物联网处理技术范文

导语：如何才能写好一篇物联网处理技术，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：物联网 海量数据 技术

中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）01（c）-0182-01

物联网中传感设备种类繁多，需要对来自不同网络、不同子系统的海量异构数据进行统一的处理及存储，从而要求物联网的海量数据处理机制能融合多网、多源、异构的海量数据并对这些数据进行高效快速的处理，从中获取有价值的信息，进而提供智能决策。同时，海量数据处理任务需要多种资源，包括计算资源、存储资源、网络资源等，对这些资源的统一规划和调度，可以有效地加快海量数据处理的速度。

下面对物联网中涉及到的海量数据处理技术分别进行介绍。

1 多源数据融合技术

物联网中数据的存储方式、组织结构以及时效性呈现出多样性。如何从跨域、异构、动态、海量的数据资源中提取用户所需的知识，是面临的一个重要问题。将多源异构的数据资源有效地聚合在一起，提供统一的数据操作方法是解决这个问题的有效途径。有效聚合多源异构数据的重点是建立数据参考模型。而基于元数据的目录体系和交换体系是数据参考模型建立的基础性保障。在进行融合前必须对来自多个传感器数据源的数据和信息进行预处理以精简处理的数据量，针对融合的水平和特点还要考虑不同层次的数据融合方法。

（1）海量数据预处理技术。通过对传感数据进行预处理可以有效去除明显的错误和冗余的数据，精简所选数据中的有用部分。传感器观测到的数据由事件组成，监测采集的事件有确定性和异常及突发事件，采用海量数据异常事件提取技术，以异常信息识别理论为基础，通过快速识别冗余、修正错误等无效事件对数据进行预处理，以滤除数据采集过程中的干扰和噪声，进一步过滤并分组形成有效事件集，提高实时处理的速度和精度。

（2）目录交换体系研究技术。为了支持统一数据参考模型，目前已研究出了多个数字对象标识管理和服务系统，例如，提出了CDOI系统。该系统采用UUID（Universally Unique Identifier，通用唯一识别码）进行编码，提供了CDOI注册、定位、收费以及增值服务，能够满足分布式、海量数字资源标识的需要。

（3）多源数据融合中数据参考模型建立技术。物联网中的数据可以分为结构化数据，非结构化数据和半结构化数据。对于结构化数据一般采用关系数据库的方式进行管理，非结构化数据采用数字对象的方式进行管理，而半结构化数据则采用XML的方式进行管理。通过目录交换体系可以建立不同类型数据之间的联系，为多源数据融合提供标准的格式。

（4）多层次数据融合技术。根据物联网中海量数据的特点以及融合的目标，分别从数据级、特征级、决策级三方面进行融合。数据级融合是最低层次的融合，是在各传感器的原始数据未经预处理之前就进行的数据综合和分析。特征级融合是指从各个传感器提供的原始数据中提取特征，然后对这些特征进行融合。决策级融合是指将单个传感器做出的决策进一步融合，为指挥控制决策提供依据。

2 海量数据挖掘技术

MapReduce架构可以作为海量数据资源知识元挖掘算法的统一处理机制，在Hadoop分布式系统平台上，能够实现分类、聚类和关联知识挖掘等算法。

3 物联网海量数据存储查询技术

物联网广布传感设备，采集生成大量实时、海量、多源、多粒度、多纬度流数据，其规模可达到TB甚至是PB级，研究物联网海量数据的存储、归档和查询，集中有效地处理这些数据，并高效地进行管理，高实时性地统一定制数据给用户，以达到与用户信息系统间的完美结合。

（1）存储技术

物联网数据存储于大量网络节点上，为了减小数据迁移时对网络带宽资源的占用，采用就近存储原则，同时，借鉴Bloom Filter算法的思想，可以快速定位到数据所在节点，避免泛洪式查询。另外，设计磁盘容量耗尽时的数据回收机制，结合查询历史统计结果和系统当前存储容量，为不同种类数据动态设置数据生存周期。

（2）索引技术

物联网数据包括时态流数据和空间流数据，对于时态流数据，主要查询类型为间隔查询，可以采用B-Tree、Bitmap索引等。对于空间流数据，常用查询操作是寻找某个区域内所有符合某个条件的对象，可以采用多维索引技术，如R-Tree等，在有限空间里建立最优索引，使系统满足效率要求。

（3）移动数据查询管理技术

物联网是一个移动计算环境，其特点具有移动性、频繁断接性、带宽多样性、网络通信非对称性等。

通过对移动对象的位置进行表示与建模来对移动对象进行有效管理；通过对移动对象进行索引，减小搜索空间从而提高查询的性能；通过对移动对象和静态对象分别建立相应的索引结构来完成不同种类对象的查询处理；通过将某一时间区内查询结果的变化信息随时传递给查询用户，来完成位置相关的持续查询和环境感知的查询处理。

4 物联网资源管理与调度技术

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关键词：数据库技术； 分布式处理技术； 云计算； 物联网

中图分类号：TN91934； TP311.13文献标识码：A文章编号：1004373X(2012)04012003

Design of IOT database based on distributed processing technology

LI Na, LIU JunHui

(Department of Information Engineering, Zhengzhou College of Animal Husbandry Engineering, Zhengzhou 450011, China)

Abstract： In recent years, with the repid development of Internet of things (IOT) technology, a new challenge has been posed on data storage and access. Focusing on the database management of IOT, a design method of IOT database based on distributed processing technology (DPT) was proposed by means of computation method of peertopeer network (P2P) point clouds. An example of medical system IOT verifies that the mothed can solve the problem of IOT database management to a certain extent and provide technical support for IOT in combination with database technology, network technology, and middleware technology.

Keywords： database technology; distributed processing technology; cloud computing; IOT

收稿日期：20110815

基金项目：河南省科技厅重点项目(112102210395)0引言

物联网是指通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一个巨大网络［1］。从这个定义可以看出，物联网的开展具有规模性、广泛参与性、管理性、技术性、物的属性等特征，需要各行各业的参与。物联网技术是一项综合性的技术，其中非常重要的是RFID电子标签技术。以简单RFID系统为基础，结合已有的网络技术、数据库技术、中间件技术等，构筑一个由大量联网的阅读器和无数移动的标签组成的、比Internet更为庞大的物联网已成为RFID技术发展趋势，这使得物联网中的数据库管理问题成为了物联网技术研究中的挑战性问题之一，已引起了国际学术界和工程界的高度关注［26］。本文针对物联网中的数据库管理问题，通过对物联网技术的研究，并结合分布式数据库技术、P2P(对等网)点云计算技术，提出了基于分布式处理技术的物联网数据库管理方法，并探索将其应用于医疗系统中。

1基础理论

1.1混合模型

物联网已经构成的应用系统和应用实例是深入研究物联网体系结构的基础［78］。本文针对医疗系统物联网采用有源CPS（网络化物理系统）结点和具备联网和控制能力的互联网CPS结点的混合模型（如图1所示）进行设计。这使得该系统不但具有物联网系统有的时间和空间的控制能力,还拥有物联网专用的安全性和可靠性的控制体系。互联网CPS结点具有不间断电源,不具备移动性,又具有感知能力,具有较强的存储、计算和联网能力,可以提供H2T，H2H 连接。

图1有源CPS结点与互网CPS结点互连结构的混合模型1.2分布式数据库

分布式数据库（Distributed DataBase，DDB）是传统数据库技术与网络技术相结合的产物。近年来，分布式数据库的快速关联规则挖掘算法、精简频繁模式集和关联规则的安全挖掘算法以及事务流的动态可串行调度算法等都是该领域的研究热点［912］。一个分布式数据库是物理上分散在计算机网络各结点上，但在逻辑上属于同一系统的数据集合，如图2所示。它具有局部自治与全局共享性、数据的冗余性、数据的独立性、系统的透明性等特点。分布式数据库管理系统（DDBMS）支持分布式数据库的建立、使用与维护，负责实现局部数据管理、数据通信、分布式数据管理以及数据字典管理等功能。数据库技术与网络通信技术、人工智能技术、面向对象程序设计技术、并行计算技术等互相渗透，互相结合，成为当前数据库技术发展的主要特征。

