物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中信息通信技術(shù)的應(yīng)用

肖 凱

（湖北第二師范學(xué)院 湖北 武漢 430205）

1 引言

在我國，物聯(lián)網(wǎng)正式興起于2009年，盡管與國外相比，我國互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)起步較晚，但是發(fā)展十分迅猛。特別是近幾年，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已被列為我國重要的新型技術(shù)產(chǎn)業(yè)之一，得到了社會(huì)各界的廣泛關(guān)注，并且越來越多的科研院校、企業(yè)都十分重視物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究和應(yīng)用[1-2]。

互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展起來之后，各領(lǐng)域信息通信更加緊密，僅僅依靠人與人之間的信息流通已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的需要，物聯(lián)網(wǎng)即將成為當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的新趨勢(shì)。然而要想實(shí)現(xiàn)萬物互聯(lián)，首要因素就是要形成一個(gè)信息高速流通的網(wǎng)絡(luò)，并利用信息通信技術(shù)將各領(lǐng)域的產(chǎn)品和物品的生產(chǎn)、移動(dòng)，甚至變化信息及時(shí)有效傳遞出去?？傊?，未來的通信技術(shù)發(fā)展目標(biāo)必然是將全球范圍內(nèi)各個(gè)角落都能夠?qū)崿F(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋。因此，全面助推信息通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用十分關(guān)鍵，一方面對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展起良好帶動(dòng)作用，另一方面還能夠加快信息通信技術(shù)的發(fā)展，使其更加成熟、完整，進(jìn)而達(dá)到共同發(fā)展的目的。

2 物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)理論概述

2.1 物聯(lián)網(wǎng)概念

物聯(lián)網(wǎng)的概念，目前世界范圍內(nèi)尚未得出統(tǒng)一定論，并且在不同國家，物聯(lián)網(wǎng)的名稱也略有差異，比如在歐美國家，物聯(lián)網(wǎng)被稱為“Internet of things”，在一些亞洲國家，被叫作“泛在網(wǎng)”。盡管各國在名稱上略有差異，但主旨意思基本是相似的，都是只向著物與物互相連通方向，實(shí)現(xiàn)人與物、物與物之間有效融通，并借助計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的一種全新方式，進(jìn)行人與物、物與物之間的控制，從而實(shí)現(xiàn)一種信息化高效傳遞的過程[3]。

在我國，專家學(xué)者們對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的定義是運(yùn)用信息通信技術(shù)手段，將傳感器、控制器、設(shè)備、人員、實(shí)物等各關(guān)鍵環(huán)節(jié)因素相互串聯(lián)，形成一個(gè)統(tǒng)一、協(xié)調(diào)、相互協(xié)作的統(tǒng)一整體，然后將人人、物物進(jìn)行有效連接，最終實(shí)現(xiàn)信息化、智能化以及遠(yuǎn)程控制的高效結(jié)合，并且更具有公開性和大眾性，但又具備一定程度私有化的特征。可見，物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)時(shí)代發(fā)展的產(chǎn)物。

2.2 物聯(lián)網(wǎng)主要特征

與互聯(lián)網(wǎng)相比，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用價(jià)值更大，具體表現(xiàn)在[4]：（1）連接對(duì)象更廣泛?；ヂ?lián)網(wǎng)的連接主體是人，而物聯(lián)網(wǎng)的連接主體是人與物，是實(shí)現(xiàn)人與物、物與物之間的信息聯(lián)通，并且在信息節(jié)點(diǎn)進(jìn)行的移動(dòng)空間方面更具有廣泛性。（2）信息傳輸需要更高的安全性。相比于互聯(lián)網(wǎng)，物聯(lián)網(wǎng)的連接對(duì)象更廣泛，一旦連接的存儲(chǔ)信息被泄露，遭到不法分子的惡意竊取，就會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，因此，在物聯(lián)網(wǎng)的信息傳輸過程中，保證數(shù)據(jù)信息的安全性十分關(guān)鍵，要高度嚴(yán)格防范數(shù)據(jù)信息被泄露和惡意竊取。此外，對(duì)于一些采用遠(yuǎn)程監(jiān)控的設(shè)備，也要注意實(shí)時(shí)監(jiān)控信息的安全性，以免遭受到惡意攻擊和篡改。（3）數(shù)據(jù)采集過程更趨向智能化和自動(dòng)化。

2.3 物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)

物聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)見圖1。

圖1 物聯(lián)網(wǎng)參考架構(gòu)

