物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用

文/黃聞達(dá)

物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為新一代信息技術(shù)的重要組成部分，也是“信息化”時(shí)代的重要發(fā)展階段。“Internet of things（IoT）”為其英語(yǔ)名稱。因此，物聯(lián)網(wǎng)簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是物與物連接的網(wǎng)絡(luò)。主要有兩方面的內(nèi)容：

（1）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是建立在互聯(lián)網(wǎng)上進(jìn)行的延伸和擴(kuò)展，因此物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)和核心還是互聯(lián)網(wǎng)；

（2）物物相息。物聯(lián)網(wǎng)的用戶端擴(kuò)展和延伸到全部的物品，物品間開(kāi)展信息的通信和交換。

物聯(lián)網(wǎng)憑借智能感知、識(shí)別技術(shù)與普適計(jì)算等通信感知技術(shù)，廣泛融合應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)，所以被認(rèn)為是緊跟計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)后世界信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次高潮。物聯(lián)網(wǎng)通常被認(rèn)為是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用和延伸，物聯(lián)網(wǎng)不僅僅網(wǎng)絡(luò)，更準(zhǔn)確說(shuō)應(yīng)該是業(yè)務(wù)和應(yīng)用。所以物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的核心是應(yīng)用和創(chuàng)新。

物聯(lián)網(wǎng)把新一代IT技術(shù)充分運(yùn)用在各個(gè)行業(yè)中，就是把感應(yīng)器放置到鐵路、、大壩、電網(wǎng)、橋梁、建筑、公路、供水系統(tǒng)、隧道、油氣管道等各個(gè)地方中，再把“物聯(lián)網(wǎng)”和互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行融合，真正整合了人們生活與物理系統(tǒng)，在整合后的網(wǎng)絡(luò)中，有能力超強(qiáng)的中心計(jì)算機(jī)群，有能力把整合后的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的機(jī)器、人員、設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)施進(jìn)行實(shí)時(shí)的控制和管理，利用此網(wǎng)絡(luò)，人們就能用更加精密和動(dòng)態(tài)的方式遙控生活或生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)“智慧”狀態(tài)，進(jìn)而有效提高生產(chǎn)力水平和資源利用率，推動(dòng)人與自然間和諧的發(fā)展。

1 開(kāi)啟智能生活

智能生活屬于具有新內(nèi)涵的生活方式。目前的智能生活平臺(tái)依靠云計(jì)算技術(shù)的存儲(chǔ)，指導(dǎo)思想為家庭場(chǎng)景功能融合和增值服務(wù)挖掘，運(yùn)用主流的互聯(lián)網(wǎng)通信渠道，配以豐富的智能家居產(chǎn)品終端，打造享受智能家居控制系統(tǒng)帶來(lái)的新的生活體驗(yàn)，多角度和多方位給家庭帶來(lái)舒適、便捷、安全和健康的生活，建立有共同智能生活理念的智能社區(qū)。這就是物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入人類生活體現(xiàn)出的人文思想。

我們所提倡的智能生活（Smart Life, SL)主要包括：智能社交（Smart Communication, SC）、智能辦公（Smart Office, SO）、智能移動(dòng)（Smart Move, SM、）智能家居（Smart Home, SH、）智能穿戴（Smart Wear, SW）和智能購(gòu)物（Smart Shopping, SS）。

未來(lái)的智能生活平臺(tái)肯定會(huì)和互聯(lián)網(wǎng)的延伸物——物聯(lián)網(wǎng)密切相聯(lián)。人類的日常家庭生活必需品主要有燃?xì)庠睢⒉鑾?、冰箱、衣柜、空調(diào)、洗衣機(jī)、床、梳妝臺(tái)、沙發(fā)、電視、電磁爐等，這些家庭必需品都是物品，也都可以和未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行連接，目前技術(shù)就可以初步實(shí)現(xiàn)的有：回家前先打開(kāi)空調(diào)和手機(jī)監(jiān)控洗衣機(jī)內(nèi)的衣服洗滌情況。更加先進(jìn)的應(yīng)用為，你可以監(jiān)測(cè)自己家的開(kāi)門記錄，能夠注意到不速之客的光臨。

智能生活平臺(tái)與主流智能家居品牌產(chǎn)品的互通非常便利，家庭用戶在任何場(chǎng)合和任何時(shí)候，都能夠自由的連接上Internet，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程查詢到相關(guān)所需要的信息還能具備社交互動(dòng)等特點(diǎn)。智能生活平臺(tái)還有自我成長(zhǎng)性和延展性，憑借統(tǒng)一的云服務(wù)實(shí)現(xiàn)多種智能家居物品和多種專長(zhǎng)的服務(wù)機(jī)構(gòu)部門進(jìn)行密切合作，快捷創(chuàng)造出智能生活門戶，從遠(yuǎn)程控制門鎖到合理家庭用電策略建議部署；從初級(jí)的生活資訊到高級(jí)的健康診療，從嚴(yán)密的家庭安防到詳細(xì)的家庭環(huán)境質(zhì)量分析及建議部署，都能全面多方位的去表現(xiàn)精彩的智能生活。

