基于物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)思想與應(yīng)用研究

王雨朦

（重慶信息通信研究院 重慶 400000）

0 引言

結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)的定義，可將其視為泛在網(wǎng)的應(yīng)用方式之一，滿足不同物理對象間的信息交互需求，提供更便捷的綜合服務(wù)。隨著物聯(lián)網(wǎng)研究的深入，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)呈現(xiàn)出多樣化發(fā)展趨勢，涵蓋云計算、射頻識別傳感器等關(guān)鍵技術(shù)，推動了物體的智能化發(fā)展，形成了獨有的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)思想，在現(xiàn)代化城市建設(shè)中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)思想在不同領(lǐng)域內(nèi)發(fā)揮著重要作用，為智慧社會建設(shè)提供技術(shù)支持。

1 物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建需多項技術(shù)協(xié)調(diào)配合，其關(guān)鍵技術(shù)包括以下幾種：

1.1 射頻識別技術(shù)

該技術(shù)利用無線射頻技術(shù)，通過閱讀器采集標簽信息，實現(xiàn)物品信息的有效交互。射頻識別的實現(xiàn)主要依托于無線電信號來完成，在無線電信號的幫助下精準識別指定對象相關(guān)信息，通過射頻識別技術(shù)無需直接接觸即可完成數(shù)據(jù)獲取與主動識別，使數(shù)據(jù)采集更為高效。射頻識別技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)重要感知節(jié)點，通過多個感知節(jié)點的結(jié)合能夠構(gòu)成完整的區(qū)域物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，當指定對象進入物聯(lián)網(wǎng)射頻信號覆蓋區(qū)域后，能夠?qū)崟r捕獲指定對象特有的電磁信號，通過接收解讀器進行信號接收，并將所接收到的電磁信號傳輸至處理設(shè)備，對電磁信號進行處理后即可獲得相關(guān)信息。射頻識別技術(shù)具有耐用性高、設(shè)備微型、數(shù)據(jù)識別精準的特征，且能夠在雨雪、大霧天氣下正常運行，可靠性較強。

1.2 傳感器技術(shù)

根據(jù)物品信息采集需求，在物品中安裝不同類型的傳感器，采集各項物品信息，如溫度、濕度、壓力等。在整個物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系中，傳感器技術(shù)主要承擔著大部分信息采集任務(wù)，屬于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)。現(xiàn)階段傳感器設(shè)備逐漸趨向智能化、精準化、小型化發(fā)展，力圖在更多場景中發(fā)揮效用，且隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的進步，傳感器靈敏度大幅提升，遲滯性得到優(yōu)化，當檢測對象狀態(tài)或參數(shù)發(fā)生變化時，通過傳感器技術(shù)能夠迅速掌握狀態(tài)或參數(shù)的變化信息。傳感器設(shè)備多依托于無線網(wǎng)絡(luò)布置，因此不受有線線路分布影響，并在應(yīng)用時具有部署靈活、組網(wǎng)簡單的優(yōu)勢。

1.3 云計算技術(shù)

基于云計算技術(shù)構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)平臺，整合采集的數(shù)據(jù)信息，為物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用提供支撐。隨著技術(shù)的發(fā)展，目前5G技術(shù)商用為物聯(lián)網(wǎng)的普及提供支撐，進一步提高物聯(lián)網(wǎng)中信息交互速率，縮短信息傳輸響應(yīng)時間[1]。物聯(lián)網(wǎng)運行期間需接收并分析諸多數(shù)據(jù)信息，同時，為避免數(shù)據(jù)信息混亂，物聯(lián)網(wǎng)體系內(nèi)各個對象均具有唯一信息標識，以此便于數(shù)據(jù)信息的檢索，這就數(shù)據(jù)信息愈發(fā)龐大，因此，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)運行時，需結(jié)合實際情況構(gòu)建相應(yīng)數(shù)據(jù)庫，通過云計算技術(shù)搭建資源中心，使物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)數(shù)據(jù)信息均可有序應(yīng)用。云計算技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中具有不可替代的作用，為確保云計算效果，需設(shè)置功能強大的云端計算機，使云計算技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)充分發(fā)揮出自身價值。

