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【關(guān)鍵詞】移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng) 車聯(lián)網(wǎng) 低數(shù)據(jù)速率 GPRS CDMA 1X
doi:10.3969/j.issn.1006-1010.2016.12.017 中圖分類號:TN929.5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1006-1010(2016)12-0078-04
引用格式:趙小江,祝海云,徐福新. 低速移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)的移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化方向[J]. 移動(dòng)通信, 2016,40(12): 78-81.
1 引言
從手機(jī)和移動(dòng)寬帶衍生發(fā)展而來的M2M模塊在行業(yè)應(yīng)用信息化中得到大力應(yīng)用,移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)成為一個(gè)新興市場。戰(zhàn)略無線業(yè)務(wù)咨詢公司Northstream曾公布了它對2016年全球移動(dòng)電信行業(yè)走勢的預(yù)測:預(yù)計(jì)“物聯(lián)網(wǎng)黃金時(shí)代”將拉開序幕。目前承載移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)的主要無線傳輸網(wǎng)絡(luò)包括2G(2.5G)/3G/4G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)、ZigBee、藍(lán)牙等,并且大約70%的移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)都是以低數(shù)據(jù)速率的低端通信模塊為主。本文將主要探索低數(shù)據(jù)速率移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)的通信技術(shù)發(fā)展方向和產(chǎn)業(yè)化方向,并以車聯(lián)網(wǎng)為例進(jìn)行探討。
2 車聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)
截至2015年6月底,全國機(jī)動(dòng)車保有量達(dá)2.71億輛,電動(dòng)自行車保有量也已突破2億輛。汽車、摩托車、電動(dòng)自行車已經(jīng)成為各個(gè)階層工作、生活中必備的交通工具,但被盜現(xiàn)象卻時(shí)有發(fā)生,因此用戶對車輛防盜、定位管理需求日益強(qiáng)烈。此外,一些快遞物流、外勤服務(wù)、車隊(duì)管理、汽車租賃管理等不僅需要車輛定位,而且使用軌跡輔助生產(chǎn)調(diào)度管理、里程數(shù)量統(tǒng)計(jì)、圍欄管理等應(yīng)用。車輛的運(yùn)行狀況也是車主非常期望掌握的,這通常需在汽車4S店或者車輛維修點(diǎn)才可以查看。而目前機(jī)動(dòng)車車載自動(dòng)診斷系統(tǒng)“OBD Ⅱ”已經(jīng)可以提供外部接口車況檢測或者汽車廠家直接通過其ECU(Electronic Control Unit,電子控制單元)接口完成車況檢測,甚至電動(dòng)自行車也已經(jīng)結(jié)合控制器可以提供車況檢測和電池電量管理等功能。
車輛防盜定位、生產(chǎn)調(diào)度管理、車況檢測等都驅(qū)動(dòng)了車聯(lián)網(wǎng)平臺的誕生。車聯(lián)網(wǎng)組成不僅包括車輛本身,而且還包括車聯(lián)網(wǎng)終端、用戶智能手機(jī)/電腦、GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)、車聯(lián)網(wǎng)云平臺,并依賴移動(dòng)通信數(shù)據(jù)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)完成,具體如圖1所示:
車聯(lián)網(wǎng)終端先通過GPS衛(wèi)星實(shí)時(shí)獲取地面行駛車輛的位置信息,再通過移動(dòng)通信數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)與車聯(lián)網(wǎng)云平臺之間建立通信。車聯(lián)網(wǎng)終端除了包括由單片機(jī)組成的控制模塊外,還包括定位模塊、通信模塊以及智能傳感模塊。
定位模塊以GPS芯片為基礎(chǔ)獲得車輛所在的地理位置信息,實(shí)時(shí)不斷地接收GPS衛(wèi)星信號,提供車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)數(shù)據(jù),包括車輛經(jīng)緯度信息、運(yùn)行速度、運(yùn)行方向、時(shí)間信息等。
通信模塊在圖1中可與車聯(lián)網(wǎng)云平臺和用戶手機(jī)/電腦終端進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,目前通信網(wǎng)絡(luò)和終端模式可以基于2G、3G、4G甚至Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)。但考慮定位和車輛控制的交互數(shù)據(jù)量?。ㄖ饕刂菩帕睢PS經(jīng)緯度、車況檢測等數(shù)據(jù)),而且室外移動(dòng)范圍廣,同時(shí)結(jié)合移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)成本的考慮(終端2G通信模塊與終端4G通信模塊的價(jià)格約相差3至8倍),因此圖1中車聯(lián)網(wǎng)終端連接車聯(lián)網(wǎng)平臺所需的移動(dòng)通信數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)主要基于2.5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)為主,這包括GPRS(GSM)網(wǎng)絡(luò)和CDMA 1X(CDMA)網(wǎng)絡(luò)。
智能傳感模塊包括防盜模塊和車體性能感知模塊。其中,防盜模塊在用戶設(shè)置防盜功能后,通常利用GPS位置信息形成電子圍欄和G-Sensor(重力傳感器)感知車輛被觸碰或劇烈震動(dòng)通過系列算法觸發(fā)整車被盜報(bào)警,或者通過斷電感知電池被盜,即可向用戶手機(jī)發(fā)送報(bào)警信息,這種模式基本可以避免誤報(bào)警;車體性能感知模塊包括電池電量和車況檢測功能等,讓車況信息黑匣子可以向用戶直觀展現(xiàn)。
車聯(lián)網(wǎng)云平臺除了包括存儲車輛的各種數(shù)據(jù)檔案信息外,還包括軌跡、綁定智能手機(jī)和智能終端關(guān)系、車輛報(bào)警記錄等。用戶智能手機(jī)和電腦終端可以利用圖1中無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)(這可以是各類制式的2.5G、3G、4G移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)或者Wi-Fi網(wǎng)絡(luò))或者有線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)連接車聯(lián)網(wǎng)云平臺,實(shí)時(shí)查看車輛信息、接收報(bào)警信息或控制車輛,以確保報(bào)警的有效性和遠(yuǎn)程可控性。
3 低數(shù)據(jù)速率移動(dòng)通信相關(guān)技術(shù)和特性
在車聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用
在移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)中,大量的應(yīng)用如車聯(lián)網(wǎng)、抄表業(yè)務(wù)、智慧農(nóng)業(yè)、工業(yè)自動(dòng)化、可穿戴設(shè)備、安防等,由于沒有穩(wěn)定的Wi-Fi覆蓋,只能基于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)。2G網(wǎng)絡(luò)(GSM和CDMA)經(jīng)過較長時(shí)間的建設(shè)運(yùn)行維護(hù),網(wǎng)絡(luò)覆蓋面廣、覆蓋質(zhì)量佳,特別是2G終端芯片相比3G/4G價(jià)格低廉優(yōu)勢明顯,因此結(jié)合低速需求和成本控制的要求,GPRS和CDMA 1X低速數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)還是大有用武之地。如果后期手機(jī)用戶大量遷移到4G VoLTE網(wǎng)絡(luò),空余的2G頻率和網(wǎng)絡(luò)或許可以迎合快速發(fā)展的低速移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)無線承載容量需求。由于3G網(wǎng)絡(luò)(CDMA EV-DO和WCDMA)通信模塊的價(jià)格始終無法靠近2G通信模塊,因此在低數(shù)據(jù)速率移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)中很難找到應(yīng)用的切入。在當(dāng)前4G時(shí)代,LTE與移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)之間總是存在一條難以跨越的鴻溝,其中成本是主因。
3GPP組織在LTE Release 13版本中所研擬的LTE-M標(biāo)準(zhǔn)目前暫時(shí)被各方看好,具備低功耗、低傳輸速率和高覆蓋率三項(xiàng)特點(diǎn),該規(guī)格的目標(biāo)是達(dá)到100~200 kbps的最高傳輸速率,但標(biāo)準(zhǔn)尚在制定中,最為關(guān)鍵的成本看是否能突破。下面將主要探討當(dāng)前廣泛應(yīng)用的GPRS和CDMA 1X相關(guān)技術(shù)及產(chǎn)業(yè)在車聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用發(fā)展態(tài)勢。
3.1 終端通信模塊開發(fā)
在車聯(lián)網(wǎng)中,車聯(lián)網(wǎng)終端在不同的通信制式中,主要是通信模塊上的差異,但其也是影響車聯(lián)網(wǎng)終端的重要成本。構(gòu)成通信模塊主要是GSM芯片和CDMA芯片的差異。
GSM芯片廠家眾多,在MTK、展訊、互芯、Mstar等,GSM已經(jīng)沒有專利費(fèi);而在CDMA芯片,目前主要有高通、英特爾(2015年收購了威睿電通),且專利主要集中在高通手中。由于高通專利費(fèi)、入門費(fèi)居高不下;CDMA支持廠家明顯弱于GSM,而且CDMA模塊套片價(jià)格也高,CDMA成本約高于GSM模塊2至3倍,因此基于CDMA 1X模塊的車聯(lián)網(wǎng)移動(dòng)終端生產(chǎn)成本相對較高,CDMA 1X模塊在工業(yè)領(lǐng)域有較大幅度落后于GSM/GPRS模塊的應(yīng)用。
目前在移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)終端包括車聯(lián)網(wǎng)終端也出現(xiàn)一些新的開發(fā)模式,有些開發(fā)者摒棄采用模塊化開發(fā)的模式,改為采用芯片開發(fā)共享ARM和FLASH的方式,以大幅降低成本,但這種開發(fā)模式難度大、周期長、產(chǎn)品穩(wěn)定性對開發(fā)者要求更高。
3.2 移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)號碼開卡
我國手機(jī)終端普遍采用機(jī)卡分離的模式。中國移動(dòng)和中國聯(lián)通的GSM手機(jī)終端通常采用SIM(Subscriber Identification Module,用戶身份識別卡)卡,是手機(jī)的一張個(gè)人資料卡;而中國電信CDMA手機(jī)終端通常采用UIM(User Identify Module,用戶識別模塊)卡,是接入網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的標(biāo)識和身份驗(yàn)證。在移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)終端應(yīng)用中,通常也是采用SIM卡(UIM卡)+卡槽的模式。
但是在車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中,運(yùn)行環(huán)境較差,耐高溫、低溫,抗劇烈震動(dòng)等對移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)終端要求較高。據(jù)統(tǒng)計(jì),5%~10%的機(jī)械障礙與SIM卡(UIM卡)和卡槽的耦合有關(guān),這也是部分用戶在使用車聯(lián)網(wǎng)終端中反饋質(zhì)量問題的一個(gè)重要方面。目前,基于CDMA的車聯(lián)網(wǎng)移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)終端已經(jīng)重新啟用在北美較為廣泛使用的燒號開通號碼模式,這不僅節(jié)約了UIM卡和卡槽成本,而且較好地提升了產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。另外,在一些統(tǒng)一運(yùn)營的行業(yè)應(yīng)用業(yè)務(wù)模式中,行業(yè)應(yīng)用業(yè)務(wù)管理者或者經(jīng)營者期望通過燒號,形成號碼與物聯(lián)網(wǎng)終端一體化,避免SIM卡被非法挪用產(chǎn)生額外費(fèi)用和網(wǎng)絡(luò)違法行為。
目前CDMA燒號通常有兩種模式:OTA(Over-the-Air Technology,空中下載技術(shù))燒號模式和電腦數(shù)據(jù)線手編燒號模式。具體如下:
(1)OTA模式:電信運(yùn)營商提供的身份識別鑒權(quán)數(shù)據(jù)無線遠(yuǎn)程傳輸?shù)揭苿?dòng)終端內(nèi)。這通常需要終端撥打*228或*22800,通過系統(tǒng)支撐完成。*228或*22800等同于緊急特服,在協(xié)議中規(guī)定即使運(yùn)營商中沒有開戶注冊,手機(jī)終端也可以有權(quán)限默認(rèn)撥打。
(2)手編模式:完成移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)終端號碼開戶后,從相關(guān)渠道獲取手機(jī)卡五碼數(shù)據(jù),并且改ESN(Electronic Serial Number,電子序列號),然后通過電腦軟件寫入移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)終端,使其具備注冊入網(wǎng)資格。在車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中,基于CDMA 1X終端只要三碼IMSI(International Mobile Subscriber Identification Number,國際移動(dòng)用戶識別碼)、AKEY(Authentication Key,鑒權(quán)碼)、ESN即可。
