王威

摘要 随着经济社会的不断发展，物联网技术已经引起了社会各界的广泛关注。国内学术界、实体经济各行业对物联网的相关技术发展均高度重视，但目前对物联网的定义、物联网的内在原理、体系结构和系统模型等方面还存在许多值得探讨的问题。本文主要分析现有物联网技术在物联网中的应用，有针对性地探讨了物联网与下一代网络、物理网络系统以及无线传感器网络之间的关系，然后总结归纳出物联网的体系结构与相关技术分析发展中存在的瓶颈问题，最后文章落脚在物联网发展的现实意义上。

【关键词】物联网 体系结构 技术分析 无线传感器

就目前物联网的发展情况而言，其发展虽然得到了社会各界人士的广泛关注，但是在物联网的体系结构与相关技术分析仍旧具有很大的发展空间。物联网在相对较短的时间内受到了极大的关注，对人们的日常生活产生了重大影响。但需要注意的是，无所谓国内外，物联网的研究和发展只是处于起步阶段，物联网的体系结构和特点还存在一些混乱，物联网的系统模型和结构的概念并没有形成标准，物联网的技术开发方向上也存在一定程度的盲目性。

1 何为物联网体系结构

物联网，是指物体与信息在信息互联网、传统电信网络中的承载实体，可以让所有可以独立使用功能的普通对象，通过连接网络、运用信息技术，做出可控制、易操作的规范行为动作。物联网是互联网信息时代发展的重要阶段，物联网与互联网在内容上相联系，物联网的核心和基础仍然是互联网，其本质实际上是互联网的延伸和扩展，即即物质阶段，将互联网的信息交换和通信功能扩展到任何商品与商品之间。

物联网的体系结构是从物联网的本质属性中演化出来的，主要包含感知层（感知控制层）、网络层和应用层三个层次。首先，感知层能够自动感应外部物理信息（RFID、传感器、智能家电等），并且常常与自动感应装置配合使用。网络层，又称传输层，包括接入层、聚合层和核心交换层三个层次，用于执行数据分组聚合、转发和交换，从而保证物联网达到高速、安全、优质的数据传输效果。而应用层又分为管理服务层和行业应用层，主要通过中间件技术、海量数据存储和挖掘技术以及云计算平台支持等手段，实现传感硬件和应用软件之间的物理隔离和无缝连接。

2 物联网的相关技术分析

物联网在现实生活中的应用层面比较多，可谓是涉及到人们生活的方方面面，对人们的生活产生着重要的影响。本文根据物联网技术的现实发展情况，就物联网体系结构与下一代网络、物联网体系结构与无线传感器网络两个方面展开详细的分析论证。

2.1 物联网体系结构与下一代网络的技术分析

物联网技术的核心主要是通用网络技术，与下一代网络技术有密切的联系。物联网的核心技术是通用网络，而通用网络是无所不在的网络。下一代网络是互联网发展到一定阶段的产物，在下一代网络的技术应用中，其可以实现随时随地任何实物之间的互连，提并为实物提供各种形式的信息访问和信息管理服务。物联网体系结构与下一代网络的技术分析最重要的连接点就是普适计算技术，也就是一种无止境的、无所不在、无处不在的计算。在下一代网络互连任何项目中，会实现互联网络现与各种设备之间的现实连接，比如说移动互联，移动互联设备互连、传感器自动互连等。普适计算是物联网体系结构发展的一种发展趋势，与下一代网络技术的发展方向不谋而合。

按照传统的定义，下一代网络是在任何时间、任何地点、以任何方式提供访问信息和管理服务的时代，也可以称之为“物聯网信息网络”。从虚拟信息实物互连的角度来看，传统的下一代网络的定义局限于传统互联网的范畴，只强调信息交互。而本文中所讲的“下一代网络”是指人与人之间的信息交流，也就是电信网络的未来主要业务范围，也可以说是引入物联网概念的下一代网络。物联网的引入与融合发展可以从根本上扩展电信网络的业务范围，可以真正推动电信业务和电信网络的发展，从而全面改造电信网络。

2.2 物联网体系结构与无线传感器的技术分析

新时期，随着处理器、存储器、网络带宽等运营的成本下降，嵌入式系统已经被广泛应用于许多领域，特别是在飞机、汽车、家用电器等各种物理设备上。传统的无线传感器在设计、建造、测试、维护上存在难度大、成本高的尴尬局面，并且由于无线传感器通常会涉及众多网络软件和硬件组件，在多个子系统精细集成的环境下，无线传感器的工作效果十分不稳定。

