序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨特的藝術，我們為您準備了不同風格的5篇物聯網的技術層次，期待它們能激發您的靈感。

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關鍵詞：物聯網技術；物聯網層次；物聯網安全

物聯網是基于互聯網和射頻識別技術的能夠實現物與物之間互聯的網絡，已被看作信息產業的第三次浪潮，成為影響經濟增長的戰略產業。

物聯網是通過射頻識別、全球定位系統、激光掃描器、紅外感應器、氣體感應器等傳感設備，按約定的協議，把物品與互聯網連接起來，進行信息交換和通訊，實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。目前我國已將物流、電網、交通、醫療、工業控制、綠色農業、安防、家居、環保九大行業納入《物聯網十二五發展規劃》。

物聯網分廣義和狹義，廣義物聯網將物理空間和信息空間融合，任何事物都可以用數字化、網絡化形式表現，從而實現物與物、人與物、人與環境、物與環境之間的信息交互和貫通融匯;狹義物聯網是能夠實現物與物之間自動識別和管理的網絡，通常說的物聯網是狹義上的。

1 物聯網三大關鍵技術。

傳感器技術：簡單的理解物聯網就是由各種傳感設備構成的能夠相互感知信息、傳遞信息的一個自組織傳感器網絡。該網絡中的每個傳感設備都是一個傳感節點，能夠檢測和收集約定范圍為的其他傳感節點的信息并把此信息傳遞給另外的傳感節點或觀察者。

由于計算機只能處理數字信號故傳感技術還必須實現模擬信號到數字信號的轉變。傳感技術通常用可采集的數據類型、采集的精度、傳輸的可靠性和穩定性來評價，這些指標又依賴于敏感材料、工藝設備和計測技術。

射頻識別技術：物聯網中的識別包括物體、位置、地理識別，射頻識別系統一般由射頻電子標簽、射頻讀寫器、處理識別信息的信息處理系統三個部分構成。在射頻標簽中存有讓物體區別于其他物體的的身份標識(比如商品的條形碼)，而射頻讀寫器則負責在一定范圍內讀出標簽中存儲的信息，讀寫器能讀取數據的范圍大小由讀寫器的功率、頻率、類型決定。目前射頻標簽和讀寫器大多是基于 EPC 協議的。

嵌入式系統技術：綜合計算機軟硬件、傳感器技術、集成電路技術、電子應用技術為一體的復雜技術。把物聯網比作人來講解傳感器、嵌入式系統在物聯網中的位置與作用，則傳感器好比眼睛、鼻子、皮膚等感官，互聯網好比神經系統，嵌入式系統相當于大腦(對收到的信息進行分類處理)。

2 物聯網層次構成。

物聯網也可按層次劃分，從下到上依次是：負責感知、檢測和控制的感知層，負責信息傳輸的網絡層，以及負責進行信息處理形成滿足用戶需求的物理應用層。

感知層主要由被感知對象、感知器組成。顧名思義，其主要作用就是利用感知器去感知被感知對象或者感知器之間相互感知數據，再傳給特定設備進行匯集。對于其上層來說，感知層主要負責感知和檢測兩項工作，對于其下層來說主要是監控其下層的感知。

常見的感知層設備有：各種傳感器、感應器、攝像頭和 RFID 讀寫器(標簽)、聲音采集和 GPS 定位等。

網絡層又叫傳輸層，主要任務是負責傳輸采集到的信息。該層主要由各種有線網絡、無線網絡構成，這里的有線和無線網絡包括我們的撥號網、專網、私網、局域網、有線電視網、2GGG、衛星通信網等。可理解為我們生活中的一切網絡都屬于該層次。應用層是使用被采集數據的層次，也就是在發展規劃中提到的各種行業和沒有提到但實際使用著的行業。

采集到的數據不能直接應用于各個行業，在被應用之前還需有支撐平臺對數據進行加工和整理成有效數據才能被使用，比如對數據進行編碼解碼、信息整合、信息接入、信息目錄等，被廣泛應用于支撐平臺的技術有數據庫技術、云計算、云存儲。

3 物聯網的安全。

可將物聯網的安全劃分為四類：一是物聯網本身的安全問題，二是物聯網引入的安全問題，三是物聯網場景下的特定互聯網安全問題，最后是互聯網固有的安全問題。本文對最后一種安全問題不作介紹。

第一種安全一般是物聯網感知層安全問題，大多由物聯網的場景、終端設備因素產生，此類問題利用互聯網安全防御措施沒有解決辦法，一般采用設計新安全驗證協議解決這類問題。最常見的就是 RFID 的身份認證安全、密鑰協議安全。

第二種安全指物聯網應用場景導致已有的互聯網安全措施不能使用，只能研究新的協議來解決此類安全問題，與第一類安全問題相比，在設計解決本類問題的安全協議時，不僅需要考慮到物聯網的感知層還需要考慮到與現有互聯網安全的兼容。此類問題的典型是 RFID 的尋址安全以及端到端安全。

第三種安全是說互聯網原本的安全可以通過某種防御措施來確保，但由于被應用在物聯網上，特定的物聯網場景使原本的安全防御措施不能達到安全防御的目的，且不能通過其他互聯網安全防御措施來消除此安全問題，比如，物聯網中 DNS 和 DNSSEC 都沒對請求者進行身份認證造成的數據泄露就屬于此類(互聯網中 DNS否認攻擊可以用 DNSSEC 解決)。

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關鍵字：計算機；物聯網；網絡；應用領域；大數據

既然計算機物聯網技術對于社會發展、科技進步、人類生活等多個方面都有積極的影響，那么當下我們就應該將物聯網技術的進一步發展作為科研重點。物聯網技術的運用不能是盲目的，它的目的是為了在滿足市場需求的前提下、建立更為完善的技術產業。只有這樣，才能進一步推廣物聯網技術。另外，物聯網技術的普遍應用并不是沒有生活問題的，為了使其發展的更為快速，我們需要認清當下物聯網運用的特點，分析物聯網包含的主要技術，還要了解當前物聯網技術的一些應用領域。