由于GSM沒有燒號協(xié)議支撐,因此SIM卡槽的質(zhì)量要求顯得特別重要。為了提升產(chǎn)品的穩(wěn)定性,有些開發(fā)者采用SIM卡與卡槽焊接的方法變通來解決SIM卡與卡槽之間松動(dòng)造成的機(jī)械障礙和仿一體化問題。
3.3 移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)性能要求
(1)抗干擾性。車聯(lián)網(wǎng)或者其他移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)所處的環(huán)境通常較為復(fù)雜,有人為無線干擾器或者其他應(yīng)用的干擾。在通常的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和規(guī)劃中,對于基本相同的誤幀率要求,GSM系統(tǒng)要求到達(dá)基站的手機(jī)信號的載干比通常為9 dB左右,由于CDMA系統(tǒng)采用擴(kuò)頻技術(shù),擴(kuò)頻增益對全速率編碼的增益為21 dB,所以對解擴(kuò)前信號的等效載干比的要求小于-14 dB,GSM對底噪的要求更為嚴(yán)格。
(2)安全保密性。當(dāng)前GSM網(wǎng)絡(luò)偽基站不僅對手機(jī)造成脫網(wǎng)影響,而且對所處的基于GSM模塊的移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)終端造成脫網(wǎng)影響。此外,GSM手機(jī)短信、通話可被黑客監(jiān)聽也一直困擾著GSM的安全。而CDMA網(wǎng)絡(luò)中手機(jī)與基站是雙向驗(yàn)證,同時(shí)要在CDMA的42位PN碼中去猜測某一編碼有如大海撈針,可以有效保護(hù)空口安全,無線解密器無法攻破。
(3)2.5 G網(wǎng)絡(luò)吞吐率。在支持低速率物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用上,GPRS(GSM)支持最大42.8 kbps、85.6 kbps上/下行數(shù)據(jù)傳輸速率,CDMA 1X(CDMA)支持最大153.6 kbps上/下行對等數(shù)據(jù)傳輸速率。在低數(shù)據(jù)速率應(yīng)用中,CDMA模塊比GSM模塊可以支持相對更高的峰值速率。
4 結(jié)束語
車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用已經(jīng)在某些汽車、智能電動(dòng)自行車、摩托車出廠中開始預(yù)安裝,也有部分行業(yè)應(yīng)用用戶或者個(gè)人用戶后安裝車聯(lián)網(wǎng)終端,預(yù)測其今后將有廣闊的市場空間,而且用戶忠誠度相對較高。本文通過從車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用分析來看低數(shù)據(jù)速率移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)涉及移動(dòng)通信技術(shù)應(yīng)用發(fā)展態(tài)勢,雖然近年來高數(shù)據(jù)速率移動(dòng)通信技術(shù)更新迭代非??欤堑蛿?shù)據(jù)速率通信技術(shù)或許有更穩(wěn)定且獨(dú)到的應(yīng)用場合和應(yīng)用空間?!凹夹g(shù)為市場服務(wù)”,市場的需求將促使基于2.5 G的低速移動(dòng)通信數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)可能伴隨著不斷更新的高速移動(dòng)通信網(wǎng)長期并存。
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作者簡介
趙小江:高級工程師,碩士畢業(yè)于浙江工業(yè)大學(xué),現(xiàn)任中國電信股份有限公司杭州分公司無線維護(hù)中心經(jīng)理助理,從事CDMA、LTE移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)維護(hù)工作。
一是無線通信技術(shù)不斷更新不斷發(fā)展,更快速更穩(wěn)定的技術(shù)不斷出現(xiàn),使我國每年的移動(dòng)終端用戶都在不斷地上升,無線通信技術(shù)的的普及無限擴(kuò)大,現(xiàn)在無線通信的覆蓋地域大到一線城市,小到山區(qū)等。與此同時(shí)無線通信技術(shù)還推出各種增值業(yè)務(wù),為電商公司創(chuàng)造了巨大的利益。
二是無線通信技術(shù)在時(shí)代的引領(lǐng)下也在更新?lián)Q代,由于任何事物都不是完美的,無線通信技術(shù)也有自身的缺點(diǎn),再加上現(xiàn)在使用者的不斷增加,使用中的各種問題也開始越來越多的顯現(xiàn),人們對無線通信技術(shù)的要求也越來越高。
二、物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展
物聯(lián)網(wǎng)就是將物體通過網(wǎng)絡(luò)的形式相互的鏈接,然后實(shí)現(xiàn)信息的交換的網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)有所不同,互聯(lián)網(wǎng)的終端是各種計(jì)算機(jī)或移動(dòng)互聯(lián)設(shè)備,而物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的延伸和擴(kuò)展,它的終端是各種各樣的傳感器。物體通過射頻識別、紅外感知、GPS等方式和互聯(lián)網(wǎng)想通形成一個(gè)巨大的網(wǎng)絡(luò)。目前中國的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展速度很快,基礎(chǔ)的研究水平也比較領(lǐng)先,物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)造的效益也很明顯,我國對物聯(lián)網(wǎng)也相當(dāng)?shù)闹匾暋?/p>
三、物聯(lián)網(wǎng)無線通信技術(shù)安全問題
1、物聯(lián)網(wǎng)感知節(jié)點(diǎn)的物理安全問題。由于物聯(lián)網(wǎng)無線通信的方便性,物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用可以取代人去完成一些復(fù)雜和危險(xiǎn)的工作,所以這些物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和感知節(jié)點(diǎn)大部分都部署在無人監(jiān)控的場景下,并且有可能是動(dòng)態(tài)的。導(dǎo)致了攻擊者很容易接觸到這些設(shè)備,采用一些非法的手段對設(shè)備進(jìn)行攻擊,從而對其造成破壞,甚至有可能俘獲這些設(shè)備,通過篡改軟硬件等手段達(dá)到破壞或侵入系統(tǒng)的目的。
2、傳輸和信息的安全。物聯(lián)網(wǎng)的核心網(wǎng)絡(luò)本身具有很強(qiáng)的自我保護(hù)能力,但是物聯(lián)網(wǎng)中節(jié)點(diǎn)數(shù)量過于龐大,且感知節(jié)點(diǎn)通常情況下功能簡單,能量、處理能力和通訊范圍有限,無法進(jìn)行高強(qiáng)度的加密運(yùn)算,導(dǎo)致缺乏復(fù)雜的安全保護(hù)能力。而且物聯(lián)網(wǎng)的感知節(jié)點(diǎn)具有多樣性,各節(jié)點(diǎn)和傳感器網(wǎng)絡(luò)通常也沒有統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,因此無法提供統(tǒng)一的安全防護(hù)體系。物聯(lián)網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)往往是散布在開放空間中,大多數(shù)是以無線技術(shù)進(jìn)行通信,所以,物聯(lián)網(wǎng)的感知節(jié)點(diǎn)成為最易受到攻擊的環(huán)節(jié),攻擊者可以利用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的漏洞侵入物聯(lián)網(wǎng),對整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的安全構(gòu)成威脅。
四、物聯(lián)網(wǎng)無線通信的安全策略
1、增加無線通信平臺集成度。增加無線通信平臺的硬件集成度,盡量避免硬件接口遭受攻擊,為了避免遭受物理攻擊,應(yīng)該增加其工作電流、溫度和電壓的范圍,提高其工作的可靠性,從而實(shí)現(xiàn)對無線通信平臺的監(jiān)測和保護(hù)。無線通信作為現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的一個(gè)產(chǎn)物,要求無線通信的網(wǎng)絡(luò)后臺安裝有強(qiáng)大的防盜竊系統(tǒng)和防竊聽設(shè)備,真正意義上的保證用戶使用通信業(yè)務(wù)時(shí)的安全。
2、物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)認(rèn)證機(jī)制。無線通信受限于無線網(wǎng)絡(luò)資源,傳統(tǒng)的認(rèn)證是有區(qū)分性的,網(wǎng)絡(luò)層的認(rèn)證只負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)的部分,業(yè)務(wù)層的認(rèn)證只負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)的身份鑒定,兩者是不關(guān)聯(lián)的。但是物聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)業(yè)務(wù)有所不同,通常情況下,它的業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)通信是緊緊聯(lián)系在一起的。因?yàn)樵谖锫?lián)網(wǎng)中網(wǎng)絡(luò)層的認(rèn)證是必不可少的,因此物聯(lián)網(wǎng)無線通信中要加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)層的認(rèn)證,如果在允許的情況下,可以省去業(yè)務(wù)層的認(rèn)證。
3、物聯(lián)網(wǎng)的加密機(jī)制。無線通信技術(shù)必須具備擴(kuò)展性、兼容性和良好的移動(dòng)性,尤其要與現(xiàn)在主流的4G移動(dòng)通信技術(shù)相兼容。物聯(lián)網(wǎng)作為一個(gè)具有海量數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò),密鑰作為物聯(lián)網(wǎng)的安全技術(shù)的基礎(chǔ),在維護(hù)物聯(lián)網(wǎng)安全上起著決定性的作用,因此加強(qiáng)加密機(jī)制至關(guān)重要。但是物聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn)決定了需要一個(gè)容易部署而且適合感知節(jié)點(diǎn)資源有限等問題的密鑰管理方案。另外,密鑰管理方案還必須保證當(dāng)部分節(jié)點(diǎn)縱后不會(huì)破壞整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的安全性。
4、構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)安全構(gòu)架 。由于各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之間發(fā)展的不平衡性,目前物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層關(guān)于各節(jié)點(diǎn)之間的通信并沒有統(tǒng)一的協(xié)議,給攻擊者留下了許多安全漏洞,這給物聯(lián)網(wǎng)帶來了很大的安全威脅,所以,必須加快網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的統(tǒng)一,以保證物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?/p>
【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 互聯(lián)網(wǎng) 發(fā)展 應(yīng)用
物聯(lián)網(wǎng)的雛形最早可于追溯到1990年,物聯(lián)網(wǎng)的概念提出是在1999年,在這幾十年的發(fā)展里,物聯(lián)網(wǎng)的地位越來越重要并且有著一個(gè)非常廣闊的發(fā)展前景,物聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)是將物理世界與數(shù)字世界完美融合,打破了傳統(tǒng)觀念的束縛,實(shí)現(xiàn)了物與物直接的信息聯(lián)系、或缺、融合、傳遞等,真正達(dá)到物物相連的網(wǎng)絡(luò)模式,使人與人直接的信息交換上升到物與物直接的信息交換,本文就物聯(lián)網(wǎng),談一談物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用。
1 何為物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)
物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分,顧名思義,物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)。這有兩層意思:其一,物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng),是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò);其二,其用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物品與物品之間,進(jìn)行信息交換和通信。物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。
物聯(lián)網(wǎng)是利用局部網(wǎng)絡(luò)或互聯(lián)網(wǎng)等通信技術(shù)把傳感器、控制器、機(jī)器、人員和物等通過新的方式聯(lián)在一起,形成人與物、物與物相聯(lián),實(shí)現(xiàn)信息化、遠(yuǎn)程管理控制和智能化的網(wǎng)絡(luò)。