图2典型的分布式数据库系统2本文物联网数据库设计方法

物联网数据库管理系统中各个领域都呈现严峻的数据存储性挑战。这里重点讨论分布式数据库技术，并引入面向对象数据库系统技术和点云计算的P2P技术［13］，以使物联网系统具有局部自治与全局共享性、数据低冗余性、数据高独立性及系统透明性。

物联网是融入大量RFID系统和分布站点的数据库系统。在系统计算服务中，需要引入云计算平台，这是我国正在积极构建的重要基础计算平台。在考虑远程数据库事务管理之前，必须从那里获取数据，并且使其他数据库能对它进行全局访问。因此，主要涉及的管理任务有：物联网系统计算服务、访问站点数据的位置透明性管理、数据库链接管理、触发器管理和快照管理等分布处理技术。同时在确定的每个服务站点中，引入面向对象数据库技术［14］，以支持面向对象编程技术与数据库技术的融合，改善数据库技术的可扩展性。在点云计算中引入P2P技术，自组织P2P网络能够在对等体进入、离开和失效时自动加以调整适应。对等体之间的通信是对称的，它们既请求服务又提供服务。

综上所述,该分布式物联网数据库同时具备面向对象、分布式处理技术和P2P点云计算数据库能力。

3实例验证：医疗系统物联网

本应用实例主要是探索将物联网分布式数据库技术应用于医疗卫生系统中，这将是本文未来研究的重要课题。医疗卫生系统的物联网构建是我国新医改基础设施建设的重要保障。本文医疗系统物联网系统,如图3所示。

图3医疗系统物联网模型在上述医疗系统物联网中，主要包括了移动医疗设备数据库系统、循证医学数据库系统、医学研究网格计算系统、虚拟医疗团队数据库信息以及慢性病、流行病监控管理数据库系统和个人医疗信息门户数据库系统、远程医疗服务数据库系统。在整个物联网数据库系统中，需要P2P技术与云计算服务平台来实现整合医疗服务平台、健康知识管理、电子健康档案统一信息管理等工作。其中，整合的医疗保健平台根据需要通过医院的各系统收集并存储患者信息，并将相关信息添加到患者的电子医疗档案数据库中，这样所有授权和整合的医院都可以对这个数据库进行访问，从而使各个资源和患者能够有效地在各个医院之间流动。利用各医院之间适当的管理系统、转诊系统等保持信息完备性、一致性。这个平台满足一个有效的多层次医疗网络对信息分享的需要，这样就建立了以分布式处理技术为基础的数据库服务系统。电子健康档案系统通过可靠的门户网站集中进行病历整合和共享，这样各种治疗活动就可以不受医院行政限制而形成一种整合的视角。有了电子健康档案系统，医院可以准确顺畅地将患者转到其他门诊或其他医院，患者可随时了解自己的病情，医生可以通过参考患者完整的病史为其做出准确的诊断和治疗。通过医疗系统物联网的建立，将极大地改善医疗服务体系，实现高效、稳健、有效的全面医疗卫生服务。

4结语

本文重点介绍并讨论了基于分布式处理技术、混合面向对象程序设计方法以及P2P点云计算服务的物联网数据库设计方法，并探索将其应用于医疗系统物联网中，从而为物联网数据库管理系统提供了一种新的设计方法，可探索将其拓展到智能电力电网、城市设施、交通管理、物流供应链等行业中。然而，系统的设计实现需要核心云服务计算平台，目前的系统有许多工作要做，包括P2P计算中的信息交互、高速移动医疗设备诊断、整合医疗平台建设等。本文今后的工作将进一步完善上述设计的物联网数据库系统，并将其用于实践，从而为搭建我国基础医疗系统物联网技术平台做出应有的贡献。

参考文献

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1.1静态数据

图书：图书ID，书名、作者、出版社、索书号、ISBN/ISSN、单价、出版时间，出版社等。管理员：用户名，用户密码，管理权限，姓名。读者：姓名，借书卡卡号，读者类别，性别，部门或班级，所属系部，联系方式。

1.2动态数据

输入数据：查询关键字，读者项记录的修改，查询方式，图书项，新建读者项，新建图书项，鼠标对按钮的点击，借还图书的输入信息等。输出数据：图书借还信息，注销结果信息，查询关键字对应的数据库子集，，操作成功或失败的消息，统计信息。

2数据库

系统数据库采用SQLServer数据库软件。数据库概念结构分析图书实体的E-R图（图1）。读者实体的E-R图（图2）。数据库逻辑结构分析图书信息表图书信息表是用来记录图书各种字段信息的表，由条码号、书名、ISBN号、作者和单价等。其中条码号为主键（表1）。读者信息表读者信息表记录的是读者的个人信息，包含读者证号、姓名、年龄、性别、联系电话、邮箱、可借书数、已借书数、罚款。其中读者编号是主键（表2）。

3系统构成

3.1软件构成

通过对图书管理系统需求进行的需求分析，图书管理系统主要功能包括：图书管理、借还管理、读者管理、查询管理、系统设置、超期通知、智能标签转换、盘点、智能监测、自助借还、查询和个人信息修改等。对不同的用户角色开通不同的模块和权限。超级用户拥有最高权限，开放系统设置模块；系统管理员开通读者管理、图书管理、借还管理、查询管理、超期通知、智能标签转换、盘点、智能监测模块；读者开通自助借还、查询和个人信息修改模块。

3.2硬件构成

3.2.1计算机主机网络设备包括应用系统和数据库系统，全部存放于服务器端。回传对应书本的RFID标签数据可以通过有线网络或无线网络的方式来实现。可以在各个书库内布设AP，以实现手持设备和智能书车的信号接入，无线AP通过有线网络接入核心交换设备。3.2.2RFID相关设备RFID标签有多种类型，包括层标、图书RFID标签、架标等类型，在使用过程中还需要配置标签打印设备。一般图书的RFID标签，应从成本、寿命、读写性能等多方面来考虑，图书馆中采用13.56MHz的RFID标签比较合适。3.2.3标签转换站采用B/S结构的标签转换站，实现对标签的转换。之所以采用B/S结构，目的是为了降低图书馆技术人员对设备的后期维护。任何一台装有标签转换装置的计算机，都可以实现对标签的转换。3.2.4自助借还机在物联网技术应用于图书馆之前，图书的借还主要是通过扫描仪扫描书本的条形码实现。当RFID技术应用于图书馆之后，借还的整个过程不再需要人员的干预，而且RFID自助借还机可以实现一次借还多本图书，相较于人工的逐个扫描，大大加快了图书的借还效率，减少了人工操作的失误。3.2.5自动盘点设备利用条形码技术对图书进行盘点，实现起来非常困难，且效率低下。当便携式RFID阅读器运用于图书盘点之后，可以无接触读取图书信息，检查库存或进行各种文献查找，速度快且准确，寻找错架图书的工作变得简单。

4系统的实现

图书管理系统软件采用B/S结构。Web检索系统将系统的馆藏书目数据和读者外借数据以web方式，实现上网查询、图书借阅及续借、读者自助借还情况查询。登录模块未登录的用户只能访问到图书馆简介性内容，其他内容不对匿名用户公开，因此需要用户进行登录认证。用户进入到登录页面后，输入用户名和密码，选择用户类型后进行登录。系统会自动查找数据库，核对登录信息，通过后，进入到对应的登录页面，分配不同的权限。管理员进入到管理员的登录页面，读者进入到读者的登录页面。可以说，登录其实是系统对用户身份进行验证的过程。读者模块读者登录后会进入到读者页面，进入读者页面后可以进行查询、图书预约、预约取消、图书续借、个人信息维护、在线留言等操作。查询模块个人借阅情况查询在个人借阅情况查询中，读者可以查看到个人信息和图书借阅情况，在借阅情况中可以查看到全部未归还书籍以及应该归还的日期。图书查询读者可以在图书查询页面进行图书查询，在图书查询中分为普通检索和高级检索，在普通检索中读者可以选择检索途径、语言种类、时间范围、排序选项等信息来进行查询进行图书的查询，系统自动从数据库中选择满足条件的图书供读者查看。

