计算机硬件及通信网络技术在物联网中的应用

朱晓强

（中国船舶集团第七一六研究所上海分部 上海市 201210）

伴随一系列技术不断的进步以及提高，使得物联网技术得到了发展。对于物联网来讲其属于通信网络的范畴，可以实现人、物之间的互联，通过对传感器的使用能够实时获取事物的运行情况，之后把状态数据由有关的网络传送至服务器，这样的网络如Wi-Fi以及TD-LTE等，有助于使用者实时掌握事物的运行情况，从而能够增强事物监控、状况共享能力。

1 通信网络以及物联网的介绍

1.1 通信网络

对于通信来讲，就是基于对有关媒体的使用，从而开展的信息沟通以及传递。而就网络而言，其属于一种数据链路，就是借助物理链路的作用，把有关的工作站进行连接，从而产生的数据链路。对于通信网络而言，就是基于有关的设备，进一步来开展物理连接，以达到信息交换的链路，在此基础上，实现对资源的共享以及通信。而关于现代通信网络，就是通过专门的机构，将硬件以及软件进行有效的融合，进而构建的系统，能够向多方提供通信服务，例如用户，把这些服务加起来，从而形成现代通信网络。因特网中包含多个构成部分，如计算机网络、路由器及终端等，其在全球范围都有一定的覆盖。原来的通信网络主要包含三部分，依次为传输、交换及终端。传输主要是对信息进行传送的载体；交换一般是指交换机，能够实现不同终端之间信息的交换；终端往往包含手机及计算机等。

1.2 物联网概述

基于对传感设备的使用，根据有关的协议内容，将物品同互联网进行相连，进一步达到信息交换以及通信，实现自动辨别、监控等功能，构建集多种功能于一体的网络。具体来说，物联网指的是物与物之间连接的网络，主要存在两层意思：第一层意思指的是物联网是在互联网基础上延伸而来的，它的核心还是互联网；第二层意思指的是其用户端不但有人还有物品，借助物联网能达到人同物品，以及物品与物品的信息交换。对于物联网来讲，其属于一项新的技术，存在着一系列突出的特点，例如渗透性理想、效益可观等，对计算机及互联网等产业能够起到关键的推动作用。基于互联网的深入发展，在生产生活及社会管理方面，开始朝着智能化及网络化方向发展，这在很大程度上增强了公共服务水平，有助于更好地实现社会管理，在此基础上还产生了很多新技术及新产品等，促进传统产业的升级，也实现了经济模式的转变，有望成为将来经济的新的增长点。

2 计算机硬件与网络技术的运用构成

图1：网关传感器

伴随城市化建设持续的发展，智慧城市水平得到了显著的提高，物联网的功能变得更加健全。物联网的运转需要得到很多技术的支持，其中计算机硬件属于基础的，对硬件设备有着很大的运用范围，比如传感器。通过计算机终端可以采集、传输数据，在达到有效输送指令的同时，也可以增加执行效率，并且借助于传感器，针对于终端以及物联网可以实现两者的连接。在终端传感器有着较多的构成成分，例如显示器，在物联网中，网关传感器的运用是相当关键的，对于信号传输来讲其是不可缺少的部分，并且对于网络以及通信的连接，其属于非常重要的环节。

3 计算机硬件与网络技术的运用作用

伴随社会经济的进步，再加上科学技术不断的提高，在城市化建设过程中进一步促进了智慧城市的发展，智慧城市存在着多项特征，其中物联网较为突出。在城市建设以及经济发展中物联网能够起到很大的作用，有着不可忽视的地位。对于物联网来讲，其已经发展成为一种数据传输网络，在很多方面都得到了有力的推广，比如电子商务以及生产制造，极大提高了各行业的数据化以及智能化，有着很大的作用以及意义。对于计算机硬件与网络技术的运用作用，本文主要从符合通信效率需求以及缓解网络运行压力等方面进行分析，以供参考。

3.1 符合通信效率需求

现如今针对于城市物联网，伴随其大力推广再加上覆盖范围的延伸，无论是通信质量还是网络传送的范围，都有了更为严格的要求，在物联网中网络技术因为有着独特的功能可以达到通信的可靠运转，从而促进物联网功能不断完善，与此同时通过网络技术，很大程度上可以提高通信效率，持续强化感知层运行质量，而且对于网络信息剂型可以第一时间感知以及检测，确保信息得到高效的传输。当处于数据传输过程，通过物联网不但可以提高数据处理效率，而且也能够保障精准性，另外对于处理的时间周期，能够促使其处于适当的范围，达到短时间内转换通信的目的。此外在物联网中利用计算机来设计传输层，持续延伸信息传输渠道，达到双重功能，很大程度上提高了数据传输速率，为使用者提供高效而且可靠的信息数据。

3.2 缓解网络运行压力

随着时代的进步信息技术得到了显著的提高，得到了更为广泛的运用，同时功能变得更加完善。在日常生活以及工作中会涉及到多项技术，而信息技术属于应用型的，为用户提供了极大的便利。另外针对于现如今的通信功能来讲，因为成本并不高，再加上设备存在便利性，从而获得了大力的推广，往往被运用于交流以及沟通，很多通信软件被用户所普及，基于这样的情况，进一步提高了通信的运行压力。伴随物联网规模的延伸，其功能变得更加完善，这在很大程度上会影响到传输质量。为了更好降低通信压力，需要基于各种网络技术以及程序，实行相应的更新以及优化，有效缓解这一网络所需应对的压力，充分发挥通信功能的作用，进一步来实现功能上的互补，通过有关的通信功能软件来分解物联网压力，建立功能更加健全的平台，同时借助运行机制实现实时监控，针对于物联网通信，确保其运行的效率以及质量，以便能够更好降低网络运行压力。