2 物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的應(yīng)用
物聯(lián)網(wǎng)工作的應(yīng)用涉及到生活的方方面面,典型的應(yīng)用關(guān)系體現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與專業(yè)技術(shù)行業(yè)的結(jié)合,實(shí)現(xiàn)智能應(yīng)用的解決;物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層讓信息技術(shù)與行業(yè)結(jié)合,對經(jīng)濟(jì)和社會(huì)產(chǎn)生影響,可以說物聯(lián)網(wǎng)是繼計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)之后的第三次革命,它主要有九大應(yīng)用領(lǐng)域有:智能工業(yè)、智能農(nóng)業(yè)、智能物流、智能交通、智能電網(wǎng)、智能環(huán)保、智能安保、智能醫(yī)療、智能家居等等。
2.1 智能物流
現(xiàn)在的物流管理有著明顯的信息化發(fā)展,隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展特別是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)與衛(wèi)星定位技術(shù)、GSM/GPRS/CDMA移動(dòng)通訊技術(shù)、GIS地理信息系統(tǒng)相結(jié)合,使物流管理的每一個(gè)流程都被準(zhǔn)確無誤的感知和掌握,GIS與GPS與感知信息的結(jié)合,構(gòu)成了物流信息一張強(qiáng)大的網(wǎng)。
2.2 智能醫(yī)療
自動(dòng)識別技術(shù)為醫(yī)療領(lǐng)域提供了方便,最典型的代表是RFID自動(dòng)識別技術(shù),RFID技術(shù)與醫(yī)院信息系統(tǒng)(HIS)及藥品物流系統(tǒng)的融合,是醫(yī)療信息化的必然趨勢,智能醫(yī)療能夠幫助醫(yī)生實(shí)現(xiàn)對病人全方位的監(jiān)控,達(dá)到會(huì)診記錄,病情記錄等關(guān)鍵信息的共享,還有對病人醫(yī)療器械和病人病情發(fā)展的追蹤,這種智能醫(yī)療必然會(huì)得到更大的推廣。
2.3 智能交通
物聯(lián)網(wǎng)在智能交通上的應(yīng)用也非常普遍,最典型的例子莫過于乘坐公交車時(shí)IC卡的使用,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與公交系統(tǒng)的融合,統(tǒng)籌運(yùn)用GIS和GPS等手段,達(dá)到調(diào)度,發(fā)配,收費(fèi)等管理于一體,同時(shí)還有智能化的停車,系統(tǒng)調(diào)配紅綠燈,及時(shí)查看路況信息等交通控制調(diào)配等手段,都體現(xiàn)了物物相連的物聯(lián)網(wǎng)對于交通的幫助,還有公路、橋梁、交通的智能檢測,都體現(xiàn)了智能交通的作用。
2.4 智能農(nóng)業(yè)
智能工業(yè)。智能農(nóng)業(yè)與智能工業(yè)最主要的體現(xiàn)上是在對于數(shù)字的實(shí)時(shí)監(jiān)控上,從生產(chǎn)、加工、運(yùn)輸、分銷、零售上,企業(yè)信息管理系統(tǒng),從生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng),信息管理系統(tǒng),質(zhì)量管理系統(tǒng),信息服務(wù)系統(tǒng),到信息跟蹤,事故追溯系統(tǒng),質(zhì)量評估系統(tǒng),統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng),信息門戶系統(tǒng)等,使農(nóng)業(yè)和工作都達(dá)到智能化的水平,方便生產(chǎn)。
2.5 智能安保
智能安保體現(xiàn)在傳感節(jié)點(diǎn)的利用上,利用傳感節(jié)點(diǎn)的覆蓋全面性,來防治翻越,偷渡,恐怖襲擊等威脅安全的入侵,這種智能安保已經(jīng)應(yīng)用到世博會(huì)當(dāng)中。
2.6 智能家庭
物聯(lián)網(wǎng)對于智能家庭,數(shù)字家庭的建設(shè)有著非常廣闊的發(fā)展前景,智能家庭不是簡單地將家中的電子產(chǎn)品結(jié)合到一個(gè)遙控裝置當(dāng)中去,這樣做只是一個(gè)簡單的電子設(shè)備相連,物聯(lián)網(wǎng)所要達(dá)到的智能家庭,數(shù)字家庭的目的,是通過物聯(lián)網(wǎng)建立外部聯(lián)系,讓服務(wù)與設(shè)備之間產(chǎn)生聯(lián)系,達(dá)到互動(dòng)效果,一個(gè)最理想的例子就是在工作的過程中,在辦公室里就可以指揮家用電器的工作,在下班回來的途中各個(gè)家用電器已經(jīng)各司其職,回家時(shí)就享受自動(dòng)化的成果與便利。
3 物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的發(fā)展
物聯(lián)網(wǎng)是推動(dòng)世界發(fā)展的重要?jiǎng)恿?,有人把它比作是繼計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)之后的第三次革命,這樣的比喻一點(diǎn)也不為過,1990年的施樂公司可樂售飯機(jī)可以被看作是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的最早實(shí)踐,1999年麻省理工學(xué)院Auto-ID中心在美國統(tǒng)一代碼委員會(huì)的支持下提出了PC(Electronic Product Code)的概念.比爾蓋茨1995年在書中提及了物聯(lián)網(wǎng)的概念,1999年美國麻省理工學(xué)院闡明了物聯(lián)網(wǎng)的含義,但隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展這種含義也產(chǎn)生了變化,再隨后的時(shí)間段內(nèi),各國開始提高了對物聯(lián)網(wǎng)的認(rèn)識,并把物聯(lián)網(wǎng)當(dāng)作一項(xiàng)國家戰(zhàn)略來發(fā)展,目前的物聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中有三項(xiàng)關(guān)鍵的技術(shù),分別是傳感器技術(shù)、RFID標(biāo)簽、嵌入式系統(tǒng)技術(shù);所涉及的四大關(guān)鍵領(lǐng)域分別是:RFID;傳感網(wǎng);M2M;兩化融合,隨著各國對于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重視,一些關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的戰(zhàn)略也相繼被提出,如日本的u-Japan計(jì)劃,韓國確立了u-Korea計(jì)劃,歐盟執(zhí)委會(huì)發(fā)表了歐洲物聯(lián)網(wǎng)行動(dòng)計(jì)劃,美國將新能源和物聯(lián)網(wǎng)列為振興經(jīng)濟(jì)的兩大重點(diǎn),智慧地球被提出并引起強(qiáng)烈反響。
2009年8月,總理的感知中國講話和建立的感知中國研究中心將中國的物聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)推向了一個(gè)新的高度,物聯(lián)網(wǎng)被正式列為國家五大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一。
4 總結(jié)
物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)作為一項(xiàng)前沿技術(shù)有著非常廣闊的發(fā)展前景和發(fā)展空間,目前無論是國家還是技術(shù)企業(yè),都對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值看的很重,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用在人們生活的方方面面,以一種潛移默化的方式影響著人們的生活方式和生產(chǎn)方式,但是人們在享受物聯(lián)網(wǎng)所帶給我們方便的同時(shí),對物聯(lián)網(wǎng)的概念認(rèn)識還并沒有互聯(lián)網(wǎng)那么深入人心,人們對于互聯(lián)網(wǎng)的認(rèn)識要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于物聯(lián)網(wǎng),隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的蓬勃發(fā)展,越來越多的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)會(huì)應(yīng)用到人們的生活中,相信人們對于物聯(lián)網(wǎng)的認(rèn)識將會(huì)逐漸提升,同時(shí),物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)將會(huì)更好更快的發(fā)展也必將有一個(gè)更廣闊的前景。
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【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);電力系統(tǒng)通信
一、關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)
物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)質(zhì)是利用RFID(Radio Freq uency Identification,射頻自動(dòng)識別)、無線數(shù)據(jù)通信等技術(shù),通過計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)物品的自動(dòng)識別和信息的互聯(lián)與共享。物品能夠在無需人工干預(yù)的條件下,在網(wǎng)絡(luò)里彼此進(jìn)行“交流”,通過開放性的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息交換和共享,實(shí)現(xiàn)對物品的“透明”管理。下面重點(diǎn)介紹物聯(lián)網(wǎng)的組成架構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)概念的問世,打破了之前的傳統(tǒng)思維,過去的思路一直是將物理基礎(chǔ)設(shè)施和IT 基礎(chǔ)設(shè)施分開:一方面是機(jī)場、公路、建筑物,而另一方面是數(shù)據(jù)中心,個(gè)人電腦、寬帶等。而在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代,鋼筋混凝土、電纜將與芯片、寬帶整合為統(tǒng)一的基礎(chǔ)設(shè)施,在此意義上,基礎(chǔ)設(shè)施更像是一塊新的地球工地,世界的運(yùn)轉(zhuǎn)就在其上進(jìn)行,包括經(jīng)濟(jì)管理、生產(chǎn)運(yùn)行、社會(huì)管理乃至個(gè)人生活。當(dāng)今,電力通信、信息系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了電廠、電網(wǎng)、變電站、供電局、供電所的覆蓋,根據(jù)業(yè)務(wù)需求的不同建立了傳輸網(wǎng)絡(luò)、調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)、綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)等,實(shí)現(xiàn)各層面之間通信網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通。下一步將這個(gè)網(wǎng)絡(luò)延伸至配網(wǎng),直至生活中的各種物體,實(shí)現(xiàn)物體之間的通信,這就需要通過物聯(lián)網(wǎng)的功能。
二、關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)組成架構(gòu)
物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的組成架構(gòu)包括:用戶層、應(yīng)用控制層、承載網(wǎng)絡(luò)、接入層、應(yīng)用采集控制(末梢節(jié)點(diǎn))層,其中承載網(wǎng)絡(luò)由計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。用戶層主要是為用戶提供物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的用戶界面接口,包括如電腦、手機(jī)、客戶端、傳感器等用戶設(shè)備。應(yīng)用控制層由應(yīng)用服務(wù)器及數(shù)據(jù)庫服務(wù)器組成,具有匯集、轉(zhuǎn)換、分析數(shù)據(jù)的功能,以及用戶層呈現(xiàn)的適配和實(shí)踐的觸發(fā)等。承載網(wǎng)絡(luò)是指通信網(wǎng)絡(luò),如互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)等,完成物聯(lián)網(wǎng)接入層與應(yīng)用控制層之間的信息通信功能。承載網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要有端到端、環(huán)型網(wǎng)、樹狀網(wǎng)、交叉網(wǎng)等方式,聯(lián)網(wǎng)方式可以簡單分成有線和無線兩種,有線方式主要包括光纖、互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)線、語音通信線纜等,無線方式主要包括集群網(wǎng)、W iMAX (W orldwide Interoperabilityfor Microwav e Access,全球微波接入互操作標(biāo)準(zhǔn))、McW ill(Multi-Carrier W ireless Information Local Loop,多載波無線信息本地環(huán)路)等。末梢節(jié)點(diǎn)與接入層構(gòu)成了物聯(lián)網(wǎng)的信息采集和控制。接入層由接入網(wǎng)關(guān)和基站節(jié)點(diǎn)組成,末梢節(jié)點(diǎn)由各種類型的采集和控制模塊組成,接入層負(fù)責(zé)應(yīng)用末梢節(jié)點(diǎn)信息的組網(wǎng)控制和信息匯集,以及向末梢節(jié)點(diǎn)下發(fā)信息的轉(zhuǎn)發(fā)等功能。
三、關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)?
