物联网技术论文

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1引言

随着光纤通信、移动通信、传感器等技术的快速发展和提升,人们提出了物联网技术。物联网是一种实现物物互联、人物互联的通信网络,可以采用传感器实时的采集客观事物的运行状态,然后将状态数据通过WiFi网络、ZigBee网络或TD-LTE网络传输给服务器,以便人们实时的分析事物运行状况,进而可以提高物体监控、状态共享能力。

2计算机硬件在物联网中的应用研究

物联网采用的计算机硬件主要是传感器,比如摄像头、RFID、扫描仪等,这些硬件终端最为核心的部件均为传感器。传感器在物联网应用主要包括两种类型,分别是终端传感器和网关传感器。终端传感器可以完成数据采集、发送和控制命令接收功能,主要由电源管理模块、时钟模块、LED显示模块、视频天线模块、信号调制解调模块和感知模块组成。电源管理可以负责物联网传感器的动力能源调控,如果一旦电源量较少可以及时通知用户更换电源;时钟模块可以实现物联网中的时钟频率同步,保证每一个终端传感器和网关传感器的信息同时发送、接收,提高数据发送的效率;LED显示模块可以显示终端传感器的操作和运行步骤,以便能够一目了然的获知终端传感器的运行情况;射频天线模块可以实现终端传感器数据发射和接收;信号调制解调可以实现数字信号、模拟信号之间的转换,并且完成视频数据、图像数据和文本数据的压缩、还原操作;感知模块能够完成最基础数据的感知和获取功能。

网关传感器又被称为路由器传感器。终端传感器采集的数据可以统一传输到网关传感器,以便能够与外界互联网进行交换,同时网关传感器也可以接受响应指令,实现数据的路由转发功能。物联网组建时,网关传感器可以根据需求灵活放置,网关传感器与终端传感器类似,其也拥有电源管理模块、时钟模块、视频填写单元、LED显示模块等,网关传感器不需要采集环境数据,因此没有感知模块,CC2350是一个单片机芯片,其可以完成节点的控制系统,比如实现射频信息接收和转发,并且能够控制物联网的工作状态。

3网络技术在物联网中的应用研究

物联网是一种特殊的网络,该网络的节点主要是无线传感器节点,因此互联网的通信传输也比较特殊,采用的网络技术也需要符合物联网通信需求,目前常用的物联网通信网络主要包括ZigBee网络、WiFi网络和TD-LTE网络。

(1)ZigBee网络。ZigBee网络基于IEEE802.15.4标准设计,其定义了物联网的层次架构,包括物理层、访问控制层等,能够实现物联网节点数据采集、接收、转发和汇聚。ZigBee通信协议设计时与物联网相适应,具有自组织、自愈功能,形成一个结构化的拓扑架构。物联网中包含的设备非常多,这些设备采用无线网络进行连接,频繁的移动将会导致设备增加、删除和修改等。ZigBee网络路由技术可以实现自我修复功能,可以适应性调整网络结构,具有较强的稳定性。

(2)WiFi网络。WiFi网络是应用最为广泛的物联网,其主要是将有线网络信号转换成无线网络信号,并且为用户提供支持技术,实现物联网中的'传感器、智能手机、平板电脑、笔记本电脑等具有无线网卡的设备接入和通信。WiFi网络具有组网方便、自发现等特征,方便物联网节点的实时加入、退出,可以为设备通信提供极大的便捷性,目前在工厂生产控制、办公室办公通信等领域得到广泛普及。

(3)TD-LTE网络。TD-LTE移动通信是当前最先进和网络规模最庞大的语音、数据网络,其可以灵活支持高速度移动数据传输,下行带宽采用OFDMA技术,最高数据传输速率达到100Mbits/s,上行采用SC-FDMA技术,上行速率达到了50Mbits/s,同时可以大幅度降低峰均比,降低终端发射功率,延长智能手机等终端的使用时间;4G移动通信信道具有对称性,可以简化系统设计复杂度,实现顶层设计,保持与国外4G制式的一致性,更好的实施数据融合;4G移动通信整合了智能天线和MIMO技术,可以提高移动通信在复杂场景中的自适应性,有效降低各个通信小区之间的干扰,提高小区通信切换成功率和传输可靠性,保证移动通信的性能。

4结语

物联网作为一种物物互联、人物互联的数据传输网络,其已经在电子商务、物流仓储、生产监控等领域得到广泛应用,迅速提升了行业办公自动化、智能化和信息化,具有重要的作用和意义。

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一、引言

城市轨道交通做为居民出行便捷设施已被大家广泛应用，扮演着重要的角色。随着信息技术和物联网技术的迅速发展，自动售检票系统逐步取代以往的人工服务，成为城市轨道交通运行中的重要组成部分，提高了城市轨道交通自动化水平，逐步实现网络化运营的目标。

