王浩宇

（浙江省平湖中学，平湖 314200）

1 物联网

1.1 物联网网络架构

物联网的网络架构由感知层、网络层和应用层构成。

最底层的是感知层，它是利用射频识别、二维码或者传感器等技术实现对现实世界的智能识别、信息收集与处理和自动控制，并且利用各种通信模块将物理信息传递到网络层，和应用层相联系。

中间层是网络层，网络层是通过各种电信基础网络和自建私有网络，实现来自感知层的信息传递、路由和控制，其中包括延伸网、接入网和核心网。

最顶层的是应用层，应用层包括各类应用基础设计、中间件和各种物联网的应用，是把网络层传输而来的感知层信息进行加工和处理，从而实现各类功能的一层。

1.2 物联网技术体系

（1）感知相关技术。传感和识别是物联网获取物理世界信息和实现万物互联的首要环节。感知相关的技术主要包括射频识别、传感器技术和红外感应技术等。

（2）网络通信相关技术。物联网的目的是实现万物互联，因此要求所有物品和所有个体之间的自由通信。所以物联网的发展一定具有广泛性和便携性的特点，因此对网络通信技术特别是无线通信技术有着较高的要求。

目前，在物联网中应用的网络通讯技术主要可以分为两大类：蜂窝网技术和非蜂窝网技术。

蜂窝网技术不仅传统的电信通信网络2G、3G、4G和即将到来的5G，还包括针对物联网特性而优化的长期演进技术（Long-Term Evolution，简称LTE）物联网，其中包括五类典型的LTE网络终端Cat4、Cat1、Cat0、CatM1与NB-IoT。表1展示了五种LTE物联网技术的对比。

非蜂窝网技术主要包括IEEE 802.11/Wi-Fi、蓝牙、Zigbee、SigFox和LoRa等技术。其中Zigbee无线传输协议是一种基于IEEE 802.15.4协议的一种近距离、低功耗、低复杂度、低数据传输速率的双向的通信技术，并且支持定位功能，主要适用于自动控制领域的一些应用。

表1 各种LTE物联网终端类型比较

基于以上的分析可以看到，不同的通信协议往往在不同的应用场景下有着不同的作用，因此对于一个物联网应用而言，通常不存在一个通用的标准解决它的所有问题，因此将多个通讯协议进行自由的组合来确保网络层信息的通畅传输和稳健性是十分重要的。

（3）应用相关技术。物联网的最终落地与物联网应用息息相关，与应用相关的技术主要是针对网络层传输的信息进行处理所需的各项技术。主要是利用分布式计算、人工智能、大数据处理相关的技术，对收集而来的异构的、跨域的、动态的数据进行分析、处理和存储。

（4）辅助支撑技术。物联网作为互联网的一个发展的缩影，面临着和互联网一样的安全问题，在信息的传输和处理过程中都很容易遭到窃取和破坏，因此信息安全也是物联网技术体系内十分关键的一个技术环节。

2 共享单车上的物联网技术

2.1 共享单车上的感知技术

共享单车的感知载体主要是依靠每台单车上的智能车锁，目前的各大厂商的智能车锁，主要的模块都包括：控制芯片、移动通信模块、蓝牙通信模块、GPS/北斗定位模块、车锁传感器、蜂鸣器和电源模块。这些模块相互协作，实现各类功能，其中对用户最为关键的开闭锁功能，是通过车锁内的GPS/北斗定位模块、蓝牙通信模块、移动通信模块和云端系统、单车上的二维码协作完成。

2.2 共享单车上的网络技术

传统的共享单车大多采用GSM和GPRS进行信息传输，但是随着3G/4G的大规模普及和使用，新型共享单车上的网络传输方案不断涌现。利用蓝牙与GPS定位的开解锁模式中就利用蓝牙进行数据传输。2017年，ofo、中国电信和华为进行合作，开发出了全新的基于NB-IoT智能锁，其中就采用了窄带物联网（NBIoT）作为网络传输的方案。

2.3 共享单车上的应用技术

共享单车作为一个双向实时应用，它的技术方案十分复杂。首先它是基于云计算的一个应用，因为云计算可以应付大规模并发的订单处理的场景，并且能够方便的进行共享单车的投放；其次它是一个基于大数据的应用，它不光要处理大量的数据，它还要存储海量的用户数据。

3 结束语

物联网概念自提出以来，包括智能家居、车联网等等应用不断涌现出来，但是其中共享单车是第一个做到全民共享、万物互联目标的落地应用。相信随着物联网的标准和相应的技术不断革新，更多和更好的物联网应用会不断的涌现，来帮助我们的生活越来越智能。