一、計算機物聯網概述

計算機物聯網就如其名稱所示的一樣,是在大數據時代，將有形物體接入互聯網的一種技術。計算機物聯網包含兩個含義，第一方面，計算機物聯網技術以網絡為核心。在某種程度上，計算機物聯網是互聯網絡的擴展。眾所周知，計算機物聯網是在大數據時代下應運而生的，因此其另一方面的含義就與計算機信息化有關,具體來說，就是計算機物聯網可以通過大量的數據，促進與客戶信息交流和溝通。計算機物聯網技術在世界上被公認為最有發展前景的先進創新，它就像是一筆無形的財富。

（一）從技術層次看待計算機物聯網

計算機物聯網僅從字面上分析是無法真正理解的，還需要從計算機物聯網的技術結構、關鍵技術、應用領域等方面來深入探究。從技術層次上來看，計算機物聯網包含感知層、網絡層和應用層三大層次。計算機物聯網技術的三個技術層即相輔相成。每個技術層次都包含其特有的技術的，例如，其中網絡層還可以分為兩大層次，即傳輸層和處理層，主要負責信息數據的傳輸工作，由私有網絡、互聯網、有線和無線通信網組成。感知層就如同人體的神經末梢，負責信息資料的采集，其包含的技術最為豐富，有條形碼、傳感器、智能機械、識別碼等。網絡層是信息交換與通訊的重要平臺，應用也最為廣泛，其中的傳輸層包括衛星通信、移動通訊網等技術，處理層包括GIS/GRS技術、云計算等技術。另外，計算機物聯網的技術層次上還包括一些常見的感知終端，例如二氧化碳濃度傳感器、溫度、濕度傳感器、RFID標簽和讀寫器、攝像頭、GPS等。

（二）計算機物聯網關鍵技術

在近幾年來，物聯網所涉及的領域面越來越廣。其實現的基礎是計算機物聯網所包含的一些關鍵技術。具體有傳感器技術、RFID標簽、嵌入式系統技術。所謂傳感器技術，是計算機能夠處理海量數據的關鍵，也是計算機的主要應用程序。我們知道，計算機處理的數據需要時數學信號，這就要求計算機具備將模擬信號轉變為數據信號的功能，故有了傳感器技術。近些年來，隨著計算機物聯網的發展，另一種傳感器技術得以問世，即RFID標簽，其是一種整合技術，主要應用于自動識別、物品物流管理等領域。計算機信息化建設使得物聯網技術也在不斷發展，目前已經形成一種集信息技術設備、傳感器技術、一體化技術為一體的尖端技術，即嵌入式系統技術。其是計算機物聯網技術發展成熟的體現，在長期的的演變、法杖過程中，嵌入式系統得以廣泛運用，涉及到工業生產和國防工業，小到人類的生活，大到可以運用在衛星系統。

（三）計算機物聯網的應用技術

除了傳感器技術、RFID標簽、嵌入式系統技術之外，計算機物聯網的核心技術還包括RFID等標識技術以及云計算技術，而其應用技術的發展也尤為迅速，較為成熟的包括無線傳感網絡技術、射頻技術、網絡通訊技術等。我們知道，隨著社會的發展，要想利用計算機技術更好的服務于人類，必須考慮技術的功能性，保證其能適應科技時代的進步。傳統的傳感器并不成熟，其無法實現功能多樣性。發展至今的無線傳感網絡技術已經能夠滿足軍民，主要由許多個不同的無線傳感器節點組成。為了順應科技潮流，無線傳感網絡技術已經在努力向微型化、智能化的目標發展。相信在不久的將來，無線傳感網絡技術能夠實現從傳統傳感器到智能傳感器的完全蛻變。近些年來，計算機物聯網技術的發展還體現在射頻技術的應用上，較常見的應用有無線射頻識別技術。這類技術主要用于電子晶片、感應卡。射頻技術的原理比較難以理解，需要為由掃描器發射以特定頻率進行無線電波能量的發射，還要驅動接收器電路將內部的代碼送出。射頻技術的先進在于其接收器的特殊性，且其晶片密碼為世界唯一無法復制，安全性高、長壽命。除此之外，計算機物聯網的應用技術還有網絡通訊技術，具體是指利用現有的計算機設備，在相關網絡通訊設備的輔助下，進行圖文數據的采集、存儲、處理和傳輸。網絡通訊設備可以使資源實現其效用最大化，使信息資源達到充分共享。

二、物聯網的應用

（一）城市交通管理

物聯網技術最初就運用在交通行業，在其技術支持下，交通管制實現智能化。例如，物聯網技術可以使交通管制系統更加自動化、智能化，能進行道路交通的實時監控。能在短時間內，對公路、橋梁、公交、停車場等場所進行系統管理。可以在任意時段估測道路交通流量，及時發現事故、交通堵塞等情況，并進行快速的自動判斷，從而利于采取有效的解決措施。相信在不久的將來，全世界的交通都能實現智能化。

（二）家庭生活

科學技術的發展使得社會經濟發展的速度越來越大，在計算機技術的推動下，我們來到了數字化的二十一世紀。在物聯網技術的帶領下，我們不管是在家庭生活，還是工作中，都感受到了巨大的便捷。通過計算機物聯網技術，我們過上了智能化生活。可以通過手機來職能的控制家里的電器設備。通過手機端傳送指令，來遠程控制電器工作、監控家里的一切。近些年來，隨著物聯網生活生產領域的應用，其長足發展已成必然。

（三）節能減排

計算機物聯網的發展，勢必會使人類的生活發生改變。因此，一些由于人類生活方式而造成的空氣污染、資源浪費問題將迎刃而解。我們知道，空氣污染一直是全球環保工作的棘手難題。計算機物聯網技術在應對空氣污染上正好發揮了是特有的功能。近些年來，已經有科研學者針對空氣污染進行了合理的分析，并認為，可以通過計算機物聯網技術來改善。具體是通過物聯網技術，對反應空氣質量的數據進行收集。與此同時，要研發出一種新型的空氣實時監測系統。這樣就既能通過智能的實時監測系統來進行檢測工作，又能物聯網技術下對空氣質量數據進行自動分析、統計。