4 计算机硬件的运用

在物联网中包含着较多的计算机硬件，尤其是传感器，例如FRID，硬件终端中有着较多的部件，而传感器是非常关键的。在物联网应用方面可以把传感器分成两种，也就是网关以及终端传感器。通过对终端传感器的使用，能够实现对数据的收集、信息的输送以及指令的接收等，这一传感器中有着多种模块，比如时钟以及感知模块。通过电源管理模块，能够达到调节动能的目的，若电源量不够的话，能够第一时间通知使用者需要更换电源；通过时钟模块的作用，能够达到频率同步的目标，针对于这两种传感器的数据，可以同步进行发送以及接收，增加信息发送的速率；通过LED显示模块，能够充分体现操作以及运行步骤，可以及时掌握传感器的运行状况；而对于天线模块，能够有效发送以及接收信息；借助信号调制解调能够达到多种信号间的转换，比如数字以及模拟信号，同时完成对数据的压缩；对于感知模块来讲，其主要有着两项功能，也就是对数据的感知以及采集。

针对于网关传感器而言，其往往被称作路由器传感器。对于终端传感器所获取的信息能够集中发送至网关传感器（图1），从而可以和网络实行交换，与此同时这种传感器也能够接收指令，起到信息的路由转发作用。当构建物联网时，能够结合具体的需求来设置传感器，与前一种传感器类似，路由器传感器也包含着多个模块，比如显示以及时钟模块，对于该种传感器来讲由于用不着获取环境数据，故而不存在感知模块，通过单片机芯片，能够实现节点的控制系统，如达到射频数据发送以及接收，与此同时，可以掌控物联网的运行情况。

5 网络技术的应用

在现如今的城市中通过对科技的研发，使得物联网得到了较好的发展，而对于硬件资源和网络技术而言，在物联网中两者有着突出的作用，可为物联网持续性的发展提供强有力的技术支撑。借助硬件设备并采用网络技术，可以进一步强化远程操作功能，并且能够确保通信运行质量，在此基础上，除了可以有效减少运营费用，很大程度上也可以提升运行效率，产生更加完善的通信平台，在延伸覆盖范围的同时，也能够深入强化物联网的功能，促使通信水平得到显著的提升，最大程度使用网络技术。对于物联网来讲，其属于一种独特的网络，通常情况下，属于无线传感器节点，所以在通信传输这一方面也有着一定的独特性，使用的网络技术应当满足通信需求，现如今可供选用的通信网络有很多，比如较为常见的Wi-Fi网络。基于物联网通信，关于这一项技术的应用，文章从ZigBee与TD-LTE网络等方面进行探讨，希望能为相关人员提供借鉴。

（1）ZigBee网络。针对于物联网而言，这一通信网络定义了其层次架构，其中包含多项的内容如控制层，可以获取、发送以及汇聚数据信息。当进行协议设置时，需要和这一网络保持适应，存在着自愈功能，产生1个拓扑结构。在物联网中有着较多的设备，通过无线网络实现设备的连接，多次移动会致使设备更改、删除等。借助网络路由技术能够起到修复的作用，能够有效调节网络结构，存在着较好的可靠性。

（2）Wi-Fi网络。在所有的物联网中这一网络得到了大力的推广，主要是把不同的信号进行转换，同时向使用者提供支持技术，以便在物联网中可以接入设备以及通信，比如手机、电视以及电脑等。该网络具备一系列特征，易于组网、自发现，易于加入或者退出节点，能够为设备提供较大的便利，现如今被大力推广于多个领域，比如生产控制。

（3）TD-LTE网络。该种通信网络属于一种语言数据网络，有着一定的先进性而且规模较大，能够快速传送移动数据，对于下行带宽来讲其实施OFDMA技术，传送速度可以达到100Mbit/s，而上行带宽则借助SC-FDMA技术，速度可以达到50Mbit/s，与此同时很大程度上能够减小峰均比，增加有关终端的利用时间，并且也可以减小终端发射功率；对于通信信道来讲其存在一定的对称性，能够促使系统设计变得简单，达到顶层设计的目标，确保和4G制式的相一致，有效实行数据信息结合；移动通信组合了一系列技术，比如较为突出的MIMO技术，面对一些复杂的场所能够增加通信的适应性，减小通信小区间的干扰，确保数据传送的可靠并促进通信的有效切换，保障移动通信的性能。

6 结论

在物联网中借助硬件设备并采取网络技术，针对于物联网通信而言，可以极大提高其质量并延伸覆盖的范围，与此同时可以促使通信传输更高效、更快，尽可能推动物联网的可靠发展。所以对于网络技术和硬件，要强化两者和物联网的组合运用，持续健全融合连接功能，根据智慧城市的特点并借助网络的优势，构建功能更加完善的物联网科技，以便能够符合人们的需求，同时实现多样化通信，获得人们的认可以及满意，推动社会健康稳定的发展。