关于物联网中实时信息的探讨

摘要 物联网是对物体具有全面感知能力，连接物体与物体的，使得我们获取任何事物的实时信息，对信息具有可靠传送和智能处理能力的信息网络。实时信息的获取包括实时信息的采集和分发，人们通过掌握实时信息，来作出更优的决策。因此物联网中实时信息有着重大意义。

关键词 物联网；计算机；实时信息；感知

中图分类号TP39文献标识码A文章编号 1674-6708（2011）54-0180-02

物联网代表了未来计算机及其网络技术的发展，人类社会的生活方式伴随着互联网的出现，伴随着信息存在形式、信息传递方式的改变，而发生巨大变化，他们把人与人之间的距离拉近，信息领域正向物联网的发展。物联网作为互联网向高级形态发展的产物，是要实现物与物以及人与物之间的通讯，通过虚拟的信息来进行联系。同时，物联网的发展离不开技术创新。

1关于物联网

物联网可以解释为：物物相连的互联网，它包含两层意义：一是在互联网基础上的延伸和扩展的，即物联网的基础仍然是互联网；二是其用户端进行信息交换和通讯延伸和扩展到任何物品与物品之间。严格的说，是按约定的协议，通过无线传感器、射频识别、激光扫描器、全球定位系统等信息传感设备，把任何物品与互联网连接进行信息通讯和交换，实现智能化定位、跟踪、识别、监控和管理。

物联网提供事物信息自动化地跟踪、控制，它由装备了传感器和计算机的物体彼此互联形成的信息网络。它的出现，使得整个世界更加互联互通，能够被智能地感知。近年来，世界各国都开始启动与物联网相关的信息化战略，以实现无处不在的物联网络，利用各种信息技术来突破互联网的物理限制。将信息技术在网络泛在的基础上，应用到社会生活的各个领域。当前，物联网强调利用无线感知和RFID技术实现物与物、人与物的信息通讯。信息物理系统注重物理资源与计算资源的紧密结合，通过获取的物理参数作用于物理系统。

物联网的关键技术包括射频识别技术、传感技术、纳米技术、智能嵌入技术、云计算、IPv6技术。

射频识别技术简称RFID，俗称电子标签。它通过射频信号自动识别目标对象，是一种非接触式的自动识别技术，读卡距离最远可超过20m。其基本组成部分包括标签、阅读器和应用软件系统。RFID技术可识别高速运动物体、非接触式、寿命长、同时识别多个标签并且信息存储量大，大大提高信息发现和识别的效率，可以实现同时识别多个电子标签。

传感器是指测量某一类物理变量，并将它转化为设备可以识别的电子信号的器件。传感器一般由转换元件、测量电路、敏感元件和辅助电源四部分组成。传感技术涉及传感器、信息处理和识别等技术。是对从自然信息源获取的信息进行处理和识别的现代科学与工程技术，是传感系统就是采集信息的感官系统。传感器的种类繁多，传感系统中传感器的功能与品质决定了获取自然信息的信息质量及信息量，是构造高品质传感技术系统的关键。

纳米技术是叉性很强的综合学科，主要分类纳米材料、纳米尺度的检测与表征、纳米器件，其涉及的研究领域非常广泛，纳米技术关注当物质到达纳米尺度时，物质所展现出来的特殊物理特性。纳米技术的发展，使得我们可以制造更微型的电子标签，用以监测和跟踪分子级别或者小型物体的信息变化。

智能嵌入技术。是指将信息处理部件嵌入到应用系统的，将硬件系统和软件系统固化到一起的智能嵌入技术。互联网嵌入技术时代的产品以智能家居、智能汽车为代表。通俗地说嵌入式技术是在互联网上产生和发展的，嵌入式系统是小型的专用系统，实现嵌入式系统的互联网接入和嵌入式互联网安全技术，是智能嵌入技术的关键和核心。在物联网的时代，具备信息计算功能和网络接入的一个个智能物品随时都能与人和物品进行信息交互。智能嵌入式技术在物联网中的应用例子很多。例如冰箱发现鸡蛋用完了时，会提醒主人到超市进行购买。

云计算。这种技术是指IT基础设施的交付和使用模式，通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的资源。是并行计算、分布式计算和网格计算的发展，我们称提供资源的网络为“云”，它具备超强的计算能力、高可靠性、通用性、虚拟化和可扩展性等特性。可以随时获取、随时扩展、按需使用、按使用付费的计算资源。云计算支持用户在任何地点使用任何终端来获取计算资源，例如Yahoo拥有几十万台服务器。应用在“云”中某处运行，用户只需要一台笔记本或者一个手机，无需了解应用运行的具体位置，就可以通过网络服务来实现需要。

