物联网的技术层次精选(五篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的5篇物联网的技术层次，期待它们能激发您的灵感。

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关键词：物联网技术；物联网层次；物联网安全

物联网是基于互联网和射频识别技术的能够实现物与物之间互联的网络，已被看作信息产业的第三次浪潮，成为影响经济增长的战略产业。

物联网是通过射频识别、全球定位系统、激光扫描器、红外感应器、气体感应器等传感设备，按约定的协议，把物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。目前我国已将物流、电网、交通、医疗、工业控制、绿色农业、安防、家居、环保九大行业纳入《物联网十二五发展规划》。

物联网分广义和狭义，广义物联网将物理空间和信息空间融合，任何事物都可以用数字化、网络化形式表现，从而实现物与物、人与物、人与环境、物与环境之间的信息交互和贯通融汇;狭义物联网是能够实现物与物之间自动识别和管理的网络，通常说的物联网是狭义上的。

1 物联网三大关键技术。

传感器技术：简单的理解物联网就是由各种传感设备构成的能够相互感知信息、传递信息的一个自组织传感器网络。该网络中的每个传感设备都是一个传感节点，能够检测和收集约定范围为的其他传感节点的信息并把此信息传递给另外的传感节点或观察者。

由于计算机只能处理数字信号故传感技术还必须实现模拟信号到数字信号的转变。传感技术通常用可采集的数据类型、采集的精度、传输的可靠性和稳定性来评价，这些指标又依赖于敏感材料、工艺设备和计测技术。

射频识别技术：物联网中的识别包括物体、位置、地理识别，射频识别系统一般由射频电子标签、射频读写器、处理识别信息的信息处理系统三个部分构成。在射频标签中存有让物体区别于其他物体的的身份标识(比如商品的条形码)，而射频读写器则负责在一定范围内读出标签中存储的信息，读写器能读取数据的范围大小由读写器的功率、频率、类型决定。目前射频标签和读写器大多是基于 EPC 协议的。

嵌入式系统技术：综合计算机软硬件、传感器技术、集成电路技术、电子应用技术为一体的复杂技术。把物联网比作人来讲解传感器、嵌入式系统在物联网中的位置与作用，则传感器好比眼睛、鼻子、皮肤等感官，互联网好比神经系统，嵌入式系统相当于大脑(对收到的信息进行分类处理)。

2 物联网层次构成。

物联网也可按层次划分，从下到上依次是：负责感知、检测和控制的感知层，负责信息传输的网络层，以及负责进行信息处理形成满足用户需求的物理应用层。

感知层主要由被感知对象、感知器组成。顾名思义，其主要作用就是利用感知器去感知被感知对象或者感知器之间相互感知数据，再传给特定设备进行汇集。对于其上层来说，感知层主要负责感知和检测两项工作，对于其下层来说主要是监控其下层的感知。

常见的感知层设备有：各种传感器、感应器、摄像头和 RFID 读写器(标签)、声音采集和 GPS 定位等。

网络层又叫传输层，主要任务是负责传输采集到的信息。该层主要由各种有线网络、无线网络构成，这里的有线和无线网络包括我们的拨号网、专网、私网、局域网、有线电视网、2GGG、卫星通信网等。可理解为我们生活中的一切网络都属于该层次。应用层是使用被采集数据的层次，也就是在发展规划中提到的各种行业和没有提到但实际使用着的行业。

采集到的数据不能直接应用于各个行业，在被应用之前还需有支撑平台对数据进行加工和整理成有效数据才能被使用，比如对数据进行编码解码、信息整合、信息接入、信息目录等，被广泛应用于支撑平台的技术有数据库技术、云计算、云存储。

3 物联网的安全。

可将物联网的安全划分为四类：一是物联网本身的安全问题，二是物联网引入的安全问题，三是物联网场景下的特定互联网安全问题，最后是互联网固有的安全问题。本文对最后一种安全问题不作介绍。

第一种安全一般是物联网感知层安全问题，大多由物联网的场景、终端设备因素产生，此类问题利用互联网安全防御措施没有解决办法，一般采用设计新安全验证协议解决这类问题。最常见的就是 RFID 的身份认证安全、密钥协议安全。

第二种安全指物联网应用场景导致已有的互联网安全措施不能使用，只能研究新的协议来解决此类安全问题，与第一类安全问题相比，在设计解决本类问题的安全协议时，不仅需要考虑到物联网的感知层还需要考虑到与现有互联网安全的兼容。此类问题的典型是 RFID 的寻址安全以及端到端安全。

第三种安全是说互联网原本的安全可以通过某种防御措施来确保，但由于被应用在物联网上，特定的物联网场景使原本的安全防御措施不能达到安全防御的目的，且不能通过其他互联网安全防御措施来消除此安全问题，比如，物联网中 DNS 和 DNSSEC 都没对请求者进行身份认证造成的数据泄露就属于此类(互联网中 DNS否认攻击可以用 DNSSEC 解决)。

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关键字：计算机；物联网；网络；应用领域；大数据

既然计算机物联网技术对于社会发展、科技进步、人类生活等多个方面都有积极的影响，那么当下我们就应该将物联网技术的进一步发展作为科研重点。物联网技术的运用不能是盲目的，它的目的是为了在满足市场需求的前提下、建立更为完善的技术产业。只有这样，才能进一步推广物联网技术。另外，物联网技术的普遍应用并不是没有生活问题的，为了使其发展的更为快速，我们需要认清当下物联网运用的特点，分析物联网包含的主要技术，还要了解当前物联网技术的一些应用领域。

一、计算机物联网概述

计算机物联网就如其名称所示的一样,是在大数据时代，将有形物体接入互联网的一种技术。计算机物联网包含两个含义，第一方面，计算机物联网技术以网络为核心。在某种程度上，计算机物联网是互联网络的扩展。众所周知，计算机物联网是在大数据时代下应运而生的，因此其另一方面的含义就与计算机信息化有关,具体来说，就是计算机物联网可以通过大量的数据，促进与客户信息交流和沟通。计算机物联网技术在世界上被公认为最有发展前景的先进创新，它就像是一笔无形的财富。

