王茂軍

（中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信集團有限公司徐州市分公司，江蘇 徐州221000）

1 引 言

在2005年11月17日的信息社會世界峰會上，國際電信聯(lián)盟 （International Telecommunication U－nion，ITU）提出了有關(guān) “物聯(lián)網(wǎng)”的概念，物聯(lián)網(wǎng)把互聯(lián)網(wǎng)和一切物品利用傳感器、GPRS、網(wǎng)絡(luò)通信、射頻技術(shù) （RFID）等傳感設(shè)備銜接，從而進行相互通信和替換信息來達到識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理能力的目標(biāo)［1－6］。2005年，ITU 曾經(jīng)繪畫了“物聯(lián)網(wǎng)”時代的場景：當(dāng)一位工作文員操作電腦出現(xiàn)了錯誤時，電腦就會自動提示；出差在外忘帶重要文件時，公文包會自動提醒主人；新鮮食物放入冰箱時，冰箱會自動 “提醒”對溫度的要求等。物聯(lián)網(wǎng)的概念模型如圖1所示。

圖1 物聯(lián)網(wǎng)概念模型

1.1 物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀

物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展被確定為各個國家戰(zhàn)略的核心。眾多國家中尤其是美國最為重視物聯(lián)網(wǎng)的戰(zhàn)略地位，美國情報委員會 （National Intelligence Committee）發(fā)表相關(guān)報告指出要求把物聯(lián)網(wǎng)作為6種關(guān)鍵技術(shù)之一。傳感器網(wǎng)絡(luò)不僅是 “在國防和經(jīng)濟兩方面的至關(guān)重要的技術(shù)”而且以 “智慧地球”為重點規(guī)劃，在國家層面得到改善［7－12］。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展歷程

1.2.1 概念提出期

14年前美國高等學(xué)府第一次提出有關(guān)物聯(lián)網(wǎng)定義：把一切物體和事物利用射頻技術(shù)、通信技術(shù)或者其它傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)銜接，達到對物聯(lián)網(wǎng)的管理與識別，是計算機和互聯(lián)網(wǎng)后的新科技產(chǎn)業(yè)潮流，甚至可能會超過互聯(lián)網(wǎng)的作用。

1.2.2 正式提出期

在2005年，社會世界峰會年度報告中曾指出國際電信聯(lián)盟對物聯(lián)網(wǎng)定義的深層涵義做了深刻解釋，通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的目標(biāo)原來是從時時處處連接到的人，現(xiàn)在可以進展到與一切物體相連的狀況，它們之間的銜接就形成物聯(lián)網(wǎng)。

1.2.3 技術(shù)研究與試驗期

現(xiàn)在世界許多國家都準備投資巨額資金來進行探索和研究物聯(lián)網(wǎng)，而且還開啟了以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的“智慧地球”、“感知中國”、“U－Japan”、“U－Korea”等各國和地區(qū)戰(zhàn)略計劃。完整而成熟的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息管理和傳感等技術(shù)的產(chǎn)業(yè)正步入應(yīng)用試驗階段。

2 物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)

2.1 射頻識別技術(shù)

射頻識別技術(shù)是由下面幾個方面結(jié)合而成，第一，是在某一個事物上有標(biāo)識的對象，是標(biāo)簽；第二，閱讀器，讀取或者寫入附著在標(biāo)簽上的信息，可以是靜態(tài)，也可以是動態(tài)的；第三，天線，是用在讀取器和標(biāo)簽之間做信號的傳達。在生活應(yīng)用中要求相關(guān)的軟硬件的匹配。

射頻識別技術(shù)利用優(yōu)越的條件，促使人類對事物、設(shè)施等在靜止或者動態(tài)等狀態(tài)下的管理和自動識別。該技術(shù)發(fā)展涉及的難點問題是：如何選擇最佳工作頻率和機密性的保護等。

2.2 傳感器技術(shù)

有價值的信息不僅需要射頻識別技術(shù)，還要有傳感技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)經(jīng)常處在自然環(huán)境中，傳感器會受到環(huán)境惡劣的考驗。所以，對于傳感器技術(shù)的要求就會更加嚴格、更加苛刻。

傳感器可以采集大量信息，它是許多裝備和信息系統(tǒng)必備的信息攝取手段。若無傳感器對最初信息的檢測、交替和捕獲，所有控制與測試都不能實現(xiàn)。即使是最先進的計算機，若是沒有信息和可靠數(shù)據(jù)，都不能有效地發(fā)揮傳感器本身作用。傳感器技術(shù)的突破和發(fā)展有3個方面：網(wǎng)絡(luò)化、感知信息、智能化［13］。

2.3 網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)包含很多重要技術(shù)，其中M2M技術(shù)最為關(guān)鍵，該技術(shù)范圍應(yīng)用廣泛，不僅能與遠距離，而且還能與近距離技術(shù)相銜接?，F(xiàn)在的M2M技術(shù)以機器對機器通信為核心，對于建筑學(xué)、航空航天、醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)等行業(yè)是專業(yè)人士未來要努力實現(xiàn)的［14，15］。