（1）設(shè)備層。設(shè)備層的功能是感知、識(shí)別外界狀態(tài)并實(shí)時(shí)獲取數(shù)據(jù)，主要包括識(shí)讀器、傳感器、衛(wèi)星、射頻識(shí)別標(biāo)簽等器件，首先通過傳感器獲取數(shù)據(jù)信息，然后再獲取命令。

（2）網(wǎng)絡(luò)層。利用專業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的傳輸。

（3）業(yè)務(wù)支持和應(yīng)用支持層。有通用支持能力和特定支持能力。

（4）應(yīng)用層。應(yīng)用層的功能是實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)與終端行業(yè)的深層次接觸，實(shí)現(xiàn)信息的共享、分析、決策等功能，以便于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在不同領(lǐng)域間的交叉運(yùn)用。

3 信息通信技術(shù)相關(guān)理論概述

3.1 信息通信技術(shù)概念

在美國，信息通信技術(shù)使用IT（Information Technology）簡(jiǎn)稱，而在歐洲以及一些發(fā)展中國家多使用ICT（Information and Communications Technology）。目前，在ITU、OECD和EU的正式報(bào)告中統(tǒng)一使用ICT。信息通信技術(shù)是用戶在創(chuàng)建、訪問、存儲(chǔ)、傳輸和處理信息所使用的電信系統(tǒng)、軟件和中間件等技術(shù)。在20世紀(jì)中期，ICT技術(shù)最早被報(bào)道；到了20世紀(jì)70年代，ICT技術(shù)逐步發(fā)展起來；直至20世紀(jì)90年代初，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在世界各國發(fā)展起來，信息通信技術(shù)的快速發(fā)展為信息的高效處理、流動(dòng)提供必要基礎(chǔ)設(shè)施，具有更強(qiáng)大的信息處理能力。

2.2 信息通信技術(shù)典型應(yīng)用

（1）RFID技術(shù)。由于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中涵蓋了許多高新技術(shù)，其中，RFID技術(shù)是重要代表，可實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)對(duì)象數(shù)據(jù)的高效識(shí)別以及動(dòng)態(tài)信息的及時(shí)掌握?，F(xiàn)階段，RFID技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)標(biāo)簽進(jìn)行獲取主要包括兩種方式：①主動(dòng)式。主動(dòng)式即使在特殊的環(huán)境下也能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)信息的通信；②被動(dòng)式。被動(dòng)式主要以一些設(shè)備作為主要部件，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)與讀寫器間的通信聯(lián)系。

（2）WiMAX技術(shù)。WiMAX技術(shù)是無線城域網(wǎng)接入技術(shù)，具有數(shù)據(jù)傳輸快、安全性高等特點(diǎn)，因此體現(xiàn)出了一定的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。由于WiMAX技術(shù)本身固有的特征，可支持語音數(shù)據(jù)服務(wù)、視頻業(yè)務(wù)以及一些非實(shí)時(shí)速率可變的服務(wù)，并且該技術(shù)發(fā)展較快，例如Wi-Fi目前已基本實(shí)現(xiàn)了全面覆蓋，針對(duì)現(xiàn)階段各種蜂窩系統(tǒng)和Wi-Fi，WiMAX技術(shù)的組網(wǎng)和使用主要定位是對(duì)高速數(shù)據(jù)的補(bǔ)充，因此，通過WiMAX技術(shù)的應(yīng)用能夠大幅度提升其數(shù)據(jù)傳輸效率。

（3）GPRS技術(shù)?，F(xiàn)階段，GPRS技術(shù)應(yīng)用較為廣泛，近幾年也給各行各業(yè)帶來了相當(dāng)程度的便利。GPRS技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)無轉(zhuǎn)換設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸，提供了一種成本低廉、高效的分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。GPRS網(wǎng)絡(luò)充分利用了現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)， 允許現(xiàn)存的Internet與GPRS網(wǎng)絡(luò)相互聯(lián)通，網(wǎng)絡(luò)頻譜效率高，并且近些年成本也在逐漸降低。

3 物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中信息通信技術(shù)在不同領(lǐng)域的應(yīng)用