科技發(fā)展帶來(lái)的直接利益對(duì)我們普通人來(lái)說(shuō)就是改善生活水平和質(zhì)量，每項(xiàng)科學(xué)技術(shù)的誕生就要考慮不是戰(zhàn)爭(zhēng)和傷害，而是發(fā)展和美好。當(dāng)然物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和成熟需要一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，并不是一蹴而就的。當(dāng)前我國(guó)發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)還有許多困難等著我們?nèi)タ朔?。?dāng)前國(guó)內(nèi)到處都在進(jìn)行“物聯(lián)網(wǎng)”，有些是重復(fù)性工作，造成了浪費(fèi)了物力和人力、需要國(guó)家做出統(tǒng)一性的規(guī)劃，此外還要注意進(jìn)行相關(guān)領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化和可持續(xù)發(fā)展的發(fā)展模式的研究，追求規(guī)模型經(jīng)濟(jì)，在感知和傳輸?shù)膽?yīng)用上打造新的物聯(lián)網(wǎng)的生態(tài)鏈向現(xiàn)代服務(wù)業(yè)方向發(fā)展。為保證物聯(lián)網(wǎng)的健康發(fā)展，從國(guó)家層面來(lái)講，必須要注意物聯(lián)網(wǎng)的可信、安全和隱私等方面的問(wèn)題。

2 物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)有射頻識(shí)別技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)，傳感技術(shù)和數(shù)據(jù)的挖掘與融合技術(shù)。

2.1 射頻識(shí)別技術(shù)

射頻識(shí)別也叫做電子標(biāo)簽，利用射頻信號(hào)及其空間耦合傳輸功能，借助無(wú)線電信號(hào)對(duì)移動(dòng)代識(shí)別或靜態(tài)物品進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別，并且讀寫有關(guān)無(wú)線數(shù)據(jù)的無(wú)線通訊技術(shù)。然后信息讀寫設(shè)備向帶有電子標(biāo)簽的物品發(fā)射出射頻信號(hào)去激活電子標(biāo)簽，讓其憑借感應(yīng)電流得到的能量放出存儲(chǔ)在芯片中的物體信息，完成對(duì)物體的控制和管理。

2.2 網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)能把信息進(jìn)行可靠安全的傳輸，可分為近程通信和遠(yuǎn)程通信。距離近的應(yīng)用的技術(shù)一般包括ZigBee、藍(lán)牙、UWB、RFID和Wi-Fi等。遠(yuǎn)程方面用到的技術(shù)包括2G/3G移動(dòng)通信、網(wǎng)關(guān)、互聯(lián)網(wǎng)的組網(wǎng)、衛(wèi)星通信和IP互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)。

2.3 傳感技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)要用到的關(guān)鍵技術(shù)還有傳感技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)主要通過(guò)傳感節(jié)點(diǎn)、傳感器和電子標(biāo)簽等方式去獲得信息獲取，。集成化微型化傳感器能配置導(dǎo)到所有的物品內(nèi)，并且還能配合實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，后將獲得的信息通過(guò)無(wú)線上傳和實(shí)現(xiàn)泛在傳感。傳感節(jié)點(diǎn)有計(jì)算、通信和感知的功能，進(jìn)而把數(shù)據(jù)處理、傳輸和采集。

2.4 數(shù)據(jù)的挖掘與融合技術(shù)

云計(jì)算和P2P等分布式計(jì)算技術(shù)為物聯(lián)網(wǎng)提供高效和新的計(jì)算方式，能夠從大量的數(shù)據(jù)中及時(shí)發(fā)現(xiàn)有效和隱藏的信息，并且還能夠解決多個(gè)系統(tǒng)之間或各種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的融合問(wèn)題，具備相對(duì)可靠的數(shù)據(jù)中心，很容易達(dá)到不同設(shè)備間的應(yīng)用與數(shù)據(jù)共享。

3 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)在生活中的多個(gè)場(chǎng)合和方面能夠進(jìn)行應(yīng)用，可以說(shuō)遍布到農(nóng)業(yè)領(lǐng)域、醫(yī)療衛(wèi)生、城市運(yùn)行管理和生態(tài)環(huán)境等方面。

3.1 在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用主要是控制監(jiān)測(cè)農(nóng)作物的生長(zhǎng)環(huán)境、監(jiān)測(cè)動(dòng)物健康以及動(dòng)物屠宰。憑借傳感技術(shù)進(jìn)行職能監(jiān)測(cè)，能夠迅速掌握土壤水分、成分和肥料的變化等情況，能夠動(dòng)態(tài)記錄植物的生長(zhǎng)過(guò)程，為及時(shí)調(diào)整耕作模式科學(xué)根據(jù)。而物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用到食品的加工的整個(gè)流程中，就能及時(shí)追蹤動(dòng)植物產(chǎn)品加工、生長(zhǎng)和銷售過(guò)程，進(jìn)而可以保證產(chǎn)品的安全和質(zhì)量。

