安徽省馬鞍山鋼鐵股份有限公司冷軋總廠 許長(zhǎng)安

對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)的持續(xù)改進(jìn)和完善，有助于物聯(lián)網(wǎng)在各方面的發(fā)展和使用。在使用物聯(lián)網(wǎng)時(shí)，各個(gè)物聯(lián)網(wǎng)子系統(tǒng)之間的連接與數(shù)據(jù)通信需要這種技術(shù)的支持。此類系統(tǒng)是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)構(gòu)建的，需對(duì)整體系統(tǒng)進(jìn)行綜合管理，確保足夠的數(shù)據(jù)傳輸。本文簡(jiǎn)要描述了用于創(chuàng)建物聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的具體情況，改進(jìn)對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的使用，創(chuàng)建一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)來(lái)組織對(duì)象。

1 計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)以及物聯(lián)網(wǎng)

1.1 計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)

計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)主要是指一套以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)涉及人類的生產(chǎn)和生活。以智能化、高性能、飛速增長(zhǎng)為標(biāo)志的技術(shù)，已經(jīng)滲透到現(xiàn)代設(shè)計(jì)、公司管理、公共娛樂(lè)等諸多領(lǐng)域。依托這一技術(shù)，以及其他的現(xiàn)代軟件，這些技術(shù)成為影響環(huán)境發(fā)展的重要電子商務(wù)技術(shù)，還應(yīng)用到了手機(jī)、網(wǎng)絡(luò)安全等領(lǐng)域。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)

(1)理念。物聯(lián)網(wǎng)是是第一個(gè)與互聯(lián)網(wǎng)物流行業(yè)一起發(fā)展起來(lái)的有組織的概念。物聯(lián)網(wǎng)允許所有常見物理對(duì)象形成一個(gè)連接的網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)的定義是通過(guò)射頻技術(shù)、紅外傳感器、GPS等探測(cè)技術(shù)連接到互聯(lián)網(wǎng)上，網(wǎng)絡(luò)對(duì)其智能地組織、檢測(cè)、復(fù)制、監(jiān)控和控制。與近期科技的突破相反，大數(shù)據(jù)、計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)正在慢慢融入物聯(lián)網(wǎng)[1]。

(2)特點(diǎn)現(xiàn)狀?；谟?jì)算機(jī)技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步，專家們認(rèn)為現(xiàn)代世界中的任何事物都可以通過(guò)各種技術(shù)知識(shí)進(jìn)行整合，合理管理所需數(shù)據(jù)，在對(duì)象、人和對(duì)象之間建立更緊密的關(guān)系。依靠最初的技術(shù)建議，當(dāng)不同技術(shù)的使用集成達(dá)到更高水平時(shí)，將能夠有效提高互操作性，以及有效地管理物品，甚至實(shí)現(xiàn)自動(dòng)智能的物品控制，這對(duì)于社會(huì)整體發(fā)展、改善人類生活非常重要。

目前我國(guó)在對(duì)“物聯(lián)網(wǎng)”技術(shù)的理解和使用上還存在一些問(wèn)題，包括：(1)物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的混亂。前者系統(tǒng)的建設(shè)雖然與后者脫不了干系，但兩者還是有顯著區(qū)別的。當(dāng)兩者概念被混淆時(shí)，相應(yīng)的技術(shù)人員就會(huì)去錯(cuò)誤的平臺(tái)上搭建物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，造成比如技術(shù)模糊、管理不善的產(chǎn)品開放、權(quán)限共享等。(2)對(duì)技術(shù)難點(diǎn)存在誤解。一些教育者或公司認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)只是一個(gè)概念，而在現(xiàn)實(shí)中的使用是困難的。在現(xiàn)階段中，物聯(lián)網(wǎng)已廣泛應(yīng)用于電子商務(wù)和物流領(lǐng)域，這是我們非常了解的。目前的計(jì)算機(jī)技術(shù)水平和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)完全可以補(bǔ)充大型物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的建設(shè)。

2 計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的關(guān)系

2.1 物聯(lián)網(wǎng)分析

事實(shí)上，物聯(lián)網(wǎng)是非常有組織的。通常，物聯(lián)網(wǎng)有一個(gè)視覺設(shè)計(jì)以及一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)層。從視覺上看，即通過(guò)數(shù)據(jù)采集，可以對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行準(zhǔn)確的整合、匯總，并進(jìn)行相應(yīng)的分類，合理的視覺效果的充分展示應(yīng)該基于有效的知識(shí)功能，且計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的使用可以確定該視覺層的價(jià)值。從網(wǎng)絡(luò)層來(lái)看，即物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高效利用，充分展示了通信的功能。如果是基于物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，不難看出通信的實(shí)現(xiàn)應(yīng)該是基于計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的融合。從操作框架上看，也就是按照領(lǐng)域的要求，必須使用合適的術(shù)語(yǔ)。例如，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，成像層與網(wǎng)絡(luò)層的任務(wù)是將數(shù)據(jù)傳輸轉(zhuǎn)換為完整的信息，為整體系統(tǒng)的科學(xué)性做出貢獻(xiàn)。應(yīng)用層的作用是依靠相關(guān)軟件來(lái)保證跟蹤物流和查詢工作的高效進(jìn)行[2]。

