物联网通信技术的研究方向精选(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篇物联网通信技术的研究方向，期待它们能激发您的灵感。

篇1

关键词：智能电网 物联网 智能通信技术

中图分类号：E965 文献标识码：A 文章编号：

现代社会，电力资源是人类不可或缺的能源，但当今社会，能源短缺与环境问题日益突出，发展智能电网是解决上述问题的有效手段。世界上诸多国家重视智能电网的建设，虽采用的建设模式有所不同，但是物联网通信技术已然被很多国家所采用。在电力需求与电力技术研发的双重作用之下，物联网通信技术在智能电网中的应用愈加广泛，并且大有迅速热遍全球之势，应对物联网技术在智能电网中的远大前景，相关领域的研究更有深远的意义。

1 智能电网、物联网概念简述

1.1 智能电网

通过采用现代化的信息手段，实现电网诸多系统，如发电、输电、配电、供电、售电、用电等环节的智能交流，可以将这样的电力网络称之为智能电网。一般而言，智能电网存在如下诸多优势：能够实现自我修复；能够有效抵御外来袭击；能够对用户形成激励，促使他们主动参与电网运作；完善电力系统，减少电量损失；优化资源设置，有效降低电网运行资本；实现对多种发电及蓄电形式的容纳；推动电力市场的繁荣发展。

1.2 物联网

随着科技的不断发展，物联网已然成为互联网不可或缺的组成部分。物联网的概念是由美国教授Kevin Ashton于1999年所提出，经过一定发展，在2005年于威尼斯所召开的信息社会世界峰会上，物联网概念最终形成。通俗而言，物联网是“物物相连的网络”，它的形成需要特定的感知元件，如传感器、射频识别、二维码等，通过对基础网络的运用，实现人与物或物与物间的互联。随着通信技术的不断发展，物联网通信时代已然到来，近乎世界上的所有物体，都可以通过互联网实现交换。

2 物联网的诸多用途

随着现代信息化网络技术的推广，作为网络技术重要组成部分的物联网技术也有颇为广泛的用途，现简略介绍如下。

2.1 智能物流

物联网通信技术在物流领域的应用，以智能配送的可视化管理网络、全自动的物流配送、网络化信息共享平台为主，因为采用了可供分析与模拟的软件，从而形成供应链网络，无论是企业生产地点的确定、采购地点的设置，还是库存分配战略的制定，都能有效地降低配送成本，改善服务质量。

2.2 智能电网

将物联网通信技术广泛应用于智能电网的诸多环节，实现对电力交换情况的改善，以及电网利用率的提升。有了物联网通信技术，能够有效接收风能发电、太阳能发电等分布型的能源进入电网，实现对主网的补发电。我国现阶段已开始实施阶梯性电价，因为智能电网能够实现对用户电力负荷的实时监控，这给用电户提供了自行选择电价及能源类型的权利。

2.3 生态监视

物联网通信技 术还可应用到生态监视领域，如城市大气、饮用水源地、生态补偿等。通过对RFID技术以及视频感知、声学、光学、生物、化学、红外、卫星等传感器的使用，从而实现对监控领域的全面感知，再将所得信息进行传输，利用生态分析、决策支持系统、云计算等智能系统进行处理，从而实现对应用领域的智能监视。

2.4 电子保健

在医疗保健领域，医疗信息化得以体现，这离不开物联网通信技术的普遍应用。电子病历、医学图像存档、通信系统、微机医嘱录入系统与微机临床决策支持系统的广泛应用，能有效减少医疗差错，实现对医疗成本的监控管理，维护病人的隐私，有效延长病患医疗记录的寿命。与上述内容相配合的，还有门诊管理系统、临床信息系统、住院管理系统、物资管理系统、药品管理系统、财务管理系统、人事管理系统、OA管理系统等，从而形成医院的整体信息系统，保障医院医疗的信息化。

2.5 智能交通

世界交通问题令人堪忧，每年因交通事故及交通堵塞所造成的经济损失是极为惨重的，而尾气排放所造成的环境污染也愈加困扰着人们。与传统的交通管理相比，实行智能交通管理，能够有效地减低交通事故的发生率，减少交通堵塞的发生，实现对交通的有效监管，从而减少车辆尾气的排放。