2 物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)思想

2.1 多域融合共享

在物聯(lián)網(wǎng)的信息交互作用下，可將多域資源進行整合，為用戶提供更全面、多樣、優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。需要注意的是，多域融合共享是指多個網(wǎng)絡(luò)域的信息共享，在此基礎(chǔ)上，衍生出更多樣的服務(wù)內(nèi)容，提供不同融合業(yè)務(wù)，而非簡單的多個網(wǎng)絡(luò)域整合成一個網(wǎng)絡(luò)域。在多域融合共享技術(shù)思想支持下，物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)可減少低端重復(fù)建設(shè)項目，企業(yè)單位可打造覆蓋范圍更廣、適應(yīng)性更強、更便捷高效的物聯(lián)網(wǎng)平臺。此類物聯(lián)網(wǎng)平臺建設(shè)的基礎(chǔ)為異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，通過網(wǎng)絡(luò)域間的有效融合，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)平臺的各項功能[2]。例如，物聯(lián)網(wǎng)融合平臺可整合家庭網(wǎng)絡(luò)、廣電網(wǎng)絡(luò)、電信網(wǎng)絡(luò)、移動網(wǎng)絡(luò)、傳感器、RFID（射頻識別技術(shù)）網(wǎng)絡(luò)及辦公會議網(wǎng)絡(luò)等各項網(wǎng)絡(luò)域，為用戶提供數(shù)字電視、計算機資源共享、智能電話會議、物流管理、無線連接及家庭智能管理等服務(wù)，擴大物聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)范圍和服務(wù)功能。

總的來說，多域融合共享功能包括以下3項：（1）服務(wù)融合：將各類網(wǎng)絡(luò)服務(wù)信息融合共享，如在固話服務(wù)和移動網(wǎng)絡(luò)服務(wù)中共享用戶的相關(guān)信息，如用戶名稱、用戶的電話號碼等信息；（2）業(yè)務(wù)融合：拓展業(yè)務(wù)類型，由物聯(lián)網(wǎng)為用戶提供多項業(yè)務(wù)，如視聽業(yè)務(wù)、語音業(yè)務(wù)等；（3）市場融合：遵循市場發(fā)展趨勢與市場機制，整合物聯(lián)網(wǎng)通信、各類產(chǎn)品與服務(wù)內(nèi)容，推動產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展。為實現(xiàn)上述多域融合共享功能，需網(wǎng)絡(luò)域的各項要素融合，包括以下內(nèi)容：①設(shè)備融合：基于服務(wù)、業(yè)務(wù)融合需求，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備應(yīng)具備更全面的功能及性能，一體化感知各項信息，提高服務(wù)與業(yè)務(wù)融合質(zhì)效；②網(wǎng)絡(luò)融合：用戶可使用不同網(wǎng)絡(luò)終端連接物聯(lián)網(wǎng)平臺，如移動終端、PC終端等，并做到號碼和賬單有且只有一個，便于用戶管理網(wǎng)絡(luò)賬號；③平臺融合：將各類服務(wù)、業(yè)務(wù)及管理平臺整合，用戶可進行跨平臺操作，實現(xiàn)多平臺統(tǒng)一認證[3]。

2.2 泛在綜合服務(wù)

物聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)是利用各項先進信息技術(shù)，如射頻識別技術(shù)、傳感器技術(shù)等，全面采集世界各地的所有物理對象的信息，對物理對象實施數(shù)據(jù)化處理，并在一定程度上為物理對象賦予生命，使物體能夠“表達”與“行動”。在此基礎(chǔ)上，可明確物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)思想為通過泛在網(wǎng)絡(luò)共享物理對象相關(guān)信息，以提供泛在服務(wù)，表現(xiàn)出泛在綜合服務(wù)特點。在泛在綜合服務(wù)中，物聯(lián)網(wǎng)以網(wǎng)絡(luò)融合為基礎(chǔ)，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)智慧化建設(shè)，依托于網(wǎng)絡(luò)信息化呈現(xiàn)物理對象的各類信息，并通過信息交互，支持物理對象間的“交流”，無需人類實施干預(yù)，該思想為物品自動識別的基礎(chǔ)。在物體與物體間信息交互的支持下，為用戶提供多樣服務(wù)，顯著提升服務(wù)質(zhì)效，避免人工參與引發(fā)服務(wù)的不確定性[4]。例如，在電網(wǎng)建設(shè)、公路建設(shè)等工程項目中，嵌入傳感器設(shè)備，可準確獲取各類物理對象信息，為工程項目建設(shè)提供可靠資料，規(guī)避人為操作帶來的偏差。