物聯(lián)網(wǎng)中的四種關(guān)鍵技術(shù),即標(biāo)識事物的 RFID射頻識別技術(shù)、感知事物的傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、思考事物的智能技術(shù)、微縮事物的納米技術(shù)。REID憑借射頻信號能夠?qū)π畔⑦M(jìn)行識別與搜集,這種非觸摸式識別技術(shù)可以在惡劣環(huán)境下應(yīng)用,其主要是由標(biāo)識、天線和讀寫器構(gòu)成;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是包括了信息搜集、傳送與處理的一體化網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng) ,該系統(tǒng)具有功耗很低、移動(dòng)方便和便于鋪設(shè)等優(yōu)點(diǎn)。傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)a主要是對各類測試技術(shù)進(jìn)行研究;智能技術(shù)指的是在物體中植入一套智能系統(tǒng) ,賦予其特定的智能性,借助智能系統(tǒng)對物體的狀態(tài)進(jìn)行分析,并能夠?qū)ο嚓P(guān)問題進(jìn)行處理;納米技術(shù)是研究 尺寸在0.1nm- 100nm之間 材料的性質(zhì)與應(yīng)用,這是一種新興的技術(shù),主要包括了納米化學(xué)、納米電子學(xué)及納米生物學(xué)等多種科目。?
四、關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)在電力系統(tǒng)通信的應(yīng)用
1、物聯(lián)網(wǎng)在應(yīng)急通信的應(yīng)用
基于應(yīng)急通信的特點(diǎn) ,比如,發(fā)生的時(shí)間和地點(diǎn)具有不確定性,導(dǎo)致無法確定指揮中心和事故地點(diǎn),各類需要接入點(diǎn)的隨機(jī)性非常大。這往往需要搶修人員到達(dá)現(xiàn)場后,檢查現(xiàn)場情況,通過電話、視頻回傳等手段及時(shí)向調(diào)度中心及應(yīng)急指揮中心報(bào)告現(xiàn)場情況。而物聯(lián)網(wǎng)能使調(diào)度中心或應(yīng)急指揮中心通過對電網(wǎng)狀態(tài)信息、各種設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的智能監(jiān)測,為調(diào)度中心的日常管理和應(yīng)急指揮提供實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息。當(dāng)應(yīng)急情況發(fā)生時(shí),通過物聯(lián)網(wǎng)能夠準(zhǔn)確定位事故現(xiàn)場,清楚現(xiàn)場設(shè)備及部件、桿塔的損壞情況,以便及時(shí)調(diào)撥合適型號的設(shè)備到現(xiàn)場進(jìn)行更換。同時(shí),結(jié)合光纖及無線通信技術(shù)提供電話及視頻通信,現(xiàn)場人員能夠提前做好搶修準(zhǔn)備,接受在應(yīng)急指揮中心的調(diào)度及指揮,更快的對事故進(jìn)行搶修,提高事故處理能力。
2 、物聯(lián)網(wǎng)在配網(wǎng)通信方面的應(yīng)用
配網(wǎng)相對于高壓輸變電網(wǎng),特別是1 0 k V 及以下電壓等級網(wǎng)絡(luò)具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、電壓等級多、配電設(shè)備數(shù)量多、支線多、分布廣、變動(dòng)頻繁等特點(diǎn)。根據(jù)配網(wǎng)自動(dòng)化層次要求,整個(gè)配網(wǎng)通信可分為通信子站、配網(wǎng)主站、區(qū)調(diào)分站層3 層。
2.1通信子站層:指配網(wǎng)F T U 、T T U 、D T U 等終端到通信子站層的通信,通信子站通常設(shè)置在1 1 0 k V 或2 2 0 k V變電站。
2.2配網(wǎng)主站層:指上述通信子站與配電主站之間的通信層,根據(jù)電監(jiān)會(huì)二次安全防護(hù)及相關(guān)要求,該層數(shù)據(jù)承載在調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)中。
2.3區(qū)調(diào)分站層:該層主要是區(qū)調(diào)分站與配電主站的通信層面。該層數(shù)據(jù)量相對較大,承載在調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)中。
根據(jù)配網(wǎng)通信的特點(diǎn),目前配電網(wǎng)通信無法用單一的通信方式實(shí)現(xiàn),而主要是采用光纖通信、載波通信、租用無線公眾網(wǎng)通信及無線寬帶技術(shù)實(shí)現(xiàn)。物聯(lián)網(wǎng)能較好地解決配電終端、配電主站之間的通信,可以通過把配電網(wǎng)的所有設(shè)備及部件連上物聯(lián)網(wǎng),輕松地完成配網(wǎng)通信任務(wù),同時(shí)能實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化“三遙”(遙信、遙測、遙控)信息,目前采用的G P R S 、載波等通信技術(shù)由于帶寬不足僅能實(shí)現(xiàn)“兩遙”(遙信、遙測)信息。而且物聯(lián)網(wǎng)能較好地解決配電終端數(shù)量多、變動(dòng)頻繁等問題。
3、物聯(lián)網(wǎng)在智能電網(wǎng)的應(yīng)用
智能電網(wǎng)是一個(gè)具有先進(jìn)技術(shù)水平的安全、可靠、高效、靈活的現(xiàn)代化電網(wǎng)。在智能電網(wǎng)中,各電壓等級的電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展,先進(jìn)的傳感測量技術(shù)、通訊技術(shù)、信息技術(shù)、控制技術(shù)和決策支持技術(shù)與電網(wǎng)有機(jī)融合,電網(wǎng)安全、可靠、高效運(yùn)行,能有效滿足現(xiàn)代“低碳社會(huì)”發(fā)展的新需要。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠?yàn)橹悄茈娋W(wǎng)提供較好的測量技術(shù)、通訊技術(shù)、控制技術(shù),實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表、電網(wǎng)負(fù)荷節(jié)能控制、電網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)測、事故準(zhǔn)確定位跟蹤、輸電線路桿塔、線路監(jiān)測(覆冰監(jiān)測、溫度檢測)等。例如電網(wǎng)底層的數(shù)據(jù)包括配電房的開關(guān)、電纜溝的信息,這些信息目前無法用有效的通信方式采集,而如果通過物聯(lián)網(wǎng)有效的聯(lián)合,就可以實(shí)時(shí)地把各種各樣的底層信息采集上來,使電網(wǎng)管理從事后處理變成事前預(yù)防,大大提高電網(wǎng)管理和應(yīng)急的效率。
結(jié)語:電力系統(tǒng)中的物聯(lián)網(wǎng),既可以作為輸電通信基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的補(bǔ)充,加強(qiáng)輸電通信網(wǎng)的可靠性,也可以作為配電網(wǎng)絡(luò)主要通信方式,彌補(bǔ)目前公網(wǎng)及無線通信網(wǎng)絡(luò)無法實(shí)現(xiàn)的功能,同時(shí)能作為抵御極端天氣的電力應(yīng)急通訊方案和通信抗災(zāi)體系的有效手段。物聯(lián)網(wǎng)就其本身而言,代表了下一代信息技術(shù)的發(fā)展,而目前其發(fā)展正處于起步階段,仍然面臨技術(shù)完備性不足、產(chǎn)品成熟度低、成本偏高、規(guī)劃管理、無線電頻率資源合理安排及分配等諸多因素的制約,但隨著各方面的共同努力,物聯(lián)網(wǎng)將迎來美好的未來,對經(jīng)濟(jì)起到積極的推動(dòng)作用。
參考文獻(xiàn):
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所謂Savant技術(shù),其是一種對物聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中的物品電子編碼的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳送與管理的分布式網(wǎng)絡(luò)軟件。Savant技術(shù)始終處在Internet與閱讀器之間,而其主要的任務(wù)即是對閱讀器的協(xié)調(diào),對數(shù)據(jù)的校對、傳送與儲存,以及任務(wù)管理。一般情況下,Savant技術(shù)的實(shí)現(xiàn)首先就需要閱讀器將電子標(biāo)簽上的信息讀取出來,然后將其發(fā)送到Sacant之中,然后Savant再做相應(yīng)的處理。從整體上來看,Savant具有對數(shù)據(jù)的平滑、校驗(yàn)以及暫存等功能。經(jīng)過Savant處理后的數(shù)據(jù)傳送到In-ternet之后,將更具精準(zhǔn)性[1]。
2、信息智能分析與控制技術(shù)
所謂信息智能分析與控制技術(shù),即是通過對先進(jìn)軟件技術(shù)的應(yīng)用對各種物聯(lián)網(wǎng)信息進(jìn)行快速處理與海量存儲,并且將處理的結(jié)果及時(shí)的反饋于物聯(lián)網(wǎng)的各種控制部件當(dāng)中。就目前的情況來看,模糊意識、人工智能以及云計(jì)算技術(shù)等都能夠滿足物聯(lián)網(wǎng)的海量信息處理需求。
3、在通信裝備管理中的應(yīng)用
3.1庫存通信裝備管理
在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用下,人們通過對各種技術(shù)與設(shè)備的利用,有效的實(shí)現(xiàn)了對通信裝備的識別、定位以及跟蹤等。而如果將其應(yīng)用在庫存管理中的話,不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對每一個(gè)裝備的高效管理,同時(shí)還能夠有效的管理與監(jiān)控通信設(shè)備的入庫與出庫等具體的環(huán)節(jié)。具體而言,在入庫時(shí),物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)ζ溲b備進(jìn)行信息的采集與錄入,并且通過軟件的利用,可以在固定的位置存儲裝備。而在出庫時(shí),則可以對其進(jìn)行登記,并實(shí)現(xiàn)對整個(gè)裝備存儲過程的監(jiān)控與管理,達(dá)到了預(yù)防丟失、保證安全性的效果。顯然,在這樣的環(huán)境下,針對于通信裝備管理的水平必然將得到實(shí)質(zhì)性的提升。
3.2通信網(wǎng)絡(luò)管理
無線網(wǎng)、有線網(wǎng)以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)等,即是現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)的主要內(nèi)容,其所涉及的裝備種類不僅數(shù)量多,而且技術(shù)體制極為復(fù)雜,配置也高度分散?;谶@樣的情況,通信網(wǎng)絡(luò)的管理儼然較困難。那么,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用將以更加透徹的感知、更加深入的智能化以及更加全面的互聯(lián)互通方式來對各類通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理。所謂更透徹的感知,即是通過嵌入在通信裝備中的RFID技術(shù)與各類傳感器的應(yīng)用來對通信頻率、數(shù)據(jù)流量、溫度以及誤碼率等信息進(jìn)行實(shí)時(shí)的感知,并對其進(jìn)行快速的分析與處理[2]。所謂更加深入的智能化,即使指通過先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用來對復(fù)雜的裝備運(yùn)行數(shù)據(jù)信息進(jìn)行良好的處理,并依據(jù)預(yù)設(shè)的參數(shù)來對各類管理以及警告信號進(jìn)行自動(dòng)的傳遞,從而形成決策,在聯(lián)動(dòng)相應(yīng)處理預(yù)案的同時(shí),第一時(shí)間通知相應(yīng)的裝備維護(hù)管理人員對通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行進(jìn)行合理的干預(yù)、對突發(fā)故障進(jìn)行緊急處理等。所謂更加全面的互聯(lián)互通,即是通過互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)各通信信息的分析與處理、交互與共享以及實(shí)時(shí)的監(jiān)控。同時(shí),還能夠?qū)υ诰W(wǎng)運(yùn)行通信設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)度與遠(yuǎn)程管理。