（一）从技术层次看待计算机物联网

计算机物联网仅从字面上分析是无法真正理解的，还需要从计算机物联网的技术结构、关键技术、应用领域等方面来深入探究。从技术层次上来看，计算机物联网包含感知层、网络层和应用层三大层次。计算机物联网技术的三个技术层即相辅相成。每个技术层次都包含其特有的技术的，例如，其中网络层还可以分为两大层次，即传输层和处理层，主要负责信息数据的传输工作，由私有网络、互联网、有线和无线通信网组成。感知层就如同人体的神经末梢，负责信息资料的采集，其包含的技术最为丰富，有条形码、传感器、智能机械、识别码等。网络层是信息交换与通讯的重要平台，应用也最为广泛，其中的传输层包括卫星通信、移动通讯网等技术，处理层包括GIS/GRS技术、云计算等技术。另外，计算机物联网的技术层次上还包括一些常见的感知终端，例如二氧化碳浓度传感器、温度、湿度传感器、RFID标签和读写器、摄像头、GPS等。

（二）计算机物联网关键技术

在近几年来，物联网所涉及的领域面越来越广。其实现的基础是计算机物联网所包含的一些关键技术。具体有传感器技术、RFID标签、嵌入式系统技术。所谓传感器技术，是计算机能够处理海量数据的关键，也是计算机的主要应用程序。我们知道，计算机处理的数据需要时数学信号，这就要求计算机具备将模拟信号转变为数据信号的功能，故有了传感器技术。近些年来，随着计算机物联网的发展，另一种传感器技术得以问世，即RFID标签，其是一种整合技术，主要应用于自动识别、物品物流管理等领域。计算机信息化建设使得物联网技术也在不断发展，目前已经形成一种集信息技术设备、传感器技术、一体化技术为一体的尖端技术，即嵌入式系统技术。其是计算机物联网技术发展成熟的体现，在长期的的演变、法杖过程中，嵌入式系统得以广泛运用，涉及到工业生产和国防工业，小到人类的生活，大到可以运用在卫星系统。

（三）计算机物联网的应用技术

除了传感器技术、RFID标签、嵌入式系统技术之外，计算机物联网的核心技术还包括RFID等标识技术以及云计算技术，而其应用技术的发展也尤为迅速，较为成熟的包括无线传感网络技术、射频技术、网络通讯技术等。我们知道，随着社会的发展，要想利用计算机技术更好的服务于人类，必须考虑技术的功能性，保证其能适应科技时代的进步。传统的传感器并不成熟，其无法实现功能多样性。发展至今的无线传感网络技术已经能够满足军民，主要由许多个不同的无线传感器节点组成。为了顺应科技潮流，无线传感网络技术已经在努力向微型化、智能化的目标发展。相信在不久的将来，无线传感网络技术能够实现从传统传感器到智能传感器的完全蜕变。近些年来，计算机物联网技术的发展还体现在射频技术的应用上，较常见的应用有无线射频识别技术。这类技术主要用于电子晶片、感应卡。射频技术的原理比较难以理解，需要为由扫描器发射以特定频率进行无线电波能量的发射，还要驱动接收器电路将内部的代码送出。射频技术的先进在于其接收器的特殊性，且其晶片密码为世界唯一无法复制，安全性高、长寿命。除此之外，计算机物联网的应用技术还有网络通讯技术，具体是指利用现有的计算机设备，在相关网络通讯设备的辅助下，进行图文数据的采集、存储、处理和传输。网络通讯设备可以使资源实现其效用最大化，使信息资源达到充分共享。

二、物联网的应用

（一）城市交通管理

物联网技术最初就运用在交通行业，在其技术支持下，交通管制实现智能化。例如，物联网技术可以使交通管制系统更加自动化、智能化，能进行道路交通的实时监控。能在短时间内，对公路、桥梁、公交、停车场等场所进行系统管理。可以在任意时段估测道路交通流量，及时发现事故、交通堵塞等情况，并进行快速的自动判断，从而利于采取有效的解决措施。相信在不久的将来，全世界的交通都能实现智能化。

（二）家庭生活

科学技术的发展使得社会经济发展的速度越来越大，在计算机技术的推动下，我们来到了数字化的二十一世纪。在物联网技术的带领下，我们不管是在家庭生活，还是工作中，都感受到了巨大的便捷。通过计算机物联网技术，我们过上了智能化生活。可以通过手机来职能的控制家里的电器设备。通过手机端传送指令，来远程控制电器工作、监控家里的一切。近些年来，随着物联网生活生产领域的应用，其长足发展已成必然。

（三）节能减排

计算机物联网的发展，势必会使人类的生活发生改变。因此，一些由于人类生活方式而造成的空气污染、资源浪费问题将迎刃而解。我们知道，空气污染一直是全球环保工作的棘手难题。计算机物联网技术在应对空气污染上正好发挥了是特有的功能。近些年来，已经有科研学者针对空气污染进行了合理的分析，并认为，可以通过计算机物联网技术来改善。具体是通过物联网技术，对反应空气质量的数据进行收集。与此同时，要研发出一种新型的空气实时监测系统。这样就既能通过智能的实时监测系统来进行检测工作，又能物联网技术下对空气质量数据进行自动分析、统计。

三、结论

综上所述，计算机物联网的优势显而易见。其包含多种功能，符合大数据时代的先进科技技术。就目前来看，计算机物联网在人类生活和工业中都发挥着巨大的作用。其带动着多个行业的发展，使得智能化产品走向多样化。另外，从计算机物联网在多个领域的应用可以看出，物联网技术已经逐渐成熟起来，其在未来的发展趋势十分良好。作为计算机行业的工作者，我们应该永不止步，全身心的致力于更多像物联网技术的科技项目研究。希望在不久的将来，我们能让物联网在未来发展的更为快速，让我国所自主研发的智能化设备越来越多，给我们带来更多高科技体验。

作者:谭秦红 单位:贵州省铜仁职业技术学院

参考文献：

[1]朱顺强.中国物联网发展状况分析[A].中国通信学会2010年光缆电缆学术年会论文集[C].2010年.

