物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進展與應(yīng)用研究

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，傳感技術(shù)、無線射頻設(shè)別技術(shù)、納米技術(shù)和智能技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用范圍越來越廣，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也獲得了很大的進步，具有非常廣闊的發(fā)展前景。本文主要對物聯(lián)網(wǎng)進行概述，分析物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r，并總結(jié)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用研究進展，以期促進物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的進一步發(fā)展。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；關(guān)鍵技術(shù)；應(yīng)用狀況

中圖分類號：TP391.44

在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷發(fā)展基礎(chǔ)上形成的新一代物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對人們的生產(chǎn)活動和日常生活帶來很大的影響。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用為計算機信息技術(shù)領(lǐng)域帶來了新的動力，創(chuàng)造了新的發(fā)展機遇，具有極高的研究和應(yīng)用價值。近年來，各國相繼加大了對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究力度，制訂了相關(guān)的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展計劃，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研發(fā)列為國家重點產(chǎn)業(yè)之一，起到拉動經(jīng)濟增長的關(guān)鍵作用。

1 物聯(lián)網(wǎng)概述

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的初步形成始于1999年“自動識別中心”概念的提出，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)定義為所有的事物都能通過網(wǎng)絡(luò)的形式發(fā)生互聯(lián)，通過信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議實現(xiàn)人與人、人與物、物與物全面互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)，其主要特征是通過射頻識別、傳感器等方式獲取物理世界的各種信息，結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)、移動通信網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)進行信息的傳送與交互，采用智能計算技術(shù)對信息進行分析處理，從而提高對物質(zhì)世界的感知能力，實現(xiàn)智能化的決策和控制。此后，眾多學(xué)者展開了大量的研究，先進科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵定義也在不斷變化，逐漸獲得補充和完善。

日本于2004年建立并實施的以泛在網(wǎng)絡(luò)社會為目標(biāo)的u-Japan計劃，為人與人、物體等事物的相互連接網(wǎng)絡(luò)的研究奠定了基礎(chǔ)。物聯(lián)網(wǎng)概念的正式確立是在2005年舉辦的世界信息峰會上，在互聯(lián)網(wǎng)報告中對物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵應(yīng)用技術(shù)進行分析和概述，使得物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)得到普遍的推廣，使世界網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用進入一個新的發(fā)展階段[1]。2008與歐洲展開的“物聯(lián)網(wǎng)2008”大大擴展了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用范圍，對其中設(shè)計的理念和技術(shù)進行更新，并在2009年將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為新一代的信息技術(shù)，從而促進科學(xué)技術(shù)的進一步發(fā)展。目前，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用成為戰(zhàn)略性的新興產(chǎn)業(yè)，在物流、交通和電力等多個領(lǐng)域的市場規(guī)模逐漸擴大，具有極好的市場效益。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進展

關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵應(yīng)用技術(shù)，在國際電信聯(lián)盟中已經(jīng)明確定義，主要包括無線傳感技術(shù)、無線射頻識別技術(shù)、納米技術(shù)和智能技術(shù)四種關(guān)鍵技術(shù)。

2.1 無線傳感技術(shù)

在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用范圍逐漸擴大的過程中，無線傳感技術(shù)也逐漸受到人們的關(guān)注，該技術(shù)能夠形成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN），并在此基礎(chǔ)上將數(shù)字世界及物理世界進行高效的連接。監(jiān)測區(qū)域內(nèi)分布著眾多的傳感器節(jié)點，這些傳感器節(jié)點共同構(gòu)成了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，在這個環(huán)境下能夠?qū)^(qū)域內(nèi)的信息進行采集、感知和一系列的處理工作。

無線傳感技術(shù)是一種關(guān)鍵的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)，當(dāng)前研究的重點即為傳感器節(jié)點的定位。根據(jù)當(dāng)前主要的發(fā)展和應(yīng)用狀況，可以將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的定位技術(shù)劃分為基于達到時間差、基于達到時間、基于達到角度和基于接收信號強度指示四種類型[2]。

2.2 無線射頻識別技術(shù)

無線射頻識別技術(shù)（RFID）指的是一種借助無線射頻識別技術(shù)，能夠?qū)δ繕?biāo)對象進行自動化識別，并得到有關(guān)信息。天線、閱讀器和標(biāo)簽是構(gòu)成無線射頻識別技術(shù)的三個重要部分，該技術(shù)的應(yīng)用環(huán)境非常廣泛，適應(yīng)性較強。識別速度快、標(biāo)簽多樣化、可以同互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進行有機整合是無線射頻識別技術(shù)最顯著的特點，該技術(shù)具有顯著的優(yōu)勢，將全球信息共享變?yōu)楝F(xiàn)實。

針對無線射頻識別技術(shù)的應(yīng)用，已經(jīng)積累了眾多的研究經(jīng)驗，取得了顯著的成果，有關(guān)學(xué)者構(gòu)建了網(wǎng)絡(luò)模型，利用無線射頻識別技術(shù)，在無需人工操作的情況下對物品進行跟蹤，端口安全性有效改善。此外，還有一些學(xué)者設(shè)置了物聯(lián)網(wǎng)資源尋址的應(yīng)用結(jié)構(gòu)模型及層次模型，利用相關(guān)實驗整證實了模型的可行性、有效性，為進一步的研究提供了充足、可靠的理論依據(jù)[3]。

2.3 納米技術(shù)和智能技術(shù)

