◆閆思潔

（黃河交通學(xué)院 河南 454950）

1 前言

現(xiàn)階段，伴隨著新興科技的逐步發(fā)展，這在一定的程度上促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)時(shí)而生與發(fā)展，而計(jì)算機(jī)硬件與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，其能夠發(fā)揮出來的作用也愈加凸顯，同時(shí)，其對物聯(lián)網(wǎng)也具有十分關(guān)鍵的影響。在物聯(lián)網(wǎng)中，應(yīng)用計(jì)算機(jī)硬件與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，能夠提升網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在遠(yuǎn)程操作下的質(zhì)量與水平，以發(fā)揮出計(jì)算機(jī)硬件與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)最大化的應(yīng)用效果與價(jià)值，同時(shí)，其還能夠滿足于節(jié)省成本的需要，并提升工作的質(zhì)量與效率，創(chuàng)建新興的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)格局，讓物物、人物間能夠彼此互聯(lián)，保障網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)馁|(zhì)量與水平均能夠增強(qiáng)，最終，促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)資源的科學(xué)化、高效化應(yīng)用、分配得以實(shí)現(xiàn)。

2 物聯(lián)網(wǎng)

對于物聯(lián)網(wǎng)，其是新興的計(jì)算機(jī)技術(shù)，加之互聯(lián)網(wǎng)間彼此融合所生成的產(chǎn)物?！拔锫?lián)網(wǎng)”最開始是被麻省理工學(xué)院下的自動識別實(shí)驗(yàn)室所給出的，其具體的時(shí)間是在1999年。剛開始，對于物聯(lián)網(wǎng)，其不具有統(tǒng)一的定義，學(xué)術(shù)領(lǐng)域也并未對其達(dá)成共識[1]。在歷經(jīng)數(shù)年后，現(xiàn)階段，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)具有新興的定義，即：應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、通信技術(shù)，把傳感器、控制設(shè)備、人等應(yīng)用射頻識別、傳感設(shè)備等進(jìn)行連接，應(yīng)用控制、數(shù)據(jù)傳輸，最后，讓人人、物物、人物間，均可以彼此進(jìn)行通信。物聯(lián)網(wǎng)相較于以往的互聯(lián)網(wǎng)，具有更為迅速的傳輸速度，且其控制也更為便捷，具有更高的智能化。

3 計(jì)算機(jī)硬件與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用到物聯(lián)網(wǎng)中的作用

3.1 能夠提升通信的質(zhì)量與效率

現(xiàn)階段，對于物聯(lián)網(wǎng)，其所覆蓋與應(yīng)用的領(lǐng)域逐步增多，這就對其通信效果與質(zhì)量、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)冉o予更多的要求。其中，傳感器能夠?qū)υO(shè)備命令進(jìn)行傳輸、控制，并顯示出其狀態(tài)，其能夠?qū)ξ锫?lián)網(wǎng)中的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行接收、發(fā)送，以保障設(shè)備不會受到影響[2]。同時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)還應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)來設(shè)定數(shù)據(jù)傳輸層，一同進(jìn)行無線、有線傳輸，開拓信息傳遞的途徑與其速度，以滿足于日漸增多的通信需求。

3.2 能夠減少計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)中的壓力

現(xiàn)階段，信息技術(shù)已經(jīng)逐步被滲入至社會的各大領(lǐng)域中，其十分迅捷，同時(shí)，成本較低，使得其應(yīng)用已經(jīng)十分普遍。同時(shí)，這也會增大計(jì)算機(jī)通信的運(yùn)轉(zhuǎn)壓力[3]。為此，為降低該類壓力，可以應(yīng)用計(jì)算機(jī)硬件、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)及計(jì)算機(jī)通訊網(wǎng)絡(luò)平臺等，以對網(wǎng)絡(luò)通信功能進(jìn)行均衡、互補(bǔ)，讓物聯(lián)網(wǎng)后臺運(yùn)轉(zhuǎn)能夠被隨時(shí)控制、調(diào)整。

3.3 能夠開拓計(jì)算機(jī)通信的覆蓋與應(yīng)用領(lǐng)域

對于物聯(lián)網(wǎng)用戶，其具有各式各樣的種類，對此，需要對該類用戶的各項(xiàng)需求進(jìn)行發(fā)掘、研究、分析，給其給予更具個(gè)體化、更具針對性的服務(wù)，并在全方位掌握該類需求后，開拓物聯(lián)網(wǎng)的覆蓋與應(yīng)用領(lǐng)域，激發(fā)起用戶參與到物聯(lián)網(wǎng)中的主動性[4]。在計(jì)算機(jī)通信給予的支持下，給用戶給予更為多樣、更為廣泛的服務(wù)、內(nèi)容，進(jìn)而提升用戶對于物聯(lián)網(wǎng)的歸屬感、忠誠度。

4 物聯(lián)網(wǎng)中的核心技術(shù)

