陸 俊，劉 軍，劉 濤

（國網(wǎng)安徽省電力有限公司信息通信分公司，安徽 合肥 230000）

0 引 言

隨著現(xiàn)代虛擬網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)實環(huán)境之間的關(guān)系不斷加深，人們開始廣泛使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。例如，在不同地區(qū)建立區(qū)塊鏈，并在各區(qū)塊鏈內(nèi)安設(shè)網(wǎng)絡(luò)通信節(jié)點。此時，只要各節(jié)點之間能夠通信，就構(gòu)成了最基本的物聯(lián)網(wǎng)框架，能夠使得虛擬網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步融入生活與工作。由此可知，要實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，必須使其內(nèi)部的通信節(jié)點相互連接。因此，通信技術(shù)的應(yīng)用必不可少。但是，在不同物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中，網(wǎng)絡(luò)通信節(jié)點不一定是固定的，網(wǎng)絡(luò)通信節(jié)點有可能具有移動能力，而此時傳統(tǒng)通信技術(shù)不再適用。因此，如何在物聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用移動通信技術(shù)成為重點。

1 物聯(lián)網(wǎng)及移動通信技術(shù)的基本概念

1.1 物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)是一種結(jié)合了虛擬網(wǎng)絡(luò)功能與現(xiàn)實設(shè)備功能的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，能夠?qū)⑻摂M網(wǎng)絡(luò)功能通過現(xiàn)實設(shè)備作用于現(xiàn)實事件。例如，先構(gòu)建一個虛擬網(wǎng)絡(luò)智能邏輯，再將邏輯與視頻采集設(shè)備（現(xiàn)實設(shè)備）連接，此時智能邏輯能夠分析視頻采集設(shè)備所得信息，并根據(jù)知識庫對其進(jìn)行識別，而識別結(jié)果會生成對應(yīng)的指令，指令將使得相關(guān)設(shè)備根據(jù)現(xiàn)實情況作出正確反應(yīng)。這說明在某種工作中可以通過物理網(wǎng)取代人工完成作業(yè)，同時因為物聯(lián)網(wǎng)的運作邏輯比較客觀和準(zhǔn)確，較于人工具有效率和準(zhǔn)確性等方面的優(yōu)勢，所以物聯(lián)網(wǎng)具有較高的應(yīng)用價值。

物聯(lián)網(wǎng)作為一種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，必然與互聯(lián)網(wǎng)存在緊密聯(lián)系，不能將其視作一個獨立架構(gòu)。物聯(lián)網(wǎng)在本質(zhì)上具備兩個基本特征。一方面，物聯(lián)網(wǎng)中必然存在具有網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用能力的設(shè)備，如傳感器和攝像頭等。此類設(shè)備具備數(shù)據(jù)采集能力，根據(jù)所選類型與型號，能夠采集各類不同數(shù)據(jù)，即傳感器能夠采集溫度、風(fēng)速以及振動頻率等數(shù)據(jù)，而攝像頭則可以采集圖像數(shù)據(jù)。因此，此類設(shè)備不但是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中必不可少的設(shè)備，也是實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)各項功能的要素。另一方面，物聯(lián)網(wǎng)中必然存在虛擬網(wǎng)絡(luò)邏輯，如大數(shù)據(jù)和云計算技術(shù)下的智能邏輯。這種邏輯不僅賦予物聯(lián)網(wǎng)自動運作的能力，而且賦予了物聯(lián)網(wǎng)智能識別的能力。例如，通過龐大的數(shù)據(jù)采集功能，使得物聯(lián)網(wǎng)終端掌握現(xiàn)實情況，再根據(jù)邏輯中預(yù)設(shè)信息的特征進(jìn)行識別生成指令，最后利用通信渠道傳輸?shù)浆F(xiàn)實設(shè)備來執(zhí)行指令。因為現(xiàn)實情況比較復(fù)雜，相同的功能需求可能存在不同的表現(xiàn)形式。例如，人臉識別中，智能邏輯能夠使物聯(lián)網(wǎng)終端主動記錄人臉，代表物聯(lián)網(wǎng)通過智能邏輯會進(jìn)行學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)完成后下一次即可進(jìn)行識別。這是智能與自動的區(qū)別，顯然這種表現(xiàn)方式使得物聯(lián)網(wǎng)自動化獲得了進(jìn)一步發(fā)展，能夠為人們的生活帶來更多便利。因此，智能邏輯成為現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)配[1]。