随着科学技术的不断发展，相应的物联网技术渐渐的融入到无线传感器技术中，物联网的体系结构也对无线传感器的技术发展起到了很重要的研究指引。在物联网的物理系统中，物联网的体系结构具有一定的复杂性，尤其是在医疗设备、武器系统等快速运动的监控设施中，而无线传感器具有很严格、高效的计算能力，将物联网体系结构与无线传感器有机的结合，可以打破无线传感器在内存、功率、速度、重量和成本上的限制，从而保证其在外部攻击和战斗下才能继续正常工作。

3 新时期物联网的体系结构与相关技术分析面临的主要问题

3.1 安全性和稳定性无法保证

安全性是物联网最重要的挑战之一。互联网是物联网的支柱，而互联网很容易受到黑客和其他网络攻击，相应的物联网也会存在安全性上的威胁。随着物联网应用渗透到个人隐私空间，网络设备便成了是监控人窃取隐私的最简单目标，但在现实生活中物联网体系结构的安全问题往往被匆忙忽视，让使用物联网的目的变得“徒劳无功”。另外，物联网体系结构的稳定性也比较差，在设备被大量使用的情况下，其服务器很容易崩溃，导致整个网络变得不可用，实时数据的连通传输效果大打折扣。

3.2 兼容性不强

硬件兼容性和设备是建立一个成熟的物联网体系的重要基础性保障，新时期物联网一定要有各种各样的硬件元素可用，并且要保证多种硬件元素可以同时、兼容性的使用。在物联网现实的发展情况中，兼容性是阻碍物联网推广发展的重要瓶颈问题之一，而大多数的物联网兼容性的解决方案集成在传统的系统中，由于不同行业之间的固件和非标准协议的不同，在多方合作时经常存在一些标准性问题无法达成共识。这直接导致了设备故障之后更换设备的复杂性，即使停止现有的物联网结构体系设备或硬件支持，硬件或设备也无法继续正常运行。这就意味着物联网结构体系需要不断的定期更新，一定程度上造成了技术成本的浪费。

3.3 缺少专业性人才

根据国家统计局的技能差距根据调查报告，报告显示，在物联网相关领域工作的专业人员中，只有2 0%的人擁有实施物联网的正确技能。在物联网的多元化领域，必须解决软件到硬件实现的所有方面，想要解决物联网发展中面临的问题，就一定要找到具有物联网相关技能的专业人士。所以，现有的这种严重的人才短缺成了阻碍了物联网发展的另一个瓶颈问题，一定要加强对物联网技术人才的培养，加强物联网人才队伍建设，为物联网的技术发展提供坚实的人才基础。

4 新时期加强物联网的体系结构与相关技术分析的现实意义

说到物联网，自二十一世纪以来，发展物联网的声音就越来越受到社会各界的欢迎。物联网的成熟实际上是来自于产业的成熟和行业的需求，特别是在物流领域上，更有个别学者认为，物联网就是“物流+互联网”的一种结合产物。

就现阶段物流的发展情况而言，传统物流已经不能满足社会发展的需要，发展现代物流已经是刻不容缓。物联网的诞生对现代物流业的发展起到了非常重要的作用，物联网加速了物流的发展与运营模式革新。物联网是以物流为基础的，物联网的发展离不开物流业的支持。早期物联网中的传感器网络，现在正在有效地应用于国内物流行业，加快物流的集输效率，并渐渐的引导着物流向着“实时跟踪”的方向发展。物联网目前主要作用在物流行业和公用事业上，从物联网体系结构的应用角度来看，在公用事业监控方面，物联网也在发挥重要的导向作用，在公共事业的通信物流信息收集和定位方面也已经取得了一定的进展。

虽然物联网应用在中国仍是一个新的事物，相较于发达国家发展仍然处于萌芽发展的阶段，并且受到各种因素的制约影响。在物联网的发展条件并不成熟，还有很多如技术、商业质量等因素制约着其的发展。在物联网的发展瓶颈问题中，标准化和兼容性建设是至关重要的。没有标准化，物联网的体系结构和相关技术就像一堆沙一样分散在各个领域，一定要加快物联网标准化应用程序的开发，有倾向性的加强物联网专业人才的培养，为物联网体系结构的完善发展奠定发展基础。

5 总结

其实，物联网是指向虚拟互联网的，现阶段物联网正在慢慢的走向实体。在这个过程中，互联网是物联网前瞻性思维的延伸，这并不是一种简单的附加，具有一定的逆向定制性。本文的主要研究对象是物联网，就物联网的体系结构进行了简要的介绍，并就物联网相关技术展开详细的分析。物联网发展至今，其优势已经渐渐的显露出来，具有很大的市场发展潜力，先关的技术人员一定要不断地创新，争取将物联网技术早日推向成熟。

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