2.2 計(jì)算機(jī)技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的融合

物聯(lián)網(wǎng)的核心是計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。如果是基于第一步，那么物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的順利運(yùn)行還離不開軟硬件的支持。在促進(jìn)了連續(xù)性之后，“物聯(lián)網(wǎng)”系統(tǒng)的功能變得更加強(qiáng)大，且這種科學(xué)技術(shù)的水平將直接影響物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展。因此，不僅要持續(xù)提高前者技術(shù)的應(yīng)用水平和能力，提高軟件功能的深度，而且要促進(jìn)計(jì)算機(jī)技術(shù)與其他技術(shù)的良好交流，逐步擴(kuò)大規(guī)模，將物聯(lián)網(wǎng)的價(jià)值得到充分展示。

3 物聯(lián)網(wǎng)中使用計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的分析

3.1 計(jì)算機(jī)通信技術(shù)

在物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)中，將計(jì)算機(jī)通信技術(shù)融入物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)層，其架構(gòu)層通過(guò)計(jì)算機(jī)通信技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集傳輸，提高數(shù)據(jù)安全精度。計(jì)算機(jī)通信技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的核心。ZigBee技術(shù)作為物聯(lián)網(wǎng)通信中應(yīng)用最廣泛的技術(shù)之一，采用規(guī)定的通信標(biāo)準(zhǔn)，其功耗低，構(gòu)建成本低，適合短距離傳輸，且屬于物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。這種技術(shù)可以滿足低功率傳輸?shù)囊?，響?yīng)速度快。UWB技術(shù)采用窄脈沖模式接收和傳輸無(wú)線數(shù)據(jù)，可以以寬帶速度移動(dòng)，并且可以實(shí)現(xiàn)高效傳輸。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用可以滿足基于互聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備的通信需求，其功耗低覆蓋范圍廣，但是需要建立獨(dú)立的隱藏寬帶網(wǎng)絡(luò)，以保證數(shù)據(jù)在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)上的傳輸。

3.2 計(jì)算機(jī)應(yīng)用協(xié)議

物聯(lián)網(wǎng)采用的計(jì)算機(jī)應(yīng)用協(xié)議主要為處理實(shí)際設(shè)備之間的數(shù)據(jù)移動(dòng)提供支持，解決物聯(lián)網(wǎng)接入問(wèn)題。物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)“頂層”的數(shù)據(jù)共享需要應(yīng)用層協(xié)議的支撐。遙信消息隊(duì)列傳輸協(xié)議是一種基于面向連接的通信協(xié)議，為運(yùn)行在不穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的敏感設(shè)備提供可靠服務(wù)，可以支持多種平臺(tái)。受限應(yīng)用協(xié)議主要用于資源強(qiáng)制網(wǎng)絡(luò)。基于無(wú)連接系統(tǒng)，通過(guò)二層格式提供支持異步通信服務(wù)。物聯(lián)網(wǎng)上的受限應(yīng)用協(xié)議可以控制端點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)交換，為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳感器節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)通信提供技術(shù)支持，進(jìn)一步為物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)通信提供了高效的傳輸服務(wù)。

4 利用計(jì)算機(jī)技術(shù)構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)接入系統(tǒng)

4.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求

物聯(lián)網(wǎng)接入系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)主要采用計(jì)算機(jī)通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用協(xié)議為技術(shù)支撐。輸入系統(tǒng)的IoT設(shè)計(jì)包括兩個(gè)設(shè)計(jì)特點(diǎn)：設(shè)備的底視圖層和傳感器層。物聯(lián)網(wǎng)采集系統(tǒng)下的傳感器設(shè)備需要為數(shù)據(jù)服務(wù)提供專業(yè)的支持，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控、智能管理，如物流系統(tǒng)、以及數(shù)據(jù)采集和處理，都需要使用計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)滿足關(guān)鍵的設(shè)計(jì)要求。IoT交易系統(tǒng)從系統(tǒng)傳感器節(jié)點(diǎn)采集數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)監(jiān)控傳感器信息區(qū)域，通過(guò)這種通信技術(shù)提高系統(tǒng)性能。物聯(lián)網(wǎng)上有很多傳感器節(jié)點(diǎn)，不同的遷移協(xié)議。因此，需要一定的科學(xué)技術(shù)作為技術(shù)支持，以確?？焖俚臄?shù)據(jù)傳輸，并提高物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咝Ш侠硇?。這一采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要計(jì)算機(jī)技術(shù)的支持，滿足互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的主要管理，是區(qū)分系統(tǒng)中內(nèi)部通信區(qū)域的重要手段。在此系統(tǒng)中，下層傳感器設(shè)備負(fù)責(zé)采集環(huán)境數(shù)據(jù)并進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，收集的數(shù)據(jù)通過(guò)傳感器傳輸?shù)较到y(tǒng)。