4、制約物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的主要因素
4.1標(biāo)準(zhǔn)體系問題
就目前的情況來看,雖然物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)得到了積極的研究與應(yīng)用,但對其的研究并沒有形成一種統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。在這樣的情況下,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的利用價(jià)值就很難得到廣泛的認(rèn)同。同時(shí),因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系不夠健全,致使針對其的研發(fā)工作缺乏規(guī)范性,而對其的使用也沒有形成一定的規(guī)模,存在著移植困難的現(xiàn)象。顯然,只有進(jìn)一步完善物聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化體系,才能夠讓物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在更多的領(lǐng)域中將自身的作用充分展現(xiàn)出來。
4.2承載網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)問題
就目前的情況來看,雖然目前我國很多領(lǐng)域都逐步建立起了專用的信息網(wǎng)絡(luò),但從本質(zhì)上來說,大多數(shù)信息網(wǎng)絡(luò)依舊屬于單一的IP網(wǎng)。顯然,這樣的網(wǎng)絡(luò)根本無法滿足物聯(lián)網(wǎng)對承載網(wǎng)“資源可知、安全可信、可控、可管”以及支持多種技術(shù)模式的要求。因此,應(yīng)該充分對新型分組交換技術(shù)的下一代網(wǎng)絡(luò)(NGN)進(jìn)行實(shí)際的部署與應(yīng)用。只有這樣,承載網(wǎng)無法滿足物聯(lián)網(wǎng)要求的問題才能夠在根本上得到解決。
4.3軍事安全問題
眾所周知,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)擁有極強(qiáng)的信息獲取能力,能夠?qū)崿F(xiàn)對任何信息的掃描、識別及閱讀。顯然,目前很多領(lǐng)域在信息安全工作的開展上并不夠完善,其信息很容易被泄露,而一旦泄露出去被不法分子所利用,那么通信的安全必然將受到嚴(yán)重的威脅。而諸如政府、部隊(duì)等政治性領(lǐng)域而言,其軍事通信安全如果受到了威脅,則很有可能對社會(huì)、國家的安全帶來嚴(yán)重影響[3]。因此,必須不斷的提高物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的安全性,旨在讓通信安全得到有力的保證。
5、結(jié)語
[關(guān)鍵詞]車聯(lián)網(wǎng);專用短程通信(DSRC);LTE-advanced
中圖分類號:TN925 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)22-0209-01
0 引言
車聯(lián)網(wǎng)作為有一種有巨大發(fā)展的新興網(wǎng)絡(luò),是未來智能交通系統(tǒng)的主要載體。車聯(lián)網(wǎng)可以全程監(jiān)控每輛車和每條道路,進(jìn)而改善交通效率,提高交通安全,提供更加愉悅的乘車體驗(yàn)。車聯(lián)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)需要車輛之間頻繁及時(shí)可靠的信息交互,因此選定合適的無線通信技術(shù)則顯得極為重要。用于支持車輛網(wǎng)通信的無線通信技術(shù)可以涵蓋現(xiàn)有的任何無線通信技術(shù),如2G,3G,衛(wèi)星,紅外,5GHZ微波,移動(dòng)無線寬帶技術(shù)等。
1 車聯(lián)網(wǎng)概述
車聯(lián)網(wǎng)(Vehicle Ad Hoc Networks,VANET)是移動(dòng)自組織通信網(wǎng)絡(luò)的一種特例,是一種自組織、結(jié)構(gòu)開放的車間通信網(wǎng)絡(luò),主要是由車載單元(On-board units,OBUs)和路邊單元(Roadside units,RSUs)組成。VANET運(yùn)用車載傳感器和GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng),通過無線通信技術(shù)、信息采集和傳輸技術(shù)將車輛工具交通基礎(chǔ)設(shè)施、交通管理人員有機(jī)結(jié)合起來,形成智能化新型移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò),從而實(shí)現(xiàn)移動(dòng)通信,信息管理,增值服務(wù)的綜合應(yīng)用,提高道路交通效率與駕駛安全性、舒適性,滿足用戶在車載環(huán)境中的服務(wù)質(zhì)量和娛樂需求。
VANET主要的特點(diǎn)是節(jié)點(diǎn)移動(dòng)具有規(guī)律性,即車輛沿著既有的道路行駛,運(yùn)動(dòng)路徑受到道路分布的限制,有明顯的規(guī)律性,可以基于路徑規(guī)劃或地圖等信息進(jìn)行預(yù)測;網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫芟蓿囕v移動(dòng)速度快,VANET的拓?fù)涫冀K處于頻繁的變化中,網(wǎng)絡(luò)的連通性也會(huì)不斷發(fā)生變化,網(wǎng)絡(luò)連接難以維持;消息傳播具有方向性,受地理位置的限制,VANET的數(shù)據(jù)通信往往與地理位置有關(guān),有一定的方向性。
2 車聯(lián)網(wǎng)的通信技術(shù)
車聯(lián)網(wǎng)無線通信技術(shù)主要依賴兩種技術(shù):短距離無線通信和遠(yuǎn)距離的移動(dòng)通信。前者主要是RFID和WIFI等短距離通信技術(shù),專門針對車輛運(yùn)動(dòng)特性和時(shí)延敏感特性制定,在車輛密度適當(dāng)?shù)沫h(huán)境下可以提供可靠的安全信息傳輸服務(wù),可以通過無線射頻設(shè)備感知識別對象目標(biāo),并獲取數(shù)據(jù)。而后者主要是GPRS、3G、LIE、4G等移動(dòng)通信技術(shù)。隨著大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、無線通信技術(shù)的快速發(fā)展,為車聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的具體服務(wù)應(yīng)用提供了堅(jiān)實(shí)的網(wǎng)絡(luò)支撐。
3.1專用短程通信(DSRC)
專用短程通信(Dedicated short range communications, DSRC)技術(shù)是針對于智能交通系統(tǒng)領(lǐng)域(ITS)中,車輛和道路基礎(chǔ)設(shè)施間的信息交換而開發(fā)的一種適用于短距離的快速移動(dòng)的目標(biāo)識別技術(shù)。它可以提供高速的無線通信服務(wù),并且能保持傳輸延時(shí)短和系統(tǒng)的可靠性。其在延遲、移動(dòng)性、通信距離方面有著無可替代的優(yōu)勢,特別適用于車輛安全應(yīng)用。目前全球范圍內(nèi)的大多車路協(xié)同項(xiàng)目的研究,均采用DSRC技術(shù)建立車輛網(wǎng)絡(luò)。
DSRC是基于IEEE制定和完善的WAVE/802.11p協(xié)議族。IEEE 802.11p具有易部署、成本低、技術(shù)成熟及ad-hoc模式下支持V2V通信的優(yōu)勢。其定義了汽車與其它實(shí)體進(jìn)行無線通信的物理層與MAC層,在這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議之上是IEEE 1609,其定義了MAC層一直到應(yīng)用層的通信協(xié)議棧。DSRC可以在車輛數(shù)量不是很多的情況下,完成交通管理通信服務(wù)。然而,該技術(shù)在車輛密度比較大的場景中,不能保證安全信息可靠及時(shí)的傳輸,有時(shí)也會(huì)引起廣播風(fēng)暴、無法保證QoS等問題。此外,由于其有限的覆蓋范圍及缺乏像蜂窩網(wǎng)一樣無處不在的路邊設(shè)備,IEEE 802.11p只能提供間歇性和短暫性的V2I鏈接。這便引發(fā)了對LTE-advanced作為車聯(lián)網(wǎng)無線通信技術(shù)的研究。
3.2 LTE-advanced
隨著移動(dòng)通信應(yīng)用的不斷發(fā)展,人們對網(wǎng)絡(luò)容量、帶寬和速率提出了更高要求,為了滿足不斷增長的需求,3GPP提出并制定LTE-advanced標(biāo)準(zhǔn)。LTE-advanced技術(shù)采用了載波聚合、上下行多天線增強(qiáng)、多點(diǎn)協(xié)作傳輸、中繼等關(guān)鍵技術(shù),極大優(yōu)化了系統(tǒng)容量,提高網(wǎng)絡(luò)峰值速率、頻譜效率和傳輸時(shí)延等關(guān)鍵性能,同時(shí)也提高整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)效率。這使得LTE-advanced系統(tǒng)成為未來無線通信發(fā)展的潮流。
LTE-advanced標(biāo)準(zhǔn)的上、下行峰值速率分別可以達(dá)到500Mbps和1Gbps,可以支持大量終端同時(shí)接入并提供服務(wù),還可以提供高密度、可管理的通信,支持保障。此外,3GPPLTE/LTE-advanced還引入了一些新的技術(shù)特性,包括多媒體廣播多播業(yè)務(wù)MBMS,機(jī)器類通信語言MTC,D2D等,這些都將為實(shí)現(xiàn)車聯(lián)網(wǎng)通信提供思路和技術(shù)手段。MBMS是一個(gè)重要特性,是為了實(shí)現(xiàn)從數(shù)據(jù)源向特定范圍內(nèi)多個(gè)用戶同時(shí)傳送數(shù)據(jù)的一種點(diǎn)到多點(diǎn)的業(yè)務(wù),可以共享網(wǎng)絡(luò)資源,提高資源利用率,實(shí)現(xiàn)以較少的資源為大量具有相同需求的用戶同時(shí)提供業(yè)務(wù);MTC是3GPP中對M2M的別稱,標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了一些適用于車聯(lián)網(wǎng)通信的特性,如小數(shù)據(jù)量傳輸,組優(yōu)化,優(yōu)先警示等。在一些場景中和車聯(lián)網(wǎng)通信具有相似性,如短時(shí)間內(nèi)大量終端同時(shí)接入需求,高頻次小數(shù)據(jù)通信等。在更高的數(shù)據(jù)信道帶寬之外,針對車聯(lián)網(wǎng)通信,移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的改進(jìn)目標(biāo)主要針對大量終端的接入以及時(shí)延敏感的小數(shù)據(jù)應(yīng)用所需要的QoS保證需求。MTC中基于組的通信機(jī)制可以有效減小eNodeB接入信道的阻塞,并減小信令開銷。這些特征都為移動(dòng)通信技術(shù)支持車聯(lián)網(wǎng)通信提供了更可靠的保證。Device-to- Device(D2D)是LTE-advanced網(wǎng)絡(luò)中的一種端到端通信技術(shù),是通過重用宏蜂窩用戶資源來實(shí)現(xiàn)的。D2D技術(shù)支持小區(qū)用戶之間直接進(jìn)行通信,通過重用網(wǎng)絡(luò)頻帶資源帶來很多優(yōu)點(diǎn),可以增加LTE-advanced的頻譜利用效率,有效改善無線通信系統(tǒng)頻譜資源匱乏的問題,并且可以降低終端發(fā)射功率,節(jié)能降耗,減小小區(qū)負(fù)載并保證QoS提供新的服務(wù)。在一些場景中和車聯(lián)網(wǎng)通信具有相似性。因此,LTE-advanced技術(shù)的不斷發(fā)展和新特性的不斷引入為移動(dòng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)支持車聯(lián)網(wǎng)提供了無限可能。
