物联通信技术范文

导语：如何才能写好一篇物联通信技术，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公文云整理的十篇范文，供你借鉴。

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基于对上述平台的了解和学习，笔者认为各个物联网平台的服务器，主要基于网络地址的转换策略，当然优秀平台还采用了数据并发、海量存储、信息安全等技术。本文的服务器，主要采用TCP和HTTP传输控制协议。中控与服务器之间采用TCP协议，主要考虑该协议的超时重发，数据检验，流量控制、传输稳定可靠等优势，可以保证数据能从一端传到另一端。后期若涉及到音视频或大容量数据传输，可以进一步扩展到UDP协议。安卓客户端与服务器之间，采用HTTP通信协议，优势是：支持服务器/客户模式、协议简单灵活、通信速度快等优势。服务器、中控、客户端的逻辑关系如图1所示。服务器采用java的框架技术，采用TCP、HTTP内网穿透方式，保障通信双方在私网内，仍实现设备间的远程连接和控制，有效避免设备入网做端口映射。穿透过程是：中控和客户端，分别与服务器建立连接，服务器记录两端的IP和端口号；服务器分别向两端发送对方的地址信息；双方异步调用Socket套接字，连接对方的实际地址；同时，双方在各自本地端口监听对方发送的信息。由于双方都向对方发送了连接请求（假设各自的SYN封包已经通过了本地NAT），因此在对方连接请求到达本地监听端口时，内网路由器会认为该请求是前面连接会话的一部分，默认通过。本地监听端口就会用SYN-ACK响应，同意对方的连接。至此，中控与客户端之间，借助服务器穿透NAT，实现远程通信。

2服务器内部逻辑关系

服务器除了负责设备间的地址映射外，还需要建立数据库，确立通信双方的逻辑关系，以满足多用户、多任务、多设备的并发操作。其中，包括中控系统内部的设备ID、类型、数量、状态、控制命令、模式管理等；包括安卓客户端的账户管理、权限管理、设备状态管理等。数据库结构如图2所示。具体过程是：中控系统首次访问服务器时，服务器端获取中控的IP地址和端口；根据中控系统内的各种模块ID号和类型，服务器端分类建库，为客户端功能模块的页面推送，以及反向链接控制做好准备。客户端联网后，根据服务器提供的中控账号，输入登陆密码，开始接受由服务器推送的客户端功能界面。

3安卓客户端

3.1安卓平台的介绍安卓由Google于2007年推出，是一个基于Linux操作系统的开放平台。该平台允许任何移动终端厂商加入到Android联盟中来，资源开放吸引了大量的开发者，随着用户和应用程序的日益丰富，Android平台日趋成熟，已跃居全球最受欢迎的智能终端平台。Android平台的架构分为五个部分：Linux内核、库、Android运行环境、应用程序框架、应用程序，具体如下：（1）Linux内核：核心服务（包括硬件驱动程序、进程和内存管理、安全、网络和电源管理）由Linux内核处理，内核在硬件和软件栈的其他部分之间提供了一层抽象。（2）库：库运行在内核之上，包含了各种C/C++核心库，提供管理显示的外观管理器；包含SGL和OpenGL的图形库；本地数据库支持的SQLite；集成了Web浏览器和Internet安全的SSL和WebKit。（3）运行环境：Android运行时包含了核心库和Dalvik虚拟机，是面向应用程序提供动力的引擎，它和库一起形成应用程序框架的基础。核心库提供了Java中间件，以及Android特定库可用的大部分功能。Dalvik是一个基于寄存器的虚拟机，可以保证一个设备高效地同步运行多个实例。（4）应用程序框架：该框架提供了用来创建Android应用程序的类，它还对硬件访问和对用户界面及应用程序资源的管理提供了一般抽象。（5）应用程序：所有应用程序，包括本地的和第三方的，都使用相同的库来构建在应用层之上。

3.2客户端功能本方案中，安卓客户端采用C/S结构，支持中控的无线入网。具体流程是：同在一个网内的中控工作模式为AP热点，安卓客户端采用组播Socket搜索中控AP。安卓客户端登陆中控web界面，设置中控工作模式为STA站点，并输入中控挂载的无线路游器账号和密码。中控获取内网动态IP后，开始向服务器发送socket请求。同时，安卓客户端在协助中控的站点模式切换过程中，获取中控ID号；向服务器发起首次http连接，服务器接收的套接字中包含中控ID，参照服务器数据库的中控ID，为客户端匹配对应的中控，向两端发送对方的IP及端口；服务器进一步根据中控系统的设备库，向客户端推送对应的功能界面，功能示意图如图3。客户端主要的组成模块：（1）通讯模块：负责与服务器建立通讯。采用多线程技术，通过创建三个线程来进行处理。一个线程负责消息的发送，一个线程负责消息的接收，一个线程负责心跳信息。（2）解析模块：主要用来解析XML数据流，根据解析元素的不同类型封装成不同的数据对象。（3）加解密模块：负责对发送的消息进行加密，对收到的消息进行解密，以确保通讯数据安全。（4）数据模块：该模块中定义了整个客户端中大部分的数据类型和对象。（5）应用模块：该模块是客户端和用户交流的接口，包括数据显示、状态控制、端口配置等。

4硬件系统

4.1核心模块功能中控硬件电路采用模块化设计思想，主要包括STM32核心处理模块、WIFI模块、Zigbee模块、电源模块等。其中，STM32是一款低功耗、低成本、高性能、高集成度，并具有工业级温度范围和性能的微处理器；基于Ucos微处理器，运算处理高达速度72MHZ，外设资源丰富；中控系统负责内、外网之间的数据收发。STM32功能示意图如4所示。其中，外网通信采用型号为USR-WIFI232-L的Wifi模块。该模块集成了MAC，基频芯片，射频收发单元，以及功率放大器。内部固件支持TCP/IP协议栈，通过该芯片，低速设备均可以方便的接入无线网络，实现联网络控制与管理；其次，该模块针对低流量、低频率的网络数据传输有很大优势。该模块尺寸小，采用表贴封装，可内嵌在PCB单板电路上。其次，内网数据的收发采用Zigbee方式通信。本系统采用的模块型号是DRF1605H，主要采用CC2530芯片，低成本、低功耗、宽电压、工作频率2.4GHz、基于IEEE802.15.4协议开发，支持Zigbee2007Pro协议栈，广泛应用在工业控制的无线传输领域。

4.2软件层次中控软件层次结构分为：驱动层、通信层、应用层。其中，驱动层包括FWLib和BSP。FWLib是ST公司推出的驱动支持软件，提供系统初始化函数，对中断和操作系统提供支持，从而方便软件的开发。系统层包括了操作系统和中间件软件LwIP，操作系统负责软硬件资源的管理，各部分软件以操作系统为中心。LwIP是针对嵌入式系统的TCP/IP协议栈，包含TCP、IP、UDP、ICMP等协议。最后，应用层根据模块化和功能独立原则，将应用程序主要分成4个子任务：系统初始化任务、LCD显示任务、TCP发送任务和超时重传任务、zigbee协调器的收发任务，结构示意图如图5所示。

5结论

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1物联网技术与LTE无线通信技术

1.1物联网技术

物联网技术指的是新一代信息组成的形式，是物物相连的网络。对于物联网技术的含义而言，可从两个方面展开理解：一方面，物联网技术可理解为互联网技术的拓展，其根本上还属于互联网范畴。换言之，物联网是在互联网基础上发展、拓展的网络。另一方面，用户借助网络拓展、延伸的任何物品开展通信及信息交换即为物物相息。依托全球定位、激光扫描、红外感应等技术，实现互联网与物品相互间的连接，进一步达成信息的传输、交换，物联网是一项集识别、定位、追踪、监控等功能于一体的新型网络技术。近年来物联网实现了不断发展，并在城市交通、电力、环保等领域得到广泛推广。物联网之所以可实现不断发展，很大原因在于这一技术有别于传统信息交流技术，其可实现多种不同领域的信息交流。

1.2LTE无线通信技术

LTE无线通信技术的全称为LongTermEvolutio，作为一项移动通信技术，其是历经很长一段时间发展演变而形成的，该项技术涉及一系列先进信息技术，也正是凭借这些信息技术的作用，使得其可通过提升书籍传输效率及频谱效率，进一步极大水平提升系统容量及相对过去更大覆盖面的通信系统效率。与此同时，LTE无线通信技术还尤为适用于多种频段、宽带，所以可实现较为广泛的应用。另外，LTE无线通信技术可优化网络架构，简化系统结构，进而使通信系统可在相对少消耗的情况下完成预期任务，保证工作效率及续航能力。

