鄶媛媛+代云韜

摘要：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分，它運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)將物與物進(jìn)行物聯(lián)通信。作為信息通訊領(lǐng)域的新研究熱點(diǎn)，物聯(lián)網(wǎng)具有巨大的應(yīng)用前景，因此，在各國政府、工業(yè)界、學(xué)術(shù)界受到廣泛的重視。本文對物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究和歸納，并針對其主要應(yīng)用的領(lǐng)域進(jìn)行了詳細(xì)且全面的分析研究，希望可以對物聯(lián)網(wǎng)未來的發(fā)展起到一定作用。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；傳感網(wǎng)；智能技術(shù)

中圖分類號：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）33-0269-02

Abstract： Internet technology is an important part of a new generation of information technology， it USES the network will be content with the content of group communication. As a new research hotspot in the field of information and communication， the Internet of things has great application prospect， as a result， in governments， industry， academia， widespread attention. In this paper， the key technologies of iot are studied and summarized， and its main application areas of a detailed and comprehensive analysis and study， hope can play a role on the development of the Internet of things in the future.

Key words：the Internet of things； Sensor network； Smart technology

1引言

物聯(lián)網(wǎng)是一個現(xiàn)代科學(xué)的衍生產(chǎn)物。這個名詞描述了一種行業(yè)狀態(tài)：物品與互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系。物品與互聯(lián)網(wǎng)建立關(guān)系的前提是傳感器技術(shù)、因特網(wǎng)及移動互聯(lián)技術(shù)的融合這三個技術(shù)互相關(guān)聯(lián)。

2物聯(lián)網(wǎng)研發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)

2.1傳感網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)的研發(fā)過程運(yùn)用到了傳感網(wǎng)技術(shù)、移動通信網(wǎng)技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，這種“三網(wǎng)”合一的高效融合給物聯(lián)網(wǎng)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。而傳感網(wǎng)技術(shù)作為物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的核心組成部分起到了決定性作用，可以說，傳感網(wǎng)性能的好壞直接影響物聯(lián)網(wǎng)在運(yùn)行中的性能。傳感網(wǎng)中有大量的微型傳感器，這些已經(jīng)集成化的傳感器通過相互 協(xié)作的方式對目標(biāo)對象的信息進(jìn)行感知 、采集以及實(shí)施監(jiān)控。對于采集后的信息，傳感網(wǎng)利用內(nèi)部嵌入式系統(tǒng)對其進(jìn)行分類、匯總處理，并通過移動通信網(wǎng)絡(luò)將這些信息傳送到計算機(jī)終端。這種通過數(shù)字虛擬世界將物理世界和人類社會實(shí)現(xiàn)交互的技術(shù)真正實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)計算無處不在。這種技術(shù)的優(yōu)勢是成本低、功耗低、組網(wǎng)和鋪設(shè)方式靈活多變且微型化等等。傳感網(wǎng)技術(shù)不僅僅是物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)，還對社會發(fā)展和國家安全起到了重要的作用。

2.2智能技術(shù)

隨著物質(zhì)生活水平越來越高，人們對于自動化、智能化的需求也越來越迫切。智能技術(shù)作為物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)，其核心是將各種智能系統(tǒng)植入到相應(yīng)的物體中，使該物體通過傳感的方式與用戶連接起來，并具備智能化的特性。這種物體與用戶之間主動或是被動的交流方式，就是智能技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)通過智能技術(shù)的運(yùn)用，很大程度上優(yōu)化了人們所處的物質(zhì)生活環(huán)境，讓人們隨時隨地就可以感受到智能化、數(shù)字化帶來的便捷。

2.3認(rèn)知無線電

認(rèn)知無線電（Cognitive Radio，簡稱CR），認(rèn)知無線電系統(tǒng)本身具備智能學(xué)習(xí)能力。其核心思想是通過頻譜感知能力和學(xué)習(xí)能力對周圍環(huán)境中的信息進(jìn)行獲取與交換，并能有效的限制和降低信息與信息之間、信息與系統(tǒng)之間、系統(tǒng)與系統(tǒng)之間的沖突，最終實(shí)現(xiàn)頻譜之間的共享與分配。

