我國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展與應(yīng)用分析

張?zhí)雇?/p>

（河南牧業(yè)經(jīng)濟學(xué)院，河南 鄭州 450044）

我國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展與應(yīng)用分析

張?zhí)雇?/p>

（河南牧業(yè)經(jīng)濟學(xué)院，河南 鄭州 450044）

本文介紹了物聯(lián)網(wǎng)的概念、內(nèi)涵以及發(fā)展歷程，分析了國內(nèi)外物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的現(xiàn)狀，并重點分析了我國物聯(lián)網(wǎng)在發(fā)展與應(yīng)用中所存在的問題，結(jié)合我國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的情況，提出了相應(yīng)的對策和建議，意在為我國物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和創(chuàng)新提供參考和啟示。

物聯(lián)網(wǎng)；發(fā)展現(xiàn)狀；技術(shù)應(yīng)用

1 引言

物聯(lián)網(wǎng)自誕生以來，得到了在世界各個國家的極大的關(guān)注，并被稱為世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次革命，物聯(lián)網(wǎng)的概念是由美國麻省理工學(xué)院在1999年首次提出的，它以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，利用射頻識別（RFID）、電子代碼（EPC）等技術(shù)，建立一個實現(xiàn)全球物品信息實時共享的實物互聯(lián)網(wǎng)，即物聯(lián)網(wǎng)，其實質(zhì)就是“物與物相連的互聯(lián)網(wǎng)”，其有兩層意思：一是物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的擴展和延伸；二是物聯(lián)網(wǎng)終端可以延伸和擴展到任何物體，物與物之間、物與人之間能夠進行溝通與連接。

目前，由于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用呈現(xiàn)多樣化發(fā)展的態(tài)勢，還沒有一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)對物聯(lián)網(wǎng)進行定義，但從其本質(zhì)上可知，物聯(lián)網(wǎng)是將種各種傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和人工智能技術(shù)與自動化技術(shù)的聚合集成和應(yīng)用，是現(xiàn)代科技信息技術(shù)發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物。物聯(lián)網(wǎng)能夠使人與物、物與物之間能夠進行智能對話。隨著現(xiàn)代科技的不斷進步，物聯(lián)網(wǎng)必將對人類的發(fā)展產(chǎn)生巨大的作用。

2 物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展概況

目前，對于物聯(lián)網(wǎng)的研究和應(yīng)用，世界各國都還處在初級階段，關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)模型和物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)等都還沒有一個清晰和統(tǒng)一的界定，與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的技術(shù)協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等也沒建立成統(tǒng)一規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)體系。但是，近幾年物聯(lián)網(wǎng)在國內(nèi)外各個國家的關(guān)注和支持下得到了快速的發(fā)展。世界各國逐漸把物聯(lián)網(wǎng)作為國家戰(zhàn)略、政策扶植的重點對象來對待。

2.1 國外物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展概況

美國在物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)上已有領(lǐng)先優(yōu)勢，特別在物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)架構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)等遙遙領(lǐng)先于世界其他各國，在《2025年對美國利益潛在影響的關(guān)鍵技術(shù)》報告中將物聯(lián)網(wǎng)列為六種關(guān)鍵技術(shù)之一。2009年，“智慧地球”發(fā)展理念得到了美國總統(tǒng)奧巴馬的肯定，并很快在“智慧地球”計劃中將物聯(lián)網(wǎng)上升為國家物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略。同年2月，又在《2009年美國恢復(fù)與再投資法案》中提出將在與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的領(lǐng)域進行大量投資，例如智能電網(wǎng)、衛(wèi)生醫(yī)療信息技術(shù)應(yīng)用等領(lǐng)域，到目前為止，在軍事、工業(yè)、建筑、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療和空間探索等領(lǐng)域，美國物聯(lián)網(wǎng)已開始投入應(yīng)用，歐盟出臺一系列政策和措施來促進物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，2009年，歐盟委員會提交了《歐盟物聯(lián)網(wǎng)行動計劃通告》，歐盟提出了加強對物聯(lián)網(wǎng)的管理、推動歐盟物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展等14項建議。隨后，又發(fā)布了《物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略研究路線圖》，并系統(tǒng)的提出了物聯(lián)網(wǎng)在航空、汽車、醫(yī)藥等18個主要應(yīng)用領(lǐng)域和12個方面突破的關(guān)鍵技術(shù)與路徑。目前，歐盟不僅開展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研發(fā)，而且把物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)廣泛應(yīng)用于智能家居和智能汽車等眾多領(lǐng)域。

日本提出把物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展作為國家戰(zhàn)略，在2004年，日本提出了“U－Japan”戰(zhàn)略，其目標(biāo)是把日本建成一個“在任何時刻、任何地點，任何物體和人都可受益于ICT”的社會。在災(zāi)難應(yīng)對上，日本提出了救災(zāi)泛在環(huán)境感知與信息通信系統(tǒng)，此系統(tǒng)綜合了射頻RFID、短距離ZigBee、蜂窩移動、衛(wèi)星通信等各種無線通信技術(shù)。2009年，又發(fā)布了“I-Japan”戰(zhàn)略。強調(diào)了物聯(lián)網(wǎng)在交通、醫(yī)療、教育和環(huán)境監(jiān)測等方面的開發(fā)和應(yīng)用。

