物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新發(fā)展方向探索

張吉沅

(山東省淄博市工業(yè)學(xué)校 山東淄博 255400)

物聯(lián)網(wǎng)又稱為“物與物之間的互聯(lián)網(wǎng)”，是通過互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)將物與物之間建立起聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)物與物之間的對(duì)話和交流。物聯(lián)網(wǎng)是繼計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)之后的第三次技術(shù)發(fā)展浪潮，它以傳感器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與分析技術(shù)為核心，融合了眾多學(xué)科理論、工程技術(shù)以及工商業(yè)應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是多種計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)相互作用下的一種全新的信息化認(rèn)知模式與實(shí)踐應(yīng)用模式。它是在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)上的拓展和延伸，打破了傳統(tǒng)的信息思維，開啟了新一輪信息技術(shù)的深入應(yīng)用浪潮。我國對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展給予了極大重視，已經(jīng)將其列入了長期科學(xué)發(fā)展規(guī)劃中，并密切關(guān)注云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新興技術(shù)產(chǎn)業(yè)，努力推動(dòng)該產(chǎn)業(yè)與現(xiàn)代制造業(yè)的融合，將其作為競爭高地。然而，由于我國物聯(lián)網(wǎng)起步比較晚，標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)體系等方面還有很大的提升空間，這也為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展提供了無限可能。[1]

一、物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)和特點(diǎn)

（一）核心技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)形式上具有多樣性，技術(shù)上具有復(fù)雜性。根據(jù)其與信息之間的關(guān)系，其技術(shù)核心可以從四方面進(jìn)行闡述。

其一，感知識(shí)別層。其所代表的技術(shù)是溝通物理世界與信息世界的關(guān)鍵樞紐，該技術(shù)主要包括射頻識(shí)別（RFID）、無線傳感器等，能夠促進(jìn)信息自動(dòng)生成。其中，射頻識(shí)別可以讓物品“開口說話”，它存儲(chǔ)著規(guī)范且具有互動(dòng)性的信息，可以借助無線通信網(wǎng)絡(luò)匯總到中央信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)物品的識(shí)別與管理。無限傳感網(wǎng)絡(luò)是借助傳感器完成對(duì)一系列信息的獲取活動(dòng)。

其二，網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建層。該層次主要將下面一層的感知識(shí)別層設(shè)備接入到互聯(lián)網(wǎng)中，實(shí)現(xiàn)上下層銜接。無線網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)都在提供網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)，根據(jù)不同的環(huán)境，設(shè)計(jì)相對(duì)應(yīng)的廣域網(wǎng)、局域網(wǎng)和個(gè)域網(wǎng)來進(jìn)行配對(duì)融入。

其三，管理服務(wù)層。該層次主要以計(jì)算機(jī)和海量存儲(chǔ)技術(shù)為基礎(chǔ)，收集、歸納和匯總大范圍數(shù)據(jù)，為上層行業(yè)應(yīng)用提供智能支撐平臺(tái)。目前，管理服務(wù)層主要涉及到運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)挖掘和儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，保護(hù)信息安全和隱私不被泄露。

其四，綜合應(yīng)用層。綜合應(yīng)用強(qiáng)調(diào)以用戶為中心，包括在線游戲、社交網(wǎng)絡(luò)、視頻點(diǎn)播、智能交通、藥品安全監(jiān)管、物流倉儲(chǔ)等，隨著互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，應(yīng)用范圍也不斷擴(kuò)大，并逐漸向多樣化、規(guī)?；厔菘拷2]

（二）特點(diǎn)

其一，終端規(guī)?；Ｓ捎谖锲贩N類的繁多，每一個(gè)物品都具備了通信功能，成為網(wǎng)絡(luò)的終端，其規(guī)模也就越來越大。其二，感知識(shí)別普適化。近年來，自動(dòng)識(shí)別和傳感網(wǎng)技術(shù)發(fā)展十分迅猛，擴(kuò)展了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用范圍。人們在衣食住行中都有物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的影子。其三，異構(gòu)設(shè)備互聯(lián)化。異構(gòu)設(shè)備主要指傳感器、手機(jī)、筆記本電腦、不同型號(hào)和類別的RFID標(biāo)簽等，這些異構(gòu)設(shè)備在運(yùn)行不同協(xié)議的過程中，可以通過“網(wǎng)關(guān)”進(jìn)行聯(lián)結(jié)，讓網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)信息融會(huì)貫通。其四，管理處理智能化。管理服務(wù)層中海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、有規(guī)律的組織以及檢索等各種決策手段會(huì)涉及到運(yùn)籌學(xué)、數(shù)據(jù)挖掘、機(jī)器學(xué)習(xí)等，提高了管理服務(wù)的智能化。其五，應(yīng)用服務(wù)鏈條化。以一個(gè)工廠的運(yùn)行為例，物理網(wǎng)技術(shù)可以滲透到原材料輸入、生產(chǎn)安排、節(jié)約能耗、智能物流、產(chǎn)品經(jīng)銷、售后服務(wù)等各個(gè)環(huán)節(jié)，使整個(gè)工廠的信息化程度有所提升。同時(shí)，它還會(huì)波及到上游與下游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

