智能物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用及發(fā)展

陶明峰 亓文哲 馬泉泉

【摘 要】隨著信息技術(shù)的發(fā)展，我國正進入以物聯(lián)網(wǎng)為基礎的技術(shù)革命階段，同時，人工智能技術(shù)也開始在全世界范圍內(nèi)迅速發(fā)展，逐漸形成了一個智能化的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。本文對物聯(lián)網(wǎng)及人工智能技術(shù)的定義和相關技術(shù)進行了闡述和分析，并介紹了車聯(lián)網(wǎng)、校園物聯(lián)網(wǎng)和健康設備物聯(lián)網(wǎng)中使用的人工智能技術(shù)。通過探討，可以對如何提高物聯(lián)網(wǎng)的智能化水平有所啟發(fā)，對研究智能物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提供新思路。

【關鍵詞】物聯(lián)網(wǎng)；人工智能；應用

1引言

智能物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的進一步發(fā)展的趨勢，是在互聯(lián)網(wǎng)的基礎之上，將自己的用戶端延伸到物品之間，然后進行相應的信息交換以及實現(xiàn)通信的一種技術(shù)，同時也是未來互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的趨勢。因此，研究智能物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和應用的發(fā)展趨勢有著重要的意義。

2智能物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

從系統(tǒng)工程角度來看，IoT（Internet of Things，物聯(lián)網(wǎng)）具有將感知、控制和短距離無線通信能力的傳感設備嵌入到各類器件與終端中，拓展系統(tǒng)自動獲取物理世界信息的作用直徑和能力；在傳統(tǒng)以人類語義為核心的信息網(wǎng)絡基礎上，引入物體共享數(shù)據(jù)的新型信息維度，形成物理世界與人類信息領域融合的抽象數(shù)字生態(tài)系統(tǒng)；將對物理世界的感知引入現(xiàn)有的網(wǎng)絡與信息系統(tǒng)，并對系統(tǒng)整體性能進行智能優(yōu)化處理，兼容并包現(xiàn)有體系，共同形成對人類意義重大的信息網(wǎng)絡體系。從技術(shù)演進角度來看，以應用驅(qū)動的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)設計是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的關鍵，隨著中國牽頭制定的全球首個物聯(lián)網(wǎng)頂層架構(gòu)國際標準正式通過國際標準草案（DIS）投票，NB-IoT標準化工作的完成以及5G商用的展望，將對物聯(lián)網(wǎng)未來發(fā)展產(chǎn)生深遠的影響。盡管物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)化初見成效，取得了不少重要的成果，但在實際部署過程中，多數(shù)垂直行業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)應用以封閉方案為主流，這一方面造成了系統(tǒng)軟件與硬件的兼容性不強；另一方面，導致了不同物聯(lián)網(wǎng)應用之間信息的交互性不佳，具體主要包含以下3個方面：（1）系統(tǒng)應用。物聯(lián)網(wǎng)中嵌入式感知/控制設備采用不同的軟/硬件平臺，部署于無法自由交換信息的多種異構(gòu)網(wǎng)絡環(huán)境，專用的業(yè)務系統(tǒng)和管理平臺難以兼容互通。（2）技術(shù)研發(fā)。物聯(lián)網(wǎng)的用戶參與度低，應用開發(fā)門檻高，開發(fā)周期長；平臺架構(gòu)的耦合度高，擴展性互通性差，基礎設施的部署及維護成本高；異構(gòu)網(wǎng)絡與終端多樣化；物聯(lián)網(wǎng)各種資源缺少統(tǒng)一的描述模型，無法對資源進行統(tǒng)一的協(xié)同處理與協(xié)作調(diào)度。（3）架構(gòu)設計。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)呈現(xiàn)出豎井化的信息孤島特征，僅適合需求明確的大規(guī)模垂直行業(yè)應用場景；系統(tǒng)基礎設施架構(gòu)和服務能力難以分享和重用，第三方資源也難以被低成本集成系統(tǒng)，使得物聯(lián)網(wǎng)很難實現(xiàn)大規(guī)模的應用和推廣。

3智能物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用發(fā)展

3.1健康設備中的人工智能技術(shù)

在醫(yī)療領域中，越來越多的技術(shù)涉及到人工智能。比如說BOE，該公司將人工智能技術(shù)、顯示技術(shù)以及醫(yī)學相結(jié)合，打造信息化、智能化的醫(yī)學服務，從而實現(xiàn)智慧健康的目標。同時為方便對健康狀態(tài)的實時監(jiān)測，部分健康設備也借助物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)了相互連接，為深層次對人體健康狀態(tài)的觀察提供了技術(shù)基礎。有的智能健康設備實現(xiàn)了智能化管理，如對人體健康數(shù)據(jù)的可視化處理，并結(jié)合對數(shù)據(jù)的分析給予針對性的診斷意見，實現(xiàn)了與專家系統(tǒng)的連接，并借助人工智能技術(shù)確保診斷的準確與高效。

3.2車聯(lián)網(wǎng)中的人工智能技術(shù)

