信息通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的運(yùn)用探究

　　摘 要：近年來，物聯(lián)網(wǎng)強(qiáng)調(diào)物與物、物與人之間的通信，所以，泛在通信是指無處不在的通信服務(wù)，從廣義上理解，除了人之外的都是物，大到一艘航空母艦、一幢大型建筑，小到一顆螺絲釘、一粒沙子，此外，還有動物、植物等，這些都可以是物聯(lián)網(wǎng)的連接與通信對象，因此，在物聯(lián)網(wǎng)背景下，“物”被定義為真實(shí)的、物理的存在，或者數(shù)字的、虛擬的存在，它能夠在空間和時間上存在和移動，也可以被辨識。其技術(shù)內(nèi)涵涉及能夠連接萬物的通信組網(wǎng)和各類信息傳輸技術(shù)。

　　關(guān)鍵詞：信息通信;技術(shù);物聯(lián)網(wǎng);運(yùn)用;探究

　　《長沙通信職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報》以鄧小平理論和“三個代表”重要思想為指導(dǎo)，堅持與時俱進(jìn)，開拓進(jìn)取，為通信技術(shù)教育、高等職業(yè)教育服務(wù)，為建設(shè)小康社會服務(wù);本刊從行業(yè)特色、科學(xué)特色、地域特色三方面體現(xiàn)本學(xué)報的辦刊特色;本著立足本院、對外開放的辦刊原則，本刊熱情歡迎校內(nèi)外各方人士惠賜稿件。

　　1 物聯(lián)網(wǎng)泛在通與網(wǎng)絡(luò)

　　關(guān)于泛在通信的概念，“網(wǎng)絡(luò)如同空氣和水一樣，自然而深刻地融入人類的日常生活和工作中。”這里所指的能夠提供個性化泛在通信服務(wù)的物理實(shí)體就是人們現(xiàn)在所說的泛在網(wǎng)絡(luò)，它能夠滿足個人和社會的需求，國際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)局(ITU-T)認(rèn)為，泛在網(wǎng)絡(luò)是在下一代電信網(wǎng)絡(luò)(NEXT-GENERATION NETWORKS-NGN)基礎(chǔ)上增加了部分網(wǎng)絡(luò)能力后發(fā)展而成的，在ITU-T的Y.2002建議[8](泛在網(wǎng)絡(luò)概述及NGN的支持)中給出的泛在網(wǎng)絡(luò)定義是：泛在網(wǎng)絡(luò)具有以最小的技術(shù)限制，能夠在任何地點(diǎn)、任何時間，以任何方式為個人和/或設(shè)備提供所訂購的服務(wù)和通信能力?；蛘哒f，具有以最小的技術(shù)限制，能夠在任何地點(diǎn)、任何時間，以任何方式為個人和/或設(shè)備提供所訂購的服務(wù)和通信能力的網(wǎng)絡(luò)就是泛在網(wǎng)絡(luò)。

　　2 物聯(lián)網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)能力與通信方式

　　按照國際電信聯(lián)盟(ITU)的觀點(diǎn)，泛在網(wǎng)絡(luò)是在NGN基礎(chǔ)上添加了部分網(wǎng)絡(luò)能力后發(fā)展而成的，它所支持的通信方式既包括人與人之間的通信，又包含人與物及物與物的通信。NGN中的泛在網(wǎng)絡(luò)能力在NGN中支持的泛在網(wǎng)絡(luò)能力主要包括如下幾項(xiàng)，連接任何物體的能力(Connecting to anything capabilities)泛在網(wǎng)絡(luò)連接任何物體的能力是通過其通信方式及支持基于標(biāo)簽的設(shè)施和眾多傳感器的連接，同時還需要具備對這些物體的識別、命名和編址能力。開放Web服務(wù)環(huán)境的能力(Open web-based service environment capabilities)在NGN中提供泛在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和應(yīng)用需要依靠開放的Web服務(wù)環(huán)境，同時可能需要各類電信和廣播服務(wù)的支持，特別是支持基于Web服務(wù)的動態(tài)和交互式應(yīng)用程序接口(API)的開放。這種基于Web服務(wù)環(huán)境不僅支持網(wǎng)絡(luò)提供商方式的服務(wù)，還支持第三方的應(yīng)用開發(fā)商提供的服務(wù)，從而使得泛在網(wǎng)絡(luò)能夠提供豐富的應(yīng)用服務(wù)，還能創(chuàng)造新的商業(yè)機(jī)會。網(wǎng)絡(luò)認(rèn)知和無縫通信能力，網(wǎng)絡(luò)認(rèn)識能力要求NGN能夠感知自身和所連接物體的狀態(tài)，并利用這種認(rèn)知能力提供與用戶和環(huán)境匹配的最佳服務(wù)。無縫通信就是要求NGN具有“5個任何(5w)”的保障通信的能力(即任何時間、任何地方、任何服務(wù)、任何網(wǎng)絡(luò)和任何物體)。網(wǎng)絡(luò)的無縫通信能力可以通過多種不同的方式來支持。

