淺析物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與發(fā)展

賈垂邦

摘 要：經(jīng)歷了計算機、互聯(lián)網(wǎng)兩次全球信息產(chǎn)業(yè)的革命，物聯(lián)網(wǎng)被預言為又一次科技與經(jīng)濟浪潮，被世界各國當作應對國際金融危機、振興經(jīng)濟的重點技術(shù)領(lǐng)域。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展與成熟，使得跨產(chǎn)業(yè)、跨領(lǐng)域技術(shù)和業(yè)務融合成為現(xiàn)實，是現(xiàn)代信息技術(shù)的一種聚合性應用與技術(shù)提升，將本地產(chǎn)業(yè)、經(jīng)濟發(fā)展、人與自然的關(guān)系等注入智慧動力，使人與物智慧對話，創(chuàng)造一個智慧的世界。物聯(lián)網(wǎng)也為人類重新融入自然、應對各種地質(zhì)災害、各種自然挑戰(zhàn)提供保障，這些對于人類在地球上的長期生存、延續(xù)、發(fā)展具有重要意義。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；信息技術(shù)；人與物

一、物聯(lián)網(wǎng)的概念

物聯(lián)網(wǎng)（InternetofThings， IoT）是利用各種感知技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡技術(shù)和人工智能與自動化技術(shù)聚合與集成應用，構(gòu)造一個萬事萬物互聯(lián)的世界。在這個網(wǎng)絡中，物與物能夠彼此進行“交流”，而無需人的干預，比如公文包會提醒主人忘帶了什么東西；衣服會“告訴”洗衣機對顏色和水溫的要求等等。物聯(lián)網(wǎng)其核心和基礎仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎上的延伸和擴展的網(wǎng)絡，從而實現(xiàn)物物之間的自動識別和信息的互聯(lián)與共享。簡言之，物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。

二、物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀

物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)自主創(chuàng)新突破的重點方向，蘊含著巨大的創(chuàng)新空間。當前，全球主要發(fā)達國家和地區(qū)都十分重視物聯(lián)網(wǎng)的研究，并紛紛制定物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的信息化戰(zhàn)略。美國現(xiàn)已將物聯(lián)網(wǎng)計劃上升為國家級發(fā)展戰(zhàn)略，把感應器嵌入和裝備到電網(wǎng)、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統(tǒng)、大壩、油氣管道等各種物體中，并且被普遍連接，形成所謂“物聯(lián)網(wǎng)”，然后將“物聯(lián)網(wǎng)”與現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)整合起來，實現(xiàn)人類社會與物理系統(tǒng)的整合。歐盟圍繞物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和應用做了不少創(chuàng)新性工作，成立了專門進行RFID技術(shù)研究的工作組。日韓致力于構(gòu)建個性化的物聯(lián)網(wǎng)智能服務體系。法國、德國、澳大利亞、新加坡等國也在加緊部署物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略，加快推進下一代網(wǎng)絡基礎設施的建設步伐。各國競相爭奪信息技術(shù)制高點。

中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是以應用為先導，存在著從公共管理和服務市場，到企業(yè)，行業(yè)應用市場，再到個人家庭市場逐步發(fā)展成熟的細分市場遞進趨勢。目前，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)在中國還是處于前期的概念導入期和產(chǎn)業(yè)鏈逐步形成階段，沒有成熟的技術(shù)標準和完善的技術(shù)體系，整體產(chǎn)業(yè)處于醞釀階段。

如今物聯(lián)網(wǎng)廣泛用于智能交通、智能校園、智能城市、智能環(huán)保、智能農(nóng)業(yè)、智能電網(wǎng)、智能家居、智能醫(yī)療、智能消防、工業(yè)監(jiān)測等多個領(lǐng)域。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展不但使人們的生活更加便利，而且?guī)恿私?jīng)濟和科技的發(fā)展。

三、物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不是對現(xiàn)有技術(shù)的顛覆性革命，而是對現(xiàn)有技術(shù)的綜合運用。物聯(lián)網(wǎng)要實現(xiàn)物與物之間的感知、識別、通信等功能，關(guān)鍵性的技術(shù)主要包括射頻識別技術(shù)（RFID）、傳感網(wǎng)絡技術(shù)、組網(wǎng)和互聯(lián)技術(shù)、人工智能技術(shù)、全球定位技術(shù)、新材料技術(shù)等等。

物聯(lián)網(wǎng)分為三層體系結(jié)構(gòu)：感知層、網(wǎng)絡層、應用層。

感知層即要實現(xiàn)物與物和人與物的通信，負責采集物和物相關(guān)的信息。感知層的關(guān)鍵技術(shù)主要為傳感器技術(shù)和短距離傳輸網(wǎng)絡技術(shù)，包括射頻識別 、GPS 、傳感器網(wǎng)絡、短距離無線通信等。