截至2020年，物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)和人與人互聯(lián)業(yè)務(wù)的占比已超過30，物聯(lián)網(wǎng)終端數(shù)量呈指數(shù)倍增長。相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計表明，預(yù)計到2035年，物聯(lián)網(wǎng)終端數(shù)量將超過數(shù)千億個；預(yù)計到2050年，物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)將廣泛存在于生產(chǎn)生活中，真正實現(xiàn)泛在化發(fā)展。

3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)思想的應(yīng)用

綜合上述分析可知，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)思想對服務(wù)、業(yè)務(wù)完善提供指導，可為生產(chǎn)生活提供更多便利。在物聯(lián)網(wǎng)平臺建設(shè)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開發(fā)中，技術(shù)人員應(yīng)遵循物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)思想，以共享融合和智慧發(fā)展為導向，發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)優(yōu)勢，推動行業(yè)智慧化發(fā)展。

3.1 建立完善技術(shù)體系

在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)思想應(yīng)用中，技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)服務(wù)、業(yè)務(wù)融合需求，建立完善技術(shù)體系，為物聯(lián)網(wǎng)平臺開發(fā)設(shè)計提供指導，保障各項泛在綜合服務(wù)的可靠供給。細化來說，結(jié)合上述物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)思想內(nèi)容，技術(shù)人員可構(gòu)建7個層次的物聯(lián)網(wǎng)平臺技術(shù)體系，具體如下：（1）物品層：負責整合物聯(lián)網(wǎng)平臺采集的物理對象；（2）感知層：負責連接各個物理對象，并感知物理對象的相關(guān)信息；（3）融合層：負責融合多個網(wǎng)絡(luò)域，共享網(wǎng)絡(luò)域的各項資源；（4）數(shù)據(jù)層：負責融合物理對象感知的信息數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行智能處理；（5）服務(wù)層：負責融合各項網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)與服務(wù)；（6）管理層：負責統(tǒng)一門戶及身份認證等管理工作；（7）用戶層：負責用戶信息管理、賬號管理等工作[5]。在明確物聯(lián)網(wǎng)平臺技術(shù)體系的基礎(chǔ)上，技術(shù)人員可根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)平臺的不同應(yīng)用場景，選擇合適的設(shè)備與工具，合理部署各個層次，完成物聯(lián)網(wǎng)平臺的構(gòu)建。

在未來的發(fā)展中，物聯(lián)網(wǎng)平臺會進一步擴展，全面覆蓋生產(chǎn)生活的各個物理對象，真正實現(xiàn)萬物互聯(lián)。而在物聯(lián)網(wǎng)平臺拓展技術(shù)上，需構(gòu)建更高層次的物聯(lián)網(wǎng)平臺技術(shù)體系。結(jié)合用戶的服務(wù)需求、物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用場景及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)特點，以商務(wù)應(yīng)用場景為例，分析更高層次的物聯(lián)網(wǎng)平臺技術(shù)體系模型。該模型建設(shè)的目的在于構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)融合貢獻平臺，管理各項用戶業(yè)務(wù)與服務(wù)，實現(xiàn)服務(wù)的智能化管理。在此基礎(chǔ)上，可根據(jù)智慧服務(wù)管理需求，構(gòu)建4個虛擬融合平臺，用于融合網(wǎng)絡(luò)資源、物理對象信息、服務(wù)業(yè)務(wù)及終端。用戶可利用不同終端，在同一身份認證下通過同一門戶進入物聯(lián)網(wǎng)平臺，獲取物聯(lián)網(wǎng)平臺的各項資源，選擇所需的服務(wù)或業(yè)務(wù)，為用戶提供諸多便利。

在用戶利用智慧服務(wù)物聯(lián)網(wǎng)平臺的過程中，基于平臺統(tǒng)一管理與運行特點，物聯(lián)網(wǎng)平臺的服務(wù)供給者可共享各項物理信息與資源，實現(xiàn)業(yè)務(wù)與服務(wù)的不斷創(chuàng)新，提供泛在綜合服務(wù)；物聯(lián)網(wǎng)平臺的運營者可根據(jù)服務(wù)需求和應(yīng)用場景等要素，開放性經(jīng)營服務(wù)；物聯(lián)網(wǎng)平臺的用戶可獲取所需的各項智慧服務(wù)，實現(xiàn)三者共贏，既可推動企業(yè)發(fā)展，便于政府服務(wù)，也為用戶的個人生活與工作提供便利，有助于智慧社會建設(shè)[6]。

