摘要：本文主要简述了物联网及其体系结构，以及对物联网关键技术及其应用进行分析。
关键词：物联网；关键技术；应用
一、物联网及其体系结构
（一）物联网的概念
美国麻省理工学院Auto-ID实验室于1999年首次提出“物联网”这一概念，2005年11月，由国际电信联盟正式提出了物联网的概念。2006年3月，欧盟召开会议，进一步对物联网进行了科学描述。2009年，IBM首席执行官提出了“智慧地球”的概念。物联网的概念有狭义和广义之分，狭义的物联网是指物—物相连的互联网，所谓相连的主体不仅只包括物品到物品，还涉及到物品到识别管理设备；这里所说的广义的互联网，即物理空间和信息空间的融合，也就是现实与虚拟的融合，将所有物体以及数字化、网络化结合起来，实现物品的识别、监控以及远程管理。
（二）物联网的基本属性及特征
对互联网而言，物联网可以说是其向物理世界的延伸与拓展。互联网是物联网信息传输的有效途径，传感器网络作为一种自组织网络方式，是物联网中非常重要的一类感知技术。物联网基于自身的基本属性，可以实现任何人、任何物体在任何时间、地点，使用任何网络和任何设备的连接。就物联网的相关属性来说，主要包括内容、收集、通信、计算以及场景的连通性。根据物联网构成部分的特性、作用和包含关系，其特征主要表现在以下几个方面：
其一，基本功能特征。物体既可是真实世界的实体，也可是虚拟物体；物体具有标识，可通过标识进行自动识别；物体通过协议实现与物联网基础设施的通信；物体在真实世界与虚拟世界进行信息交换。其二，物体通用特征。物体利用“服务”作为与其它物体进行联系的接口；物体与其他物体的竞争，主要体现在服务、资源以及可选性感知对象方面；物体附有传感器，可实现与环境的交互。其三，社会特性。主要表现在：物体具备与其他物体以及计算机设备通信的功能；物体可进行初始化交互。其四，自治特征。具体表现为：物体能够自动完成很多任务；物体对其所在的环境具备协商性和适应性；物体能对所在环境的模式进行解析；物体可在其推理能力的基础上作出判断；物体可选择性地进行演进和信息传播。其五，自我复制与控制特征。主要体现在：物体可创建、管理其他物体，也可毁灭其他物体。
根据以上所述，物联网以互联网作为平台，将具备感知功能的信息网络进行有效整合，以实现人类社会与物理系统的相互联系和相互沟通。物联网作为一种新型的信息技术，在各个行业中有着广泛的应用空间。随着物联网技术的日趋成熟和完善，其应用前景将极为广阔。
（三）物联网体系的构成
根据广义上的物联网概念，物联网的构架组成主要可分为三层：一层是感知数据的感知层、二层是进行数据传输的传输层，三层及最上层的内容应用层。各层情况具体如下。
（1）感知层。感知层是通过M2M终端、RFID移动终端、感知节点以及汇接节点等获取信息，从而进行网络的传输。感知层是使物联网进行全面感知的核心能力层，它的不同形态的终端都具有不同的功能，如感知节点可以进行随时随地的信息感知、测量与信息传递；汇接节点可以进行数据的汇聚、分析以及数据的处理和传送。此外，还包含了M2M终端、通信网以及传感网间的网管、末梢传感器等。感知层的主要特点在于它具有标识感知、嵌入智能以及协同互动的能力。
（2）传输层。传输层通常解决感知层获取的数据的长距离传输的问题。这些数据的传输可以通过国际互联网、移动通信网或者小型局域网等网络进行传输。传输层具有激活或终止网络的连接；路由的选择与中断；差错检测及其恢复；信息存储查询以及网络管理等各种功能，为建立网络连接服务。
（3)应用层。应用层主要利用经分析处理后的感知数据，为物联网用户提供服务，这一层主要解决人机界面问题以及信息处理问题。发展物联网技术的根本目的就是为用户提供服务，应用层将个人以及行业信息的需求与物联网的技术结合起来，提供更广泛的应用服务。应用层的应用服务类型可以分为远程抄表等的查询型应用、远程医疗等的控制型应用、物流监控等的监控型应用以及扫描型应用等。
二、物联网关键技术
（1）无线传感网（WSN)：是物联网的触角和神经，也是物联网的核心和进一步研究的重点。由于大多数物联网终端将具有移动性和随机分布性，因此快速稳定、高效智能、安全保障的无线传感网性能尤为重要，满足大规模、高密度、低成本、低功耗、强容错、自组织、节点对等、动态拓扑是其基本要求。
（2）IPV6 技术：首先，针对目前的IPV4 地址已经枯竭的现状，IPV6 能够为物联网终端提供充足的IP 地址，要实现物联网广泛应用IPV6 是必然的选择。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其次，IPV6 本身固有的地址自动配置、路由首部、邻居发现、动态家乡代理地址发现机制等属性也决定了IPV6相比于IPV4更适合于解决移动性和高速率问题，IPv6数据报采用1个8位Class字段和1个20位Flow Labe字段识别传输，其服务质量远高于基于“尽最大努力”（BestEffor） 传输的IPV4。再次，IPv6 以其内嵌的安全机制提供了比IPv4 网络更安全的环境，IPV6 协议栈内嵌IPSec协议可以提供两端数据的加密通信，IPV6支持的子网节点数量巨大，给黑客扫描增加了极大难度，相比IPV4 更加安全。