2.4 云計算

云計算是把一些相關(guān)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和電腦融合在一起的產(chǎn)物。它是利用分布式計算機計算出的信息和運行數(shù)據(jù)中心改成與互聯(lián)網(wǎng)相近，使資源能夠運用到有用的技術(shù)上，對存儲系統(tǒng)和電腦做必要的咨詢。目的是把各種消費進行低成本處理并融合為功能完整的實體，還可以運用MSP、SAAS等模式分布并計算到終端用戶［16－18］。云計算是以加強改善其處理能力為重點，用戶終端的負擔(dān)也相應(yīng)降低，I／O設(shè)備也能夠簡化，還可以對它的計算功能進行合理的享受并運用。例如百度等搜索功能就是它的應(yīng)用之一。

3 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域

3.1 智能家庭

在家庭日常生活中，物聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展使人能夠在更加便捷、更加舒適的環(huán)境中生活。人們可以利用無線機制來操作大量電器的運行狀態(tài)，還可實現(xiàn)迅速定位家庭成員位置等功能，因此，利用物聯(lián)網(wǎng)可以對家庭生活進行控制和管理［19－22］。

3.2 智能醫(yī)療

在醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域中，物聯(lián)網(wǎng)是通過傳感器與移動設(shè)備來對生物的生理狀態(tài)進行捕捉，如心跳頻率、體力消耗、葡萄糖攝取、血壓高低等生命指數(shù)，把它們記錄到電子健康文件里面，方便個人或醫(yī)生進行查閱［23，24］。還能夠監(jiān)控人體的健康狀況，再把檢測到的數(shù)據(jù)送到通信終端上，在醫(yī)療開支上可以節(jié)省費用，使得人們生活更加輕松。

3.3 智能電力

在電力安全檢測領(lǐng)域中，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在電力傳輸?shù)母鱾€環(huán)節(jié)，如隧道、核電站等，而在這些環(huán)節(jié)中，資金也許達到千億元的龐大規(guī)模，比如南方電網(wǎng)與中國移動之間的密切合作，通過M2M技術(shù)來對電網(wǎng)進行管理，在大客戶配變監(jiān)控等領(lǐng)域下，自動化計量系統(tǒng)開始啟動［25］，它使南方電網(wǎng)與中國移動通信在故障評價處理時間方面得到一倍的減縮。

3.4 智能交通

以圖像識別技術(shù)為核心，綜合利用射頻技術(shù)、GPRS、標(biāo)簽等手段，對交通流量、駕駛違章、行駛路線、牌號信息、道路的占有率、駕駛速度等數(shù)據(jù)進行自動采集和實時傳送，相應(yīng)的系統(tǒng)會對采集到的信息進行匯總分類，并利用識別能力與控制能力進行分析處理，對機動車牌號和其它高檔車進行識別、快速處置，為交通事件的檢測提供詳細數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)的形成，會給智能交通領(lǐng)域帶來極大的方便。

3.5 智能農(nóng)業(yè)

在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用非常廣泛，如地表溫度檢測、家禽的生活情形、農(nóng)作物灌溉監(jiān)視情況、土壤酸堿度變化、降水量、空氣、風(fēng)力、氮濃縮量、土壤的酸堿性和土地的濕度等，進行合理的科學(xué)估計，為農(nóng)民在減災(zāi)、抗災(zāi)、科學(xué)種植等方面提供很大的幫助，完善農(nóng)業(yè)綜合效益。

3.6 軍事應(yīng)用

當(dāng)今時代，各國戰(zhàn)爭趨于信息化，對于作戰(zhàn)要求以 “看得通透、反應(yīng)敏捷、打得精準”為目標(biāo)，只有在信息攝取、傳遞和處理上占優(yōu)勢的一方才能獲得戰(zhàn)爭的主動權(quán)。物聯(lián)網(wǎng)憑借著自身的優(yōu)勢，可以在各種情形下獲得有效軍事信息，微傳感器節(jié)點在戰(zhàn)場中自動組網(wǎng)，攝取、傳遞戰(zhàn)場信息，為取得勝利提供必不可少的情報支持。

4 國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中存在的問題

4.1 缺乏統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準

雖然中國早在2005年11月就成立了RFID產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，但是出于各方面的利益考慮，國家仍然沒有出臺物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準。在電子支付、智能家居等行業(yè)只有行業(yè)標(biāo)準，在跨網(wǎng)使用時就會產(chǎn)生不兼容的現(xiàn)象。要想把物聯(lián)網(wǎng)經(jīng)營成為中國的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，有關(guān)部門應(yīng)加緊研討，形成跨行業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準體系。

4.2 商業(yè)發(fā)展模式尚未成熟

物聯(lián)網(wǎng)要想加速發(fā)展，必須選擇合適的發(fā)展模式。目前來看，各行業(yè)選擇的主要有3種模式：垂直應(yīng)用模式、行業(yè)共性平臺模式和公共服務(wù)模式。3種模式各有利弊，應(yīng)盡快確立合適的可持續(xù)發(fā)展的商業(yè)模式。