網(wǎng)絡層即是異構(gòu)融合的泛在通信網(wǎng)絡，包括現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)、通信網(wǎng)等，是物聯(lián)網(wǎng)的神經(jīng)系統(tǒng)，對采集到的物體信息進行可靠的傳輸和處理。網(wǎng)絡層是基于現(xiàn)有通信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)建立起來的層，它要根據(jù)感知層的業(yè)務特征，優(yōu)化網(wǎng)絡特性，從而實現(xiàn)更好的物物通信互聯(lián)。傳送層的關(guān)鍵技術(shù)既包含通信技術(shù)，如移動通信技術(shù)、有線寬帶技術(shù)、WiFi通信技術(shù)等；也包含了終端技術(shù)，如網(wǎng)橋設備、通信模塊等。

應用層面向各類應用，完成信息的存儲、數(shù)據(jù)的挖掘、應用的決策等，為手機、電腦等各種終端設備提供感知信息的應用服務。物聯(lián)網(wǎng)的應用場景非常廣泛，智能家居、智能交通、工業(yè)監(jiān)測、可穿戴設備等都是不同的應用。應用層涉及信息存儲、分布式計算、中間件、數(shù)據(jù)挖掘等多種技術(shù)，而云計算作為一種虛擬化、海量數(shù)據(jù)的存儲、處理平臺，將是未來物聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分。

四、阻礙物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的因素

在物聯(lián)網(wǎng)給各行各業(yè)帶來機遇的同時，阻礙物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的因素同樣是不可忽視的，挑戰(zhàn)與機遇并存。在物聯(lián)網(wǎng)中，傳感是前提，計算是核心，安全是保障，網(wǎng)絡是基礎，應用服務是牽引，標準是支持物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的重要基礎，物聯(lián)網(wǎng)的整個實現(xiàn)過程，均存在著困擾其發(fā)展的因素。

①技術(shù)問題。物聯(lián)網(wǎng)涉及的技術(shù)繁多而又復雜，而且目前的一些相關(guān)技術(shù)仍處在不成熟的階段，特別是技術(shù)融合問題。在國內(nèi)，傳感器產(chǎn)業(yè)化水平較低，應用水平低，管理水平不配套，很難為客戶提供長效的幫助。產(chǎn)業(yè)發(fā)展的不成熟，應用技術(shù)瓶頸難以突破，缺乏有力的技術(shù)支撐和不斷創(chuàng)新的產(chǎn)品設計，必然制約著物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的發(fā)展。

②安全問題。物聯(lián)網(wǎng)在信息安全方面存在諸多問題：一是傳統(tǒng)網(wǎng)絡存在的安全；二是由于設備節(jié)點數(shù)量龐大且集群分布，加上分布式網(wǎng)絡架構(gòu)設計以及分布式數(shù)據(jù)存儲、處理等等勢必容易造成信息的泄露或遭受安全攻擊。若信息安全無保障，則個人隱私、物品信息等隨時都可能被泄露，這必會降低公眾的信任，影響物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的銷售和發(fā)展。

③技術(shù)標準問題。物聯(lián)網(wǎng)涉及的技術(shù)多，缺乏完整統(tǒng)一的技術(shù)標準，這將會導致各個公司的產(chǎn)品兼容性降低，既增加了開發(fā)難度和開發(fā)成本，也增加了消費者的消費支出。當然，由于物聯(lián)網(wǎng)涉及行業(yè)多，業(yè)務涉及各行各業(yè)的各個環(huán)節(jié)， 每個行業(yè)每個客戶都有特殊之處，這既增加了技術(shù)開發(fā)難度，也使得技術(shù)標準化難度不斷增大。

④成本問題。對于公司企業(yè)來說，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的開發(fā)需要投入大量的人力、財力支持科研，實現(xiàn)技術(shù)轉(zhuǎn)化。雖然物聯(lián)網(wǎng)應用領(lǐng)域廣泛，但是每個特定應用需求的用戶數(shù)量是有限的，這使得公司企業(yè)需要不斷地進行產(chǎn)品創(chuàng)新，但是產(chǎn)品的收入規(guī)模卻可能是非常有限的，這勢必會降低物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)發(fā)展的熱情，制約物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。

對于用戶而言，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品一般會比傳統(tǒng)產(chǎn)品消費價格高，比如可穿戴設備；而且實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)應用的改造的成本也是不小的，比如智能家居。這也制約著物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的推廣和發(fā)展。

五、物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢

“物聯(lián)網(wǎng)”概念的問世，打破了物與物之間的界限，通過傳感器和物聯(lián)化、互聯(lián)化、智能化的網(wǎng)絡相連接以全面感知、可靠傳送和智能處理，把生活中的人、物品、網(wǎng)絡都放到信息世界中，使得物理世界和信息世界結(jié)合，實現(xiàn)物與物自動通信，使得物品更加智能化。物聯(lián)網(wǎng)在新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)中具有資源消耗少、環(huán)境影響少、成本低等廣泛特點，呈現(xiàn)出迅速發(fā)展的勢頭。

