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        淺析物聯(lián)網(wǎng)的信息感知與交互技術(shù)

        2016-12-20 19:14:24陳卉娥
        知音勵(lì)志·社科版 2016年11期
        關(guān)鍵詞:交互技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)

        陳卉娥

        摘 要如果說計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是改變我們生活的一場技術(shù)革命,那么物聯(lián)網(wǎng)無疑將會(huì)是這場革命的生力軍,因?yàn)樗摹拔镂锵嗦?lián)”這樣一種技術(shù)將會(huì)給人們的生活提供更多的便利。物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)是對信息的正確感知,而物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用得以實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵是信息交互的順暢進(jìn)行。鑒于此,本文將重點(diǎn)探討物聯(lián)網(wǎng)的信息感知與交互技術(shù)。

        【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng);信息感知;交互技術(shù)

        1 物聯(lián)網(wǎng)信息感知

        信息感知是信息獲取的首要環(huán)節(jié),它實(shí)際上是有“感”而無“知”,這就需要借助某種載體(組織或器件),才能在某種事物的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及其變化方式的刺激下產(chǎn)生相應(yīng)的響應(yīng)輸出。刺激和響應(yīng)必須要滿足以下三個(gè)條件:

        (1)具有一定的敏感域;

        (2)具有一定的敏感度;

        (3)具有一定的保真度。

        如此才能保證信息的感知是正確可靠的。

        然而,通過這種方式獲取的信息往往具有不確定性和冗余性,具體體現(xiàn)在以下六個(gè)方面:

        (1)信息的不統(tǒng)一性;

        (2)信息的不準(zhǔn)確性;

        (3)信息的不一致性;

        (4)信息的不完全性;

        (5)信息的不連續(xù)性;

        (6)信息的不全面性。

        這一缺陷又會(huì)對物聯(lián)網(wǎng)感知層信息的采集、傳輸層信息的傳送和存儲(chǔ)以及支撐層信息的處理與整合產(chǎn)生不良影響。為了從根本上消除這些不良影響,我們可以從信息采集、清洗、壓縮以及融合這四個(gè)方面入手。

        1.1 信息采集

        在信息采集這個(gè)環(huán)節(jié),主要任務(wù)是提高被采集到信息的準(zhǔn)確性。目前大多采用多路由和數(shù)據(jù)的多次重復(fù)傳輸?shù)姆绞絹泶_保信息能夠被正確采集并匯聚到節(jié)點(diǎn),進(jìn)而被相應(yīng)的智能設(shè)施處理,從而進(jìn)行信息交互。多路由數(shù)據(jù)傳輸一般采用端到端的數(shù)據(jù)傳輸方式,這種方式能夠確保信息被精準(zhǔn)的傳輸?shù)侥康牡亍?/p>

        1.2 信息清洗

        網(wǎng)絡(luò)的不穩(wěn)定性和環(huán)境因素的不確定性等都會(huì)導(dǎo)致我們采集到的數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯(cuò)誤或者異常。因此,我們就需要對采集到的信息進(jìn)行清洗或離群值判斷,從而把“臟數(shù)據(jù)”過濾掉;而假如一些感知信息缺失了,我們也需要經(jīng)過估算來還原缺失的數(shù)據(jù),進(jìn)而獲得正確有用的感知信息。物聯(lián)網(wǎng)信息感知技術(shù)通常采用在感知節(jié)點(diǎn)或局部網(wǎng)絡(luò)等部位應(yīng)用概率統(tǒng)計(jì)、分類識別等方法來實(shí)現(xiàn)對感知信息的清洗。

        1.3 信息壓縮

        物聯(lián)網(wǎng)的感知網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)一般都很龐大和復(fù)雜,感知到的信息量也很大,在有些匯聚點(diǎn)甚至存在著海量的信息傳輸。而節(jié)點(diǎn)的資源限制和數(shù)據(jù)的空間相關(guān)性,又導(dǎo)致了感知到的信息里面包含了大量的冗余數(shù)據(jù),這就需要我們勢必采取有效的數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)來減少感知信息量。以前,數(shù)據(jù)壓縮多采用以下兩種傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)壓縮法:

        (1)基于排序的數(shù)據(jù)壓縮法;

        (2)基于管道的數(shù)據(jù)壓縮法。

        但是這兩種方法的數(shù)據(jù)壓縮效率很低,不能有效的降低數(shù)據(jù)量。目前,一般采用分布式數(shù)據(jù)壓縮法。這種數(shù)據(jù)壓縮法師根據(jù)感知網(wǎng)絡(luò)分布式特點(diǎn)和傳統(tǒng)基于變換的數(shù)據(jù)壓縮法,進(jìn)一步研發(fā)出來的,該方法的主要原則是各個(gè)感知節(jié)點(diǎn)協(xié)同工作共同來進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮,數(shù)據(jù)的壓縮效率非常高,特別適合像物聯(lián)網(wǎng)這樣龐大而復(fù)雜的感知網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

