張 磊

（甘肅省金昌市公安局金川分局指揮中心 甘肅 金昌 737100）

0 引言

目前，我國物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)生與發(fā)展是一個以現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)為基石的網(wǎng)絡系統(tǒng)，其目的是使實際中產(chǎn)生的所有物品和網(wǎng)站相連達到萬物相通。物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)生方便了日常和生產(chǎn)中的數(shù)據(jù)通信，讓萬物和人相互之間的交流變得煩瑣且容易。物聯(lián)網(wǎng)的主要特征是數(shù)據(jù)的全方位信息感知，可以將數(shù)據(jù)安全傳送，并在特定的命令下加以智能管理。數(shù)據(jù)感知是物聯(lián)網(wǎng)的功能所在。但在數(shù)據(jù)感知的發(fā)展進程中，也面臨著不確定性，具體可以表現(xiàn)在以下6個方面：①對數(shù)據(jù)的不準確度，各種性質(zhì)的傳感數(shù)據(jù)類型和信息內(nèi)容均具有相應的差異性；②信息內(nèi)容不一致；③不準確度；④不持續(xù)性；⑤不準確度；⑥不統(tǒng)一性。當面臨著冗余的傳感數(shù)據(jù)之后，物聯(lián)網(wǎng)就需要通過對數(shù)據(jù)不斷的處理，才能保證數(shù)據(jù)感知和數(shù)據(jù)交換的速度和質(zhì)量。

1 大數(shù)據(jù)物聯(lián)網(wǎng)信息交互與數(shù)據(jù)感知的重要意義

大數(shù)據(jù)通過多次生產(chǎn)后逐漸變?yōu)槿碌臄?shù)據(jù)資料，并在不斷地發(fā)展和演變，進而表現(xiàn)出了更大的意義[1]。由于三次工業(yè)革命的持續(xù)推動，人們在管理和存儲信息方面的水平得到了提高，與此同時信息生產(chǎn)的效率仍舊超出了人們在管理和存儲信息方面的水平。因此，大數(shù)據(jù)實質(zhì)上已經(jīng)不再是簡單的冰冷數(shù)據(jù)，它憑借所掌握的巨量投入到中國經(jīng)濟社會生活中的生產(chǎn)資料。人們通過大數(shù)據(jù)分析可以捕捉到各類的有用資訊，進而將更清楚地了解事物并改變?nèi)祟悺?/p>

2 大數(shù)據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的信息交互

2.1 信息交互的模型

大數(shù)據(jù)系統(tǒng)將依據(jù)相應的模型來實現(xiàn)信息交互，常見的模型有：信息交互模型、改進的信息交換型、物聯(lián)網(wǎng)信息交換模型等。其中，信息交互模型是指信息交互系統(tǒng)須由3種基本對象的有效互動才可以實現(xiàn)，其基本對象分別為用戶、系統(tǒng)及用戶與系統(tǒng)間的互動。用戶需要借助信息互動系統(tǒng)，提高信息有效性。在這基礎上，如果將它運用于物聯(lián)網(wǎng)中必須對數(shù)據(jù)交換體系作出一定改造。通過變革信息交互模式可以提高交互質(zhì)量，用戶更為快捷地獲取感興趣的資訊。經(jīng)過改進的信息交互模式中還包含了重要的3個方面，分別為用戶、網(wǎng)站和信息[2]。不同于一般的網(wǎng)絡信息交互模式，是指廣義的使用者，不單特指傳統(tǒng)信息交互的使用者，而是特指包含匯聚結點、簇頭結點、路由節(jié)點等在內(nèi)的使用者。在物聯(lián)網(wǎng)信息交互模式中也包含了一個傳感系統(tǒng)。不僅包含了信息的感知單位，還包含了計算與儲存單位和能量單位。這些單元共同組成了物聯(lián)網(wǎng)的整體系統(tǒng)。從實質(zhì)上來說，物聯(lián)網(wǎng)的信息交互模型其實是有廣泛意義，應用物和網(wǎng)絡及內(nèi)容三者構成并互動的信息體系，在整個系統(tǒng)運行過程中，已經(jīng)實現(xiàn)所有物聯(lián)網(wǎng)的信息交互。