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关键词：智能家居；物联网；移动智能终端

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2013）07-0038-04

0 引 言

世界上最早的智能建筑是1984年在美国诞生的，这之后，加拿大、欧洲、澳大利亚和东南亚等经济比较发达的国家先后开始开发智能建筑和智能家居产品。智能家居在国外已发展了20多年，特别在一些发达国家，智能家居的普及率相当高，智能家居可以为人们提供一种高效、舒适、安全、便利、环保的家庭居住环境。在美国，盖茨的被称作“未来之屋”的豪宅堪称当今智能家居的经典之作，所有的照明、音乐、温度、湿度等，都可以根据客人的需要通过电脑任意调节；当你踏入一个房间，藏在壁纸后方的扬声器就会响起你喜爱的旋律，墙壁上则投射出你熟悉的画作；厕所里安装了一套检查身体的电脑系统，如果发现异常，电脑会立即发出警报；地板中的传感器在感应到有人到来时就自动打开照明系统，在客人离去的同时自动关闭。在国内，智能家居经历了10年的起步阶段，发展速度缓慢。这主要是因为开发技术短期内不成熟，没有形成完整的、全面的系统解决方案，主要集中在一些分散的智能家庭控制子系统的研究上，所以有必要对智能家居系统做研究和探讨。

1 智能家居的架构

智能家居作为物联网的一部分和人们的生活息息相关，是人们感受物联网最直接的方式。通过智能家居系统，人们将充分感受到物联网革命带给人们的方便、快捷与智能化。图1所示是智能家居系统的基本框架图。下面对具有集中式信息处理模块的智能家居系统作一简要介绍。

图1 智能家居系统框架

1.1 信息家电

信息家电应该是一种价格低廉、操作简便、实用性强、带有PC主要功能的家电产品。利用电脑、电信和电子技术与传统家电相结合的创新产品，是为数字化与网络技术更广泛地深入家庭生活而设计的新型家用电器。在目前的传统家电的基础上，将信息技术融入传统的家电当中，使其功能更加强大，使用更加简单、方便和实用，为家庭生活创造更高品质的生活环境，比如模拟电视发展成数字电视，电冰箱、洗衣机、微波炉等也将会变成数字化、网络化、智能化的信息家电。

1.2 信息处理模块

为了使相互独立的信息家电可以实现信息共享与协同工作，智能家居系统中必须具有专门的信息处理模块。它的功能主要是收集家庭中各个家电的工作状态和服务请求，对各种数据进行实时处理，并将结果送入功能驱动模块。随着家庭中信息家电的数量不断增加，采用分布式的控制方式将具有更高的灵活性，这是未来智能家居系统的发展趋势。

1.3 通信模块

如果说信息处理模块是智能家居系统的大脑，那么通信模块就是实现信息传导的神经。根据家庭组网的特点，通信模块常利用已有的布线（如电力载波），或者采用无线传输（如蓝牙、红外、Wi-Fi、ZigBee）等。出于不同的信息家电对传输的带宽要求不同，实际中的通信模块常采用多种方式混合组网。

1.4 功能驱动模块

功能驱动模块是信息流入、流出各个信息家电的接口。由于各个电器生产厂商的产品在功能和实现上都有很大的不同，所以必须通过功能驱动模块将信息处理模块的指令翻译成电器可以执行的电平信号，以及将电器的各种状态信息转换成信息处理模块可以理解的二进制信息。

1.5 外界信息接口模块

该模块可以看成是一个家庭通向外界（如Internet）的网关，它在家庭内部各种家电信息共享的基础上，进一步实现了基于Internet的资源共享，从而更进一步实现了共享的深度和广度，也将是未来智能家居系统发展的热点。

2 物联网技术

物联网被称为是继计算机和互联网信息产业后的第三次革命性创新[8]，物联网应用无处不在。物联网是让所有的物品都能够远程感知和控制，并与现有的网络连接在一起，形成一个更加智慧的生产生活体系。物联网技术层次由感知层、传输层和应用层组成[10]，图2所示是物联网技术的层次结构。

物联网以传感器等传感技术为基础，实现信息采集和“物”的识别，通过传输层实现数据的传输与计算，经过应用层，实现所感知信息的应用服务。

3 智能家居的主要技术

智能能家居系统应用的主要技术包括网络控制技术、通信技术和移动终端技术。

图2 物联网技术层次结构

3.1 网络控制技术

3.1.1 通过家庭网关的互联

家庭网关是智能家庭局域网的核心部分，主要完成家庭内部网络各种不同通信协议之间的转换和信息共享，以及同外部通信网络之间的数据交换功能。同时，网关一般还负责家庭智能设备的管理和控制。

3.1.2 通过外部扩展模块实现与家电的互联

为实现家用电器的集中控制和远程控制功能，家庭智能网关通过有线或无线的方式，按照特定的通信协议借助外部扩展模块控制家电或照明设备。

3.1.3 嵌入式系统的应用

以往的智能家居中，绝大多数是由单片机控制的。随着新功能的不断增加和性能的不断提升，将处理能力大大增强的具有网络功能的嵌入式操作系统和单片机的控制程序作相应的调整，使之有机地结合成为完整的嵌入式系统。