　　3 支持機(jī)器互聯(lián)(M2M)服務(wù)階段

　　物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的第一階段就是利用現(xiàn)有通信技術(shù)支持機(jī)器互聯(lián)(M2M)業(yè)務(wù)。服務(wù)對象主要是一些專業(yè)領(lǐng)域的用戶，移動通信網(wǎng)、通信網(wǎng)絡(luò)只需要為這類應(yīng)用提供信息傳輸通道，不用區(qū)分人與物的不同通信要求，這時的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用對通信技術(shù)沒有新的需求，對通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展沒有影響。在該階段，國內(nèi)外不少通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營商，尤其是移動通信運(yùn)營商往往將其看做用戶自己的設(shè)備。

　　4 傳感器網(wǎng)絡(luò)引入與應(yīng)用階段

　　由于傳感器網(wǎng)絡(luò)是在現(xiàn)有通信網(wǎng)絡(luò)的邊緣進(jìn)行近距離的拓展，因而促進(jìn)了多種近距離無線傳輸技術(shù)的發(fā)展，發(fā)展較快而且應(yīng)用比較廣泛的有ZigBee、藍(lán)牙、Z-Wave、RUBEE、Wireless HART等。此外，由于傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的初期主要用于局域范圍，各類應(yīng)用僅關(guān)注有限范圍內(nèi)的信息傳輸、管理和局域?qū)ぶ?，而且，由于忽視了統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的建立，各種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基本不能實(shí)現(xiàn)互連互通，即使對于在傳感器網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用最多的ZigBee技術(shù)，由于有相當(dāng)多的廠商均是基于自己私有協(xié)議開發(fā)的，不同廠商的ZigBee芯片間也是無法互通的。另外，在實(shí)際應(yīng)用中，通信協(xié)議也沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，因此無線傳感器網(wǎng)絡(luò)往往是異構(gòu)的。實(shí)現(xiàn)異構(gòu)傳感器網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同，實(shí)現(xiàn)通信網(wǎng)與傳感器網(wǎng)絡(luò)，以及異構(gòu)傳感器網(wǎng)絡(luò)之間的協(xié)議轉(zhuǎn)化與互連，既可以實(shí)現(xiàn)局域范圍通信網(wǎng)與傳感器網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)應(yīng)用，又可以實(shí)現(xiàn)廣域范圍通信網(wǎng)與傳感器網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)應(yīng)用。

　　5 物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展對通信技術(shù)的影響

　　由物聯(lián)網(wǎng)的基本定義可知，它的連接與通信對象是“物”，所以，首先要界定什么是“物”。一般為可以通過事先分配的數(shù)字、名字、地址編碼或其他標(biāo)識符來辨識的“物”。為了使物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)世間萬物之間的無縫(seamless)連接與通信，網(wǎng)絡(luò)無處不在，信息及時獲取，指令隨時下達(dá)，控制完全自動的理想目標(biāo)在短時間內(nèi)是很難完成的，需要一個相當(dāng)長的發(fā)展過程。從物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展對通信技術(shù)的需求來看，向這個目標(biāo)發(fā)展的過程大致將會經(jīng)歷三個階段：支持機(jī)器互聯(lián)(M2M)服務(wù)的階段、傳感器網(wǎng)絡(luò)接入與應(yīng)用階段和泛在傳感網(wǎng)絡(luò)(Ubiquitous Sensor Network)階段。前兩個階段物聯(lián)網(wǎng)可以理解為現(xiàn)有通信網(wǎng)絡(luò)向邊緣的拓展，即“通信網(wǎng)+機(jī)器設(shè)備”。

　　6 結(jié)論

　　本文結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)未來發(fā)展的需求，介紹了一些泛在通信的前沿技術(shù)，各節(jié)的內(nèi)容主要包括這些技術(shù)的概念與內(nèi)涵、發(fā)展現(xiàn)狀和應(yīng)用前景等，通過在物聯(lián)網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)認(rèn)知無線電技術(shù)，可以有效地解決物聯(lián)網(wǎng)面臨的頻譜資源緊張等問題，認(rèn)知無線電技術(shù)在實(shí)現(xiàn)認(rèn)知物聯(lián)網(wǎng)中發(fā)揮著重要作用。由于太赫茲通信能夠提供巨大的帶寬和極高的通信容量，是未來物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中非常有競爭力的近距離通信技術(shù)。量子通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用可以有效增強(qiáng)信息傳輸?shù)陌踩浴?/p>

　　參考文獻(xiàn)：

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