人工智能在物聯網工程中的應用討論

任定坤 李溫慧 李凱寧 譚詩勇 曹辰鎧

摘要：隨著科技不斷發展，在當今社會中，聯網設備的數量逐年增加，人工智能逐漸得到了廣泛的應用。人工智能可用于管理多個相互關聯的物聯網元素。最關鍵的是，它的處理能力和學習能力對于分析物聯網傳輸設備產生的大量數據至關重要。對于中國而言，人工智能的發展是一個歷史性的戰略機遇。鑒于此，文章介紹了人工智能的基本概念，結合人工智能的主要優勢，探討了人工智能在物聯網工程中的應用。

關鍵詞：人工智能;物聯網工程;應用

一、人工智能的概念

人工智能，即“ 人工”和“ 智能”。人工智能是一種試圖使計算機模仿人類某些思維過程和智能行為做出決定的實踐，主要包括計算機實現智能的原理、制造類似于人腦智能的計算機，使計算機能實現更高層次的應用[1]。在機器學習中，人工智能作為大腦將信息反饋給“身體”各個部分，即物聯網的所有傳感器，執行具體的操作或者和其他設備溝通。

二、人工智能的優勢

1、人工智能能夠從數據中學習，通過深度學習的算法對數據進行分類和聚類。當人工智能看到數字之間的相關性，在將數據輸入算法之前對數據進行凈化，使數據可視化，極大地改善、精確結果，提升效率。

2、人工智能數據傳輸速度是非常快，量子通信等技術能夠讓無線數據傳輸以更快的速度傳輸，這樣就能根據數據處理結果更好的實現遠程控制。人工智能快速傳播數據能夠有效促進社會生產力提升。從目前人工智能產品在工業領域的應用情況來看，人工智能將是工業產業領域發展的機遇。

3、人工智能相比人類的感官方面，機器視覺可以探測可見光、紫外線、紅外線、太赫茲、微波、無線電波等全頻譜波段的電磁波，能夠在人眼不可見的范圍內實現成像，甚至可以通過聲吶來成像。人工智能可以實現對人類所有語言的辨識，最終實現機器和機器，機器和人，人和人之間的通訊，自然語言的交互讓機器溝通無障礙。因此，人工智能技術在物聯網工程中能夠發揮巨大的作用。

三、人工智能技術在物聯網工程中的應用

1、在物聯網工程中，人工智能技術能使數據發揮更大的作用

在物聯網對互聯設備間數據收集及共享之后，人工智能將數據提取出來做出分析和總結，通過物聯網與人工智能的結合，互聯設備間完成更好的攜同工作，使得數據發揮更好的作用。例如，中國電子科技集團建立了風險人群感知大數據平臺，用于對疫情發展趨勢的分析，研發了密切接觸者測量儀，每個人只要輸入自己的姓名和身份證就能知道自己是不是一個密切接觸者。通過與人工智能相結合，可以快速識別誰是發熱患者，有效地增加流動的速度，提高工作效率。

2、人工智能技術能夠使物聯網更加智能化

物聯網將眾多設備連接起來，人工智能的應用能夠使智能家居的自動化程度更高。人工智能系統可以“學習”人類的情緒和喜好，同時還能分析人類家庭成員之間的交互。在物聯網應用中，人工智能技術可以幫助智能家居應對突發情況。當設備檢測到異常情況時，人工智能技術會為智能家居提供措施選項，有效提高了處理突發事件的準確度，真正發揮物聯網時代的智能優勢。

3、人工智能有助于工業物聯網提高運營效率

預測性維護是人工智能技術應用于工業物聯網的典型。預測性維修集裝備狀態監測、故障診斷、故障預測、維修決策支持和維修活動于一體，是一種以狀態為依據的維修方式。預測性維護和透視維修說明人工智能技術可以預測工廠車間的維護需求。并且，人工智能還可以幫助創建具有自我修復和自校準能力的物聯網設備。因此，人工智能用于工業物聯網，使得工業生產降低維護成本并且減少停機時間。

四、物聯網工程概念

所謂物聯網，就是物物相連的互聯網，是指通過REID、紅外感應器、GPS、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協議，把任何物品與互聯網連接起來，進行信息交換和通訊，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡[2]。物聯網技術最重要的兩個概念，一個是感知，感知周邊的環境，收集信息;另一個是控制，將感知的信息處理后進行相應智能控制，作用到周邊環境。

五、物聯網工程優勢

1、物聯網設備多樣化

在物聯網設備中，不僅僅是傳感器設備，更多的是移動設備涌現。比如智能手機和手環，可以收集我們日常的生活數據和各個行業的生產數據。在智能家庭中，空調、電燈可以感知家庭的溫度和光強，自動調控室內溫度和照明。

2、物聯網安全

物聯網安全是指為加強物聯網設備的安全性和降低其易感性而采取的預防措施。通過實施安全分析，可以大大減少與物聯網相關的漏洞和安全問題。通過使用一些端點安全功能，如反惡意軟件，防病毒，防入侵和防火墻，可以有效地保護網絡免受攻擊。

3、物聯網與人工智能相輔相成

隨著計算機設備計算能力的提高，海量數據的處理和分析成為了可能，人工智能的大量應用，讓我們見證了智能語音的普及、阿法狗的驚人戰績、無人駕駛的即將到來等。在比如無人駕駛，在通信實時暢通的前提下，車輛之間實現網絡連接，前方的車輛將路況信息告知后方車輛，輔助后面的駕駛者選擇路線，全程由人工智能主導。

六、當前物聯網工程存在的不足

1、成本高

進入物聯網時代，大多數企業在進行實施物聯網工程時，仍然采用傳統工控方式的實施方案，全程都需要人員維護。如今物聯網時代最大的特點就是海量部署節點，一定程度是偏民用的，缺少專用的人進行維護，如果還是使用傳統的方式，就會造成高成本投入。

2、協作困難

物聯網環節比較多，從端到中間的通道，再到云端，各環節非常復雜多樣，例如手機終端，一個公司不可能完成全部的開發過程。所以，聯合開發也是物聯網工程現存的問題。其次，許多物聯網終端廠商是由原來的行業設備商轉型而來，對網絡、通信等IT技術了解不多、缺少投入，再次提升了協作的難度。

總結

隨著人工智能技術的不斷發展和完善，人工智能的廣泛化應用已經成為了一種不可逆轉的潮流，市場上的人工智能產品也不斷增加，而絕大多數人工智能產品很大程度上不足以滿足不斷升級的智能化生活需求，因此還需要不斷對人工智能和物聯網技術進行探索，使人工智能在促進物聯網工程發展方面不斷革新。

參考文獻：

[1]包子陽.神經網絡與深度學習 基于TensorFlow框架和Python技術實現[M].北京：電子工業出版社，2019.04

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