2物联网技术与LTE无线通信技术的结合基础

物联网涉及的数据业务主要包括有智能家居、智能交通、环境监测与调控等，该部分业务普遍存在影响网络效率，容易引发信令风暴的不足。传统的网络优化及处理手段无法应对庞大的数据负荷，必然会进一步恶化信令风暴问题。而通过引入LTE无线通信技术，则可使上述问题得到很大程度环节。LTE无线通信技术可借助正交频分复用技术将高速数据流转化为并行低速子数据流，并将其分配至由信道分成的多个正交子信道上开展传输，对无线资源利用层二度调度器开展动态调度，进一步确保物联网常在线数据业务的有序运行。另外，现阶段物联网所应用的模型存在内存小、频率高的不足，物联网技术的应用总是面临信息利用率不足、网络资源损耗大等因素的影响，并且，各式各样异构网络与不同系统之间数据整合也面临技术层面的制约，通过引入LTE无线通信技术，可很大程度上改善物联网技术所面临的这些不利状况，并切实实现对数据的高效、合理传输处理，与此同时，对于物联网与LTE无线通信技术的相互结合，不仅仅是可为物联网技术带来受益，同时也可有效促进LTE无线通信技术的发展[2]。需要注意的是，在物联网技术与LTE无线通信技术相结合过程中，应当为它们创造有力的结合基础，具体而言：首先，保证LTE无线通信技术的稳定性。为了让物联网用户获取良好的应用体验，也就是提高物联网的应用有效性，则要求保证LTE无线通信技术的稳定性。为达成该项要求，一方面要求对所在地天气环境、特殊环境等可能对LTE无线通信技术带来干扰的因素开展全面排查，另一方面还要求不断提升LTE无线通信技术水平，保证LTE无线通信技术的适应性，尽可能降低该项技术对物联网造成的不利影响。例如，对于物联网技术在物流供应链中的应用而言，包括包装、销售、运输、配送、装卸等均属于供应链上的重要环节，在实际应用时应当实时掌握各个环节包括物流、资金流、商流等在内的精确信息。其次，保证LTE无线通信技术的有效覆盖。物联网终端设备要求切实依据相关规范，以此保证其稳定性、功耗可满足指标要求，结合现阶段市场发展实际情况而言，终端设备不仅包含庞大的基础数据，还涉及十分广泛的数据部分，所以要切实保证LTE无线通信技术等的覆盖范围，为第一时间掌握现场实时数据，即便是无人区域也应当进行覆盖。除此之外，为促进物联网的全面推广，还需要采用相对简单、大小适中的设备，LTE无线通信技术也应当便于管理维护。最后，保证可促进社会发展。物联网技术与LTE无线通信技术的结合应用可很大程度上推动社会的发展，但是如何进一步提升技术结合的影响是需要重点考虑的问题。例如，应当考虑不断增强物联网技术与LTE无线通信技术相结合的智能性，以此为社会大众日常生活带来便利，使智能覆盖日常生活的各个方面，并催生出各式各样的新行业。另外，还应当考虑不断增强物联网技术与LTE无线通信技术相结合的安全性，要想让广大用户的消费观念发生转变，尽可能为人们日常生活创造便利，这些都必须要建立在物联网技术与LTE无线通信技术相结合的安全性前提下。

3物联网技术与LTE无线通信技术结合的实践应用

3.1在智慧城市建设中的实践应用

在智慧城市建设中，通过物联网技术与LTE无线通信技术的相互结合，可建立起整个城区网络的有效连接，进而对智慧城市开展全面监测、控制。与此同时，依托物联网技术与LTE无线通信技术的相结合，可实现无线网络对地下隧道、地铁等区域的有效覆盖，进而对构筑物、路灯对各项路面设施开展连接控制，并且还可实现对空气质量指数、温湿度、污染指数等各项环节指标开展采集，进一步为推动智慧城市生态文明建设提供有力依据。在传统通信技术中，物联网通常借助蓝牙、WiFi等技术实现与无线网络的连接，这存在覆盖面积、传输距离等方面的局限性，难以满足智慧城市所提出建设于户外场景的覆盖要求。通过物联网技术与LTE无线通信技术的结合应用，将频发多址用作OFDM/FDMA的空间接口，并引入MIMO技术保证传输效率，进而可极大水平提升智慧城市在物联网无线环节的通信能力，尤其是依托4G技术的广泛推广，在窄带4G网络对应研究中引入LTE无线通信技术，有效推动了物联网无线通信的发展[3]。由此表明，依托物联网技术与LTE无线通信技术的结合应用，可不断促进智慧城市场景监控系统的建设完善，进一步推动智慧城市不断向安全、环保、节能方向发展。

3.2在现代智能家庭中的实践应用

伴随现代社会的不断发展，社会大众生活水平不断提高，人们的家庭生活不断趋向于智能化发展方向。依托物联网与LTE无线通信技术的结合应用，可实现家庭中各种物品相互间与无线通信技术的有效联系。在这个过程中，要不断增强智能服务理念，既要实现远距离的管理控制，还要尽可能为人们的生活创造便利，要通过平台数据的优化整合以此提供多种不同方案，供由人们依据自身实际需求进行自主选择。除此之外，应当从我国实际国情出发，构建具有中国特色的智能家庭产业集群，切实推进相关新兴产业的发展，并不断构建健全以我国自主知识为主体的行业准则[4]。

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关键词：信息通信技术；物联网；应用

一、物联网的概念与特点

（一）物联网的概念与基本功能

不同国家对物联网有着不同的定义，在我国，物联网作为一个实现信息化、智能化与远程管理控制的网络，它是在局部网络与互联网等通信技术的支持下，将传感器、控制器、机器、人员、物品等通过新的方式联在一起。与互联网相比，物联网是互联网的延伸，对于互联网中的所有资源以及应用，物联网都包含且能够兼容，但不同在于，物联网中的所有元素都是个性化与私有化的。感知并控制信息、传输信息、以及信息应用是物联网包含的三个主要部分。通过对不同类型传感器与相对应的控制器，物联网能够直接接触到终端物品，这便是对信息的感知与控制；信息的传输过程是在感知与控制的基础上，通过一定的传播技术，将所需要的信息传输到网络终端的一个过程；而信息应用是对信息到达终端的可靠性与可控制性进行保障的一种应用，现阶段，人们在使用网络通信的过程中储存了大量的私人信息，信息应用对所信息传输过程进行安全保障，能够实现在物联网中对物体的控制。无处不在的连接与在线服务是物联网的基本功能特征，它的基本功能包括在线监测、定位追踪、报警联动、指挥调度、预案管理、安全隐私、远程维保、在线升级、领到桌面、以及统计决策等。

（二）物联网的特点

物联网与信息系统不同，信息系统主要针对人与人之间的连接与信息交互，而物联网是对现实世界中所有物品包括人和物之间的连接。与信息通信相比，物联网更具有广泛性，因为它对物品的控制是需要通过物品感应的，而在这种人类控制物品的过程中会包含许多信息。另外，物联网还存在私有性这一特点，因为它所连接的物品通常都是私有物品，所有传播的信息也是私有的，这对物联网在信息交互方面的安全性又需要较高的要求。另一方面，人们在实现对物品进行远程控制的时候需要试了了解物品的状态，这就促使了物联网在对物品控制的时候需要有安全可靠的网络支持，才能实现对物品高效控制，因此，安全性与可靠性也属于物联网的一个特点。

二、信息通信技术在物联网中的应用

（一）信息通信技术在物联网中的应用原理与方式

信息的产生与收集、信息之间的交流过程与接受者是体现信息交流的几个主要过程，信息通信技术在物联网中的应用原理也是如此。用来收集、分析、处理与过滤信息的移动终端作为信息的来源方，大大提高了信息的有效利用率；信息的交流是其中至关重要的一个环节，它需要依赖一个平稳、可靠的传送通道实现信息在来源方与接收方之间的传递，而传送通道的工作能力是影响信息交流与信息通信技术在物联网工作中的应用的一个关键因素，若要实现信息的有效传达，除了有移动终端与传送通道的保障外，还需要对整个过程进行综合掌握即网络维护。信息通信技术需要通过网络维护的方式对终端客户、网络设备、网络质量、以及网络性能等进行管理与维护，而物联网在运行中同样需要一个平台来对其进行相应的管理与维护，它们两者之间存在相同的原理与维护手段，网络维护可以有效地保护客户的隐私，提高网络信息的质量，管理并剔除其他的干扰信息以保证设备的正常使用，从而使得整个信息通信技术的水平得到大大提高。

（二）信息通信技术在物联网中的措施分析

信息通信技术存在很多的优点，应用也比较广泛，随着科技的不断发展信息通信技术也在不断提高，但是要成为“通用技术”还需要付出很大的努力。针对物联网的使用要求，信息通信技术若想要完全地适应与满足，从而使物联网的利用效率能够得到提高，在应用过程中，它就需要将网络通信技术针对二者用户之间的不同需求进行改进。信息的传递与交流是信息通信技术与物联网之间的契合之处，所以无需进行深入的讨论，而传播内容和传播方式是二者之间存在的细微差异，需要对此投入关注。通过对客观环境与事物进行分析并将之反映出来，能够很好地控制全局，这就是物联网强大的传感功能，与之相比，信息通信技术在这方面就十分不足，就需要安装传感器这一类设备。另外，由于物联网需要了解有关人与物的全部信息，从而实现对用户、设备以及整个过程的全面管理，而信息通信技术是以人作为主要负责对象，难以弥补这点不足。综上所述，在信息通信技术在物联网中的应用中，物联网的节点问题与传感器问题是主要着重关注并引起重视两大问题。

三、总结

通过对物联网含义的介绍与特点的分析，以及信息通信技术在物联网中的应用，我们可以发现网络信息技术与物联网技术二者之间存在的紧密联系。另一方面，二者对终端客户的定位存在差异，包括控制形式也有所不同，因此，只有不断改进与创新现阶段的信息通信技术，才能使得物联网的应用水平得到提高。在信息化时代飞速发展的今天，只有实现信息通信技术与物联网之间的有机融合，使二者能够更有效地适应对方，共同进步、不断创新，这样物联网技术才能更好地为人们的生产生活提供更广泛更高效的服务，促进社会与经济的共同发展。

作者:魏赟 单位:聊城大学理工学院

参考文献：

[1]刘辰辰.物联网应用实践及信息通信技术探讨[J].信息通信,2016,02:160-161.

