楊永其

物聯(lián)網(wǎng)是信息技術(shù)領(lǐng)域的一次重要變革，也是各行業(yè)實(shí)現(xiàn)智能化的重要基石。根據(jù)我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)覆蓋情況來(lái)看，智慧城市、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、環(huán)保行業(yè)的發(fā)展等均要依托于此，加強(qiáng)相關(guān)技術(shù)研究具有重要意義。

一、物聯(lián)網(wǎng)解析

（一）物聯(lián)網(wǎng)的起源與定義

“物聯(lián)網(wǎng)”首次出現(xiàn)于1999年，由美國(guó)麻省理工學(xué)院提出，2005年國(guó)際電信聯(lián)盟指出，世界將迎來(lái)“物聯(lián)網(wǎng)”通訊時(shí)代，2008年首屆國(guó)際物聯(lián)網(wǎng)會(huì)議舉行，進(jìn)一步探討了物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展技術(shù)、發(fā)展思路與前景。

2011年我國(guó)發(fā)布《物聯(lián)網(wǎng)白皮書》，并對(duì)物聯(lián)網(wǎng)做了明確定義，認(rèn)為其是通信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)的拓展應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)延伸，利用感知技術(shù)、智能裝路感知識(shí)別物理世界，實(shí)現(xiàn)人與物、物與物信息交互和無(wú)縫鏈接，達(dá)到對(duì)物理世界實(shí)時(shí)控制、精確管理和科學(xué)決策目的。

基于上述定義，可將物聯(lián)網(wǎng)特點(diǎn)解析如下：

（1）具備感知判斷、有效傳輸、智能控制與處理等屬性；

（2）將人與人、人與物間的交流聯(lián)系拓展到物與物間；

（3）物聯(lián)網(wǎng)不能脫離互聯(lián)網(wǎng)。

（二）物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)規(guī)模情況

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代信息科技創(chuàng)新與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的緊密結(jié)合，符合生產(chǎn)社會(huì)化、智能化的發(fā)展要求，也迎來(lái)了巨大發(fā)展機(jī)遇。據(jù)GSMA統(tǒng)計(jì)，2010～2018年全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量高速增長(zhǎng)，復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)20.9%，“萬(wàn)物物聯(lián)”成為一大重要發(fā)展趨勢(shì)，預(yù)測(cè)2025年全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備聯(lián)網(wǎng)數(shù)量將達(dá)252億個(gè)。

2019年6月，我國(guó)在上海舉辦了以“智聯(lián)萬(wàn)物”為主題的世界移動(dòng)大會(huì)（MWC19），預(yù)計(jì)2022年中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)規(guī)模超2萬(wàn)億元?；诟餍袠I(yè)垂直應(yīng)用需求，2025年我國(guó)授權(quán)頻譜窩物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)將增至19億；基于技術(shù)革新與發(fā)展，窄帶物聯(lián)網(wǎng)在全國(guó)部署，應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域（智慧城市、共享單車、智慧農(nóng)業(yè)等），預(yù)計(jì)2022年中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)連接規(guī)模達(dá)70億。

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展成熟，為我國(guó)智慧城市建設(shè)提供了可靠的技術(shù)支撐，從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)兩者是互惠共贏、相輔相成的，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用推動(dòng)了城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、城市的交通智能化和小區(qū)智能化等進(jìn)程；智慧城市的發(fā)展也會(huì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)走向?qū)嵱没c產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)完善奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。目前，我國(guó)部分城市物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)有了初步規(guī)模，不斷完善此網(wǎng)絡(luò)，覆蓋城市政務(wù)、商務(wù)、交通、醫(yī)療以及城市服務(wù)、城市市民生活等各個(gè)領(lǐng)域，才能使智慧城市更具活力。

二、物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)及其應(yīng)用分析

（一）物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系架構(gòu)如圖1所示，包括感知層、傳輸層、處理層以及應(yīng)用層，下文主要就各層幾大關(guān)鍵技術(shù)展開(kāi)分析。

1. 感知層

感知層任務(wù)為感知物體、獲取數(shù)據(jù)，本文主要就RFID、傳感器、ZigBee三大關(guān)鍵技術(shù)展開(kāi)分析：

（1）RFID技術(shù)：通過(guò)射頻識(shí)別信號(hào)獲取物體信息，主要組成包括電子標(biāo)簽、讀寫器和天線，具體如圖2（a）所示。

（2）傳感技術(shù)：按特定規(guī)律將信號(hào)轉(zhuǎn)化成有效輸出的可用信號(hào)，實(shí)現(xiàn)智能處理、安全傳輸，見(jiàn)圖2（b）。