3.1 在電力領(lǐng)域的應(yīng)用

近些年，電力需求量日益加大，極端氣候加劇，電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性面臨前所未有的挑戰(zhàn)，將通信、信息和控制技術(shù)應(yīng)用于傳統(tǒng)電網(wǎng)建設(shè)中，達(dá)到了電力系統(tǒng)的各環(huán)節(jié)交互融合、物物相聯(lián)的目的。近幾年，國家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)公司將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中，建設(shè)一個(gè)安全有序、運(yùn)行效率高的智能電網(wǎng)管理系統(tǒng)，提升了運(yùn)行效率，降低了管理難度，提升了資源配置，實(shí)現(xiàn)了電力系統(tǒng)高效率的發(fā)展模式。

3.2 在醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用

近些年，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，為醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域也帶來了積極影響，使得醫(yī)療衛(wèi)生系統(tǒng)更加趨于完善。物聯(lián)網(wǎng)在醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用，重點(diǎn)體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）傳統(tǒng)的患者掛號(hào)都是采用人工登記的模式，需要大量的服務(wù)人員，還浪費(fèi)排隊(duì)等候的時(shí)間?，F(xiàn)階段，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)就醫(yī)過程的智能化，實(shí)現(xiàn)了掛號(hào)、問診、測(cè)試、結(jié)賬等全方位的服務(wù)模式，大大降低了一些重要物件如就診憑證和單據(jù)的丟失，具有極大的時(shí)效性和便利性。（2）通過信息集成系統(tǒng)還可實(shí)現(xiàn)對(duì)患者信息的采集，包括患者的基本信息、病史、病情以及身體狀況等都能夠進(jìn)行全方位準(zhǔn)確的了解，無論為患者還是醫(yī)務(wù)人員都帶來了較多便利，顯著提升了看診效率。其中，腕帶是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域的重要代表，腕帶的應(yīng)用主要是針對(duì)一些語言功能不健全的患者，可通過腕帶檢測(cè)了解到患者的病情，并達(dá)到對(duì)患者的病情進(jìn)展進(jìn)行實(shí)時(shí)關(guān)注的目的。

3.3 在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用

“智慧建筑”是“智慧城市”建設(shè)的典型代表，加快推進(jìn)了現(xiàn)代化城市水平的提升，提高了城市管理水平。代表性的有電梯衛(wèi)士、聲控系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等，一旦發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)故障，便可及時(shí)聯(lián)系相關(guān)工作人員進(jìn)行維修，以免影響到人們的正常生活，有利于物業(yè)的高效管理，提升了群眾的滿意度以及幸福感。

3.4 在物流領(lǐng)域的應(yīng)用

在電子商務(wù)領(lǐng)域高速發(fā)展的同時(shí)，與之關(guān)聯(lián)最為密切的物流服務(wù)行業(yè)也面臨一定的挑戰(zhàn)，需要不斷提升業(yè)務(wù)能力水平來滿足其他行業(yè)日益增長的需求。物流系統(tǒng)是保證電子商務(wù)行業(yè)良好運(yùn)行的“關(guān)鍵部位”，對(duì)于物流行業(yè)而言，優(yōu)質(zhì)的服務(wù)質(zhì)量以及時(shí)效性是十分關(guān)鍵的。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及與應(yīng)用，大多數(shù)的電子商務(wù)平臺(tái)都應(yīng)用了智能化物流管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)物流系統(tǒng)的精確管控。一般而言，傳統(tǒng)的人工分揀模式，不僅耗費(fèi)大量人力，還由于種種人為因素會(huì)大大增加出錯(cuò)率，并且人工分揀方式還具有破壞程度較高等問題，而采用智能物流供應(yīng)鏈系統(tǒng)，明顯克服了以上不足，減少了大量的人工勞動(dòng)力的投入，減少了出錯(cuò)率，提升了工作效率，降低了經(jīng)營成本，具有較高的時(shí)效性和一定的經(jīng)濟(jì)性。

4 結(jié)語

綜上所述，信息通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)之間有著十分緊密的關(guān)聯(lián)，將信息通信技術(shù)如移動(dòng)通信、光通信等應(yīng)用到物聯(lián)網(wǎng)中，具有較高的可行性和良好的發(fā)展前景。但是，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與信息通信技術(shù)對(duì)控制系統(tǒng)及終端用戶的要求和定位之間的差別，要想實(shí)現(xiàn)信息通信技術(shù)在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中能夠更好地發(fā)展，應(yīng)首先平衡兩者之間的關(guān)系，推動(dòng)兩者協(xié)同發(fā)展。特別是近幾年，隨著5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的日益推進(jìn)，通信技術(shù)的快速提升，今后的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)信息通信技術(shù)水平也必然得到快速發(fā)展，并大力助推物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的質(zhì)量與覆蓋范圍。