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Abstract： In the information age， how to apply modern technology to serve modern logistics has become the most pressing research topic in our country at present. Explores the principle and characteristics of the Internet of things and the requirement of logistics information system， discusses the design principle of modern enterprise logistics information system based on Internet of things， puts forward its design goal and structure design model， and realizes the application of the system through data analysis.

关键词： 物联网；现代企业；物流信息系统

Key words： Internet of things；modern enterprise；logistics information system

中图分类号：TP39 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）09-0010-03

0 引言

当前，我国物流业经过多年的高速增长，总量已达到一定的规模，但买家与顾客对物流服务专业化和精细化的要求越来越高，现代企业传统的物流运作方式已不能适应社会经济的发展。与此同时，由于各种因素的影响，物流成本的居高不下已经成为阻碍现代企业参与国际化竞争的一个重要因素。物联网针对现代企业物流运作的特点以及物联网在物流领域中的应用，利用物联网的物与物、人与物、人与人全面互联的特性，对信息进行集成智能处理，将物联网的相关技术与物流信息系统结合到一起，通过物联网对现代企业中物流活动的信息采集、物品追踪、运输监控等进行全方位的管理，以改善传统的物流信息系统在物流作业中的不足。本文具体探讨了基于物联网的现代企业物流信息系统的设计与应用。

1 物联网与物流信息系统

1.1 物联网的原理与特点

物联网是通过射频识别（RFID）、无线技术通信技术、GPS、红外感应器、激光扫描器等信息传感设备，按制定的协议，把相关的物体与互联网相互连接起来，进行信息交换和通信，实现对物体的智能识别、跟踪、定位、管理和监控的一种网络。物联网的核心技术是RFID电子标签技术，其能贴在物品上，通过无线数据通信网络自动传送到集成的信息处理系统中，从而实现物品的自动识别，然后通过公共网络实现信息交换和共享，达到对物品的有效管理。对于完整的RFID系统来说，它必须具有阅读器（Reader）与电子标签（TAG）及应用软件系统3个部分所组成，其工作原理是Reader发射特定频率的无线电波能量给电子标签中的磁场感应电路，以获得电流，电子标签才能将内部的信息送出，Reader便能取得物品的信息数据，通过设定的网络送给应用程序做出对应的业务处理。

1.2 物流信息系统

物流信息系统主要由环境、输入、输出、处理、反馈等方面构成。环境是物流系统的内部环境和外部环境；输入是指通过一系列外部环境对物流系统发生作用，包括原材料、设备、人员、信息、资金等；处理是指具体物流业务活动，包括运输、储存、包装、搬运、送货等，还包括信息的处理及管理工作；输出是指对环境的输入进行各种处理后所提供的物流服务；反馈包括外部反馈与内部反馈，外部反馈是指通过输入和输出使物流系统与外部环境进行交换，最终使得系统适应外部环境，内部反馈是指系统内部的转换，使系统功能更加完善、合理和科学。

2 物联网技术在物流信息系统的应用

在物流信息系统中，物联网主要应用于以下4大领域：

2.1 基于RFID等技术的多源物流信息采集与可追溯系统。如可视化全程协同管理的集装箱物流系统，集装箱货物从供方到需方的供应链是：接受供方货物陆运出口国通关海运或多式联运进口国通关陆运货物交付需方。为每一个集装箱都挂上电子标签，通过RFID 和GPS技术的结合，就能实现供应链的全程监控。接收装置收到集装箱射频标签信息后，连同接收到的位置信息上传至通信卫星，再由卫星转送给港口物流控制中心，为港口供应链的协同管理提供依据。

在整个集装箱运输过程中，集装箱自始至终都处于严格的监控中，从而保证了集装箱运输的安全。

2.2 物流配送作业的可视化管理系统。物流配送的可视化管理系统能对物流配送过程中带有RFID电子标签的货物进行全程追踪。

2.3 建立全自动化的物流配送中心。全自动化的物流配送中心实现了电子商务中信息流、物资流、资金流的全面整合。

全自动化的物流配送中心应包括全自动化立体仓库、自动给料系统、自动分拣系统、机器人码垛系统等等，能够实现物流管理的自动化、智能化。

2.4 通过GPS/GIS技术与物流MIS的集成，可实现对移动目标的监控。如车辆监控管理系统，采用先进的GPS定位、数据通信、电子地图和数据库技术，对运输车辆实行有效管理、全程监控、防盗防抢、车辆搜寻、行车引导等。

3 基于物联网的物流企业集成综合管理信息系统

在物联网广泛、深入应用的基础上，结合物流企业信息化实际需求，提出了物流企业集成综合管理信息系统架构。

基于物联网技术的物流企业综合集成管理平台，将 GPS、GIS、MIS 有机地结合在一起。地理信息系统（GeographicInformation System，简称GIS）可以作为基础的信息系统平台，具有可视化、地理分析和空间分析等方面的优势；全球定位系统（Global Positioning System，简称 GPS）与通信技术可以实现大范围的数据传输，对系统的监控、管理、指挥和调度等具有重大意义；管理信息系统（Management Information System，简称MIS）作为组织的管理平台，可对物流业务实现全面管理和信息共享。

基于物联网的物流企业信息集成综合管理平台主要特征有：

3.1 多源物流业务数据采集。物流业务数据的多源异构表现为系统异构、模式异构、信息来源异构、数据分布异构和数据传输条件异构。通过物联网的感知技术，对物流业务多源数据进行采集，采用异构数据库集成和信息资源集成等技术，实现物流信息的数据集成。

3.2 通过物联网实现的GPS、GIS、MIS的紧密结合，选用合理的数据分布结构和开放的软件平台，构成一个功能协调的、互相紧密联系的新系统，实现了物流信息的运行环境集成。

3.3 实现了配送作业的可视化管理，对配送调度决策具有指导意义。可实时进行运输管理的动态调度与指挥。

3.4 GPS技术与全球移动通信系统（Global System ofMobile communication，GSM）技术结合，同运输管理技术的有效集成，实现了移动目标的实时监控。

3.5 系统实现了GPS/GIS系统与MIS系统的嵌入式集成，使得集成信息系统非常方便的进行数据共享。

4 基于物联网的现代企业物流信息系统设计与实现

4.1 设计目标

实现对货物的实时监控能力、改善企业的异常情况处理能力、提高企业工作效率、实现信息资源共享、实现生产商、销售商以及运输商之间的敏捷沟通、快速响应客户服务等。同时，由于企业物流的经营模式多样，不同产品要求的模式也不一样，其在管理中要注意以下问题：

①要考虑好运营模式问题。比如要根据企业的自身情况进行运营模式的分析，因为每个企业物流系统与要求不一样，一旦确认后更改就比较困难；比如要考虑企业物流是采用单独的配送中心系统还是多物流配送中心的形式。

②要遵循现代企业物流的运营规律和特点。企业物流具有独特的运营规律和特点，每个企业的订单企业、库存、采购、加工、分拣、发货等环节都不一样，有配送线路的灵活确定和配送时间的严格要求，为此在设计中要全面考虑，从而进行信息系统的支持。

③要组织好系统的架构和功能。基于物联网的现代企业物流信息系统的设计是采用分布式或集中式，要考虑两者的成本与效果。

④要考虑物流系统和企业其它设备的链接支持问题。基于物联网的现代企业物流信息系统不但需要与企业总部系统、客户系统，以及财务系统、人力资源等系统进行数据交换与互相支持，还要与系统内部的生产设备、手持终端进行数据通信。