3 物联网技术在智能电网中的应用

3.1物联网关键技术

物联网中主要涉及到的是射频识别技术、无线传感器与聚合技术。射频识别技术是一种自动识别技术，能够通过射频模式信号来自动识别对象，实现对相关数据的获取与采集。极具代表性的是RFID系统，它由电子标签、信息读写器及信息处理系统三部分组成，其工作原理按如下步骤进行：在通过特定的信息读写器之时，物品上所带有的电子标签会被读写器所激活，标签所携带的信息将被无线电波所传输，送至读写器及信息处理系统，实现对相关信息的自动采集。

无线传感器是常用的器件及装置，能够对预定指标进行感知，并依据特定规律将其转换成可用信号。一般而言，无限传感器由敏感元件及转换元件两部分组成。随着现代科技的不断发展，纳米技术及MEMS技术被广泛应用，无线传感器的智能化日益凸显，对物联网智能环境的实现起到巨大推动作用。通过采用一定协议技术，可以为不同无线传感器分配特定的IP地址，形成良好的基础网环境，实现多层传感器间网络信息的融合。无线传感器与聚合技术的应用，形成了新型的网络连接技术，具有低速率、低功耗与短距离传输的优势。

3.2 应用物联网的网络架构

在智 能电网中应 用物 联网智 能 通信技术，网络架构表现为三个层面，即感知层、网络层与应用层。通过感知层，采用以RFID为主的技术手段，来采集智能电网中诸多环节的有用信息。通过网络层，以智能电网中的光纤网为主、线载波通信网为辅，实现对感知层所获取的各类信息的传输，这样的传输可以在广域和局域范围内进行。通

过应用层，实现物联网与电力行业专业技术的深度融合，从而实现对电网的决策、监控以及服务的智能化管理。

3.3 发展前景

对于电网企业而言，智能用电的海量数据也是一种巨大的财富，对于这些数据内在价值的挖掘，是智能用电领域的重要研究方向之一。因为从这些用电数据上，我们可以大体领略到社会的经济发展水平，可以了解用电户的消费能力与社会属性。如通过对长期不用电的家庭数量的统计，我们可以得出该城市房屋的空置率；通过对用户电费缴纳情况的分析，可以得出该用户的信用度。通过采用物联网智能通信技术，对电网企业所获得的数据进行加工处理，以实现其自身价值的挖掘，还可以为政府及社会其他行业提供有用数据，从这个角度讲，电网企业实现了仅是能源服务企业的突破，也成为依据数据分析创造价值的企业。

智能用电在园区、社区及楼宇间的推广是一种必然的趋势，将覆盖到整个城市，形成一种智能能源网络，这便于人们对绿色低碳的生活方式与生活环境的构建，也有益于诸多社会功能的完善与拓展。因为有对互联网、物联网以及云计算等诸多信息通信技术的综合采用，面向整个城市的基础管理网络形成，能够实现对医疗、交通、城市服务、公共安全等诸多领域的支持，从这一角度而言，智能用电又对城市能源管理有巨大的意义。

对物联网智能通信技术的应用前景进行展望，除了要继续加深在智能电网领域的实践之外，还要依据国际智能用电的相关标准，积极与他国进行实际交流，相互借鉴经验，探讨增进领域发展的策略，以实现智能用电的全球化发展。

4 结语

物联网智能通信技术推动智能电网整体发展的重要手段，对智能电网的研究突破，不能忽视了这种通信技术的实践与运用。智能用电呈现全球化的发展趋势，对智能用电的研究工作，如果只局限在国内，不与国际的同行交流与合作，那将无异于闭门造车，是不利于我国智能用电领域的整体的发展的，正因如此，加强该领域国际间的合作与交流是必须的。

参考文献

[1] 王永干.推进信息化领域的行业融合 促进智能电网发展[J].电网与清洁能源，2010(3).