3.2 通信技术

通信技术分为有线通信和无线通信技术，大多已日臻成熟。基于ZigBee技术的智能家居无线网络系统，由于具有低成本、低功耗、较远的覆盖范围及通用性强的特点，将成为智能家居系统中的又一亮点，必将给现代智能家居系统带来一场新的变革。

3.3 移动终端技术

移动智能终端以智能手机为代表，另外还包含平板电脑、笔记本、智能电视等。移动智能终端内嵌嵌入式操作系统，目前被广泛推崇和得到迅速发展的是开放的、自由的Android系统[3]，主要应用在移动互联网方面。移动互联网是将移动通信和互联网二者结合起来的、融为一体的移动通信网络，在最近几年里，移动通信和互联网是当今世界发展最快、市场潜力最大、前景最诱人的两大业务，它们的增长速度是任何预测家未曾预料到的。

4 智能家居的主要研究内容

智能家居系统可满足个性化需求。可以按不同用户的需求，定制不同的方案。同时，也可模块化服务，以满足不同层次客户的需求。从客户需求上分析，智能家居系统的主要研究内容如下：

（1） 通过移动智能终端，如智能手机等，随时随地控制家中电器的开关和监测信息家电的工作状态。

（2） 以“情景模式”一键组合控制家电，实现场景设定。

（3） 支持上述功能的同时，同样可以使用家电原有的控制方式。

（4） 实时视频，让主人对家中的状况一目了然。

（5） 当家中发生警情时，可以自动打电话或发短信通知，并同时通知小区的物业，保安可第一时间到达现场。

（6） 网关服务器的密码以及网络控制页面的登录密码，可以随时更改，保证系统安全性。

5 智能家居通信方式比较

智能家居不同厂商产品的区别主要体现在通信组网方式上。市场上所有的产品无外乎有两种进行数据传输的方式，分别是有线方式和无线方式。

有线方式即总线控制方式，如EIB、C-Bus、H-Bus、LonWorks、SCS、RS-485等。有线方式因为需要进行布置复杂的线路，对原有建筑造成不同程度的破坏，而且维护、扩展也会带来很多局限性，所以，采用有线通信方式的智能家居产品正在逐渐被淘汰。

无线方式包括射频、载波、Wi-Fi、ZigBee、蓝牙等。本文的智能家居产品采用ZigBee组网方式，而目前国内仅有个别厂家采用ZigBee组网方式。表1所列是对各种无线组网方式的智能家居系统进行的比较。

在表1中，ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术，主要适合于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备中，同时支持地理定位功能。相对于现有的各种无线通信技术，ZigBee技术是最低功耗和成本的技术，这些特点决定了在智能家居中采用ZigBee组网是非常合适的。

6 基于ZigBee和移动终端技术的智能家居系统

6.1 系统框图和主要实现原理

基于ZigBee的智能家居系统是未来智能家居系统的主流，该系统包含终端节点、路由器节点、传感器网络用户终端、远程监控终端（如手机移动终端）等。图3所示就是基于ZigBee和移动终端技术的智能家居系统图。

图3 基于ZigBee和移动终端技术的智能家居系统

在基于ZigBee和移动终端技术的智能家居系统中，终端节点是整个网络的关键，它的作用是开启并配置无线传感器网络。网络启动成功后，通过路由器节点、网络用户终端，无线传感器网络接收各节点的信息，并处理这些数据，将有用信息通过用户交互程序显示给用户，然后接收用户指令，再通过无线传感器网络将指令传递到相应的设备终端节点。如果要通过互联网远程控制，那么传感器网络用户终端还要连接到互联网，接收来自远程智能终端的指令，起到无线传感器网络与远程终端通信桥梁作用。

6.2 系统各部分的功能

6.2.1 终端节点

终端节点主要由传感单元、处理单元、无线通信单元和电源单元四个基本单元组成，其结构如图4所示。终端节点对于网络的建立和维护没有责任。其加入网络后主要任务有两个：一是通过传感单元中的传感器，采集物理信息并进行模拟量到数字量的转换，处理单元负责信息存储和处理，并送入无线通信单元，后者通过无线网络上传；二是接收用户终端的指令，控制设备作出相应的动作。

图4 终端节点结构图

6.2.2 路由器节点

路由器节点的主要功能有两个，一是为终端设备节点提供多跳路由，二是允许新启动的节点加入网络，其作用相当于互联网中的路由器。

6.2.3 协调器网关

协调器网关是家庭控制网络的主控设备，要求必须由至少一个ZigBee网络的FFD设备组成。一方面，它主导家庭内部网络建立的整个过程，主要包括系统初始化、网络的建立、地址的分配和成员的加入、节点设备数据的更新、数据转发表、设备关联表等几个方面；另一方面，作为家庭网关和设备节点之间的桥梁，完成家庭网关和家居设备节点的通信。家庭网关对外可以提供各种远程智能控制接口，操作者可以通过手机移动终端连接到Internet访问家庭网关的相关接口，对家中的家居设备节点进行数据访问或者控制。

6.2.4 移动智能终端

移动智能终端可以是任意一台接入互联网的计算机设备，这时传感器网络用户终端充当通信桥梁。远程控制终端通过身份认证后，就可以C/S模式或者B/S模式与传感器网络用户终端进行通信，远程控制智能家庭网络。比如，我们出差长时间不在家，可通过移动智能终端远程监控家中的环境，定时打开通风设备改善房间空气环境；或者我们下班前可通过移动智能终端远程控制空调或地暖设备工作，回到家就可以享受到我们想要的舒适环境。

6.3 系统采用ZigBee技术的主要特点

（1） 功耗低。具备多种休眠模式，在待机模式下，普通电池即可支持长达数月甚至一到两年的连续工作。

（2） 可靠性高。ZigBee采用CSMA-CA碰撞避免机制，避免了数据包发送时信道的竞争和冲突。其MAC层采用完全确认的数据传输机制，设备发送出去的每一个数据包，接收设备在接收之后都必须回传一个确认信息，发送方才能开始新的传输。

