基于智能終端的物聯(lián)網(wǎng)是如何組網(wǎng)的

物聯(lián)網(wǎng)（Intemet of Things，lOT）是一個通過信息技術(shù)將各種物體與網(wǎng)絡(luò)相連，以幫助人們獲取所需物體相關(guān)信息的巨大網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)通過使用射頻識別RFID、傳感器、紅外感應(yīng)器、視頻監(jiān)控、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息采集設(shè)備，通過無線傳感網(wǎng)、無線通信網(wǎng)絡(luò)（如Wi—Fi、WLAN等）把物體與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，實現(xiàn)物與物、人與物之間實時的信息交換和通訊，以達到智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的目的。

物聯(lián)網(wǎng)的概念最初來源于美國麻省理工學(xué)院（MIT）在1999年建立的自動識別中心（Auto—IDhbs），提出的網(wǎng)絡(luò)無線射頻識別（RFID）系統(tǒng)——把所有物品通過射頻識別等信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，實現(xiàn)智能化識別和管理。2005年在突尼斯舉行的信息社會世界峰會（WSIS）上確定了“物聯(lián)網(wǎng)”的概念。

1 系統(tǒng)解析

1.1 物聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)應(yīng)用與需求

物聯(lián)網(wǎng)是未來網(wǎng)絡(luò)的整合部分，它是以標準、互通的通信協(xié)議為基礎(chǔ)，具有自我配置能力的全球性動態(tài)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施。在這個網(wǎng)絡(luò)中。所有實質(zhì)和虛擬的物品都有特定的編碼和物理特性，通過智能界面無縫鏈接，實現(xiàn)信息共享。由具有標識、虛擬個性的物體，對象所組成的網(wǎng)絡(luò)，這些標識和個性運行在智能空間，使用智慧的接口與用戶、社會和環(huán)境的上下文進行連接和通信。以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理。它是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上延伸和擴展的網(wǎng)絡(luò)。

圖1為物聯(lián)網(wǎng)日常應(yīng)用的簡化表示。雖然只是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的很小一部分，但物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的豐富多彩也能窺其一斑。當然物聯(lián)網(wǎng)的推廣和普及還有待于人們不斷開發(fā)加以實現(xiàn)。隨著物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的逐步完善，人們的生活方式將會有很多意想不到的改變。物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用必將遍及大家的日常生活，例如：智能家居、智能交通、公共安全等等。因此可預(yù)見，物聯(lián)網(wǎng)市場必將擁有巨大潛力。

從體系架構(gòu)角度可以將物聯(lián)網(wǎng)支持的業(yè)務(wù)應(yīng)用可分為3類：

1）信息采集與物理認知的應(yīng)用。即對物理世界的相關(guān)信息的感知和運用，如用戶意圖、事物狀態(tài)、環(huán)境信息等，以提供相應(yīng)業(yè)務(wù)。

2）基于網(wǎng)絡(luò)融合的泛在化應(yīng)用。從網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)提供方式劃分，強調(diào)泛在網(wǎng)絡(luò)區(qū)別于現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)提供方式。如異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的無縫接人，協(xié)同異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的寬帶業(yè)務(wù)提供，面向應(yīng)用的終端能力協(xié)同等。

3）基于應(yīng)用目標的綜合信息服務(wù)應(yīng)用。包括基于應(yīng)用目標的信息收集、分發(fā)、分析、網(wǎng)絡(luò)和用戶行為決策和執(zhí)行。如以兒童安全為目標的定位、識別、監(jiān)控、跟蹤、預(yù)警，交互式的GPS導(dǎo)航等

從信息處理的對象和角度來看，物聯(lián)網(wǎng)的基本特征也可分為3類：

1）全面感知：利用各種測量技術(shù)和感知器件實時、定時或隨機的對物體進行信息采集和獲取。

2）可靠傳送：將感知器件獲取的感知信息接入信息網(wǎng)絡(luò)，以各種通信網(wǎng)絡(luò)為依托，進行可靠的信息傳遞、交互和共享。

3）智能處理：利用各種算法和智能技術(shù)。對海量的感知信息進行數(shù)據(jù)分析和處理，實現(xiàn)智能的決策和控制。

為了更清晰地描述物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，按照信息科學(xué)的視點，圍繞信息的流動過程，抽象出物聯(lián)網(wǎng)的信息功能模型。