三、結論

綜上所述，計算機物聯網的優勢顯而易見。其包含多種功能，符合大數據時代的先進科技技術。就目前來看，計算機物聯網在人類生活和工業中都發揮著巨大的作用。其帶動著多個行業的發展，使得智能化產品走向多樣化。另外，從計算機物聯網在多個領域的應用可以看出，物聯網技術已經逐漸成熟起來，其在未來的發展趨勢十分良好。作為計算機行業的工作者，我們應該永不止步，全身心的致力于更多像物聯網技術的科技項目研究。希望在不久的將來，我們能讓物聯網在未來發展的更為快速，讓我國所自主研發的智能化設備越來越多，給我們帶來更多高科技體驗。

作者:譚秦紅 單位:貴州省銅仁職業技術學院

參考文獻：

[1]朱順強.中國物聯網發展狀況分析[A].中國通信學會2010年光纜電纜學術年會論文集[C].2010年.

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關鍵詞：智能家居；物聯網；移動智能終端

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2013）07-0038-04

0 引 言

世界上最早的智能建筑是1984年在美國誕生的，這之后，加拿大、歐洲、澳大利亞和東南亞等經濟比較發達的國家先后開始開發智能建筑和智能家居產品。智能家居在國外已發展了20多年，特別在一些發達國家，智能家居的普及率相當高，智能家居可以為人們提供一種高效、舒適、安全、便利、環保的家庭居住環境。在美國，蓋茨的被稱作“未來之屋”的豪宅堪稱當今智能家居的經典之作，所有的照明、音樂、溫度、濕度等，都可以根據客人的需要通過電腦任意調節；當你踏入一個房間，藏在壁紙后方的揚聲器就會響起你喜愛的旋律，墻壁上則投射出你熟悉的畫作；廁所里安裝了一套檢查身體的電腦系統，如果發現異常，電腦會立即發出警報；地板中的傳感器在感應到有人到來時就自動打開照明系統，在客人離去的同時自動關閉。在國內，智能家居經歷了10年的起步階段，發展速度緩慢。這主要是因為開發技術短期內不成熟，沒有形成完整的、全面的系統解決方案，主要集中在一些分散的智能家庭控制子系統的研究上，所以有必要對智能家居系統做研究和探討。

1 智能家居的架構

智能家居作為物聯網的一部分和人們的生活息息相關，是人們感受物聯網最直接的方式。通過智能家居系統，人們將充分感受到物聯網革命帶給人們的方便、快捷與智能化。圖1所示是智能家居系統的基本框架圖。下面對具有集中式信息處理模塊的智能家居系統作一簡要介紹。

圖1 智能家居系統框架

1.1 信息家電

信息家電應該是一種價格低廉、操作簡便、實用性強、帶有PC主要功能的家電產品。利用電腦、電信和電子技術與傳統家電相結合的創新產品，是為數字化與網絡技術更廣泛地深入家庭生活而設計的新型家用電器。在目前的傳統家電的基礎上，將信息技術融入傳統的家電當中，使其功能更加強大，使用更加簡單、方便和實用，為家庭生活創造更高品質的生活環境，比如模擬電視發展成數字電視，電冰箱、洗衣機、微波爐等也將會變成數字化、網絡化、智能化的信息家電。

1.2 信息處理模塊

為了使相互獨立的信息家電可以實現信息共享與協同工作，智能家居系統中必須具有專門的信息處理模塊。它的功能主要是收集家庭中各個家電的工作狀態和服務請求，對各種數據進行實時處理，并將結果送入功能驅動模塊。隨著家庭中信息家電的數量不斷增加，采用分布式的控制方式將具有更高的靈活性，這是未來智能家居系統的發展趨勢。

1.3 通信模塊

如果說信息處理模塊是智能家居系統的大腦，那么通信模塊就是實現信息傳導的神經。根據家庭組網的特點，通信模塊常利用已有的布線（如電力載波），或者采用無線傳輸（如藍牙、紅外、Wi-Fi、ZigBee）等。出于不同的信息家電對傳輸的帶寬要求不同，實際中的通信模塊常采用多種方式混合組網。

1.4 功能驅動模塊

功能驅動模塊是信息流入、流出各個信息家電的接口。由于各個電器生產廠商的產品在功能和實現上都有很大的不同，所以必須通過功能驅動模塊將信息處理模塊的指令翻譯成電器可以執行的電平信號，以及將電器的各種狀態信息轉換成信息處理模塊可以理解的二進制信息。

1.5 外界信息接口模塊

該模塊可以看成是一個家庭通向外界（如Internet）的網關，它在家庭內部各種家電信息共享的基礎上，進一步實現了基于Internet的資源共享，從而更進一步實現了共享的深度和廣度，也將是未來智能家居系統發展的熱點。

2 物聯網技術

物聯網被稱為是繼計算機和互聯網信息產業后的第三次革命性創新[8]，物聯網應用無處不在。物聯網是讓所有的物品都能夠遠程感知和控制，并與現有的網絡連接在一起，形成一個更加智慧的生產生活體系。物聯網技術層次由感知層、傳輸層和應用層組成[10]，圖2所示是物聯網技術的層次結構。

物聯網以傳感器等傳感技術為基礎，實現信息采集和“物”的識別，通過傳輸層實現數據的傳輸與計算，經過應用層，實現所感知信息的應用服務。

3 智能家居的主要技術

智能能家居系統應用的主要技術包括網絡控制技術、通信技術和移動終端技術。

圖2 物聯網技術層次結構

3.1 網絡控制技術

3.1.1 通過家庭網關的互聯

家庭網關是智能家庭局域網的核心部分，主要完成家庭內部網絡各種不同通信協議之間的轉換和信息共享，以及同外部通信網絡之間的數據交換功能。同時，網關一般還負責家庭智能設備的管理和控制。