（3） 网络容量大。具有星型结构、树状结构、网状结构等拓扑，一个全功能设备可以管理254个节点设备，全功能设备之间还能组成覆盖范围更大的网络，网络的最大容量可达2542个节点。

（4） 成本低。ZigBee网络的重要特点就是数据传输速率低，通信协议简单，极大地降低了组网的成本。大范围组网时，每个节点的成本可以降到3美元以下。

（5） 数据安全。ZigBee提供了完整的安全机制，有效防止网络被篡改，防止信息的截获与窃听，并提供了多种加密方法保证数据传输的安全性。

（6） 通用性。由ZigBee技术联盟主导ZigBee标准的制定与修改，并保持了设备和协议通用性和完好的开放性。

6.4 系统采用移动终端技术的主要特点

移动终端应用移动互联网，而移动互联网是将移动通信和互联网二者结合起来的、融为一体的移动通信网络。在最近几年里，移动通信和互联网是当今世界发展最快、市场潜力最大、前景最诱人的两大业务，具有广阔的应用前景。

典型的移动终端平台是Android 平台。Android是Google公司针对智能终端开发的一个平台，基于linux内核，是开放、开源的系统，其大部分应用主要是用java开发，具有很好的跨平台性。实际上，移动终端就是一个可移动的计算机。

7 结 语

本文对基于物联网技术的智能家居系统进行了研究与探讨，分析了智能家居的架构和物联网技术层次，提出了一套基于ZigBee和移动终端技术的智能家居系统。该系统采用ZigBee技术和移动终端技术，具有诸多显著特点。本文通过对通信方式进行比较后，在家居系统中选择ZigBee通信技术，通过分析说明了ZigBee技术在楼宇自动化领域具有广阔的发展和应用前景。系统在应用中选择移动终端技术，移动终端技术具有基于移动互联网和可靠的嵌入式等特点，使智能家居控制系统具有智能化和可移动性。基于ZigBee和移动终端技术的智能家居系统能将家庭中的家居设备连接到网络中，使传统家居设备具有自动化、智能化等新特征，是未来智能家居的主流发展模式。

参 考 文 献

[1] The EPCglobal Network?. Overview of Design Benefits and Security [EB/OL].[2004-09-24]. http：///documents/TheEPCglobalNetworkfromepcglobalinc_001.pdf.

[2] RUIZ L B， NOGUEIRA J M， LOUREIRO A A F. A management architecture for wireless sensor networks[J]. IEEE Communication Magazine， 2003， 41（2）： 116-125.

[3] 田森，李大和.用Android开发手机应用[J].程序员，2008（1）：25-27.

[4] 原羿，苏鸿根.基于ZigBee技术的无线网络应用研究[J].计算机应用与软件，2004，21（6）：89-91.

[5] 金纯，罗祖秋，罗风，等.ZigBee技术基础及案例分析[M].北京：国防工业出版社，2008.

[6] 王权平，王莉.ZigBee技术及其应用[J].现代电信科技，2004（1）：33-37.

[7] 宋杰，党李成，郭振朝，等.Android OS手机平台的安全机制分析和应用研究[J].计算机技术与发展，2010（6）：152-155.

[8] 刘爱军.物联网技术现状及应用前景展望[J].物联网技术，2012，2（1）：69-73.

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关键词：物联网 技术思想 应用策略 关键技术

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）02（c）-0001-02

物联网技术是社会经济发展到一定阶段，科技创新和信息技术水平发展到一定阶段的必然产物。相反的，物联网技术的出现及使用也是有效地提高社会经济发展水平的重要助力。物联网技术是融合了多种先进技术，以计算机技术为基础、融入监控技术和通信技术等重要信息技术的综合技术。物联网技术运用几乎涵盖了信息通讯技术所有的领域，包括无线技术、互联网、智能芯片技术、软件技术等，其优点表现为实用性强、使用范围广、沟通与协调功能较强等。该文通过梳理物联网技术的基本概念，重点讨论物联网技术的结构和关键技术分析，并就其在实际中的应用探讨物联网应用策略，为物联网技术的进一步发展提供理论依据，促使物联网技术能够在所有运用领域中最大限度地发挥其功能。

1 物联网关键技术分析

一提到“物联网”这个词，可能第一次接触的人马上会想到另一个词――“互联网”，理所当然地认为物联网技术其实就是互联网基础上衍生出来的新的网络概念。互联网与物联网的确在某些环境下很容易让人混淆，不仅是因槊字的相似度较高，更因为两者的技术基础相同，都是建立在分组数据技术基础之上的，以数据分组网作为他们的承载网，而业务网和承载网是相互分离，独立发展的。该文章从物联网的核心技术层机构和关键技术角度深度分析物联网技术。

1.1 物联网结构分析

物联网结构可以大致分为4个技术层次，分别是：感知识别层、网络构建层、管理服务层和综合应用层。

1.1.1 感知识别层

物联网的感知识别层主要依赖的技术是RFID无线射频感应技术、无线传感技术、GPS定位系统、传感器网络、自组织网络以及短距离无线通信技术等核心感知技术，也包括各种智能设备，比如智能手机、计算机、多媒体播放器、PAD等，前者属于信息自动生成方式，后者属于信息人工生成方式。多样化的信息生成方式是物联网的重要特征之一。感知识别技术虽然位于物联网四层网络构建中的最低端，却是物联网核心技术中最关键的一层，所有上层技术结构都以其为基础。通过感知识别技术，让事物“开口说话，生成信息”是让物理技术和信息技术建立联系的重要一环，也是物联网和互联网等其他网络的不同处之一。