二、物联网技术、城市轨道交通自动售检票系统概述

物联网技术为基于互联网环境下各类移动设备终端、工业系统、数控系统、家庭智能家居以及视频监控系统等智能系统的设备设施，包括有射频识别技术、传感技术、纳米技术、智能嵌入技术、云计算、云储存等前沿科技技术的综合应用，实现在线监控、远程控制、安保、远程办公等功能，满足客户的智能需求，已在医学领域、安防领域、城市交通、环保领域、建筑领域、电力领域广泛应用，取得了良好的应用效果，迎来了物联网的时代。物联网技术应用于城市轨道交通自动售检票系统中也不例外，不但节能了人、财、物的投入成本，降低了错误率，提高了工作人员的工作效率，而且使用户获得了更美好的用户体验。城市轨道交通自动售检票系统简称AFC系统，主要由清算管理中心、线路中心计算机系统、车站计算机系统、车站终端设备等组成，涉及集成技术、信息处理技术、自动控制技术以及安全加密等技术构成的自动化售票、检票智能系统。使人们的购票、退票、检票等过程更加便捷。在以往城市轨道交通中采用机电一体化系统，这种系统注重硬件系统，无法对其软件系统更新换代，而且需要大量工作人员的辅助，基本处于工作人员操作设备来满足用户的需要。随着互联网、物联网技术的飞速发展，让人机交互成为可能，用户与机器进行交互应用就可以满足自身的需要。城市轨道交通自动售检票系统是电子收费系统的组成部分，目的是高效、准确的实现公共交通收费自动化和智能化的功能，根据用户应用技术的变化不断完善自动售检票系统的应用方式，例如微信支付、支付宝、网上银行等。

三、城市轨道交通自动售检票系统物联网技术的应用

1.射频识别技术的应用

射频识别技术通过射频信号来识别使用自动售检票系统的目标对象，并获取识别对象的'相关信息，转换成数据并经处理后进行存储，实现信息共享，例如车站内的进出站时的刷卡、视频监控系统等。

2.传感技术的应用

自动售检票系统中的传感技术是利用换能器、传感器等进行信息识别、信息处理、信息传输等活动。在自动售检票过程中，通过传感技术可以发现当前系统中存在的不足，并进行升级完善，进一步优化人机交互的整个过程，应用范围很广。

3.智能嵌入技术的应用

自动售检票系统中的智能嵌入技术是利用接入或嵌入安全式技术将使用自动售检票过程的用户体验等信息进行加密，然后嵌入到应用系统当中。智能嵌入技术的作用是将自动售检票系统中的硬件与软件系统完美结合在一起，使具有信息计算功能和网络接入的智能物品进行有效信息传输。

4.电子标签以及终端设备的RFID技术应用

电子标签也叫智能标签，是采用具有小型天线的非接触式IC卡通过RFID技术以及存储芯片来进行智能读写和加密通信。电子标签做为用户使用的凭证，起到信息采集、用户识别的功能，在城市地铁、长途公交车中应用广泛。一个完整的RFID系统由读卡器、中间件、应用程序接口、标签４个模块组成。AFC系统中的自动售票机、半自动售票机、自动检票机的票箱结构基本相同、具有功能相似，承担进、出站时票卡循环使用的作用；另外自动售票机中的钱箱都是利用RFID技术进行编号处理，与计算机系统中的现金管理、收益管理等同等重要。再有在维修系统时AFC系统中的重要部件也是利用RFID的电子标签实现零部件的编号处理，提高了维修效率。

5.存储单元技术的应用

存储单元主要分为储票箱、纸币钱箱、硬币钱箱三种。储票箱安装有存储单元，主要作用是存放票箱电子ID、票箱内车票数量、车票具体信息，通过车票回收、发售单元模块与设备主控进行通信。主控单元模块通过串口与回收或发售模块通信以储存储票箱中数据。纸币钱箱上安装有存储单元，作用是储存纸币钱箱电子ID、钱箱内钱数量（包括不同面值以及数量）等信息，通过纸币识别模块与设备主控单元进行通信。设备主控单元通过串口与纸币识别模块通信用来储存纸币钱箱中数据。硬币钱箱也是如此安装有存储单元，用于储存硬币钱箱电子ID、面值以及数量等信息，通过硬币识别模块与设备主控单元进行通信。设备主控单元通过串口与硬币识别模块通信以存取硬币钱箱中数据。

6.计算机系统的信息获取技术应用

一般在车站票务室的计算机上安装信息获取应用软件，外加串口连接车票回收/发售单元、纸币识别模块、硬币识别模块以及相对应的票箱、钱箱、硬币箱进行连接。由供货商提供存取协议权限，就可以传输对应的数据。

7.时钟同步技术的应用

自动售检票系统中的设备厂家不同，各厂家设置的系统时间每天会有1-9S的误差，为了确保各设备系统时间的误差减小到10ms以内，可以基于网络时间协议采取分层同步或是GPS卫星时间同步，来达到自动售检票系统中各设备时钟同步。