2.2 用戶與網(wǎng)絡的信息交互

用戶與網(wǎng)絡有著交互過程，這些交互主要是指用戶利用網(wǎng)絡端口、指令和功能去進行一系列的網(wǎng)絡任務。如，路由構建、狀態(tài)監(jiān)視、代碼分配和程序執(zhí)行等。所有互聯(lián)網(wǎng)任務實施均可以借助信息互聯(lián)網(wǎng)來實現(xiàn)，節(jié)省了時間并提高了信息交流的有效性。不管什么類別的信息應用，均無法脫離與物聯(lián)網(wǎng)的信息交流。例如，信息感知中的數(shù)據(jù)獲取和數(shù)據(jù)壓縮，均是通過信息互聯(lián)網(wǎng)的認知功能、計算功能和傳播功能去捕獲的。

2.3 網(wǎng)絡與信息內(nèi)容的交互

數(shù)據(jù)安全、統(tǒng)計采集、遠距離數(shù)據(jù)接入等是物聯(lián)網(wǎng)信息交互所包括的內(nèi)容，通過與工業(yè)先進信息技術交叉融合。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的誕生，開創(chuàng)了信息遠程咨詢服務、診斷系統(tǒng)監(jiān)控、故障數(shù)據(jù)收集，以及系統(tǒng)應用權限管控的全新模式。該運行管理模式能夠協(xié)助員工更準確地掌握設備信號，并迅速地提出解決問題及對策，從而提高了企業(yè)工作的質(zhì)量效能。

物聯(lián)網(wǎng)間的信息交互主要是指互聯(lián)網(wǎng)基礎設施的信息產(chǎn)生和表達，以及信息交互的組合和貯存，包括高層語義信息的數(shù)據(jù)整合與信息融合[3]。數(shù)據(jù)意識部分講述物聯(lián)網(wǎng)信息處理的關鍵方式。對信息交互在互聯(lián)網(wǎng)上的貯存與組合方式進行重點介紹，按照信息在網(wǎng)絡上的存放情況，信息存放模式又可以分成外部儲存和本地存儲。外部儲存是指將節(jié)點上采集并保存的傳感器信息匯聚在相應的結點，而本地儲存則是將傳感信息存儲到傳感結點。通過物聯(lián)網(wǎng)人與信息的互動使網(wǎng)絡變成了信息收集的手段與媒介，使數(shù)據(jù)的呈現(xiàn)也變得更加容易。

3 大數(shù)據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)感知

3.1 數(shù)據(jù)的收集

隨著人類經(jīng)濟社會的持續(xù)快速發(fā)展，人類對大數(shù)據(jù)分析也有了全新的理解，因為數(shù)據(jù)是能夠被大量使用的重要原材料，人們利用大數(shù)據(jù)中的關鍵信息能夠獲得更多的經(jīng)濟價值，從而推動了生產(chǎn)資料的形成過程。在第三次工業(yè)革命出現(xiàn)后，雖然人類對數(shù)據(jù)分析管理與分析能力均取得了顯著提升，但仍然趕不上大數(shù)據(jù)形成的速率[4]。從工業(yè)生產(chǎn)4.0（工業(yè)生產(chǎn)4.0含兩重要方面的含義，一是制造業(yè)生產(chǎn)經(jīng)濟發(fā)展步入了第四階段。二是傳統(tǒng)意義上的機器、設備進行改造，并在順應時代蓬勃發(fā)展的驅(qū)動下，加入了信息技術方面相關的科技）的視角理解，大數(shù)據(jù)分析的實質(zhì)就是把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成能夠被人類靈活使用的工具，這種工具能夠幫助人類更好地實現(xiàn)。