4 結(jié)語
IEEE WAVE/802.11p是目前支持車聯(lián)網(wǎng)通信的主要通信協(xié)議,但在車輛密度較大的場景中,該協(xié)議族不能保證安全信息的及時(shí)可靠送達(dá)。因此,我們探討了新一代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)LTE-advanced系統(tǒng)所具有的一系列關(guān)鍵技術(shù)和新特性,如MTC,MBMS和D2D和技術(shù),這些新技術(shù)擁有支持車聯(lián)網(wǎng)通信的巨大潛力。
隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展,車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的不斷壯大,接入網(wǎng)絡(luò)的車輛節(jié)點(diǎn)和路邊單元節(jié)點(diǎn)也越來越多,引入的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)多種多樣,將形成不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)共存的局面,影響車聯(lián)網(wǎng)內(nèi)各子網(wǎng)絡(luò)之間的信息共享和數(shù)據(jù)互聯(lián),需要車聯(lián)網(wǎng)在不同的應(yīng)用場景下匹配到相應(yīng)的通信技術(shù),將LTE-advanced技術(shù)與DSRC技術(shù)結(jié)合可以實(shí)現(xiàn)車輛識別,車間通信,車路通信,車輛道路信息的傳輸和共享,搭建車聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)牧Ⅲw化模式,構(gòu)建一個(gè)有效并且智能的交通體系,為用戶提供更好的通信保障。
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關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);5G通信技術(shù);融合
引言
近幾年,由于計(jì)算機(jī)技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的日益發(fā)展,移動(dòng)信息技術(shù)也迅速發(fā)展,當(dāng)前人類已經(jīng)逐漸進(jìn)入5G時(shí)代,所以出現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng),簡單來說,是指對物品與物品之間的連接以及通信進(jìn)行處理,通常運(yùn)用5G通信技術(shù),其除了可以將物品與物品之間的通信問題有效解決,還可以將連接之間的各種障礙徹底消除,同時(shí)也是當(dāng)前社會(huì)很多行業(yè)著重思考的問題。因此,對基于物聯(lián)網(wǎng)與5G通信技術(shù)融合進(jìn)行研究具有現(xiàn)實(shí)的意義。
15G通信技術(shù)的應(yīng)用分類
1.1全頻段技術(shù)
現(xiàn)階段,5G通信技術(shù)所采用的頻段技術(shù)為全頻段技術(shù),全頻段技術(shù)很好地解決了4G通信技術(shù)頻段不夠完善這一技術(shù)應(yīng)用性難題。全頻段技術(shù)的有效應(yīng)用可以使5G信號所覆蓋的區(qū)域的網(wǎng)速得到迅速的提升。目前5G通信技術(shù)還沒有得到廣泛的應(yīng)用,但是許多的通訊商已經(jīng)設(shè)立體驗(yàn)區(qū),可供人們?nèi)ンw驗(yàn)5G的生活。與此同時(shí),全頻段技術(shù)在確保網(wǎng)速以及信號穩(wěn)定的前提下,信號天線以及相關(guān)通信設(shè)備的體型也都變得更加小型化。
1.2設(shè)備間的直接通信技術(shù)
在以往的通信系統(tǒng)中,大都是以基站為通信系統(tǒng)的核心,信號的接收以及傳輸都是在基站進(jìn)行中轉(zhuǎn)擴(kuò)散,使其基站周邊的網(wǎng)絡(luò)覆蓋得以實(shí)現(xiàn)。而5G通信技術(shù)在設(shè)計(jì)時(shí),就考慮將傳統(tǒng)通信系統(tǒng)的這種缺陷進(jìn)行不斷的完善,通過直接通信技術(shù)的應(yīng)用,將基站去核心化,在通信系統(tǒng)沒有基站的情況下也可以將信號進(jìn)行接收和傳輸。設(shè)備間直通技術(shù)的有效使用,可以有效解決以后網(wǎng)民數(shù)量劇增而產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)信號問題。
1.3SDN/NFV技術(shù)
NFV與SDV是指網(wǎng)絡(luò)功能的虛擬化以及軟件定義網(wǎng)絡(luò),云存儲服務(wù)、云計(jì)算等相關(guān)技術(shù)都要在5G網(wǎng)絡(luò)支持下方可發(fā)揮其作用,如此不僅推動(dòng)了5G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,同時(shí)對5G網(wǎng)絡(luò)的要求更高了。SDN/NFV技術(shù)為5G網(wǎng)絡(luò)提供針對性的安全保護(hù),其可以利用軟件對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行定位、實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化,還可以對5G網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成新型的通信架構(gòu),可以做到網(wǎng)絡(luò)通訊虛擬化與軟件化,可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分離。5G網(wǎng)絡(luò)只有在SDN/NFV技術(shù)的基礎(chǔ)上方可更好地發(fā)展,運(yùn)用SDN/NFV技術(shù)可以在與其他技術(shù)融合的同時(shí)構(gòu)建出5G網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)層、應(yīng)用層、控制層等,可以帶動(dòng)移動(dòng)通信系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)用功能發(fā)揮作用,代替手動(dòng)配置。運(yùn)用SDN/NFV技術(shù)中的分離與轉(zhuǎn)發(fā)功能,保證5G網(wǎng)絡(luò)在運(yùn)行中的可控性,SDN與NFV技術(shù)的相互輔助,在5G網(wǎng)絡(luò)下構(gòu)建虛擬網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖1所示,可以滿足不同人員的不同要求。
25G通信技術(shù)的特點(diǎn)
數(shù)據(jù)信息傳遞離不開技術(shù)的支持,要想促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)穩(wěn)定發(fā)展,需要合理運(yùn)用5G技術(shù),這樣可以減少信息傳輸時(shí)間、提高信息傳輸?shù)陌踩?,也只有這樣才可以推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展。因此,為了可以在物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)中合理應(yīng)用5G技術(shù),首先需要了解5G通信技術(shù)的特點(diǎn),主要包括以下幾點(diǎn):第一,傳輸速率相當(dāng)高、超容量寬帶。在現(xiàn)代科技迅速發(fā)展的背景下,我國通信技術(shù)發(fā)展速度越來越快,我國通信技術(shù)已經(jīng)從2G發(fā)展到4G,不管是信息傳輸速率還是寬帶容量,都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)高速發(fā)展,相信在今后的5G時(shí)代,勢必可以大大地提高通信傳輸效率,而且無線信息傳輸也可以使人們有更好的體驗(yàn);第二,網(wǎng)絡(luò)全范圍覆蓋、實(shí)時(shí)傳輸。[1]為了可以滿足每個(gè)行業(yè)的發(fā)展需求,需要實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的全范圍覆蓋,確保通信更加的迅速,更加的便捷。這就對移動(dòng)傳輸適應(yīng)性和連接密度提出更多的要求,要確保每個(gè)用戶在接受信息服務(wù)時(shí)避免被外界因素干擾。并且就自動(dòng)控制行業(yè)和車聯(lián)網(wǎng)行業(yè)來講,要求終端信息應(yīng)當(dāng)具備較強(qiáng)的傳輸性能,換言之,以上行業(yè)所有信息都要實(shí)時(shí)傳輸,傳輸速度不能高于1秒,只有這樣才可以保證端對端的傳輸安全性和信息傳輸水平,而通過運(yùn)用5G通信技術(shù)就可以將以上需求都滿足。在我國一些偏遠(yuǎn)的地區(qū),尤其是西北地區(qū)的山區(qū),5G通信技術(shù)的全范圍覆蓋和信息實(shí)時(shí)傳輸,在很大程度上可以為實(shí)現(xiàn)信息傳輸打下良好的基礎(chǔ)。
3物聯(lián)網(wǎng)和5G通信技術(shù)的彼此融合
3.1快速性
現(xiàn)階段,物聯(lián)網(wǎng)之所以發(fā)展緩慢,其主要原因是運(yùn)用無線等網(wǎng)絡(luò),如果連接數(shù)量偏多或者傳輸數(shù)據(jù)偏大,就容易出現(xiàn)容量處理和數(shù)據(jù)處理能力不符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的情況,造成網(wǎng)絡(luò)延遲,這是管理員終端和應(yīng)用層無法獲得感知層的數(shù)據(jù)。例如:在車聯(lián)網(wǎng)中運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng),一旦出現(xiàn)高延時(shí)的情況,雷達(dá)以及攝像頭等就無法立即傳輸,而且在判讀信息過程中很有可能出現(xiàn)交通事故,進(jìn)而導(dǎo)致車輛不能正常行駛。[2]然而在5G時(shí)代,必須使MIMO技術(shù)的各項(xiàng)優(yōu)勢得以充分發(fā)揮,有關(guān)的天線陣列可以真正滿足使用設(shè)備的有關(guān)要求。在這樣的陣列下,借助D2D技術(shù)可以有效完成近距離連接。并且在智能終端設(shè)備中應(yīng)用感知數(shù)據(jù)時(shí),通過運(yùn)用5G網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)直接傳送給用戶設(shè)備,這樣不僅可以對用戶操作做出進(jìn)一步的優(yōu)化,而且可以立刻判讀信息。
3.2便捷性
以5G網(wǎng)絡(luò)為依托的物聯(lián)網(wǎng),必須要運(yùn)用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù),以確保對應(yīng)的更新以及管理工作順利開展。將5G通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用,將帶有5G技術(shù)的設(shè)備進(jìn)行直接連接時(shí),根本不需要對當(dāng)前的布線規(guī)劃進(jìn)行改正,沒有必要將當(dāng)前的建筑物全部拆除,這樣不僅可以省時(shí),減少資源消耗,而且方便操作。[3]就當(dāng)前已經(jīng)修建完成的通訊建筑來講,在其現(xiàn)代化設(shè)計(jì)改造過程中,以前的布線以及裝潢等都毫無影響。其實(shí),5G通信技術(shù)的便捷性,必須要利用毫米波通信來達(dá)到,只有這樣才可以保證用戶設(shè)備是非常方便的。如小米推出的智能家居系列,就是將物聯(lián)網(wǎng)與5G技術(shù)融合所得到的智能化產(chǎn)物,對空調(diào)的使用,業(yè)主在戶外便可以通過手機(jī)查看室內(nèi)的溫度,并可以開啟、調(diào)節(jié)空調(diào)溫度,使室內(nèi)溫度適宜。給人們的生活起居帶來極大的便捷性。