5系统测试

5.1登录页面的测试

输入正确的用户名和密码进行登录，查看登录是否正常。输入各种错误的数据，如正确的用户名，空密码等进行登录，检查系统是否做出正确的提示。系统在遇到各种不同的登录时，是否能做出合理的处理和提示。

5.2读者管理模块测试

读者模块各功能窗口的测试和其它模块测试一样，先是测试模块在正常使用数据输入的情况下，功能是否正常。其次是，在各种不同数据输入和操作流程中，查看系统是否能做出合理的正确的处理。

5.3图书盘点模块的测试

在图书盘点模块的测试中，系统能对采集到的数据与数据库中的数据进行比较，达到盘点的目的。在此项功能的测试中，由于各种原因的限制，系统并未进行大规模的采集数据，仅进行了试运行，测试结果表明此项功能基本能达到要求。

6结束语

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关键词：仓储信息能力 物联网技术 宁波仓储企业

仓储是现代物流业发展最为重要的环节，仓储信息化水平的高低将直接影响企业的经营绩效和客户满意度。仓储企业要提高其核心竞争力就必须建立高效智能化信息平台，并引入先进的物联网技术，把物联网技术同企业的产业链和价值链有效衔接起来。

一、仓储信息能力与物联网技术应用的关系

数字化技术应用手段的日臻完善给物联网技术在物流领域的应用带来了新的挑战。利用数字化技术可以把从事运输、保管、装载、仓储管理等不同类别的物流企业水平连接在一起。

从相关文献资料，我们可以看到仓储业之间的竞争加剧，企业的利润空间越来越少。在竞争激烈的市场中，企业如果想要保持市场占有率，就必须改变传统的运营模式，引入一种新的技术，物联网技术作为我国第一批重点推进的新型智能技术得到了政府大力扶持。宁波的物联网技术在港口物流中的应用较为广泛，并且那些竞争优势相对较高的物流企业正在导入物联网技术中的若干技术，如RFID技术、GPS技术、GIS技术、WSN技术、ITS技术等。宁波的物流企业仓储信息系统管理中也在采用物联网技术，效果良好。相比之下，宁波生产型企业的库存管理中物联网技术的应用能力相对较低。

目前，物联网技术还仅限于在独立的仓储配送中心内部联网应用，仍然是独立的、局限的智能仓储系统。借助物联网技术，将这些独立的智能仓储系统联网，打破信息孤岛，实现互通互联，组成真正的仓储物联网。在智能仓储基础上产生新的变革，带动仓储信息化的革命。

二、仓储信息能力与物联网技术应用研究模型建立与分析

根据上述有关仓储信息能力与物联网技术应用的国内外现状分析以及相关理论考察，我们知道仓储信息能力与物联网技术应用能力之间存在着重要关系。这里我们借鉴了学者们对信息能力的研究成果，总结出了仓储信息能力下信息创造能力、传播能力、反应能力。

我们设立了如下研究假设

假设1：仓储信息创造能力将会影响仓储企业物联网技术的应用能力

假设2：仓储信息传播能力将会影响仓储企业物联网技术的应用能力

假设3：仓储信息反应能力将会影响仓储企业物联网技术的应用能力

为验证上述研究模型及研究假设，我们采用了因子分析法、相关关系分析法、方差分析法（ANOVA）、多元线性回归分析法等统计分析方法进行了模型验证及假设检验。

本文以宁波仓储企业为调研总体，总共发放了100份问卷，回收了86份，其中经筛选有效问卷为67份。在调查中，我们对调研的企业进行了相关的分类。按照规模划分，主要分为大型企业和中小型企业；按照企业的性质划分，具体分为国有企业、民营企业、外资企业；按照调研对象的身份，我们主要划分为高层管理、中层管理、一线人员。在被调研的企业中，大部分是中小型企业，且企业性质以民营企业居多。被调查者中，一线人员居多，高层管理人员占的比例最少。

根据资料，我们采用SPSS 13.0统计软件对所设计的理论变量的信度和效度进行了统计分析。首先，对所测量的项目进行因子分析，输出的KMO值为0.658，卡方值为538.476，Sig.有效性为0.000。

通过成分矩阵分析，我们发现原来问卷调查设计的模型变量组合与SPSS分析有出入，所以对变量进行了筛选。

为研究宁波仓储企业信息能力与物联网技术应用这两个定距变量之间是否相关以及相关程度如何，我们对研究中涉及到的4个变量进行相关关系分析。

我们以仓储信息创造能力、仓储信息传播能力、仓储信息反应能力这三个变量作为自变量，以物联网技术应用能力作为因变量进行了多元线性回归分析，如表1所示：

在ANOVA分析中F值为23.054，显著性水平为0.000，所以以仓储信息创造能力、仓储信息传播能力、仓储信息反应能力为3个自变量，以物联网技术应用能力为因变量的多元线性回归方程有效。在信度分析中，我们还得出对仓储信息能力影响最大的是仓储信息反应能力。根据多元线性回归分析结果，当显著值小于0.05时，该项假设成立。由此，我们可以得出上述三个假设中假设1，假设3成立，而假设2仓储信息创造能力将影响仓储企业物联网技术的应用能力，该假设不成立。

三、结论与对策

根据上述实证分析结果我们得出如下研究结论：

（1）仓储信息创造能力、仓储信息反应能力将会影响物联网技术的应用能力。其中影响最大的为仓储信息反应能力，其次是仓储信息创造能力。

（2）仓储信息的传播能力对物联网技术的应用没有影响，但是根据定性分析此项结果与我们实际有所出入，推断其原因，可能有以下几点：一是所调查的企业太少，导致最后结果不具有代表性；二是仓储企业虽然对信息重视程度很高，但是缺乏对仓储信息的传播能力的理解；三是由于企业缺乏对物联网技术的认识。到底是哪种原因还有待进一步研究。

根据研究结论我们提出了如下讨论问题：

1.仓储企业如何建立和完善物联网信息平台；

2.仓储企业如何结合市场响应，探索仓储企业物联网技术的应用模式；

3.仓储企业如何强化仓储产品及服务的竞争优势。

根据上述研究结论和讨论问题，我们提出如下几点对策建议：

（1）建立和完善物联网信息平台

在政府及相关主体的协助下，仓储企业应尽快构筑物联网信息平台。

（2）结合市场响应，探索仓储企业物联网技术的应用模式

积极面对物联网时代崭新的市场竞争环境，制定中长期发展目标，并提出市场知识导向和技术信息导向的物联网技术应用模式，提高企业对市场信息的创造能力和传播能力，促进物联网技术的应用。

（3）为强化仓储产品及服务的竞争优势，提高企业对可共享市场信息的创造能力，并制定出企业产品竞争优势强化方案，设定具体计划和目标，提高企业对市场信息的创造能力和传播能力。

参考文献：

[1]吴晓钊，王继祥.物联网技术在物流业的应用现状与发展前景[J].物流技术与应用，2011（2）：53-59

[2]邓亦涛.物联网技术在供应链管理中的应用[J].物流科技，2010，9

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关键词：物联网；智能环保感知；环境

中图分类号：TP273

随着社会的进步和发展，以及当今社会当中的信息技术的使用，环境保护问题也渐渐被人们重视。物联网技术的出现，使得环境保护问题出现了新的发展方向，“智能环保”的概念越来越多的在各个国家被提出和试验。因此，笔者将利用物联网的相关知识，对“智能环保”进行分析。

