摘要：物联网是指，按照标准的通信协议，通过信息传感设备把世界上所有的物品与国际互联网连接起来，进行信息通信和数据交换，从而实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种能互联互通互操作的基础网络，达到物与物、人与人、人与物之间的通信目的。
关键词：物联网；通信技术；发展应用
一、何为物联网通信技术
物联网是新一代信息技术的重要组成部分，顾名思义，物联网就是物物相连的互联网。这有两层意思：其一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；其二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。物联网就是“物物相连的互联网”。
物联网是利用局部网络或互联网等通信技术把传感器、控制器、机器、人员和物等通过新的方式联在一起，形成人与物、物与物相联，实现信息化、远程管理控制和智能化的网络。
二、物联网通信技术的发展现状
2.1ＲFID通信技术
ＲFID(Ｒadio Frequency Identification)技术是一种基于射频的短距离无线通信技术，又称作电子标签、无线射频识别技术，采用的是非接触式自动识别技术。其工作原理是利用射频标签与射频读写器之间的射频信号及其空间耦合和传输特性，实现对目标的自动识别。ＲFID是一种简单的无线传输系统，由标签、读写器、天线三部分组成。其中，标签由耦合元件及芯片组成，赋予唯一的电子编码，附着在物体上，标识出目标对象;读写器负责读取标签的信息;天线负责在标签和读写器之间传递信号。ＲFID技术具有读取方便、识别速度快、数据容量大、使用寿命长、应用范围广、安全性好、动态实时通信等优点。ＲFID的工作频率分为两类［6］:一是低频系统，即低于30MHz，主要有125kHz、225kHz、13．56MHz等。二是高频系统，即大于400MHz，主要有915MHz、2．45GHz、5．8GHz等。ＲFID技术标准有ISO/IEC组织制定的ISO/IEC1800空中接口参数、10536耦合非接触集成电路卡、15639疏耦合非接触集成电路卡、14443近耦合非接触集成电路卡等。另外还有EPCGlobalUHFGen2标准，前向通信采取双边带幅移键控(DSB－ASK)、单边带幅移键控(SSB－ASK)和反向幅移键控(PA－ASK)等调制方式。
2.2 3G移动通信技术
3G是在2G移动通信技术基础上发展而来的第三代移动通信技术，是将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统，能满足城市和偏远地区各种用户密度条件下和不同速度移动用户的需求，提供高速高质量的语音、图像、数据以及多媒体业务。3G提供了速率有三种：高速移动环境下为144kb/s，步行和慢速移动环境下为384kb/s，室内环境内为2Mb/s。工作频率有三类：①FDD方式时，为2110～2170MHz和1920～1980MHz；②TDD方式时，为2010～2025MHz和1885～1920MHz；③MSS移动卫星通信方式时，为2170～2200MHz和1980～2010MHz。3G的主要标准有欧盟提出的WCDMA，北美提出的CDMA2000，中国提出的TD-CDMA。2007年，WiMAX也被列为3G技术标准之一。
2.3 4G移动通信技术
4G是在3G的基础上发展而来的第四代移动通信技术，是基IP协议的高速蜂窝移动网络。4G集3G与WLAN于一体，能够快速传输高质量的数据、音频、视频和图像等多媒体业务。相对于3G技术，4G具有如下的特征：①速率高，上传速率可达20～50Mb/s，下载速率达100Mb/s；②网速高，是3G网速的100倍；③采用了多种智能技术，提高了灵活性和利用率；④兼容传统的GSM、TDMA和CDMA系统；⑤引入了自适应技术，使得用户数量增多；⑥支持多媒体业务；⑦采用多种新型技术，如OFDM调制技术、软件无线电、智能天线、无线接入网等技术，提高了频谱利用率和通信质量及容量。⑧采用了基于IP的核心网络结构，实现了多业务系统的无缝覆盖和网络结构的自动调节。目前正在广泛应用的4G技术主要包括LTE和LTE-Advanced。LTE技术是3G技术的演进，采用了正交频分复用（OFDM）和多输入多输出（MIMO）技术，能够在带宽20MHz提供上行50Mb/s和下行100Mb/s的峰值速率，相当于3.9G技术，还不是真正意义上的4G技术。