3.3經(jīng)濟(jì)性
對于5G網(wǎng)絡(luò)建構(gòu)而言,將手機(jī)終端與物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行直接連接,其基站可以縮短二者的連接時(shí)間,降低相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備,進(jìn)而對成本進(jìn)行合理的控制。在實(shí)際工作中,必須要淘汰原來的路由器以及交換機(jī)等等,這樣才可以減少網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備更新所需的成本,充分體現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性。整體來講,在物聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用5G通信技術(shù)可以產(chǎn)生各種可能,二者之間的融合,可以更好地滿足現(xiàn)代化生活的需求。就設(shè)備數(shù)量來講,5G可以接入的設(shè)備數(shù)量越來越多,可以滿足每個(gè)行業(yè)領(lǐng)域和不同類型人才的各種需求。[4]在5G通信技術(shù)背景下,物聯(lián)網(wǎng)普遍應(yīng)用,而且在物聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用5G通信技術(shù),可以進(jìn)一步完善其整個(gè)體系結(jié)構(gòu),相信在不久的將來,勢必可以大大地提高經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性。日后,我國對于5G通信技術(shù)的應(yīng)用范圍日益擴(kuò)大,通過這樣的應(yīng)用可以推動(dòng)5G通信技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)的相互融合,不斷調(diào)整物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行的具體實(shí)施方案。除此之外,對于一些偏遠(yuǎn)的山區(qū)和城市,也科學(xué)制定相應(yīng)的實(shí)施方案,達(dá)到廣泛優(yōu)化的目的,這樣就能夠體現(xiàn)出構(gòu)建5G網(wǎng)絡(luò)的科學(xué)性和合理性,提升人們生活水平,為將來的運(yùn)營提供有力的保障,而且可以全面發(fā)揮出以5G網(wǎng)絡(luò)為依托的物聯(lián)網(wǎng)優(yōu)勢。
移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展,更多地體現(xiàn)在3G、4G網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了信息有效傳輸,幫助人們解決了現(xiàn)實(shí)問題。這一技術(shù)手段與物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展就有較大的關(guān)聯(lián)性,將之應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)中,可以發(fā)揮有效作用。本文主要分析了移動(dòng)通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用的實(shí)際情況,并就其結(jié)構(gòu)組成情況進(jìn)行了相關(guān)闡述。
【關(guān)鍵詞】
移動(dòng)通信技術(shù);物聯(lián)網(wǎng);應(yīng)用探究
前言:
物聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)通信技術(shù)本身存在一定的差異性,移動(dòng)通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用,需要對現(xiàn)有技術(shù)手段進(jìn)行有效改進(jìn),這樣一來,才能夠更好地滿足物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展需要。本文在對該問題分析過程中,主要探究了移動(dòng)通信技術(shù)如何在物聯(lián)網(wǎng)中進(jìn)行有效應(yīng)用。
一、物聯(lián)網(wǎng)概念分析
物聯(lián)網(wǎng)這一概念的提出,主要是1999年Ashton教授在研究RFID時(shí)提出的,并且在2005年,物聯(lián)網(wǎng)概念得到了有效擴(kuò)充[1]。物聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展,主要起始于2008年經(jīng)濟(jì)危機(jī)爆發(fā)后,各國紛紛將目光投到了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)方面。物聯(lián)網(wǎng)在應(yīng)用過程中,能夠利用一定的感知手段對物體進(jìn)行感知,并通過信息傳輸技術(shù),實(shí)現(xiàn)信息的相互和遠(yuǎn)距離傳輸,從而滿足人們的實(shí)際需要。物聯(lián)網(wǎng)在應(yīng)用過程中,能夠有效實(shí)現(xiàn)對客觀物體的感知、定位、監(jiān)控、管理等目標(biāo)[2]。
二、物聯(lián)網(wǎng)中移動(dòng)通信技術(shù)的應(yīng)用
2.1移動(dòng)通信終端在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用
移動(dòng)終端主要是指對信息接收的終端設(shè)備,能夠更好地實(shí)現(xiàn)信息節(jié)點(diǎn)移動(dòng),從而保證網(wǎng)絡(luò)信息通信能夠?qū)崿F(xiàn)隨時(shí)隨地的發(fā)展目標(biāo)。隨著人們對互聯(lián)網(wǎng)需求的不斷提升,實(shí)現(xiàn)設(shè)備的移動(dòng)性,成為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展必須考慮的一個(gè)重要議題。移動(dòng)終端在應(yīng)用過程中,能夠更好地實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)信息傳輸和接受目標(biāo),從而實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)物質(zhì)發(fā)展需要。例如家居安防系統(tǒng)中,人們通過使用手機(jī),可以與物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行有效連接,從而對家居情況進(jìn)行有效監(jiān)控[3]。這樣一來,有效地提升了居住的安全性,對于保護(hù)人們財(cái)產(chǎn)安全,起到了十分重要的作用。
2.2傳輸網(wǎng)絡(luò)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用
物聯(lián)網(wǎng)在發(fā)展過程中,離不開對信息傳輸?shù)挠行?yīng)用,這就需要實(shí)現(xiàn)信息傳輸目標(biāo)。3G、4G網(wǎng)絡(luò)在移動(dòng)通信技術(shù)中的應(yīng)用,更好地實(shí)現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)上網(wǎng)需要。在進(jìn)行應(yīng)用過程中,可以將現(xiàn)有的移動(dòng)通信系統(tǒng)在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中進(jìn)行應(yīng)用,幫助物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)信息傳輸目的,這種承載性,促進(jìn)了移動(dòng)通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中進(jìn)行有效應(yīng)用。3G、4G網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用,是移動(dòng)通信系技術(shù)應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)中的一個(gè)重要原因,它更好地實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)信息傳輸。移動(dòng)通信技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展,為其在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用,創(chuàng)造了有利條件,并能夠更好地解決物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展過程中存在的實(shí)際問題。
2.3移動(dòng)通信管理平臺的應(yīng)用
移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展工程中,離不開管理平臺對技術(shù)的有效管理,從而保證移動(dòng)通信系統(tǒng)能夠穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行。在這一過程中,移動(dòng)通信技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對設(shè)備性能的檢測,并對其進(jìn)行維護(hù)。物聯(lián)網(wǎng)在發(fā)展過程中,構(gòu)建有效地管理平臺,是其發(fā)展的一個(gè)必然選擇。同時(shí),移動(dòng)通信管理平臺在物聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)中,同樣適合,這就促進(jìn)了移動(dòng)通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中進(jìn)行更好地應(yīng)用。
三、移動(dòng)通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用的改進(jìn)措施探究
首先,需要對移動(dòng)終端進(jìn)行有效改進(jìn)。移動(dòng)通信終端在進(jìn)行信號傳輸過程中,主要以語言信號和信息信號為主,難以實(shí)現(xiàn)對物體的控制功能,這就導(dǎo)致移動(dòng)終端無法在物聯(lián)網(wǎng)中進(jìn)行直接應(yīng)用。對移動(dòng)終端改進(jìn),要注重增加移動(dòng)終端的傳感功能和控制功能,從而使其符合物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展實(shí)際需要[4]。其次,注重對網(wǎng)絡(luò)管理進(jìn)行有效地改進(jìn)。在改進(jìn)過程中,要注重立足于物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展實(shí)際需要,具體可從以下幾點(diǎn)考慮:第一,物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用過程中,涉及到的內(nèi)容更多,這就要求移動(dòng)通信技術(shù)具有更大的容量,能夠保證信息傳輸與接收滿足系統(tǒng)需求;第二,物聯(lián)網(wǎng)在進(jìn)行信息傳輸過程中,必須具備更高的安全性和可靠性。移動(dòng)通信技術(shù)在應(yīng)用時(shí),其信號傳輸受到的影響因素較多,必須對這一問題進(jìn)行改進(jìn),從而提升移動(dòng)通信技術(shù)在進(jìn)行信息傳輸過程中,具有更高的安全性和可靠性;第三,注重開發(fā)物聯(lián)網(wǎng)新的業(yè)務(wù),并且注重移動(dòng)通信技術(shù)在業(yè)務(wù)開發(fā)過程中的有效作用,實(shí)現(xiàn)二者之間的有機(jī)結(jié)合,從而更好地促進(jìn)移動(dòng)通信技術(shù)的應(yīng)用水平和應(yīng)用效果。
