張俊林
摘 要:21世紀最偉大的革命就是信息技術革命,隨著經(jīng)濟社會的逐漸發(fā)展,社會技術與知識水平的提高,信息技術在生活中的方方面面都開始得到不同程度的運用,潛移默化地改變著不同大眾的生活方式和交流方式。其中最令我們感觸深刻的就是物聯(lián)網(wǎng)的建立使用,而“物聯(lián)網(wǎng)”正是該文將集中討論的主題。所謂“物聯(lián)網(wǎng)”,就是通過現(xiàn)代技術比如無線射頻技術識別(RFID技術)、紅外感應技術、全球定位系統(tǒng)(GPS)、技術射頻等,將商品與互聯(lián)網(wǎng)結合起來的網(wǎng)絡新概念,可以通過“物聯(lián)網(wǎng)”的信息交換和通訊實現(xiàn)定位跟蹤、智能化識別、實施監(jiān)控與管理。
關鍵詞:物聯(lián)網(wǎng) 技術思想 應用策略 關鍵技術
中圖分類號:TP393 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2017)02(c)-0001-02
物聯(lián)網(wǎng)技術是社會經(jīng)濟發(fā)展到一定階段,科技創(chuàng)新和信息技術水平發(fā)展到一定階段的必然產(chǎn)物。相反的,物聯(lián)網(wǎng)技術的出現(xiàn)及使用也是有效地提高社會經(jīng)濟發(fā)展水平的重要助力。物聯(lián)網(wǎng)技術是融合了多種先進技術,以計算機技術為基礎、融入監(jiān)控技術和通信技術等重要信息技術的綜合技術。物聯(lián)網(wǎng)技術運用幾乎涵蓋了信息通訊技術所有的領域,包括無線技術、互聯(lián)網(wǎng)、智能芯片技術、軟件技術等,其優(yōu)點表現(xiàn)為實用性強、使用范圍廣、溝通與協(xié)調(diào)功能較強等。該文通過梳理物聯(lián)網(wǎng)技術的基本概念,重點討論物聯(lián)網(wǎng)技術的結構和關鍵技術分析,并就其在實際中的應用探討物聯(lián)網(wǎng)應用策略,為物聯(lián)網(wǎng)技術的進一步發(fā)展提供理論依據(jù),促使物聯(lián)網(wǎng)技術能夠在所有運用領域中最大限度地發(fā)揮其功能。
1 物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術分析
一提到“物聯(lián)網(wǎng)”這個詞,可能第一次接觸的人馬上會想到另一個詞——“互聯(lián)網(wǎng)”,理所當然地認為物聯(lián)網(wǎng)技術其實就是互聯(lián)網(wǎng)基礎上衍生出來的新的網(wǎng)絡概念?;ヂ?lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)的確在某些環(huán)境下很容易讓人混淆,不僅是因為名字的相似度較高,更因為兩者的技術基礎相同,都是建立在分組數(shù)據(jù)技術基礎之上的,以數(shù)據(jù)分組網(wǎng)作為他們的承載網(wǎng),而業(yè)務網(wǎng)和承載網(wǎng)是相互分離,獨立發(fā)展的。該文章從物聯(lián)網(wǎng)的核心技術層機構和關鍵技術角度深度分析物聯(lián)網(wǎng)技術。
1.1 物聯(lián)網(wǎng)結構分析
物聯(lián)網(wǎng)結構可以大致分為4個技術層次,分別是:感知識別層、網(wǎng)絡構建層、管理服務層和綜合應用層。
1.1.1 感知識別層
物聯(lián)網(wǎng)的感知識別層主要依賴的技術是RFID無線射頻感應技術、無線傳感技術、GPS定位系統(tǒng)、傳感器網(wǎng)絡、自組織網(wǎng)絡以及短距離無線通信技術等核心感知技術,也包括各種智能設備,比如智能手機、計算機、多媒體播放器、PAD等,前者屬于信息自動生成方式,后者屬于信息人工生成方式。多樣化的信息生成方式是物聯(lián)網(wǎng)的重要特征之一。感知識別技術雖然位于物聯(lián)網(wǎng)四層網(wǎng)絡構建中的最低端,卻是物聯(lián)網(wǎng)核心技術中最關鍵的一層,所有上層技術結構都以其為基礎。通過感知識別技術,讓事物“開口說話,生成信息”是讓物理技術和信息技術建立聯(lián)系的重要一環(huán),也是物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)等其他網(wǎng)絡的不同處之一。
1.1.2 網(wǎng)絡構建層