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关键词：物联网；网络；信息；理论；技术

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 14-0000-01

物联网是新一代信息技术的重要组成部分。其英文名称是“The Internet of things”，顾名思义，物联网就是物物相连的互联网。这包含两层意思：（1）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；（2）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。

物联网通过智能感知、识别技术与普适计算、泛在网络的融合应用，被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网是互联网的应用拓展，与其说物联网是网络，不如说物联网是业务和应用。因此，应用创新是物联网发展的核心，以用户体验为核心的创新2.0（即Innovation 2.0，是面向知识社会的下一代创新）是物联网发展的灵魂。

物联网用途广泛，遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、环境监测、路灯照明管控、景观照明管控、楼宇照明管控、广场照明管控、老人护理、个人健康、花卉栽培、水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等多个领域。

从中国物联网的市场来看，至2015年，中国物联网整体市场规模将达到7500亿元，年复合增长率超过30.0%。物联网的发展，已经上升到国家战略的高度，必将有大大小小的科技企业受益于国家政策扶持，进入科技产业化的过程中。从行业的角度来看，物联网主要涉及的行业包括电子、软件和通信，通过电子产品标识感知识别相关信息，通过通信设备和服务传导传输信息，最后通过计算机处理存储信息。而这些产业链的任何环节都会开成相应的市场，加总在一起的市场规模就相当大，可以说，物联网产业链的细化将带来市场进一步细分，造就一个庞大的物联网产业市场。所以，想要更好地应用物联网就需要抓好基础理论和关键技术的研究。

一、物联网的基础理论体系研究

物的属性决定了物联网的特性。感知性、智能性、自组织性对于物联网的拓扑结构和网络测量、网络控制影响较大；生态系统特性对物联网的类型、规模和演化方式影响较大；生命周期特性对物联网的健壮性、安全性与可用性影响较大。

物联网是联系自然界和人类社会的复杂网络，普遍存在小世界现象、无标度特性、健壮性、安全性、动态随机性、统计分布性和进化稳定性。有关复杂网络的综述和研究在2005年后不断涌现。研究内容主要包括非线性动态复杂网络系统（物理系统、互联网和相关社会网络）、网络科学理论框架、复杂性与普适性、动力学同步与控制方法等。物联网具有广泛的学科交叉性，研究其规律必然涉及众多学科的背景知识和基础理论。物联网的自反馈特性、“3C”技术特性可以利用现代控制论、现代通信理论、云计算理论进行研究；其复杂网络特性和复合生态系统特性可以利用网络科学、数学物理、系统工程、复合生态系统等理论进行研究。

二、物联网的关键技术研究

物联网涉及的新技术很多.其中的关键技术主要有RFID标签技术、传感器技术、网络通信技术和嵌入式系统技术等。

（一）RFID标签技术。RFID标签技术是融合了无线射频技术和嵌入式技术为一体的综合技术，RFID在自动识别、物品物流管理有着广阔的应用前景。

完整的RFID系统由电子标签、读写器和数据处理系统组成。当读写器扫描贴有电子标签的物体时，标签被读写器激活通过无线电波将标签中携带的数据传送到读写器再由读写器传送到数据处理系统，完成数据的自动采集工作。数据处理系统根据需求做出相应的数据控制和处理工作。

（二）传感器技术。传感器技术是计算机应用中的关键技术。众所周知，到目前为止绝大部分计算机处理的都是数字信号。自从有计算机以来就需要传感器把模拟信号转换成数字信号计算机才能处理。作为摄取信息的关键器件，传感器是现代信息系统和各种装备不可缺少的信息采集手段。

如果把计算机看作处理和识别信息的大脑，把通信系统看做是传递信息的“神经”系统的话，则传感器就是感觉器官。所渭传感器，是指那些对被测对象的某一确定的信息具有感受（或响应）与检出功能。并使之按照一定规律转换成与之对应的输出信号的元器件或装置。离开了传感器对被测的原始信息进行准确可靠的捕获和转换，一切准确的测试与控制都将无法实现

