SCI论文（www.lunwensci.com）:
摘要：随着我国经济和电子信息技术的高速发展,物联网技术已经应用到我国各个领域。相关技术人员利用物联网技术中,传感器可实现人与物和网络的互联,进而使得人们能够更好的控制相关设备,提高科研工作的效率以及人们日常生活中的便利。本文着重对于物联网的关键技术以及计算机物联网在实际生活中的应用进行分析。
关键词：物联网；智能家居；关键技术；云计算；传感器
The Key Technologies of the Internet of Things and the Application of the Internet of Things
WANG Yuanfei
(Harbin Vocational&f Technical College,Harbin Heilongjiang 150086)
【Abstract】：With the rapid development of my country's economy and electronic information technology,the Internet of Things technology has been applied to variousfields in our country.Relevant technicians use the Internet of Things technology,sensors can realize the interconnection of people,things and the network,so that people can better control related equipment,improve the efficiency of scientific research work and the convenience of people's daily life.This article focuses on the analysis of the key technologies of the Internet of Things and the application of the Internet of Things in real life.
【Key words】：Internet of Things;smart home;key technology;cloud computing;sensor
0引言
物联网技术主要分为射频识别技术、网络通信技术以及传感器。其中射频识别技术主要应用于身份信息卡片或身份证。而通过M2M技术,能够为不具备网络通信能力的硬件设备提供数据信息传输功能。智能传感器的应用促进了我国各个领域的发展,进而为人们的生活提供了极大的便利。
1物联网的定义
物联网是基于互联网基础上,将各类传感设备与计算机技术相结合,进而实现人机物互联。随着我国信息技术的高速发展,物联网技术也越来越成熟,并且物联网目前已经运用到我国各个科研领域。此外,根据不同类型的智能传感器,相关技术人员利用物联网技术能够实现对各种信息的实时监管,进而提高了工作效率。物联网技术最早出现于20世纪末比尔盖茨提出：物联网是基于传感器、计算机技术以及相关硬件构成的。在四年后,著名杂志论坛提出了物联网是改善今后人类未来生活的重要技术[1]。
2物联网的关键技术
2.1射频识别技术
射频识别技术也叫电子标签,是物联网关键技术之一。射频技术主要通过对射频信号进行一系列的应用操作,使得相关信息能够有效的传输并且完成相关识别工作。具体来讲,射频识别技术是通过无线射频方式对电子标签进行读写,将信息传输到云端数据库系统完成相应识别工作。而在实际生活中,射频识别技术又根据使用距离分为了负载调制和反向散射调制数据交换方式[2]。
射频识别技术由电子标签、读写器、数据管理系统组成。阅读器在射频识别系统中相当于读写装置。射频识别系统运转过程中,读写器在自身周围形成电磁场,而电磁场区域的大小决定了发射功率的大小。此时,倘若读写器磁场覆盖范围内的标签被触发,那么读写器就会发送相应的数据进行传输,或通过读写器内部指令改写相关数据。最后,读写器通过与之相连的计算机系统将文件进行实时传输或通信[3]。
此外,射频识别技术根据标签供电方式有三种不同的分类。分别是无源射频识别技术、有源射频识别技术和半有源射频识别技术。我国针对无源射频识别技术的运用率最高,无源射频识别技术中,电子标签主要是通过阅读器发送的电磁信号进行接收。随后,电子标签儿自身的电磁感应线圈就可为其进行短暂供电。由于该供电过程不需要供电系统的支持,因此无源射频识别技术产品具有结构体积较小,使用寿命较长的特点。但无源射频识别技术只能进行短距离的应用。因此,我国无源射频识别技术主要应用在各种身份信息卡件以及身份证中[4]。
