信息通信技術在物聯網中的運用探究

　　摘 要：近年來，物聯網強調物與物、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，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，這些都可以是物聯網的連接與通信對象，因此，在物聯網背景下，“物”被定義為真實的、物理的存在，或者數字的、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。其技術內涵涉及能夠連接萬物的通信組網和各類信息傳輸技術。

　　關鍵詞：信息通信;技術;物聯網;運用;探究

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　　1 物聯網泛在通與網絡

　　關于泛在通信的概念，“網絡如同空氣和水一樣，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的物理實體就是人們現在所說的泛在網絡，它能夠滿足個人和社會的需求，國際電信聯盟電信標準局(ITU-T)認為，泛在網絡是在下一代電信網絡(NEXT-GENERATION NETWORKS-NGN)基礎上增加了部分網絡能力后發展而成的，在ITU-T的Y.2002建議[8](泛在網絡概述及NGN的支持)中給出的泛在網絡定義是：泛在網絡具有以最小的技術限制，能夠在任何地點、任何時間，以任何方式為個人和/或設備提供所訂購的服務和通信能力。或者說，具有以最小的技術限制，能夠在任何地點、任何時間，以任何方式為個人和/或設備提供所訂購的服務和通信能力的網絡就是泛在網絡。

　　2 物聯網在網絡能力與通信方式

　　按照國際電信聯盟(ITU)的觀點，泛在網絡是在NGN基礎上添加了部分網絡能力后發展而成的，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中的泛在網絡能力在NGN中支持的泛在網絡能力主要包括如下幾項，連接任何物體的能力(Connecting to anything capabilities)泛在網絡連接任何物體的能力是通過其通信方式及支持基于標簽的設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服務環境的能力(Open web-based service environment capabilities)在NGN中提供泛在網絡服務和應用需要依靠開放的Web服務環境，同時可能需要各類電信和廣播服務的支持，特別是支持基于Web服務的動態和交互式應用程序接口(API)的開放。這種基于Web服務環境不僅支持網絡提供商方式的服務，還支持第三方的應用開發商提供的服務，從而使得泛在網絡能夠提供豐富的應用服務，還能創造新的商業機會。網絡認知和無縫通信能力，網絡認識能力要求NGN能夠感知自身和所連接物體的狀態，并利用這種認知能力提供與用戶和環境匹配的最佳服務。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、任何網絡和任何物體)。網絡的無縫通信能力可以通過多種不同的方式來支持。

　　3 支持機器互聯(M2M)服務階段

　　物聯網發展的第一階段就是利用現有通信技術支持機器互聯(M2M)業務。服務對象主要是一些專業領域的用戶，移動通信網、通信網絡只需要為這類應用提供信息傳輸通道，不用區分人與物的不同通信要求，這時的物聯網應用對通信技術沒有新的需求，對通信網絡的發展沒有影響。在該階段，國內外不少通信網絡的運營商，尤其是移動通信運營商往往將其看做用戶自己的設備。

　　4 傳感器網絡引入與應用階段

　　由于傳感器網絡是在現有通信網絡的邊緣進行近距離的拓展，因而促進了多種近距離無線傳輸技術的發展，發展較快而且應用比較廣泛的有ZigBee、藍牙、Z-Wave、RUBEE、Wireless HART等。此外，由于傳感器網絡發展的初期主要用于局域范圍，各類應用僅關注有限范圍內的信息傳輸、管理和局域尋址，而且，由于忽視了統一技術標準的建立，各種無線傳感器網絡技術基本不能實現互連互通，即使對于在傳感器網絡中應用最多的ZigBee技術，由于有相當多的廠商均是基于自己私有協議開發的，不同廠商的ZigBee芯片間也是無法互通的。另外，在實際應用中，通信協議也沒有統一標準，因此無線傳感器網絡往往是異構的。實現異構傳感器網絡的協同，實現通信網與傳感器網絡，以及異構傳感器網絡之間的協議轉化與互連，既可以實現局域范圍通信網與傳感器網絡的組網應用，又可以實現廣域范圍通信網與傳感器網絡的組網應用。

　　5 物聯網發展對通信技術的影響

　　由物聯網的基本定義可知，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字、名字、地址編碼或其他標識符來辨識的“物”。為了使物聯網實現世間萬物之間的無縫(seamless)連接與通信，網絡無處不在，信息及時獲取，指令隨時下達，控制完全自動的理想目標在短時間內是很難完成的，需要一個相當長的發展過程。從物聯網的發展對通信技術的需求來看，向這個目標發展的過程大致將會經歷三個階段：支持機器互聯(M2M)服務的階段、傳感器網絡接入與應用階段和泛在傳感網絡(Ubiquitous Sensor Network)階段。前兩個階段物聯網可以理解為現有通信網絡向邊緣的拓展，即“通信網+機器設備”。

　　6 結論

　　本文結合物聯網未來發展的需求，介紹了一些泛在通信的前沿技術，各節的內容主要包括這些技術的概念與內涵、發展現狀和應用前景等，通過在物聯網中實現認知無線電技術，可以有效地解決物聯網面臨的頻譜資源緊張等問題，認知無線電技術在實現認知物聯網中發揮著重要作用。由于太赫茲通信能夠提供巨大的帶寬和極高的通信容量，是未來物聯網應用中非常有競爭力的近距離通信技術。量子通信技術在物聯網中的應用可以有效增強信息傳輸的安全性。

　　參考文獻：

　　[1]張飛周，楊東凱，陳智.物聯網技術導論[M].北京：電子工業出版社，2015.

　　[2]楊武軍，郭娟，張繼榮，等.現代通信網概論[M].西安：西安電子科技大學出版社，2014.