IPv6技术。这是下一版本的互联网协议， IPv4定义随着互联网的发展，有限网络地址将被耗尽，通过IPv6协议重新定义地址空间可以扩大网络地址空间，IPv6采用128位地址长度，地球上每一粒沙子分配一个IP地址。如果在物联网中构造一个任意物体之间的网络互联，每一个物体都需要一个IP，IPv6 技术是实现物联网的网络基础条件。

2实时信息理论

有人类的活动，就有信息的利用，所以说信息是人类生存发展不可或缺的东西。我们在生活中常使用消息一词，消息是由语言、文字、数字等符号组成的序列，消息是信息携带者，信息是这些符号序列中包含的内容任何一个文字或符号都是一个消息，但并非任何消息都携带信息，许多符号序列完全不包含信息。信息是消息接受者从消息中得到的新知识，消息中包含信息的多少，就是信息量。消息包含的信息量是由消息发生的概率决定的，概率大则信息量小。人们之所以要通信，在于通信是把信息从发送处传输到接收处的过程，接收信息者需要了解发送信息者的行为、属性、状态、需求等。通信的目的和功能是消除不确定性。、

实时信息。针对某一类具体的信息，满足信息的时效性，即能够在信息时效期望的时间范围内达到信宿的信息，称之为实时信息。实时信息的判定，首先要计算得出信息发生的时间点或者区间上的时效期望，依据计算出的时效期望判定到达信宿时的信息是否保持时效性，如果依然处于时效期望的时间范围内，则这样的信息就是实时信息。为了刻画信息的时效性，这里引入信息的时效数学期望的概念来表示信息寿命，即信息真实反映信源状态的时间周期。给出概率分布及其可能消息集合，令表示消息在时间区间内保持信息有效的概率函数，简称时效概率函数。信息时效期望是在无法确定消息类型的前提下，为实时信息的采集时间提供了理论依据，系统可以得出信息的时效期望。

时效概率函数的依赖条件包括信息精度、目标群体数量。信息精度是指信息返回时所表征的数值量级。信息精度变小，意味着信息内容的更新变化频率变快，信息统计采集工作必须更细致；目标群体数量一般是作为前提条件存在的，基数大，整体状态改变的频率也快，信息的时效性变强。在实时信息通信系统中，抽象出信息发送者、信息中转者和信息接收者，重点研究参与者之间的信息流相关的属性以及其他的模型特征参数。

3实时信息获取

实时信息系统在信息的表述精度、信息的表述能力方面，比当前的信息系统具有更大的优势。信息的表述能力主要是指准确完整地描述事件或活动信息；信息的表述精度

是指运用统计学原理，基于一定基数的信息表述。实时信息在如今的信息社会，于诸多行业中得到充分利用。如智能数字公交站亭系统、电力实时信息集成系统、气象信息实时处理服务系统等，越来越多的行业为人类提供实时信息服务，开始使用实时数据。实时信息系统解决实时信息采集和共享，实时信息的传播促进了人与人之间的沟通交流。

实时信息系统由信息采集、信息传输和信息处理3个子系统组成。用户向实时信息系统发出请求；通过对时间、地点、事件状态等因素的筛选，该请求被传输至信息处理子系统进行分析处理，从系统内部注册的各类采集终端中选择符合要求的；信息传输子系统建立起采集设备和信息处理中心的连通路径；加工和重构成实时信息由采集到的实时数据及时上传至信息处理子系统，并最终向用户进行信息发布。实时信息系统共分为终端层、平台层、逻辑层、云计算层和存储层。平台层统一维护终端层提交上来的数据；逻辑层主要处理数据分类、计算逻辑和任务管理等工作；云计算层借助于海量的计算资源提供实时计算能力；存储层提供分布式存储服务。

实时信息系统作为一个实时信息源平台，有着如下的鲜明特征：采集终端多元化、E-Skin of Earth、大数据平台。实时信息系统采集的信息种类是多元化。采集终端可以是固定的，包含传感器、人甚至是动物、无线手持设备，可以是有规律或者随机移动的；在地球表面安置实时信息采集设备，平台的重要机制是每时每刻都在数据采集，通过一定的数据压缩协议进行数据传输。实时信息系统采集信息通过时效概率函数推导出时效期望，结合信息流公式求出它在传递过程的信息价值以及损失。

实时信息的采集过程根据实时信息来源的不同，可以分为两类：物理实时信息采集和虚拟实时信息采集。物理实时信息采集是指随着人类社会的发展，现实中存在着的与人们生活和生产方式相关的各类实时信息，如实时交通信息、工厂生产线的实时数据等；虚拟实时信息采集指所产生的实时信息的采集过程，是由各种网络应用所创造的虚拟人物，如网络游戏中的角色、武器、生命值等都是虚拟实时信息。

参考文献

[1]王庆，邢怀滨.物联网带来的伦理挑战.全球化视阈中的科技与社会——全国科技与社会，学术年会，2007.