3.1.2 通過外部擴展模塊實現與家電的互聯

為實現家用電器的集中控制和遠程控制功能，家庭智能網關通過有線或無線的方式，按照特定的通信協議借助外部擴展模塊控制家電或照明設備。

3.1.3 嵌入式系統的應用

以往的智能家居中，絕大多數是由單片機控制的。隨著新功能的不斷增加和性能的不斷提升，將處理能力大大增強的具有網絡功能的嵌入式操作系統和單片機的控制程序作相應的調整，使之有機地結合成為完整的嵌入式系統。

3.2 通信技術

通信技術分為有線通信和無線通信技術，大多已日臻成熟。基于ZigBee技術的智能家居無線網絡系統，由于具有低成本、低功耗、較遠的覆蓋范圍及通用性強的特點，將成為智能家居系統中的又一亮點，必將給現代智能家居系統帶來一場新的變革。

3.3 移動終端技術

移動智能終端以智能手機為代表，另外還包含平板電腦、筆記本、智能電視等。移動智能終端內嵌嵌入式操作系統，目前被廣泛推崇和得到迅速發展的是開放的、自由的Android系統[3]，主要應用在移動互聯網方面。移動互聯網是將移動通信和互聯網二者結合起來的、融為一體的移動通信網絡，在最近幾年里，移動通信和互聯網是當今世界發展最快、市場潛力最大、前景最誘人的兩大業務，它們的增長速度是任何預測家未曾預料到的。

4 智能家居的主要研究內容

智能家居系統可滿足個性化需求。可以按不同用戶的需求，定制不同的方案。同時，也可模塊化服務，以滿足不同層次客戶的需求。從客戶需求上分析，智能家居系統的主要研究內容如下：

（1） 通過移動智能終端，如智能手機等，隨時隨地控制家中電器的開關和監測信息家電的工作狀態。

（2） 以“情景模式”一鍵組合控制家電，實現場景設定。

（3） 支持上述功能的同時，同樣可以使用家電原有的控制方式。

（4） 實時視頻，讓主人對家中的狀況一目了然。

（5） 當家中發生警情時，可以自動打電話或發短信通知，并同時通知小區的物業，保安可第一時間到達現場。

（6） 網關服務器的密碼以及網絡控制頁面的登錄密碼，可以隨時更改，保證系統安全性。

5 智能家居通信方式比較

智能家居不同廠商產品的區別主要體現在通信組網方式上。市場上所有的產品無外乎有兩種進行數據傳輸的方式，分別是有線方式和無線方式。

有線方式即總線控制方式，如EIB、C-Bus、H-Bus、LonWorks、SCS、RS-485等。有線方式因為需要進行布置復雜的線路，對原有建筑造成不同程度的破壞，而且維護、擴展也會帶來很多局限性，所以，采用有線通信方式的智能家居產品正在逐漸被淘汰。

無線方式包括射頻、載波、Wi-Fi、ZigBee、藍牙等。本文的智能家居產品采用ZigBee組網方式，而目前國內僅有個別廠家采用ZigBee組網方式。表1所列是對各種無線組網方式的智能家居系統進行的比較。

在表1中，ZigBee技術是一種近距離、低復雜度、低功耗、低數據速率、低成本的雙向無線通信技術，主要適合于自動控制和遠程控制領域，可以嵌入各種設備中，同時支持地理定位功能。相對于現有的各種無線通信技術，ZigBee技術是最低功耗和成本的技術，這些特點決定了在智能家居中采用ZigBee組網是非常合適的。

6 基于ZigBee和移動終端技術的智能家居系統

6.1 系統框圖和主要實現原理

基于ZigBee的智能家居系統是未來智能家居系統的主流，該系統包含終端節點、路由器節點、傳感器網絡用戶終端、遠程監控終端（如手機移動終端）等。圖3所示就是基于ZigBee和移動終端技術的智能家居系統圖。

圖3 基于ZigBee和移動終端技術的智能家居系統

在基于ZigBee和移動終端技術的智能家居系統中，終端節點是整個網絡的關鍵，它的作用是開啟并配置無線傳感器網絡。網絡啟動成功后，通過路由器節點、網絡用戶終端，無線傳感器網絡接收各節點的信息，并處理這些數據，將有用信息通過用戶交互程序顯示給用戶，然后接收用戶指令，再通過無線傳感器網絡將指令傳遞到相應的設備終端節點。如果要通過互聯網遠程控制，那么傳感器網絡用戶終端還要連接到互聯網，接收來自遠程智能終端的指令，起到無線傳感器網絡與遠程終端通信橋梁作用。

6.2 系統各部分的功能

6.2.1 終端節點

終端節點主要由傳感單元、處理單元、無線通信單元和電源單元四個基本單元組成，其結構如圖4所示。終端節點對于網絡的建立和維護沒有責任。其加入網絡后主要任務有兩個：一是通過傳感單元中的傳感器，采集物理信息并進行模擬量到數字量的轉換，處理單元負責信息存儲和處理，并送入無線通信單元，后者通過無線網絡上傳；二是接收用戶終端的指令，控制設備作出相應的動作。

圖4 終端節點結構圖

6.2.2 路由器節點

路由器節點的主要功能有兩個，一是為終端設備節點提供多跳路由，二是允許新啟動的節點加入網絡，其作用相當于互聯網中的路由器。

6.2.3 協調器網關

協調器網關是家庭控制網絡的主控設備，要求必須由至少一個ZigBee網絡的FFD設備組成。一方面，它主導家庭內部網絡建立的整個過程，主要包括系統初始化、網絡的建立、地址的分配和成員的加入、節點設備數據的更新、數據轉發表、設備關聯表等幾個方面；另一方面，作為家庭網關和設備節點之間的橋梁，完成家庭網關和家居設備節點的通信。家庭網關對外可以提供各種遠程智能控制接口，操作者可以通過手機移動終端連接到Internet訪問家庭網關的相關接口，對家中的家居設備節點進行數據訪問或者控制。

6.2.4 移動智能終端

移動智能終端可以是任意一臺接入互聯網的計算機設備，這時傳感器網絡用戶終端充當通信橋梁。遠程控制終端通過身份認證后，就可以C/S模式或者B/S模式與傳感器網絡用戶終端進行通信，遠程控制智能家庭網絡。比如，我們出差長時間不在家，可通過移動智能終端遠程監控家中的環境，定時打開通風設備改善房間空氣環境；或者我們下班前可通過移動智能終端遠程控制空調或地暖設備工作，回到家就可以享受到我們想要的舒適環境。