1.1.2 网络构建层

物联网的网络构建层在物联网四层网络构建层中扮演的角色是联络员。重要的网络形式主要分为互联网、无线个域网、无线广域网、无线局域网以及无线城域网5种网络形式。其中物联网是各种网络构成中的核心网络、技术支持以及平台，IPv6扫清了网络终端设备在数量上的限制；无线宽带网如WiFi/WiMAX等无线宽带技术网络的覆盖范围较广；ZiBee、蓝牙以及红外等无线低速网络能够适应物联网中能力较低的节点的低速率、低计算能力、低通信半径以及低能量来源等特征；移动通信网络将成为“全面、随时、高效”的数据传输平台，其高覆盖率、方式多元化、高速实时、可移动性的数据处理特点打破了物联网多方面的局限性。

1.1.3 管理服务层

管理服务层主要解决的问题包括数据存储、信息检索、数据挖掘以及信息安全与隐私保护等四方面问题，当大量的数据信息和内容信息经过前两层――感知识别层和网络构建层的生成传输汇聚到管理服务层，如何解决上述问题将成为其考虑的主要技术难题。下面将针对上述四大问题展开探索。

（1）数据库。物联网的数据特点包括关联性、语义性、海量性、多态性等。通常情况下，我们物联网数据库将物联网数据库分为关系数据库系统和新型数据库（NoSQL数据库）两类。关系数据库系统随着时代的要求不断地发展自己以适应现代社会的数据库技术要求；新型数据（NoSQL数据库）主要应用于分布式、非关系型的数据信息存储中，通过避免连接操作的方式来提升数据库性能，并不要求数据库一定要具备确定的表模式。

（2）海量信息存储。网络存储结构主要分为三大模块：DAS――直接附加存储；NAS――网络附加存储；SAN――存储区域网络，其主要缺陷在于只能满足中等规模的商业需求，面对大规模或巨型规模的商业需求仍存在信息存储难题。数据中心实际上是一个大型的系统工程，例如：Google与Hadoop，涵盖了主要的计算机系统和通信、存储设备以及辅的环境控制设备、监控设备、安全装置以及数据通信链接等。适应了物联网数据的关联性、语义性、海量性、多态性等特点。

（3）Web搜索引擎。Web搜索引擎是：“能够在一个合理时间内，根据用户的查询关键词，返回一个包含相关信息的结果列表（hits list）服务的综合体。”在传统Web搜索引擎基础上建立的现代搜索引擎要求相关信息的更高精确性，能够主动识别并精确提取有效信息，建立多模态信息搜索引擎模式。

（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，数据信息感知能力的提高是建立在海量的数据存储和快速的搜索引擎基础上的，另一方面，智能分析能力通过多维数据分析和整合。

（5）信息安全与隐私保护。主要的安全和隐私隐患包括窃听、跟踪、诈骗、病毒、信息篡改等，主要的防护措施是物理安全机制、密码技术等。以上都是传统的网络安全问题，必须要有个非常强大的安全管理平台作为支撑，所以需要给物联网开发系统性的安全保护机制。

1.1.4 综合应用层

架构物联网的综合应用层是全结构的目的，所有前期的技术投入都是为了在实际生活中最终得到实践。同时，综合应用层实际上是一个新信息反馈的阶层，在这一阶段，物联网的缺陷将在实践中被发现并反馈，是促进物联网发展的重要环节。

1.2 关键技术介绍

通过上述内容对物联网的整体层次结构介绍，我们对关键物联网技术有了一个整体的印象，接下来将有选择地介绍几项关键物联网技术。

1.2.1 异构融合平台

实现物联网资源共享目标的重要途径之一就是经过异构融合平台。其资源共享实现的方式是：在不同网络平台共建的基础上，融合不同异构网络间的共性，保留自身特有的功能即个性的同时，形成不同异构网络间共性与自身个性之间的统一。什么是不同异构网络间共性的融合？就是建立不同的异构网络与公共通信平台之间连接，通过同骨干传输网的对接，将异构网络融合到更为宽泛的移动通讯网络中。

1.2.2 节点与终端口

该文中提及的节点，专指感知节点。感知节点的主要功能是收集事物自身的基础信息，并自动针对其基础特征和基础信息进行分类整理、分析处理以及信息储存等，有利于帮助物联网获取更全面的事物信息并@取更多本事物相关信息。在日益先进的智能标签技术、通信技术、嵌入式技术等技术的支持下，感知节点也越来越智能化，对管理对象及其外在环境进行监督控制越来越高效。

1.2.3 业务支撑

业务支撑中最重要的功能是确定物联网的各项具体业务需求，并就每项业务需求确定其需要用到的场景。主要工作流程：首先，根据业务的特性进行分类，同时界定各项业务的主要性能以及功能；其次，抽象化处理物联网现有网络资源；最后，设计结构。此结构的主要功能是支撑各项业务。

2 应用策略

毋庸质疑，在经济社会与物联网紧密结合的现代社会中，物联网一定是未来经济发展的重点领域之一。物联网将越来越多地应用于诸多领域，无论是对社会的发展进步，经济的迅速崛起，还是人们整体生活水平的改善，都会产生巨大的推动作用。

2.1 树立共享与融合的意识

在物联网往后的发展中，树立共享与融合意识至关重要。首先要明白何为融合，所谓融合，是指各相关领域之间通过一系列手段实现网络资源共享，这也是前文中屡次提及的融合问题。这种融合的目标是对未来所有的网络形式进行资源共享，扩揽各相关信息领域的不同业务活动，最终实现物联网横向以及纵向的深度和宽度融合。

2.2 加强行业与产业之间的合作

加强行业与产业之间合作的第一步，就是要实现行业之间的协调。虽然现在物联网在我国各行业的应用范围已经相当广泛，但是各相关行业之间仍然存在共享阻碍，这是由于行业间存在业务交叉，一定程度上致使物联网不能实现更好的管理和技术方面的共享。第二，加强物联网整个产业链之间的合作。实际上物联网自身也是一个非常复杂的产业链，自动控制技术、无线射频识别技术等处于产业链初端的技术指标目前已经取得了较好的发展。因此，物联网更好的发展依赖于产业链之间的联合，只有每个环节进行结合才能有效地推动物联网向更好、更健康的方向发展。

3 结语

人们经常讲：“物联网的兴起和使用，是一种新的生活方式，是一场技术领域的革命。”的确，物联网的发展影响社会的各方面，小到人们的生活方式，大到行业的兴起，甚至技术领域的创新，但是任何发展都是基于我们对物联网的美好期许与祝愿，任何技术的革新带来便利与发展的同时也带来很多困扰，我们要做的就是通过反复的思考、不断地进行技术革新以及加强各行业间的协作，来改善或弥补新技术缺陷。

参考文献

[1] 周津.物联网环境下信息融合基础理论与关键技术研究[D].吉林大学，2014.

