感知；交互技術(shù)；信息技術(shù)

在信息技術(shù)遍布人們生活的時代，由于科學技術(shù)的不斷進步，使通訊、計算機和互聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)得到了不斷的發(fā)展，在這種情況下物聯(lián)網(wǎng)的誕生和使用得到了促進，從而人們進入了信息化時代.作為全新的技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)將互聯(lián)網(wǎng)、通訊和信息等技術(shù)進行結(jié)合，這種結(jié)合給予了人們各項工作和生活強大的信息量，通過智能的信息技術(shù)將信息的感知、傳輸和交互等工作得以實現(xiàn).與傳統(tǒng)的網(wǎng)絡進行比較，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)存在著很大的特殊之處.物聯(lián)網(wǎng)的根本目的是為了實現(xiàn)物與人、人與人和物與物之間的信息交流和傳遞，其中物聯(lián)網(wǎng)信息感知和交互技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的關(guān)鍵所在，只有使這兩項技術(shù)得到更好的發(fā)展才能真正提高物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)，從而為人們提供更方便的生活.

1　簡述物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

所謂物聯(lián)網(wǎng)就是將物與物進行連接的互聯(lián)網(wǎng)，在協(xié)議的基礎(chǔ)上通過對專業(yè)信息傳感設(shè)備的使用實現(xiàn)任意物與互聯(lián)網(wǎng)進行連續(xù)的技術(shù)，從而達到通信和交換信息的目的.通過這種技術(shù)能對物品進行定位、識別、跟蹤、管理和監(jiān)控等.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)帶給人類又一次技術(shù)革命，其應用和業(yè)務將依靠互聯(lián)網(wǎng)進行完成，所以，物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)核心還是互聯(lián)網(wǎng).作為互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的擴展和延伸，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)得到了非?？斓陌l(fā)展，不僅技術(shù)越來越成熟，隨著物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展而產(chǎn)生的科技產(chǎn)品也越來越多，例如GPS技術(shù)等.這些技術(shù)不僅將人們的生活質(zhì)量進行提高，還使生活中的各項生產(chǎn)技術(shù)也得到了相應的提高.所以，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展必將得到人們的關(guān)注和重視.日漸成熟的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不僅將傳統(tǒng)的傳輸局限性得以打破，還將人與物之間的交換得以實現(xiàn)，逐漸將信息技術(shù)傳輸效率低的現(xiàn)象進行了彌補，進而使傳輸?shù)目煽啃缘玫教岣?物聯(lián)網(wǎng)是以信息感知和信息交換作為基本功能和目的的，其信息感知與交互技術(shù)在近些年得到了不斷的發(fā)展并被廣泛的應用到社會的各領(lǐng)域和各行業(yè)中，在一定程度上促進了物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展.

2　物聯(lián)網(wǎng)信息感知技術(shù)

所謂物聯(lián)網(wǎng)信息感知技術(shù)就是信息數(shù)據(jù)的反應情況，通過無線傳感器來將物聯(lián)網(wǎng)進行信息連接，在這個過程中經(jīng)?；虺霈F(xiàn)信息不準確和信息冗余的現(xiàn)象，從而使傳輸層在進行信息儲存、傳輸和處理中出現(xiàn)信息整合方面的問題，這種問題的出現(xiàn)使物聯(lián)網(wǎng)的整體水平得以降低.在物聯(lián)網(wǎng)信息感知技術(shù)中存在著很多的不足.第一，由于信息的類型和性質(zhì)不同就會導致信息的內(nèi)容和變現(xiàn)形式存在不同的特征，使信息很難實現(xiàn)統(tǒng)一.第二，信息是通過時空映射進行傳輸?shù)?，在傳輸過程中容易出現(xiàn)信息失真的現(xiàn)象，導致信息存在很嚴重的不一致性.第三，在進行信息的采集和處理過程中，感知設(shè)備在進行信息處理工作時很容易產(chǎn)生誤差，這種誤差的出現(xiàn)會導致信息失去準確性.第四，物聯(lián)網(wǎng)感知系統(tǒng)在特殊情況下會出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況，這就導致信息尋在不連續(xù)性.第五，物聯(lián)網(wǎng)中的傳感器只能在指定的范圍內(nèi)才能獲取信息，從而出現(xiàn)獲得信息不全面的現(xiàn)象產(chǎn)生.第六，在物聯(lián)網(wǎng)中，其傳感網(wǎng)絡系統(tǒng)存在很大的動態(tài)性，這也是物聯(lián)網(wǎng)無法保持完整信息的關(guān)鍵原因之一.通過對物聯(lián)網(wǎng)信息感知技術(shù)存在問題進行分析從而找到相對的措施，具體表現(xiàn)在以下方面：