4.2 结构设计

结合常见的物流业物联网技术的应用模型和相关无线通讯技术以及我国现代物流的特点，本文构建的基于物联网的现代企业物流信息系统结构设计。

表示层是用户和系统交互的界面，通过读写设备、物品管理计算机设备，完成和用户的会话和处理。它为不同身份的登陆者提供不同的接口和界面，实现对生产企业中的采购、生产、库存、配送运输、销售、物流回收的管理以及终端管理功能。网络层主要有互联网、局域网和无线通讯网络，实现读写设备、移动通讯设备、物品计算机访问统一资源。它为物流管理信息系统提供面向核心应用的各种操作平台及信息通信通道，借助信息处理技术可以随时对物体进行监控，能够精确掌握每种产品的流向及其状态。

业务逻辑层用于封装系统的业务服务，负责表示层的应用请求。在这里主要负责生产基地、车辆运输部门、配送总部、沿途配送分发点和客户等用户角色对生产基地、车辆运输部门、配送总部和沿途配送分发点功能模块的业务服务请求，它借助最基本的服务注册在系统的服务库中，对所有的功能进行合法性检查，并添加索引机制。通过配置服务，对服务进行解析，来管理所有的应用服务，以便实现业务规划、流程管理、最优化管理以及地图服务等功能。

数据服务层集合了各种数据的数据库，为系统中各项应用提供数据来源。它使用统一的数据管理系统管理物流信息、物联网采集数据以及监控数据。这种统一的管理方式可以借用数据库强大的功能对数据进行分析管理，同时便于实现物流管理系统与物联网的数据集成，使用统一的用户接口提供数据资源访问及数据控制服务。

4.3 数据实现

本系统的数据实现包括5个子模块，分别为产品数据录入模块、数据采集模块、车辆档案模块、信息查询模块和系统维护模块，具体功能实现如下：①产品数据的录入模块：该模块可以实现将产品产地、性能、保质日期、注意事项、产品功能等的录入；②数据采集功能模块：这个模块包括产品操作、产品信息的采集、产品储存信息采集、产品运输信息采集等4个子模块；③车辆档案模块：可以通过车辆档案管理模块对物流车辆进行详细管理，车辆档案模块的信息包括车辆的车牌号、车型购入日期、年检日期、违章情况、产品号码附加证号、公司编码等信息；企业管理者与运输管理者能通过该模块修改车辆信息；④产品信息模块：通过该模块可以随时查看物流产品的情况，模块分为产品档案、产品运输情况两个子模块；⑤系统维护模块：主要方便管理人员与操作人员对系统进行维护。

5 结束语

智慧城市的建设，离不开智能物流的发展，未来的智能物流，将综合运用物联网时代的各种先进技术，为人们提供安全、高效、便捷、快速、可靠的智慧物流。

参考文献：

[1]UIT.ITU Internet Reports 2005；The Internet ofThings [R].2005.

[2]沈苏彬等.物联网的体系结构与相关技术研究[J].南京邮电大学学报：自然科学版，2009（06）：1-11.

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    1、联合网络编码

    随着研究的深入,网络编码的很多优点也逐渐体现出来,如能获得很好的网络吞吐量,均衡网络负载、提升带宽利用率等优势。同时在无线网络中应用网络编码也面临着许多问题,如果将网络编码与其它应用技术相结合,则更能大大提升该应用系统的相关性能。

    1.1网络编码与信道编译码的联合

    网络编码同信道的编译码技术相结合的核心思想就是利用网络编码的冗余信息协助信道编码,从而获得好的抗噪性能,达到最大的信道容量;通过利用中继传输的冗余度来获得分集增。基于Turbo码和LDPC码的联合编码已经被广泛研究,并在多址中继信道、时分复用双向中继信道[和BSC中与传统的网络编码方案进行了比较,充分显示了联合编码在能量消耗、信道容量、误码率等方面的优势,有效降低了编码复杂度以及由信道噪声带来的失真。

    1.2网络编码与协作分集技术的联合

    协作分集技术,即在多用户环境下,每个天线用户在发送自身信息时也为其协作伙伴发送信息,通过节点间的协作,形成虚拟天线系统,以获得较大的分集增益,克服无线信道衰落。另外,在协作分集的基础上进行网络编码可以同时获得分集增益和网络编码增益。在协作传输过程中,通过在信源节点和终端节点放置中继可进一步提高数据传输速率,改善无线通信系统抗衰落性能,提高资源效率和系统容量。协作网络编码是当前无线移动通信系统的研究热点之一,特别是基于物理层网络编码的无线协作通信系统,对于双信源、双信宿无线通信系统,假设信源SI和S都要将各自的信息广播到两个信宿dl和。由于发射功率的限制,d,将超出S()的传输范围,S和S,将通过共享的中继来实现传输范围的扩大。在传统协作中继系统中由于要保证信号在正交信道上能够传输,完成这一过程需要4个时隙,而采用无线网络编码后仅需要2个时隙。分别为:(1)将信号广播至和;同时将其信号广播至R和;(2)R对二者叠加信号进行物理层网络编码,并将编码后的信号广播至dl和d。由于d,()在第1个时隙已经接收到St(S)广播的信息,因此,在第2个时隙结束时,d,()可以从编码后的信号中提取到()的信息。此方案充分利用了网络资源和分集技术,可获得相对较低的错误概率、中断概率,以及较高的编码增益。因此,采用物理层网络编码的协作中继系统可以降低传输时间损耗,使数据在衰落信道中更好地传输。

    1.3网络编码与MIMO技术的联合

    MIMO技术利用在发射端和接收端均采用多天线、多通道来获得高分集增益以改善信道的多径衰落特性,以及提高系统容量、频谱利用率和数据传输速率;通常情况下,多径要引起衰落,致使数据包丢失。对于MIMO系统,多输入多输出技术通过利用空间分集来解决这一问题。因为多人多出是针对多径无线信道来说的,传输信息流经过空时编码形成M个信息子流,filM个天线发射出去,经空间信道后由N个接收天线接收。在接收端通过检测译码,将接收到的符号矢量利用空时编码处理,并解码这些数据。这两种技术的最终目的都是从接收到的符号矢量中恢复出原始信息,为了能够充分利用MIMO技术的分集特性和在传统网络编码中并没有利用到的冗余信息,将网络编码和MIMO技术相结合(MIMO—NC)。最大程度的将收到的信息传递给译码器,降低丢包率,完成检测译码过程,获得高信噪比增益。MIMO—NC方案的编码过程:由信源发出的信息,经过信道编码输出信息单元,这些由每个节点生成的信息单元被存入缓存器中,然后对其进行网络编码,产生编码包,并用Gabis~号表示,最后经过转换调制将相应波形通过无线信道传输出去。译码过程:在接收端将收到的数据包进行信道估计,并从其头部提取出网络编码系数,如果头部损坏就丢弃;反之,则把所有数据包存在缓存器中,并更新网络估计矩阵。为了在接收端正确获得信源的发送信息,节点存储器中至少要有等量的独立的原始数据包,这样才能解出编码方程D:GX,若少于要求数,则终端正确恢复原始信息的概率会很低。所以当能够进行译码时,节点开始检测接收到的数据包数目,同时确定中继节点数,最后通过软译码:案恢复出原始信息。

    同样为了获得高分集增益,在编码阶段可以在发送端采取用两个网络编码器的方法,这样就有两个网络编码矩阵G1和G2,头部存储编码系数,并且编码相同的信息。此时的编码增益会明显提高,但是以传输速率的降低为代价,而在译码过程中采用自适MIMO-NC技术,就是为了改善传输速率,降低错误概率,但同时复杂度有所增加。具体的编译码流程如图所示:x…指的是经信道编码后的信息单元,为每个编码包的头部包含的编码系数,{bn.b椰}指的是Galois~号所对应的调制后的矢量s。…Y指的是在不同时间接收端收到的来自不同信源的编码包。在传统的网络编码中,每个数据包的解调过程和提取NC系数过程都是分开进行的,其在译码阶段仅用来成功地接收数据包,因此限制了从不同节点接收相同信息的优势。MIMO_NC会利用已破损的CP,将所有收到的信息传递给译码器,充分利用冗余信息,改善其性能。

    2、进一步的研究方向

    现在网络编码的研究已经走向多元化,实用化。在LTE—A中通过采用MIMO分集技术,来抑制多径衰落;改善信道特性,提高系统性能。新一代无线通信网的网络架构是复杂的、多变的,其不仅体现在网络层次、基本构架方面,也体现在复杂的无线场景、传播环境和混合的无线小区结构上等。如何能在这样的环境下进一步满足提高系统的吞吐量、信道容量,降低误码率等要求,是目前的研究热点。因此在以后的研究过程中我们可以考虑以下几方面:

    (1)网络编码是一种协作通信的模式口1,与其他技术相结合可以优化网络性能,在各种无线传播环境下,充分结合多输人多输出天线技术,研究对网络中数据流传输的影响。研究基于协作分集技术的物理层网络编码和信道编码的联合设计方案,以及基于网络编码的数据传输,研究低复杂度、低时延的网络编码算法。