近些年上市的一些智能空氣凈化器產(chǎn)品，可穿戴設備，家庭環(huán)境監(jiān)控設備等等，在目前的消費背景下，正服務著大眾。未來還會有更多的新式設備出現(xiàn)，人在日常生活中可以在適當?shù)臅r候獲得智能生態(tài)環(huán)境的及時協(xié)助與服務，使我們的生活更智能、更高效，改善生活質(zhì)量，提升生活品質(zhì)，這些正是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果，所以物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)前景是廣闊的。

就目前的行業(yè)發(fā)展來看，家電行業(yè)借力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，已經(jīng)率先開展拓展價值空間并改善產(chǎn)品服務的模式探索。如今的傳統(tǒng)行業(yè)必須緊抓傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)與信息產(chǎn)業(yè)跨界融合的趨勢，同時利用互聯(lián)網(wǎng)的平臺服務以及移動互聯(lián)網(wǎng)的商業(yè)模式，形成開放產(chǎn)業(yè)生態(tài)創(chuàng)新產(chǎn)品和服務的模式，將成為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向。

隨著行業(yè)應用的逐漸成熟，物聯(lián)網(wǎng)將向著打造通用性強的技術(shù)平臺方向發(fā)展。一個技術(shù)成熟、服務完善、產(chǎn)品類型眾多、應用界面友好的物聯(lián)網(wǎng)應用，是由設備提供商、技術(shù)方案商、運營商、服務商協(xié)同合作的結(jié)果。一個能夠支持不同設備接口、不同互聯(lián)協(xié)議、可集成多種服務、可擴展服務、可定制個性化服務的共性技術(shù)互聯(lián)網(wǎng)平臺將會是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展成熟的結(jié)果。

物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)標準體系的建立將是一個漫長的過程，它將呈現(xiàn)從成熟應用方案提煉形成行業(yè)標準，以行業(yè)標準帶動關(guān)鍵技術(shù)標準，逐步演進形成標準體系的趨勢。隨著物聯(lián)網(wǎng)應用的不斷擴大和市場的不斷成熟，占有市場份額大的應用所衍生出來的相關(guān)標準將成為社會的主流，而且物聯(lián)網(wǎng)平臺化的發(fā)展更有利于標準的制定。

物聯(lián)網(wǎng)的雛形就像互聯(lián)網(wǎng)早期的形態(tài)局域網(wǎng)一樣，雖然發(fā)揮的作用有限，但昭示著遠大前景已不容置疑。相信在未來，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，打通和勾連城市中的生活、工作場景；通過核心智能硬件，搭建與參與者（比如業(yè)主、物業(yè)管理方）的信任通道；通過大數(shù)據(jù)平臺，建立商業(yè)價值變現(xiàn)與創(chuàng)新的生態(tài)平臺，真正實現(xiàn)對“智慧城市”、“智慧地球”的構(gòu)想。

六、總結(jié)

物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分。物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)物物相連，讓整個社會智能化程度也越來越高，既提高了資源的使用率，也為我們的生活帶來便利。信息化和智能化發(fā)展不但增強服務社會的能力，而且也不斷提升國家的綜合競爭力。在不久的將來，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)必將引起社會信息的重大變革，成為世界各國振興經(jīng)濟、確立競爭優(yōu)勢的關(guān)鍵。物聯(lián)網(wǎng)的推廣與應用將對信息化社會各個方面產(chǎn)生極其深刻而重要的影響。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)幾乎涉及到了信息技術(shù)的所有重要方面，將信息技術(shù)推進到一個更新更高的層次。雖然目前物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展有諸多阻礙，但是它將帶來長遠的經(jīng)濟效益和社會效益。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展是一個緩慢的過程，它將會逐步改變?nèi)藗兊纳罘绞剑纳迫藗兊纳钯|(zhì)量，促進信息化社會進入智能化時代。

參考文獻：

[1]朱洪波，楊龍祥，朱琦.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進展與應用南京郵電大學學報（ 自然科學版）.

[2]尹育新，戎宏娜.淺談一種全新的網(wǎng)絡技術(shù)一物聯(lián)網(wǎng)[J].信息系統(tǒng)工程，2010（2）：105-106.

[3]徐濤.物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀及問題研究[A].中國市場，2010（32）.

[4]周軍.物聯(lián)網(wǎng)時代的展望，物聯(lián)網(wǎng)世界，2010.

[5]許婷.物聯(lián)網(wǎng)應成為通信產(chǎn)業(yè)重點.通信產(chǎn)業(yè)網(wǎng)，2009.12.