1 物联网与智能环保

物联网是一种建立在互联网上的泛在网络，将现实当中的海量终端物体通过感知环境和互联网联系起来，形成一种新型的应用模式。

感知层，网络层，应用层这三个层次构成了物联网的大体框架。在感知层方面，是利用包括我们常见的红外线，GIS等等技术的感知手段，将感知技术得到的数据和一些网络设备组合起来，通过智能处理从而为人服务。而正确合理的感知处理才能为上层的行业应用提供准确的基础数据，为准确智能行为的做出提供相应的数据保证，所有说物联网感知层是整个物联网智能化应用的基础。

在环境保护方面，物联网感知技术主要是通过控制设备，从而对周围的生态环境做好监测。也就是对生态系统进行全方位的监测，从而将污染物大大降低，并提高人类对各类环境问题的响应效率，提高对环境的维护效率。换言之，我们可以充分利用物联网智能技术，增强对环境的保护。

当前各类媒体上所说的物联网环保技术，也就是物联网知识在环保当中的具体运用。而它的目的也就是全方位的利用传感器技术，红外线技术，实现降低污染物的排放量，从而建立良好的生态环境，达到节能减排的目的，也相应培育了全方面的新兴产业。。

2 智能环保感知体系构建

图1 智能环保体系模型

2.1 物联网智能感知技术体系在环保领域当中的应用

物联网这个网络系统和我们日常使用的网络是一样的。感知层，网络层，应用层这三个层次构成了物联网的大体框架。在感知层方面，是利用和处理感知设备采集到的基础数据。网络层则是通过网络作为信息载体，从而掌控物联网。例如互联网，3G网络等等，构建物联网网络平台，将感知层获取到的信息进行准确的及时的传送，并且要对要传送的数据进行整合，清理，对出现的异常现象和问题进行相关的处理，通过对数据的挖掘以及融合技术将数据信息进行提炼。应用层是将感知层和网络层的信息经过处理，也就是根据系统的需求进行处理，对应到环保领域中就是通过安装在各个检测点的传感器等设备，实时监控环境对象的数据变化，对出现的污染问题及时进行防御和处理预警。

2.2 在环境保护领域开发智能化的处理

我们可以利用物联网来获取信息，根据需要，然后筛选出需要的内容，从而获得我们可以利用的部分。然后为各个领域提供安全可靠的数据信息，所以对物联网的技术进行智能化是很有必要的。如果想要在环保问题上充分利用物联网的优势的话，就要实现智能化的监测环境，而且要对监测的数据进行提炼，这样才可以达到目的。

2.3 物联网智能环保感知技术的发展

想要对物联网智能技术进行充分利用，首先要使其简易化。物联网智能环保感知技术的发展趋势是微型化，与此同时，也可以满足人们的需求。如果我们利用了物联网感知技术，不仅仅可以让大的环保项目利用物联网技术，还可以将物联网技术运用到日常生活的方方面面，让物联网技术走进人们生活。

虽然我们在监测空气等方面的工作已经有了较好的成绩，但是在环保应对和处理工作以及日常环保方面的成绩并不是很突出。随着人们物质生活条件的不断提高，隐藏的问题也就暴露在我们的面前，因此改善人们的生活环境也是首要解决的问题。可以利用物联网技术加强对生活污染物的控制力度，我们可以加强对红外线等感知技术的投入，不仅可以降低成本，还可以将现有的被动应对环境问题转化为主动监控环境改善环境模式，对环保技术进行改良和提高。为了保护我们赖以生存的环境，将通过构建多平台模式，实现对周围环境的全方面监测和维护。

2.4 物联网智能环保技术实现自动化控制

想要将物联网技术充分应用到环保工作当中去，我们不能仅仅只对数据进行搜集，然后将其传送到环保处理中心。我们除了要减轻污染，做好提前的预警之外，在污染物扩大之前，要对污染做出提前处理，防止污染物进一步扩大。物联网的特征之一，就是实现数据采集设备和自动控制设备之间的信息互通，自动控制设备根据采集数据，结合已经输入的自动处理程序，从而实现快速的自动处理，形成类似于感受器到神经反射弧的条件反射机制。

想要加强物联网在环保领域当中的应用，我们可以将环境保护部分内，不必进行感应的部位和控制部分进行结合，从而构成传输信息网络，通过加载芯片，使得环保设备具有独立的计算水平以及良好的控制水平，实现自动控制。当污染物的指标达到一定的数据的时候，自动控制设备也会采取相应的措施，达到极快调节污染物的初衷。想要实现自动控制环保，也是为了减轻信息处理部门的压力。让我们即使在工作十分繁忙的情况下，也可以为治理工作延长它的信息处理时间，从而大限度的降低出错频率。

2.5 物联网智能环保技术提高抗损坏能力

在一些省市，物联网已经充分运用到了环保领域当中。但是，我们主要是在自然环境当中使用物联网设备，不同的使用环境也会大大减少物联网设备的使用寿命。因此，增强物联网环保监控设备的耐用性是非常重要的，这也是限制物联网在环保领域当中运用的主要问题。虽然目前的物联网设备成本低廉，但是，将物联网技术运用到环境保护当中的综合操作并不是那么简单的。

3 结束语

通过对物联网智能环保感知技术进行分析，我们可以知道，物联网的使用已经渐渐进入人们的日常生活当中，在环境保护中的应用可以在最大程度上对环境污染继续监测，进而进行污染治理，给人们带来更加安全的生活环境。这也充分证实了物联网智能环保技术的先进性以及全方位，多方面性。

参考文献：

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作者简介：程珊珊（1982-），女，广西南宁人，广西经济管理干部学院计算机系教师，讲师，研究方向：计算机应用、物联网应用。

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【关键词】 物联网 军事 应用

1 物联网的含义

1.1 物联网（The Internet of things）概念

物联网即“物物相连的互联网”。可以这样描述：通过条码、射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器、气体感应器等各种信息传感设备，按约定的协议，把任何人及物体与互联网相连接，实时采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种信息，以实现任何时间、任何位置、任何事物之间的信息交换和通信，并实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

1.2 物联网基本特征

物联网具有区别于传统互联网的特征。一是广泛应用各种感知技术，即全面化感知。物联网上的物体安装了多种类型传感器，可捕获物体及环境等不同的信息，并形成不同格式的，具有实时性、周期性的数据，便于被能化识别、定位、跟踪、监控和管理。二是建立在互联网上的泛在网络，即实时化互联。互联网是物联网技术重要基础和核心，通过各种有线和无线网络与互联网融合，将物体信息实时准确地传递出去，并适应各种异构网络和协议。三是具有智能化处理能力，实现对物体实施智能控制，即智能化控制。物联网将传感器和智能处理相结合，利用云计算、模式识别等各种智能处理技术，通过分析、加工和处理出有针对性和有意义的信息，适应各种用户的不同需求。

1.3 物联网的架构

从技术架构上来看可分为三层：一是感知层，由各种传感器以及传感器网关构成。其作用相当于人的神经末梢，主要功能是识别物体，采集信息。二是网络层，相当于人的神经中枢和大脑，负责传递和处理感知层获取的信息。三是应用层，是物联网和用户（包括人、组织和其他系统）的接口，其与行业需求结合，以实现物联网的智能应用。

1.4 物联网解决方案

物联网解决方案最典型的有两种：欧美的EPC系统和日本的UID系统。

EPC系统是一个先进的、复杂的、综合性的系统。其由EPC编码体系、RFID系统和信息网络系统三个部分组成，主要包括：EPC编码、EPC标签、读写器、EPC中间件、对象名称解析服务器（ONS）、EPC信息服务器（EPCIS）六个部分。

2 物联网涉及的技术

物联网是个交叉领域学科，涉及的技术繁杂。

2.1 感知技术

（1）传感器及传感网络技术：微型无线传感技术以及以此组件的传感网是物联网感知层的重要技术手段。传感器网络主要解决物联网中的信息感知问题，包括数据信息的采集和处理、短距离的无线通信两个部分。在数据的采集和处理阶段，主要是综合可传感器技术、嵌入式可编程技术，网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等，对物品进行数据的采集，之后接收上层传递来的控制信号和信息处理，产生响应并完成相应动作。

