关于物联网的架构及关键技术研究综述

关于物联网的架构及关键技术研究综述

作者：王伟鑫

来源：《山东工业技术》2015年第18期

摘要：伴随着工业革命的起源，世界被逐渐改变着，说起工业革命，无疑计算机技术和信息技术是其中璀璨的两颗星。而信息技术的发展随着人们的认识逐渐提高，在经历了计算机、互联网以及移动通信之后，逐渐迎来第四次的技术革命浪潮——物联网。物联网具有十分广阔的应用前景和发展前景，在各国都受到了一定重视。本文简单介绍物联网的概念、架构以及物联网的关键技术，分析物联网所具有的独特的发展潜力。

关键词：物联网；架构；关键技术

物联网技术并不是具体指某一技术，它是各种技术融合在一起的总称，除了那些技术特性相近的可以融合的技术之外，在不同的技术之间也因为物联网的存在能够融合在一起成为一个有机整体。例如电子、生物、机械等毫不相干的科研技术，物联网将其融合形成智能机器人等技术和项目。物联网可以让人与物、物与物进行交流拓展，因此应用广泛，需求大，市场规模也在不断扩大。

1 物联网的概念及主要架构

（1）什么是物联网。准确来说，当前人们并没有对物联网进行一个明确的定义，而仅仅是笼统地将信息技术与其他技术的结合品成为物联网。其具体做法为先进行扫描，再将互联网和物品相连，最后进行信息的交换、定位功能等的使用，在第一步主要用到红外感应技术等扫描技术来扫描物品的属性，第二部的进行则要依据相关协议，协议内容根据具体物品确定。

（2）物联网的三个层次。物联网的架构体系一般来说有三个层次：网络层、感知层和应用层。

网络层，顾名思义，就是各个物品的网络和互联网的连接融合，其往往需要通过一些设备来实现连接，最终实现数据和信息的传递，并且要求传递的快速有效性。这项技术具有较强的实用性在生活中较常见到，现在流行的网上消费就是一个例子，其实质就是网络的连接和信息的传递，通过手机、电脑等设备将信息发送到银行的互联网，经过确认后就可以付费转账。

感知层的功能，顾名思义，任务就是进行感知，探测到物体的信息。主要通过传感器、红外扫描等设备技术实现。由此衍生出众多的分支进行研究，具体可研究设备的材料、主要技术和重要零件等。

应用层的主要功能就是承前启后，承前面探知和处理完善的信息，接后面信息的传输和功能的实现。物联网的应用层可以分为扫描型、查询型和监控型等多种类型，可以说，前面的两

层的发展是过程，将其运用到具体的应用之中即大力发展应用层才是我们的最终目的，为用户提供更便利快捷的服务。

2 物联网的关键技术

目前国内物联网技术的主要关注方向集中在RFID、传感器技术、云计算等领域。物联网使用的技术涉及多种领域，物联网技术的合理构成，主要包括了如图1所示的主要技术：

（1）网络通信技术。不管物联网的概念怎么被定义，其中无法替代的一个关键技术就是物与物之间的通信连接。物联网的网络通信技术包括很多种，其中有交换技术、无线技术和网关技术等主要技术。

M2M技术的实施使得物联网的建设走向实际。M2M技术就是“Machine To Machine”的简称，可以称作是“机器对机器”的通信技术，它指的是系统和机器之间建立一种通信方式的手段和技术。M2M技术具体适用的范围极其广泛，可以结合Wifi、RFID、BlueTooth这种近距离连接技术，还可以结合GPRS这种远距离的连接技术。现在M2M的应用还只是停留在机器与机器之间，有很大的局限性，但是在将来，M2M将会发展到国民生计的各个领域，包括交通、水利、电力、煤炭、医疗、军事等。目前我们要着力于简单的短程信息无线传递，这对于我们目前的物联网的发展很有帮助。

网络通信技术为物联网提供了数据传送的通道，物联网的发展离不开网络通信技术，更加优化的网络通信，将为物联网的发展提供更加坚实有力的支撑，也将为物联网的广泛应用带来更加多样化的可能。

（2）传感器技术。传感器是收集信息的关键，是信息系统所不能缺少的采集信息的手段。若是在缺少传感器的情况下进行信息的手机，那么收集到的信息势必是不完整的，那么接下来的信息处理和分析也势必会出错，最后由系统构成的物联网是不完整的，在执行任务时不能发挥应有能力甚至出错。

在未来的传感器技术的研发中，应将感知收集信息作为发展的重点，要做到收集信息又快又好。另一个发展方向也应额外给予关注，就是传感器的本身的网络化。传感器的应用前景越来越广阔，势必会应用于多种领域中：多功能化和集成化；发现及利用新信息和新材料；智能传感器的研发；生物传感器的开发等。传感器技术是一门综合力很强的高新技术，它的发展水平从很大层面上反映出了很多高新技术的发展水平。

案例：上海的浦东国际机场在防入侵系统中就应用了物联网中的传感器技术，机场的防入侵系统设置了三万个左右传感节点，覆盖了全部地面和低空领域，可以用来防止恐怖袭击等，具有破坏进攻性的入侵行为的功能。在上海世博会上，组委会也花费上千万购买了防入侵传感网。可见传感器技术现在已经越来越被广泛普及和应用。

（3）射频技术。这项技术可以说是整个物联网的核心和基础，它主要负责信息的传递和对传递的信息进行识别，其对识别速度和识别的准确性要求也渐渐提高。其主要通过射频信号来进行识别，所以这方面是发展的重点。

射频识别技术主要是通过先进的手段，来分析辨认不同状态下的设备。射频识别技术不需要耗费大量人力，可以用来追踪大部分对象，所以被广泛应用在制造商和零售商中。

3 结语

物联网是信息产业发展的一个新的浪潮，物联网的发展涉及自动化、计算机、电子通信的众多的技术领域，物联网的得以实现是对现有的大量技术进行了融合与发展。物联网是利用现今无处不在的网络技术建立的，是应用技术的一个新的领域，物联网将传统的信息网络扩展到了一个更为广阔的新世界。物联网的概念虽然还在不断的发展之中，但是已经成为了信息化发展的重要趋势，将带动信息技术产业新一轮的重要发展。

参考文献：

[1]李航，陈后金.物联网的关键技术及其应用前景[J].中国科技论坛，2011（01）.

[2]樊雪梅.物联网技术发展的研究与综述[J].计算机测量与控制，2011（05）.

[3]宁焕生，徐群玉.全球物联网发展及中国物联网建设若干思考[J].电子学报，2010（11）.