3.2 醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域

物聯(lián)網(wǎng)在醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用，能夠有效地對(duì)病人的各項(xiàng)指標(biāo)開(kāi)展檢測(cè)。它可應(yīng)用在于藥品監(jiān)管、醫(yī)療監(jiān)管、血漿的采集監(jiān)控和醫(yī)療電子檔案管理等方面。物聯(lián)網(wǎng)能夠?yàn)檫h(yuǎn)程醫(yī)療、患者監(jiān)護(hù)和救助殘障人員提供保證，及時(shí)關(guān)注和溫暖弱勢(shì)全體，這是物聯(lián)網(wǎng)倍近期受到關(guān)注的應(yīng)用的一個(gè)原因，并且物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)在某些發(fā)達(dá)國(guó)家取得了巨大的進(jìn)步。

3.3 城市運(yùn)行管理

這主要是指部件監(jiān)控管理和城市網(wǎng)絡(luò)，像井蓋登公共設(shè)施；城市重點(diǎn)設(shè)施如電、水、燃?xì)?、熱力等和地下管線實(shí)施監(jiān)控；各種作業(yè)車輛和人員的狀況，對(duì)日常環(huán)衛(wèi)作業(yè)、生活生產(chǎn)垃圾清除和掃雪鏟冰等開(kāi)展有效管理監(jiān)控。

3.4 在生態(tài)環(huán)境方面

借助物聯(lián)網(wǎng)的智能接受和傳遞信息，物聯(lián)網(wǎng)可以在防御氣候變化和自然災(zāi)害，治理土壤和大氣，保護(hù)水和森林資源中，發(fā)揮重要的作用，有效改善生存狀況和環(huán)境。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，能夠有效檢測(cè)控制和預(yù)警污染排放，進(jìn)而進(jìn)行管理。結(jié)合傳感器監(jiān)測(cè)城市噪音和空氣質(zhì)量，并且能夠及時(shí)在公共場(chǎng)所公示現(xiàn)場(chǎng)信息，利用移動(dòng)通信系統(tǒng)加強(qiáng)與監(jiān)督部門的聯(lián)動(dòng)。利用通信技術(shù)和傳感器技術(shù)，高效使用和調(diào)配燃煤、電力、水利、天然氣和石油等資源。加強(qiáng)對(duì)居民用水的水質(zhì)檢測(cè)和河流水庫(kù)的網(wǎng)絡(luò)體系建設(shè)，建立實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)。加強(qiáng)和建設(shè)對(duì)濕地和森林綠化帶等自然資源的傳感系統(tǒng)，利用地理空間已有的數(shù)據(jù)庫(kù)，進(jìn)而整體掌控綠化資源情況。

物聯(lián)網(wǎng)屬于新興的產(chǎn)業(yè)，是能夠?yàn)槿祟愄峁┓?wù)，讓人類去感知和控制物理世界的網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)和我們普通人的生活有著密不可分的關(guān)系。我們其實(shí)已經(jīng)在生活的多多方面的已經(jīng)開(kāi)始了應(yīng)用。像很多的城市的校園一卡通，我國(guó)的第二代身份證、大部分大學(xué)生的學(xué)生證和，這都屬于物聯(lián)網(wǎng)的初步應(yīng)用。這些應(yīng)用經(jīng)過(guò)不斷的延伸發(fā)展后，可以進(jìn)一步操作很多的事情，如自動(dòng)控制、智能安防和智能冰箱等。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展迅猛的發(fā)展可以到超出我們的想象。如果天下雨，發(fā)個(gè)短信，衣服就能自動(dòng)收進(jìn)物檐;你發(fā)個(gè)短信，你家電飯煲就開(kāi)始做飯，燈就關(guān)閉。

4 物聯(lián)網(wǎng)的未來(lái)

物聯(lián)網(wǎng)的靈感來(lái)源于當(dāng)下流行的互聯(lián)網(wǎng)，但其功能與效率將會(huì)比互聯(lián)網(wǎng)更強(qiáng)大，在一些功能的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，物聯(lián)網(wǎng)將會(huì)比目前的互聯(lián)網(wǎng)節(jié)省更多的資源和時(shí)間，進(jìn)而達(dá)到效率的高效化。物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)的發(fā)展是未來(lái)信息科技的趨勢(shì)所向，畢竟會(huì)是未來(lái)國(guó)際新一輪科技競(jìng)爭(zhēng)熱點(diǎn)。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展肯定會(huì)日新月異，尤其是物流領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用與發(fā)展肯定會(huì)進(jìn)入快車道，相信我國(guó)發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的前景必將一片光明。