    (2)在实际无线通信网络中,信道往往是频率选择性衰落的,这种环境下MIMO网络编码的性能分析也是很值得研究的。除了理论研究MIMO网络编码技术外,还需要考虑实际的场景,以解决应用过程中遇到的各种问题,如编译码复杂度、延时问题对系统性能的影响问题,系统效率、编码效率和鲁棒性的提高问题等。

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中国通信技术近些年发展十分迅速，尤其电子通信技术日渐发达，普遍在全国领域内使用。光通信技术也发展成熟。光通信技术作为以光波作为传输媒介的技术，具有传输频带宽、容纳信息量大、抵抗电磁干扰能力强等传播特征。因此在结构复杂。内容庞大的物联网当中得到很好的运用。物联网的概念自从提出之后，就被社会各界高度关注，在全球范围内翻起了以物联网为中心的经济与技术大潮。

1 基本概念

光通信技术，就是以光波作为传送信息媒介的通信方式。与无线电波通信技术相同，光通信技术也属于电磁波通信技术，然而光波频率比无线电波的要高，波长较短，因此传播时信息容量更大。光通信技术主要有两种方式：光纤与无线，表现出高度带动性、渗透性与创造性。在信号覆盖与传播上有着显著优点。目前中国光通信技术发展相对成熟，以廉价灵活的传输特点，被运用到诸多领域内。

物联网是通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，依照原定程序协议，将现实中任何物体与互联网连接，通过信息交换与通讯，实现智能化识别、定位、监控、管理物体的网络。物联网物体本身与网络无关，是人们生产生活中存在的千万事物，在安装上传感器之后，与目前网络数据信息库链接，让人们直接去认识、管理这些事物。物联网的概念随着社会经济与科技发展，是不断演变，与概念刚提出时有了很大改进，涵盖范畴日益丰富。物联网核心能力是运输可靠、感知全面以及处理职能化这三个方面。它可以将识别的物件信息，通过场景感知，将信息聚合一起进行无缝连接处理。

尚前，光通信技术在物联网结构中发挥着巨大功能。两者互相结合，在工业、环境、军事、医疗、保健等人们各种日常生活与商务生产领域体现出优越的实用价值，造福人类生活。物联网中光通信技术主要有：光纤传感、射频识别、WiFi等近距离无线光通信技术、还有GPRS、3G、4G 移动通信技术等长距离无线通信技术。科研工作者们已经开始着手将光通信技术引入互联网终端，实现远距离的互联网检测控制、维护管理与正常运营。

2 物联网的基本结构

物质结构决定其用途，物联网也如此。物联网的分层结构模型，决定其工作环节依照顺序进行，逐步实现每一项技术功能。现在，物联网科研者普遍将物联网结构分为三个层面：感知层、网络层、应用层，每个层面的主要内容，见表1。

①感知层，物联网最低层次组织，是物联网技术的基础层次，负责获取物体信息感知与获取。我们常见的硬件设施有摄像头、传感器网络、二维码标签和识读器、视频检测标识等。

②网络层位于物联网技术的中间层次，连接感知层与应用层，完成数据信息的长距离运输与管理任务，直接地讲就是信息传播的桥梁，将感知层获取采集的数据信息，传送到终端应用层。其实现方式就是我们常见的各种通信网络，如GPRS、3G、4G 移动通信网络，蜂窝无线通信网络、有线通信等方式。

③应用层，是物联网最上层，主要对数据进行运用，或者进行智能处理，将具体数据信息应用在行业当中。其表达方式就是终端显示器与数据库等，能够直接表现数据信息的平台。

物联网的基本结构决定了其对数据信息的感知、传输以及智能处理的功能。正是物联网职能、便捷的功能，决定其广泛的应用前景。

3 光通信技术在物联网中的应用现状

3.1 物联网感知层的应用

光通信技术在物联网感知层上的应用，主要形式是光纤传感技术。在光导纤维与光纤通信技术的迅猛发展形势下，光纤传感技术也同步发展起来。它是以光为载体，光纤为煤质传输信息的崭新传感技术，属于光子技术领域。光纤传感技术基本工作原理，是光波在光纤中传播时，光波主要性质会随着外界环境变化而产生物理改变。将光纤传感技术与光纤通信技术结合一起，是构建网络化与矩阵化传感体系的发展方向。光纤宽带性的特点，可以将多种传感器集中使用在单个光纤中，对多个目标进行测量，因此在物联网感知层上可以表现明显优势。

光通信技术为互联网感知层信息采集提供更好的质量保证，连接起物理世界转向信息世界的关键环节。无线光通信技术，是光与无线通信技术的结合物，利用频率高波长短特征，其通信宽带是WiFi的104 倍，4G 移动通信的100倍。

光通信技术在在RFID系统中的运用。光传感与通信技术在RFID系统上，实现电子标签与读写器两者近距离无线通信，准确识别物体上的电子标签，读取其中的数据信息。目前，光传感技术主要读取无源电子标签，改变了传统无线信号射频短的不足，提高了RFID系统的感应能力。RFID读写器对于光通信技术应用，是与互联网网络层的接入当中，创建双向功能的网关设备，将其与RFID系统相互协作与融合起来，对物品信息进行实时共享。在实际应用中，利用光通信技术的RFID系统，很好延长读写器与网络层连接距离，将读写器直接变成职能终端，更方便地接入移动通信网络。另外就是，光通信技术可以感应多个电子标签，并能防止信息之间相互冲突，减少信息干扰，保证数据信息的安全。

光通信技术在无线传感网络中的运用。传统无线网络的传感器随机分布，处理单元与通信单元自行组织。这种不稳定结构只能完成近距离传感、通信，传输距离也比较短。融合光通信技术之后，可以进行长距离传输，距离可以达到100 m。

3.2 物联网网络层应用

互联网目前信息有线通信方式中，主要就是光纤通信。以光波为媒介的传送形式，光纤通信技术可以容纳更多信息量，实现快速传播不受干扰，还可以进行长距离传输。无论是传输速度距离，还是信息安全方面，都具有无可替代的优势。并且光通信技术建设便于铺设，可以进行现20 THz 的宽带接入，十分适合物联网大数据传输需求。

GPRS在我国已成熟运营几十年，网络可靠性高，基站覆盖范围广泛，适合物联网无处不在的网络要求，GPRS数据传输速率最高值为115 kbps。采用光通信技术的3G网络技术可以提供最高2 Mbps数据传输速率，为日益增强的物联网数据业务提供了支持和保障。而4G网络技术的性能更加优越，采用正交频分复与多端口输入输出技术，数据传输率高达201 Mbps，宽带是3G的十倍。光通信技术大大提高了物联网数据传输能力，大大优化了网络层结构。移动通信的安全机制，是以人与人之间通信基础，在物联网中进行应用时，大量的数据会造成网络堵塞，信息安全性降低。光通信技术创建了多个传入传出端口，签订物与物、物与人之间的安全协议，并可以根据通信需要与物联网特征增强安全机制。

移动通信网络是以光通信技术为核心，在人与人、物与人、人与自然之间可以实现任意时间与地点的信息交换与交流。目前，中国已经形成较为成熟的移动通信网络。物联网以其作为网络层，可以更好整合社会中任意物品的信息，减少技术成本，并能保证高效的信息传输率，为开发移动物联网创造了优良的技术条件。

3.3 物联网无线终端应用

M2M设备中的光通信技术，可以满足许多数据请求，并自动包含其中的数据设备。将GPRS、3G、4G嵌入到M2M设备中，创建手机终端。这样就将手机打造成为通信、感知、信息处理的职能终端。光通信技术在将物联网终端塑造成移动通信终端上，具有十分重要的作用。他它符合移动通信网络终端的管理方式，以人与人之间通信为基础，在安全协议与多端口通信信息处理上效果良好。

在工程建设中，工作人员通过将光传感技术嵌入到设备中，可以职能处理电网、桥梁、铁路、建筑等信息，然后再与物联网进行结合，将多种施工设备、机器与基础设施等物理系统进行合理整合。让施工的大小细节，在物联网中得到科学规划与配置，节约建设成本，管理生产生活。物联网变现出的职能化特征，与数据信通过光通信技术在云计算平台中自行处理是分不开的。

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的数据通信效率。

关键词：物联网；远程安全监控；拥塞控制

0引言

船舶在人们的经济生活中发挥着重要的作用，一方面大部分商品贸易由船舶运输完成，另一方面船舶又是重要的交通出行工具，同时还承担着勘探、开采、国防等重要任务。由于海上环境的复杂性和不可预见性，船舶随时都可能遭遇突发状况，加之船舶造价昂贵，损坏

的代价较高，因此远程安全监控十分必要。安全监控的初级阶段主要依靠人工对讲机或无线电话来完成，高度依赖船舶工作人员的能力和经验，要想实现动态的船舶监控和管理难度极大。随着无线通信技术的发展，利用通信网络以及电子技术对船舶进行功能监测、故障

