柳艷茹

（赤峰學(xué)院 遠(yuǎn)程教育學(xué)院，內(nèi)蒙古 赤峰 024000）

1 什么是物聯(lián)網(wǎng)

所謂物聯(lián)網(wǎng)，即是實(shí)現(xiàn)物物相聯(lián)的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)射頻識(shí)別裝置、傳感器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議把任何物體與互聯(lián)網(wǎng)相連，進(jìn)行信息交換與通信，以實(shí)現(xiàn)智慧化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò).物聯(lián)網(wǎng)通過(guò)各種信息傳感設(shè)備與智能通訊系統(tǒng)把全球范圍內(nèi)的物理物體、信息技術(shù)系統(tǒng)和人有機(jī)的連接起來(lái)，它像“人腦”一樣，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)采集、分析、預(yù)測(cè)，來(lái)及時(shí)、準(zhǔn)確、全面、有效地感知和管理物理世界.

2 物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)生與發(fā)展

1995年，比爾蓋茨提出物聯(lián)網(wǎng)，但在當(dāng)時(shí)沒(méi)有引起關(guān)注，在2005年，國(guó)際電信聯(lián)盟正式提出了物聯(lián)網(wǎng)這個(gè)概念，在2009年，溫總理提出了“感知中國(guó)”的發(fā)展戰(zhàn)略，物聯(lián)網(wǎng)得到了快速發(fā)展.

物聯(lián)網(wǎng)在國(guó)外被看成是“危機(jī)時(shí)代的救世主”，許多發(fā)達(dá)國(guó)家將發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)作為新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，正在投入大量資金研究和發(fā)展物聯(lián)網(wǎng).中國(guó)早在1999年開(kāi)始物聯(lián)網(wǎng)的研究，目前，我國(guó)的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)和技術(shù)都處于初級(jí)階段，物聯(lián)網(wǎng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)模式還沒(méi)有徹底形成，但未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)是令人振奮的，未來(lái)的產(chǎn)業(yè)空間是巨大的.

3 物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)組成

物聯(lián)網(wǎng)要在人和物、物和物之間進(jìn)行信息交流，它所涉及的技術(shù)更廣泛，主要包括：感知前端技術(shù)、感知終端技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)等等.

3.1 感知前端技術(shù)

在物聯(lián)網(wǎng)體系中，負(fù)責(zé)感知和獲取物體狀態(tài)信息和對(duì)物體進(jìn)行操控的前端技術(shù)占有重要地位，主要包括：各類傳感器、射頻識(shí)別標(biāo)簽RFID、微機(jī)電系統(tǒng)等等.

射頻識(shí)別技術(shù)是21世紀(jì)最有發(fā)展前途的信息技術(shù)之一，已得到全球業(yè)界的高度重視.射頻識(shí)別技術(shù)是20世紀(jì)90年代興起并逐步走向成熟的一種自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，是一項(xiàng)利用射頻信號(hào)通過(guò)空間耦合（交變磁場(chǎng)或電磁場(chǎng)）實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸信息傳遞并通過(guò)所傳遞的信息達(dá)到識(shí)別的目的.在物聯(lián)網(wǎng)中，存在著個(gè)體識(shí)別技術(shù)，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，人體識(shí)是用IP地址，而在物聯(lián)網(wǎng)中，個(gè)體識(shí)別則是射頻識(shí)別技術(shù).射頻識(shí)別技術(shù)是當(dāng)前最重要的識(shí)別技術(shù)之一，是一種利用無(wú)線射頻識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)信息的技術(shù).它的硬件設(shè)備包括電子標(biāo)簽和識(shí)讀器.當(dāng)電子標(biāo)簽通過(guò)識(shí)讀器產(chǎn)生射頻區(qū)域時(shí)，識(shí)讀器發(fā)出詢問(wèn)信號(hào)并向電子標(biāo)簽提供電磁能量，電子標(biāo)簽獲得能量后向識(shí)讀器返回芯片內(nèi)存存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)信息，從而達(dá)到快速識(shí)別物品的目的.與傳統(tǒng)的條形碼相比，條形碼只能識(shí)別一類物品，而射頻識(shí)別技術(shù)則可做到“一物一碼”，能對(duì)每一個(gè)物品進(jìn)行識(shí)別，被認(rèn)為將會(huì)最終取代現(xiàn)今應(yīng)用比較廣泛的條形碼，是物品標(biāo)識(shí)的最有效方法.射頻識(shí)別技術(shù)具有快速讀寫(xiě)、距離遠(yuǎn)、可以跟蹤管理等優(yōu)點(diǎn)，是21世紀(jì)最有發(fā)展前途的信息技術(shù)之一.