6.3 系統采用ZigBee技術的主要特點

（1） 功耗低。具備多種休眠模式，在待機模式下，普通電池即可支持長達數月甚至一到兩年的連續工作。

（2） 可靠性高。ZigBee采用CSMA-CA碰撞避免機制，避免了數據包發送時信道的競爭和沖突。其MAC層采用完全確認的數據傳輸機制，設備發送出去的每一個數據包，接收設備在接收之后都必須回傳一個確認信息，發送方才能開始新的傳輸。

（3） 網絡容量大。具有星型結構、樹狀結構、網狀結構等拓撲，一個全功能設備可以管理254個節點設備，全功能設備之間還能組成覆蓋范圍更大的網絡，網絡的最大容量可達2542個節點。

（4） 成本低。ZigBee網絡的重要特點就是數據傳輸速率低，通信協議簡單，極大地降低了組網的成本。大范圍組網時，每個節點的成本可以降到3美元以下。

（5） 數據安全。ZigBee提供了完整的安全機制，有效防止網絡被篡改，防止信息的截獲與竊聽，并提供了多種加密方法保證數據傳輸的安全性。

（6） 通用性。由ZigBee技術聯盟主導ZigBee標準的制定與修改，并保持了設備和協議通用性和完好的開放性。

6.4 系統采用移動終端技術的主要特點

移動終端應用移動互聯網，而移動互聯網是將移動通信和互聯網二者結合起來的、融為一體的移動通信網絡。在最近幾年里，移動通信和互聯網是當今世界發展最快、市場潛力最大、前景最誘人的兩大業務，具有廣闊的應用前景。

典型的移動終端平臺是Android 平臺。Android是Google公司針對智能終端開發的一個平臺，基于linux內核，是開放、開源的系統，其大部分應用主要是用java開發，具有很好的跨平臺性。實際上，移動終端就是一個可移動的計算機。

7 結 語

本文對基于物聯網技術的智能家居系統進行了研究與探討，分析了智能家居的架構和物聯網技術層次，提出了一套基于ZigBee和移動終端技術的智能家居系統。該系統采用ZigBee技術和移動終端技術，具有諸多顯著特點。本文通過對通信方式進行比較后，在家居系統中選擇ZigBee通信技術，通過分析說明了ZigBee技術在樓宇自動化領域具有廣闊的發展和應用前景。系統在應用中選擇移動終端技術，移動終端技術具有基于移動互聯網和可靠的嵌入式等特點，使智能家居控制系統具有智能化和可移動性。基于ZigBee和移動終端技術的智能家居系統能將家庭中的家居設備連接到網絡中，使傳統家居設備具有自動化、智能化等新特征，是未來智能家居的主流發展模式。

參 考 文 獻

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關鍵詞：物聯網 技術思想 應用策略 關鍵技術

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）02（c）-0001-02

物聯網技術是社會經濟發展到一定階段，科技創新和信息技術水平發展到一定階段的必然產物。相反的，物聯網技術的出現及使用也是有效地提高社會經濟發展水平的重要助力。物聯網技術是融合了多種先進技術，以計算機技術為基礎、融入監控技術和通信技術等重要信息技術的綜合技術。物聯網技術運用幾乎涵蓋了信息通訊技術所有的領域，包括無線技術、互聯網、智能芯片技術、軟件技術等，其優點表現為實用性強、使用范圍廣、溝通與協調功能較強等。該文通過梳理物聯網技術的基本概念，重點討論物聯網技術的結構和關鍵技術分析，并就其在實際中的應用探討物聯網應用策略，為物聯網技術的進一步發展提供理論依據，促使物聯網技術能夠在所有運用領域中最大限度地發揮其功能。

1 物聯網關鍵技術分析

一提到“物聯網”這個詞，可能第一次接觸的人馬上會想到另一個詞――“互聯網”，理所當然地認為物聯網技術其實就是互聯網基礎上衍生出來的新的網絡概念。互聯網與物聯網的確在某些環境下很容易讓人混淆，不僅是因槊字的相似度較高，更因為兩者的技術基礎相同，都是建立在分組數據技術基礎之上的，以數據分組網作為他們的承載網，而業務網和承載網是相互分離，獨立發展的。該文章從物聯網的核心技術層機構和關鍵技術角度深度分析物聯網技術。

1.1 物聯網結構分析

物聯網結構可以大致分為4個技術層次，分別是：感知識別層、網絡構建層、管理服務層和綜合應用層。

1.1.1 感知識別層

物聯網的感知識別層主要依賴的技術是RFID無線射頻感應技術、無線傳感技術、GPS定位系統、傳感器網絡、自組織網絡以及短距離無線通信技術等核心感知技術，也包括各種智能設備，比如智能手機、計算機、多媒體播放器、PAD等，前者屬于信息自動生成方式，后者屬于信息人工生成方式。多樣化的信息生成方式是物聯網的重要特征之一。感知識別技術雖然位于物聯網四層網絡構建中的最低端，卻是物聯網核心技術中最關鍵的一層，所有上層技術結構都以其為基礎。通過感知識別技術，讓事物“開口說話，生成信息”是讓物理技術和信息技術建立聯系的重要一環，也是物聯網和互聯網等其他網絡的不同處之一。

1.1.2 網絡構建層

物聯網的網絡構建層在物聯網四層網絡構建層中扮演的角色是聯絡員。重要的網絡形式主要分為互聯網、無線個域網、無線廣域網、無線局域網以及無線城域網5種網絡形式。其中物聯網是各種網絡構成中的核心網絡、技術支持以及平臺，IPv6掃清了網絡終端設備在數量上的限制；無線寬帶網如WiFi/WiMAX等無線寬帶技術網絡的覆蓋范圍較廣；ZiBee、藍牙以及紅外等無線低速網絡能夠適應物聯網中能力較低的節點的低速率、低計算能力、低通信半徑以及低能量來源等特征；移動通信網絡將成為“全面、隨時、高效”的數據傳輸平臺，其高覆蓋率、方式多元化、高速實時、可移動性的數據處理特點打破了物聯網多方面的局限性。