4.2 基本設(shè)計(jì)體系

原則上，整體設(shè)計(jì)中的各種設(shè)備應(yīng)該能夠有效地處理系統(tǒng)硬件資源，以及基于真實(shí)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的控制管理器工具來(lái)動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則是提供全面的數(shù)據(jù)服務(wù)，可以滿足使用系統(tǒng)操作端的數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、整理、傳遞的特定需求?；鞠到y(tǒng)傳感器設(shè)計(jì)必須集成到相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，由計(jì)算機(jī)協(xié)議提供，以滿足為特定層次中傳感器節(jié)點(diǎn)提供高級(jí)服務(wù)的基本應(yīng)用需求。

簡(jiǎn)而言之，一個(gè)設(shè)計(jì)方案應(yīng)該有一個(gè)基于對(duì)象的設(shè)計(jì)思想，為其量身定做，且必須滿足系統(tǒng)的要求。系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)該有差異化的原則，在不同的類中包含不同的系統(tǒng)功能，使類不需要承載多個(gè)任務(wù)，從而提高代碼應(yīng)用速度，進(jìn)一步提高整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)的性能。整體的系統(tǒng)設(shè)計(jì)有一個(gè)基本原則，在應(yīng)用過(guò)程中必須合理化系統(tǒng)接口設(shè)計(jì)才能滿足系統(tǒng)要求，并在硬件上提高系統(tǒng)性能。對(duì)于系統(tǒng)設(shè)備的設(shè)計(jì)必須有一個(gè)隔離的原則，以保證系統(tǒng)硬件接口的集成，以提高那些接口的有效性和靈活性。

4.3 對(duì)一般系統(tǒng)架構(gòu)的改進(jìn)

物聯(lián)網(wǎng)接入系統(tǒng)是整體系統(tǒng)的組成部分。在修復(fù)物聯(lián)網(wǎng)中，一些問(wèn)題可以借助計(jì)算機(jī)程序來(lái)解決。例如，使用計(jì)算機(jī)技術(shù)用于匯總和分析數(shù)據(jù)，以確保在傳輸過(guò)程中保留數(shù)據(jù)。物聯(lián)網(wǎng)采集系統(tǒng)的典型設(shè)計(jì)如圖1所示。整個(gè)設(shè)計(jì)檢測(cè)系統(tǒng)底部附近的傳感器節(jié)點(diǎn)主要是采集環(huán)境信息，是此系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集的主要組成部分。Internet Accessibles層為高層應(yīng)用提供數(shù)據(jù)服務(wù)，它由單個(gè)位圖控制，然后使用特定加密方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。在應(yīng)用階段，主要為操作系統(tǒng)提供服務(wù)，對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估，在配置完成后提供高級(jí)服務(wù)。在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)中，利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)查看數(shù)據(jù)，讓用戶更容易解決問(wèn)題，使用戶更快速地掌握該系統(tǒng)的功能，進(jìn)行相關(guān)服務(wù)。

圖1 系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)圖Fig.1 Overall architecture design diagram of the system

4.4 系統(tǒng)功能的改進(jìn)

在系統(tǒng)模塊中，應(yīng)用設(shè)備管理模塊通過(guò)計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)處理連接到物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用設(shè)備的相關(guān)信息，包括應(yīng)用設(shè)計(jì)、查詢、解決方案等分析。在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用升級(jí)系統(tǒng)中，系統(tǒng)必須生成滿足特定需求的產(chǎn)品信息。一個(gè)成功的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用工具只需創(chuàng)建自己的產(chǎn)品密鑰，便于模塊存儲(chǔ)。數(shù)據(jù)封裝模塊將采集到的數(shù)據(jù)以另一種格式匯總在一個(gè)設(shè)備上，然后對(duì)上層的數(shù)據(jù)進(jìn)行重新評(píng)估，將處理后的數(shù)據(jù)可視化，然后根據(jù)其他數(shù)據(jù)層級(jí)重寫并移動(dòng)到頂層。數(shù)據(jù)分析中的模塊封裝是主要的數(shù)據(jù)模塊，保證了數(shù)據(jù)系統(tǒng)的安全性和有效性。設(shè)備管理模塊是物聯(lián)網(wǎng)必不可少的模塊，主要執(zhí)行物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品相關(guān)工具的可視化功能。設(shè)計(jì)管理模塊負(fù)責(zé)在設(shè)計(jì)任務(wù)期間實(shí)現(xiàn)在高密度設(shè)計(jì)的設(shè)備之間移動(dòng)數(shù)據(jù)。用戶管理模塊主要為用戶提供系統(tǒng)第一窗口，為用戶提供系統(tǒng)配置管理功能，并在數(shù)據(jù)庫(kù)中創(chuàng)建電子表格來(lái)保存用戶登錄信息。在用戶登錄時(shí)，將登錄信息匹配到數(shù)據(jù)表以及數(shù)據(jù)庫(kù)中，滿足系統(tǒng)要求即可登錄。系統(tǒng)安全模塊主要涵蓋數(shù)據(jù)技術(shù)中的認(rèn)證技術(shù)。數(shù)據(jù)加密技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密后再進(jìn)行傳輸，確保接收方得到真實(shí)、完整的數(shù)據(jù)，以保護(hù)傳感器節(jié)點(diǎn)不被阻塞，進(jìn)而確保整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的安全。