傳感器：在物聯(lián)網(wǎng)中，要獲取實(shí)時(shí)信息，如溫度、濕度、運(yùn)動(dòng)等，以及其他各類物理的、物學(xué)的變化等信息時(shí)需要使用傳感器.它是感知各種實(shí)時(shí)信息的部件.主要包括物理傳感器和化學(xué)傳感器.視頻傳感器是當(dāng)前應(yīng)用比較廣泛的傳感器.攝像頭的核心部件就是視頻傳感器，它負(fù)責(zé)收集視頻和圖像信息.

微機(jī)電系統(tǒng)是建立在微米和納米基礎(chǔ)上，對(duì)其材料進(jìn)行設(shè)計(jì)、加工、制造、測(cè)量和控制的技術(shù)，是一種能夠獲取信息，并對(duì)其處理和執(zhí)行的微型系統(tǒng).微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展開(kāi)辟了一個(gè)全新的技術(shù)領(lǐng)域，有十分廣闊的應(yīng)用前景.經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，微機(jī)電系統(tǒng)已成為世界矚目的重大科技領(lǐng)域之一，它未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)將向微細(xì)化、集成化、多元化和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展.

3.2 數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)主要是無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)和下一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù).無(wú)線通信技術(shù)主要包括Wifi技術(shù)、藍(lán)牙技術(shù)、GPS技術(shù)等.目前，我國(guó)的無(wú)線通信技術(shù)已經(jīng)覆蓋城鄉(xiāng)，從繁華的城市到偏僻的農(nóng)村，從海島到山峰，到處都有無(wú)線網(wǎng)絡(luò).無(wú)線網(wǎng)絡(luò)是實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)必不可少的技術(shù)設(shè)施，物聯(lián)網(wǎng)中的信息隨時(shí)隨地通過(guò)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)傳出去.再者，當(dāng)前以IPV4為主體的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，無(wú)論是地址容量還是數(shù)據(jù)傳輸方面都不能滿足物聯(lián)網(wǎng)的需求，下一代互聯(lián)網(wǎng)將以IPV6為主，將能滿足物聯(lián)網(wǎng)的需求，可以為世界上萬(wàn)事萬(wàn)物分配IP地址，同時(shí)能夠快速傳輸海量數(shù)據(jù)，是物聯(lián)網(wǎng)最適宜的數(shù)據(jù)傳輸方式.

3.3 感知終端技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)的感知前端負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)收集數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)傳到數(shù)據(jù)處理中心，數(shù)據(jù)處理中心將把數(shù)據(jù)處理產(chǎn)生的信息或者決策提供給用戶.當(dāng)信息提供給用戶時(shí)就需要通過(guò)感知終端設(shè)備，主要包括個(gè)人計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理、3G手機(jī)等等.

3.4 智能化處理技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)通過(guò)感知前端獲取信息后，并將信息交給數(shù)據(jù)處理中心，面對(duì)龐大的信息量，如果采用人工處理是非常耗費(fèi)精力和腦力的，所以物聯(lián)網(wǎng)中心還應(yīng)擔(dān)負(fù)起數(shù)據(jù)處理的責(zé)任，這就是網(wǎng)絡(luò)的智能化.智能化需要應(yīng)用一些前沿的理論和技術(shù)，主要包括統(tǒng)計(jì)學(xué)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、圖像處理、模式識(shí)別等.統(tǒng)計(jì)學(xué)主要應(yīng)用概率建立數(shù)學(xué)模型，從而對(duì)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、總結(jié)和推斷，它成為物聯(lián)網(wǎng)智能化的天然工具.人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是模擬生物大腦的結(jié)構(gòu)和功能而構(gòu)成的一種信息處理系統(tǒng).雖然人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)目前還不成熟，但其在智能化的應(yīng)用前景廣闊.圖像處理是通過(guò)計(jì)算機(jī)將圖像進(jìn)行去除噪聲、增強(qiáng)、復(fù)原、分割、提取特征等處理方法和技術(shù).模式識(shí)別是對(duì)表征事物或現(xiàn)象的各種形的信息進(jìn)行處理和分析，以對(duì)事物或現(xiàn)象進(jìn)行描述、辨認(rèn)、分類和解釋的過(guò)程，是信息科和人工智能的重要組成部分.隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和物聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展，無(wú)處不在的計(jì)算、無(wú)處不在的智能將深入我們工作和生活的方方面面.