物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡構建層在物聯(lián)網(wǎng)四層網(wǎng)絡構建層中扮演的角色是聯(lián)絡員。重要的網(wǎng)絡形式主要分為互聯(lián)網(wǎng)、無線個域網(wǎng)、無線廣域網(wǎng)、無線局域網(wǎng)以及無線城域網(wǎng)5種網(wǎng)絡形式。其中物聯(lián)網(wǎng)是各種網(wǎng)絡構成中的核心網(wǎng)絡、技術支持以及平臺,IPv6掃清了網(wǎng)絡終端設備在數(shù)量上的限制;無線寬帶網(wǎng)如WiFi/WiMAX等無線寬帶技術網(wǎng)絡的覆蓋范圍較廣;ZiBee、藍牙以及紅外等無線低速網(wǎng)絡能夠適應物聯(lián)網(wǎng)中能力較低的節(jié)點的低速率、低計算能力、低通信半徑以及低能量來源等特征;移動通信網(wǎng)絡將成為“全面、隨時、高效”的數(shù)據(jù)傳輸平臺,其高覆蓋率、方式多元化、高速實時、可移動性的數(shù)據(jù)處理特點打破了物聯(lián)網(wǎng)多方面的局限性。
1.1.3 管理服務層
管理服務層主要解決的問題包括數(shù)據(jù)存儲、信息檢索、數(shù)據(jù)挖掘以及信息安全與隱私保護等四方面問題,當大量的數(shù)據(jù)信息和內(nèi)容信息經(jīng)過前兩層——感知識別層和網(wǎng)絡構建層的生成傳輸匯聚到管理服務層,如何解決上述問題將成為其考慮的主要技術難題。下面將針對上述四大問題展開探索。
(1)數(shù)據(jù)庫。物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)特點包括關聯(lián)性、語義性、海量性、多態(tài)性等。通常情況下,我們物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫將物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫分為關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和新型數(shù)據(jù)庫(NoSQL數(shù)據(jù)庫)兩類。關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)隨著時代的要求不斷地發(fā)展自己以適應現(xiàn)代社會的數(shù)據(jù)庫技術要求;新型數(shù)據(jù)(NoSQL數(shù)據(jù)庫)主要應用于分布式、非關系型的數(shù)據(jù)信息存儲中,通過避免連接操作的方式來提升數(shù)據(jù)庫性能,并不要求數(shù)據(jù)庫一定要具備確定的表模式。
(2)海量信息存儲。網(wǎng)絡存儲結構主要分為三大模塊:DAS——直接附加存儲;NAS——網(wǎng)絡附加存儲;SAN——存儲區(qū)域網(wǎng)絡,其主要缺陷在于只能滿足中等規(guī)模的商業(yè)需求,面對大規(guī)?;蚓扌鸵?guī)模的商業(yè)需求仍存在信息存儲難題。數(shù)據(jù)中心實際上是一個大型的系統(tǒng)工程,例如:Google與Hadoop,涵蓋了主要的計算機系統(tǒng)和通信、存儲設備以及輔助性的環(huán)境控制設備、監(jiān)控設備、安全裝置以及數(shù)據(jù)通信鏈接等。適應了物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的關聯(lián)性、語義性、海量性、多態(tài)性等特點。
(3)Web搜索引擎。Web搜索引擎是:“能夠在一個合理時間內(nèi),根據(jù)用戶的查詢關鍵詞,返回一個包含相關信息的結果列表(hits list)服務的綜合體?!痹趥鹘y(tǒng)Web搜索引擎基礎上建立的現(xiàn)代搜索引擎要求相關信息的更高精確性,能夠主動識別并精確提取有效信息,建立多模態(tài)信息搜索引擎模式。
(4)需求分析。需求分析要求具有高效感知能力和智能分析能力。一方面,數(shù)據(jù)信息感知能力的提高是建立在海量的數(shù)據(jù)存儲和快速的搜索引擎基礎上的,另一方面,智能分析能力通過多維數(shù)據(jù)分析和整合。
(5)信息安全與隱私保護。主要的安全和隱私隱患包括竊聽、跟蹤、詐騙、病毒、信息篡改等,主要的防護措施是物理安全機制、密碼技術等。以上都是傳統(tǒng)的網(wǎng)絡安全問題,必須要有個非常強大的安全管理平臺作為支撐,所以需要給物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)系統(tǒng)性的安全保護機制。
1.1.4 綜合應用層
架構物聯(lián)網(wǎng)的綜合應用層是全結構的目的,所有前期的技術投入都是為了在實際生活中最終得到實踐。同時,綜合應用層實際上是一個新信息反饋的階層,在這一階段,物聯(lián)網(wǎng)的缺陷將在實踐中被發(fā)現(xiàn)并反饋,是促進物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。
1.2 關鍵技術介紹