此外，雖然物聯(lián)網(wǎng)形式眾多，但基本架構(gòu)均存在兩個方面的通信需求。一方面是物聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)之間的通信需求，即物聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用使得其架構(gòu)涉及面積越來越大，單獨設(shè)立一個物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點已經(jīng)不能滿足大面積運作需求。此時，在物聯(lián)網(wǎng)框架上出現(xiàn)了區(qū)塊鏈的概念，可以將兩個物聯(lián)網(wǎng)涉及面積視作一個區(qū)塊，并在范圍內(nèi)依照實際需求構(gòu)建兩個物聯(lián)網(wǎng)框架。因為現(xiàn)實工作需求，兩個框架需要相互通信，所以形成了物聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)之間的通信需求。該需求通常涉及到遠(yuǎn)距離甚至超遠(yuǎn)距離通信，因此非?？简炌ㄐ偶夹g(shù)的性能。另一方面是物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)部的通信需求，即根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)基本架構(gòu)內(nèi)的兩個特征可知，傳感器一類設(shè)備的主要功能在于采集數(shù)據(jù)，此時如何將采集的數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)浇K端成為值得思考的問題。必須在傳感器類設(shè)備與終端之間建立通信渠道，才能保障物聯(lián)網(wǎng)獲得運作基礎(chǔ)，這就是物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)部通信需求。這種需求一般涉及到近距離和遠(yuǎn)距離（很少有超遠(yuǎn)距離）通信，但通信兩端可能存在移動性，因此通信技術(shù)要做出適應(yīng)性調(diào)整[1]。

1.2 移動通信技術(shù)

移動通信技術(shù)是現(xiàn)代通信技術(shù)經(jīng)過長期研究得出的新型移動技術(shù)，為人們的生活與工作帶來了巨大便利。移動通信技術(shù)最突出的特征是可移動性，即移動通信設(shè)備在移動狀態(tài)下依舊可以保持通信穩(wěn)定，人們能隨時隨地進(jìn)行通信。移動通信技術(shù)的原理在于信號傳輸，即在通信范圍內(nèi)設(shè)置一個信號中轉(zhuǎn)站負(fù)責(zé)接收雙向傳輸?shù)男盘枺賹⑿盘栆勒諅鬏敺较虬l(fā)送給另一端實現(xiàn)通信。這種應(yīng)用方式在長期發(fā)展下已經(jīng)可以做到實時傳輸，基本不會出現(xiàn)延時誤差。可見，現(xiàn)代移動通信技術(shù)已經(jīng)接近成熟，具有較高的應(yīng)用價值[2]。

隨著移動通信技術(shù)的不斷深入與普及，人們開始對該項技術(shù)的應(yīng)用方式進(jìn)行深入研究，逐漸將技術(shù)引入不同領(lǐng)域，其中包括物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域。該項技術(shù)的使用能夠全面滿足物聯(lián)網(wǎng)中的兩個通信需求。一方面，面對物聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)之間的通信需求，現(xiàn)代移動通信技術(shù)的涉及面積基本已經(jīng)覆蓋全國，在絕大部分情況下都足以支撐大面積通信，同時能保障通信信號的強度和穩(wěn)定性，避免出現(xiàn)通信質(zhì)量差的現(xiàn)象。因此，將移動通信技術(shù)分別放置在兩個物聯(lián)網(wǎng)區(qū)塊內(nèi)即可幫助物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)區(qū)塊鏈。另一方面，移動通信技術(shù)能滿足物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)部通信需求。移動通信技術(shù)在不同領(lǐng)域的應(yīng)用形式不同，因此要將該項技術(shù)充分應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)通信，必須針對通信需求進(jìn)行研究，這是該項技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用的關(guān)鍵。