2.4地理信息系統(tǒng)

地理信息系統(tǒng)是物聯(lián)網(wǎng)的“地理位置標(biāo)識員”，通過地理信息系統(tǒng)就可以使各個與某物品有關(guān)的人和單位等，實(shí)時地完成掌握該物品所處的位置狀態(tài)等各種相關(guān)信息，進(jìn)一步對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，時空計算，推理出相關(guān)模型，大大的方便不同行業(yè)之間的協(xié)調(diào)公關(guān)工作，地理信息系統(tǒng)發(fā)展速度快，由二維到三維，目前已經(jīng)服務(wù)于社會各個方面，地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫盡可能多的為物聯(lián)網(wǎng)提供大量數(shù)據(jù)，對物聯(lián)網(wǎng)這一飛速擴(kuò)張行業(yè)的戰(zhàn)略方針、藍(lán)圖設(shè)計空間節(jié)約、數(shù)據(jù)傳遞等等方面，都有著無法比擬的作用，地理信息系統(tǒng)是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)。

2.5射頻識別

射頻識別技術(shù)是一種快速信息錄入技術(shù)，它通過射頻頭識別粘在物理物物體上的數(shù)據(jù)信息標(biāo)簽，并把識別到的信息數(shù)據(jù)錄入電腦，使信息數(shù)據(jù)錄入到電腦這個過程可以瞬間完成。在物聯(lián)網(wǎng)中射頻技術(shù)起到節(jié)約時間，加快進(jìn)程，失誤率低等等作用。

射頻技術(shù)的實(shí)現(xiàn)離不開兩個事物，一個是物品標(biāo)簽，它可以是二維碼、磁力條等等搭載有相關(guān)物品的信息，另一個是通過掃描物體標(biāo)識物而把掃描到的信息傳到電腦上的讀取器。當(dāng)處于可操作距離的時候，標(biāo)識物和讀取器通過某種協(xié)議，就進(jìn)行信息傳遞了。

3物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用

3.1智能電網(wǎng)

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電網(wǎng)系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，電網(wǎng)的運(yùn)作效率、節(jié)能環(huán)保、與用戶的實(shí)時監(jiān)控也達(dá)到了一個新的高度。首先，在原有的電網(wǎng)系統(tǒng)中，電能從產(chǎn)生、輸送，再到使用，在這個過程中存在著嚴(yán)重浪費(fèi)的現(xiàn)象。而智能電網(wǎng)利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將交互式通信、傳感網(wǎng)技術(shù)、分布式計算機(jī)運(yùn)用其中，有效減少了電力在交換過程中的損耗，提高了使用效率、安全性以及可靠性，為國家節(jié)省了大量的電能源。其次，我國是風(fēng)能發(fā)電和太陽能發(fā)電在生產(chǎn)和使用上大國，但是由于發(fā)電量的多少要受到天氣環(huán)境和地理因素的限制，因此，國家電網(wǎng)并沒有將風(fēng)電和太陽能納入其中。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的加入可以將這兩種新能源作為輔助能源接入到主網(wǎng)中，智能電網(wǎng)通過對用戶電力使用情進(jìn)行的實(shí)時監(jiān)控，并賦予用戶電能源類型的選擇權(quán)利，就可以起到既保證國家電能的有效利用，又實(shí)實(shí)在在節(jié)省了用戶電費(fèi)花銷 。

3.2智能化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)

近些年隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)無論是在生產(chǎn)力、耕作條件，還是在環(huán)境氣候上都與傳統(tǒng)意義上的那種“日出而作，日落而息”的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式大相徑庭?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)通過掌握不同農(nóng)作物的不同習(xí)性特點(diǎn)，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)加入其中，通過調(diào)整和檢測空氣和土壤中的溫度濕度、CO2濃度、殺蟲劑使用劑量以及光照等情況，就能對農(nóng)作物進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，既能改善農(nóng)作物的產(chǎn)出量，縮短農(nóng)作物的生長周期，還能有效地減少人工勞動，降低成本。將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運(yùn)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，可以隨時對農(nóng)作物在生產(chǎn)過程中的各項參數(shù)進(jìn)行自動檢測和匯總，并通過網(wǎng)絡(luò)將匯總后的數(shù)據(jù)信息傳送到客戶終端，為今后農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的科學(xué)化管理提供強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支持。