有源射频识别技术相对于无源射频识别技术有较高的传输能力以及传输速度,但相应的有源射频识别技术产品体型较大。有源射频识别技术主要应用于汽车高速收费系统。此外,有源射频识别技术还可对多种类型的标签进行识别。
相关技术人员为了改善射频识别技术,产品识别距离短或产品结构过大的现象,因此设计出了低频激活触发技术,低频激活触发技术也叫半有源射频识别技术。半有源射频识别技术在非正常工作期间,仅对电子标签儿内电子信息存储区间进行供电,使得半有源射频识别技术产品能够在非工作期间保持较低的能耗。而当半有源射频识别技术产品中电子标签进入了阅读器范围内,阅读器将通过低频信号与该电子标签进行对接,随后,再以高频信号将电子信息进行快速传输。因此,这种传输方式有效提高了传输效率,而通过在高频信号范围内添加低频阅读器的方式,又能精准快速的找到半有源射频识别技术产品[5]。
2.2网络通讯技术
网络通讯技术是指相关工作人员通过计算机、通讯设备将数据信息通过存储、处理或收集的方式实现信息共享。网络通信技术多种多样,而在物联网背景下由于相关技术人员需要通过对物体与物体之间进行数据通信,因此M2M技术应运而生。M2M技术是将数据信息从一个物体上通过数据传输的方式发送到另一物体终端中,M2M主要由数据融合点、数据节点、机器设备以及通讯网络构成[6]。
倘若某一硬件设备需要M2M技术的支持,就需要将特定的无线数据模块通过嵌入式的方式让该硬件设备具有网络通信的功能。M2M硬件产品主要有以下分类：嵌入式硬件,可组装硬件、调制解调器和传感器。首先,嵌入式硬件就是通过嵌入式的方式,将某些硬件产品给予实现网络通信的功能。但由于部分厂商生产的产品不具备网络通讯功能,并且各产品由于型号配置不同使得嵌入式软件难以在其身上应用。因此,可组装式硬件能够为其提供网络通信能力。而网络通信能力的实现,主要是通过传感器将输入输出设备中的数据进行收集,并通过相关协议转换功能,最后利用信息传输的方式发送到相应终端。智能传感器可通过无线网络将采集到的相关数据信息,以传输的方式实时提供给相关技术人员,并且也可以通过卫星系统进行数据的传输。智能传感器广泛运用在基于互联网背景下的应用中[7]。
2.3传感器
物联网技术注重万物互联,而物联网技术的有效应用离不开传感器。以物联网层次结构为例,相关硬件儿设备的数据采集方式主要由传感器、射频识别技术、条码识别技术、图像和视频采集以及数据采集以存储功能构成,物联网感知层中数据采集的重要组成部分之一就是传感器。通过不同功能的划分,传感器也被分为了不同类型。以物联网中常见的几种传感器为例：光传感器是通过将光敏材质受到光线强弱影响的变化而将光线转为电信号,并且根据光敏材质的不同,光传感器又可基于对光的敏感度而划分出来的各种类型。距离传感器是通过距离传感器在工作中对某种物体进行测距环节时发出脉冲信号的不同,根据脉冲信号的速度、时差以及角度差等多种因素进行综合计算,最后测量出相关物体的距离[8]。
而温度传感器主要分为接触式与非接触式,接触式的温度传感器是通过温敏元件来计算相应物体的温度变化,进而将数据传输给工作人员。此外,不同敏感程度的光敏元件也能提供不同环境下的相关温度测量工作。非接触式温度传感器由于没有温敏元件,因此,非接触式温度传感器是通过被测物体释放的红外线的强弱,从而判断被测物体的温度。温度传感器在我国主要应用于农业领域或仓库中。
3计算机物联网的应用
3.1环境监测保护
物联网技术在我国应用十分广泛,以物联网技术中传感器为例,在我国生态环境保护工作中,相关技术人员利用运动传感器的方式能够有效甄别某个生态自然保护区动物迁徙情况。这种监测方式相比于传统人工环境监测方式有着信息数据实时传输的特点,一定程度上减少了环境监测部门人员的工作量,进而提高生态自然保护工作效率[9]。
3.2电力资源管理
随着我国经济高速发展,各大企业用电量与耗电量也逐年增加。目前我国电力行业公司主要面临的问题是如何减少电力资源的浪费以及对电力设备进行管理。传统的管理电力设备工作中,一般以工作人员亲自记录信息的方式进行管理,这种人工方式难以实时地将电力设备工作效率以及各种电力资源的使用情况进行统计。但相关技术人员通过射频识别技术可有效对各种电力设备进行实施监管。例如,相关技术人员通过半有源射频识别技术,将各种电力设备嵌入电子标签,该电子标签儿能记录电力设备在一定工作时间内的电力资源消耗情况。随后,电力公司相关技术人员通过读写器可有效读取电子标签儿内的数据信息。此外,相关技术人员还可将该数据接口与电力企业线上数据平台进行连接,保证工作人员能够实时的对电力设备资源消耗情况进行监管。