篇5

    在研究信息服务资源整合时，首先遇到的问题是信息服务资源的概念界定。信息服务资源涵盖信息服务和信息资源两个词，但又不是两个词含义的简单叠加，而是有机结合。信息服务是通过研究用户、组织用户、组织服务，将有价值的信息传递给用户，最终帮助用户解决问题的过程。从这一意义上看，信息服务实际上是传播信息、交流信息，实现信息增值的一项活动。信息资源的概念则是有广义与狭义之分。一般来说，狭义的理解认为，信息资源是人类社会经济活动中经过加工处理并大量积累起来的有用信息的集合。广义的理解认为，信息资源是人类社会信息活动中积累起来的信息、信息生产者、信息技术等信息活动要素的集合。综合前面信息服务的概念，信息服务资源是以服务为目的，由信息内容这一核心要素和与之相关的信息设备、信息网络、信息技术、信息人员等支持性要素组成的信息资源。

    2　整合港口信息服务资源的必要性

    2.1　我国港口的发展历程

    我国港口的发展经历了三个阶段，现正向第四个阶段迈进(见表1)。

    2.2　第四代港口的发展要求

    目前，国际上关于第四代港口的描述，主要是根据联合国贸发会《港口通讯》1999年第19期上发表的《第四代港口》文章，认为第四代港口主要处理的货物是集装箱，发展策略是港航联盟与港际联盟，生产特性是整合性物流。然而，随着经济的发展和互联网技术的普及，“第四代港口”的内涵出现了新的变化。宁波市交通局副局长孙时光2009年在首届亚太经合组织港口服务网络港口发展大会上指出，“第四代港口”在兼容“第三代港口”功能的基础上，作为全球供应链中的一个环节，强调港口之间互动以及港口与相关物流活动之间的互动，满足运输市场对港口差异化服务的需求，提供精细化的作业和敏捷的服务，以形成柔性港口，促使与港口相关的供应链各环节之间的无缝连接。

    由此可见，未来港口的发展，更加强调港口自身成为客户供应链中的一个重要环节，即港口从静态的、节点型的角色转变到动态的、网络型的角色。无论是港口空间上的相互关联、对客户的差异化服务，还是精细化作业、快速反应的柔性化要求，都使得第四代港口更加强调物流和信息流的快速运行。在更大范围内实现信息服务资源的整合与共享，势在必行。

    3　港口信息服务资源的整合层次

    港口信息服务资源的整合是增强港口竞争力的关键，根据信息服务资源的内涵，结合第四代港口的发展特点，港口信息服务资源的整合可分为三个层次：战略层次的跨港信息整合、战术层次的业务信息融合和技术层次的平台信息聚合。

    技术层次：技术是军事打击中的基本技能，需要在战术中综合运用，发挥威力。它在取得整个战争的胜利中居于基础地位，正因为是基础，所以十分重要。港口信息整合的“平台信息聚合”，就是运用先进的信息技术对港口信息服务资源进行整合。但技术具有易得性，在短期内能够学会，难以构成港口独特的竞争优势。

    战术层次：战术是决策者在中观层面运用创造性思维对技术进行综合运用。业务信息融合，就是着眼于以港口为重要环节的整条供应链的整合。只有港口各部门与企业及其上下游的业务整合完毕后，信息才能在此基础上做到实时更新、双向沟通。战术成功固然可以大大提升整合效果，但是相对战略而言，其作用还是有局限的。

    战略层次：战略是在非常宏观的层面上统筹整个战争，受到多方面因素的影响，如自然地理环境、国际政治环境等外部环境的制约。在全球一体化的今天，信息服务资源的整合不能把视角仅仅局限于单一的某个港口，而是还要观察世界港口大的走势。港口产业群的融合是一种趋势，跨地区的港口信息整合才可能在更大的层面上赢得成功。

    4　国外著名港口的信息服务资源整合状况探究

    

    4.1　新加坡港：整合高效的港航物流及贸易平台

    目前新加坡有超过350个应用系统，其主要系统有PORTNET负责对外的电子数据通讯与交换。PORTNET所提供的服务十分强大，主要包括船舶靠港时程、货柜、货物清单、货物追踪及化学危险品数据库查询和货柜舱单、危险品申报、靠港申请及出港时程预报等通关自动化，并通过贸易网络TRADENET实现了关贸网络相连，还可与政府国贸及签审机关作数据交换。此外，除了政府提供的公众网络外，物流企业也都先后斥资建成了电脑技术平台。通过技术平台，客户不但可以下订单，在托运的货物进入公司运行以后，客户还可以随时了解所交运货物即时的空间位置，了解货物当时所处的运送环节和预计送达的时间。

    新加坡在供应链整合方面也有先进之处：新加坡港物流发展具有供应链物流中心和联合型物流中心两种模式的特点。供应链物流是由港口物流企业与航运物流企业在优势互补的基础上，各方分工合作，共同投资组成的；物流分工明确、集约经营。联合型物流中心是由港口与保税区或者与所在城市共同组建的物流中心，使港口与加工业联合发展，业务衔接良好。