（三）网络通讯技术。传感器的网络技术分为两类：近距离通信技术和广域网络通信技术。在广域网路通信方面。互联网、2G/3G移动通信、卫星通信技术等实现了信息的远程传输，特别是以IPv6为核心的下一代互联网的发展，将为每个传感器分配IP地址创造可能，也为物联网的发展创造了良好的网络基础条件。

通信网络技术为物联刚数据提供传送通道，如何在现有网络上进行增强，适应物联网业务的需求（低数据率、低移动性等），是该技术研究的重点。物联网的发展离不开通信网络，更宽、更快、更优的下一代宽带网络将为物联网发展提供更有力的支撑，也将为物联网应用带来更多的可能。

（四）嵌入式系统技术。嵌入式系统技术是综合了计算机软硬件、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。经过几十年的演变，以嵌入式系统为特征的智能终端产品随处可见；小到人们身边的MP3，大到航天航空的卫星系统。嵌入式系统正在改变着人们的生活，推动着工业生产以及国防工业的发展。如果把物联网用人体做一个简单比喻，传感器相当于人的眼睛、鼻子、皮肤等感官，网络就是神经系统用来传递信息，嵌入式系统则是人的大脑，在接收到信息后要进行分类处理。这个例子形象的描述了传感器、嵌入式系统在物联网中的位置与作用。

在信息社会的信息基础之下，物联网为我们国家的信息传播拓展了新的疆界，物联网代表着人们生活方式的转变。根据物联网的内涵可知，要真正实现物联网需要感知、传输、控制及智能等多项技术。物联网的研究将带动整个产业链或者推动产业链的共同发展。RFID标签技术、网络通信技术、传感器技术与嵌入式系统技术的研究与应用，将直接影响物联网的发展与应用，只有综合研究解决了这些关键技术问题，物联网才能得到快速推广，造福于人类社会，实现智慧地球的美好愿望。

参考文献：

[1]王瑞刚.物联网主要特征与基础理论研究[J].计算机科学，2012，S1.

[2]李旭港.物联网的关键技术与应用前景[J].魅力中国，2010，27.

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关键词：5G 关键技术 网络 移动通信

中图分类号：TN92 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）11（c）-0066-02

第五代移动通信的设计框架涵盖愿景、场景、能力、设计理念、核心技术等多个方面，以“柔性、绿色、极速”为网络愿景。目标场景包括移动互联网、工业互联网和车联网等。为实现上述愿景和场景目标，从两个方面定义了5G能力：一是速率、时延、密度和移动性等性能指标，二是频谱效率、能效效率以及成本效率等效率指标。为了实现这些目标和能力，需要全面定义5G设计原则，涉及香农理论、蜂窝、信令控制、天线、频谱、协议和空口等。用户中心网络UCN和软件定义空口SDAI两个核心概念被明确作为5G系统解决方案的基础，这里UCN通过RAN架构和功能重定义，尝试提供一个拥有公共的高层协议的统一的无线接入架构，而SDAI通过空口不同功能模块的重定义，提供一个具备面向各种差异化业务和场景的定制能力的统一空口。UCN和SDAI中关键技术的性能将被评估和测试，并考虑频谱策略和测试测量技术，以验证5G解决方案是否能达到5G能力目标。

1 5G关键技术

1.1 超密集组网技术

超密集组网将是满足未来移动数据流量需求的主要技术手段。其能够解决5G中提出的无线数据速率提高1 000倍的问题，提高空间谱利用率及增强室内覆盖等问题。随着蜂窝小区覆盖面积的变小，最优站点的位置可能无法得到，同时小区进一步分裂难度增加，只能通过增加站点部署密集度来进行改善，超密集组网通过更加“密集化”的无线网络基础设施部署，获得更高的频率复用效率，从而在局部热点区域实现百倍量级的系统容量提升。其典型应用场景主要包括：办公室、密集住宅、密集街区、校园、大型集会、体育场、地铁、公寓等。随着小区部署密度的增加，超密集组网将面临许多新的技术挑战，如干扰、移动性、站址、传输资源以及部署成本等。为了满足典型应用场景的需求和技术挑战，实现易部署、易维护、用户体验轻快的轻型网络，接入和回传联合设计、干扰管理和抑制、小区虚拟化技术是超密集组网的重要研究方向。