2.1數(shù)據(jù)收集的技術(shù)

在物聯(lián)網(wǎng)信息感知技術(shù)中，只有將數(shù)據(jù)收集的準確性得以提高才能真正促進物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，不管是信息點的匯聚感知還是節(jié)點的集中，都一定要使數(shù)據(jù)失真的現(xiàn)象得以避免.通過物聯(lián)網(wǎng)的運用，需要對不同數(shù)據(jù)和信息進行制定和約束，這項工作將是數(shù)據(jù)收集過程中最主要的一項工作.在物聯(lián)網(wǎng)信息感知過程中，數(shù)據(jù)收集的約束目標主要為信息延遲、信息高效性和網(wǎng)絡吞吐量等.在進行數(shù)據(jù)收集的工作中做重要的則是要實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高可靠性，這樣數(shù)據(jù)通過在節(jié)點的匯聚后再接受只能設(shè)備的處理之后完成了信息的交互工作，在這一工作中是通過對數(shù)據(jù)重傳繼而多路徑傳輸?shù)确绞襟w現(xiàn)的.在進行多路由數(shù)據(jù)傳輸時一定要遵循的是到端原則，只有這樣才能將信息準確的傳輸?shù)叫枰畔⒌牡胤?作為物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)支持，數(shù)據(jù)收集一定要擁有多元且可靠的原則，只有確保了這樣的原則才能保證收集到的數(shù)據(jù)可靠、真實.另外，數(shù)據(jù)收集的另外一個重點是能量的平衡和控制.在對信息進行多路徑傳輸時會將大量的能量損耗，進行同傳也不能將能量得到均衡.在這種情況下，工作者研究出了Wisden和TSMP等方式進行數(shù)據(jù)傳輸.這兩種傳輸方式使現(xiàn)階段存在的傳輸問題得到了很好的解決，這兩項技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)的調(diào)節(jié)、控制網(wǎng)絡路由等工作中得到了很廣泛的應用，給人們的生活帶來了更大的方便.

2.2數(shù)據(jù)壓縮的技術(shù)

在物聯(lián)網(wǎng)的信息感知技術(shù)中最主要的特征是其系統(tǒng)性和復雜性，在數(shù)據(jù)匯集點所出現(xiàn)的極其龐大的信息將傳輸?shù)膲毫哟?但是，物聯(lián)網(wǎng)所擁有的空間和節(jié)點有限，只有采用數(shù)據(jù)壓縮才能夠?qū)⒂绊憘鬏斝Ч蛿?shù)據(jù)滿溢的現(xiàn)象得以緩解，進而增加了物聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)目煽啃院桶踩?在傳輸過程中將負荷降低是進行數(shù)據(jù)壓縮的主要步驟，這樣能將物聯(lián)網(wǎng)的智能化和規(guī)模都得到一定的提高.在物聯(lián)網(wǎng)傳輸中采用分布式壓縮法能夠使數(shù)據(jù)的壓縮比得以提高，這種方法的實現(xiàn)是要通過感知點的共同作用，將網(wǎng)絡的分布性特點應用在數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)中.分布式壓縮技術(shù)最大的優(yōu)點是在空間和時間等方面將數(shù)據(jù)冗余得以減少，將節(jié)點所需要消耗的能量減少.

2.3數(shù)據(jù)清洗的技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)信息感知中會存在很多的變數(shù)，這些變數(shù)將導致很多網(wǎng)絡異常和錯誤產(chǎn)生的現(xiàn)象出現(xiàn).只有將錯誤的信息進行清洗和辨別才能獲得真實、全面、統(tǒng)一且有效的數(shù)據(jù).進行信息清洗時主要的方法就是將信息中存在的無效和錯誤信息進行判斷和剔除的過程，通過這種方法獲得的信息才能保證其準確性.數(shù)據(jù)清洗主要分為以下工作，第一，對收集到的信息進行分析，找到錯誤并對其進行定義.第二，對錯誤信息的數(shù)據(jù)和記錄進行識別和搜索.第三，在完成一系列的工作后通過相應的程序和外部模式對其進行清洗.

