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计算机技术在物联网通信中的运用研究

2022-11-23李长青

关键词:网络通信联网传感器

李长青

(长江艺术工程职业学院 湖北荆州 434001)

随着城市化进程的不断加快,信息技术的飞速发展,打破了传统信息交流过程中时间、空间等因素的限制,拓宽了沟通渠道和沟通方式。计算机物联网技术主要通过借助传感器有效连接计算机网络,从而逐步加强自身智能控制与定位识别。计算机物联网的基础是互联网体系,可以轻松实现信息的延伸与拓展。基于此,本文主要探究计算机物联网的关键技术与主要应用路径。

一、物联网的定义

物联网是基于互联网基础上,将各类传感设备与计算机技术相结合,进而实现人机物互联。随着我国信息技术的高速发展,物联网技术也越来越成熟,并且物联网目前已经运用到我国各个科研领域。此外,根据不同类型的智能传感器,相关技术人员利用物联网技术能够实现对各种信息的实时监管,进而提高了工作效率。物联网技术最早出现于20 世纪末,比尔·盖茨提出:物联网是基于传感器、计算机技术以及相关硬件构成的。在四年后,著名杂志论坛提出了物联网是改善今后人类未来生活的重要技术。

二、物联网的特性

物联网的初衷是协助人与外界、人与物更好地交流沟通,它作为信息传递的桥梁,拥有很多特性,例如时效性、一致性、方便操作。在信息之间的沟通过程中,它能保证音频、视频等不同形式的文件交流畅通无阻。此外,还能依据不同客户的具体要求,进行信息格式的转换。信息借助物联网传播的过程是通过感应设施实现的,物联网信息传播时,把海量的信息元素进行整理、合并、传播,该过程非常繁杂、宽泛,可以做到跨时间和空间梯度的信息收集和交流,从而协助人们更科学地认识世界、改造世界。此外,物联网在信息传播阶段最关键的服务对象是个人移动设备,所以在使用物联网传播信息时,要加强对网络安全的维护和重视程度,采取各种措施确保用户的信息安全和隐蔽性,杜绝信息泄露。

三、计算机技术与物联网的联系

计算机技术与物联网有着密不可分的联系。物联网技术的核心便是高效运用计算机科学技术。从基础层面来看,则是对计算机硬件和软件的需求。其背后的逻辑可以这样理解:计算机对物联网的应用主要体现在网络层,物联网的传感技术和射频识别技术将模拟信号转为数字信息传递,再借助嵌入式技术将接收到的信息予以处理分析,最后再通过计算机将最终数据进行传递。由此可知,物联网对于计算机技术有着极大的依赖性,计算机技术的高低直接影响了物联网接收信息的快慢和信息处理正确性的高低。物联网若想获得快速发展必须得到计算机技术的支撑。

四、计算机技术在物联网通信中的应用

(一)射频识别技术

射频识别技术英文全称为“ Radio Frequency Identification”,简称为RFID。这种技术跟我们日常接触的条码扫描具有很大相似性,可以规避光学和机械的弊端。通常来说RFID 需要借助无线设备,通过目标物识别和解读,才能与目标物之间产生连接。RFID 由应用软件系统、阅读器以及应答器等组成,体积较小,便于携带,且没有任何污染,可以快速完成目标物扫描,非常安全。因此,RFID 深受人们喜爱。目前,大多数行业中均在有效使用RFID,不仅实现了工作效率的提升,还推动了计算机物联网技术飞速发展。

(二)云计算技术

云计算是一种类似于物联网的技术,都是依靠着计算机科技的发展。云计算是利用计算机技术来设定计算格式。总体而言,云技术具有速度快、数量多、资源转换迅速、系统设置和运行更加简便的特点,能够实现对系统的直接存取。从目前的云计算技术在物联网中的应用来看,物联网主要是利用网络技术实现云计算,在这个过程中,可以将各计算机实体进行集成,从而使整个系统的运算能力始终得到保障。