通過上述內(nèi)容對物聯(lián)網(wǎng)的整體層次結構介紹,我們對關鍵物聯(lián)網(wǎng)技術有了一個整體的印象,接下來將有選擇地介紹幾項關鍵物聯(lián)網(wǎng)技術。
1.2.1 異構融合平臺
實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)資源共享目標的重要途徑之一就是經(jīng)過異構融合平臺。其資源共享實現(xiàn)的方式是:在不同網(wǎng)絡平臺共建的基礎上,融合不同異構網(wǎng)絡間的共性,保留自身特有的功能即個性的同時,形成不同異構網(wǎng)絡間共性與自身個性之間的統(tǒng)一。什么是不同異構網(wǎng)絡間共性的融合?就是建立不同的異構網(wǎng)絡與公共通信平臺之間連接,通過同骨干傳輸網(wǎng)的對接,將異構網(wǎng)絡融合到更為寬泛的移動通訊網(wǎng)絡中。
1.2.2 節(jié)點與終端口
該文中提及的節(jié)點,專指感知節(jié)點。感知節(jié)點的主要功能是收集事物自身的基礎信息,并自動針對其基礎特征和基礎信息進行分類整理、分析處理以及信息儲存等,有利于幫助物聯(lián)網(wǎng)獲取更全面的事物信息并獲取更多本事物相關信息。在日益先進的智能標簽技術、通信技術、嵌入式技術等技術的支持下,感知節(jié)點也越來越智能化,對管理對象及其外在環(huán)境進行監(jiān)督控制越來越高效。
1.2.3 業(yè)務支撐
業(yè)務支撐中最重要的功能是確定物聯(lián)網(wǎng)的各項具體業(yè)務需求,并就每項業(yè)務需求確定其需要用到的場景。主要工作流程:首先,根據(jù)業(yè)務的特性進行分類,同時界定各項業(yè)務的主要性能以及功能;其次,抽象化處理物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)有網(wǎng)絡資源;最后,設計結構。此結構的主要功能是支撐各項業(yè)務。
2 應用策略
毋庸質疑,在經(jīng)濟社會與物聯(lián)網(wǎng)緊密結合的現(xiàn)代社會中,物聯(lián)網(wǎng)一定是未來經(jīng)濟發(fā)展的重點領域之一。物聯(lián)網(wǎng)將越來越多地應用于諸多領域,無論是對社會的發(fā)展進步,經(jīng)濟的迅速崛起,還是人們整體生活水平的改善,都會產(chǎn)生巨大的推動作用。
2.1 樹立共享與融合的意識
在物聯(lián)網(wǎng)往后的發(fā)展中,樹立共享與融合意識至關重要。首先要明白何為融合,所謂融合,是指各相關領域之間通過一系列手段實現(xiàn)網(wǎng)絡資源共享,這也是前文中屢次提及的融合問題。這種融合的目標是對未來所有的網(wǎng)絡形式進行資源共享,擴攬各相關信息領域的不同業(yè)務活動,最終實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)橫向以及縱向的深度和寬度融合。
2.2 加強行業(yè)與產(chǎn)業(yè)之間的合作
加強行業(yè)與產(chǎn)業(yè)之間合作的第一步,就是要實現(xiàn)行業(yè)之間的協(xié)調(diào)。雖然現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)在我國各行業(yè)的應用范圍已經(jīng)相當廣泛,但是各相關行業(yè)之間仍然存在共享阻礙,這是由于行業(yè)間存在業(yè)務交叉,一定程度上致使物聯(lián)網(wǎng)不能實現(xiàn)更好的管理和技術方面的共享。第二,加強物聯(lián)網(wǎng)整個產(chǎn)業(yè)鏈之間的合作。實際上物聯(lián)網(wǎng)自身也是一個非常復雜的產(chǎn)業(yè)鏈,自動控制技術、無線射頻識別技術等處于產(chǎn)業(yè)鏈初端的技術指標目前已經(jīng)取得了較好的發(fā)展。因此,物聯(lián)網(wǎng)更好的發(fā)展依賴于產(chǎn)業(yè)鏈之間的聯(lián)合,只有每個環(huán)節(jié)進行結合才能有效地推動物聯(lián)網(wǎng)向更好、更健康的方向發(fā)展。
3 結語
人們經(jīng)常講:“物聯(lián)網(wǎng)的興起和使用,是一種新的生活方式,是一場技術領域的革命?!钡拇_,物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展影響社會的各方面,小到人們的生活方式,大到行業(yè)的興起,甚至技術領域的創(chuàng)新,但是任何發(fā)展都是基于我們對物聯(lián)網(wǎng)的美好期許與祝愿,任何技術的革新帶來便利與發(fā)展的同時也帶來很多困擾,我們要做的就是通過反復的思考、不斷地進行技術革新以及加強各行業(yè)間的協(xié)作,來改善或彌補新技術缺陷。
參考文獻
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