淺析物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與發(fā)展

賈垂邦

摘 要：經(jīng)歷了計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)兩次全球信息產(chǎn)業(yè)的革命，物聯(lián)網(wǎng)被預(yù)言為又一次科技與經(jīng)濟(jì)浪潮，被世界各國(guó)當(dāng)作應(yīng)對(duì)國(guó)際金融危機(jī)、振興經(jīng)濟(jì)的重點(diǎn)技術(shù)領(lǐng)域。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展與成熟，使得跨產(chǎn)業(yè)、跨領(lǐng)域技術(shù)和業(yè)務(wù)融合成為現(xiàn)實(shí)，是現(xiàn)代信息技術(shù)的一種聚合性應(yīng)用與技術(shù)提升，將本地產(chǎn)業(yè)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人與自然的關(guān)系等注入智慧動(dòng)力，使人與物智慧對(duì)話，創(chuàng)造一個(gè)智慧的世界。物聯(lián)網(wǎng)也為人類重新融入自然、應(yīng)對(duì)各種地質(zhì)災(zāi)害、各種自然挑戰(zhàn)提供保障，這些對(duì)于人類在地球上的長(zhǎng)期生存、延續(xù)、發(fā)展具有重要意義。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；信息技術(shù)；人與物

一、物聯(lián)網(wǎng)的概念

物聯(lián)網(wǎng)（InternetofThings， IoT）是利用各種感知技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和人工智能與自動(dòng)化技術(shù)聚合與集成應(yīng)用，構(gòu)造一個(gè)萬(wàn)事萬(wàn)物互聯(lián)的世界。在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，物與物能夠彼此進(jìn)行“交流”，而無(wú)需人的干預(yù)，比如公文包會(huì)提醒主人忘帶了什么東西；衣服會(huì)“告訴”洗衣機(jī)對(duì)顏色和水溫的要求等等。物聯(lián)網(wǎng)其核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)，從而實(shí)現(xiàn)物物之間的自動(dòng)識(shí)別和信息的互聯(lián)與共享。簡(jiǎn)言之，物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。

二、物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀

物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)自主創(chuàng)新突破的重點(diǎn)方向，蘊(yùn)含著巨大的創(chuàng)新空間。當(dāng)前，全球主要發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)都十分重視物聯(lián)網(wǎng)的研究，并紛紛制定物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的信息化戰(zhàn)略。美國(guó)現(xiàn)已將物聯(lián)網(wǎng)計(jì)劃上升為國(guó)家級(jí)發(fā)展戰(zhàn)略，把感應(yīng)器嵌入和裝備到電網(wǎng)、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統(tǒng)、大壩、油氣管道等各種物體中，并且被普遍連接，形成所謂“物聯(lián)網(wǎng)”，然后將“物聯(lián)網(wǎng)”與現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)整合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)與物理系統(tǒng)的整合。歐盟圍繞物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和應(yīng)用做了不少創(chuàng)新性工作，成立了專門進(jìn)行RFID技術(shù)研究的工作組。日韓致力于構(gòu)建個(gè)性化的物聯(lián)網(wǎng)智能服務(wù)體系。法國(guó)、德國(guó)、澳大利亞、新加坡等國(guó)也在加緊部署物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略，加快推進(jìn)下一代網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)步伐。各國(guó)競(jìng)相爭(zhēng)奪信息技術(shù)制高點(diǎn)。

中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是以應(yīng)用為先導(dǎo)，存在著從公共管理和服務(wù)市場(chǎng)，到企業(yè)，行業(yè)應(yīng)用市場(chǎng)，再到個(gè)人家庭市場(chǎng)逐步發(fā)展成熟的細(xì)分市場(chǎng)遞進(jìn)趨勢(shì)。目前，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)在中國(guó)還是處于前期的概念導(dǎo)入期和產(chǎn)業(yè)鏈逐步形成階段，沒(méi)有成熟的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和完善的技術(shù)體系，整體產(chǎn)業(yè)處于醞釀階段。

如今物聯(lián)網(wǎng)廣泛用于智能交通、智能校園、智能城市、智能環(huán)保、智能農(nóng)業(yè)、智能電網(wǎng)、智能家居、智能醫(yī)療、智能消防、工業(yè)監(jiān)測(cè)等多個(gè)領(lǐng)域。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展不但使人們的生活更加便利，而且?guī)?dòng)了經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展。

三、物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不是對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的顛覆性革命，而是對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的綜合運(yùn)用。物聯(lián)網(wǎng)要實(shí)現(xiàn)物與物之間的感知、識(shí)別、通信等功能，關(guān)鍵性的技術(shù)主要包括射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）、傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、組網(wǎng)和互聯(lián)技術(shù)、人工智能技術(shù)、全球定位技術(shù)、新材料技術(shù)等等。

物聯(lián)網(wǎng)分為三層體系結(jié)構(gòu)：感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層。

感知層即要實(shí)現(xiàn)物與物和人與物的通信，負(fù)責(zé)采集物和物相關(guān)的信息。感知層的關(guān)鍵技術(shù)主要為傳感器技術(shù)和短距離傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，包括射頻識(shí)別 、GPS 、傳感器網(wǎng)絡(luò)、短距離無(wú)線通信等。