3.3智能建筑

物聯(lián)網(wǎng)在智能建筑領(lǐng)域主要應(yīng)用在建筑智能化和智能家具方面。在建筑智能化上，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)根據(jù)不同建筑的設(shè)計需要、園林規(guī)劃、人文環(huán)境等信息，調(diào)節(jié)適宜的溫度系統(tǒng)、燈照感應(yīng)系統(tǒng)、噴水系統(tǒng)，提高建筑物以及周邊能源的有效利用率。智能家居是物聯(lián)網(wǎng)在智能建筑領(lǐng)域中的另一個主要應(yīng)用。我們常在電視家用電器的廣告中看到，主人在工作時，就可以通過遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)將家中的電飯鍋、熱水器、電子入戶門等家具或是電器，自動完成提前設(shè)定的程序。物聯(lián)網(wǎng)在智能家居方面給人類的生后來了前所未有的便捷與智能，從最簡單的燒水、做飯，到復(fù)雜的打掃室內(nèi)衛(wèi)生以及物品歸類。隨著人工智能的發(fā)展，我們甚至可以想象得到，未來通過控制機(jī)器人就可以代替我們接待客人、簽收快遞等一系列實(shí)物。

3.4城市智能交通和物流領(lǐng)域

隨著人們生活水平的不斷提高，汽車作為代步工具，已經(jīng)不再是人們眼中的奢侈品了。然而，城市交通擁堵卻是讓每一位駕駛員為之頭痛的問題。從目前的城市規(guī)劃和現(xiàn)有的經(jīng)濟(jì)水平來看，如何能在改動最小、花費(fèi)最少的情況下解決這個問題，是政府和群眾關(guān)注的首要大事。城市智能交通系統(tǒng)以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為依托，將網(wǎng)絡(luò)媒體與后臺監(jiān)控中心相連接，對當(dāng)前路面上的所有車輛進(jìn)行無線監(jiān)控，并將道路的暢通與擁擠情況信息上傳到監(jiān)控中心，通過對這些數(shù)據(jù)信息的匯總與分析，最終通過網(wǎng)絡(luò)媒體發(fā)布到司機(jī)終端。司機(jī)就可以根據(jù)實(shí)時路面信息調(diào)整出行路線，避開擁堵道路。真正的實(shí)現(xiàn)人—車—網(wǎng)絡(luò)之間的信息交互。物聯(lián)網(wǎng)還能對城市公交系統(tǒng)實(shí)施監(jiān)控和調(diào)度，當(dāng)某一個公交站點(diǎn)出現(xiàn)人員擁擠狀況時，等車的人們可以通過公交站點(diǎn)的智能化系統(tǒng)向監(jiān)控中心發(fā)出信號，系統(tǒng)可根據(jù)現(xiàn)場情況對公交車進(jìn)行智能調(diào)度。可以說，物聯(lián)網(wǎng)讓城市智能交通更加人性化與規(guī)范化。

隨著網(wǎng)絡(luò)購物平臺越來越成熟，越來越多的人選擇網(wǎng)上購物，既節(jié)省時間又方便快捷。在網(wǎng)絡(luò)購物的帶動下，物流業(yè)的發(fā)展也是日新月異。汽運(yùn)運(yùn)輸作為物流業(yè)的主要交通工具，選擇最優(yōu)行駛路徑和科學(xué)送貨決定了物流企業(yè)的總利潤率。因此，越來越多的物流企業(yè)利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)獲取取貨和送貨信息，并將獲取的信息發(fā)送給控制中心?？刂浦行耐ㄟ^對這些信息進(jìn)行匯總，并結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡乩砬闆r和電子地圖，計算出最優(yōu)行駛路徑。這條最優(yōu)行駛路徑可以讓司機(jī)更好的掌握路況信息和行駛過程中所用的時間，做到心中有數(shù)，為科學(xué)送貨打下了基礎(chǔ)。