目前，需要研究适应动态变化的网络动态部署技术、站点的密集部署将需要庞大而且复杂的回传网络，而如果采用有线回传网络，将会导致网络部署的困难和运营商成本的大幅度增加。因此，为了提高节点部署的灵活性，降低部署成本，利用和接入链路相同的频谱和技术进行无线回传传输，是解决这个问题的一个重要方向。无线回传方式中，无线资源不仅为终端服务，而且为节点提供中继服务，使无线回传组网技术非常复杂，因此，无线回传组网关键技术，包括组网方式、无线资源管理等是重要的研究内容。

1.2 D2D技术

随着科技的进步，用户终端的类型也越来越多，其支持的无线通信能力也随之增强，除2G、3G、4G之外，还可以通过Wi-Fi、bluetooth、LTE-D2D等技术来实现终端设备间的直接通信。此外，通过对上述通信技术的协同融合，还可衍生出更多新的应用场景来提升用户体验。

常见的应用场景包括车直接通信、终端间协作通信和数据共享网络等。其中，对于车直接通信：未来车联网不仅包括车与网络之间的远程通信，还包括车车、车路、车人（V2V， V2I，V2P，统称V2X）的频繁交互的短程通信。对于终端间协作通信：在未来无线通信中，不仅网络侧可以相互协作，终端之间也可以相互协作，通过临近终端之间的短距离技术连接，终端之间可以协作互助，互相中转数据。对于数据共享网络：在基站节点的协助下，终端可自发组织建立起互相之间可直接进行数据传输的自组织网络，来进行数据业务的共享。

1.3 massive MIMO技术

MIMO系统通过在发送端和接收端设置多个天线，形成MIMO通信链路。其可以在不增加带宽的情况下增加系统的传输性能。面对5G在传输速率和系统容量等方面的性能挑战，天线数目的进一步增加仍将是MIMO技术继续演进的重要方向。在实际应用中，通过大规模天线，基站可以在三维空间形成具有高空间分辨能力的高增益窄细波束，能够提供更灵活的空间复用能力，改善接收信号强度并更好地抑制用户间干扰，从而实现更高的系统容量和频谱效率。大规模天线技术的研究内容主要包括：应用场景与信道建模、传输与检测技术、信道状态信息测量与反馈技术、覆盖增强技术、资源管理技术等。

1.4 新型多址技术

未来移动通信中，移动互联网和物联网将成为未来移动通信发展的主要驱动力，5G不仅需要大幅度提升系统频谱效率，还需要具备支持海量设备连接的能力。此外，在化系统设计及信令流程方面也提出了很高的要求，这些都将对现有的正交多址技术形成严峻挑战。新型多址技术主要包括：SCMA，PDMA和MUSA，其通过多用户信息在相同资源上的叠加传输，在接收侧利用先进的接收算法分离多用户信息，以有效提升系统频谱效率，并增加系统的接入容量。

1.5 毫米波技术

毫米波频段一般为30～300 GHz，其具有波长短、频带宽、波束窄、保密性好、传输质量高、全天候通信等特点，可以有效解决高速宽带无线接入面临的许多问题，因而在短距离通信中有着广泛的应用前景。在频谱资源紧缺的情况下，采用毫米波通信能够有效提升通信容量。由于5G的超密集网络，基站间距可能不到200 m。而毫米波具有波束窄的特点，具有很强的抗干扰能力，加上空气对毫米波吸收的因素，可以有效减小对相邻基站间的干扰。

2 结语

5G（第五代移动通信技术）是面向2020年之后的新一代移动通信系统，随着通信技术的不断发展和我国LTE的正式商用，为了满足未来无线数据传输爆炸式的增长，面向未来提供更高速率、更好用户体验的下一代无线通信技术（5G）已经成为了通信业界关注的重点领域。我国应积极参与对5G通信技术的研究，持续推进5G重大专项，加快推进5G研发和商用进程，打造政、产、学、研信息共享平台，及时整合并5G相关领域国内外研发进展最新动态，引导国内相关企业、研发机构及高校在5G各自的优势领域集中发力，寻求5G关键技术的全面突破。

参考文献

[1] 秦飞.演进与创新的5G技术路线[J].电信网技术，2013（9）：11-15.