4.1 射頻識別

對物聯(lián)網(wǎng)，射頻識別是其十分關(guān)鍵的技術(shù)，同時(shí)，其也是電子標(biāo)簽。應(yīng)用射頻識別，可以把物聯(lián)網(wǎng)中的基礎(chǔ)、核心均體現(xiàn)出來，其是對各類信息進(jìn)行傳輸，應(yīng)用識別以得到各類信息進(jìn)行相對應(yīng)的工作[5]。例如，閱讀器、天線等，其在大型超市中是較為普遍的，可以對供應(yīng)鏈進(jìn)行監(jiān)管，以提升監(jiān)管的質(zhì)量、效率。

4.2 云計(jì)算

應(yīng)用云計(jì)算，可以在不同的計(jì)算機(jī)中進(jìn)行操作，使用人員可以隨意調(diào)動起各類資源，并參照具體的需求，對其余計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行訪問，最后，應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)對計(jì)算機(jī)資源進(jìn)行歸整，以提升系統(tǒng)自身的計(jì)算質(zhì)量與能力，把其作用全方位地發(fā)揮出來。

4.3 網(wǎng)絡(luò)通信

伴隨著新興科技的逐步發(fā)展，現(xiàn)階段，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)可以在物物間進(jìn)行通信傳輸，對物聯(lián)網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是其核心技術(shù)。在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中，具有許多種類，例如，無線技術(shù)、有線技術(shù)等[6]。其中，對于數(shù)據(jù)算法模型（M2M）技術(shù)，其應(yīng)用是十分頻繁的，其可以在較短的間距中對各類信息進(jìn)行傳輸，以進(jìn)行無線通信，例如，無線射頻識別、藍(lán)牙、無線局域網(wǎng)等。

4.4 傳感

對于傳感，其是進(jìn)行自動控制檢測中十分關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，在進(jìn)行系統(tǒng)檢測期間，其可以被作為一次儀表定位，可以更為準(zhǔn)確地對各類形態(tài)信息進(jìn)行檢測、傳輸，并把其轉(zhuǎn)成另外的形態(tài)信息[7]。具體來說，傳感器就是受檢對象某一個(gè)確定的信息具有感受、檢出等方面的功能，并參照有關(guān)的規(guī)律，把其轉(zhuǎn)成可以進(jìn)行信號傳輸?shù)难b置、元件。

5 計(jì)算機(jī)硬件與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用到物聯(lián)網(wǎng)中的對策

對于傳感器、射頻設(shè)備，現(xiàn)階段，其已經(jīng)被愈加普遍地應(yīng)用到物聯(lián)網(wǎng)中，其中，對于無線傳感器，其應(yīng)用通信間距更短、成本更低的紫蜂協(xié)議（ZigBee）技術(shù)，選出具有更高并行處理能力、十分靈活的現(xiàn)場可編程邏輯門陣列（FPGA），把其作為節(jié)點(diǎn)中的核心處理器，開拓?zé)o線傳感在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域中的覆蓋、應(yīng)用。

5.1 硬件的設(shè)計(jì)與其應(yīng)用

（1）芯片的設(shè)計(jì)與其應(yīng)用。選出Spartan-3系列下的FPGA集成型芯片，應(yīng)用其成本較低、多域性等方面的優(yōu)勢，把存儲器、輸入口/輸出口、邏輯單元、管理資源間進(jìn)行結(jié)合，并最大限度地對各類外部元件進(jìn)行歸整，比如，穩(wěn)壓器、線路驅(qū)動器、去耦電容等，并研發(fā)出可編程型邏輯平臺，應(yīng)用SelectIO TM促進(jìn)差分信號、存儲器接口得以實(shí)現(xiàn)，應(yīng)用成本較低的源同步接口技術(shù)，并在嵌入型雙端口中的RAM模塊，進(jìn)行更為高效且科學(xué)的處理器代碼、數(shù)據(jù)存儲，開拓FPGA的應(yīng)用與覆蓋領(lǐng)域，提升客戶總量[8]。同時(shí)，鑒于FPGA中的母板硬件，選出XC3S400型芯片，并將其作為主控芯片，鑒于ZigBee協(xié)議下的無線射頻模塊，選出CC2430型芯片，內(nèi)置具有性能十分理想的8051型微控制器、14位的模數(shù)轉(zhuǎn)換器、2.4GHz的射頻（RF）型無線電收發(fā)機(jī)、AES型安全協(xié)處理器等，其抗干擾性十分理想，接收也十分靈敏，能夠支持進(jìn)行硬件調(diào)節(jié)，開拓?zé)o線傳感器網(wǎng)絡(luò)的覆蓋與應(yīng)用領(lǐng)域，能夠被應(yīng)用到家庭智能化、停車場智能化監(jiān)管、醫(yī)療、物聯(lián)網(wǎng)等許多領(lǐng)域中。