3.5醫(yī)療管理領(lǐng)域

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運(yùn)用到醫(yī)療管理領(lǐng)域，可以為每一個藥品制作電子標(biāo)簽。電子標(biāo)簽包含了藥品的全部信息，即名稱、成分、性狀、功能主治、用法用量、產(chǎn)地、批次、禁忌以及藥品從生產(chǎn)、包裝、運(yùn)輸、銷售的各個環(huán)節(jié)的詳細(xì)信息。這樣做的好處就是實(shí)現(xiàn)了藥品的全程可追溯，當(dāng)出現(xiàn)問題時，就可以及時找到藥品的全部信息。同時，還可以將這些信息數(shù)據(jù)上傳到公共數(shù)據(jù)庫中，醫(yī)院或者患者可以根據(jù)電子標(biāo)簽中顯示的藥品信息與市面上的藥品進(jìn)行比對，這樣可以幫助消費(fèi)者有效的區(qū)分藥品的真?zhèn)危约胺乐辜倜八幤吩谑袌錾系牧魍ā?/p>

在公共衛(wèi)生領(lǐng)域，歐盟強(qiáng)調(diào)射頻識別（RFID）技術(shù)的運(yùn)用也為患者提供了一個更加安全的醫(yī)療衛(wèi)生環(huán)境。通過RFID技術(shù)建立醫(yī)療管理、查找監(jiān)督和病源追溯體系。通過給患者建立病例檔案，實(shí)現(xiàn)每一位患者在檢查檢疫過程中，所有的信息不丟失，并對不同病菌的攜帶者進(jìn)行分類、分級別管理，讓所有患者都有一個安全、安心的醫(yī)療環(huán)境。

3.6智能家庭護(hù)理

將物聯(lián)網(wǎng)理念加入到家庭護(hù)理中，是未來家庭醫(yī)療的必然趨勢。這種智能家庭護(hù)理模式為家中有老人、孕婦、孩子等高危人群提供了一個便捷、安全、放心的醫(yī)療健康服務(wù)。目前，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)趨向成熟，因此，只要在家庭護(hù)理中加入傳感設(shè)備，就可以實(shí)現(xiàn)對家中用戶的實(shí)施健康監(jiān)控和各項生理指標(biāo)的測試，并通過互聯(lián)網(wǎng)上傳到相關(guān)醫(yī)療機(jī)構(gòu)或是通過移動通信網(wǎng)技術(shù)發(fā)布到家屬的移動設(shè)備終端。智能家庭護(hù)理還可以根據(jù)不同人群的不同需求進(jìn)行私人定制，比如遠(yuǎn)程專家咨詢、醫(yī)護(hù)人員的預(yù)約上門服務(wù)、緊急情況呼救等等?？梢哉f，有物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為后盾支持的智能家庭護(hù)理給現(xiàn)代家庭式醫(yī)療服務(wù)提供便捷，為中國構(gòu)建和諧社會的實(shí)施提供了有力的保障。

3.7移動智能化

講移動智能化首先要說一說m2m（Mobile to mobile）模式。m2m模式真正地實(shí)現(xiàn)了3w。并且可以根據(jù)不同客戶來制定相應(yīng)的服務(wù)，由于該模式的形成，商家工廠就可以根據(jù)客戶的個人需求，制定出相關(guān)的服務(wù)。既滿足了客戶要求，也使商家的效益最大化，實(shí)現(xiàn)這個交易的途徑是移動技術(shù)，移動技術(shù)的廣泛應(yīng)用是該模式可以實(shí)現(xiàn)的前提。m2m是物聯(lián)網(wǎng)的最普遍應(yīng)用模式。

4結(jié)論

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將計算機(jī)科學(xué)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)緊密地聯(lián)系在一起，給全世界的信息產(chǎn)業(yè)帶來了前所未有的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。他的發(fā)展帶動了諸如工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、建筑等多個產(chǎn)業(yè)的快速前進(jìn)。在未來的發(fā)展中，其智能化技術(shù)將與聯(lián)網(wǎng)化的貼合度越來越高，最終促使人類的生活方式發(fā)生變革，讓我們的生活環(huán)境更加舒適，更加環(huán)保，人與自然和諧共生。

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