（2）射频识别技术：射频识别是通过无线电信号识别特定目标并读写相关数据的无线通讯技术。其是一种非接触自动识别技术，通过射频的信号来自动识别对象，同时获得相关数据。包括电子标签、阅读器、应用软件三部分。

（3）微机电系统（MEMS）：微机电系统是指利用大规模集成电路制造工艺，经过微米级加工，得到的集微型传感器、执行器以及信号处理和控制电路、接口电路、通信和电源于一体的微型机电系统。mems主要包括微型机构、微型传感器、微型执行器和相应的处理电路等几部分，它是在融合多种微细加工技术。mems传感器集信息获取、处理和执行于一体，能组成多功能微型系统，从而大幅度提高系统的自动化、智能化和可靠性水平。MEMS技术属于物联网的信息采集技术。

（4）全球定位导航技术：新一代的的全球定位技术具有快速、高效、准确特点，可以提供实时的、全时空的授时、定位、导航、通信等信息能力，是移动物体提供移动信息的重要技术，也是物流智能化、智能交通的重要技术。

2.2 网络技术

（1）无线传感器网络（WSN）技术：无线传感器网络（WSN）的功能是将一系列分散在空间的传感器单元通过自组织的无线网络进行连接，从而可将各自采集的数据通过无线网络进行传输汇总，以实现对空间分散范围内的物理或环境状况的协作监控，并依据获得信息进行分析和处理。WSN技术是结合了计算、通信、传感器三项技术的一门新兴技术，具有较大范围、低成本、高密度、灵活布设、实时采集、全天候工作的优势，且对物联网其他产业具有显著带动作用。

（2）无线移动网络技术：①无线保真（Wi-Fi）技术：Wi-Fi是一种基于接入点（AP）的无线网络结构，目前已有一定规模的布设，可以在应用中与传感器相结合。②通用分组无线服务（GPRS）技术：GPRS是一种基于GSM移动通信网络的数据服务技术，提供端到端的、广域的无线IP连接。GPRS技术可以充分利用现有GSM网络，目前在很多领域有广泛应用，在物联网领域也有部分应用。③NGB广域网络：中国下一代广播电视网（NGB）是以有线电视数字化和移动多媒体广播（CMMB）技术为基础，以自主创新的“高性能带宽信息网”核心技术为支撑，构建适合我国国情的、三网融合的、有线无线相结合的、全程全网的下一代广播电视网络。NGB广域网络应用于物联网将开辟新的天地和模式。

2.3 应用技术

（1）专家系统（Exper System）：专家系统是一个含有大量的某个领域专家水平的知识与经验，能够利用人类专家的知识和经验来处理该领域问题的智能计算机程序系统。

（2）云计算：云计算是一个网络应用模式，是指IT基础设施的交付和使用，通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的资源，就像使用使用空气和水一样方便。

（3）信息安全技术：物联网方便人与物或者物与物之间的信息交换。其在简化和方便人们生活的同时，信息的安全性问题也随之出现。无论物联网技术的应用本身是否安全，但在构建物联网应用系统的同时，必须考虑信息安全方面设计。“没有安全就没有应用，没有应用就没有发展，对于物联网的应用更是如此”。

（4）智能化应用技术：应用领域的各种服务需求可以根据应用领域特点，借助互联网技术手段，开发各类的领域的应用解决方案，将物联网的优势与各自领域的生产经营过程、信息化管理、组织调度结合起来，形成各类的物联网解决方案，构建智能化的各领域应用。比如：智能交通技术、智能电网技术、智慧物流技术、资源打包技术、智能战场技术等等。

3 物联网技术在军事上的应用展望

随着物联网技术发展，在信息化战场牵引下，军事领域物联网建设也会随着地方物联网建设而逐步发展。物联网重在围绕战场态势感知、信息智能处理、行动过程控制等要素，提高战场透明度和破除“战争迷雾”，提升基于信息系统的体系作战能力。

3.1 实现精确的战场态势感知

（1）战场要素感知准确化：未来军事领域可以建立智能化战场，完成智能化作战，嵌入感知器的各种作战要素（战斗人员、武器装备等）通过军事信息系统，完成接入并交换信息，在智能化数据处理系统的协助下，依据实时、准确、可靠的信息，完成对作战也要素的配置、指挥、控制等。实现全要素、全过程、实时化、准确化的综合信息链。

（2）武器装备智能化：武器装备嵌入了传感器并接入网络，即武器装备形成了感知控制网络系统，可以动态地感知和实时统计分析武器装备动态信息，并据此进行管理控制。

（3）作战保障精确化：通过物联网技术建立战场军事物资保障、军用物资筹划、军用物流配送及物资生产感知控制，实现人员装备器材“一卡通”，可以有效地实施作战保障力量对物资器材适时适地适量精确化、智能化、动态化管控。

3.2 建立全时空预警探测系统

（1）建立战略/战术或区域战场传感器网络：采用预先布设或临时投送方式布设各种传感器或智能化武器，形成战场无线传感器网络，实时感知战场信息，准确实时感知敌我双方各种作战信息，进而形成全方位、全频谱、全时域的全维侦察监视预警体系。

（2）建立战场打击效果实时监控网络：采用各种侦察技术和手段，包括纳米技术、生物工程等新技术，建立战场侦察监视系统，监控战场核生化状态、打击目标状态、敌我双方作战要素状态等，做到准确掌握敌人状态，合理调配打击力量。并实现与指挥控制系统连通，确保侦察、打击、监控一体化。

（3）建立生命体征监测网络：建立以单兵生命监测系统为基础的生命体征监测网络，实现对伤病员定位搜救与身份确认，并据此完成应急救援。

3.3 建立智能化战场

（1）建立无人装备网络管理系统：未来战场可能是无人化的时代，无人装备将主宰未来战场，因此无人装备信息获取、使用、管理必须基于网络进行，因此，无人装备网络管理系统建立维护至关重要。

（2）智能装备打击系统：物联网技术的应用使得未来武器装备智能化程度大大提高，可以独立完成独立作战任务，未来武器可能集信息获取传递、展开作战行动、打击效果评判等一体，实现自主作战，并和邻近智能作战系统协同。

4 物联网技术发展目前存在问题

4.1 相关技术标准问题

物联网处在发展初期，各国标准各异。比如各种传感器网络标准非常的多，造成信息交流障碍。其涉及接口的标准化；数据模型的标准化问题。这也影响物联网产业的规模化生产及产业链条，进而影响物联网的发展和应用。

4.2 网络及信息安全问题

物联网以泛在各种网络为基础，其信息采集频繁且来源多样，因此传感器网络及信息安全性非常重要，是实现智能化控制的基础。这也涉及个人隐私信息、商业秘密信息等安全问题。在这一点上，物联网的发展不仅仅是一个技术问题，更有可能涉及到政治法律和国家安全问题。

4.3 相关协议问题

某种程度上可以认为，物联网是互联网得延伸。互联网是基于TCP/IP协议簇，但接入层面协议非常繁杂，如GPRS/CDMA、传感器、有线、无线、短信等多种通道，而物联网事实上需要一个统一的协议栈，以便于接入和应用。

4.4 IP地址问题

目前互联网地址是基于接近耗尽的。物联网每个物体至少需要一个IP地址，这是IPV4无法满足的，就需要海量地址的IPV6来支撑，而IPV4过渡到IPV6需要漫长的过程，使得IPV6必须兼容IPV4。

4.5 终端接入问题

物联网上的物体必须拥有传感器和网络的接入功能，由于应用领域需求差异，如何满足个性化的需求，未来对于商家将是一个挑战。

参考文献：

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[5]神州数码.物联网技术及应用，2010，08.