[2] 冯岩.5G研发争分夺秒[J].中国无线电，2014（1）：32-34.

篇4

【关键词】异构无线网络；无线传感网络；移动通信网络；网络融合

文章编号:ISSN1006―656X(2013)06 -00098-01

一、异构无线网络融合现况

随着信息社会发展的突飞猛进，信息交换已经变成人们生活中不可或缺的重要部分，已经从基本交换需求发展到了便利交换需求。现在，已经有几十种异构无线网络开始投入使用，无线通信技术在进20年内的发展异常繁荣。蓝牙、RFID、UWB、GSM、CDMA2000、HSDPA、T-DMB、DMB-T、EDGE、UMTS、DECT等技术已投入商用，还有一部分比如LTE、wirelessHD、WSN、802.16M和802.20等，也将在不久的将来进入商用。这些无线通信网络被统一称为异构无线网络[1]（Heregeneous Wireless Network）。

对于不同的目标用户和应用场景，选择不同的异构无线网络，尤其是GSM、CDMA2000、GPRS、EDGE、WiMAX、UMTS和PHS等无线网络在全球不同国家和地区有着广泛的时长应用。但是，由于它们彼此互不兼容，从高层的控制和资源管理技术到底层的计入方式都互不相同，这使得电信运营商们需要绞尽脑汁地思考如何才能整合异构无线网络资源从而降低运营成本；而用户常常需要手持多个适用于不同网络的终端，才能保证不同网络间的业务不中断，这给用户和电信运营商造成了很大的困扰。

二、异构无线网络融合的特征

异构无线网络融合是个崭新的概念――在一个通用的网络平台上提供多种业务，尽可能将各种类型的无线网络融合起来，是研究人员一直追求的目标。蜂窝网络与Ad hoc网络的融合、3G网络与无线局域网（WLAN）的融合，都是异构无线网络融合的表现模式，其主要特征就是能够提供多种无线接入技术，使其能相互操作、相互补充，实现异构互连和协同应用，从而极大地提高彼此间的网络性能。

未来异构无线网络融合的主要特征如下：

（一）融合性。

未来的无线异构网络必须能给用户提供更加高速的带宽和更加多元化的业务体验，从而满足用户对于个人通信、网络业务、广播和娱乐等的需求。

（二）全IP性。

随着业务和技术的发展，对IP网的业务需求不断增加，体现在业务的IP化、网络的IP化。软交换IP化已经开始实施，传统的电信网络，以及3G电路域和信令网也具有IP化趋势。此外，全IP性将大大减少异构网络融合的工作量。

（三）移动性。

无线通信领域已经明显呈现出移动化和宽带化的发展趋势，即移动通信向着宽带化方向发展，而宽带的无线接入则向着移动性方向发展。B3G标准化的加速和推进、WiMAX的应用和推进使得这一趋势成为可能。。

（四）异构性。

各种接入技术层出不穷，其自身特点也不尽相同，而由多种网络组成的无线异构网络必须对接入技术取长补短、多种接入技术相互协作，从而提高网络整体资源的利用率，为用户提供更高速的带宽。所以，异构性必定是下一代无线网络的基本特征之一。

三、无线传感器网络与移动通信网络融合的关键技术分析[2]

物联网的发展带动了无线传感器网络与移动通信网络的异构融合，两者融合也是物联网进一步发展急需解决的问题之一。本文将从无线传感器网络与无线通信网各自结构特点出发，针对移动通信网络和无线传感器网络的网络结构和协议栈的差别，对两网融合的网络融合技术、业务融合技术两部分进行详细的研究分析。

