计算机技术在物联网通信中的应用

牛永钢

陕西工商职业学院 信息与智能技术学院，陕西 西安 710119

0 引言

物联网是指在互联网基础上，按照合作协议的规定和要求，借助一定的信息传感设备，将物品与网络进行有效的连接，从而实现人与物之间的信息交换和共享。物联网作为重要的网络和媒介，能够借助设备发挥监控和定位的作用，同时还具有个性化与智能化识别的特性。物联网的发展与延伸，能够有效拉近人与人、人与物之间的关系，不断改进和完善人们的生活方式和生产方式，有助于提高社会管理的效率，同时推动现代社会朝向智能化、网络化方向发展。此外，物联网的发展也使大量新技术、新产品、新应用、新模式逐渐被催生出来，带动相关产业不断改进和转变经济发展方式。

1 物联网通信技术概述

常见的物联网通信技术有很多，如蓝牙（Blue Tooth）、紫蜂（ZigBee）、射频RF、Wi-Fi、NFC、LoRa、NB-IoT、IPv6/6Lowpan等。下面对常见物联网通信技术的应用范围及特性进行分析。

（1）蓝牙（Blue Tooth）。其是一种近距离交换的媒介。当前在智慧医疗、智能穿戴产品、智能家居等领域的应用较为广泛。在人们的日常生活与工作中，蓝牙能够实现数据的短距离传输，但是有较大的功耗，且应用的范围较小，存在一定的应用局限性。

（2）紫蜂（ZigBee）。该技术能够在近距离范围内使用，耗费的功率较低，所采用的数据模块在本质上来说与移动网络基站比较相似。在实际运用过程中，尽管蓝牙的应用性较强，优点较多，但是紫蜂以其功耗低等优势，可以弥补蓝牙技术的不足。

（3）射频RF。其是电磁波的代表，具有高频交流的特性。射频是由阅读器、天线以及射频卡或者标签构成。人们日常生活中常见的射频技术或者设备主要有公交卡、食堂、门禁卡等[1]。

（4）Wi-Fi。其是当前社会各领域广泛应用的一种技术，能够将电子设备与网络进行连接，常应用5G SHF ISM以及2.4G UHF技术。电子设备与无线网进行连接时，有一层密码保护功能，通过密码输入即可连接到无线局域网。Wi-Fi在数据传输方面比较便利和容易，且运行与应用成本很低，因而其应用范围更为广泛。

（5）NFC。其是目前应用领域中的新星，利用其可以实现电子设备的数据交换，且是在互联互通技术以及射频识别技术基础上不断延伸与发展而来的一种信息技术。NFC通过感应式的卡片、读卡器及点对点的功能就可以识别身份、门禁以及移动支付等功能。

（6）LoRa。其能够实现远距离传输，且具有较大容量的系统，电池使用寿命可长达5年之多。该技术以扩频技术为基础，比超远距离无线传输功能更为强大，在全球频段运行免费，如915 MHz、868等。

（7）NB-IoT。该技术要求网络连接符合自身的要求，拥有较长的待机时间，电池寿命能够为技术运行提供有效支持，在蜂窝数据连接覆盖方面得到了广泛的推广和应用。

（8）IPv6/6Lowpan。在IP家庭中，该技术能够有效汇合多种类型的低功率无线设备，并将其加入物联网中，并和以太网、Wi-Fi等网络设备进行合并，其自组织网络、无线低功耗的特性较为明显，该项技术有助于构建更加完善的无线传感器网络，加强物联网知层领域的建设。

（9）RF433/315M。该技术拥有良好的抗干扰能力，受外界影响不明显，且在铁路通信等多个领域中得到了广泛的应用，尤其是能够为无线数据传输提供有效支持，促进工业数据的采集和处理。

2 计算机技术在物联网通信中的应用

（1）计算机的辅助与推动。在物联网通信技术中，计算机网络技术的合理应用，能够对计算机实施分布式、科学化管理，通过借助有线媒介或者无线传媒来传递信息，使得信息传输效率与效果得到更大的提升。同时，计算机技术能够辅助与推动物联网技术的发展，还能够高效管控数据信息，使物理网通信技术的作用与价值得以更好地发挥，推动物与物、人与人之间在信息上的高效共享[2]。与此同时，物联网通信技术在具体应用实践中主要涉及感知层、传输层以及应用层这三个部分。物联网通信技术的感知层主要是对涉及发尾内的所有信息进行收集与传输，然后传输层将信息传递到网管中，利用传感器来调配信息，使人与人之间的信息沟通与交流效率得到大大提升。物联网通信技术的应用层能对所收集到的信息进行合理、科学、高效的处理，并完善网络通信技术，推动网关无线路由器的地址与协议进行更好地转变。而物联网通信的感知层、传输层与应用层的数据收集、传输、整理、交换、调配与应用都需要计算机技术的辅助与推动，尤其是传感器在完成通信工作以后需要借助计算机来对所收集到的信息进行分析与处理，这大大减轻了数据分析的工作量，推动物理网通信作用的更好发挥。