（3）ZigBee技術(shù)：其是一組根據(jù)IEEE.802.15.4的無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)組網(wǎng)、安全與 app 方面的通信技術(shù)，處理模式如圖2（c）。

2. 傳輸層

傳輸層任務(wù)為傳輸、處理感知層搜集的數(shù)據(jù)，其連接感知層與處理層的紐帶，關(guān)鍵技術(shù)包括：

（1）無(wú)線傳感網(wǎng)：此為一個(gè)多跳自組織網(wǎng)絡(luò)，設(shè)有諸多無(wú)線傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，構(gòu)成如圖3所示，在環(huán)境、醫(yī)療、家居等各大領(lǐng)域均有所應(yīng)有。

（2）互聯(lián)網(wǎng)：此為一組通用協(xié)議連接起來(lái)龐大國(guó)際性網(wǎng)絡(luò)，需按照TCP/IP協(xié)議完成數(shù)據(jù)安全、可靠傳輸，具有自由、更新快、成本低、信息廣等特點(diǎn)。

（3）移動(dòng)通信網(wǎng)：4G、5G均是移動(dòng)通信發(fā)展的產(chǎn)物，具有通信效率高、智能水平高、惠民程度高的特點(diǎn)。

3. 處理層

處理層主要技術(shù)涉及云計(jì)算、全球定位系統(tǒng)、智能控制技術(shù)等等，現(xiàn)主要圍繞云計(jì)算、人工智能兩大關(guān)鍵技術(shù)展開(kāi)具體分析。

（1）云計(jì)算技術(shù)：此技術(shù)可基于互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)為用戶提供更多共享資源，具有多租戶、開(kāi)放、彈性伸縮的特點(diǎn)，其規(guī)模性超大，且價(jià)格低廉。

（2）人工智能技術(shù)：此技術(shù)是電子技術(shù)與仿生學(xué)方法的結(jié)合，包括圖像識(shí)別、自然語(yǔ)言處理、智能機(jī)器人等諸多技術(shù)。

4. 應(yīng)用層

應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)提供綜合處理平臺(tái)，可以將其稱為是物聯(lián)網(wǎng)的四肢，主要技術(shù)有智能信息處理技術(shù)、關(guān)系網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)、無(wú)線通信技術(shù)、安全和隱私技術(shù)、IPV6、M2M技術(shù)等，主要涉及主體包括政府、企業(yè)、個(gè)人家庭等，涵蓋領(lǐng)域包括物流、工業(yè)、交通、醫(yī)療、環(huán)境等等。

（二）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用

根據(jù)上文分析可知，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域諸多，現(xiàn)就以下幾大行業(yè)分析：

1. 醫(yī)療領(lǐng)域

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在醫(yī)療行業(yè)的應(yīng)用，主要集中以下幾個(gè)方面：（1）患者登記、標(biāo)志、監(jiān)護(hù)：如電子醫(yī)通卡、醫(yī)學(xué)傳感器腕帶的應(yīng)用；（2）藥品生產(chǎn)、防偽與流通管理；（3）醫(yī)療器械、血液制品管理，如：利用RFID技術(shù)完善國(guó)家血液庫(kù)登記系統(tǒng)。

2. 環(huán)境領(lǐng)域

我國(guó)政府層面十分重視物聯(lián)網(wǎng)在環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用，要求構(gòu)建全方位的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，推動(dòng)環(huán)保業(yè)務(wù)的全程智能化發(fā)展。如：內(nèi)蒙古自治區(qū)打造了“三位一體”環(huán)保監(jiān)控平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)污染源監(jiān)控、環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)和環(huán)境應(yīng)急管理的集成；江蘇省利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)監(jiān)測(cè)太湖藍(lán)藻，利用傳感器實(shí)現(xiàn)水體情況的立體呈現(xiàn)。

3. 農(nóng)業(yè)領(lǐng)域

基于物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)、體系架構(gòu)的發(fā)展，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展逐漸趨于成熟，其主要是利用感知設(shè)備感測(cè)農(nóng)業(yè)環(huán)境、動(dòng)植物生命等，促進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、智能化發(fā)展，主要體系架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)如圖4所示。

4. 樓宇建筑領(lǐng)域

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在樓宇建筑領(lǐng)域中的應(yīng)用諸多，如：無(wú)線路燈控制、電梯衛(wèi)士、家庭安防等。