2 物聯(lián)網(wǎng)中移動通信技術(shù)的應(yīng)用方式

2.1 應(yīng)用形式一

圖1為移動通信技術(shù)應(yīng)用形式1，適用于物聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)之間的通信需求。在應(yīng)用形式中，將兩個物聯(lián)網(wǎng)的區(qū)塊視作通信節(jié)點A和通信節(jié)點B。兩個節(jié)點的自身架構(gòu)一致，均具備數(shù)據(jù)采集和信號發(fā)出能力。此時，在兩個節(jié)點之間構(gòu)建移動通信層（移動通信層由通信渠道與信號中轉(zhuǎn)站組成），使得兩個節(jié)點之間存在交互通信關(guān)系。這一條件下，通信節(jié)點A可以通過自身具備的數(shù)據(jù)采集設(shè)備，采集節(jié)點周邊現(xiàn)實情況的信息發(fā)送給相關(guān)設(shè)備。信號接收設(shè)備通過通信渠道將信號發(fā)送給信號中轉(zhuǎn)站，通過中轉(zhuǎn)站的調(diào)度，使通信節(jié)點B接收到通信節(jié)點A傳輸來的數(shù)據(jù)。同理，從通信節(jié)點B出發(fā)，圖1中通信節(jié)點B直接與信號中轉(zhuǎn)站連接，能夠?qū)⒆陨聿杉臄?shù)據(jù)發(fā)送給中轉(zhuǎn)站（如果通信節(jié)點與信號中轉(zhuǎn)站之間的距離較遠(yuǎn)，則同樣需要在節(jié)點與中轉(zhuǎn)站之間建立一個通信渠道，圖1中因為距離較近，所以并未描述），依照相反路徑將信息發(fā)送給通信節(jié)點A，由此完成交互通信。值得注意的是，應(yīng)用形式1中，移動通信技術(shù)的可移動性體現(xiàn)在定位技術(shù)和移動終端上。移動終端泛指現(xiàn)代普及的智能手機和筆記本電腦等設(shè)備，具備在移動狀態(tài)下依舊能穩(wěn)定接收和接入信號的能力?？梢詫⑵湟曌魍ㄐ殴?jié)點A或者通信節(jié)點B，各節(jié)點內(nèi)的數(shù)據(jù)采集設(shè)備與信號發(fā)出設(shè)備都集成在此類設(shè)備中，能通過此類設(shè)備對數(shù)據(jù)采集設(shè)備與信號發(fā)出設(shè)備進(jìn)行一鍵式操作。使用定位技術(shù)可以定位指定移動終端，此時即使移動終端處于移動狀態(tài)，信號依舊能準(zhǔn)確無誤地向通信節(jié)點發(fā)出，節(jié)點自然也能隨時隨地接收信號，便于人工查閱[2]。

圖1 移動通信技術(shù)應(yīng)用形式1

2.2 應(yīng)用形式2

圖2為移動通信技術(shù)應(yīng)用形式2，適用于物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)部通信需求，如移動終端設(shè)備與數(shù)據(jù)采集設(shè)備、信號發(fā)出設(shè)備、指令執(zhí)行控件之間（應(yīng)用形式1中通信節(jié)點A和通信節(jié)點B也是采用這種方式）。該方式能應(yīng)用于移動終端設(shè)備與控制終端的通信連接。應(yīng)用形式2中，物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)的各個構(gòu)成部分依舊保持交互通信關(guān)系。運作中，通信節(jié)點A可以采用這種通信方式驅(qū)動數(shù)據(jù)采集設(shè)備和信號發(fā)出設(shè)備，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集與信號發(fā)出；發(fā)出的信號會沿著通信渠道進(jìn)入信號中轉(zhuǎn)站，經(jīng)中轉(zhuǎn)站調(diào)度被控制終端接收；控制終端能根據(jù)智能邏輯判斷通信節(jié)點A處的現(xiàn)實情況，并生成對應(yīng)的控制指令；指令生成后將沿著信號中轉(zhuǎn)站和通信渠道被通信節(jié)點A接收，此時通信節(jié)點A會將指令發(fā)送給指令執(zhí)行控件，促使控件根據(jù)指令進(jìn)行運動，最終落實指令。指令落實的情況依舊會被數(shù)據(jù)采集設(shè)備獲取，依照以上通信路徑再次發(fā)送給控制終端，終端繼續(xù)重復(fù)以上邏輯。循環(huán)可根據(jù)現(xiàn)實情況的變化進(jìn)行調(diào)整，直至現(xiàn)實情況沒有異?；蚰康谋煌暾鋵?。應(yīng)用形式2中通信技術(shù)的可移動性體現(xiàn)與應(yīng)用形式1相同。

圖2 移動通信技術(shù)應(yīng)用形式2

值得注意的是，應(yīng)用形式1和應(yīng)用形式2中提及的信號中轉(zhuǎn)站除了具備信號調(diào)度功能以外，還具備信號格式轉(zhuǎn)換功能。物聯(lián)網(wǎng)中，很多傳感器采集得到的信號都是電子格式。其他通信節(jié)點或控制終端受格式限制，不能直接讀取信號內(nèi)所包含的數(shù)據(jù)，如果不進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，將導(dǎo)致物聯(lián)網(wǎng)移動通信停滯。所以，當(dāng)電子格式信號被發(fā)送到信號中轉(zhuǎn)站時，為了避免發(fā)生此類現(xiàn)象，中轉(zhuǎn)站普遍會使用換能器等設(shè)備將信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字格式。此時，其他通信節(jié)點或控制終端可以進(jìn)行讀取，這是移動通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用的重要環(huán)節(jié)，不可忽視。