3.2 構(gòu)建智慧服務(wù)系統(tǒng)

在明確物聯(lián)網(wǎng)平臺技術(shù)體系的基礎(chǔ)上，技術(shù)人員應(yīng)嚴格按照技術(shù)體系標準及物聯(lián)網(wǎng)平臺的應(yīng)用場景，明確物聯(lián)網(wǎng)平臺的各項功能需求，制定相應(yīng)的智慧服務(wù)系統(tǒng)，發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)平臺的優(yōu)勢，落實物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)思想。以某高校構(gòu)建的智慧校園服務(wù)系統(tǒng)為例，物聯(lián)網(wǎng)平臺的服務(wù)供給者為高校和社會企業(yè)；物聯(lián)網(wǎng)平臺的運營者為高校；物聯(lián)網(wǎng)平臺的用戶為高校師生。在智慧校園服務(wù)系統(tǒng)建設(shè)中，各個層次的部署如下。

（1）物品層。在高校宿舍、教學樓、圖書館、體育館等場所應(yīng)用射頻識別技術(shù)或傳感器技術(shù)，以高校師生、教學樓、圖書館等為物理對象，收集各類信息，為業(yè)務(wù)服務(wù)開發(fā)提供支持。

（2）感知層。采集高校宿舍、教室、圖書館等各類信息，如宿舍入住狀況、校園網(wǎng)絡(luò)狀況、教室使用狀況、圖書館書籍借用狀況、高校檔案狀況等，全面感知物理對象的各類信息。細化來說，感知層的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用方式如下：利用無線射頻識別技術(shù)開發(fā)移動校園卡，與運營商及科技企業(yè)合作，開發(fā)智慧校園APP，學生可通過智能手機享受智慧校園系統(tǒng)的各項服務(wù)；在圖書館的藏書中安裝被動式射頻標簽，標簽涵蓋圖書名稱、書架位置及借閱信息等內(nèi)容，在感應(yīng)器、歸還設(shè)備支持下，學生可自動完成圖書的查找、借閱與歸還等操作；在高校倉庫的物資中設(shè)置電子標簽，標簽涵蓋設(shè)備規(guī)格、歷史使用信息等，實現(xiàn)設(shè)備智慧管理。

（3）融合層。融合校園局域網(wǎng)、因特網(wǎng)、通信網(wǎng)及移動網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)，便于信息共享與業(yè)務(wù)服務(wù)融合。

（4）數(shù)據(jù)層。將物理對象的各類信息進行整合與分類，深入挖掘各類數(shù)據(jù)信息的內(nèi)涵，為業(yè)務(wù)、服務(wù)供給提供支持。

（5）服務(wù)層。根據(jù)智慧校園建設(shè)需求，開發(fā)各類服務(wù)業(yè)務(wù)，包括教學服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、教務(wù)支持服務(wù)、部門協(xié)同服務(wù)、宿管服務(wù)、財務(wù)服務(wù)、圖書館服務(wù)、就業(yè)指導服務(wù)、職稱評審服務(wù)、網(wǎng)上招聘服務(wù)、學生離校服務(wù)、校友管理服務(wù)、學生資助服務(wù)、校園卡管理服務(wù)、實物檔案管理服務(wù)等，為師生的教學、科研、生活提供便利。

（6）管理層。以師生的職工號、學號、手機號碼等作為統(tǒng)一身份認證的賬號，用戶通過統(tǒng)一身份認證平臺登錄智慧校園服務(wù)系統(tǒng)。

（7）用戶層。管理師生的賬號信息，如賬號注冊、賬號密碼更改、賬號注銷等服務(wù)。

同時，在智慧服務(wù)系統(tǒng)建設(shè)的基礎(chǔ)上，技術(shù)人員根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系的拓展趨勢，依托于更高層次的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系模型，構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)科技園智慧服務(wù)商店，通過高校與其他社會結(jié)構(gòu)的合作，實現(xiàn)智慧服務(wù)系統(tǒng)與其他物聯(lián)網(wǎng)平臺相融合，為師生提供更多樣的智慧服務(wù)。例如，與醫(yī)院合作構(gòu)建智慧健康平臺；與物流企業(yè)合作構(gòu)建智慧物流平臺；與社區(qū)合作構(gòu)建智慧社區(qū)平臺；與交通部門合作，構(gòu)建智慧交通平臺；與科技企業(yè)合作，構(gòu)建會議管理平臺，豐富泛在綜合服務(wù)內(nèi)容。