（一）网络融合技术

网络融合技术是网络最基本的研究方向，基于移动终端作为汇聚节点的无线传感器网络的路由选择机制设计：研究在终端移动的过程中如何使网络寿命最长、协议的可扩展性等。预测移动终端用户的移动行为，设计无线传感器网络协议并分析性能（如：网络生命周期、传输时延、传感器节点的开销等）：研究基于地理信息位置的移动行为预测和基于网络拓扑的移动行为预测，使整个网络能在传感器节点激活量最少的情况下有效地跟踪到汇聚节点，保持畅通的传输路径，并保证通信路径质量可靠。

（二） 业务融合技术

1.基于无线传感网和移动通信网融合的业务应用协议研究[3]

此研究主要在应用层中展开，为简化应用开发，可以首先从统一的业务应用协议开始入手，此协议是与通信方式无关的面向全网应用的end-to-end协议。

2.基于无线传感器网络和移动通信网融合的移动终端研究

移动终端是将移动通信网络与无线传感器网络相联接的主要设备，同时承载了移动通信网的业务（如：公众业务、M2M业务等），因此，基于两网融合的M2M业务的移动终端必须做到以下几点：

在通信技术上，随着网络无线接口技术的发展，GSM、3G等移动通信网络与无线传感器网络互连，就必须要求该移动终端支持如Wimax、Zigbee、Wifi等多种无线接口技术。

在接口上，该移动终端必须能够提供串口、无线、USB等多类数据采集接口，从而能从各种机器终端获取所需的数据。

在业务上，该移动终端不仅必须具有数据采集、存储、处理、中转和转发的功能，还需具有执行无线传感器网络的重配置、运行、组织等管理功能，此外，还可以支持GSM、3G等具有的公众业务。

四、结束语

本文首先介绍了无线异构网络的基本特性和关键技术，然后从无线传感网络与移动通信网融合的角度分别对两网做了简要介绍，再从两网自身特点分析两网融合的关键技术。通过对现有技术的不断完善，从而加快两网融合步伐，促进物联网技术蓬勃发展，为下一代网络的发展提供可靠支撑。

【参考文献】

[1]R Berezdivin,R Breining,R T Raytheon.Next-Generation wireless communications concepts and technologies.IEEE Comunication Magazine, 2002,40(3):108~116

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关键词：电梯；远程监控；物联网

引言

随着经济的快速发展，城市化进程加快，高层建筑群越来越多，电梯的保有量也随之增长，电梯的安全问题也日益突出。传统的靠维保人员去发现故障和检测故障的方式，一方面会增加维保人员的工作强度，降低效率，另一方面也会增加企业的运营成本。

电梯物联网是综合了互联网技术、移动通信技术等多种信息技术，实现电梯、厂家、客户、维保及政府部门之间的信息共享和数据交换，提升电梯的安全性、可靠性，降低电梯故障率。

1 物联网架构

物联网技术的层次由传感层、传输层和应用层3个层次组成：

第一层：感知层。核心竞争力的网络的整体感知，以电梯NFC和RFID，传感器和其他传感器技术为基础，实现信息采集与识别，其关键在于有更准确、更全面的感知。

第二层：传输层。移动通信网络的广泛覆盖是实现网络基础设施，通过现有的互联网、通信网和各种接入网和专用网，实现数据的传输和计算，关键在于网络和应用特性的优化和改进，形成协同传感网络。

第三层：应用层。提供丰富的基于互联网的应用，如个人电脑、手机等终端设备，以及数据中心的系统或专用网络，实现了广泛的智能应用。

2 电梯物联网关键技术

2.1 物联网的概念

物联网这有两层含义：一是物联网的核心和基础仍然是互联网，网络是互联网的基础上的延伸和扩展；第二，用户终端的延伸和扩展到任何商品和物品，信息的交流和沟通是物理信息。物联网通过智能感知、识别技术和普适计算、通信和传感技术，广泛应用于网络融合，因此也被称为继计算机、互联网世界信息产业发展的第三次。物联网利用本地网络或互联网等通信技术，以传感器、控制器、机械、人员等为对象，通过新的方式连接在一起，形成人与物联网与物联网的对象，实现信息技术、远程控制和智能化管理网络化浪潮[2]。