检测、信息传播成为主要手段。船舶电子监控技术分为有线监控和无线监控，远程监控大多采用无线监控，原因是无线监控具有受制性较小，可变换监控点，后期维护成本较低，适应能力更强等优点[1]。物联网技术的网络通信寻址方式简单可靠，本文对物联网技术应

用于船舶远程安全监控系统的可行性进行研究，利用拥塞控制算法提高了基于船舶物联网的远程安全监控系统的数据通信性能，最后，进行了仿真实验。

1基于船联网的远程安全监控系统

1.1远程监控系统

基于物联网技术的船舶远程安全监控系统结构其主要由实时监控、历史监控数据、编码管理、用户管理等模块构成[2]。1）实时监控。该模块能够实时显示船舶中监控对象的运行状态；2）历史监控数据。该模块能够保存历史监控数据，生成趋势图，为用户提供决策参

考；3）编码管理。该模块能够对系统中的监控设备及其位置进行编码，实现设备的添加、删除和修改等操作；4）用户管理。该模块能够对系统用户进行管理，实现用户的添加、删除和用户权限的变更等功能，同时，对用户资料进行修改和更新。

1.2传感器网络

传感器网络由大量传感器节点构成，其中，每个节点都具有一定的计算能力和通信能力，这些节点被放置在监控对象附近，构成了具有一定智能的网络系统。传感器网络具有隐蔽性强、容错性高和快速部署等特点[3]。基于船舶物联网的远程安全监控系统的特点如下：1

）可以灵活设置船舶监控点，所以，其具有较强的适应能力。2）监测点具有易安装和维护的特点。当系统中的某个监测点出现异常时，系统能够快速定位异常监测点，并及时进行维修。3）系统支持分布式数据存储和数据处理，在监控中心和监控节点都保存了监控数

据，所以，系统具有很高的可靠性。4）传感器网络中的节点具有一定智能性，所以，可以降低参数改变对测量精度造成的影响。主要包括数据采集单元、数据处理单元、无线通信单元以及能源供应单元，实现监控对象的数据采集、数据处理和数据传输等功能[4]。1）

数据采集单元。该单元利用传感器实现数据信息的采集，采集的数据经过转换电路变成电流、电压等模拟信号，再经过调理电路中的AD转换器将模拟信号变成数字信号。2）数据处理单元。该单元负责监控数据的存储和处理、任务调度和能耗管理等功能。3）无线通信

单元。该单元负责节点间的无线通信、数据的传输和命令的交互。4）能源供应单元。该单元负责传感器节点的能量供应。

2数据通信机制

2.1无线通信

ZigBee采用的是IEEE802.15.4协议，该协议由物理层PHY、控制层MAC、网络层NWK以及应用层APL组成，每层都为上层提供管理和数据服务。每层具体描述如下：1）物理层PHY。该层定义了无线信道和MAC间的通信接口。该层为MAC层提供的具体服务有：激活

ZigBee节点；接入ZigBee节点信道；对信道能量进行检测；提供可选择的信道频率；数据发送和接收；对链路通信质量进行检测。2）控制层MAC。该层主要实现对所有无线信道的访问，并发射同步信号，提供MAC实体间的通信链路。该层的具体服务有：生成网络信

标；信标同步；支持PAN的连接和分离；通常信道采用CSMA-CA方式接入。3）网络层NWK。该层是ZigBee协议的核心，主要负责数据传输、路由查询和ZigBee节点的断开或接入。该层的具体服务有：网络生成、网络发现、初始化路由、同步接收、信息维护、设备

初始化、设备的接入或断开。4）应用层APL。该层包括支持层APS、ZigBee设备ZDO等。APS为用户提供网络服务接口、必要函数以及支持用户自定义对象。ZDO功能有：建立设备间的安全机制，对设备角色进行定义，发起绑定请求，搜寻网络设备。ZigBee的工作模

式有信标、非信标2种。其中，在信标工作模式下，所有设备同时处于工作或者休眠状态，能够有效降低设备功耗。在非信标工作模式下，设备处于周期性休眠状态，路由和协调器则一直处在工作状态。

2.2拥塞控制算法

在实际应用中，拥塞控制算法的目标是建立完善的管控系统，对现有缺陷进行弥补。算法的原理是：在运行过程中，如果监控设备出现告警状态，则监控信息不需要发送到管控中心。该算法的主要模块包括管控中心模块、启动模块以及发送模块。1）管控中心模块。管

控中心在拥塞控制中具有主导地位，其利用多种方式实现信息采集，然后对采集信息进行分析和统计，并根据结果做出反应。管控中心负责对所有环节进行管理，对监控点设备进行检测，确保网络的正常运行。一般而言，拥塞控制算法在应用层中执行，算法需要对监控

点状态进行定期检查，保障其处于正常状态，通常间隔时间为180s，如果连接失败或者未收到连接请求，那么认为该网络设备处于异常状态。2）启动模块。管控中心负责启动模块的管理，当管控中心选择启动模式时，启动模块开始工作，其执行过程如下：首先是网络

测试，当管控中心收到网络测试消息后，开始对网络进行测试，通常测试数据包的时间间隔设置为30s，这样既不影响网络的正常运行，也不浪费网络的带宽资源。管控中心计算数据包时延，根据拥塞避免算法，求得窗口大小，并根据情况作出反应。其次是负载判断，

根据公式对网络参数进行计算，主要参数包括RTT、RWND、CWND等。分别对RTT、Tthresh和SWND、NDthresh值进行比较，当Tthresh小于RTT，NDthresh小于SWND值时，网络存在拥塞的概率较高，反之，则认为网络比较畅通。最后是发送信息，在第2步结果

的基础上，当网络处于拥塞状态时，系统自动发出警告信息；当网络处于畅通状态时，系统会向指定地址自动发送监控信息。3）发送模块。该模块是在监控节点的网关中工作，其原理是根据访问控制表ACL实现网络流量控制，以提高网络的数据传输性能，保证网络的

安全性。如果数据的发送位是1，那么，系统可以向指定地址发送信息；如果数据的发送位是0，那么，系统会将该信息丢弃。

3仿真实验

本文搭建仿真平台对基于船舶物联网的远程安全监控系统进行了仿真实验，传感器网络中传感器的数量为20，利用iocomp工业控件实现系统和基站间的数据通信，数据包发送时间间隔为30s。由仿真实验结果可知，本文在ZigBee协议、路由协议、拥塞控制算法等通信

机制基础上设计实现的船舶物联网远程安全监控系统能够实时显示监控对象的运行参数和状态，满足了系统对通信性能的要求。

4结语

在物联网技术被广泛应用于船舶安全监控背景下，如何提高基于船舶物联网的远程安全监控系统中数据通信的效率是本文研究的重点。本文对基于物联网的远程安全监控系统的原理和传感器网络进行了研究，在此基础上，提出了网络拥塞控制算法，最后，进行仿真实验

，且实验结果达到预期。

参考文献：

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关键词：物联网；5G通信技术；应用

引言

5G移动通信主要是基于4G技术而开发的新型数据传输技术，其优势主要表现为有完善的传输性能、传输速度快、资源使用效率高且覆盖范围大，因而在现代数据传输中应用日益广泛。现阶段，各国开始与科研机构与高校合作深入研究5G通信技术与物联网的融合，以此全面提高信息传输效率促进物联网技术可持续发展。

1相关知识概述

1.1物联网内涵

当前，物联网是21世纪的代表性产物，其在全国甚至全球范围内实现了物与物间的连接，使得人们日常生活发生了很大的改变。此外，该技术适应性比较强，与人们日常生活联系紧密，交通还是农业智能化发展方面，5G通信技术使得物联网技术性能得到有效提升。

1.25G通信技术内涵

作为一种新通信技术，全球范围内5G通信技术备受关注。该技术被称为时代分界点，其特点主要表现为：数据流量增长速度快。随着居民生活水平的提高，人们对网络提出了更高的要求。当前，4G网络中套餐流量网络业务已经无法满足人们的实际需求，网速减慢甚至中断现象频繁发生，用户体验度明显下降。5G技术则有更高的传输速率与质量，可有效解决这些问题，就算网络繁忙时候也能达到正常4G及以上水平。峰值速率大。其主要指互联网运行最高与最低速率，相较之4G技术，5G通信技术速率提高了10倍左右，更好的保障了单体用户流量速率。环保性强。现阶段，环境保护备受各国关注，未来5G通信技术与节能环保理念有效结合，更好地满足时展。可靠性高且延迟性小。与10年前相比，现代人们生活中网络信息化应用与功能多元化、普及化；未来对于居民日常生活、购物、农业生活与工业施工等将实现数据与信息化发展，此种情况下网络承担的社会责任与义务更多。5G通信系统则能够减少因延迟减少引起的资源浪费，稳定性更好。联网设备数量增多，信息高效传递。联网设备主要包含中继器、集线器与交换机等。因此类设备造价高所以数量有限，5G通信技术发展与联网设备技术支持密切相关。未来联网设备数量将日益增多，从而保障了5G网络覆盖率，人们信息交互需求获得满足。