（2）物联网通信中计算机硬件作用的发挥。为促进物联网通信作用的更好发挥，重视计算机硬件的合理应用显得尤为重要。当前，实现物联网通信功能的计算机硬件主要涵盖扫描仪、射频技术、摄像头等，这些硬件的核心部件都是传感器。而在物联网通信中，传感器可分为终端与网关，其中终端传感器的作用在于以数据为基础与核心，对其进行采集、发送和控制，其构成来源主要包括感知、对信号的调制、时钟、LED显示、电源等多个板块。LED显示模块能够提供详细的操作步骤和细节要求，发射与接收传感器数据主要是射频天线的作用与功能。电源管理主要负责控制和调解传感器的动力能源，控制物联网时钟能够同频，数字信号与模拟信号的还原、转换和压缩都是由调制解调来实现的。数据的感知与获取是感知模块的主要功能。

在物联网得以构建的过程中，网关传感器可以结合自身的实际需求进行灵活地放置，其也具有视频填写单元、LED显示模块、时钟模块、电源管理模块，但是其没有感知模块，但是网关传感器可以接收与转发射频信息，以控制物联网的工作状态[3]。

（3）物联网通信技术的合理选择与应用。在众多网络中，物联网通信网络比较特殊，无线传感器是其网络节点，其运用的网络技术要和物联网通信技术应用标准、要求相契合。目前，应用较为广泛的物联网技术主要包括Wi-Fi、紫蜂等。在应用该物联网通信技术时，要对其进行全面了解与掌握，才能够有的放矢地发挥出不同物联网通信技术的作用与价值。常用物联网通信技术应用如下。

①紫蜂。紫蜂是以IEEE802.15.4标准设计为基础的一种网络技术，重新定义和建构物联网的层次架构，涵盖着访问、控制、物理层等方面内容，能够有效汇聚节点数据，并且实现实时转发、接收和采集。根据物联网设计相关通信协议，所设计的内容要与物联网技术应用标准与要求一致，其自愈、自组织的功能很强大。紫蜂技术能对网络结构进行适当调整，具有很强的自我修复功能。该技术的稳定性较强，具有较强的应用价值。

②TD-LTE网络。当前，TD-LTE移动通信技术在该领域中占有重要的地位，拥有最大的网络规模，同时也被称为最为先进的数据网络和网络系统。这项通信技术能够保持数据传输的高速、高频，在不同带宽方面能够提供不同的速率支持。与此同时，该通信技术能够有效降低均峰比，在此基础上，能够降低终端发射功率，进一步延长各种移动终端和设备的使用时长。

③Wi-Fi。在物联网应用领域中，Wi-Fi目前在人们日常生活中得到了广泛的应用和推广，尤其是各个领域的日常生产活动依赖于Wi-Fi网络而正常运行。Wi-Fi网络的应用彻底摆脱有线网络的限制，突破时间和空间边界，能够为广大用户提供更多的专业支持与技术保障，促进各种移动终端和设备借助无线网卡接入物联网，实现物联网通信功能。Wi-Fi网络能够随时加入和退出物联网节点，组网十分便捷，也能够有效提升通信设备的便捷性与高效性。当前，在社会众多行业或者领域当中，Wi-Fi应用在办公室、工厂生产控制等领域。Wi-Fi的普及以及广泛应用，大大地便利了人生的工作和生活，还能够实现多种电子设备的连接，促进数据的传输、存储等功能与作用的更好发挥，在物联网通信技术中应用的实效性最强，效果最好、功能更全。

3 结束语

总而言之，随着物联网技术的广泛应用，人与人、人与物之间的联系更为密切，物联网通信依赖于计算机技术的进步和发展，进一步延伸通信服务范围和内容，借助移动通信技术、光纤通信技术以及传感器技术等，有助于不断提升通信服务质量，充分发挥物联网技术的成效，在此基础上有效提升人们的生活品质。其推动了物与物、人与物之间的联系与通信，使得人们能够通过物联网通信技术来更好地开展生产生活，也极大地增强了物联网技术的共享性与实效性。