數(shù)據(jù)收集是指感覺數(shù)據(jù)信息由感知節(jié)點接收并匯集的流程。在獲取數(shù)據(jù)的流程中，如財務數(shù)據(jù)必須要注重數(shù)據(jù)的安全性。具體數(shù)據(jù)在進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)牧鞒讨胁豢色@得損失，否則可能會影響后期的數(shù)據(jù)分析。

3.2 大數(shù)據(jù)分析挖掘

對信息進行研究和分析的系統(tǒng)和軟件產(chǎn)品，是大數(shù)據(jù)集成化的主要表現(xiàn)方式。構成大數(shù)據(jù)集成化的主體是由服務器、存儲、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等若干特定的大數(shù)據(jù)構成的。企業(yè)會通過這種體系來發(fā)揮檢索、管理、研究信息的主要功能，以及研究與企業(yè)產(chǎn)品數(shù)據(jù)處理有關的大數(shù)據(jù)處理技術的整體問題。大數(shù)據(jù)處理的分布式系統(tǒng)架構是大數(shù)據(jù)最常見的架構方式，該架構主要是在整個體系中整合硬件和軟件，各個領域的業(yè)務均是通過不同的大數(shù)據(jù)處理架構來完成的。利用企業(yè)硬軟件系統(tǒng)的優(yōu)勢和擴張企業(yè)客戶數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的規(guī)模，進一步擴大了企業(yè)數(shù)據(jù)業(yè)務的能力。能夠增長的硬件，同時能夠支持節(jié)點的橫向線性擴展，也可達到近線性的伸縮性和低延時，能夠提高吞吐量能力，也能夠提高服務質(zhì)量的可靠性。

3.3 診斷系統(tǒng)監(jiān)控

系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)生改變時，診斷上得到的數(shù)據(jù)是一個物理系統(tǒng)的最大數(shù)據(jù)。在GUI頁面上會展示出正在檢測系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)生的數(shù)據(jù)，并存入數(shù)據(jù)庫發(fā)出消息給指定人員，以告知診斷系統(tǒng)的狀態(tài)改變數(shù)據(jù)已經(jīng)發(fā)生。狀態(tài)改變數(shù)據(jù)在操作系統(tǒng)上，發(fā)生檢查的數(shù)據(jù)則在系統(tǒng)診斷后，上傳至系統(tǒng)。多個生產(chǎn)線數(shù)據(jù)均可透過系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)和遠距離診斷系統(tǒng)加以控制。實現(xiàn)目標可體現(xiàn)在：客戶透過GUI用戶界面即可選定某企業(yè)的操作系統(tǒng)產(chǎn)品；客戶透過GUI用戶界面即可選定操作系統(tǒng)產(chǎn)品線中的某臺設備；客戶透過GUI用戶界面即可查詢某臺設備的價格數(shù)據(jù)[5]。

3.4 故障數(shù)據(jù)采集

當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，應立即收集故障的總線信息，并實時監(jiān)測系統(tǒng)情況。當系統(tǒng)出現(xiàn)警告情況時，立即暫停采集信息,并將現(xiàn)場收集到的信息存入數(shù)據(jù)庫中,此數(shù)據(jù)庫可以保存15 min內(nèi)的狀態(tài)信息。在車間進行操作機器人的故障接口采集,此接口有著根據(jù)要求搜索、檢出總線信息的能力,以便提供各種條件與信息操作。如：對時間與事件和錯誤碼的共同查詢，時鐘事件錯誤碼。現(xiàn)場工作人員可以通過分析儀直接進入故障設備，在控制系統(tǒng)開關啟動后進行收集信息；在控制系統(tǒng)關閉后，立即暫停收集信息。在系統(tǒng)診斷系統(tǒng)中接收信息或物理系統(tǒng)報告的錯誤信息后，立即將錯誤信息展現(xiàn)到GUI頁面，并同時存入數(shù)據(jù)庫。當系統(tǒng)故障產(chǎn)生后，系統(tǒng)診斷可以向指定用戶發(fā)出信息[6]。