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆LTE-Advanced是LTE的增强版，有TDD和FDD两种制式，其技术特征是：带宽100MHz；下行峰值速率1Gb/s，上行峰值速率500Mb/s；下行峰值频谱效率30bps/Hz，上行峰值频谱效率达15bps/Hz；有效支持新频段和大带宽应用等。2012年，国际电信联盟（ITU）正式将LTE-Advanced和Wireless MAN-Advanced（802.16m）技术确立为4G国际标准，中国主导制定的TD-LTE-Advanced和FDD-LTE-Advance也被列为了4G国际标准。
2.4 5G移动通信技术
5G通信技术是继4代移动通信技术之后，为了满足智能终端的快速普及和移动互联网的高速发展，面向2020年以后人类信息社会需求的新一代移动通信技术。5G基本特征主要有：①数据流量增长1000倍，单位面积吞吐量达到100Gbps/km2以上；②联网设备数目是4G的100倍，特殊应用时，单位面积内设备数目将达到100万/km2；③峰值速率至少10Gb/s；④用户可获得速率达到10～100Mb/s；⑤时延短，是4G的五分之一到十分之一。
2.2关键技术
根据物联网四层架构，结合国内外物联网技术的发展现状，目前，物联网的关键技术包括RFID技术、数据处理、安全隐私这三个方面。
（1）RFID技术：RFID技术是一种非接触式的自动识别技术，是物联网领域中非常重要的技术之一，操作快捷方便，具有无接触、抗干扰能力强以及可同时识别多个物品等优点，目前已被广泛应用在各行各业。
（2）数据处理技术：目前，物联网相关数据的数据量呈井喷式增长，这些数据的高效安全的存储与处理是各行各业都密切关注的重要技术。另一方面，由于数据处理的安全性和实时性是推动物联网深入应用的重要技术之一，因此搭建安全、高效、实时的数据处理平台是目前，物联网发展的关键技术之一。
（3）安全隐私技术：随着万物互联的逐步实现，物联网每条信息的可靠性、可用性、保密性以及可控性都要达到一定范围内，开展安全隐私相关技术的研究势在必行，这也是未来物联网发展遇到的挑战。
三、物联网通信技术的发展趋势
3.1适应泛在网络的通信技术
“泛在网络(Ubiquitous)”是指“无所不在”的网络。日本和韩国在Weiser于1991年提出“泛在计算”概念后，首次提出建设“泛在网络”构想。“泛在网络”是由智能网络、先进计算技术和信息基础设施构成。其基本特征是“无所不在、无所不包、无所不能”，目标是实现在任何时间、任何地点、任何人、任何物都能顺畅地通信，是人类信息社会和物联网的发展方向。因此，物联网通信技术的发展必须适应“泛在网络”的未来要求，营造高速、宽带、品质优良的通信环境，解决影响通信传输的问题，真正实现“无处不在”的目标。
3.2支撑异构网络的通信技术
随着信息技术和网络技术的快速发展，使得接入物联网的设备数量越来越多，造成传感器网络和接入通信网络的结构多种多样，引入的通信技术和协议越来越复杂，形成了不同的通信网络结构共存的局面，影响了物联网的互联互通和互操作性能。需要将多种不同的无线通信网络融合在一起，形成一个异构无线通信网络，为各级用户提供无缝切换和优质的通信服务。异构通信网络将是未来物联网技术的发展方向，未来的通信技术必须为物联网异构通信网络的融合提供支撑，解决多协议冲突等问题。
3.3支持大数据与云计算的通信技术
未来是大数据时代，物联网的规模将越来越大，必将产生大量的数据。这些由不同接入网络产生的数据呈现出规模大、类型多、速度快、结构复杂等特点，具有大数据的显著特征，给数据的存储、处理、传输带来了影响。大数据获取、预处理、存储、检索、分析、可视化等关键技术，以及云计算的集中数据处理和分布式运算技术为物联网中的大规模数据处理提供了支撑。因此，必须发展广泛支持云计算和大数据技术的物联网通信技术，解决因物联网规模扩大对通信速度、带宽等需求增加问题。
参考文献
[1]武传坤.物联网安全关键技术与挑战[J]密码学报，2015年01期，40-52.
[2]董新平.物联网产业成长研究[D].华中师范大学，2012.
[3]马良荔等.物联网及其军事应用[M]北京：国防工业出版社，2014.5.
论文作者:王卓然
论文发表刊物:《基层建设》2018年第25期
论文发表时间:2018/9/18
标签：技术论文; 通信技术论文; 数据论文; 网络论文; 速率论文; 通信论文; 互联网论文; 《基层建设》2018年第25期论文;