物联网核心技术及应用演进论文_赵健

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摘要:近年来我国开始将物联网技术作为重点内容进行研究,众多学者与专家对物联网技术的核心内容以及应用领域进行了探究。文章在相关概念的前提下,与中国物联网核心技术研究的基本情况相结合,对相关方面的内容展开了论述。

关键词:物联网;核心技术;应用演进

作为近些年兴起的一门技术,物联网可以有效的增强工作效能,因此,各个国家都非常重视物联网技术的研究与应用。中国也将大量资金投入到了物联网的技术研究领域中。

一、物联网技术的含义

随着物联网技术以及计算机技术的应用与普及,在世界范围内已经形成了因特网覆盖区,然而受到基础设施以及技术的制约,互联网技术难以进行快速的传播。尽管大量的应用了光纤等传播媒介,不断提高了网络带宽,然而所需要的建设成本也再不断升高。面对此种情况,人们越来越重视物联网技术的应用,在校园与企业内部,按照具体的应用需求,把一个区域网构建起来,从而把近距离传输速度遇到的问题处理掉。换言之,就是在局域网的基础上发展起来的物联网技术,在不断深入应用了网络技术后,被应用于更多的领域中,例如家居系统以及生产系统等都可以应用网络技术,特别是无线传输技术在近年来的大量普及和应用,使得网络应用情况不断提升,因为网络可以与不同设备相连接,是彼此间可以交换数据。若是各个设备都含有一个芯片,并且智能化技术突出,这样就能够协同运行,这即为我们所讲的物联网技术,把特定范围中的物体,通过无线或者有线的方式进行连接,同传统单个设备运行方式比较,这样做能够将工作效率有效提升,此外更利于操控整体,只有把一个中央服务器建立起来,就可以操控每个设备装置。

二、核心技术研究

1、特殊环境下感知技术和智能标识

以前研究中,标识技术和传感技术是分开的,例如通过RFID将特定对象标识出来,并通过传感器技术把研究对象的物理状态量感知出来。物联网内的感知技术和智能标识技术一定要把传感技术与标识技术融为一体。

就特定对象的感知技术和智能标识技术,通过状态量与对象可用标识进行表示。现阶段,RFID技术与条码技术等是所经常应用的标识技术。具体的流程图如下所示。将所获取的种种状态信息量表示出来。主要涉及对象湿度、特种物质以及温度等含量,主要通过特定位置的估计技术以及GPS技术获取位置信息常量,获取时间的方法比较容易,一般在获取信息时将获取时间加入进去,然而就开环应用而言,应该具备全球一致性的时间同步。

2、数据不确定性的表示与处理

在应用网联网时,由于它射频技术具有无线通信的特征,在系统前端获取信息原始数据时有着不确定性以及不可靠性的特征,主要表现在数据信息的错误、冗余等,也就是所谓的肮脏数据。这些数据会对后台处理工作的准确性带来影响,使得网络资源被严重浪费,如果问题严重还会产生无法挽回的后果。

就数据的不确定性很多研究人员都开始进行了研究,目的是将物联网内的肮脏数据消除或者减少,主要涉及涵盖基于网络感知可靠性以及前端硬件特性的标识,还需要对清理软件数据的方法找出来。

现阶段已经有了非常成熟的碰撞研究,主要涵盖二进制树以及ALOHA的碰撞方法。这里面ALOHA算法较为简易,然而却有错误的判断问题存在,其有较低的信道利用率,在大量标签的应用场合使用不够方便;有较高的识别率存在于二进制树算法中,没有错误判断问题存在。但是安全性不足,时延长。在实际应用时,应该在速度识别、安全与隐私、信道应用情况以及防碰撞算法识别方面进行统一的改进与研究。

3、大量数据下传播信息

在应用物联网时会生成大量数据信息,有效的处理、存储、传播以及管理数据,为物联网发展有待处理的问题。就这些数据来讲,一些专家主张把数据向物体内部存储;有专家认为要在网络中存储这些数据,其中中央服务数据库就是一个典型例子,也有专家认为将数据消化在源附近处,也就是与网络前端的临近位置,处理、过滤和聚合原始数据,只向中央系统中传输有意义的复合事件,避免它受到前端大量底层数据的影响。

三、应用研究情况分析

受应用模式、成熟状态、接受状况、信息安全以及终端机价格等多方面因素的影响,可以将物联网分成开环应用以及闭环应用两种模式,或者称作为本义物联网与泛义物联网。

本义物联网指的是在公共服务中应用物联网的开环,达到仓储运输、生活与物品结合、公共服务相互联系、大众服务等相融合的开放式应用模式,此种服务要求具备一致性的数据模型、共享机制、隐私与安全、设备接入等。

泛义物联网是指闭环应用物联网技术,方法与技术都有很强的独立性,它涵盖基于跨行业、跨区域以及基于本地局域网往的封闭型物联网,例如校园一卡通和门禁等。

现阶段,在闭环阶段内广泛的应用了国内外物联网技术,例如智能化小区、铁路信号、停车场等,然而最终物联网要以闭环物联网往开环物联网过渡与发展。现阶段,全球统一的开环物联网实现过程中还存在很多障碍,主要为管理、应用推广、隐私保护与安全、核心技术、规范标准以及国家产业政策等方面的障碍。

1、核心技术还需要提升。现阶段还处在物联网技术规模化应用以及关键技术研究的初级阶段,重点是将核心技术的瓶颈突破,实现传感器与电子标签的结合;处理特定环境与应用领域下的矛盾;感知技术和可靠的智能标识的融合;将推广快速的低成本、低能耗的网络前端等研发出来。

2、有待于制定一致性的标准、规范以及协议。研究物联网通信的非智能体和智能体的差异性以及多样性,及其组成网络的泛在性和异构性等,而且应该隐私与安全标准、物体语言交互规范、异构网络操作协议以及网络标准体系等在全球范围内搭建起来。

3、政府需要将相关政策制定出来,参与管控。泛在以及开放是开环物联网的主要特征,它会呈现出十分明显的物联网管理问题,要求各国政府及时介入,频谱资源管理就属于其中非常重要的一个内容,为进行资源可持续应用以及隐私保护制定法律规范等。

4、隐私和安全技术还有待于提升。物联网内的物和人以及物和物间的关联性,通过众多的交换装置以及信息采集技术来完成此项工作,所以,就需要马上解决隐私保护和信息安全方面的问题,应该把性能高、安全性突出、成本低的认证系统以及安全标识建立起来。

能够预见,在全球范围内物联网将变成泛在分布、可靠稳定、基于标准接口与协议以及统一性的网络架构。

结语:

通过上文分析得知,在中国物联网技术的发展时间不长,本身的理论研究还有待于突破,对物联网核心技术的研究我国还没有达到世界领先水平,同发达国家比,在硬件设备方面还有着一定的距离。所以,我们更需要将更多的精力投入到这方面的研究中。

参考文献:

[1]杜少凤,韩玉楠,王亚峰,杨大成.物联网体系结构及 LTE-A 在物联网中系统架构的探讨分析[J].现代电信科技.2010( 08):61- 66.

[2]杜天旭,谢林柏,徐颖秦.物联网的关键技术及需解决的主要问题[J].微计算机信息.2011(05):152-154.

[3]张继炎.解析物联网的核心技术与应用领域[J].阴山学刊.2016(06):98-99.

论文作者:赵健

论文发表刊物:《科技新时代》2018年7期

论文发表时间:2018/9/12

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