（2）應(yīng)用主串配置模塊：對于FPGA，其還可以對以下幾類配置方法給予支持，即：邊界掃描或是聯(lián)合測試工作組（JTAG）模式、主并模式、主串模式等[9]。一般選出FPGA器件能夠支持的主串配置模式，以生成更為完整的JTAG鏈路，保障FPGA、可編程只讀存儲器（PROM）間具有的接口電平間能夠彼此契合，并保障JTAG在進(jìn)行配置數(shù)據(jù)期間時(shí)鐘信號（CCLK）的系統(tǒng)性、完整性。

（3）應(yīng)用電源模塊：一般選出LT1085-3.3這一穩(wěn)壓型芯片，把總輸入的5V的電源電壓轉(zhuǎn)成3.3V，以獲得更為良好的瞬態(tài)響應(yīng)性與穩(wěn)定性。

（4）應(yīng)用CCLK：選出50MHz的有源晶振，在其中，設(shè)定3.3V的供電、使能信號、輸出系統(tǒng)時(shí)鐘管腳等。

（5）應(yīng)用按鍵與發(fā)光二極管（LED）燈級模塊：選出共8個(gè)四腳按鍵，共1個(gè)按鍵SW1，以進(jìn)行復(fù)位，對于其他7個(gè)按鍵，對獨(dú)立編程進(jìn)行控制。

（6）應(yīng)用串口通信模塊：選出通用型異步收發(fā)器，并把其作為串口通信模塊，把其與CC2430型射頻模塊中的數(shù)據(jù)進(jìn)行通信、鏈接[10]。應(yīng)用SP232型芯片進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，對于接收端、發(fā)送商，都應(yīng)用一致的傳輸波特率來進(jìn)行通信，其中，包括數(shù)據(jù)位數(shù)、校驗(yàn)位等。

（7）應(yīng)用靜態(tài)存儲模塊：應(yīng)用擴(kuò)展型異步隨機(jī)存儲器，對各類數(shù)據(jù)進(jìn)行儲存，選出CY7C1041型芯片進(jìn)行各項(xiàng)操作。

5.2 數(shù)據(jù)通信節(jié)點(diǎn)軟件的設(shè)計(jì)與其應(yīng)用

鑒于FPGA下的無線傳感數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，其將SmartCompile型技術(shù)進(jìn)行集成，其中，包括以下幾大功能模塊：

（1）按鍵模擬數(shù)據(jù)輸入模塊：其是由接收模塊、發(fā)送模塊與ZigBee無線射頻模塊間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。

（2）液晶顯示器（LCD）顯示模塊：其是應(yīng)用12864系列下的內(nèi)置字庫型顯示模塊，給予共8位微處理器接口、共4位微處理器與串行接口，以進(jìn)行LCD顯示的相關(guān)操作。

（3）靜態(tài)隨機(jī)存取存儲器（SRAM）存儲控制器模塊：應(yīng)用地址寄存器、具有雙向性的數(shù)據(jù)寄存器，進(jìn)行儲存控制。

（4）被應(yīng)用到外擴(kuò)展中的直接數(shù)字頻率合成（DDS）模塊：應(yīng)用DDS頻率合成技術(shù)，對信號源進(jìn)行設(shè)計(jì)、應(yīng)用。

5.3 展望

在受到新興科技的影響后，對于物聯(lián)網(wǎng)，其各類通信技術(shù)的覆蓋、應(yīng)用領(lǐng)域也逐步增多，把物聯(lián)網(wǎng)、通信技術(shù)彼此結(jié)合，能夠創(chuàng)建鑒于網(wǎng)絡(luò)的物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代?，F(xiàn)階段，人們對于物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)具有更多的關(guān)注，因此，許多運(yùn)營商都緊抓該機(jī)遇，分析、研究物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)，以及聯(lián)合移動支付，以促進(jìn)各大物聯(lián)網(wǎng)通信領(lǐng)域逐步發(fā)展?？偟膩碚f，在應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)期間，通信網(wǎng)絡(luò)具有更為廣闊的前景，因此，可以在物聯(lián)網(wǎng)中對其進(jìn)行更多的宣傳、推廣。

6 結(jié)束語

綜上所述，對于物聯(lián)網(wǎng)，其是第三次信息產(chǎn)業(yè)革命，會轉(zhuǎn)變現(xiàn)階段許多企業(yè)在生產(chǎn)、銷售等方面的模式，所以，應(yīng)用計(jì)算機(jī)硬件與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是十分有必要的，可以提升物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的質(zhì)量與效率，防止引發(fā)不必要的壓力，給物聯(lián)網(wǎng)給予更多的保證，并體現(xiàn)出通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的各項(xiàng)優(yōu)勢。鑒于此，可以把通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)間彼此結(jié)合，以創(chuàng)建新興的科技格局，并滿足于人們愈加多樣的通信需求，讓人們能夠更為滿意，從而在社會中占據(jù)更為關(guān)鍵的地位，促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域更為長久且更為穩(wěn)定地發(fā)展。