1.1.3 管理服務層

管理服務層主要解決的問題包括數據存儲、信息檢索、數據挖掘以及信息安全與隱私保護等四方面問題，當大量的數據信息和內容信息經過前兩層――感知識別層和網絡構建層的生成傳輸匯聚到管理服務層，如何解決上述問題將成為其考慮的主要技術難題。下面將針對上述四大問題展開探索。

（1）數據庫。物聯網的數據特點包括關聯性、語義性、海量性、多態性等。通常情況下，我們物聯網數據庫將物聯網數據庫分為關系數據庫系統和新型數據庫（NoSQL數據庫）兩類。關系數據庫系統隨著時代的要求不斷地發展自己以適應現代社會的數據庫技術要求；新型數據（NoSQL數據庫）主要應用于分布式、非關系型的數據信息存儲中，通過避免連接操作的方式來提升數據庫性能，并不要求數據庫一定要具備確定的表模式。

（2）海量信息存儲。網絡存儲結構主要分為三大模塊：DAS――直接附加存儲；NAS――網絡附加存儲；SAN――存儲區域網絡，其主要缺陷在于只能滿足中等規模的商業需求，面對大規模或巨型規模的商業需求仍存在信息存儲難題。數據中心實際上是一個大型的系統工程，例如：Google與Hadoop，涵蓋了主要的計算機系統和通信、存儲設備以及輔的環境控制設備、監控設備、安全裝置以及數據通信鏈接等。適應了物聯網數據的關聯性、語義性、海量性、多態性等特點。

（3）Web搜索引擎。Web搜索引擎是：“能夠在一個合理時間內，根據用戶的查詢關鍵詞，返回一個包含相關信息的結果列表（hits list）服務的綜合體。”在傳統Web搜索引擎基礎上建立的現代搜索引擎要求相關信息的更高精確性，能夠主動識別并精確提取有效信息，建立多模態信息搜索引擎模式。

（4）需求分析。需求分析要求具有高效感知能力和智能分析能力。一方面，數據信息感知能力的提高是建立在海量的數據存儲和快速的搜索引擎基礎上的，另一方面，智能分析能力通過多維數據分析和整合。

（5）信息安全與隱私保護。主要的安全和隱私隱患包括竊聽、跟蹤、詐騙、病毒、信息篡改等，主要的防護措施是物理安全機制、密碼技術等。以上都是傳統的網絡安全問題，必須要有個非常強大的安全管理平臺作為支撐，所以需要給物聯網開發系統性的安全保護機制。

1.1.4 綜合應用層

架構物聯網的綜合應用層是全結構的目的，所有前期的技術投入都是為了在實際生活中最終得到實踐。同時，綜合應用層實際上是一個新信息反饋的階層，在這一階段，物聯網的缺陷將在實踐中被發現并反饋，是促進物聯網發展的重要環節。

1.2 關鍵技術介紹

通過上述內容對物聯網的整體層次結構介紹，我們對關鍵物聯網技術有了一個整體的印象，接下來將有選擇地介紹幾項關鍵物聯網技術。

1.2.1 異構融合平臺

實現物聯網資源共享目標的重要途徑之一就是經過異構融合平臺。其資源共享實現的方式是：在不同網絡平臺共建的基礎上，融合不同異構網絡間的共性，保留自身特有的功能即個性的同時，形成不同異構網絡間共性與自身個性之間的統一。什么是不同異構網絡間共性的融合？就是建立不同的異構網絡與公共通信平臺之間連接，通過同骨干傳輸網的對接，將異構網絡融合到更為寬泛的移動通訊網絡中。

1.2.2 節點與終端口

該文中提及的節點，專指感知節點。感知節點的主要功能是收集事物自身的基礎信息，并自動針對其基礎特征和基礎信息進行分類整理、分析處理以及信息儲存等，有利于幫助物聯網獲取更全面的事物信息并@取更多本事物相關信息。在日益先進的智能標簽技術、通信技術、嵌入式技術等技術的支持下，感知節點也越來越智能化，對管理對象及其外在環境進行監督控制越來越高效。

1.2.3 業務支撐

業務支撐中最重要的功能是確定物聯網的各項具體業務需求，并就每項業務需求確定其需要用到的場景。主要工作流程：首先，根據業務的特性進行分類，同時界定各項業務的主要性能以及功能；其次，抽象化處理物聯網現有網絡資源；最后，設計結構。此結構的主要功能是支撐各項業務。

2 應用策略

毋庸質疑，在經濟社會與物聯網緊密結合的現代社會中，物聯網一定是未來經濟發展的重點領域之一。物聯網將越來越多地應用于諸多領域，無論是對社會的發展進步，經濟的迅速崛起，還是人們整體生活水平的改善，都會產生巨大的推動作用。

2.1 樹立共享與融合的意識

在物聯網往后的發展中，樹立共享與融合意識至關重要。首先要明白何為融合，所謂融合，是指各相關領域之間通過一系列手段實現網絡資源共享，這也是前文中屢次提及的融合問題。這種融合的目標是對未來所有的網絡形式進行資源共享，擴攬各相關信息領域的不同業務活動，最終實現物聯網橫向以及縱向的深度和寬度融合。

2.2 加強行業與產業之間的合作

加強行業與產業之間合作的第一步，就是要實現行業之間的協調。雖然現在物聯網在我國各行業的應用范圍已經相當廣泛，但是各相關行業之間仍然存在共享阻礙，這是由于行業間存在業務交叉，一定程度上致使物聯網不能實現更好的管理和技術方面的共享。第二，加強物聯網整個產業鏈之間的合作。實際上物聯網自身也是一個非常復雜的產業鏈，自動控制技術、無線射頻識別技術等處于產業鏈初端的技術指標目前已經取得了較好的發展。因此，物聯網更好的發展依賴于產業鏈之間的聯合，只有每個環節進行結合才能有效地推動物聯網向更好、更健康的方向發展。

3 結語

人們經常講：“物聯網的興起和使用，是一種新的生活方式，是一場技術領域的革命。”的確，物聯網的發展影響社會的各方面，小到人們的生活方式，大到行業的興起，甚至技術領域的創新，但是任何發展都是基于我們對物聯網的美好期許與祝愿，任何技術的革新帶來便利與發展的同時也帶來很多困擾，我們要做的就是通過反復的思考、不斷地進行技術革新以及加強各行業間的協作，來改善或彌補新技術缺陷。

參考文獻

[1] 周津.物聯網環境下信息融合基礎理論與關鍵技術研究[D].吉林大學，2014.