韓國也通過國家戰(zhàn)略來發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)，2004年，發(fā)布了“UKorea”戰(zhàn)略，成立“U－Korea”策略規(guī)劃小組，其目標(biāo)是把韓國建成全球第一個泛在社會。2006年，推出“U—IT839”戰(zhàn)略，將物聯(lián)網(wǎng)作為三大基礎(chǔ)建設(shè)重點之一。2009年，頒布了《物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)建基本規(guī)劃》，提出把物聯(lián)網(wǎng)作為新的經(jīng)濟增長點來提高經(jīng)濟效益。2014年，又與新西蘭電信商合作，重點在智能城市、智能汽車、車載信息服務(wù)和三大核心領(lǐng)域進行研究與開發(fā)。

2.2 我國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀

面對物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的巨大空間，我國也相繼出臺和制定了一系列的方針和政策，來促進和推動物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，并在全國范圍內(nèi)建成了一批物聯(lián)網(wǎng)研發(fā)基地和產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。2009年，在江蘇無錫建立了國家傳感器網(wǎng)絡(luò)中心。2010年，物聯(lián)網(wǎng)寫入政府工作報告中，在報告中指出要加快發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)的研發(fā)與應(yīng)用。2011年，發(fā)布了《物聯(lián)網(wǎng)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》，明確了物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的方向。2013年，國務(wù)院發(fā)布《關(guān)于推進物聯(lián)網(wǎng)有序健康發(fā)展的指導(dǎo)意見》，提出我國要在核心技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化、關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)研究與制定、重大應(yīng)用示范與推廣等方面取得顯著成效。

目前，世界各國正在積極地推動物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于智能家居、智能工業(yè)、智能醫(yī)療和智能環(huán)保等領(lǐng)域，物聯(lián)網(wǎng)市場份額正在不斷地擴大，我國已經(jīng)形成相對齊全的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)體系，它涵蓋感知制造、網(wǎng)絡(luò)制造、網(wǎng)絡(luò)與應(yīng)用服務(wù)等類別，國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)已初步形成環(huán)渤海、珠三角、長三角和中西部地區(qū)四大區(qū)域集聚發(fā)展的總體產(chǎn)業(yè)空間布局，其中，長三角地區(qū)產(chǎn)業(yè)規(guī)模位居四大區(qū)域之首。

3 物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)

隨著物聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)涉及眾多的學(xué)科領(lǐng)域，它所采用的技術(shù)涵蓋無線通信、RFID技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)、傳感控制技術(shù)、無線傳感網(wǎng)絡(luò)、中間件技術(shù)、人工智能、信息安全等多個方面，最主要的技術(shù)為傳感控制技術(shù)、RFID技術(shù)、中間件技術(shù)、人工智能技術(shù)。

3.1 傳感控制技術(shù)

傳感控制技術(shù)的核心部件是傳感器，它采集物質(zhì)世界信息的關(guān)鍵部件，由大量傳感器節(jié)點構(gòu)成一個復(fù)雜的無線傳感網(wǎng)絡(luò)，在監(jiān)控區(qū)域內(nèi)，傳感器節(jié)點能夠?qū)崟r的檢測、感知和采集研究者所需要的信息，把信息處理后通過無線網(wǎng)絡(luò)以無線的方式發(fā)送給研究者。

3.2 RFID技術(shù)

RFID即射頻識別，RFID技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)中重要的核心技術(shù)，其工作方式是射頻信號以非接觸式的方式自動地識別目標(biāo)并采集相關(guān)數(shù)據(jù)。一個完整的RFID系統(tǒng)由三部分組成：標(biāo)簽、閱讀器和天線組，目前，射頻識別技術(shù)已廣泛應(yīng)用于需要采集和處理數(shù)據(jù)的領(lǐng)域，諸如交通、運輸、醫(yī)療、防偽、設(shè)備和資產(chǎn)管理等領(lǐng)域。

3.3 中間件技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)中間件是連接底層與上層數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊粋€交互平臺，它具有數(shù)據(jù)搜集、過濾、整合以及傳遞等特性，把采集到正確的對象信息傳輸?shù)胶蠖说膽?yīng)用系統(tǒng)。中間件的研究熱點集中在以遠(yuǎn)程控制為基礎(chǔ)的應(yīng)用管理方式；同時支持多種傳感設(shè)備的管理、數(shù)據(jù)采集與處理功能，已達(dá)到降低應(yīng)用與硬件耦合性的目的；具備符合多種應(yīng)用通用所需求的API集合；能夠靈活地在不同平臺間進行移植。

3.4 人工智能技術(shù)