2.2 传感器技术

电梯本身就是一个智能设备[3]，其本身就包含了多种传感器，如压力传感器、视频设备、涡流传感器、光电感应器、RFID读写设备、温度传感器。除了以上几种，还有最重要的一个感知设备，就是电梯控制系统，它相当于机器人的大脑。

2.3 接入网技术

由于电梯控制柜一般放置在机房或者井道内部，有线网络目前还是存在布线的客观困难，无线网络还是电梯物联网优先考虑的互联网接入技术。目前2G/3G/4G技术已经很成熟，覆盖也很广泛，其中4G的速率可达到几十Mbps，随着流量资费的不断下降，视频传输也可通过4G技术实现。

2.4 数据存储、挖掘技术

随着接入网带宽的提高，电梯物联网的数据量将急剧增大，数据的存储、挖掘也是电梯物联网的一个关键技术。目前，大型数据存储技术有三种典型的方式：

第一是MPP架构模型的数据库集群的使用，对于行业数据的集中，无共享架构，通过列存储、粗粒度索引和大量的数据处理技术，结合MPP架构的分布式计算模型，用于分析应用的完整支持，低成本PC服务器运行环境，因为其拥有高性能、高扩展性的特点，在课堂应用中获得了极为广泛的应用企业。

第二是基于Hadoop的技术扩展和封装，在Hadoop衍生的相关技术资料，与传统的关系型数据库处理难以处理的数据和场景，目前最典型的应用场景是通过扩展和封装Hadoop实现支持互联网数据存储和分析。

第三是一个大数据的机器。这是一个专门设计用于数据处理和分析的软件和硬件相结合的产品，由一组集成的服务器、存储设备、操作系统、数据库管理系统组成，拥有数据查询、处理、分析、优化软件等功能，各种机器的高性能数据具有良好的稳定性和纵向扩展性。

3 基于物联网的电梯监控系统方案

3.1 方案介绍

根据电梯管理和监控的需求，设计了基于物联网的电梯监控系统，为工厂、客户和政府的需求设计。该方案集成了电梯监控、抢救、诊断、报告和现场问题处理，可以有效地提高现场人员处理问题和维护效率。

3.2 系统模块功能

该方案的功能模块功能如下：

（1）电梯模块：主要利用各种传感器，采集电梯各部件的动作参数，如曳引系统电机的电流电压、门系统电机的电流电压、机房的温度等参数。

（2）通信模块：主要利用有线/无线的通讯技术，将电梯数据传输到中心服务器。

（3）存储单元：主要利用大数据的存储方式，对数据进行存储和分析。

（4）远程监控模块：实时展示电梯的运行状态。

（5）预诊断模块：对电梯部件数据进行挖掘分析，提前预判电梯部件可能出现的问题并通知现场维保人员，在下次维保时重点关注该部件。

（6）远程救援：将电梯故障通过短信、电话、微信等方式通知现场维保人员，同时通过视频、语音安抚受困人员。

（7）报表生成单元：将电梯整梯、部件的使用情况、故障情况，通过挖掘存储单元的数据，形成报表，指导厂家检讨部件的质量，同时也可作为现场维保人员的维保指引，还能让客户了解电梯的状态。

（8）现场接受、处理模块：利用平板电脑、智能手机接收中心发出的故障信息、维保指令。根据指令信息，对电梯进行维保或救援。

4 结束语

各种单一技术都有各自的特点，随着计算机技术、互联网技术的兴起，不同技术的融合、互补，将持续给电梯群控技术注入新的活力，使得电梯运行性能不断提高。基于物联网的电梯监控系统，能够及时有效的检测电梯的运行状态，并能提前预判电梯部件的故障，提前对电梯进行维保，提高了电梯的安全性和可靠性。物联网与电梯的结合，能提升电梯的管理水平，提高维保人员的工作效率，降低厂家的成本，具有良好的社会效益和经济效益。

参考文献

[1]翁小辉.基于物联网的车辆监管系统设计与实现[D].吉林大学，2009.

[2]郑松鹤，朱海云，刘鸣.电梯物联网技术的应用[J].电脑与电信，2014（4）：73-76.