篇5

    在研究信息服務資源整合時，首先遇到的問題是信息服務資源的概念界定。信息服務資源涵蓋信息服務和信息資源兩個詞，但又不是兩個詞含義的簡單疊加，而是有機結合。信息服務是通過研究用戶、組織用戶、組織服務，將有價值的信息傳遞給用戶，最終幫助用戶解決問題的過程。從這一意義上看，信息服務實際上是傳播信息、交流信息，實現信息增值的一項活動。信息資源的概念則是有廣義與狹義之分。一般來說，狹義的理解認為，信息資源是人類社會經濟活動中經過加工處理并大量積累起來的有用信息的集合。廣義的理解認為，信息資源是人類社會信息活動中積累起來的信息、信息生產者、信息技術等信息活動要素的集合。綜合前面信息服務的概念，信息服務資源是以服務為目的，由信息內容這一核心要素和與之相關的信息設備、信息網絡、信息技術、信息人員等支持性要素組成的信息資源。

    2　整合港口信息服務資源的必要性

    2.1　我國港口的發展歷程

    我國港口的發展經歷了三個階段，現正向第四個階段邁進(見表1)。

    2.2　第四代港口的發展要求

    目前，國際上關于第四代港口的描述，主要是根據聯合國貿發會《港口通訊》1999年第19期上發表的《第四代港口》文章，認為第四代港口主要處理的貨物是集裝箱，發展策略是港航聯盟與港際聯盟，生產特性是整合性物流。然而，隨著經濟的發展和互聯網技術的普及，“第四代港口”的內涵出現了新的變化。寧波市交通局副局長孫時光2009年在首屆亞太經合組織港口服務網絡港口發展大會上指出，“第四代港口”在兼容“第三代港口”功能的基礎上，作為全球供應鏈中的一個環節，強調港口之間互動以及港口與相關物流活動之間的互動，滿足運輸市場對港口差異化服務的需求，提供精細化的作業和敏捷的服務，以形成柔性港口，促使與港口相關的供應鏈各環節之間的無縫連接。

    由此可見，未來港口的發展，更加強調港口自身成為客戶供應鏈中的一個重要環節，即港口從靜態的、節點型的角色轉變到動態的、網絡型的角色。無論是港口空間上的相互關聯、對客戶的差異化服務，還是精細化作業、快速反應的柔性化要求，都使得第四代港口更加強調物流和信息流的快速運行。在更大范圍內實現信息服務資源的整合與共享，勢在必行。

    3　港口信息服務資源的整合層次

    港口信息服務資源的整合是增強港口競爭力的關鍵，根據信息服務資源的內涵，結合第四代港口的發展特點，港口信息服務資源的整合可分為三個層次：戰略層次的跨港信息整合、戰術層次的業務信息融合和技術層次的平臺信息聚合。

    技術層次：技術是軍事打擊中的基本技能，需要在戰術中綜合運用，發揮威力。它在取得整個戰爭的勝利中居于基礎地位，正因為是基礎，所以十分重要。港口信息整合的“平臺信息聚合”，就是運用先進的信息技術對港口信息服務資源進行整合。但技術具有易得性，在短期內能夠學會，難以構成港口獨特的競爭優勢。

    戰術層次：戰術是決策者在中觀層面運用創造性思維對技術進行綜合運用。業務信息融合，就是著眼于以港口為重要環節的整條供應鏈的整合。只有港口各部門與企業及其上下游的業務整合完畢后，信息才能在此基礎上做到實時更新、雙向溝通。戰術成功固然可以大大提升整合效果，但是相對戰略而言，其作用還是有局限的。

    戰略層次：戰略是在非常宏觀的層面上統籌整個戰爭，受到多方面因素的影響，如自然地理環境、國際政治環境等外部環境的制約。在全球一體化的今天，信息服務資源的整合不能把視角僅僅局限于單一的某個港口，而是還要觀察世界港口大的走勢。港口產業群的融合是一種趨勢，跨地區的港口信息整合才可能在更大的層面上贏得成功。

    4　國外著名港口的信息服務資源整合狀況探究

    

    4.1　新加坡港：整合高效的港航物流及貿易平臺

    目前新加坡有超過350個應用系統，其主要系統有PORTNET負責對外的電子數據通訊與交換。PORTNET所提供的服務十分強大，主要包括船舶靠港時程、貨柜、貨物清單、貨物追蹤及化學危險品數據庫查詢和貨柜艙單、危險品申報、靠港申請及出港時程預報等通關自動化，并通過貿易網絡TRADENET實現了關貿網絡相連，還可與政府國貿及簽審機關作數據交換。此外，除了政府提供的公眾網絡外，物流企業也都先后斥資建成了電腦技術平臺。通過技術平臺，客戶不但可以下訂單，在托運的貨物進入公司運行以后，客戶還可以隨時了解所交運貨物即時的空間位置，了解貨物當時所處的運送環節和預計送達的時間。

    新加坡在供應鏈整合方面也有先進之處：新加坡港物流發展具有供應鏈物流中心和聯合型物流中心兩種模式的特點。供應鏈物流是由港口物流企業與航運物流企業在優勢互補的基礎上，各方分工合作，共同投資組成的；物流分工明確、集約經營。聯合型物流中心是由港口與保稅區或者與所在城市共同組建的物流中心，使港口與加工業聯合發展，業務銜接良好。

