【关键词】计算机;物联网技术;应用
引言
物联网通过广泛布设的智能感知节点,可以将人、机、物有机联结,构建起万物互联的智能化时代,带来生产生活方式的颠覆性变革。但是物联网的发展也面临诸多瓶颈和挑战,亟需从技术和应用层面系统进行探讨。本文立足于计算机视角,聚焦物联网关键技术与应用策略展开研究。本文的研究对于统筹物联网关键资源、突破核心技术、拓展融合应用具有理论与实践意义,有助于营造物联网发展的良好生态,成为激发经济社会数字化转型的新动能。
一、物联网的概念
物联网是互联网、传感网、通信网等多网融合的产物。物联网是通过各种信息传感设备,按约定的协议,可以将任何物品与互联网相连接,从而进行信息交换和通信,实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网实现了人与物、物与物的互联互通,打破了时空界限,构建起了万物互联的智慧世界。物联网引发的是一场前所未有的技术变革和产业革命,能够通过海量数据的实时采集、传输和处理,优化资源配置,创新商业模式,从而推动传统产业数字化、网络化、智能化转型升级,催生经济发展新动能[1]。
二、物联网的基本属性及特征
物联网作为新一代信息技术的集成创新,具有全面感知、可靠传输、智能处理等显著特征。首先,物联网以传感技术为基础,通过射频识别、二维码、智能传感器等感知终端,实现对物理世界的全面感知和信息采集,能获取物品的位置、运动状态、环境参数等信息。其次,物联网以通信网络为载体,利用移动通信、卫星通信、互联网等多种通信技术和网络协议,实现海量异构数据的低时延、高可靠传输,确保信息的实时性和准确性。最后,物联网还具有广泛互联、动态组网、深度融合等典型特征,可以打通信息孤岛,实现跨行业、跨领域的万物互联,促进物理世界与数字世界的融合发展。
三、计算机物联网关键技术
(一)智能传感器技术
智能传感器是物联网感知层的核心组件,是实现物理世界信息采集和转换的关键技术[2]。智能传感器集成了传感器、微处理器、通信模块等多种功能,具有信息获取、数据处理、自诊断校准、逻辑判断等智能化特性。智能传感器能够通过集成多种传感单元,实现多参数、多模态的综合信息采集,提高感知数据的精度和可靠性。此外,智能传感器还具有体积小、功耗低、成本低等优点,可以实现微型化、低功耗的设计要求,满足物联网应用的实时性和经济性需求。
(二)网络技术
物联网网络具有广覆盖、大连接、低功耗等特点,需要综合利用多种网络技术和协议,构建多层次、异构化的网络架构。在接入层,短距离无线通信技术如蓝牙、Wi-Fi等,能够实现传感器与近端设备的低功耗互联。在汇聚层,低功耗广域网技术如远距离无线电、窄带物联网等,可以支持大规模设备的远距离接入和数据回传。在核心层,软件定义网络、网络功能虚拟化等新型网络技术,能够实现网络资源的灵活调度和弹性配置。同时,物联网网络需要采用多种网络协议,提高传输效率。采用低功耗有损网络路由协议等自组织协议,实现动态组网和路由优化。
(三)射频识别技术
射频识别技术是物联网感知层的另一项关键技术。它主要是通过射频信号实现对物品的自动识别和数据采集[3]。射频识别系统由电子标签、阅读器和中间件三部分组成:电子标签附着在物体上,存储物品的属性信息;阅读器通过无线射频信号读取电子标签信息,实现非接触式自动识别;中间件对采集的海量数据进行滤波、聚合和路由,实现数据的预处理和转发。与传统条形码技术相比,射频识别技术具有非接触识别、穿透性强、识别距离远、批量读取等优势,可以适应恶劣环境,提高识别效率。