        1.4 信息融合

        信息融合是物聯(lián)網(wǎng)信息感知技術(shù)的核心。物聯(lián)網(wǎng)信息融合主要通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行提純,把一部分重要的數(shù)據(jù)匯聚到其相對應(yīng)的感知節(jié)點(diǎn)處,從而大大降低了信息的吞吐量,有效緩解了信息的傳輸壓力。物聯(lián)網(wǎng)的信息融合主要集中在以下三層:

        (1)數(shù)據(jù)層;

        (2)特征層;

        (3)決策層。

        數(shù)據(jù)層的信息融合主要是根據(jù)時(shí)空相關(guān)的數(shù)據(jù)來分析具體的數(shù)據(jù)信息,去除錯(cuò)誤信息或冗雜信息。概率論,如統(tǒng)計(jì)、回歸分析和卡爾曼濾波等都是物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)層信息融合采用得比較多的一些方法。物聯(lián)網(wǎng)信息融合的關(guān)鍵是特征層和決策層的信息融合,特征層負(fù)責(zé)提取原始數(shù)據(jù)的特征,并分析和處理這些特征信息;而決策層則是通過不同的傳感器來監(jiān)測同一個(gè)目標(biāo),從而對各傳感器感知的信息進(jìn)行處理、特征抽取、識別或判決,進(jìn)而形成初步的結(jié)論,然后再進(jìn)行決策層融合判決,以獲取最終的推斷結(jié)果。

        2 物聯(lián)網(wǎng)信息交互

        物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)件的多樣化以及網(wǎng)絡(luò)體系的異質(zhì)性使得物聯(lián)網(wǎng)信息交互起來非常復(fù)雜。物聯(lián)網(wǎng)通過異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)來感知事物獲得感知信息,感知信息再通過傳輸、共享和交換來實(shí)現(xiàn)交互。網(wǎng)絡(luò)、用戶和內(nèi)容是物聯(lián)網(wǎng)信息交互所主要涉及的對象,它跟與傳統(tǒng)的人機(jī)交互是不相同的,具體在以下3個(gè)方面:

        (1)廣泛的用戶群;

        (2)主動(dòng)的信息獲取方式;

        (3)復(fù)雜的交過程。

        2.1 網(wǎng)絡(luò)-用戶的交互

        在物聯(lián)網(wǎng)中用戶可以利用匯聚節(jié)點(diǎn)、簇頭節(jié)點(diǎn)、路由節(jié)點(diǎn)和一般節(jié)點(diǎn)等從網(wǎng)絡(luò)上獲取想要的信息,而網(wǎng)絡(luò)則負(fù)責(zé)對信息進(jìn)行感知、處理、存儲(chǔ)和傳輸,從而實(shí)現(xiàn)用戶和網(wǎng)絡(luò)之間的的交互。

        2.2 網(wǎng)絡(luò)-內(nèi)容的交互

        物聯(lián)網(wǎng)中的內(nèi)容通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)送達(dá)給用戶的過程就是網(wǎng)絡(luò)和內(nèi)容之間的信息交互過程。物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以前多采用外部存儲(chǔ)和局部存儲(chǔ)這兩種存儲(chǔ)方式,各有利弊。目前,一般采用Hadoop分布式數(shù)據(jù)庫來組織和存儲(chǔ)物聯(lián)網(wǎng)的信息。

        2.3 用戶-內(nèi)容的交互

        用戶與內(nèi)容之間的交互方式有主動(dòng)和被動(dòng)之分,具體體現(xiàn)如下:

        (1)用戶利用信息檢索、模式匹配和數(shù)據(jù)挖掘的等方式來查詢所需信息,從而建立起用戶與內(nèi)容之間的這種主動(dòng)的交互模式;

        (2)用戶通過語音交流和表情互動(dòng)等模式識別方式,篩選識別所呈現(xiàn)出的信息,進(jìn)而利用大數(shù)據(jù)分析及模式識別,推送相關(guān)聯(lián)的信息,從而建立起用戶與內(nèi)容之間的這種被動(dòng)的交互模式。

        3 結(jié)論

        無論是物聯(lián)網(wǎng)信息感知技術(shù)還是交互技術(shù),都還有很多的難關(guān)需要攻克和深入研究,發(fā)掘出行之有效的解決措施,從而有效發(fā)揮出這兩項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值。

        參考文獻(xiàn)

        [1]李超良.物聯(lián)網(wǎng)隱私保護(hù)機(jī)制簡介[J].福建電腦,2011(04).

        [2]于修和.王沖.基于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用研究[J].通信管理技術(shù),2010(03).

        [3]薛延峰.物聯(lián)網(wǎng)信息感知與交互技術(shù)探討[J].信息通信,2014,08(12):129-129,130.

        [4]劉海妹.物聯(lián)網(wǎng)信息感知與交互技術(shù)探究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2015,19(27):79-79.

        作者單位

        常州工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院 江蘇省常州市 213164

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