智能物聯網技術應用及發展

陶明峰 亓文哲 馬泉泉

【摘 要】隨著信息技術的發展，我國正進入以物聯網為基礎的技術革命階段，同時，人工智能技術也開始在全世界范圍內迅速發展，逐漸形成了一個智能化的物聯網系統。本文對物聯網及人工智能技術的定義和相關技術進行了闡述和分析，并介紹了車聯網、校園物聯網和健康設備物聯網中使用的人工智能技術。通過探討，可以對如何提高物聯網的智能化水平有所啟發，對研究智能物聯網技術提供新思路。

【關鍵詞】物聯網；人工智能；應用

1引言

智能物聯網技術作為互聯網技術的進一步發展的趨勢，是在互聯網的基礎之上，將自己的用戶端延伸到物品之間，然后進行相應的信息交換以及實現通信的一種技術，同時也是未來互聯網發展的趨勢。因此，研究智能物聯網技術和應用的發展趨勢有著重要的意義。

2智能物聯網技術發展現狀

從系統工程角度來看，IoT（Internet of Things，物聯網）具有將感知、控制和短距離無線通信能力的傳感設備嵌入到各類器件與終端中，拓展系統自動獲取物理世界信息的作用直徑和能力；在傳統以人類語義為核心的信息網絡基礎上，引入物體共享數據的新型信息維度，形成物理世界與人類信息領域融合的抽象數字生態系統；將對物理世界的感知引入現有的網絡與信息系統，并對系統整體性能進行智能優化處理，兼容并包現有體系，共同形成對人類意義重大的信息網絡體系。從技術演進角度來看，以應用驅動的物聯網架構設計是物聯網發展的關鍵，隨著中國牽頭制定的全球首個物聯網頂層架構國際標準正式通過國際標準草案（DIS）投票，NB-IoT標準化工作的完成以及5G商用的展望，將對物聯網未來發展產生深遠的影響。盡管物聯網產業化初見成效，取得了不少重要的成果，但在實際部署過程中，多數垂直行業的物聯網應用以封閉方案為主流，這一方面造成了系統軟件與硬件的兼容性不強；另一方面，導致了不同物聯網應用之間信息的交互性不佳，具體主要包含以下3個方面：（1）系統應用。物聯網中嵌入式感知/控制設備采用不同的軟/硬件平臺，部署于無法自由交換信息的多種異構網絡環境，專用的業務系統和管理平臺難以兼容互通。（2）技術研發。物聯網的用戶參與度低，應用開發門檻高，開發周期長；平臺架構的耦合度高，擴展性互通性差，基礎設施的部署及維護成本高；異構網絡與終端多樣化；物聯網各種資源缺少統一的描述模型，無法對資源進行統一的協同處理與協作調度。（3）架構設計。物聯網系統呈現出豎井化的信息孤島特征，僅適合需求明確的大規模垂直行業應用場景；系統基礎設施架構和服務能力難以分享和重用，第三方資源也難以被低成本集成系統，使得物聯網很難實現大規模的應用和推廣。

3智能物聯網技術應用發展

3.1健康設備中的人工智能技術

在醫療領域中，越來越多的技術涉及到人工智能。比如說BOE，該公司將人工智能技術、顯示技術以及醫學相結合，打造信息化、智能化的醫學服務，從而實現智慧健康的目標。同時為方便對健康狀態的實時監測，部分健康設備也借助物聯網實現了相互連接，為深層次對人體健康狀態的觀察提供了技術基礎。有的智能健康設備實現了智能化管理，如對人體健康數據的可視化處理，并結合對數據的分析給予針對性的診斷意見，實現了與專家系統的連接，并借助人工智能技術確保診斷的準確與高效。