5 計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的推動(dòng)作用

5.1 計(jì)算機(jī)技術(shù)為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展提供了一定基礎(chǔ)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的技術(shù)形態(tài)可分為可視層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層。這三層中，網(wǎng)絡(luò)層是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的核心，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的處理和控制。應(yīng)用層可以通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)使物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)更加靈活高效。可視層使用特殊的智能視圖算法來(lái)可視化對(duì)象并收集信息?？偟膩?lái)說(shuō)，物聯(lián)網(wǎng)就像一個(gè)超市，除了物理對(duì)象之間的網(wǎng)絡(luò)連接，整體系統(tǒng)的有效運(yùn)作也是通過(guò)計(jì)算機(jī)監(jiān)控來(lái)完成的，以便人們可以看到每個(gè)產(chǎn)品。但超市是真實(shí)的，人們通過(guò)這個(gè)真實(shí)的環(huán)境了解每一個(gè)產(chǎn)品，使人們真的遠(yuǎn)離了理智的感知，讓人們?cè)谔摂M的環(huán)境中了解客觀的產(chǎn)品，從而進(jìn)行交易。物聯(lián)網(wǎng)給人們的生活帶來(lái)了巨大的改變，計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展讓物聯(lián)網(wǎng)與客觀的事物更加互聯(lián)，從而推動(dòng)了物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。可見，計(jì)算機(jī)技術(shù)為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展提供了一定基礎(chǔ)。

5.2 計(jì)算機(jī)技術(shù)有助于推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展

結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用情況，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展得到了相關(guān)的技術(shù)支持。隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人與人、人與商品以及商品與商品之間的信息交流水平得到了很大提升，這使得物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展速度越來(lái)越快。它正在改變?nèi)藗兊纳?，比如說(shuō)智能家居、智能設(shè)計(jì)等最充分利用這種技術(shù)的領(lǐng)域，所以提高此技術(shù)的應(yīng)用水平具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

5.3 計(jì)算機(jī)技術(shù)助推物聯(lián)網(wǎng)

與計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)不同，物聯(lián)網(wǎng)仍處于起步階段，它的應(yīng)用規(guī)模還需要進(jìn)一步擴(kuò)大。物聯(lián)網(wǎng)是在計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展過(guò)程中，許多計(jì)算機(jī)技術(shù)如數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)交換和編輯技術(shù)，都融入到了物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用中。今天，隨著物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，我們的生產(chǎn)和生活發(fā)生了翻天覆地的變化。因此，可知計(jì)算機(jī)技術(shù)可以幫助改善物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用過(guò)程。

5.4 加強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展動(dòng)力

物聯(lián)網(wǎng)最初的基礎(chǔ)理念很簡(jiǎn)單，但現(xiàn)在的應(yīng)用模式很復(fù)雜。因?yàn)槭窃诨ヂ?lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)開發(fā)的，所以物聯(lián)網(wǎng)不是傳統(tǒng)意義上的網(wǎng)絡(luò)，而是類似于市場(chǎng)使用的概念。在物聯(lián)網(wǎng)的早期發(fā)展階段，其作用在諸多領(lǐng)域得到了充分發(fā)揮，使得相關(guān)領(lǐng)域的智能水平不斷提升，例如改善房屋防盜門、企業(yè)防盜系統(tǒng)、展會(huì)車輛數(shù)量監(jiān)控系統(tǒng)等，使得物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)使用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。

6 結(jié)語(yǔ)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為一項(xiàng)新技術(shù)，是通過(guò)使用計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展起來(lái)的，并且是以使用計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)日益融合。也可以看出，計(jì)算機(jī)技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展中發(fā)揮了重要作用。