3.5 數(shù)據(jù)清洗技術

現(xiàn)如今，由于物聯(lián)網(wǎng)具備的穩(wěn)定性能力并沒有很強，再加上互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中存在許多隨機因素，因此在對大量數(shù)據(jù)信息做出采集工作時會部分出錯，導致數(shù)據(jù)異常的狀況發(fā)生，并且還會出現(xiàn)噪聲數(shù)據(jù)信息的情形。想要解決此類問題，必須利用數(shù)據(jù)清理技術，才能對出錯或者非正常的大量數(shù)據(jù)信息做出適當處理，進而提高數(shù)據(jù)信息所具備的完整性。此時，在對大量數(shù)據(jù)信息做相應的采集工作時，或許會產(chǎn)生感知數(shù)據(jù)信息不完整性這類現(xiàn)象，就必須對所查的大量數(shù)據(jù)信息做出合理補充，從而使得大量數(shù)據(jù)信息看起來更為完美?；诖?，可以通過感知節(jié)點或者局部網(wǎng)絡對數(shù)據(jù)信息加以分析與計算，從而完成對錯誤數(shù)據(jù)的檢測和消除工作。在感知數(shù)據(jù)分析中，缺少的部分數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)清洗這兩者有著非常密切聯(lián)絡，當人們將缺失數(shù)據(jù)視為異常數(shù)據(jù)時，可以通過數(shù)據(jù)分析清除技術手段來對其做出準確鑒定，然后再將數(shù)據(jù)分析中的有效信息取出，通過多元回歸模型來計算出缺少的數(shù)量，以此增強數(shù)據(jù)分析中所具備的完善性。

3.6 數(shù)據(jù)融合技術

應用數(shù)據(jù)融合技術能夠達到對財務數(shù)據(jù)的全面集成，從而實現(xiàn)目標。使用者也能根據(jù)自己的需求集成和規(guī)劃數(shù)據(jù)過程，并利用該步驟整合信息系統(tǒng)從而達到使用目標[7]。在實施數(shù)據(jù)融合技術時，使用者還需要在某些工程項目中使用數(shù)據(jù)融合技術。如，能夠在工程項目中應用數(shù)據(jù)融合技術；利用對工程項目中與個人工程項目有關財務數(shù)據(jù)的集成結果實現(xiàn)工程優(yōu)化，從而提升其精確度。由于目前在中國使用數(shù)據(jù)融合技術程度較低，還需要學者的進一步研發(fā)改進。在建設工程項目中合理地運用該信息技術，集成有關信息和資料，以提升工程建設整體管理水平。

3.7 數(shù)據(jù)壓縮技術

隨著物聯(lián)網(wǎng)的使用范圍及其運用規(guī)模不斷擴大，物聯(lián)網(wǎng)的傳感數(shù)據(jù)在范圍上也在不斷地增加。而信息類型也越來越復雜，數(shù)據(jù)的傳送規(guī)模在不斷地擴大，物聯(lián)網(wǎng)本身的節(jié)點數(shù)量也存在著很多的局限性，因此一旦發(fā)生了信息規(guī)模過大的現(xiàn)象，就將會導致數(shù)據(jù)冗余或者信息泄漏這種狀況的發(fā)生，如此就會降低信息傳送途中的效率。而想要解決好這種情況，就需要利用各種信息技術手段對數(shù)據(jù)進行有效壓縮機管理。采用比較先進的數(shù)據(jù)壓縮技術來解決，利用分布式的計算數(shù)據(jù)傳輸技術，通過這樣的方式可以針對各個結點所存在的感知信息進行壓縮，從根本上可以提升信息壓縮量和壓縮比例[8]。