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1 云计算概述 

云计算诞生于二零零六年，二零零八年云计算得到大面积推广，云计算的诞生立即引起全球信息行业的广泛关注，云计算的出现给IT行业发展带来了新的改革浪潮，云计算的特征是：按需服务、共享资源、按需付费、网络面广。云计算作为二十一世纪新兴的技术，彻底改变了传统软件工程。云计算现如今已经被应用到了各个领域。云计算的核心技术有海量数据存储与计算、虚拟化技术、分布式存储技术、并行编程模式技术。云计算实现了将庞大数据拆分成若干子程序进行分布处理，处理后发送给服务器群计算，最后将分析处理结果统一融合后回传给用户。狭义上来说云计算是通过计算机和各类用户终端实现信息交互和应用。广义上讲云计算是一种强大的网络服务模式。云计算的虚拟化技术将一台计算机虚拟化成多台计算机，使资源利用率提高，从而降低成本。云计算的分布式计算技术，实现了根据使用需求情况分布资源。另外，云计算相比传统硬件平台相比，维护费用低廉，管理方便易操作，无需大量的资金支持。 

2 物联网概念 

物联网是互联网的重要组成部分，物联网是物物相联的互联网，物联网的基础仍然是互联网，物联网是以互联网为基础发展和延伸出来的网络。物联网最早提出于一九九零年。一九九一年麻省理工学院开始对物联网进行研究，一九九九年麻省理工学院对物联网做了实验。物联网底层数据的感知是物联网技术的基础，在物联网感知层中，呈现出的特点是数据量大、种类多。物联网感知采用了信息后，通过传输层实现数据与传递。物联网按照功能分为三层：应用服务层、网络传输层、感知控制层。物联网应用十分广泛，现如今几乎已经渗入到人类生活的各个方面。例如：智能交通、智能家居、资源管理、科研实验、医疗领域、军事领域。物联网的发展和推广受到了国家的重视。但就目前来看，物联网技术不论是技术上，还是理论上仍然处于发展阶段，距离物联网普及和大面积应用仍然有着一定的距离。 

3 基于云计算的物联网系统架构 

从物联网技术的特征来看，未来物联网技术更新和改革离不开对云计算的应用，云计算的优势是物联网技术所需要的，物联网的推广和应用必然不能缺少云计算，物联网数据产生和收集过程具有实时性和不间断性，处理时间的延迟必然会导致数据量的扩大。但由于数据量大、节点有限、存储点等技术限制，必然影响物联网性能。云计算的分布式技术，便可很好的解决这些问题，使物联网实现有效的控制多源、多位置的不同数据处理。云计算和物联网的融合，使物联网获得了强大的计算能力和存储能力，云计算搭建了一个辅助物联网的平台。 

基于云计算的物联网系统架构主要包括了三个层次：物联网中间件层、物联网基础设施层、物联网应用层。这三层相互协调融合构成了物联网系统，向人们提供服务。 

3.1 物联网应用层 

物联网应用层是整个物联网系统架构的核心内容，应用层通过应用管理中提供管理工具，其中包括：用户管理、资源管理、安全管理、影像管理。每一个管理工具能够为用户提供不同的服务，用户管理包括：用户账户管理、计费管理等等。安全管理包括：用户身份验证、用户资料保护等等。资源管理包括：资源恢复、故障检测等等。影像管理包括：应用生命周期管理、影像部署等等。 

3.2 物联网中间件 

物联网中间件层是整个物联网的连接媒介，包含着整个物联网的所有中间件产品。所包括的功能有：感应设备管理、智能终端接入等等，除此之外，还具有面向服务的物联网应用的功能。 

3.3 物联网基础设施层 

物联网基础设施是物联网系统实现的基础，离开了物联网基础设备，物联网系统无从谈起。物联网基础设备层包含了：虚拟集群、物理硬件及感应终端。虚拟集群是基于云计算的虚拟化技术的基础上实现的，以虚拟化方式为用户提供服务。物理硬件包括：云计算必要的网络设备、存储设备、服务器设备等等。感应终端包括传感器、控制器等智能终端设备。物联网基础设备由物联网中间件负责管理和协调运作。 

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物联网因为广泛引入“物”，并且物的特征发生了质的飞跃，所以将更有利于形成丰富多样的、创新型的产品和应用。这些产品和应用将物联网的理念和价值予以兑现。但是，物联网在价值兑现过程中，不仅需要材料、传感、通信、软件技术的全面支撑，更需要克服互联互通、安全可控、应用模式等多方面关键挑战。其中，材料、传感、通信是物联网的必备基础，软件应用是物联网发挥神通的灵魂，两者不可偏废。目前，物联网发展中存在着“重传感轻应用、重硬件轻软件”的问题，许多厂商采用新瓶装老酒的方式，打着物联网的金字招牌而做着传感器组网、记录数据、开关控制的简单事务，造成许多应用各自为政、缺乏设计、架构僵硬、层次混乱、难以整合，各色烟囱独立，难以协调发展。

因此，我们建议采用“整体布局、软硬协调、重点突破”的物联网推进模式。对于软件产业而言，我们建议企业可以从软硬一体化产品、互联互通标准、核心后端处理系统和商业模式探索四个方面给予重点关注并开展技术、产品研发与应用实践：

着力点1：研发“软硬一体化”技术、标准与产品

伴随物联网下感知设备的延伸，新型的“人机”交互，在“物物”交互和“人一物”交互方面创新全间广泛，软件与硬件的产业融合将成为主要趋势。这一趋势下将分化出两类发展主线：一类是传感元器阵与设备的“软硬一体化”技术、标准和产品创新，这类创新更多伴随材料学或者基础科学的发展而发生。以传感器为例，除了改进传感器工艺，发明新的、低耗能传感设备之外，可以结合激光技术、半导体技术和微机电纳米技术的发展，研制新型传感器及相应的嵌入式软件功能，综合提升传感器的智能感知能力和信息处理能力，有效减少传感器的检定、维护频度，提高传感器的适应性，降低维护成本，最终形成“软硬”件一体化的终端传感产品；另一类是面向创新应用的新型“软硬一体化”智能技术、标准和产品创新，这类创新重点在视觉、听觉和触觉等各类感知元器件支持下，创新信息感知和交互模式，形成新的高价值未来应用，这类研发是“以用户体验为中心”的核心技术创新。例如目前关注的新型人机视觉交互功能软件的研究就是感知人类情绪和活动的典型代表软件与应用方向。

着力点2：研制物联网互联互通技术、标准体系

物联网需要技术和管理标准的坚实支撑，从技术标准来看，物联网理念高度关注“连”和“通”，通过传感元器件、通信技术可以实现物联网“连”的实现，但是真正制约物联网发展水平和潜力的将是保证“通”所需的技术、标准和产品。不解决“通”的问题，物联网难免和传统应用一样，陷入“烟囱式”发展沼泽，最终形成“烟囱”林立，但是彼此互不相识，难免要走“整合”、“改造”乃至重建的老路。我们建议至少关注信息技术在三大系列标准方面的作用发挥：一类是传感元器件互换互通规范，提升传感元器件的标准化水平和互换能力；第二类是物联网网络互联标准，包括传感网之间、传感网与通信网、传感网与互联网之间互联标准等；第三类是物联网信息标准，包括数据描述、管理、交换、使用等。可以说，互联互通技术与标准是物联网发展的真正短板，不从顶层统一规划物联网标准体系，不通过联合力量来统一发展和制定物联网相关技术与标准，物联网的发展将重蹈“标准满天飞”、“技术口号多”的覆辙，应用水平也将停留于示范与试水阶段，其大规模产业应用尚需时日。