人工智能是一門研究如何應(yīng)用計算機軟硬件來模擬人的某些智能行為和思維過程（如學(xué)習(xí)、推理、思考等）的學(xué)科，人工智能是計算機科學(xué)的一個分支，研究主要有人工智能理論、自動控制技術(shù)、智能信號處理和人機交互技術(shù)等領(lǐng)域。智能技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)中的關(guān)鍵技術(shù)之一，它通過計算機對物品對象所包含的信息進行自行采集與分析。物聯(lián)網(wǎng)就是要實現(xiàn)物體的智能化，從而實現(xiàn)人與物體的溝通和交流，甚至可以實現(xiàn)物體與物體之間進行信息的交互。

4 我國物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中存在的主要問題

物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展在給我們的工作和生活帶來便利的同時，也存在著諸多問題。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在很多方面還需不斷地改進和完善。目前，我國物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中主要存在以下問題。

4.1 缺乏關(guān)鍵技術(shù)的突破

RFID技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)中的關(guān)鍵技術(shù)之一，該技術(shù)通過計算機互聯(lián)網(wǎng)來實現(xiàn)物品對象的自動識別和信息的交互。然而，我國在傳感器芯片的研發(fā)上與國外還有一定的差距，國內(nèi)RFID仍舊以低端為主，80%以上的高性能的傳感器還需要進口，從技術(shù)到制造工藝，我國的傳感器芯片都落后于歐美等發(fā)達(dá)國家。

4.2 在安全與隱私上存在威脅

在物聯(lián)網(wǎng)中，RFID、傳感器、二維識別碼等技術(shù)都能夠地自動識別和獲取物品的關(guān)鍵信息，若不加以控制，物品信息就會很容易地被掃描、定位與追蹤。物品信息的隱私很容易被竊取與暴露，使得人的隱私權(quán)受到不必要的侵犯。在信息的傳輸中，物聯(lián)網(wǎng)一旦受到外部的威脅，將會導(dǎo)致不可估量的損失。

4.3 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范不統(tǒng)一

物聯(lián)網(wǎng)在發(fā)展過程中，會出現(xiàn)傳感和傳輸?shù)雀鱾€層面的新技術(shù)，不同國家、不同地區(qū)的研發(fā)機構(gòu)可能會制定各不相同的技術(shù)方案，按照自己制定的標(biāo)準(zhǔn)來進行研發(fā)，從而導(dǎo)致產(chǎn)品之間沒有良好的兼容性，使得產(chǎn)品之間無法識別和感應(yīng)，不能進行聯(lián)網(wǎng)，因此，為了形成整合的商業(yè)模式，降低研發(fā)成本，要統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，制定統(tǒng)一的管理機制，由專門的部門管理協(xié)調(diào)，出臺相應(yīng)的政策法規(guī)。

5 結(jié)論

物聯(lián)網(wǎng)是一個新興的研究領(lǐng)域，目前對物聯(lián)網(wǎng)的研究都還處于起步階段，未來具有較大的發(fā)展空間。與歐美國家相比較，我國物聯(lián)網(wǎng)的成長還有很長的路要走，今后應(yīng)在以下幾方面重點發(fā)展。

5.1 重點研究、突破關(guān)鍵技術(shù)

為了提高傳感器、傳感器網(wǎng)絡(luò)和芯片等關(guān)鍵設(shè)備制造、數(shù)據(jù)處理等核心技術(shù)在國際上的競爭力，結(jié)合我國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的特點，我國應(yīng)集中多方資源，聯(lián)合開展物聯(lián)網(wǎng)重大科技攻關(guān)，比如：建立以企業(yè)為主體、產(chǎn)學(xué)研用相結(jié)合的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新體系。集中企業(yè)、高校、科研單位等資源優(yōu)勢共同推進物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研發(fā)，建設(shè)一批圍繞關(guān)鍵核心技術(shù)研發(fā)的重點實驗室、工程中心。

5.2 完善與物聯(lián)網(wǎng)安全相關(guān)的制度建設(shè)

在物聯(lián)網(wǎng)飛速發(fā)展的今天，信息的安全性和隱秘性將越來越受到國家的高度重視。因此，在物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)制度的建設(shè)中，要完善與物聯(lián)網(wǎng)安全相關(guān)的制度建設(shè)，并不斷細(xì)化與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的法律法規(guī)，使得有法可依。規(guī)范與物聯(lián)網(wǎng)有關(guān)的準(zhǔn)入制度，確保與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)信息的安全。

5.3 加快物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的制定

由于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)涉及的領(lǐng)域眾多，要在短期內(nèi)制定出完全統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)在全行業(yè)應(yīng)用是無法現(xiàn)實的，基于此種情況，一方面我們要做的就是在涉及物物互聯(lián)互通的共性問題上盡快地制定出相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，如國內(nèi)物品統(tǒng)一的編碼規(guī)則、網(wǎng)絡(luò)尋址IPV6標(biāo)準(zhǔn)、物聯(lián)網(wǎng)安全標(biāo)準(zhǔn)等。另一方面我國要積極地與在國際上處于領(lǐng)先地位的研究機構(gòu)和相關(guān)企業(yè)加強交流與合作，構(gòu)建開放式的物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系，推進我國與世界物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的快速對接。

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F49

A

1671-0037（2014）12-12-2

張?zhí)雇ǎ?983.2-），男，碩士研究生，助教，研究方向：非線性電路與智能信息處理。