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物联网网络接入与管理

时间:2023-11-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:物联网技术是各方面的信息相互交互和服务的新型网络,其主要解决的是相关网络的接入和管理。为了避免在物联网中各类用户汇聚在一起时造成拥塞,对网络的管理显得十分重要。能耗也是物联网应用中的重要技术问题,因为在有限的电能条件下,尤其在无线网络中各节点及系统携带的能量是有限的情况下,对于能耗的管理与系统的信息管理一样重要。

物联网网络接入与管理

物联网技术是各方面的信息相互交互和服务的新型网络,其主要解决的是相关网络的接入和管理。

1.无线传感器网络

无线传感器网络是物联网重要的基础技术,在结构上它是由各种传感器节点组成。这种网络的特点是多跳的自组织网络,当采用适当的协议也可使无线通信网络和有线相连接。

在网络的管理方面,不仅要有灵活的路由机制,而且支持多种类型设备的协同工作。信息采集包括各种各样的无线传感器,在技术方面还包括各种可即插即用、低功耗、低成本的智能传感器和无线网络技术支持的无线传感器网络等。

2.移动网与网络接入

移动网是目前覆盖最广、应用最多的网络。无线终端接入设备是最普及、最有效的接入手段。在技术上,要针对人与人通信的需要,强化人与物之间的通信,以及物与物之间的通信能力。开发好各种设备的接入技术,接入利用好现有的各种网络设备,是推广物联网应用的有效方法。

网络接入:移动通信技术是目前解决有限产地和环境的物与物,人与物之间的沟通的主要手段。提高异构网络接入效率的主要措施有:①增强L2/L3协议,支持大量低数据传输速率终端的接入;②简化同步、小区搜索、随机接入、切换过程以及移动性管理;③采用更低带宽、更低码率编码的传输方式,支持更小资源的分配;④简化调度、功率控制、混合自动重传请求(HARQ)和链路自适应等问题。

3.网络与终端管理技术

在网络与终端管理中,由于各种设备[如局域网(LAN)、无线保真(WiFi)、WiMAX、全球移动通信系统(GSM)、时分/码分多址(TD-SCDMA)、WSN等]的接入标准不同,为使各类异构网络能够实现互连互通,必须选择相对统一的标准接入方式。因为在这种由多种设备组成的异构网络中,还必须能支持各终端或网元间的相互协同,以及临时的动态组网等,这样才能提高物与物、物与人之间的互连效率。(www.xing528.com)

为了避免在物联网中各类用户汇聚在一起时造成拥塞,对网络的管理显得十分重要。只有通过管理,提供畅通的信息通道,才能使各种设备、网络终端获得预期的功效。更多的后端管理技术和服务,是支持大量终端及多种接入方式的重要措施。

4.信息处理与能耗管理

信息处理是物联网中的主要技术问题,也是保证系统高效运行的重要因素,当传感器将采集到的信息汇聚到业务平台时,信息处理平台要对接收到的各种信息进行存储、处理、分析和数据挖掘后,才能为用户提供所需要的服务。在对这些信息进行处理时,需要利用更好、更新的计算方法(如云计算、模糊识别等各种智能技术)来解决海量性能处理的问题。这样才能实现网内不同地域、不同用户对信息和数据进行处理分析的要求。

能耗也是物联网应用中的重要技术问题,因为在有限的电能条件下,尤其在无线网络中各节点及系统携带的能量是有限的情况下,对于能耗的管理与系统的信息管理一样重要。尤其在众多的信息进入整体的网络时,这个问题更显得重要。由于不同物体对不同用户或同类物体对不同用户时,常会出现多个用户同时在各自终端上操作,中央处理机也同时进行大量的运算,制定决策优化配置。此时网络中需要消耗大量的能源,是常态下的数倍至百倍以上。在有限能源情况下,尤其是有的只能依靠自备电池或能量转化技术来工作,必须对系统能耗的各种问题进行细致的考虑。

对传感网来说,不仅要考虑其网络优化的问题,也要考虑能耗问题。在无线传感器网络(WSN)中,节点成本、功耗和体积等技术问题,是其走向普及的重要问题,随着微机电系统(MEMS)、低功耗无线通信协议和数字电路的发展,改变了传感网传统的设计思想。传统的设计是将物理的基础设施和信息技术(IT)基础设施分开,如一方面是机场、公路、建筑物,另一方面是数据中心、网络、手机个人计算机等。而现在已经开始将钢筋混凝土电缆等与芯片、网络等在设计和施工等方面结合到一起来进行施工,在此意义上,基础设施更像是一块新的地球工地,世界的运转就在它上面进行,其中包括经济管理、生产运行、社会管理乃至个人生活。物联网将引发新的“聚合服务”。

5.开发环境与安全技术

高效、快捷的开发应用是物联网应用的重要问题。良好的应用开发环境,能够使应用软件相对独立于计算机硬件和操作系统平台。采用分布式计算是常用的一种重要措施,这不仅可满足数据量大,运算速度快的要求,而且可提高操作系统能力。

物联网应用环境许多终端多是处于无人环境中。即在很多使用环境中,由于感知节点组群化、终端节点数量巨大、移动性低等特点,要求各种终端的安全性。其基本要求包括防火、防盗、通信安全、存储安全、终端使用环境安全等,前提是必须具有较高的性能稳定性和可靠性标准。

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