2.4數(shù)據(jù)融合的技術(shù)

所謂數(shù)據(jù)融合技術(shù)就是通過對計算機的使用來對信息進行觀測和獲取，在對信息的分析、決策、綜合和評估等工作中一定要遵循固定的準則.在物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)融合的過程中關(guān)鍵在于對正確信息的獲取并通過提純技術(shù)將準確的信息匯集到節(jié)點.通過這種方式進行的數(shù)據(jù)傳輸使傳輸?shù)膲毫Φ玫搅藴p小.現(xiàn)階段，數(shù)據(jù)融合技術(shù)主要分為數(shù)據(jù)、決策和特征等幾個層次進行的融合.其中，數(shù)據(jù)層在進行融合依據(jù)的是對時空中數(shù)據(jù)進行分分析、剔除和冗雜，采用的方法主要是概率論.通過這種方法能夠滿足物聯(lián)網(wǎng)對信息和數(shù)據(jù)的需要.決策層和特征層進行的數(shù)據(jù)融合在融合過程中占據(jù)著重要的地位.特征層對原始信息的特征進行提取、分析和處理；決策層則是通過對統(tǒng)一目標使用不同傳感器進行觀察并進行處理、抽取、識別和判斷等工作.數(shù)據(jù)融合技術(shù)能使數(shù)據(jù)的冗雜量和沖突得到減少.

3　物聯(lián)網(wǎng)信息交互技術(shù)

3.1用戶和網(wǎng)絡之間存在的信息交互

在物聯(lián)網(wǎng)的交互過程中，用戶一定要按照提供的命令和數(shù)據(jù)進行合理的操作，這樣才能對網(wǎng)絡進行維護并對信息進行獲取.交互過程中一定要有人和物的支持，不然這項工作將無法進行.人作為物聯(lián)網(wǎng)交互技術(shù)中的使用者要通過對蔟頭、匯聚、路由等節(jié)點通過網(wǎng)絡獲取相應的信息，這時網(wǎng)絡能夠?qū)π畔⑦M行運算、感知和存儲等工作形成了復雜的系統(tǒng)，從而使用戶和網(wǎng)絡之間的信息交互關(guān)系得以建立.用戶和網(wǎng)絡之間存在的交互是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)和核心，通過這種交互過程能使物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)智能化交互，用戶通過物聯(lián)網(wǎng)的各項功能可以獲得所需要的各項信息，通過各節(jié)點完成的指令從而獲得的結(jié)果能使互聯(lián)網(wǎng)的交互技術(shù)變得更加完善.

3.2內(nèi)容和網(wǎng)絡之間存在的信息交互

所謂內(nèi)容和網(wǎng)絡之間存在的信息交互就是在物聯(lián)網(wǎng)中通過平臺將內(nèi)容送達到用戶端的過程，這個過程不僅包括數(shù)據(jù)的融合與匯聚，還包括對信息的存儲和組織.在存儲的過程中，現(xiàn)階段的局部存儲和外部存儲還都存在一些問題，在這個基礎(chǔ)上采用了Hadoop技術(shù)進行數(shù)據(jù)的存儲和組織.通過這種技術(shù)實現(xiàn)的組織和存儲能夠使物聯(lián)網(wǎng)得到進一步的完善，順利的完成內(nèi)容和網(wǎng)絡之間存在的信息交互.這項技術(shù)的應用不僅降低了成本還將擴展性得到提高，使物聯(lián)網(wǎng)擁有了更加豐富的特點.

3.3內(nèi)容和用戶之間存在的信息交互

物聯(lián)網(wǎng)能夠通過一定的技術(shù)為用戶提供各項所需要的信息，所以，在物聯(lián)網(wǎng)的交互技術(shù)中一定要實現(xiàn)內(nèi)容與用戶之間的信息交互.用戶通過對物聯(lián)網(wǎng)的使用將內(nèi)容和自身的關(guān)系建立起來，通過對數(shù)據(jù)進行檢索、匹配和挖掘等一系列方法獲得自己需要的信息，在無形中建立起了主動交互的模式.現(xiàn)階段由于物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，用戶能夠使用智能識別功能，利用表情和語言等方式進行識別，從而選擇自己需要使用的信息.

結(jié)束語

隨著科技的不斷發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)得到了很大的進步.雖然物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還存在著一定的問題，但并不影響人們在日常工作和生活中的對物聯(lián)網(wǎng)的使用.在物聯(lián)網(wǎng)的信息感知和交互技術(shù)中要不斷的創(chuàng)新，使存在的問題得以解決，這樣才能使物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)得到更快的發(fā)展.在物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展過程中要不斷將系統(tǒng)進行完善，努力提高物聯(lián)網(wǎng)信息的可靠性和真實性，更好服務于人們的生活.

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TP391.4；TN929.5

A

1673-260X（2016）10-0036-02

2016-06-03

陜西省教育廳專項科研計劃基金資助項目（No.11JK1022）.物聯(lián)網(wǎng)信息感知與交互技術(shù)研究