3 物聯(lián)網(wǎng)中移動通信技術(shù)面對的問題

我國現(xiàn)代移動通信技術(shù)已經(jīng)接近成熟，且展現(xiàn)出了較高的應(yīng)用價值，但依舊存在很多需要改進(jìn)的地方，大體分為物理環(huán)境下的干擾防護(hù)和數(shù)據(jù)信號傳輸安全兩個方面。

3.1 物理環(huán)境下的干擾防護(hù)

移動通信技術(shù)的應(yīng)用，使物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)的各通信節(jié)點或終端在移動狀態(tài)下也可以使用，促進(jìn)了物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用和發(fā)展。但是，實現(xiàn)可移動功能的同時，它也導(dǎo)致通信節(jié)點或終端面臨很多特殊環(huán)境。環(huán)境中的一些干擾因素可能會導(dǎo)致通信受阻，而現(xiàn)代移動通信技術(shù)的信號通信強度還不足以應(yīng)對這些干擾。在此類環(huán)境因素干擾下，設(shè)備依舊可能出現(xiàn)通信中斷、斷續(xù)以及大幅衰減等不良現(xiàn)象。物理環(huán)境中對物聯(lián)網(wǎng)移動通信技術(shù)應(yīng)用的負(fù)面影響因素有很多，如鐵路隧道。當(dāng)通信節(jié)點或終端在移動狀態(tài)下進(jìn)入隧道后，會因為高鐵移動速度太快、隧道周邊缺乏信號中轉(zhuǎn)站以及較厚的墻壁等因素，使得信號難以在隧道環(huán)境下被通信節(jié)點或終端接收。此時，雖然通信節(jié)點或終端在短時間內(nèi)可以離開隧道，但在某些情況下可能導(dǎo)致物聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)誤差。因此，在干擾防護(hù)方面，物聯(lián)網(wǎng)移動通信技術(shù)還有待改進(jìn)，應(yīng)當(dāng)注重信號強度。

3.2 數(shù)據(jù)信號傳輸安全

在物聯(lián)網(wǎng)中，交互通信的數(shù)據(jù)信號具有現(xiàn)實價值，與現(xiàn)實層面上的經(jīng)濟(jì)等因素存在關(guān)聯(lián)。因此，數(shù)據(jù)泄露可能導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)或其他層面的損失。應(yīng)用移動通信技術(shù)，通信節(jié)點或終端會進(jìn)入不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，加之相關(guān)人員不重視網(wǎng)絡(luò)安全的防護(hù)，會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的某些危險因素通過移動通信環(huán)境進(jìn)入物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行非法操作。例如，某人想要連接WiFi查看物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)信息，而某些WiFi網(wǎng)絡(luò)環(huán)境內(nèi)存在風(fēng)險，攻擊者就可能通過網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控手段竊取相關(guān)數(shù)據(jù)。因此，網(wǎng)絡(luò)安全是移動網(wǎng)絡(luò)通信和物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中急需重視的問題。

4 結(jié) 論

分析物聯(lián)網(wǎng)中的移動通信技術(shù)，闡述物聯(lián)網(wǎng)與移動通信技術(shù)的基本概念、物聯(lián)網(wǎng)中移動通信技術(shù)的應(yīng)用方式以及物聯(lián)網(wǎng)和移動通信技術(shù)發(fā)展面對的問題，可知物聯(lián)網(wǎng)與移動通信技術(shù)是現(xiàn)代社會生活與工作不可或缺的要素，且兩者之間存在密切關(guān)系。移動通信技術(shù)是支撐現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)運作的基礎(chǔ)，而物聯(lián)網(wǎng)是體現(xiàn)移動通信技術(shù)應(yīng)用價值的重要一環(huán)。因此，如何正確建立物聯(lián)網(wǎng)與移動通信技術(shù)之間的關(guān)系非常重要，尤其是移動通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用方式。而根據(jù)文中提出的應(yīng)用方式，能夠在現(xiàn)有技術(shù)水平下構(gòu)建一個完善的物聯(lián)網(wǎng)移動通信環(huán)境，可起到在移動狀態(tài)下支撐物聯(lián)網(wǎng)各功能運作和整體通信的作用。