基于人工智能的物聯網平臺搭建

陳銘乾

摘 要 作為將物品與互聯網進行連接實現信息交換與控制的技術——物聯網技術，正在我們的生活中扮演越來越重要的角色。而隨著人工智能的發展，各種物聯網平臺會更加智能化與信息化。文章通過分析人工智能技術，研究人工智能在物聯網平臺中的發展現狀及趨勢，討論各種人工智能物聯網平臺的技術與應用。

關鍵詞 人工智能；物聯網；數據挖掘；自然語言處理；信息安全

中圖分類號 TP3 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2019）229-0116-03

物聯網，是通過通信網絡將攝像頭、紅外傳感器等終端設備接入互聯網所形成的系統，是一個萬物互聯的網絡。隨著互聯網和計算機技術的飛速發展，物聯網技術逐漸走進人們的生活。而當今時代，人工智能飛速發展，催生了其他行業與人工智能的融合。人工智能以其高度智能化的特點，廣泛應用于智能家居、智慧城市、智能醫療等物聯網平臺中。為了發展物聯網技術，人工智能與物聯網平臺進一步的技術融合已經成為當今世界技術發展的不可逆潮流。

1 人工智能與物聯網概述

1.1 人工智能（AI）與物聯網的特點

AI是通過機器模仿人類智能的運作方式來延展、模仿人類智能的技術和系統。它作為計算機科學的前沿和新發展，包括了強化學習、指紋人臉識別、語言和圖像理解等多部分。

物聯網是新一代計算機技術的重要組成部分。物聯網是在互聯網的基礎上搭建的，但其終端不再止于計算機，而是延伸到了任何物品與物品之間，是將互聯網延伸到各個物品之上所形成的網絡。如今物聯網的應用日益廣泛，被稱為未來30年科技發展的方向之一。

1.2 國內外發展現狀

物聯網的應用早已有了數年的歷史，從最早的機場防入侵系統、到如今風靡全國的手機物聯網購物再到互聯網與移動通信技術的結合，無不體現了物聯網系統的進步與發展。

人工智能到今天為止已走過六十多載風雨，近年來，它更在神經網絡，機器學習，模式識別等方面進展迅速。2016年，谷歌的一場人機大戰讓AI成為全世界關注的焦點，各大互聯網科技公司紛紛將戰略資源向AI傾斜，而源源不斷的資金投入使得AI技術不斷發展，與我們生活的結合得日益？緊密。

AI與物聯網是當今計算機產業發展的最前沿，將AI應用到物聯網平臺的搭建中，實現二者的融合，不僅符合時代的潮流，更能夠進一步實現物聯網的智能化，增強物聯網的開放性。

1.3 人工智能與物聯網的融合

AI技術與物聯網融合體現在以下幾個方面：1）AI芯片在物聯網云服務平臺中有著基礎的作用。

AI芯片以及適用于物聯網設備的芯片對互聯網產業的發展有重大推動作用，在互聯網云服務平臺的搭建中也起到基礎性的作用。

2）AI機器人在物聯網技術中扮演著積極推動的作用。

AI機器人的出現和進步就是AI與實物結合的最典型例子。如智能護理機器人的出現就為中國當今愈演愈烈的人口老齡化所帶來的一些問題提供了可能的解決方案，除此之外智能家居機器人，智能物流機器人也大量出現和應用。

3）AI在物聯網數據處理方面帶來的革命性？進步。

物聯網與AI技術的融合賦予了一切聯網物體前所未有的感知能力，而由大量傳感器在內的聯網物體產生的龐大數據中的數據價值經由智能分析被發掘出來，使人們能夠實現數據的充分？利用。

2 基于人工智能的物聯網技術

2.1 模式識別

模式識別，是指計算機對周遭環境的感知、識別和解讀，AI在模式識別中起了基礎性的作用。傳感器是信息的收集者，是物聯網平臺中必不可少的一部分，而模式識別技術的應用正大大提高了傳感系統的信息收集和信息利用？效能。

模式識別技術包括了文字識別、語音識別及更為復雜的人臉立體識別等，但無論是這其中的哪一種，都依賴計算機神經網絡來進行對外界信號的識別。神經網絡技術因其獨特的學習能力及快速并行實現的優勢，正為科學家們解決信號識別的難題提供了解決方案。因此我們說模式識別技術是一種基于AI的物聯網技術？[1]。

2.2 信息安全（IS）

隨著信息安全技術、物聯網和AI的各種發展，各類計算機系統的安全和信息安全技術的智能程度有了更高的要求，讓這三者終于相互聯系起來[2]。隨著物聯網和AI的發展和應用，木馬和網絡病毒等已經引進了先進的模式識別技術和機器學習技術，威脅性隨之水漲船高。因此，原先的單一防御方式開始力不從心，人們需要綜合目前最先進的防御技術，比如風險評估、入侵檢測等，再將它們融合到一起，構建一個可以主動收集信息、評估風險并響應威脅的綜合防御系統。系統中大量軟硬件將會產生不少的日志等信息，數據采集程序及時獲取這些信息，AI可以通過強化學習和分析能力對取得的數據加以分析，提前發現并摧毀病毒以達到防止病毒攻擊，保證網絡安全的？目的[3]。

2.3 物聯網平臺搭建

飛速發展中的AI可以通過增加物聯網平臺的智能化程度來滿足物聯網平臺的進一步發展需求。要實現物聯網的智能化，首先要將各種終端信息采集設備，如攝像、傳感、智能識別等設備所收集的信息經由龐大的通信網絡傳輸到同一中央處理平臺中。而在這一或云端或實體的中央處理平臺中，通過AI的應用，我們可對信息進行合理分析，并自動產生命令反饋到終端效應？設備。

