浅谈物联网对计算机网络技术发展的影响
摘 要:随着近年来物联网概念的快速发展,越来越多的公共服务与商业服务建设中加入了物联网的元素,而物联网的组建核心正是互联互通的计算机网络。计算机网络的发展经历了从无到有、从小到大、从有线到无线、从慢到快这几个阶段。物联网的快速发展要依靠计算机网络技术,计算机网络技术的发展要结合物联网的发展方向,两者相辅相成缺一不可。文章结合计算机网络技术与物联网的关系来分析其发展趋势。
关键词:计算机网络;物联网;发展
一、计算机网络技术发展现状
在冯·诺依曼发明计算机后,军方就利用其强大的计算能力来模拟武器的飞行轨迹、爆炸规模、杀伤威力等军事用途。第一个计算机网络亦是在美国军方的主导下组建而成,名为“阿帕网”,它就是因特网的前身。阿帕网在1969年正式启用,最开始使用时仅连接了4台计算机。逐渐的人们意识到计算机之间的互联互通可以使人类的沟通交流更加便利,随之诞生了连接分组协议,该协议是网络间的“传输带”使各个单独的网络连接起来,其中包括我们熟知的TCP/IP协议。有了统一的协议之后,计算机有了统一的通信网络标准,就可以通过铺设好的线缆进行信息的传递、交换,将世界各地的计算机编织成一面无形的网。最初的网络传输速度十几K、几K,因此传输的内容有一定的局限性,只能传输文字与图片,且无法实时传送大数据量。伴随着光纤、石墨烯、WIFI等新材料和新技术的不断涌现和使用,计算机网络的速度也随之得到了很大的提升,传输的速度已经能达到百兆甚至是千兆,并且相应的时间更快,减少通信延时。
二、什么是物联网
(一)物联网的提出
物联网概念的提出为21世纪的计算机网络发展提出了新的要求,是物联网+、工业4.0的基础。“智慧”是其核心,所谓“智慧”,即连接了物联网的设备可以通过预先设定好的传感器、RFID等设备或者程序鉴别出物体或者使用人给出的信息,进而对信息进行处理、反馈到终端计算机进行处理,这一完全自动化的程序,不再需要人工参与。物联网是一个新兴的产业,代表着新一代科学生产力的发展,是推动世界发展的新动力。一方面可以提高效益,节约用工成本;另一方面可以为其他行业发展提供技术上的支持。欧美、日韩都在投入大量资金研究与探索物联网,我国也很早就在物联网方面给予了相当高度关注度,工信部等相关部门制定了相关的标准,在国家的大力扶持下许多高科技企业相继投入到与物联网相关的行业中来,进一步保障了经济快速、稳定的发展,现我国在物联网方面的研究水平已处于世界前列。
(二)物联网的工作原理
物联网的用途非常之广泛,涵盖了交通、安全、检测、管控、健康、物流等等多个领域。可以说物联网已经把新一代的IT技术充分的运用到了各个行业当中。具体的来说就是把传感器、RFID、二维码等嵌入到汽车,烟雾感应器、货物等需要连接到物联网的物品,然后由计算机网络传输到云计算机进行智能化处理分析数据,是“大数据”的重要组成部分。然后将物联网与互联网连接,实现物联网的信息交换、共享、互通。例如现在非常流行的微信扫一扫支付功能,只需用一台连接了网络的手机打开微信扫一扫账单生成的二维码就能在微信生成电子账单并且缴费,无需使用现金。又例如地图软件上的实时路况功能,可以查看到哪些路段塞车,哪些路段畅通,并且可以通过颜色判断出交通拥堵的程度。该功能是通过安装在道路上的汽车流量传感器实时监测道路车流量得到的信息,可以让广大司机通过手机或者电脑查看实时的道路交通信息,从而选择较为畅通的道路减轻城市道路拥堵状况,这就是“智能交通”。随着物联网在各个行业和生活中应用的愈发广泛和深入,生活正变得越来越便利、越来越智能,只需一台手机、电脑、平板等移动终端就可以了解或者控制衣食住行,这符合人类向智能化社会发展的方向。
三、物联网发展瓶颈
物联网的核心和基础依旧是互联网,可以看做是互联网进化的产物,其用户不仅限于人与人、人与物之间,而是发展到了物与物之间也可以有信息的交换。因此物联网的发展与互联网的发展有着一个共同的难题,最后一百米的传输问题。它们的用户都是在计算机网络的最底层的,但物联网比互联网分支更加细微,所以物联网对于网络的要求更高。
物联网终端有体积小、流动性大的特点,使之与计算机网络的连接保持高速并且稳定的速度是保证物联网正常运作的基本要求,也是困难所在。现有的技术例如WIFI、蓝牙等虽说可以解决网络连接的问题,但各自都有各自的缺陷。WIFI的缺点在于安全性比较差,使用中容易泄露账户、密码等个人信息,给不法分子可乘之机窃取他人财产以及重要信息。蓝牙的传输距离短,只有十几米甚至几米,不适应物联网对于网络的发展要求。
四、计算机网络未来的发展方向
自计算机诞生开始就慢慢的改变着人们的生活方式,小到谈话聊天,大至城市管理。发展到现在,整个世界已经由计算机网络连接到了一起,地球真正的成为了一个地球村。无论哪个角落发生的事情,只要上传到了网络,全世界的人们都能浏览。计算机网络是物联网的基础,物联网要向更高层次发展必须依托计算机网络。如今物联网的发展趋势是更加智能化、可视化、小型化、便携化等,要满足这些要求计算机网络的速度、稳定性、覆盖面这几个方面必须提高。网速方面,随着光纤到户政策的实施,计算机终端的网速得到了很大的提升,普通家庭用户也能达到百兆带宽,普遍满足了物联网的带宽要求。覆盖面这里主要是指用户终端与网络节点的距离,因为在物联网当中用户终端通常是在移动的,这段距离通常使用无线网络覆盖,现有的无线网络技术在安全性、稳定性方面的缺点制约了物联网的发展。作为全球目前比较认可的最后一百米网络覆盖的主要解决技术之一,ZigBee得到了许多的关注,虽然还处于刚起步的阶段,但已经取得了令人欣喜的成绩。例如济南园博园的ZigBee路灯控制系统。之所以能得到如此多的关注是因为它弥补了WIFI、蓝牙等现有无线传输技术的缺点。既保证了用户的信息安全,同时也保证网络速度与覆盖面积。这也是未来计算机网络发展的方向。
参考文献:
[1] 刘运城.计算机通信技术发展趋势分析[J].煤炭技术,2013(05).
[2] 朱洪波.物联网技术进展与应用[J].南京邮电大学学报,2011(01).
[3] 钱志鸿.物联网技术与应用研究[J].电子学报,2012(05).
作者简介:陈振峰(1981-),男,汉族,广东人,本科,研究方向:计算机应用。