四、結(jié)束語
現(xiàn)階段,移動(dòng)通信技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)的融合,具有較大的局限性,主要體現(xiàn)在移動(dòng)通信技術(shù)不能夠很好地與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行融合。由此可見,在未來發(fā)展過程中,要注重對物聯(lián)網(wǎng)的有效管理,并對移動(dòng)通信技術(shù)進(jìn)行有效研發(fā),促進(jìn)二者之間實(shí)現(xiàn)更好地融合。
作者:徐劼 單位:中國移動(dòng)通信集團(tuán)浙江有限公司杭州分公司
參考文獻(xiàn)
隨著計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)技術(shù)的不斷進(jìn)步,開發(fā)出功能全面的手機(jī)操作系統(tǒng),手機(jī)也愈發(fā)的智能化,傳統(tǒng)的僅僅能接入互聯(lián)網(wǎng)的移動(dòng)通信服務(wù)已經(jīng)不能滿足人們的需求了。因而,推出將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與移動(dòng)通信技術(shù)相結(jié)合的新型服務(wù)成為了移動(dòng)公司科研部門需要去研究的工作。
1 物聯(lián)網(wǎng)定義、組成結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)概述
將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于萬物,是對物聯(lián)網(wǎng)最直接的表述。物聯(lián)網(wǎng)的英文全稱是Internet of Things,是指將無處不在的終端設(shè)備和應(yīng)用設(shè)施,例如具有智能化能力的傳感器、移動(dòng)終端設(shè)備、工業(yè)工程系統(tǒng)、電子數(shù)控系統(tǒng)、家庭數(shù)字智能設(shè)備等, 與周圍安裝有無線終端接收設(shè)備的個(gè)人與車輛等等連接,通過各種無線或有線發(fā)射接收技術(shù),在長距離或短距離的通訊上,實(shí)現(xiàn)不同類型的網(wǎng)絡(luò)之間的互聯(lián)互通效果。在各種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,采用保障終端設(shè)備信息安全的機(jī)制,為各聯(lián)接終端提供安全可控甚至是具有個(gè)性化的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測、定位搜索、報(bào)警聯(lián)動(dòng)、調(diào)度指揮等管理方式和服務(wù)功能,實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對“萬物”的“高效便捷、節(jié)能環(huán)保、安全放心”的“管理、防控、經(jīng)營”一體化功能。
構(gòu)成物聯(lián)網(wǎng)的框架部分由3部分組成,它們分別是:控制整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)的核心能力,讓物聯(lián)網(wǎng)具有感知能力的感知層,感知層反應(yīng)著物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)含量,是開發(fā)部門追求進(jìn)步的重要一層;接下來就是以移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)為根本,技術(shù)最為成熟,各方面都是最全面的,只有經(jīng)過小部分完善的網(wǎng)絡(luò)層;最后一層是應(yīng)用層,面對的是移動(dòng)終端的用戶,通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將企業(yè)的信息展現(xiàn)到終端用戶面前,為終端用戶提供全面高效的服務(wù)方案,整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)具有著融合企業(yè)信息、提供資源開發(fā)利用、保障信息安全的開發(fā)能力。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)主要包括有:支撐服務(wù)運(yùn)營的系統(tǒng)、虛擬空間中的傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、終端業(yè)務(wù)服務(wù)的應(yīng)用系統(tǒng)、作為連接基礎(chǔ)的無線通信網(wǎng)系統(tǒng)等組成。
過去的互聯(lián)網(wǎng)是基于計(jì)算機(jī)技術(shù)而開發(fā)出來的信息技術(shù),現(xiàn)今的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)所取用的核心部分依然是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)只是對互聯(lián)網(wǎng)所能實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行擴(kuò)展和延伸,達(dá)到物體與物體的連接。由于物理材料、物理技術(shù)的升級,通過光感技術(shù)、紅外技術(shù)、等等,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能快捷的使兩種不同的行業(yè)產(chǎn)生聯(lián)系,使得像超市、護(hù)膚品專賣店等這類實(shí)體經(jīng)營店也能通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)產(chǎn)進(jìn)行交流??偟膩碇v結(jié)合力物聯(lián)網(wǎng)的移動(dòng)通信有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)。
1.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)服務(wù)的對象更廣
過去的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)由于技術(shù)條件的限制,服務(wù)對象局限于移動(dòng)終端,沒有將這些對網(wǎng)絡(luò)服務(wù)需求高的大量的實(shí)體類的客戶端納入網(wǎng)絡(luò)空間去,服務(wù)效應(yīng)明顯低下了很多,而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的引入剛好滿足了這類對網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用需求高客戶群體,方便了實(shí)體類的客戶端對人們的快捷服務(wù),填補(bǔ)了之前服務(wù)所達(dá)不到的空缺部分,擴(kuò)大了通信公司服務(wù)的范圍。
1.2 物聯(lián)網(wǎng)縮短了服務(wù)的反應(yīng)時(shí)間
以往人們需要社會(huì)設(shè)施服務(wù)的時(shí)候,需要很長一段時(shí)間才能得到。物聯(lián)網(wǎng)則徹底縮短了人們申請服務(wù)的反應(yīng)時(shí)間,需求人群只要通過物聯(lián)網(wǎng)或者使用物聯(lián)網(wǎng)上提供此類服務(wù)的APP一個(gè)簡單的需求信息,能提供該類服務(wù)的從業(yè)人員在接到需求信息之后就能快速反應(yīng),到達(dá)需求人群身邊解決所遇到問題或是提供需要的服務(wù),經(jīng)過物聯(lián)網(wǎng)的提速,使得生活變得更簡單方便了。
1.3 物聯(lián)網(wǎng)個(gè)人信息保護(hù)更高
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,在保護(hù)用戶個(gè)人信息發(fā)面已經(jīng)有了經(jīng)驗(yàn),再加上新的加密解密技術(shù),物聯(lián)網(wǎng)對用戶信息保護(hù)的能力更加提升了一個(gè)環(huán)節(jié),物聯(lián)網(wǎng)保護(hù)信息的能力更高。
2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下移動(dòng)通信技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展探究
我國通信行業(yè)經(jīng)過了互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的升級,有了長足的進(jìn)步,但物聯(lián)網(wǎng)是一種新的技術(shù),未來的上限需要經(jīng)過不斷的探索才能確定,因而筆者提出以下幾點(diǎn)建議。
2.1 加快物聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)通信技術(shù)的結(jié)合進(jìn)程
每一項(xiàng)新技術(shù)的出現(xiàn)到為大眾帶來福利都是需要一個(gè)時(shí)間發(fā)展的過程來完成的,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的擴(kuò)展,有互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運(yùn)作所打下的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)。因此,物聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)通信技術(shù)的結(jié)合進(jìn)程要加快。移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,為用戶生活創(chuàng)造便利,更為移動(dòng)通信行業(yè)開展出新的業(yè)務(wù)創(chuàng)造出前提和準(zhǔn)備。通信公司要發(fā)掘通信領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)優(yōu)勢,充分運(yùn)用終端平臺的高度智能特性,開發(fā)出便捷服務(wù)于廣大群眾同時(shí)又支持這類智能平臺的APP軟件,使廣大群眾能充分體驗(yàn)到物聯(lián)網(wǎng)對改變生活、服務(wù)生活的優(yōu)勢。通信公司要注意到的是,公司要通過電話調(diào)查、問卷調(diào)查,等等方式來獲取廣大用戶對公司所開展的這些服務(wù)的感受、看法,了解帶終端使用者對需求,這樣技術(shù)開發(fā)部門才能開發(fā)出符合用戶需要的應(yīng)用軟件。
2.2 增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管力度,打擊網(wǎng)絡(luò)違法行為
網(wǎng)絡(luò)科技的不斷進(jìn)步,各種各樣的犯罪分子也趁機(jī)利用網(wǎng)絡(luò)的力量來實(shí)施各種違法犯罪行為,各種層出不窮的電信電話詐騙,欺騙老年人,套取老年人的個(gè)人信息,給老年人的晚年生活帶來了不快。因而,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下的移動(dòng)通信技術(shù)要不斷的提升網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管力度,協(xié)助警方打擊這些通過網(wǎng)絡(luò)來違法犯罪的行為。同時(shí)在用戶信息保密上也要加強(qiáng)管理,很多帶有騷擾性質(zhì)的電話就是因?yàn)橥ㄐ判袠I(yè)對用戶信息的保管不利,被一些黑客盜取了數(shù)據(jù)庫內(nèi)客戶的信息資料,不斷的向被盜信息的客戶打騷擾電話,影響日常生活,這都是物聯(lián)網(wǎng)管理要注意的地方。