着力点3：研发信息传输／加工技术与“后端”运营服务系统

物联网的价值不只是通过传感元器件采集到数据和信息，其价值体现在可以将各种采集来的数据和信息加工处理为可以转化为社会、企业与公众服务的能力。这种能力首先需要具备海量数据加工处理能力，即物联网需要具备可靠、安全、可扩展的“后端”服务系统。众所周知在物联网时代，大量的信息集中涌现，不同的感知设备通过不同的传输通道将不同的信息传递到加工处理环境后，要求可以快速、准确、智能、安全、高质地完成信息处理、加工和反馈。因此，支撑大规模数据与应用服务的“后端”系统是物联网的“大脑”所在，是物联网发挥作用的关键。建议高度关注以下四方面的技术研发：1)云计算关键技术研究，解决如何支持物联网感知信息的管理和处理关键技术，研发形成支持规模化、海量信息处理的物联网“后端”运营级支撑平台软件；2)支撑物联网的中间件技术，针对性地解决物联网下的应用集成问题、体系结构及相关特定技术(如大海量数据、高并发随机事件、智能化协同与信息处理等)及相应支持软件工具的研发。3)智能化软件。物联网受内外部不可预见的突发事件影响，信息处理的时效性要求强、事件判断和决策响应水平要求高，同时还要从海量数据中找出人类关注的事件特征，主动感知潜在的威胁，这需要多学科融合，找到发现各类信息特征的途径，用智能化软件代替人脑来分析、预警和处理。4)安全是物联网能否走向实际运营的关键，物联网掌控着人类赖以生存的物质世界，其网络环节比互联网更多更复杂，即便是身处壮年的互联网，其安全漏洞依然时隐时现，处于襁褓期的物联网，该如何设立更高的安全护栏呢?笔者认为这将是未来几年甚至十几年研发的重点。

着力点4：开展以运营商／企业牵引的应用创新与商业实践

物联网最终的成功落地不仅需要运营商和服务商看准运营市场和价值，更需要具备成功的应用模式和典型应用，基于公认的运营模式，运营商之间有效协作，带动材料提供商、设备制造商、通信厂商、软件厂商共同发展。目前，物联网发展尚处于试水阶段，技术体系也更多依赖RFID为主的射频技术，有效的商业应用模式依然没有形成，良好的市场协作氛围严重缺乏。因此，要推动物联网发展，需尽快建立良好的产业环境，打破行业和应用壁垒，探索和发展可行的商业模式。

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在物联网环境下，随着各种异构网络的接入，产生了各种异构的数据，使物联网应用程序开发变得更加困难，基于以上问题提出一种面向异构网络的中间件，采用缓存机制实现对物联网海量异构数据的存储，同时引入过滤和并行处理的方法，有效地屏蔽了物联网数据的异构性。

【关键词】物联网 中间件 缓存 过滤 并行处理

物联网是一种建立在互联网上的泛在网络，物联网技术的重要基础和核心依然是互联网，在物联网上的传感器采集的数据需要通过各种有线和无线的网络准确地传递出去。随着物联网及其应用的发展，网络系统环境的复杂性也随之增加，物联网应用程序开发变得更加困难和复杂。由于物联网技术与其应用密切相关，所以为满足分布式异构环境的应用要求，实现各应用间的互操作和互通信，为物联网提供一个统一的技术架构和标准体系显得尤为重要。

中间件可以将数据过滤和处理等通用功能从所有的上层应用中分离出来，同时为上层应用提供一组通用的应用程序接口用于连接，为上层应用屏蔽底层因使用不同技术而带来的差异，使得上层应用可以集中于服务层的开发。为了解决物联网异构网络与应用层的交互问题，提出利用物联网中间件将异构网络组件细节屏蔽起来，为物联网应用程序开发人员提供一个透明捷径的开发环境。

1 物联网中间件模型

物联网中间件实现异构网络与应用系统之间数据传输、过滤、数据格式转换，位于物联网的网络层与应用层之间。

物联网中间件由网络、数据总线和数据处理三个部分构成。网络获取各异构网络的信息包括网络协议、数据格式和网络配置。数据总线实现对数据的解析以及数据的传输。数据处理层实现对异构数据的处理和过滤。如图1所示。

1.1 海量数据缓存

物联网的显著特点是数据具有海量性，通过网络传输的大量数据如果不进行缓存处理，可能会导致信息丢失。为了实现对异构网络数据的缓存设计网络层，同时采用树形结构解决数据异构问题。

异构网络在连入物联网时，对各个异构网络的网络协议，数据格式进行记载，由网络层实现对异构网络信息的管理。数据解析模块实现对异构网络数据的解析，识别异构数据来自哪种类型的网络，同时采用树形结构对数据进行存储。

1.2 数据过滤

数据处理与过滤被一致公认为是物联网中间件的核心功能之一。因为从异构网络获得的数据十分巨大，真正对用户有意义的数据却不多。如果不将那些冗余的数据过滤掉，则会带来三个方面的负担：

（1） 网络带宽方面的负担，因为需要传输大量的数据。

（2）数据处理方面的负担，因为处理器需要处理大量的数据。

（3）数据存储方面的负担，因为数据库需要存储大量额外的数据。

中间件接收来自异构网络的数据，这些数据会存在冗余和错误。所以要对数据进行过滤，消除冗余数据。

1.3 数据并行处理

连入物联网中的网络多种多样，网络传输协议和数据格式各不相同，采用并行处理的方法，对不同网络中的数据分开处理，根据网络中的信息，对各异构网络的数据处理器进行设置，将异构数据转换成格式统一的数据。

2 结论

本文通过对物联网异构网络的分析，提出了面向异构网络的物联网中间件，基于物联网数据的海量特性引入缓存机制，采用数据过滤的方法，有效地减少了无用数据的处理，同时采用并行处理策略，实现对异构数据的并行处理。

参考文献

[1]WHITE S，ALVES A，RORKE D.Web logic event server：a lightweight，modular application server for event processing [C]//Proceedings of the Second International Conference on Distributed Event-based Systems.New York：ACM Press，2008：193-200.

[2]EMMERICH W.Software engineering and middleware：a roadmap [C]//Proceeding of the Conference on the Future of Software Engineering.New York：ACM Press，2008：117-129.

[3]秦滔.物联网与RFID中间件探讨[J].电脑与信息技术，2010.

[4]郑树泉，王倩，丁志刚.基于Web服务以物为中心的物联网中间件的研究与设计[J].计算机应用，2013.

[5]沈苏彬，范曲立，宗平，毛燕琴，黄维.物联网的体系结构与相关技术研究[J].南京邮电大学学报，2009.

[6]谭云松，韩建军.一种面向服务的物联网中间件模型[J].计算机科学，2011.

[7]杨慧，丁志刚，郑树泉，黄卓.一种面向服务的物联网中间件的设计与实现[J].计算机应用与软件，2013.

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【关键词】物联网技术；消防监督；应用

1引言

随着城市化进程的加快，城市中各类建筑如雨后春笋般涌现，从数量及规模上较之前都有明显提升。与此同时，较高的城市建筑密集性为城市消防带来了巨大压力。近几年，各类火灾事故发生率明显增多。因此，开展消防监督检查对降低火灾事故的发生率，保障社会的安定和谐有着重要作用。将物联网技术与消防监督检查工作的结合也是建设“智慧城市”的重要环节，能够提升消防监督检查工作的效率，推进我国消防监督检查工作向现代化和智能化的方向发展。

2物联网技术

物联网技术作为互联网技术的重要组成部分，近年来被广泛应用于社会的各个领域，对提升整个社会的智能化水平发挥了重要作用[1]。物联网技术能够将智能化技术和网络传感技术等多种技术相结合，通过综合调度传感装置，实现对相关信息数据的收集与分析。目前，较为常见的信息交互设备主要有红外视频扫描设备、温度感应器及声波感应器等。正是由于这些信息交互设备的运用，能够实现对信息的输送、处理及反馈。如今，物联网技术的智能化水平日益提高，将这一技术运用于不同领域之中能够更好地对信息进行分类与筛选。同时，将物联网技术运用于消防监督检查工作中，不仅节省了消防监督检查工作中对人力及物力的消耗，提高了工作效率，而且能够及时对火灾进行预警，大大降低了火灾发生的概率。