3.3智能家居
随着智能家居理念的提出,基于物联网技术的智能家居为人民的生活提供了极大的便利。由于我国居民在日常生活中每日都会操作各种大型家用电器。倘若使用人员与家电距离较远,就不能对家电进行相应的操作。而通过物联网技术,家电设施能够与传感器、各种电子控件以及数据传输技术相结合的方式形成智能化的家电系统。以卧室为例,人们可以通过手机端实时的对卧室灯光、卧室温度进行调控。这些远程功能离不开物联网技术的支持,物联网技术的应用使得人们居家出行更加智能化[10]。
3.4校园智能图书馆
物联网技术在校园领域中也有很好的应用。以高校校园图书馆为例,校园图书馆是高校学生学习的地方,但由于高校学生人数众多而高校图书馆位置普遍较少。因此,高校校园时常会出现占座抢座的情况,影响了高校学生学习氛围。而相关工作人员通过物联网技术,能够有效的对高校图书馆占座情况进行实时的监管,并且基于高校图书馆座位使用情况为学生提供信息提示。具体的操作方式是：相关技术人员在高校图书馆座位中嵌入智能压力传感器和智能温度传感器,倘若高校学生坐在座椅上,智能压力传感器就会接收到相应的信号,并且温度传感器也会随着学生与座椅之间的接触导致温度上升。因此,相关传感器将信息数据传输到高校云数据中心平台中。随后,云数据中心平台在电子显示屏为学生显示当前座位已被占座的信息。
但由于实际应用过程中,某些同学因为临时离开,或者在座位上放置了部分物品导致图书馆屏幕信息显示有误。因此,相关技术人员通过改善核心控制器以及增添部分传感器的方式优化高校图书馆座位管理系统。例如,相关技术人员首先通过建立智能温度传感器的方式进行人体体温测量,并且在单片机系统中嵌入智能室内温度控制器以此来判断高校图书馆座位温度升高的原因来源于人体温度还是室内温度。倘若座位温度升高较快,那么该传感器就会将信号发送给报警器,报警器进而将电子信息传输给云数据中心。此外,相关技术人员通过在单片机系统中增添压力传感器和位移传感器的方式,能够有效甄别学生是否是因为临时离开座位而导致的当前座位空缺情况。通过分析业压力以及学生运动轨迹的方式,有效防止智能座位管理系统出现误判的现象。
4结语
物联网技术在实际生活中可提高环境监测保护工作,帮助电力资源管理人员更好的监管电力设备。而通过智能传感器与家居结合的方式,能够为人民提供智能家居服务,使得人们的生活更加智能化。校园管理人员通过建立高校图书馆座位管理系统的方式能够有效保障学校图书馆的学习氛围。
参考文献
[1]吴建华.计算机智能硬件在物联网编程中的应用:评《物联网智能硬件编程技术实训》[J].中国科技论文,2021,16(9):1053.
[2]刘行言.高职院校开展课程思政教学方法的探索与实践:以计算机专业课程《物联网应用程序设计》[J].明日,2021(12):42.
[3]尹小俊.基于岗位需求的物联网应用技术专业课程体系建设:以闽江师范高等专科学校为例[J].河北软件职业技术学院学报,2020,22(1):63-67.
[4]喻恒,丁亚飞,王启明,等.对分课堂在物联网工程专业实验课程中的应用研究:以《短距离无线通信技术》为例[J].科技资讯,2017,15(12):120-121.
[5]何翼.物联网关键技术及其在仓库自动识别管理系统中的运用[J].物流技术,2015,34(3):301-302+305.
[6]薛凯方,刘晋,王政林.物联网在国内教育领域的现状及趋势研究:基于内容分析法的研究[J].中国教育信息化,2013(5):17-19+66.
[7]张凡荣.物联网应用技术下计算机网络技术专业建设的探讨[J].科技资讯,2020,18(11):17-18.
[8]陈洪生.关于物联网技术在智慧城市中的应用研究[J].计算机产品与流通,2020(2):125.
[9]黄光纯.探究计算机科学技术的发展对物联网发展的推动作用[J].电脑知识与技术,2020,16(29):212-213+226.
[10]卢宏煦.基于物联网的《计算机网络工程》教学设计改革策略[J].科教导刊-电子版(中旬),2021(2):126-127.
关注SCI论文创作发表，寻求SCI论文修改润色、SCI论文代发表等服务支撑，请锁定SCI论文网！
文章出自SCI论文网转载请注明出处：https://www.lunwensci.com/jisuanjilunwen/39442.html