二、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)有的應(yīng)用發(fā)展

從1999年提出到現(xiàn)在，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展已經(jīng)歷經(jīng)了二十年的歷程，并從迷茫逐漸走向成熟。特別是近幾年，隨著互聯(lián)網(wǎng)和信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期，不再停留在單純概念和設(shè)想階段，開始向人們的日常生活滲透，改變著人們的生活方式、工作方式和思維方式。[3]

例如，我們經(jīng)常在美國好萊塢的科幻大片中看見一些智能化、科技化的場景。隨著物理網(wǎng)技術(shù)的普及，這些場景已經(jīng)走進(jìn)人們的日常生活，像虹膜識(shí)別、聲音識(shí)別技術(shù)，在考勤記錄、登錄系統(tǒng)和驗(yàn)證身份中開始出現(xiàn)，經(jīng)常應(yīng)用的手機(jī)軟件也能看見這些技術(shù)的身影。再比如，在金融行業(yè)中，“刷臉”支付或“指紋”支付成為2019年支付系統(tǒng)最熱門的話題。該功能主要依靠臉部識(shí)別和指紋識(shí)別系統(tǒng)，自動(dòng)地將用戶個(gè)人信息與賬戶設(shè)置信息相關(guān)聯(lián)，簡化交易過程，提高便捷性。除此之外，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也同樣應(yīng)用于健康領(lǐng)域，像日本推出的智能馬桶，可以通過檢測與分析使用者的排泄物，生成血壓、體溫等各項(xiàng)指標(biāo)報(bào)告。對(duì)于身處快節(jié)奏社會(huì)環(huán)境的人們而言，他們可以及時(shí)掌握自身健康情況，并實(shí)施動(dòng)態(tài)化監(jiān)控。當(dāng)然，除了大眾熟知的共享單車和汽車、智能物流、自動(dòng)售貨機(jī)、定位系統(tǒng)等，比較典型的應(yīng)用還包括水電行業(yè)的無線遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)、智能醫(yī)療系統(tǒng)、食品安全與防偽系統(tǒng)、智慧城市系統(tǒng)以及家居監(jiān)控系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在發(fā)展與應(yīng)用的過程中，對(duì)技術(shù)有著很高的要求，這也是促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)向前實(shí)現(xiàn)大跨越的重要推動(dòng)力。

三、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)未來應(yīng)用創(chuàng)新發(fā)展方向

（一）向人工智能進(jìn)軍

人工智能是當(dāng)下社會(huì)科技發(fā)展的主流趨勢，實(shí)現(xiàn)智能化也是我國科技戰(zhàn)略中的首要任務(wù)。有金融媒體研究預(yù)測，物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)中人們都一致認(rèn)為到2023年，全球83%的AI芯片都將供給物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備（如汽車、智能音箱、智能手表及農(nóng)業(yè)設(shè)備等），促進(jìn)該領(lǐng)域的智能化。反過來，物聯(lián)網(wǎng)在這些領(lǐng)域中的應(yīng)用將推動(dòng)人工智能市場的增長。到2030年，人工智能干預(yù)下我國經(jīng)濟(jì)將為全球經(jīng)濟(jì)帶來15.7億美元的增長量，逐漸向第一大經(jīng)濟(jì)體靠近。

可見，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展將深刻地影響人工智能的應(yīng)用，它的滲透可以實(shí)現(xiàn)從遙測遙感遙控，再到自動(dòng)調(diào)節(jié)，最終到智能調(diào)節(jié)的發(fā)展變化。同樣，人工智能作為“大腦”的思考又會(huì)為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)增添生命活力，使大量設(shè)備所收集到的海量數(shù)據(jù)能夠得到快速的處理與分析，將設(shè)備的簡單連接升級(jí)為智能連接。