3.5 云計(jì)算

云計(jì)算就是網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)比較新的概念.所謂云計(jì)算就是通過(guò)網(wǎng)上的數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)上的各種應(yīng)用與服務(wù).它的主要原理通過(guò)使計(jì)算分布在大量的分布計(jì)算機(jī)上，而非本地計(jì)算機(jī)或遠(yuǎn)程服務(wù)器，企業(yè)數(shù)據(jù)中心的運(yùn)行將更與互聯(lián)網(wǎng)相似.它描述了一種可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行訪問(wèn)的可擴(kuò)展程序，具有強(qiáng)大的計(jì)算功能和智能化，并且具有高可靠性和高可用性的特點(diǎn).云計(jì)算迎合了物聯(lián)網(wǎng)的高端服務(wù)需求，物聯(lián)網(wǎng)中的海量的數(shù)據(jù)處理適合采用云計(jì)算模式進(jìn)行，使得物聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)以億計(jì)的各類物品的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)管理變?yōu)榭赡?

4 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)把新一代IT技術(shù)充分運(yùn)用在各行各業(yè)之中，實(shí)現(xiàn)了物物相連.在物聯(lián)網(wǎng)中，存在著超強(qiáng)的中心計(jì)算機(jī)群，能夠?qū)Ω鞣N信息資源進(jìn)行整合，以達(dá)到“智慧”狀態(tài)，提高資源的利用率和生產(chǎn)力水平，改善人與自然間的關(guān)系.主要應(yīng)用如下：

4.1 智能家庭

智能家庭是以住宅為平臺(tái)，利用綜合布線技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、安全防范技術(shù)，自動(dòng)控制技術(shù)、音視頻技術(shù)將家居生活相關(guān)的設(shè)施集成，構(gòu)建有效的住宅設(shè)施，與家庭日程事務(wù)的管理系統(tǒng)，提升家居的安全性、便利性、舒適性、藝術(shù)性，并實(shí)現(xiàn)環(huán)保節(jié)能的居住環(huán)境.目前，3G網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)，為智能家庭服務(wù)構(gòu)建了網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)，未來(lái)，三網(wǎng)融合（電信網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)）是智能家庭的發(fā)展方向，相信智能家庭在三網(wǎng)融合后進(jìn)入一個(gè)快速發(fā)展的時(shí)期，智能家庭技術(shù)也將更加智能化，更加人性化，智能家庭在未來(lái)的發(fā)展前途必是一片光明.

4.2 智能醫(yī)療

健康和醫(yī)療是百姓息息相關(guān)的問(wèn)題，是關(guān)系民眾生老病死的大事，推動(dòng)醫(yī)療領(lǐng)域信息化，打造高效、便捷、以人為本的醫(yī)療服務(wù)體系，已成為政府和醫(yī)療單位共同努力的方向.目前,IBM提出了智能醫(yī)療解決方案，通過(guò)信息技術(shù)打造現(xiàn)代醫(yī)療服務(wù)體系.我國(guó)的醫(yī)療保健體系遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的需求，因此需建立健全的醫(yī)療體系，在實(shí)際需求和2009年“感知中國(guó)”的政策下，智能醫(yī)療體系的開(kāi)發(fā)已成為時(shí)代的必然.

4.3 智能物流

智能物流是在智能交通系統(tǒng)和相關(guān)信息技術(shù)的基礎(chǔ)上，以電子商務(wù)方式動(dòng)作的現(xiàn)代物流體系.物流活動(dòng)是人類最基本的社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)之一，智能物流是信息化及物聯(lián)網(wǎng)在傳統(tǒng)物流業(yè)應(yīng)用的產(chǎn)物.