2SDN/NFV网络技术

基于软件层面定义网络系统就可称之为SDN，整体技术突出了对IP网络设备提供的软件角度定义，且不会影响到主机设备。实际应用中，整个技术能够有效控制、分离并转发电视网络设备。借助系统化协议，SDN技术能够促使控制设备与其它转发设备准确结合，设定专业化协议，深入解说控制与转发设备结合遇到的问题，而这一过程的利用IP网络设备实现。5G技术能够对全网实现集中控制，利用IP设备控制点分散而集中管理设备。整个系统中SDN技术实现可编程目标，整体技术支撑下控制并管理相关网络。整个系统中，网络功能虚拟化设备是非常重要的，利用虚拟化技术，有效协调相关电信设备比如软硬件设备，便于拓宽网络整体功能，全面提高工作效率。5G通信技术中，可扩展技术是非常重要的应用技术，云计算服务与三网融合产业有效提高了5G通信网络安全性，且对5G通信技术发展规划制定也有非常重要的。SDN/NFV技术中，将软件定义网络或网络功能实现虚拟化，特别是5G移动通信网络中，实现虚拟与软件化目标，数据分离控制效果突出，从而更好地推进5G通信技术发展。SDN/NFV技术是5G通信技术发展的基础，结合网络有效构建通信借此狐、控制与应用层，合理调用程序，成功取代手动配置，因而对5G通信技术管理也至关重要。实际工作中要想优化网络系统，5G通信网络就要具备转发分离功能，以此有效控制5G通信网络运行状况。结合SDN/NFV技术，有效构建虚拟网络架构，从而更好的满足各业务网络需求。

3物联网时代5G通信技术具体应用

3.1高频段传输通信技术

物联网背景下，各行业发展中要具备一定的网络容量与传输速率。现阶段，对于移动通信系统而言，系统频段多保持在3吉赫以内，以此满足日常生活中的简单需求。如果存在较大范围的线上活动，短时间内使用数量增长速度快，就会出现频段资源不足的问题，造成网络拥挤，从而影响到用户体验度。但高频段传输技术中，宽带吉赫达到284.7，该数字是微波全部带宽的12倍。换言之，微波与毫波尽管叫法没有多大差别，但范围却明显不同。相较之微波，毫波要明显小一些，毫米频率一般为27.3~350吉赫，所以因尺寸比较小利于实现小型化发展目标，制作体积小、耗材小的设备。除此之外，超高速距离内实现通信，再结合5G技术，获得很好的兼容性。

3.2密集网络通信技术

相较之4G网络，5G移动通信具有的流量是其千倍甚至更多。众所周知，5G网络技术是将各种无线接入技术融合在一起，覆盖范围小，因而更细小的分割是无法实现的。此种情况下，应用密集网络技术显得尤为重要。实际应用中，密集网络技术内容主要包含：将大量天线设置于宏基站外部，该方法利于拓宽室外空间，同时还能促使系统容量得到增加。与此同时，使得系统灵活性得到明显提高。室外布置较多的密集网络，以此促进各网络节点更好的协作，在此基础上使得相邻节点准确性与有效性得到大幅度提升。此外，还可有效改善信噪比增益的客观性。5G网络通信技术中，应用密集网络技术可适当地增加网络空间与时间动态班花，网络覆盖面积扩大，为网络优势的充分发挥奠定良好的基础。

3.3智能网络技术

未来，随着时代的进步，5G通信技术提供多元化服务是必然趋势，同时还会向中心网络传输更多复杂的数据。从本质上来讲，5G通信技术中心网络属于一种云计算平台，其中大型服务器是主要构成部分，有很强的计算能力。该技术可借助交换机网络与其它设备、基站有效连接起来，可有效应对时效性强的数据与大量其它数据。向云计算中心提交数据并进行网络处理，以此对数据进行细化，并根据不同类别做好划分与归档。中心网络外部包含很多终端与基站，其形态也是有所差异。网络中心可结合各种业务类型，选择频段不同的数据。用户体验中，网络连接有多元化的方式。此种情况下为了有效地应对复杂且大量易燃物，提高智能化水平显得尤为重要，以此增强数据识别、分类与选择能力。所以5G通信技术中，智能化网络技术是一种非常重要的技术构成。

3.4直接通信技术

现阶段，移动通信系统构建通信网时，主要是利用固定站点分布实现构建目标。一般情况下，基站的作用是非常重要的，基于基站向周围拓展，在此基础上实现一定范围全面覆盖网络。实际工作中，要在较为宽敞地平地上设置基站，且要具备一定的固定性，由此就对导线结构造成了一定的限制。这就表明，只有在基站覆盖范围内方可接收到移动网络，一旦间距较远的话，移动网络接收就会受到影响。但5G通信技术研发过程中有效弥补了这一缺陷，认识了传统基站网络传输还存在一些限制性问题，以此为有效构建直接通信技术创造了平台。就算没有构建基站，也可实现有效传输并接受网络数据，一定程度上该技术能够更好地满足未来社会经济发展需求。

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关键词：地铁通信；互联互通；应用

1 概述

随着城市人口的增加和城市建筑的密集建设，地铁已经成为缓解城市交通压力的重要工具。目前，一些大中型城市正在不断扩大地铁建设规模，不断增加线路数量，不断延伸线路长度，就像很多路公交车在某一个站点换乘一样，两条甚至多条地铁线路的换乘车站会越来越多，列车必然会在两条线路上跨线混跑。解决好换乘车站的无线覆盖、互联互通及车载台的跨线漫游问题，对整个无线通信系统的通信质量、调度安全有着非常重要的意义。

互联是指物理上的连接，互通是指功能的实现。互联是基础，互通是目的。互联互通的含义：假设地铁1号线、2号线和3号线所建立的TETRA网，分别叫A网、B网和C网，并在换乘站附近重叠。又设各网的移动用户编号分别为100X、200X和300X，如图1所示。为实现网络化，要求A网用户（例如1008）从A网进入B网后，可以成为B网用户，具有B网用户的功能，可以和A网、C网其他用户（例如1001、3001）正常通信，功能不减，性能不降，无缝连接，平滑过渡，这就是真正意义上的互联互通。

图1 TETRA移动用户跨网漫游

2 互联互通的必要性

目前，民用通信网络经过很长时间的发展，在技术、标准、接口协议等方面已经得到很好的改进和完善，无论网络运营商是否相同、使用设备是否一致，同一个无线终端在不同的网络之间都已经能够平稳的过渡。而地铁专用无线集群网络，由于地铁运营环境的影响，与民用无线网络相比，专用无线网络相对独立。特别是在线网建设的初期，一般每条线路都会有自己的控制中心，同一条线路中的无线用户基本上也只会在本线路范围内活动，采用单线控制的运营机制基本上可以满足运营需要。在这种情况下，线路与线路之间的跨线无线通信很少出现。随着新线路的不断建设开通，线网逐渐形成，在新的线网运营模式下，无线集群调度系统中传统的单线运作机制逐渐显露出其不足，具体表现为以下几点：

（1）当列车资源使用紧张的情况下，可能出现列车跨线使用的情况，此时，车载无线电台会由于不同线路之间的无线通信不能互通的原因，导致其不能正常进行通话。

（2）线路之间换乘站的增多，会导致车站工作人员在不同线路之间进行处理日常事务，此时，无线手持台也会由于不同线路之间的无线通信不能互通的原因，导致其不能正常进行通话。

上述问题会随着线网规模扩大而更加显露出来，并且还有可能会带来新的问题，对正常运营产生非常不好的影响。为此，加强集群无线调度系统的互联互通功能，成为了地铁通信建设的客观要求，也是必然选择。

3 跨线路互联互通

3.1 同类型设备

同类型设备指的是参与互联互通的所有设备都由同一个厂家生产。这种模式的优点是兼容性好、互联技术的成熟性好和稳定性好。

3.1.1单中心交换机

单中心交换机互联互通是指不同线路的无线基站系统共用一套中心交换设备的互联方式，原理见图2。

单中心交换机互联互通的优点是成本低、结构简单。但这种方式也存在一定的不足：（1）对中心设备要求比较高，既要有足够的容量，又要有很强的处理能力；（2）中心交换设备一旦发生故障，将影响所有线路的使用，影响了整个系统的安全性和可靠性。