    4.2　鹿特丹港：政府和企業共享港口物流信息

    鹿特丹港的港口物流發展模式屬于地主型物流中心模式。這種模式的特點主要有：一是由政府統一規劃、建設和管理，租賃給企業自主經營；二是港口配套設施齊全，儲、運、銷形成一條龍服務；三是港口物流中心規模大，專業化程度高；四是港口工業發展迅速，已形成物流鏈。

    鹿特丹港還一貫重視信息化建設，并關注港航物流企業的利益訴求。自2004年起，鹿特丹一改之前復雜繁瑣的港區系統，啟用了簡單易行的鹿特丹港業界共享系統，從商務、航運、港口、港務局四個方面，針對收發貨人、船公司、碼頭企業的需求提供信息服務。一家名為Port Infolink的公司就專門為鹿特丹港建立了經濟有效的信息共享系統。該系統由750多個企業及機構共享，平均每月信息流量為30萬個，當中包括電子數據互換及互聯網服務等。業界共享系統已成為鹿特丹港口不可或缺的現代化設施，是該港口網絡化及完善腹地連接之后的第三大競爭優勢。

    4.3　組合港代表——紐約·新澤西港

    紐約港和新澤西港分別隸屬于美國的紐約州和新澤西州，因此兩港早期發展并沒有整體的合作規劃，甚至兩州政府就港口和航道邊界問題還爭論不休。后來隨著貨物吞吐量的急劇增加，兩州政府為了提高港口資源利用效益，共同協商組建了聯合港務局進行統一管理。其聯合港務局 即紐約·新澤西港務局的主要任務是促進和保護紐約及新澤西港口地區內的商業業務，負責監管兩州的陸、海、空運輸網絡系統。如實現兩港公共基礎設施的統一建造和維護，兩港信息系統的建設與維護等。此外，港務局還協調港口的整體發展，使兩港分工明確，各發揮其所長。

    紐約·新澤西港的港口合作腳步還不止于此。紐約水網密布，內河水運源遠流長，但多年來側重公路運輸，水運積累的問題不少，如船型增大、河道變得狹窄。而在這一領域，鹿特丹港有豐富的經驗，于是2001年紐約·新澤西港與鹿特丹港簽約，共享鹿特丹港多年來的內陸航運與物流分撥經驗。正是在與相鄰、先進港口的密切合作中，美國的紐約·新澤西港才得以長足進步，逐漸成為了北美重要的海運集散中心。

    5　國外先進港口的信息服務資源整合經驗借鑒

    5.1　戰略層次的借鑒：港口一體化

    從紐約·新澤西港的發展歷程可以看出，港口唯有合作才能持續發展。港口發展也是信息服務資源整合的意義所在，否則，整合就是無源之水無本之木。縱觀我國，共有環渤海、長三角、珠三角、東南沿海和西南沿海五大港口群，但那多是地理接近而形成的港口群，內部合作還很欠缺。其中，珠三角港口群毗鄰香港國際航運中心，以廣州港和深圳港為主導，發展迅猛。但相同的地緣條件導致不同層次港口間的競爭日趨激烈。環渤海港口群，最具發展潛力，但內部的天津港、大連港和青島港之間的競爭多于合作。

    紐約·新澤西港的合作經驗有下面幾點值得我們借鑒：(1)統一協調、廣泛合作。為緩解港口之間的競爭關系，必須有聯合的權威機構采取相應的政策方法進行協調，把握方向，紐約·新澤西港務局就是榜樣。港口的一體化除了基礎設施、信息系統的統一規劃外，還體現在優勢互補，交流先進經驗上，同時可以對港口進行整體宣傳，提高港口群整體知名度，形成區域品牌。(2)自負盈虧，保持港口運營的活力。紐約·新澤西港的建設就是港務局通過銷售債券的方式集資，不依賴于政府的預算，呈現出自豐經營、自負盈虧的特點。限于我國國情，港務局不獨立于政府，但我國政府仍可只在對影響港口群整體利益的方面進行干涉，從而保證港口運營的自主性，營造合理公平競爭的環境，為港口發展帶來活力。

    5.2　戰術層次的借鑒：供應鏈整合

    港口信息服務資源的整合需要業務整合先行。物流供應鏈的四個子系統即航行作業系統、裝卸作業系統、堆存作業系統、集疏運系統必須互相協同配合才能保證港口物流運作以最大功效順利進行，形成最大的吞吐能力。港口供應鏈整合的核心在于并不只局限于某一環節、某一子系統的整合，而應克服各環節之間、子系統之間的摩擦和內耗，實現港口物流全過程的協同。

    新加坡港的聯合策略，鹿特丹港的一體化策略都給我國港口的供應鏈整合帶來啟發。一個完整的物流鏈可能包含海運、港口、鐵路、公路甚至航空等多種運輸方式，涉及到海關、商檢、金融等諸多部門，這些部門既有競爭又有合作。要發展好港口物流，必須取得政府支持，在政府的統一協調下，加大力度對港口物流所涉及到的產業進行整合，積極引導傳統運輸企業向物流企業轉型，對各種不同的運輸方式的經營者通過建立行業協會或合資、合作經營等方式，加強彼此間的溝通與協調，建立利益共同體，規范競爭秩序，充分發揮各種運輸資源的合力，保證物流鏈的通暢和高效運行，促進物流規模的不斷擴大。

    5.3　技術層次的借鑒：平臺建設及技術更新

    (1)進行平臺建設。由新加坡港和鹿特丹港的信息技術應用可知，港口信息服務資源的信息化的整合有賴于信息集成平臺的建設。信息集成平臺的建設需遵守“自上而下”和“自下而上”相結合、“系統開發”與“標準研制”相結合的原則。也就是說，平臺建設要有統一的規劃，有統一的標準，同時，需建立網絡基礎設施平臺、港口空間基礎信息平臺、港口內部管理信息平臺、港口公共服務信息平臺和面向社會的電子商務平臺等完善的平臺集成網絡，使數據可以靈活交換與共享。此外，平臺建設也要充分利用已有信息資源，避免重復建設和資源浪費。