4 關于物聯(lián)網(wǎng)信息感知與交互技術發(fā)展的具體應用

物聯(lián)網(wǎng)的信息感知和交互技術在開發(fā)的實踐中，對設備的使用范圍相當復雜。為此針對當前有關物聯(lián)網(wǎng)信息技術使用的主要范圍及其實際效果做出簡單的研究。具體的研究范圍包括：VR技術、智慧服務、用戶和互聯(lián)網(wǎng)間的互動、物聯(lián)網(wǎng)社區(qū)的建立。

4.1 VR技術

虛擬現(xiàn)實技術（virtual reality，VR）最初是在1999年美國國家科學基金支持的互動式信息系統(tǒng)計劃工作組的一份匯報中提出。隨著當前科技的進展，該技術正逐步地被實現(xiàn)和投入制作，產(chǎn)生了如VR眼鏡等硬件設備，這些設備在人機交互的實踐研究中成效突出。當前，在物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展與提升過程中，一般會把VR技術看作物互聯(lián)技術的切入口，利用VR設備可以實現(xiàn)網(wǎng)絡購物或其他資料的查閱等。

4.2 智慧家裝技術

物聯(lián)網(wǎng)科技已經(jīng)融入到許多服務行業(yè)當中，并達到較好的發(fā)展效應，其中對于家裝服務行業(yè)的應用成效更為突出。在經(jīng)濟社會持續(xù)發(fā)展的過程中，人們對于物質(zhì)條件的需求也在逐步增加。家居是人類長久生存居住的理想環(huán)境，針對物聯(lián)網(wǎng)的廣泛應用，研發(fā)技術人員們也開展了很多的實驗實踐。當前使用效益比較良好的產(chǎn)品如無線遙控空調(diào)、燈具、電腦、電視、門鎖、沙發(fā)、家用電開關等，這些科技的運用得到了社會普遍的接受，在短期內(nèi)便形成了很大的市場需求人群。

4.3 用戶與網(wǎng)絡之間的交互

物聯(lián)網(wǎng)科技的核心概念是互聯(lián)網(wǎng)科技。物聯(lián)網(wǎng)利用特定設備使用戶和互聯(lián)網(wǎng)設備之間實現(xiàn)相連，而用戶則借助特定設備實現(xiàn)網(wǎng)上沖浪。在實際使用的過程中，通過物聯(lián)網(wǎng)科技就可以進行用戶間和網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的交互，從而達到智能體驗。對用戶感受生活和科技的創(chuàng)新發(fā)展意義很大，因為用戶之間可以通過互動數(shù)據(jù)，實現(xiàn)信息交互從而取得較好的體驗效果[9-10]。

4.4 物聯(lián)網(wǎng)社群的形成

物聯(lián)網(wǎng)科技在應用實踐中產(chǎn)生了一個指定的、網(wǎng)絡、若干人的多方互動的情況，這種情況的形成，也產(chǎn)生了物聯(lián)網(wǎng)社會問題。物聯(lián)網(wǎng)社會現(xiàn)象的產(chǎn)生，對人類的生產(chǎn)生活習慣作用帶來了巨大變革。在該情況產(chǎn)生的過程中，提高了社會溝通效率、溝通效果，但由于科技的發(fā)達，人類的社會生產(chǎn)已經(jīng)不能跟上科技的步伐。而對于物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，則造成了更多的問題。

5 結語

綜上所述，物聯(lián)網(wǎng)信息交互與數(shù)據(jù)感知領域形成了豐富的內(nèi)容框架。物聯(lián)網(wǎng)信息交互與數(shù)據(jù)感知技術的開發(fā)并不能離開各個環(huán)節(jié)的研發(fā)，唯有掌握了信息交互與數(shù)據(jù)感知方面的新技術，才能有效破解當前物聯(lián)網(wǎng)所面臨的難題。