3.3 多領(lǐng)域融合滲透

物聯(lián)網(wǎng)在現(xiàn)代化背景下日漸成熟，現(xiàn)已在各領(lǐng)域內(nèi)的得到廣泛應(yīng)用，例如：以物聯(lián)網(wǎng)為核心構(gòu)建智能交通體系，實現(xiàn)紅綠燈間隔的智能調(diào)整，此外，在智能燈光調(diào)節(jié)、個人健康檢測等方面，均應(yīng)用了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。自互聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)以來，物聯(lián)網(wǎng)逐步構(gòu)建，在明確物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)思想基礎(chǔ)上，從不同角度挖掘物聯(lián)網(wǎng)的功能作用，在現(xiàn)代城市規(guī)劃建設(shè)中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已成為關(guān)鍵技術(shù)，現(xiàn)已無處不在。

除上述智慧校園服務(wù)系統(tǒng)外，物聯(lián)網(wǎng)還在更多領(lǐng)域中發(fā)揮自身價值。例如：（1）運用物聯(lián)網(wǎng)傳感器，為機場、車站等人流量較大的公共場所內(nèi)構(gòu)建防入侵的系統(tǒng)，布置幾萬個各類傳感器作為物聯(lián)網(wǎng)傳感節(jié)點，對公共場所數(shù)據(jù)信息進行采集探測，最大限度保障公共場所的安全性，避免不法分子入侵而造成違法襲擊行為。（2）將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)思想應(yīng)用到門禁系統(tǒng)內(nèi)，根據(jù)區(qū)域性質(zhì)設(shè)置門禁模塊，相較于傳統(tǒng)門禁技術(shù)，運用物聯(lián)網(wǎng)設(shè)置門禁系統(tǒng)能夠大幅減少成本，并使門禁系統(tǒng)更為智能，門禁識別更為精準。（3）物聯(lián)網(wǎng)作為新時代新技術(shù)，其能夠與人工智能技術(shù)、移動互聯(lián)網(wǎng)形成聯(lián)動，構(gòu)建集多種技術(shù)為一體的機器人，使機器人具備開關(guān)控制、遠程控制等多種形式，同時還可設(shè)置定時與自動報警系統(tǒng)，不斷完善機器人功能。（4）物聯(lián)網(wǎng)在各類產(chǎn)業(yè)中均有所應(yīng)用，將其應(yīng)用到食品安全產(chǎn)業(yè)中，能夠提升食品安全體系完整性，借助FRID射頻識別技術(shù)，對食品生產(chǎn)過程進行全面監(jiān)控，若經(jīng)食品安全檢測后發(fā)現(xiàn)某批次食品存在安全問題，還可運用FRID射頻識別技術(shù)進行追本溯源，繼而精準化定位食品隱患，使食品安全管理體系更為智能化。（5）在互聯(lián)網(wǎng)時代，電子商務(wù)發(fā)展迅速，支撐電子商務(wù)發(fā)展的重要一環(huán)在于物流運輸，當前電子商務(wù)物流網(wǎng)絡(luò)得到良好完善，但仍存在送貨地址錯誤、配送不及時等細節(jié)問題，導致消費者可能無法準確了解自身商品物流進度。將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到電子商務(wù)物流配送中良好解決了上述問題，在電子商務(wù)體系內(nèi)，可基于物聯(lián)網(wǎng)體系內(nèi)對貨物統(tǒng)一編碼，運用物聯(lián)網(wǎng)電子標簽存儲商品物流信息，以此實現(xiàn)物流狀態(tài)的實時監(jiān)控，便于及時發(fā)展問題并予以解決，借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)思想提高電子商務(wù)物流服務(wù)質(zhì)量。

4 結(jié)語

綜上所述，在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展背景下，形成了多域融合共享及泛在綜合服務(wù)的技術(shù)思想。為合理利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)思想，技術(shù)人員應(yīng)建立完善技術(shù)體系，構(gòu)建智慧服務(wù)系統(tǒng)，根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)平臺應(yīng)用場景，明確智慧服務(wù)系統(tǒng)的各項功能，將其應(yīng)用到現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方方面面，為用戶提供智慧服務(wù)，切實發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)優(yōu)勢。