4.3 亟待掌握核心技術(shù)

目前，中國在物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品開發(fā)領(lǐng)域尚未取得話語權(quán)，核心技術(shù)研發(fā)沒有取得突破，導(dǎo)致物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品核心元器件受制于人，價格居高不下。國家應(yīng)盡快出臺相關(guān)政策，各大企業(yè)投入更大精力和資金進行技術(shù)研發(fā)，推動物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)建立全國性的管理平臺，降低運行成本。

5 建 議

物聯(lián)網(wǎng)的普及和迅速發(fā)展給社會帶來了難得的機會，但物聯(lián)網(wǎng)的實現(xiàn)并不僅僅是技術(shù)方面的問題，建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)的過程將涉及許多規(guī)劃、管理、協(xié)調(diào)、合作等方面的問題，還涉及技術(shù)標(biāo)準和安全等方面的問題，這就需要有一系列相應(yīng)配套政策的制訂和完善。今后物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展應(yīng)以行業(yè)應(yīng)用為先導(dǎo)，隨著應(yīng)用解決方案的不斷成熟、企業(yè)集聚、技術(shù)的不斷整合和提升，逐步形成比較完整的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈。隨著行業(yè)應(yīng)用的逐漸成熟，逐步完善應(yīng)用流程，逐漸形成行業(yè)標(biāo)準，逐步演進形成物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準體系，進而推動建立通用性強的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)平臺。

［1］楊震.信息通信和建設(shè)現(xiàn)代化國家支柱［J］.中國通信，2009，（02）：46－52.

［2］陳海明.物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)與實現(xiàn)方法的比較研究［J］.計算機學(xué)報，2013，36（01）：169－175.

［3］朱強.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其應(yīng)用［J］.工業(yè)控制計算機，2012，25（03）：65－66.

［4］李向文.物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略以及全球行動［J］.射頻世界，2009，（03）：29－38.

［5］彭曉珊.對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的分析和發(fā)展闡述［J］.汕頭科技，2011，（02）：18－28.

［6］王保云.物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展概述［J］.電子測量與儀器學(xué)報，2011，（09）：6－10.

［7］燕妮.淺論物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用研究［J］.科技信息，2013，（19）：81.

［8］蒙海濤.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用［J］.環(huán)境科學(xué)與管理，2013，38（01）：10－13.

［9］武中凱.物聯(lián)網(wǎng)在物流領(lǐng)域應(yīng)用現(xiàn)狀分析［J］.物流科技，2013，（02）：108－111.

［10］劉錦.我國物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)狀及發(fā)展策略［J］.企業(yè)經(jīng)濟，2013，（04）：114－117.

［11］周曉唯，朱琨.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的經(jīng)濟特征——經(jīng)濟意義及支撐體系構(gòu)建［J］.發(fā)展研究，2012，（11）：76－80.

［12］彭曉珊.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和應(yīng)用前景的討論［J］.科技與區(qū)域經(jīng)濟，2011，（02）：12－18.

［13］錢志鴻.面向物聯(lián)網(wǎng)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)綜述［J］.電子與信息學(xué)報，2013，35（01）：215－217.

［14］于明.M2M 技術(shù)和業(yè)務(wù)發(fā)展的討論［J］.通信世界，2008（20）：23－30.

［15］盧亮亮.關(guān)于MESH網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究［D］.江蘇：南京郵電大學(xué)，2010.

［16］李燕，陳建軍，包一青.基于云計算的智慧型物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)技術(shù)研究［J］.軟件導(dǎo)刊，2012，11（11）：112－113.

［17］張愛玉.云計算在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用研究［J］.中國安防，2013，（01）：109－111.

［18］聶曉.基于云計算的物聯(lián)網(wǎng)安全研究［J］.工礦自動化，2013，39（04）：47－49.

［19］張云勇.智能家居技術(shù)的設(shè)計［J］.智能家居，2006，（08）：42－48.

［20］郭高偉.淺談物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展過程中智能家居行業(yè)的發(fā)展［J］.科技信息，2010，（23）：484.

［21］張福生.開創(chuàng)美好生活的智能時代［M］.太原：山西人民出版社，2008：1－50.

［22］許衍彬，劉曉星.物聯(lián)網(wǎng)在智能家居領(lǐng)域的應(yīng)用［J］.河北工業(yè)科技，2012，29（06）：460－461.

［23］鄭西川.基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧醫(yī)療信息化10大關(guān)鍵技術(shù)研究［J］.醫(yī)學(xué)信息雜志，2013，34（01）：10－13.

［24］呂曉榮.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的電子病歷系統(tǒng)研究進展［J］.傳感器與微系統(tǒng)，2013，32（01）：1－5.

［25］曾早明，張林山.智能電網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)信息安全［J］.云南電力技術(shù)，2012，40（05）：11－14.