3.2車聯網中的人工智能技術

智能駕駛是汽車的未來發展方向，其關鍵技術是利用車聯網實現車與車、車與環境之間的信息交換。其中，車聯網系統的基礎由車載移動互聯網、車內網等組成，依據數據交互標準，最終在行人、車、路三者之間形成信息交互，實現車輛行駛智能化。通過分析可知，車聯網系統包括3個端口：（1）端系統：該系統主要是智能傳感器部分，對汽車的形式狀態、周邊環境等信息進行收集。該系統不僅僅是使汽車具有網絡可信標識、IOV尋址等能力，也是車聯網的通信終端。（2）管系統：車聯網的主要目標是實現車、網、人之間的信息互換，不同車輛之間相互組網，在異構網絡之間形成通信，確保其滿足網絡互通性、實時性等要求。（3）云系統：車聯網中含有大量的數據，包括ITS、客運、貨運、汽車租賃、汽車保險、緊急救援、汽車制造商等多個方面。

3.3校園管理中的人工智能

（1）考勤管理。在衡量學生上課的出勤率和遲到早退的情況方面，傳統都會采取課堂點名的方式，這不僅浪費了學生的課堂時間，影響了教師的教學計劃，還無法避免冒名應卯的情況。而將物聯網技術應用于考勤管理中，讓每個學生配備一個記錄了自己學號、性別等基本信息的RFID標簽，當學生進入教室后，讀卡器負責接收學生的信息，并將其傳遞到中心服務器，接著服務器通過對比學生的出勤記錄，統計其出勤率，老師只需要統計一下出勤人數，就可以知道哪些同學沒到，并對其進行相應處理，該系統還有輪番查詢的功能，從而進一步防止學生中途早退等違紀情況發生。此外，物聯網技術在應用于教師考勤方面，采用的是指紋識別技術，教師到校和離校都要錄指紋，遲到早退的情況一目了然，有效防止“代簽”現象發生。（2）圖書管理。與考勤管理相同，每本書都有一枚記錄該書基本信息的RFID標簽，標簽轉換系統、自助借書系統、自助還書系統、智能查找系統、推車式盤點系統、安全門檢測系統等構成了RFID圖書管理系統，每一個系統都不可或缺。學生可以通過智能查找系統檢索想要的書，通過自助借書系統借書、通過自助還書系統還書，這些過程只需要掃描一下書的標簽和書證上的RFID標簽，并與借書學生的RFID標簽聯系起來，就可以知道哪位學生借走了該書。（3）實驗室管理。物聯網技術在實驗室管理方面也具有舉足輕重的作用。在管理實驗室器材上與以上兩方面具有異曲同工之妙，都是在物品上貼上內部存儲了名稱、使用方法、購進日期、維護信息、注意事項等基本信息的RFID標簽，該標簽具有唯一的識別碼，這些信息可以由閱讀器利用射頻信號進行無線讀取。管理人員在進行設備清點時，只要拿著讀寫器在實驗室內巡視，就可以批量讀取設備信息，而無須對儀器設備進行搬移來掃描條形碼，大大提高了清點效率。當使用者對物品進行使用時，實驗室設備可以通過閱讀器獲取該物品的使用信息，并對其進行遠程監控，實驗室管理者還可以對設備信息進行實時采集，了解物品和設備的相關信息。

4智能物聯網技術和應用的發展趨勢

目前物聯網處于發展階段，需求各異且信息孤立，由于政策的推動以及利益最大化的導向，未來垂直行業內部以及行業間的信息交互將成為必然趨勢。同時，未來物聯網技術的發展，不是對現有技術的顛覆性革命，而是通過對現有技術的綜合運用，進一步結合先進技術（例如：人工智能、機器學習等），融合現有技術實現全新模式轉變來實現智能物聯網。這樣能有效地實現智能物聯網的知識創造，實現智能物聯網與現有的網絡系統的平滑升級，催生出一系列新的框架與技術。

5結束語

綜上所述，隨著物聯網技術的快速發展，利用智能物聯網技術可以有效解決應用的分散化問題，可以讓各個領域的信息進行交換，更好地實現信息的收集以及傳輸。在互聯網的基礎之上，構建智能物聯網的體系，可以使我們快速便捷地獲取信息，從傳統的數據交換和提取轉化為知識創造，讓我們的生活更加智能化。

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（作者單位：國網淄博供電公司）