3.1.2 多中心交换机

多中心交换机互联互通是指在单中心交换机互联互通的基础上增加控制中心和互联互通设备，从而实现线路之间的互联互通，原理见图3。

多中心交换机互联互通具有以下优点：（1）互联互通设备发生故障只会影响跨线路之间的通信，单条线路的通信可以正常运营；（2）可以对新入网线路进行独立调试，在其满足线路要求的情况下接入原网络，减少了调试带来的风险；（3）一个控制中心发生故障，不会影响其他控制中心控制的线路，大大的提高了系统的安全性和可靠性。但是，对于单中心交换机来说，多中心交换机也有其劣势，例如，成本高、系统结构复杂等。

3.2 不同类型设备

不同类型设备指的是参与互联互通的设备是由不同厂家生产的。和同类型设备相比，不同类型设备的兼容性、稳定性和互联技术成熟性都比较差。但是，不同类型设备对线网设备的多元化发展有极大的好处。

4 基础数据的设置建议

在建立互联互通之前，各个运营线路之间的无线通信系统是独立的，但是在互联互通之后，所有参与互联的子线路融合成一个很大的线路网，这时，任意子线路中的一个参数进行更改，都有可能影响到其他线路的运用。因此，在互联互通的数据配置上必须小心谨慎。

对于以下几种关键参数的配置需要特别小心：网路及登记参数；最大通话时长参数；鉴权参数（鉴权是一种系统的功能，可以为合法的用户提供服务，拒绝不合法的用户的服务要求，进而以防非法用户进入网络）；有效站点参数（此参数设置了某个用户或者通话组的有效使用范围）；邻区参数（无线用户在通话中不断的移动，经常发生用户从一个小区走到另一个小区）。

5 结束语

随着地铁线网化进程的不断发展，为了能更好的发挥无线集群调度系统的作用，必须将现有的零散网络进行整合，进一步提高既有的网络资源的利用率。互联互通技术也将会被更广泛的应用。

参考文献

1.天津地铁专用无线通信系统互联互通方案 赵彦芳 铁道通信信号 2016年

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【关键词】物联网 海事通信 RFID 智能传感器

中图分类号：TP 文献标识码：A 文章编号：1009―914X（2013）35―495―01

进入21世纪以来，网络正在日益深刻地改变着人们的生产和生活方式。时至今日，随着感知识别技术的快速发展，信息从传统的人工生成的单通道模式转变为人工生成和自动生成相结合的双通道模式。以传感器和智能识别终端为代表的信息自动生成设备可以实时准确的开展对外部世界的感知、测量和监控。

物联网是在物理世界的联网需求和信息世界的扩展需求双重推动下不断发展起来的一种新型网络。其本质是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体、让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。它所具有的3个重要特征是：普通对象设备化、自治终端互联化和普适服务智能化。简单的解释就是：身处物联网时代，所有的物体均能够实现可寻址、可通信、可控制。

海事通信作为航海保障体系的重要组成部分，在海上遇险值守搜救、安全警报信息播发、服务船舶用户通信需求等发面都发挥了至关重要的作用。时至今日，海事通信已经走过了数十年的发展历程，也正处在技术升级和服务转型的关键时期，如何利用好当前先进的计算机与信息技术，建设数字化海事通信体系，以更加智能便捷有效的通信方式跟上时代的发展步伐，是每一个海事通信人都在思考的问题。物联网技术的应用无疑为海事通信的数字化、信息化带来了新的思考与发展的契机。

物联网主要分为四个层次，即：感知识别层、网络构建层、管理服务层和综合应用层。在海事通信领域，物联网技术的应用也同样分为感知识别、网络传输、监测管理和综合应用这几个部分：海事通信承担着海上遇险值守和信息播发的任务，需要人员24小时值守待命，各类通信设备如接收机、大功率发射机等设备都要保持24小时运转，需要及时对各类信息及突况作出准确的反应，这无形中消耗了极大的人力资源；针对传统通信机房而言，存在着机房设备24小时不间断运行、收、发信机及网络设备种类多样、涉及与各类天线的工作协调、发信机发射功率大等诸多特点，此外如何高效的管理和使用通信设备，以及如何监督通信质量都是当前亟待解决提高的一些问题。针对这些特点，物联网技术能够为海事通信的日常管理提供一些新的思路：

1.使用RFID（射频识别技术）用于存储每一台设备的基本操作信息和维修保养记录：RFID技术利用无线射频方式在阅读器和射频卡之间进行非接触双向数据传输，以达到目标识别和数据交换的目的。与传统的条型码、磁卡及IC卡相比，射频卡具有容量大、非接触、阅读速度快、无磨损、不受环境影响、寿命长、便于使用的特点和具有防冲突功能，能同时处理多张卡片。在国外，射频识别技术已被广泛应用于工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理、资产管理等众多领域。目前生产的RFID产品主要分为主动式和被动式两大类：内部不带电池的标签称为被动式标签，需要外部持续提供能量才能正常工作，被动式标签的特点是读取距离较近，一般为几厘米到5米范围，其寿命较长、成本较低，但读取设备价格昂贵；内部自带电池的标签称为主动式标签，能够自发发射信号，发射功率一般小于5mw，具有同时识别多个目标系统的能力，能对100km/h的高速移动目标进行识别，可调识别范围能够扩大到100m左右，主动式标签寿命受电池影响，成本较高，但相比而言读取设备价格较低。针对两类RFID标签的特点，考虑到通信设备普遍具有较强的电磁屏蔽、较高的功率接收与发射以及根据信号传输距离的需要，在实践中应主要采用主动式RFID作为实践探索的方向，同时采用错开工作频率、扩展读取频率、加装信号中继器等手段，克服机房内的信号干扰和电磁屏蔽。在海事通信领域，为每一台接收机、发信机和网络设备配备RFID电子标签不仅能够方便的使用读写器读取通信设备的名称、型号和工作参数，还将能够随时调取操作说明和产品说明书，记录故障和维修保养情况，给值守操作和维修保养作业提供便利，有效地提升对通信设备的管理水平。

2.使用智能传感器监测替代传统的人工值守模式，时时监控通信设备各类工作指标：传感器作为信息获取的重要手段，与通信技术和计算机技术共同构成了信息技术的三大支柱，随着电子器件的不断更新换代，现代传感器正逐步向微型化、智能化和网络化的方向发展。如今，智能传感器在军事、楼宇管理、医疗监控等应用领域中都正在发挥着日益显著的作用。在海事通信领域，智能传感器能够最大限度的替代传统的人工模式，其通过自带的微处理器和无线传输装置，能够将每一台通信设备产生的零散信息进行简单的比较处理后汇总于统一的监控终端，方便值班人员监控查询，这些数据可以包括外界环境的温湿度数据、收发信机的工作频率、当前的发射功率、驻波比情况、电力及高压工作情况、天线的连接状态、散热系统的运行情况等重要工作参数；同时，一旦设备发生故障报警，专门用于监测告警信息的传感器即会将故障信息及时发送给监控终端，值守人员在获得告警信息后，可以选择根据告警内容，通过无线传输简单的开关指令，使用微处理控制系统操作发信设备和天线倒换设备实现诸如断开高压、更改频率、调换天线、关闭供电等简单操作，从而实现设备的远程监控与管理。

3.海事通信服务的对象是广大船舶用户和港航单位，对发射信号的质量有较高的要求，通过物联网技术能够实现对信号质量的实时监控。海事通信为了确保能够准确的接收和发射安全信息和遇险搜救信息，就要求在任何条件下，信号的发送必须提供尽可能采用较大的发射功率，同时减小干扰信号，确保信号的发射质量。当前对于信号质量的监控，仅仅局限于监控发信机的发射功率和驻波比情况，采用人工方式与用户进行沟通后反馈获得。随着物联网技术的发展，具有信号接收功能的传感设备即可以被部署到信号覆盖的码头、钻井平台、船舶等工作场所，实时接收发射的信号，通过处理器统计信号强度、干扰状况等，并将监测信息通过互联网、wifi、蓝牙、微波传输、海事卫星等多种传输手段发回监测终端，使值守人员能够随时掌握各路通信在不同区域的信号发射接收情况，便于合理调配通信资源，实现海事安全信息和遇险搜救信息的全面覆盖。采集到的信息被存入指定的数据库系统，将能够对整个北方海区所和接收的各类信息进行统一的存储与管理，分析各个航行区域和港口码头的船舶信息需求，并整合其他海事信息资源如AIS（船舶自动识别系统）、CCTV（海事数字电视监控系统），合理的进行调配与使用，提高海事通信的管理能力与服务水平。

随着整个北方海区通信资源的整合利用，海事通信正向着现代化、数字化不断迈进。物联网技术的发展将有利于将原本零散分散的单个站点、单台发信设备整合成一个可远程实现自动监测和控制的资源整体，由统一的信息处理终端进行监控与管理，将大量采集到的信息实现汇总与利用，能够有效提高海事通信的工作效率和管理水平。当前，物联网技术在全国乃至全世界都处于高速发展阶段，在各个领域的应用也都处在不断的摸索和实践中，相信随着电子器件和网络建设的不断完善，物联网技术在海事通信领域将会获得更多发展和实践的空间。