    4.2　鹿特丹港：政府和企业共享港口物流信息

    鹿特丹港的港口物流发展模式属于地主型物流中心模式。这种模式的特点主要有：一是由政府统一规划、建设和管理，租赁给企业自主经营；二是港口配套设施齐全，储、运、销形成一条龙服务；三是港口物流中心规模大，专业化程度高；四是港口工业发展迅速，已形成物流链。

    鹿特丹港还一贯重视信息化建设，并关注港航物流企业的利益诉求。自2004年起，鹿特丹一改之前复杂繁琐的港区系统，启用了简单易行的鹿特丹港业界共享系统，从商务、航运、港口、港务局四个方面，针对收发货人、船公司、码头企业的需求提供信息服务。一家名为Port Infolink的公司就专门为鹿特丹港建立了经济有效的信息共享系统。该系统由750多个企业及机构共享，平均每月信息流量为30万个，当中包括电子数据互换及互联网服务等。业界共享系统已成为鹿特丹港口不可或缺的现代化设施，是该港口网络化及完善腹地连接之后的第三大竞争优势。

    4.3　组合港代表——纽约·新泽西港

    纽约港和新泽西港分别隶属于美国的纽约州和新泽西州，因此两港早期发展并没有整体的合作规划，甚至两州政府就港口和航道边界问题还争论不休。后来随着货物吞吐量的急剧增加，两州政府为了提高港口资源利用效益，共同协商组建了联合港务局进行统一管理。其联合港务局 即纽约·新泽西港务局的主要任务是促进和保护纽约及新泽西港口地区内的商业业务，负责监管两州的陆、海、空运输网络系统。如实现两港公共基础设施的统一建造和维护，两港信息系统的建设与维护等。此外，港务局还协调港口的整体发展，使两港分工明确，各发挥其所长。

    纽约·新泽西港的港口合作脚步还不止于此。纽约水网密布，内河水运源远流长，但多年来侧重公路运输，水运积累的问题不少，如船型增大、河道变得狭窄。而在这一领域，鹿特丹港有丰富的经验，于是2001年纽约·新泽西港与鹿特丹港签约，共享鹿特丹港多年来的内陆航运与物流分拨经验。正是在与相邻、先进港口的密切合作中，美国的纽约·新泽西港才得以长足进步，逐渐成为了北美重要的海运集散中心。

    5　国外先进港口的信息服务资源整合经验借鉴

    5.1　战略层次的借鉴：港口一体化

    从纽约·新泽西港的发展历程可以看出，港口唯有合作才能持续发展。港口发展也是信息服务资源整合的意义所在，否则，整合就是无源之水无本之木。纵观我国，共有环渤海、长三角、珠三角、东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，内部合作还很欠缺。其中，珠三角港口群毗邻香港国际航运中心，以广州港和深圳港为主导，发展迅猛。但相同的地缘条件导致不同层次港口间的竞争日趋激烈。环渤海港口群，最具发展潜力，但内部的天津港、大连港和青岛港之间的竞争多于合作。

    纽约·新泽西港的合作经验有下面几点值得我们借鉴：(1)统一协调、广泛合作。为缓解港口之间的竞争关系，必须有联合的权威机构采取相应的政策方法进行协调，把握方向，纽约·新泽西港务局就是榜样。港口的一体化除了基础设施、信息系统的统一规划外，还体现在优势互补，交流先进经验上，同时可以对港口进行整体宣传，提高港口群整体知名度，形成区域品牌。(2)自负盈亏，保持港口运营的活力。纽约·新泽西港的建设就是港务局通过销售债券的方式集资，不依赖于政府的预算，呈现出自丰经营、自负盈亏的特点。限于我国国情，港务局不独立于政府，但我国政府仍可只在对影响港口群整体利益的方面进行干涉，从而保证港口运营的自主性，营造合理公平竞争的环境，为港口发展带来活力。

    5.2　战术层次的借鉴：供应链整合

    港口信息服务资源的整合需要业务整合先行。物流供应链的四个子系统即航行作业系统、装卸作业系统、堆存作业系统、集疏运系统必须互相协同配合才能保证港口物流运作以最大功效顺利进行，形成最大的吞吐能力。港口供应链整合的核心在于并不只局限于某一环节、某一子系统的整合，而应克服各环节之间、子系统之间的摩擦和内耗，实现港口物流全过程的协同。

    新加坡港的联合策略，鹿特丹港的一体化策略都给我国港口的供应链整合带来启发。一个完整的物流链可能包含海运、港口、铁路、公路甚至航空等多种运输方式，涉及到海关、商检、金融等诸多部门，这些部门既有竞争又有合作。要发展好港口物流，必须取得政府支持，在政府的统一协调下，加大力度对港口物流所涉及到的产业进行整合，积极引导传统运输企业向物流企业转型，对各种不同的运输方式的经营者通过建立行业协会或合资、合作经营等方式，加强彼此间的沟通与协调，建立利益共同体，规范竞争秩序，充分发挥各种运输资源的合力，保证物流链的通畅和高效运行，促进物流规模的不断扩大。

    5.3　技术层次的借鉴：平台建设及技术更新

    (1)进行平台建设。由新加坡港和鹿特丹港的信息技术应用可知，港口信息服务资源的信息化的整合有赖于信息集成平台的建设。信息集成平台的建设需遵守“自上而下”和“自下而上”相结合、“系统开发”与“标准研制”相结合的原则。也就是说，平台建设要有统一的规划，有统一的标准，同时，需建立网络基础设施平台、港口空间基础信息平台、港口内部管理信息平台、港口公共服务信息平台和面向社会的电子商务平台等完善的平台集成网络，使数据可以灵活交换与共享。此外，平台建设也要充分利用已有信息资源，避免重复建设和资源浪费。