（1）以“電梯衛(wèi)士”為例，其在電梯外圍安裝傳感器，實(shí)時(shí)采集電梯各項(xiàng)運(yùn)行與故障信息，實(shí)現(xiàn)電梯安全信息化管理；

（2）以“無(wú)線路燈控制系統(tǒng)”為例，主要是在城市道路路燈中嵌入無(wú)線通信模塊，控制箱借助ZigBee技術(shù)與道路路燈通信，并發(fā)出開(kāi)啟、關(guān)閉、照明度調(diào)整等指令，對(duì)移動(dòng)計(jì)算工具、路燈維護(hù)車等也可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。

（3）以“家庭安防”為例，其可對(duì)智能家電、生活用品等進(jìn)行集成控制，也可為用戶提供各種報(bào)警信息，實(shí)現(xiàn)家居安全、病人看護(hù)、寵物看管。

5. 物流領(lǐng)域

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)對(duì)物品生產(chǎn)、流通環(huán)節(jié)的跟蹤、反饋，實(shí)現(xiàn)物流人員、車輛的最優(yōu)調(diào)配，此技術(shù)也可應(yīng)用于通關(guān)物流、智能超市中，如：“物流e通”服務(wù)平臺(tái)就是一個(gè)較為典型的案例，其主要應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)物流快遞業(yè)務(wù)的快速處理，可隨時(shí)掌握貨物狀態(tài)，切實(shí)提高業(yè)務(wù)管理水平。

6. 智慧消防領(lǐng)域

消防安全是智慧城市發(fā)展的重要建設(shè)內(nèi)容之一，利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)打造智慧消防服務(wù)云平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)“防消一體”，提高火災(zāi)報(bào)警的及時(shí)性、消防設(shè)施運(yùn)行完好率，為公安消防部門監(jiān)管提供重要技術(shù)保障。目前我國(guó)已經(jīng)有80多個(gè)城市建立了城市消防遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，運(yùn)營(yíng)模式主要分為政府財(cái)政承擔(dān)建設(shè)費(fèi)用、聯(lián)網(wǎng)單位免費(fèi)接入與第三方社會(huì)中介機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)建設(shè)運(yùn)營(yíng)、向聯(lián)網(wǎng)單位收費(fèi)兩種模式。

三、物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展分析

基于上文分析可知，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)在我國(guó)乃至于世界的發(fā)展都是具有巨大前景的，現(xiàn)主要從技術(shù)、應(yīng)用、市場(chǎng)幾大層面提出幾點(diǎn)發(fā)展建議：

（1）技術(shù)層面：物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中提升技術(shù)研發(fā)能力是根本，必須加強(qiáng)核心技術(shù)研究，包括：網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)研究、語(yǔ)義技術(shù)研究、網(wǎng)絡(luò)安全研究等，在推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)放共享的同時(shí)，兼顧信息數(shù)據(jù)安全。

（2）應(yīng)用層面：在應(yīng)用領(lǐng)域需充分將物聯(lián)網(wǎng)融入產(chǎn)業(yè)發(fā)展，發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)銜接作用，做好產(chǎn)業(yè)融合頂層設(shè)計(jì)，形成科學(xué)的產(chǎn)業(yè)鏈條；打造成熟的商業(yè)模式，建立研發(fā)聯(lián)盟、商業(yè)聯(lián)盟等，完善相關(guān)資源共享平臺(tái)，探索多方參與、合作共贏發(fā)展模式。

（3）市場(chǎng)層面：我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)進(jìn)入規(guī)?；l(fā)展新階段，對(duì)此應(yīng)充分發(fā)揮產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)的優(yōu)勢(shì)，爭(zhēng)取盡快實(shí)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，同時(shí)加強(qiáng)各產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)的合作，打造一批核心企業(yè)，引領(lǐng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，物聯(lián)網(wǎng)在我國(guó)覆蓋規(guī)模不斷擴(kuò)大，包括醫(yī)療、環(huán)境、農(nóng)業(yè)、樓宇建筑、物流、交通以及政府管理等諸領(lǐng)域，并為行業(yè)信息化、智能化發(fā)展提供了充分的技術(shù)支撐。目前，我國(guó)還需進(jìn)一步加強(qiáng)技術(shù)研究，完善相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈條、商業(yè)模式，打造核心企業(yè)、構(gòu)建產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)，真正促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)規(guī)劃化發(fā)展。

作者單位：湖南省郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司