2 智能物聯(lián)終端

2.1 功能定制

1）多種遠程網(wǎng)絡(luò)兼容的入網(wǎng)功能：由于目前互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)存在多種硬件形式，所以智能物聯(lián)終端應(yīng)提供可選的多種遠程網(wǎng)絡(luò)入網(wǎng)接口。

2）局域網(wǎng)絡(luò)兼容功能：由于目前局域網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場通信有多種標準、多種形式、以及互不相容的解決方案，所以智能物聯(lián)終端應(yīng)具有多種網(wǎng)絡(luò)可選接入的功能。

3）標準信號輸入接口：由于物聯(lián)網(wǎng)需具備感知能力，在物聯(lián)網(wǎng)感知層將接入各種各樣的傳感器件。為了做到最大化兼容。智能物聯(lián)終端應(yīng)具有各類標準化信號接口。例如：開關(guān)量輸入接口。模擬量輸入接口以及數(shù)字輸入接口。

4）控制輸出接口：為了滿足控制需求，智能物聯(lián)終端應(yīng)具有各類標準化控制信號速出接口。例如：開關(guān)量輸出接口。模擬量輸出等。

5）配置與擴展功能：由于涉及對象過于復(fù)雜，很難統(tǒng)一定制功能。所以應(yīng)將各種功能進行模塊化定制，實際使用時再按需組態(tài)。

6）本地程式設(shè)置功能：由于物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成復(fù)雜，所以在數(shù)據(jù)傳輸過程中會產(chǎn)生延遲，甚至?xí)芯W(wǎng)絡(luò)中斷等情況發(fā)生，所以智能物聯(lián)終端應(yīng)具備一定的現(xiàn)場程式設(shè)置功能，用以應(yīng)對一些緊急事件。和滿足本地控制邏輯需求，實現(xiàn)智能管控功能。例如：對某些報警作出及時處理，對某些事件進行自動行。

2.2 系統(tǒng)框圖

如圖2所示系統(tǒng)框圖，該智能物聯(lián)智能終端由主體和擴展功能塊組成。主體帶有一定數(shù)量的標準配置接口，上端連接互聯(lián)網(wǎng)。下端連接各種現(xiàn)場傳感器件和執(zhí)行器件。主體帶有總線擴展口?？蛇B接具有不同功能的擴展模塊，以適應(yīng)不同的應(yīng)用需求。主體中央控制單元除了實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理功能外，還能通過互聯(lián)網(wǎng)遠程編制控制程序，實現(xiàn)本地智能控制需求。

圖2 智能物聯(lián)終端框圖

由上述知。該系統(tǒng)具有如下優(yōu)點：

1）兼容性好。由于該終端為模塊化結(jié)構(gòu)，可以隨機進行功能組合，以適合不同標準的網(wǎng)絡(luò)接人和實際應(yīng)用。

2）節(jié)省地址資源。終端為集散結(jié)構(gòu)。能對成百上千的傳感器統(tǒng)一管理。而每個終端在互聯(lián)網(wǎng)上僅占用一個地址。

3）安全性能好。由于智能終端本身具有較復(fù)雜的軟硬件系統(tǒng)，可有效加密而成本不會增加。且由于該終端具有本地智能管控功能，現(xiàn)場信息可以只是對上層網(wǎng)絡(luò)半公開，甚至不公開。

4）穩(wěn)定性好。由于終端具有本地智能管控功能。大量的傳感器數(shù)據(jù)不必進入互聯(lián)網(wǎng)，就可根據(jù)事先的約定程式在本地得到處理，有效的降低了數(shù)據(jù)流量，避免通信擁堵。且在互聯(lián)網(wǎng)故障時。本地管控程式運行不受影響，傳感程序任可在本地得到記錄、存儲和管控。

5）易實現(xiàn)。由于終端集成了信號處理功能，對現(xiàn)場傳感器的技術(shù)要求大大降低，甚至可以直接使用現(xiàn)在已經(jīng)形成批量的工業(yè)用傳感器件?？捎行Э刂瞥杀尽?/p>

2.3 程序流程

系統(tǒng)主程序流程如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)主程序流程圖

3 結(jié)論

利用集數(shù)據(jù)采集、邏輯運算、網(wǎng)絡(luò)通信等功能為一體的智能終端作為物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)的主要器件，有效的降低了物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)難度。模塊化結(jié)構(gòu)具有良好的復(fù)用能力。也便于標準化生產(chǎn)。有效的解決了目前發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)所面對的部分難題。具有兼容性好、節(jié)省地址資源、安全性能好、穩(wěn)定性好、易實現(xiàn)等優(yōu)點。