通過在終端和用戶端之間加入智能化的中央處理平臺，由中央處理平臺批量并且自主的處理分析終端的反饋信息并向終端自動下達指令，我們可以大大減小使用者的工作量，讓更多的終端設備得以被整合到一個物聯網平臺中來，從而實現物聯網平臺的跨越性進步。

這就好比人類的神經調節，攝像、傳感、溫度濕度監測等終端信息采集設備就是感受器，通訊網絡就像神經纖維，中央的數據處理平臺就似神經中樞和大腦，最終再聯系到室內智能溫度、亮度調節系統等效應器上，實現對各種外界變化實時、智能的反饋，這樣就完成了整個基于人工智能的物聯網平臺的構架。

傳統的物聯網平臺的搭建大多較為簡單，限于用戶端與各類終端（路燈、監控、家電等）的直接連接。如傳統意義智能家居，是由使用者通過手機手動控制控制來實現的，雖已較為便利，但存在使用者忘記下達任務等問題，并依舊需要牽扯使用者的精力。當物聯網系統日益龐大，連入系統和需要控制的對象日益增多時這一問題就會更為凸顯，這一定程度上限制了物聯網的進一步發展，而引入AI進行自動調節是一個可能的解決？方案。

3 基于人工智能的物聯網平臺應用

3.1 智慧城市

智慧城市是一個復雜巨大的系統，需要各種現代計算機技術的支持，如物聯網、云計算、大數據及人工智能等。現今，AI和物聯網技術的飛速發展應用，將把智慧城市的發展帶入一個新時代。

AI將會影響到智慧城市的各個方面。在城市交通方面，借助AI的智慧交通系統可以幫助實現交通管理的高效化?，F今火熱的無人駕駛汽車就是AI應用的一個典型。另外，AI系統可以通過攝像頭等獲取道路交通情況，協調人、車流動，實現道路交通的實時、準確規劃，例如紅綠燈時間的智能控制等。

未來，這一切甚至都會被集成到一個統一的物聯網系統之中。屆時駕駛員將不復存在，所有的車輛交由AI控制，而這每一臺汽車中的AI以及每一條道路的路況，都將被納入一個更為宏大的由更為強大的AI控制的云端控制系統之中。通過機器學習等能力不斷強化自身的AI將會及時對一切道路突發事故做出妥善的處理：調整車輛行車路線、調整紅綠燈時間……智能交通系統控制下的車輛甚至已經不再需要紅綠燈的指示了，因為智能交通系統自己就會把一切打理得井井？有條。

除此之外，AI還能應用到農產品智能化培養、移動可穿戴設備、智能家居等方面，給人們的生活帶來巨大的便利[4]。

3.2 智能家居

目前的智能家居受科技應用水平限制，還僅停步與概念上的物聯網，集中在使用移動設備對家電進行控制上，如防盜監控、家電遠程控制等，卻無法讓終端設備自主對外界變化做出合適的反應。而AI的使用就可以實現這一進步。

由AI主導的家居在造型設計上、操作上都會有徹底的改變。由AI主導的家居設計，伴隨著智能化程度的提升，很多功能將會復合在一起，同一實體將具備多種功能。以墻體和地面為例，在材料學及AI的發展下，墻壁將能夠改變自身的透明度，既可以遮擋光線，又可以允許一部分的光線通過，并由AI來自動感受調節室內亮度，使窗戶與墻就合二為一；夜晚，墻體的部分區域將具備轉換為屏幕和發出適宜光線的能力。這樣，所有的外露燈具將不再被需要，室內空間將更為整潔[5]。

3.3 智能服務醫療系統

智能醫療系統分為智慧醫院系統、區域衛生系統、家庭健康系統3部分，是一個全面的醫療服務系統。以家庭健康系統為例，它包括智能護理機器人終端、機器人智能控制系統及遠程控制App等。護理機器人終端可以使用大量的智能傳感器技術，實現行走、語音交互和護理等功能。同時，AI還可以實時監測人體各項體征數據，對身體狀況進行評估，根據評估結果和AI分析提出健康建議，指導用戶的飲食和鍛煉。具備深度學習能力的AI，還能夠將主人的日常生活進行記錄，結合數據進行？分析[6]。

4 結論與展望

本文詳細介紹了人工智能在互聯網平臺搭建中的應用實例及展望，但鑒于人工智能和物聯網技術如今依舊處于上升發展階段，存在許多的不足和亟待改善之處，物聯網技術在生活中的實際應用規模還不夠大?，F有軟硬件水平和理論間的差距是導致這一問題的主要原因，但如今AI和物聯網技術已受到世界矚目，在各大科技巨頭和各國科學家的努力下，相信在不久的將來就能攻克難題，讓物聯網系統真正走進人們生活的每個？角落。

參考文獻

[1]陜粉麗.人工智能在模式識別方面的應用[J].長治學院學報，2007（24）：2.

[2]鄭方.人工智能時代的信息安全[J].信息安全研究，2017，3（11）：966-967.

[3]楊博文.基于人工智能和物聯網應用的網絡安全管理[J].電子技術與軟件工程，2017（17）：213.

[4]段文鋒.人工智能在智慧城市中的應用展望——人工智能與智慧城市觀察（上）[J].上海質量，2017（12）.

[5]郭宇.人工智能與家居設計[J].包裝工程，2017（16）：12-15.

[6]董曉丹，鄭雪芳，王華.基于服務機器人的無錫智慧養老平臺構建[J].數字技術與應用，2017（11）：93-94.