(三)网络通信技术

在信息时代,网络通信技术得到了较好发展。网络通信技术将数据信息、通信信息、网络连接等多种资源进行了有效结合。其中,数据信息主要借助卫星和光纤才能完成相关传输,实现软硬件数据实时共享。可以说,网络通信技术具有较强的处理与管理能力,发展前景广阔。网络通信技术多种多样,而在物联网背景下由于相关技术人员需要对物体之间进行数据通信,因此M2M 技术应运而生。M2M 硬件产品主要有以下分类:嵌入式硬件、可组装硬件、调制解调器和传感器。首先,嵌入式硬件就是通过嵌入式的方式,将某些硬件产品给予实现网络通信的功能。但由于部分厂商生产的产品不具备网络通信功能,并且各产品由于型号配置不同使得嵌入式软件难以在其身上应用。因此,可组装式硬件能够为其提供网络通信能力。而网络通信能力的实现,主要是通过传感器将输入输出设备中的数据进行收集,并通过相关协议转换功能,最后利用信息传输的方式发送到相应终端。智能传感器可通过无线网络将采集到的相关数据信息,以传输的方式实时提供给相关技术人员,并且也可以通过卫星系统进行数据的传输。智能传感器广泛运用在基于互联网背景下的应用中。

(四)大数据技术

互联网技术快速发展的过程中涌现出非常丰富的数据资源,合理使用大数据技术能够为物联网技术的应用提供更为丰富的数据信息,将终端所采集的庞大数据资源传输到服务器系统,挖掘和提取有价值的数据信息内容,将有价值可利用的信息或者资料动态化传输到网络层次,能够避免大量无用数据信息的传输而出现网络拥堵现象或是节点故障的问题;采用大数据挖掘技术进行各类数据信息的分析处理,还能拓宽互联网技术运用的范围,增强技术的普适性,转变传统网络技术的应用形式,设计能够利用数据库系统进行图形化交互的模式,合理展示所获得的数据资料内容,对其进行高效化应用。

五、计算机通信技术在物联网中的具体使用

实现物联网技术的三个方面是:感知层、传输层、应用层。感知层主要负责覆盖区内感知信息的收集,并将其及时传输到传输层。传输层非常关键,它负责获取感知层的信息,并将其及时准确传送到网管,最后即实现其与传感器的交流。可以看出,传输层是人与人间进行交流的平台。应用层主要负责对获取到的信息进行加工处理,并且不断优化完善网络设备,保证网管的无线路由器与协议间无障碍互换。上述三个环节的顺利与否,会直接影响到计算机通信网络安全。在整个环节中最关键的就是感知层。它的工作内容是把网络覆盖区内的对象进行检查,并对有用的数据进行收集、整理,最终借助网管完成传送工作。不同网络间任务连接是借助网管实现的。物联网获取的信息只能进行整理、分析,在一个完整的任务中,计算机通信网络的信息压力非常大。随着互联网使用越来越频繁,信息传递的内容也越来越多,这无疑加重了信息收集压力,也加大了感知层收集、感知信息的工作量。

六、计算机物联网技术发展应用情况

(一)物流领域中的应用

随着电子商务的迅速发展,物流产业得到了飞速的发展,在物联网的帮助下,物流企业的核心能力得到了极大的提升,并对传统的物流运输方式产生了革命性的变革。从目前的物流应用情况来看,主要有5 个方面的内容。1.产品溯源体系:在农产品、烟草、医药、食品等重要行业中,通过对产品的跟踪、识别、查询、收集信息,保证产品的质量和安全性。2.智能化的可视化管理网络:通过RFID 技术、GPS、传感技术,在物流管理的全过程中,能够对运输车辆进行精确的定位,对货物进行实时的监测,并通过可视化、透明化、智能化的方式进行管理。3.企业的物流配送中心:利用RFID 技术和传感器技术,实现了物流系统的智能化管理和运行的自动化,实现了物流全过程的自动化,实现了信息流、资金流、商业流的一体化。4.智能供应链:通过利用物联网,可以很好地提升物流企业的后勤保障网络,并能够准确预测客户需求,让整个供应链更加地智能化,满足客户更多需求。5.综合应用多种技术:随着计算机技术的发展,物联网和其他技术的合作能力得到了极大的提高,从而使其在物流方面得到了更广泛的应用。就当前而言,物联网在物流领域的应用主要表现为:“电商+物联网”“车联网+物联网”“智能制造+物联网”。以“智能制造+物联网”为例,物联网技术在制造业的发展中得到了越来越多的应用,尤其是在传感器、智能控制等方面,它们与生产线的功能有着密切的联系,从而达到了生产信息的互联。

(二)医疗领域中的应用

在医疗领域应用物联网技术,可以科学化、智能化医疗数据管理。例如,各大医院在药品使用信息查询以及病人身份扫码验证等方面,可以利用物联网实时监控病人身体健康情况,便于医护人员全面详细地了解病人病情,从而为病人提供针对性的治疗方案。同时,医院工作人员将病人病历传输至医疗系统,可使有需要的医院共享其就医记录,从而节省医疗时间,提高医疗水平。由此可见,将计算机互联网技术与医院信息系统有效结合,可以推动医院信息化建设,优化患者就医流程,实现医院智能化发展目标。