網(wǎng)絡(luò)層即是異構(gòu)融合的泛在通信網(wǎng)絡(luò)，包括現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)、通信網(wǎng)等，是物聯(lián)網(wǎng)的神經(jīng)系統(tǒng)，對(duì)采集到的物體信息進(jìn)行可靠的傳輸和處理。網(wǎng)絡(luò)層是基于現(xiàn)有通信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)建立起來(lái)的層，它要根據(jù)感知層的業(yè)務(wù)特征，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)特性，從而實(shí)現(xiàn)更好的物物通信互聯(lián)。傳送層的關(guān)鍵技術(shù)既包含通信技術(shù)，如移動(dòng)通信技術(shù)、有線寬帶技術(shù)、WiFi通信技術(shù)等；也包含了終端技術(shù)，如網(wǎng)橋設(shè)備、通信模塊等。

應(yīng)用層面向各類應(yīng)用，完成信息的存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)的挖掘、應(yīng)用的決策等，為手機(jī)、電腦等各種終端設(shè)備提供感知信息的應(yīng)用服務(wù)。物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用場(chǎng)景非常廣泛，智能家居、智能交通、工業(yè)監(jiān)測(cè)、可穿戴設(shè)備等都是不同的應(yīng)用。應(yīng)用層涉及信息存儲(chǔ)、分布式計(jì)算、中間件、數(shù)據(jù)挖掘等多種技術(shù)，而云計(jì)算作為一種虛擬化、海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、處理平臺(tái)，將是未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分。

四、阻礙物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的因素

在物聯(lián)網(wǎng)給各行各業(yè)帶來(lái)機(jī)遇的同時(shí)，阻礙物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的因素同樣是不可忽視的，挑戰(zhàn)與機(jī)遇并存。在物聯(lián)網(wǎng)中，傳感是前提，計(jì)算是核心，安全是保障，網(wǎng)絡(luò)是基礎(chǔ)，應(yīng)用服務(wù)是牽引，標(biāo)準(zhǔn)是支持物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的重要基礎(chǔ)，物聯(lián)網(wǎng)的整個(gè)實(shí)現(xiàn)過(guò)程，均存在著困擾其發(fā)展的因素。

①技術(shù)問(wèn)題。物聯(lián)網(wǎng)涉及的技術(shù)繁多而又復(fù)雜，而且目前的一些相關(guān)技術(shù)仍處在不成熟的階段，特別是技術(shù)融合問(wèn)題。在國(guó)內(nèi)，傳感器產(chǎn)業(yè)化水平較低，應(yīng)用水平低，管理水平不配套，很難為客戶提供長(zhǎng)效的幫助。產(chǎn)業(yè)發(fā)展的不成熟，應(yīng)用技術(shù)瓶頸難以突破，缺乏有力的技術(shù)支撐和不斷創(chuàng)新的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，必然制約著物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的發(fā)展。

②安全問(wèn)題。物聯(lián)網(wǎng)在信息安全方面存在諸多問(wèn)題：一是傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)存在的安全；二是由于設(shè)備節(jié)點(diǎn)數(shù)量龐大且集群分布，加上分布式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)以及分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、處理等等勢(shì)必容易造成信息的泄露或遭受安全攻擊。若信息安全無(wú)保障，則個(gè)人隱私、物品信息等隨時(shí)都可能被泄露，這必會(huì)降低公眾的信任，影響物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的銷售和發(fā)展。

③技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題。物聯(lián)網(wǎng)涉及的技術(shù)多，缺乏完整統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，這將會(huì)導(dǎo)致各個(gè)公司的產(chǎn)品兼容性降低，既增加了開(kāi)發(fā)難度和開(kāi)發(fā)成本，也增加了消費(fèi)者的消費(fèi)支出。當(dāng)然，由于物聯(lián)網(wǎng)涉及行業(yè)多，業(yè)務(wù)涉及各行各業(yè)的各個(gè)環(huán)節(jié)， 每個(gè)行業(yè)每個(gè)客戶都有特殊之處，這既增加了技術(shù)開(kāi)發(fā)難度，也使得技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化難度不斷增大。

④成本問(wèn)題。對(duì)于公司企業(yè)來(lái)說(shuō)，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)需要投入大量的人力、財(cái)力支持科研，實(shí)現(xiàn)技術(shù)轉(zhuǎn)化。雖然物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，但是每個(gè)特定應(yīng)用需求的用戶數(shù)量是有限的，這使得公司企業(yè)需要不斷地進(jìn)行產(chǎn)品創(chuàng)新，但是產(chǎn)品的收入規(guī)模卻可能是非常有限的，這勢(shì)必會(huì)降低物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)發(fā)展的熱情，制約物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。

對(duì)于用戶而言，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品一般會(huì)比傳統(tǒng)產(chǎn)品消費(fèi)價(jià)格高，比如可穿戴設(shè)備；而且實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的改造的成本也是不小的，比如智能家居。這也制約著物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的推廣和發(fā)展。

五、物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)