3物联网技术应用于消防监督检查中的必要性

消防监督检查是一项关乎人民群众生命财产安全以及社会和谐发展的工作，涉及的范围较大、细节较多，在实际的消防监督检查工作中，往往是采取抽查的方式，并不能实现对受检单位的每一个点位及消防设备的全面检查。同时，随着城市的发展，不同结构及形态的建筑也涌现出来，这进一步增加了消防监督检查的难度。为了最大程度地提升消防监督检查的效率及质量，更加全面地消除被检单位的安全隐患，必须借助网络信息技术的优势，在消防监督检查系统中应用物联网技术，构建智能化及信息化的消防监督系统，这也是我国消防工作发展的必由之路。物联网技术在消防监督安全系统中的应用能够最大程度地提升消防监督检查工作的效率，消防检查人员不需要再深入建筑中的每一个点位来进行消防监督检查，通过物联网系统终端就能够全面了解和掌握被检单位建筑内的环境及消防设备的情况，还能够进行数据的收集与整理，更加快速高效地完成消防监督检查工作，减少火灾安全隐患，保障人民群众的生命财产安全。除此之外，城市消防工作是一项系统工程，需要多部门的协同配合及快速反应，物联网技术的应用能够加强消防系统各部门的联系，从而有效解决多部门联合执法与工作的实际问题，提高消防预警的准确性，大幅缩减报警时间，加快现场处理的反应速度，降低火灾出现的概率。消防系统中物联网技术应用的基本框架主要体现在三个环节，即管理感知、应急救援及辅助决策。其中，管理感知环节包括的系统又分为：消防安全隐患巡远程监控系统，可以实现建筑物内烟雾、明火的识别，通过消防视频监控对现场情况进行观察，及时发现并监控火灾情况。如果发生火灾，该系统可以在第一时间报警，同时启动消防喷淋头以及消防供水系统。在进行日常消防安全检查中，利用物联网系统还能够完成设施巡查、隐患上报以及任务考核等工作。如若发生火灾，物联网系统还能够实现在应急救援行动中的全面调度，能够极大地提高应急救援行动的速度和效率。在辅助决策时，通过物联网系统提供的相关数据，能够对火灾隐患进行全面分析，不断优化消防人员及相关设施等消防资源。

4物联网技术应用于消防监督检查的技术支撑

为了适应当前消防工作的新形势，实现各类信息的互联、互通就显得十分重要。消防物联网系统需要有一定的技术支撑，才能实现与现有的消防数字化信息系统的对接，从而达到彼此数据交换、存储及共享的目的。消防物联网系统主要由四个层面的技术组成，即感知层、网络层、处理层和应用层。

4.1感知层面的物联网技术

在感知层面所涉及的技术主要体现在各种信息采集及传感设备中，例如红外感应器、射频识别装置、新型传感器等，这些设备能够便于消防部门对各单位消防状况的信息读取与调控。其中涉及的技术主要有以下三种。

4.1.1传感器技术传感器装置主要用于检测，它能够将感知到的被测信息以设定的信号形式传递出去，从而实现对信息的传输、存储、处理和控制等[2]。由于一些高新技术的推动，如光电技术、微电子技术等，使传感器技术不再是单一功能，而是越来越朝着微型化、智能化与多样化方向发展。传感器有两种分类方法，根据工作原理进行分类，可以分为磁敏传感器、针对传感器、生物传感器等。根据用途进行分类，可以分为温度传感器、速度传感器、压力传感器、位移传感器等。

4.1.2电子标签技术电子标签系统利用无线电信号来识别特定目标，并能够将相关数据进行读写。电子标签即RFID（射频识别技术）标签，射频识别技术是消防物联网系统的关键技术，其与网络通信技术的结合，能够实现对物品的跟踪及信息的共享。射频识别技术涉及众多高科技领域，如制造、材料、信息等，同时也覆盖多方面技术，如芯片技术、天线设计技术、标签封装技术等。

4.1.3视频图像采集技术在高速发展的科学技术的助推下，视频图像采集技术已不再是模拟采集，而是采用数字化采集的方式，并且呈现出三大发展趋势：处理技术的数字化、视频质量的高清化及前端压缩的智能化。由于成像原理的区别，视频图像采集技术分为两种，即可见光视频图像采集技术以及夜视视频图像采集技术。

4.2网络层面的物联网技术

网络层面的主要任务是利用相关的网络技术对感知层面所采集到的信息进行汇总与传输。在消防物联网系统中，网络层技术需要满足两点：网络分配技术升级、网络传输技术的发展。此外，消防物联网系统还需要有线及无线网络技术的支撑，进而构建具有层次性的组网结构。这一层面的技术主要有以下三种。

4.2.15G通信技术5G通信的关键技术之一就是增加了D2D通信技术，相比4G通信，5G通信技术具有连接容量大、通信延迟减少、传输速度更快等优势。D2D技术的应用能够使用户间的通信能耗降低，从而提升通信效率。5G通信技术的出现能够进一步优化与提高消防物联网系统的运行性能，实现不同设备之间的通信与交互，进一步丰富网络结构，充分满足消防物联网系统管理的需求，使系统更加智能化、移动化。

4.2.2IPv6（互联网协议第6版）IPv6是通过128位二进制数码进行标识，是IPv4的升级替代技术。IPv6相比于IPv4有了更多的网络地址资源数量，其地址资源是IPv4的1029倍。此外，IPv6还解决了多种接入设备联网的问题。目前，互联网已经由IPv4过渡到IPv6，较大程度地提升了物联网系统的性能。

4.2.3异构网络融合技术该技术主要是通过选取恰当的技术手段使不同类型的网络能够互联互通，使不同网络相互补充，更好地满足用户需求。异构网络融合涉及业务、控制、接入、传输、空中接口等多个通信系统层面。根据主干网的不同可分为基于互联网和移动IP的异构网络融合技术、基于IP核心网的异构网络融合技术、基于无线自组网的异构网络融合技术等。

4.3处理层面的物联网技术

处理层相当于整个物联网系统的“大脑”，能够对网络层面所传输的数据资源进行处理，从而实现自适应传输，达到互联操作及信息共享的目的。此外，处理层还能够为应用层提供统一的接口以及虚拟化的支撑。这一层面涉及的技术主要有以下两种。

4.3.1大数据技术随着互联网的发展，各个行业和领域都产生了海量数据。大数据技术就是通过对海量数据的分析，快速获得有价值的信息。大数据技术在物联网系统中的应用，对采集数据的工具以及数据存储都提出了挑战。大数据技术也有许多支撑技术，如数据采集技术、数据存储技术、数据处理技术、数据挖掘技术等。通过这些支撑技术的融合，能够对海量数据进行高质量、高效率处理，还能够实现对未来数据变化的预测。

4.3.2云计算技术云计算是基于互联网的一种计算模式，是传统的计算机技术与网络技术相融合的产物。这一技术能够将用户从终端带入“云端”，用户只针对自己的需求在某一应用中进行操作，而云计算技术则会通过特定方式来实现用户需求[3]。例如，人们普遍使用的搜索引擎就是云计算技术在网络服务中运用的具体体现，人们通过搜索关键字便能够获得与之相关的大量信息。

4.4应用层面的物联网技术

应用层面的主要任务是开发消防业务的应用接口以及解决方案，将消防监督检查与物联网的特性相结合，从而构建起消防物联网系统。该系统通过对下层网络信息的提取，通过对相关信息的封装，从而形成完整的业务引擎供用户使用，能够实现对用户的统一管理，方便消防部门进行消防监督与管理工作。该层面主要涉及的技术有以下两种。

4.4.1视频检索技术随着互联网技术的发展，视频检索技术也日趋成熟。当前，有许多信息是通过视频形式从各种媒体中呈现出来。因此，从大量的视频数据中找到需要的片段是视频检索技术需要完成的主要任务。当前，已经研发并使用的视频检索技术有基于内容的图像检索技术、基于文字的图像检索技术以及视频浓缩技术。

4.4.2网络信息安全技术信息安全是消防物联网系统需要解决的一大难题。物联网较传统网络更加注重数据的采集与挖掘，这也对物联网的数据安全、信息安全、网络安全等提出了严峻挑战。网络信息安全技术能够对物联网中的数据及分析结果进行有效保护，从而避免对公共安全及商业秘密造成威胁。

5物联网技术应用于消防监督检查中的发展前景