（二）向自動(dòng)駕駛進(jìn)軍

眾所周知，交通是一個(gè)國家最重要的基礎(chǔ)設(shè)施，更是支撐經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大動(dòng)脈。然而，人口的急劇增長帶來了巨大的交通壓力，同樣增加了交通事故發(fā)生的概率，嚴(yán)重影響到人們的出行與生命安全。目前，智能交通發(fā)展已經(jīng)開始起步，像高速公路ETC的自動(dòng)收費(fèi)，緩解了收費(fèi)站的車輛擁堵。當(dāng)然，智能交通并不只限于這一項(xiàng)追求，自動(dòng)駕駛將物聯(lián)網(wǎng)在交通領(lǐng)域的應(yīng)用推向了高潮?，F(xiàn)階段，各個(gè)公司的自動(dòng)駕駛汽車上路試驗(yàn)正在如火如荼地開展。預(yù)計(jì)到2040年，自動(dòng)駕駛汽車將規(guī)模化、系統(tǒng)化投入使用。在2019年的GDU技術(shù)大會(huì)上，芯片大廠英偉達(dá)CEO Jensen Huang曾透露，基于云的自動(dòng)駕駛汽車仿真平臺(tái)已經(jīng)推出。此外，各類科技人才也開始為無人駕駛出租車服務(wù)助力，以實(shí)現(xiàn)百萬自動(dòng)駕駛汽車的上路。

（三）向5G全面覆蓋進(jìn)軍

移動(dòng)通信從面向個(gè)人通信的1G、2G、3G、4G以十年一代的速度發(fā)展到現(xiàn)在，終于迎來了5G時(shí)代，為實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和智慧城市帶來了曙光。物聯(lián)網(wǎng)是指每平方公里至少100萬臺(tái)設(shè)備連接。5G的特性使其能夠真正支持“萬物互聯(lián)”。此外，無人駕駛的應(yīng)用離不開5G網(wǎng)絡(luò)的覆蓋，它的最大優(yōu)勢在于極高的數(shù)據(jù)傳輸速率，可以大大提升物聯(lián)網(wǎng)的使用體驗(yàn)。換句話說，5G網(wǎng)絡(luò)“專為物聯(lián)網(wǎng)而生”?？梢姡锫?lián)網(wǎng)技術(shù)的未來發(fā)展方向與5G網(wǎng)絡(luò)息息相關(guān)。除了無人駕駛外，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能城市建設(shè)中也同樣離不開5G網(wǎng)絡(luò)，在兩者的相互作用下，這將為城市交通和公共事業(yè)帶來極大的幫助。此外，在教育領(lǐng)域，5G技術(shù)可以讓人們直觀地了解生物中的微觀世界、宏觀天體的運(yùn)行、古代歷史場景，以及應(yīng)用于醫(yī)生的職業(yè)培訓(xùn)等。[4-5]

（四）向金融安全領(lǐng)域進(jìn)軍

在網(wǎng)絡(luò)不斷發(fā)展的今天，雖然給人們生活、工作和學(xué)習(xí)提供了極大便利，但也帶來了一定的安全隱患，時(shí)刻存在著個(gè)人隱私、企業(yè)機(jī)密被泄露或攻擊的風(fēng)險(xiǎn)。金融安全屬于其中最典型的一項(xiàng)，它是國家安全的重要組成部分。金融安全的維護(hù)關(guān)系到我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的全局，屬于一項(xiàng)戰(zhàn)略性、根本性事件。特別在新冠肺炎疫情爆發(fā)后，疫情蔓延與金融風(fēng)險(xiǎn)共生，疫情防控與金融競爭并存，金融領(lǐng)域安全性脆弱的弊端逐漸浮現(xiàn)出來，同時(shí)也加深了對(duì)金融安全維護(hù)的深度思考?，F(xiàn)階段，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在金融安全維護(hù)方面還存在著信號(hào)受干擾的可能和惡意入侵的危險(xiǎn)。因此，加強(qiáng)金融領(lǐng)域的安全防護(hù)將會(huì)一直是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)未來應(yīng)用的方向。通過金融數(shù)據(jù)分析、安全服務(wù)體系建立、數(shù)字加密證書的使用，一方面利用海量數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，結(jié)合網(wǎng)站自身情況，精確定位網(wǎng)站問題，給出威脅情報(bào)，應(yīng)對(duì)未知威脅，另一方面建立多重安全防護(hù)機(jī)制，有效抵御各類型攻擊，提供漏洞防護(hù)及大流量攻擊防護(hù)，及時(shí)感知網(wǎng)站運(yùn)營狀態(tài)，保障網(wǎng)站服務(wù)安全。

四、結(jié)束語

綜上所述，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為第三次技術(shù)發(fā)展浪潮，是社會(huì)發(fā)展的核心技術(shù)力量。雖然物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在生活各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用比較廣泛，但隨著各種技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，它仍然有極大的發(fā)展空間，這也正是科技人員不斷研究、創(chuàng)新與實(shí)踐的方向。