（3）云计算（Cloud Computing）：是近年来提出的继分布式计算（Distributed Computing）、网格计算（Grid Computing）和并行计算（Parallel Computing）之后的跃升和发展，它以互联网为依托，采用面向服务的体系结构（SOA），并融合虚拟化（Virtualization） 技术。云计算这种新型计算模式代表了数字时代和网络时代的未来，应用前景十分广泛，物联网与云计算技术相结合，一方面扩展了物联网应用层的范围，同时也能获得更高性能的计算能力、存储能力和数据处理能力。
三、物联网关键技术的应用
（一）环境监测
环保问题一直是我国大力发展的项目，传统的测量方式比较繁琐，数据读取困难，数据实时性不是很高，而且数据采集所需要的人力物力成本比较大。采用物联网技术，这一问题得到了很大程度上的改善。现如今已经有各种带环境参数的传感器被研发出来，这些传感器不仅精度高，而且实时性好。物联网技术在环境监测上的应用，主要就是利用各类传感器，组合成需要监测参数的节点，把这些节点通过自组网络技术形成专有的数据传输网络，该网络的最大特点就是自由组合，当其中的一个或者某些节点损坏的时候，其他传感器节点会智能的自动选择传输路径，自动连接成网络。通过这种方式传输数据，数据的安全性得到了很大的保证，不会因为部分网络原因而导致整个网络的瘫痪。
通过物联网技术在环境监测方面的应用，保证了环境监控的实时性，比如当传感器监测到一处水源水质有异常时，会及时将异常通知管理员。通过传感器采集到的数据被收回时，可以进行统一的云托管，这样不仅保证了数据的完整性与安全性，更对数据共享和数据分析提供了途径。
（二）智慧农业
随着我国信息产业的蓬勃发展，传统的农业已经不能满足社会发展的需求，传统的农业受季节和气候影响比较大，制约了农作物的生长，导致每年的产量固定，农民或者承包商需要根据季节的变化去选择种植。现如今物联网显然可以很轻松的解决这方面的很多问题，比如气温的控制、温湿度控制、灌溉控制等。物联网在农业方面的应用，主要表现在智慧大棚上。首先，温度传感器可以根据大棚内的温度选择开窗透气或关闭窗户。其次，湿度传感器根据检查大棚内的湿度情况，控制开关是否需要进行灌溉。最后，光照传感器可以实时监控大棚内的光照情况。除此之外还可以通过像二氧化碳传感器等实时监测大棚内的各项有关植物生长的参数。用户只需要设置好大棚内应该需要的环境参数，剩下的就可以全部交给各项传感器完成，实时简单准确，简化了农业生产的繁琐工序，改变了农作物受制于天气的自然规律，提高了农作物的产量。
（三）智能交通
中国是汽车大国，交通问题一直是我国城市发展的首要问题。现如今在一些大城市主干道上，交通拥堵和停车难成为困扰广大司机以及城市管理部门的难题。针对这两大难题以及结合物联网技术的特点，人们开发了智能交通预警系统以及智能停车引导系统。智能交通预警系统，主要是根据马路上的摄像头所采集的交通信息，及时通过后台程序分析，将道路信息发送给装有客户端软件上，或者通过广播实时向司机发出预警，给出建议行走的道路，避免了司机走冤枉路或者出现堵在路上很长时间的情况。
智能停车引导系统，主要是在城里各停车位安装监测节点，这些节点会实时监测各停车位当前的状态，将这些停车位的信息收集起来发送给司机。比如当司机走进城里想找地方停车的时候，系统会自动帮助寻找附加的空停车点，并支持路线规划与导航，引导司机顺利的找到停车的位置。司机也可以通过安装在手机上的客户端软件实时查询城里的区域停车位使用情况，以此判断是否需要驾驶车辆。智能停车引导系统，主要是通过检测车位的磁场变化，或者通过超声波感知车位是否有车辆存在，该技术近几年被普遍用到了城市停车场车位监测领域。将停车场的信息实时更新并展示在外面，有效了避免了司机由于找停车位而多走的冤枉路。
总结
物联网是由各种技术融合而成的新型技术体系。物联网在多种应用中具有潜在、显著的技术价值和应用需求，物联网的发展必将推动物物相联、人物互动的信息化社会建设。影响物联网大规模应用的关键问题是技术繁多，而且需要互联互通，因此物联网具有巨大的深入发展和提升的空间。
参考文献：
[1]物联网关键技术与应用_刘强
[2]探究物联网关键技术与应用_张华
[3]试谈物联网关键技术与应用_王洪智
[4]物联网关键技术与应用之我见_王自力
[5]物联网关键技术与应用_李集
论文作者:罗国强
论文发表刊物:《基层建设》2017年第13期
论文发表时间:2017/9/8
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