智能駕駛是汽車的未來發(fā)展方向，其關鍵技術(shù)是利用車聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)車與車、車與環(huán)境之間的信息交換。其中，車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的基礎由車載移動互聯(lián)網(wǎng)、車內(nèi)網(wǎng)等組成，依據(jù)數(shù)據(jù)交互標準，最終在行人、車、路三者之間形成信息交互，實現(xiàn)車輛行駛智能化。通過分析可知，車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)包括3個端口：（1）端系統(tǒng)：該系統(tǒng)主要是智能傳感器部分，對汽車的形式狀態(tài)、周邊環(huán)境等信息進行收集。該系統(tǒng)不僅僅是使汽車具有網(wǎng)絡可信標識、IOV尋址等能力，也是車聯(lián)網(wǎng)的通信終端。（2）管系統(tǒng)：車聯(lián)網(wǎng)的主要目標是實現(xiàn)車、網(wǎng)、人之間的信息互換，不同車輛之間相互組網(wǎng)，在異構(gòu)網(wǎng)絡之間形成通信，確保其滿足網(wǎng)絡互通性、實時性等要求。（3）云系統(tǒng)：車聯(lián)網(wǎng)中含有大量的數(shù)據(jù)，包括ITS、客運、貨運、汽車租賃、汽車保險、緊急救援、汽車制造商等多個方面。

3.3校園管理中的人工智能

（1）考勤管理。在衡量學生上課的出勤率和遲到早退的情況方面，傳統(tǒng)都會采取課堂點名的方式，這不僅浪費了學生的課堂時間，影響了教師的教學計劃，還無法避免冒名應卯的情況。而將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用于考勤管理中，讓每個學生配備一個記錄了自己學號、性別等基本信息的RFID標簽，當學生進入教室后，讀卡器負責接收學生的信息，并將其傳遞到中心服務器，接著服務器通過對比學生的出勤記錄，統(tǒng)計其出勤率，老師只需要統(tǒng)計一下出勤人數(shù)，就可以知道哪些同學沒到，并對其進行相應處理，該系統(tǒng)還有輪番查詢的功能，從而進一步防止學生中途早退等違紀情況發(fā)生。此外，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在應用于教師考勤方面，采用的是指紋識別技術(shù)，教師到校和離校都要錄指紋，遲到早退的情況一目了然，有效防止“代簽”現(xiàn)象發(fā)生。（2）圖書管理。與考勤管理相同，每本書都有一枚記錄該書基本信息的RFID標簽，標簽轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、自助借書系統(tǒng)、自助還書系統(tǒng)、智能查找系統(tǒng)、推車式盤點系統(tǒng)、安全門檢測系統(tǒng)等構(gòu)成了RFID圖書管理系統(tǒng)，每一個系統(tǒng)都不可或缺。學生可以通過智能查找系統(tǒng)檢索想要的書，通過自助借書系統(tǒng)借書、通過自助還書系統(tǒng)還書，這些過程只需要掃描一下書的標簽和書證上的RFID標簽，并與借書學生的RFID標簽聯(lián)系起來，就可以知道哪位學生借走了該書。（3）實驗室管理。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在實驗室管理方面也具有舉足輕重的作用。在管理實驗室器材上與以上兩方面具有異曲同工之妙，都是在物品上貼上內(nèi)部存儲了名稱、使用方法、購進日期、維護信息、注意事項等基本信息的RFID標簽，該標簽具有唯一的識別碼，這些信息可以由閱讀器利用射頻信號進行無線讀取。管理人員在進行設備清點時，只要拿著讀寫器在實驗室內(nèi)巡視，就可以批量讀取設備信息，而無須對儀器設備進行搬移來掃描條形碼，大大提高了清點效率。當使用者對物品進行使用時，實驗室設備可以通過閱讀器獲取該物品的使用信息，并對其進行遠程監(jiān)控，實驗室管理者還可以對設備信息進行實時采集，了解物品和設備的相關信息。

4智能物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和應用的發(fā)展趨勢

目前物聯(lián)網(wǎng)處于發(fā)展階段，需求各異且信息孤立，由于政策的推動以及利益最大化的導向，未來垂直行業(yè)內(nèi)部以及行業(yè)間的信息交互將成為必然趨勢。同時，未來物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，不是對現(xiàn)有技術(shù)的顛覆性革命，而是通過對現(xiàn)有技術(shù)的綜合運用，進一步結(jié)合先進技術(shù)（例如：人工智能、機器學習等），融合現(xiàn)有技術(shù)實現(xiàn)全新模式轉(zhuǎn)變來實現(xiàn)智能物聯(lián)網(wǎng)。這樣能有效地實現(xiàn)智能物聯(lián)網(wǎng)的知識創(chuàng)造，實現(xiàn)智能物聯(lián)網(wǎng)與現(xiàn)有的網(wǎng)絡系統(tǒng)的平滑升級，催生出一系列新的框架與技術(shù)。

5結(jié)束語

綜上所述，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，利用智能物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以有效解決應用的分散化問題，可以讓各個領域的信息進行交換，更好地實現(xiàn)信息的收集以及傳輸。在互聯(lián)網(wǎng)的基礎之上，構(gòu)建智能物聯(lián)網(wǎng)的體系，可以使我們快速便捷地獲取信息，從傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換和提取轉(zhuǎn)化為知識創(chuàng)造，讓我們的生活更加智能化。

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（作者單位：國網(wǎng)淄博供電公司）