(三)电力领域中的应用

目前人们在生产和生活中对电力资源的需求逐渐增加,对电力系统的运行质量提出了更为严格的要求。在电力领域使用计算机物联网技术,能够提升智能化电网建设水平,确保电力系统的运行效果和效率,并且在智能电网领域,可以采用计算机物联网多种类型的技术和设备提升电网的自动化水平。另外,电力系统还可以利用物联网技术进行电脑的可靠与安全传输,提升电力资源配置的优化能力。

(四)校园智能图书馆中的应用

物联网技术在校园领域中也有很好的应用。以高校校园图书馆为例,校园图书馆是高校学生学习的地方,但由于高校学生人数众多而高校图书馆位置普遍较少,因此,高校校园时常会出现占座抢座的情况,影响了高校学生的学习氛围。而相关工作人员通过物联网技术,能够有效地对高校图书馆占座情况进行实时的监管,并且基于高校图书馆座位使用情况为学生提供信息提示。具体的操作方式是:相关技术人员在高校图书馆座位中嵌入智能压力传感器和智能温度传感器,倘若高校学生坐在座椅上,智能压力传感器就会接收到相应的信号,并且温度传感器也会随着学生与座椅之间的接触导致温度上升。因此,相关传感器将信息数据传输到高校云数据中心平台中。随后,云数据中心平台在电子显示屏为学生显示当前座位已被占座的信息。

(五)安防行业中的应用

随着物联网技术的不断完善改进,在安防行业中得到了极大的重视和广泛的应用,发挥了举足轻重的作用。物联网安防的含义是:终端产品具备智能化的特点,可以将传感器与其他东西联系起来,让其具备监视、服务、警戒等功能。例如,物联网的用处有很多,可以将其运用于智能交通、工业检测等领域。即使物联网被运用到各种不同的行业中,其主要用途都与安防有关。随着物联网的进一步完善发展,会给安防行业带来更多的商机。根据相关专家的预测,将来物联网技术会成为一个上万亿元的高科技市场,而安防领域将成为物联网的重点领域。上海浦东国际机场正在把物联网安防系统投入到实用当中,这个举措让我们清晰地认识到了物联网的发展前景。物联网的使用不仅仅展现在重大事物上,在人们日常生活中也能够接触到。比如当一个人在外面时,可以通过一条短信或者一个语音开启房间内的空调;当回家时,门锁是智能的同时,家里的一些戒备系统也会解除警报;在家里休息时,通过一个遥控器就可以控制家里所有电源。晚上睡觉时,只要设置好休息模式,屋子里的电器设备将会随之关闭,防备警戒系统也会开启。

(六)智能家居中的应用

智能住宅的应用技术包括:安全防护技术、网络通信技术、自动控制技术、语音视频技术等。目前智能家庭的发展趋势,包括家庭自动化、家庭网络、网络家电等,包括智能视频监控、智能灯光控制、智能家电控制、视觉通信、家庭影院等,极大地提高了人们生活的智能化与舒适化。随着人们的生活水平不断提高,对技术的需求也越来越高,智能家居的发展空间也越来越大,功能也会越来越完善,这对于提高家庭生活的便利,是一个很有意义的课题。

七、计算机物联网发展趋势

计算机物联网是社会经济发展、科学技术进步的时代产物,能为各行各业提供科学、智能的技术支持。目前,计算机物联网技术因其自身独特的优势,具有较大的发展潜力。但我国与网络技术先进的发达国家相比,还存在一定的技术差距。因此,为有效促进我国计算机物联网的高质量、可持续发展,应加大对物联网科技研发力度,投入更多的研究经费,制定相应的扶持政策,确保科研工作顺利进行,从而调动科研人员的工作积极性,研发出更为先进的物联网技术,为社会产业振兴提供技术支持。另外,我们还需建立完善的物联网技术,制定严格的行业标准,积极学习其他国家的先进技术,取长补短,全面振兴我国物联网相关产业,持续推动社会经济稳定发展。

结语

现如今,科学技术在不断发展更新,促进了计算机技术的持续升级和优化,使它的应用范围持续增加、功能越来越齐全,促进了物联网通信技术的正向发展,在该过程中实现了相互促进。可以想象物联网技术在未来将会更加完善和先进,其应用领域也会越来越宽,最终方便人们的生产生活。

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