納米技術(shù)包括納米材料體系物理學(xué)、納米電子學(xué)、納米力學(xué)、納米材料學(xué)及納米化學(xué)等眾多學(xué)科，主要的研究內(nèi)容就是結(jié)構(gòu)尺寸為0.1納米到100納米的材料性質(zhì)及應(yīng)用狀況，使得體積較小的物體能夠在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中連接、交互。而作為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)，智能技術(shù)主要利用物體智能系統(tǒng)植入方式，將智能性賦予相關(guān)的物體，并同使用者進行被動/主動的交流互動，從而實現(xiàn)最終的目的。這兩種技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用，采取嵌入式的途徑，加強更小的物體之間的互聯(lián)，提升了物聯(lián)網(wǎng)的性能，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)邊界信息處理能力。

3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用研究

目前，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，但尚未形成一個統(tǒng)一的定義，對物聯(lián)網(wǎng)的概念定義方面仍存在很多不同的觀點。就物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在我國的發(fā)展?fàn)顩r來看，物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用主要基于互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)形成的網(wǎng)絡(luò)，遵循一定的協(xié)議，借助相關(guān)信息傳感技術(shù)實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)及不同事物的連接，將事物、人之間的通信、信息交換變?yōu)楝F(xiàn)實，具備監(jiān)控、定位、智能化識別及管理等多種功能的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

3.1 食品農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用

食品安全問題是社會關(guān)注的焦點，對廣大人民的身體健康有很大的影響，將物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于食品農(nóng)業(yè)領(lǐng)域成為社會發(fā)展的必然需求，是強化食品農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、流通監(jiān)控力度的重要途徑，為食品安全提供技術(shù)保障[4]。物聯(lián)網(wǎng)不僅可以檢測出食品生產(chǎn)中存在的有害物質(zhì)，通過安全監(jiān)理模型，更好的綜合評估食品安全性，在安全監(jiān)督機制的管理下，還可以完成對食品的整個流通過程的管理，降低了風(fēng)險。

3.2 物流領(lǐng)域中物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用

物流是物聯(lián)網(wǎng)最先應(yīng)用的一個領(lǐng)域，對促進第三方利潤這一行業(yè)的發(fā)展起到關(guān)鍵性的作用。不同學(xué)者在物流領(lǐng)域中物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用進行綜述，一些學(xué)者針對無線射頻識別技術(shù)在物流領(lǐng)域中的安全應(yīng)用問題展開論述，指出該技術(shù)能夠有效提升應(yīng)用安全性，有利于物流行業(yè)的進步；還有一些學(xué)者從第三方綜合物流、快運業(yè)務(wù)模式及物流信息系統(tǒng)角度入手，探究了無線射頻識別技術(shù)在不同方面的應(yīng)用模型，深入分析了該技術(shù)在倉促管理系統(tǒng)發(fā)揮的作用和工作流程[5]。此外，還研究了獲取產(chǎn)品信息、產(chǎn)品識別這兩大物流入庫管理問題，將物聯(lián)網(wǎng)同無線射頻識別技術(shù)結(jié)合起來，構(gòu)建了在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的入庫管理體系，提高了產(chǎn)品入庫的管理工作的效率。

3.3 公安裝備領(lǐng)域中物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用

我國警用裝備種類多、數(shù)量大、價值高，裝備儲備庫通常分布在全國各地，統(tǒng)一管理難度較大。在一系列重大事件中，都暴露出我國警用裝備管理存在諸多問題。目前，以公安應(yīng)急裝備物資為切入點，運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開發(fā)建設(shè)了警用裝備智能管理物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，以實現(xiàn)對警用裝備的全過程可視化動態(tài)智能管理，增強我國警用裝備統(tǒng)籌管理能力和資源共享程度，切實提高一線應(yīng)對復(fù)雜治安形勢、維護社會穩(wěn)定的能力。

4 結(jié)束語

目前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用備受人們的關(guān)注，是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的熱點研究課題之一，不斷研制出新的應(yīng)用技術(shù)，使得物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用范圍逐漸擴大，在不同領(lǐng)域中均占據(jù)著極高的地位，發(fā)展前景十分廣闊。但在良好的發(fā)展機遇下，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展也存在一定的挑戰(zhàn)，存在物聯(lián)網(wǎng)具體定義不夠準(zhǔn)確和統(tǒng)一、無線射頻識別技術(shù)標(biāo)簽成本投入較大、物聯(lián)網(wǎng)國際標(biāo)準(zhǔn)沒有明確的確立及物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用安全性不高等問題，這些都影響著及物聯(lián)網(wǎng)功能的充分發(fā)揮。因此，在未來的發(fā)展過程中，還需進行深層次的研究，發(fā)揮政府的引導(dǎo)和支持力量，加大專項研究力度，更好的推動物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，為社會的進步做貢獻。

參考文獻：

[1]沈蘇彬，范曲立，宗平，毛燕琴，黃維.物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)與相關(guān)技術(shù)研究[J].南京郵電大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2009（06）.

[2]孔文.讓物聯(lián)網(wǎng)務(wù)實的技術(shù)與應(yīng)用[J].集成電路應(yīng)用，2011（10）.

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[4]朱洪波，楊龍祥，于全.物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)思想與應(yīng)用策略研究[J].通信學(xué)報，2010（11）.

[5]劉楷華，李雄.物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展機遇[J].電腦知識與技術(shù)，2011（05）.

作者單位：公安部第一研究所，北京 100085