4.4 智能電網(wǎng)

電能是人類使用最普遍、最直接的能源形式，為人類生產(chǎn)、生活提供動(dòng)力.為了使電網(wǎng)更安全更經(jīng)濟(jì)、更高效的運(yùn)行，出現(xiàn)了智能電網(wǎng).智能電網(wǎng)是以物理電網(wǎng)為基礎(chǔ)，將現(xiàn)代先進(jìn)的傳感器技術(shù)、通信技術(shù)、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技主和控制技術(shù)與物理電網(wǎng)高度集成而成的新型電網(wǎng)，是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電網(wǎng)行業(yè)的應(yīng)用產(chǎn)物.相信在不久的將來(lái)，電網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)“自我檢測(cè)”，自動(dòng)查找故障，自動(dòng)排除故障，自組網(wǎng)絡(luò).智能電網(wǎng)的普及指日可待，智能電力技術(shù)飛入百姓家庭將不再遙遠(yuǎn).

4.5 智能工廠

物聯(lián)網(wǎng)使信息和生產(chǎn)無(wú)縫連接，只要具備互聯(lián)網(wǎng)條件，哪怕是人在千里之外，也能通過(guò)電腦或是手機(jī)對(duì)工廠進(jìn)行控制和操作，從而實(shí)現(xiàn)了工廠的智能化.最近，瑞士的一家公司已經(jīng)開(kāi)發(fā)出無(wú)線網(wǎng)絡(luò)適配器，該系統(tǒng)包括超聲波液位計(jì)、流量計(jì)和溫度傳感器構(gòu)成，用于測(cè)量和傳遞區(qū)域熱量網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)熱量情況，以實(shí)現(xiàn)對(duì)工廠的智能化控制.

4.6 智能建筑

智能建筑是指以建筑物為平臺(tái)，兼?zhèn)湫畔⒃O(shè)施系統(tǒng)、信息化應(yīng)用系統(tǒng)、建筑設(shè)備管理系統(tǒng)、公共安全系統(tǒng)等，集結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)、管理及其優(yōu)化組合為一體，向人們提供安全、高效、便捷、節(jié)能、環(huán)保、健康的建筑環(huán)境.近幾年來(lái)，隨著信息產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，智能大廈在世界范圍內(nèi)雨后春筍般地發(fā)展起來(lái).智能化應(yīng)用于建筑中，目的在于提供信息化、節(jié)能性和管理的高效性服務(wù)，以滿足使用者的舒適性、方便性，建筑的節(jié)能性、管理的高效性和快捷的信息化服務(wù)等等.

4.7 智能城市

智慧城市是新一代信息技術(shù)支撐、知識(shí)社會(huì)下一代創(chuàng)新環(huán)境下的城市形態(tài).當(dāng)前,中國(guó)各地正在通過(guò)“兩化融合”、“應(yīng)用示范”、“寬帶城市”等戰(zhàn)略部署,積極利用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等最新技術(shù),推進(jìn)智慧城市建設(shè).隨著城市化信息進(jìn)程的推時(shí)，智能城市不再是一個(gè)夢(mèng)想，它已開(kāi)始步入我們的生活.2012年4月，北京、杭州、西安、武漢、寧波共同入選中國(guó)工程院確立的“中國(guó)智慧城市”試點(diǎn)城市名單.

4.8 其他產(chǎn)業(yè)應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)正在悄然地走進(jìn)我們的生活.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)除了在家居、醫(yī)療、物流、、電網(wǎng)應(yīng)用外，還應(yīng)用于其他產(chǎn)業(yè)上.主要表現(xiàn)在：攝像頭的應(yīng)用、不停車系統(tǒng)的出現(xiàn)、3G手機(jī)的使用、移動(dòng)支付業(yè)務(wù)的出現(xiàn)、上海世界博覽會(huì)的“手機(jī)票”、水環(huán)境監(jiān)測(cè)等等.還有一些公司正在研制和開(kāi)發(fā)智能戒指、智能眼鏡、智能手套、智能手表等可穿戴設(shè)備，這使得物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用更加廣泛.

目前，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展還處于初級(jí)階段，全面普及還需要一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，需要克服各種問(wèn)題，比如技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)品推廣等等.雖然，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展前景是美好的，但是在技術(shù)創(chuàng)新、規(guī)劃管理、產(chǎn)業(yè)融合、推廣應(yīng)用、個(gè)人信息安全和隱私保護(hù)等問(wèn)題上還需制定和完善一系列相應(yīng)的配套政策和措施，來(lái)更好地保證物聯(lián)網(wǎng)的普及和發(fā)展.

〔1〕劉海濤.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.

〔2〕王汝林.物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)與應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社，2011.

〔3〕鄒力.物聯(lián)網(wǎng)與智能交通[M].北京：電子工業(yè)出版社，2012.