四、总结

随着我国城市人口的不断集中，城市轨道交通里程也在不断攀升，给轨道交通的运营带来了很大的挑战，结合物联网技术的AFC系统势在必行。物联网技术的应用不但降低了运营成本，而且提高了人们出现的便捷程度。需要注意的是物联网技术更新换代很快，还需要各单位结合实际运行情况进行更新和升级，推动城市轨道交通自动售检票系统的迅速发展。

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1物联网时代计算机网络技术的应用优势

物联网时代的计算机技术，通过二维码识读设备、射频识别装置、红外感应装置等信息传感设备将各种物理对象整合成网络，对我们影响巨大。首先物联网技术的应用不仅提高了我们日常生产和生活的信息化程度，还在提高效率的同时达到能源节约的效果。另外物联网有着全面感知、可靠传递、智能处理的优势可以对物体实施更精密及时的控制，这种及时精密的控制和管理应用于工业生产中可以直接转化为生产效率。物联网把新一代IT技术充分运用在各行各业之中，通过“物联网”与现有的互联网整合起来，实现人类社会与物理系统的整合，在这个整合的网络中，存在能力超级强大的中心计算机群，能够对整合网络内的人员、机器、设备和基础设施实施实时的管理和控制，在此基础上，人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生活，达到“智慧”状态，提高资源利用率和生产力水平，改善人与自然间的关系。

2物联网时代计算机网络技术教学的发展现状

2.1教学模式单一，教学质量不高

面对物联网技术的快速发展，我国传统的面对面课堂教学方式已经难以跟上计算机网络技术的发展速度。我国的计算机网络技术教学由于紧张的教学任务，教师在教学时往往为了教学任务忽视学生的学习效果，由此直接导致学生学习的积极性下降从而使知识不能成系统的传授给学生。由于物联网科技的进步速度太快，学校难以有足够的资源对教学内容进行更新，新科技的学习主要依靠学生的自学，理论知识不扎实的学生在面对专业性极强的物联网新技术、新理论学习时，根本达不到自学效果。

2.2教材更新缓慢，教学内容滞后

联网的发展使得计算机网络技术迅速发展，新应用、新技术不断涌现，同时也要求技术人员能动态更新网络知识。虽然现有的网络教材不断推陈出新，但是其更新的速度远不及网络技术的发展。许多与物联网相关的网络新技术如Adhoc网络、传感器网络、体域网知识等都未能及时补充到教材里，造成计算机网络教材在内容上的滞后性与局限性，如果教师在授课过程中不及时调整补充教学内容，教学内容的前瞻性、系统性与实践性必定无法得以保证。

2.3实验条件受限，理论与实践脱节

网络设备由于其有着较高的科技附加值，因此普遍价格比较昂贵，作为教学主体的学校由于设备仅仅用来教学不能产生直接的利润，很难有足够的资金对网络设备进行及时的更新换代。这就导致学生在课堂上学一套理论，但进行理论实践时面对的却是已经淘汰设备的尴尬现象。这样理论知识与实践相脱节的教学模式不仅达不到应有的教学效果，刚学习的抽象的知识很快就会被学生忘记。

3物联网时代的计算机网络教学的课程改革

面对物联网时代计算机网络技术教学的严峻任务，如何对现存的计算机网络技术教学模式进行改革就成了一项亟需解决的问题。在进行教学改革时，一定要秉持实事求是的原则，针对我们计算机网络技术教学目前的问题，对相关课程进行彻底的改革。

3.1加大对硬件技术应用于教学的教学力度

在当前软件技术课程的教学中，大量的'数据都来自于手工输入或从文件导入的现成数据，这就局限了软件系统的应用领域和软件技术的发展。如果能多元化的接收数据，就可以扩大软件系统的使用范围。进入“后硬件”时代后，我们关心的不再是硬件产品的研发，而是在硬件产品后的软件开发，但绝大部分都对硬件产品缺乏必要的认识，导致硬、软研发脱节的情况。我们可以采用身边对物联网应用的案例进行分析，比如说对超市的射频扫码系统，通过一定的理论技术学习将硬件的教学融汇到日常的生活当中，将数据采集任务下放到超市的日常运营当中，从而增进学生对数据来源和物联网应用的认识。在现今的软件技术教学中就准备对感知层技术应用的教学，一旦物联网技术发展成熟，软件技术便可以顺利的过渡到物联网时代，否则的软件技术教学又将滞后3-4年。

3.2配备软、硬件结合的物联网软件开发实验室

如今我们针对计算机网络技术的教学主要运用PC机和对应软件产品的模拟进行教学实验操作，然而随着物联网技术的发展，这种教学模式所收到的教学效果是不够的。今天的计算机网络技术已经不再是只凭借