“物聯(lián)網(wǎng)”概念的問(wèn)世，打破了物與物之間的界限，通過(guò)傳感器和物聯(lián)化、互聯(lián)化、智能化的網(wǎng)絡(luò)相連接以全面感知、可靠傳送和智能處理，把生活中的人、物品、網(wǎng)絡(luò)都放到信息世界中，使得物理世界和信息世界結(jié)合，實(shí)現(xiàn)物與物自動(dòng)通信，使得物品更加智能化。物聯(lián)網(wǎng)在新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)中具有資源消耗少、環(huán)境影響少、成本低等廣泛特點(diǎn)，呈現(xiàn)出迅速發(fā)展的勢(shì)頭。

近些年上市的一些智能空氣凈化器產(chǎn)品，可穿戴設(shè)備，家庭環(huán)境監(jiān)控設(shè)備等等，在目前的消費(fèi)背景下，正服務(wù)著大眾。未來(lái)還會(huì)有更多的新式設(shè)備出現(xiàn)，人在日常生活中可以在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候獲得智能生態(tài)環(huán)境的及時(shí)協(xié)助與服務(wù)，使我們的生活更智能、更高效，改善生活質(zhì)量，提升生活品質(zhì)，這些正是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果，所以物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)前景是廣闊的。

就目前的行業(yè)發(fā)展來(lái)看，家電行業(yè)借力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，已經(jīng)率先開(kāi)展拓展價(jià)值空間并改善產(chǎn)品服務(wù)的模式探索。如今的傳統(tǒng)行業(yè)必須緊抓傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)與信息產(chǎn)業(yè)跨界融合的趨勢(shì)，同時(shí)利用互聯(lián)網(wǎng)的平臺(tái)服務(wù)以及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的商業(yè)模式，形成開(kāi)放產(chǎn)業(yè)生態(tài)創(chuàng)新產(chǎn)品和服務(wù)的模式，將成為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向。

隨著行業(yè)應(yīng)用的逐漸成熟，物聯(lián)網(wǎng)將向著打造通用性強(qiáng)的技術(shù)平臺(tái)方向發(fā)展。一個(gè)技術(shù)成熟、服務(wù)完善、產(chǎn)品類型眾多、應(yīng)用界面友好的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，是由設(shè)備提供商、技術(shù)方案商、運(yùn)營(yíng)商、服務(wù)商協(xié)同合作的結(jié)果。一個(gè)能夠支持不同設(shè)備接口、不同互聯(lián)協(xié)議、可集成多種服務(wù)、可擴(kuò)展服務(wù)、可定制個(gè)性化服務(wù)的共性技術(shù)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)將會(huì)是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展成熟的結(jié)果。

物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系的建立將是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，它將呈現(xiàn)從成熟應(yīng)用方案提煉形成行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)帶動(dòng)關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，逐步演進(jìn)形成標(biāo)準(zhǔn)體系的趨勢(shì)。隨著物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的不斷擴(kuò)大和市場(chǎng)的不斷成熟，占有市場(chǎng)份額大的應(yīng)用所衍生出來(lái)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)將成為社會(huì)的主流，而且物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)化的發(fā)展更有利于標(biāo)準(zhǔn)的制定。

物聯(lián)網(wǎng)的雛形就像互聯(lián)網(wǎng)早期的形態(tài)局域網(wǎng)一樣，雖然發(fā)揮的作用有限，但昭示著遠(yuǎn)大前景已不容置疑。相信在未來(lái)，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，打通和勾連城市中的生活、工作場(chǎng)景；通過(guò)核心智能硬件，搭建與參與者（比如業(yè)主、物業(yè)管理方）的信任通道；通過(guò)大數(shù)據(jù)平臺(tái)，建立商業(yè)價(jià)值變現(xiàn)與創(chuàng)新的生態(tài)平臺(tái)，真正實(shí)現(xiàn)對(duì)“智慧城市”、“智慧地球”的構(gòu)想。

六、總結(jié)

物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分。物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)物物相連，讓整個(gè)社會(huì)智能化程度也越來(lái)越高，既提高了資源的使用率，也為我們的生活帶來(lái)便利。信息化和智能化發(fā)展不但增強(qiáng)服務(wù)社會(huì)的能力，而且也不斷提升國(guó)家的綜合競(jìng)爭(zhēng)力。在不久的將來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)必將引起社會(huì)信息的重大變革，成為世界各國(guó)振興經(jīng)濟(jì)、確立競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵。物聯(lián)網(wǎng)的推廣與應(yīng)用將對(duì)信息化社會(huì)各個(gè)方面產(chǎn)生極其深刻而重要的影響。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)幾乎涉及到了信息技術(shù)的所有重要方面，將信息技術(shù)推進(jìn)到一個(gè)更新更高的層次。雖然目前物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展有諸多阻礙，但是它將帶來(lái)長(zhǎng)遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展是一個(gè)緩慢的過(guò)程，它將會(huì)逐步改變?nèi)藗兊纳罘绞?，改善人們的生活質(zhì)量，促進(jìn)信息化社會(huì)進(jìn)入智能化時(shí)代。

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