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探究物联网技术与发展

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摘要:经历了计算机、互联网两次全球信息产业的革命,物联网被预言为又一次科技与经济浪潮,被世界各国当作应对国际金融危机、振兴经济的重点技术领域。物联网技术的发展与成熟,使得跨产业、跨领域技术和业务融合成为现实,是现代信息技术的一种聚合性应用与技术提升,将本地产业、经济发展、人与自然的关系等注入智慧动力,使人与物智慧对话,创造一个智慧的世界。物联网也为人类重新融入自然、应对各种地质灾害、各种自然挑战提供保障,这些对于人类在地球上的长期生存、延续、发展具有重要意义。

关键词:物联网;信息技术;人与物

一、物联网的概念

物联网(InternetofThings,IoT)是利用各种感知技术、现代网络技术和人工智能与自动化技术聚合与集成应用,构造一个万事万物互联的世界。在这个网络中,物与物能够彼此进行“交流”,而无需人的干预,比如公文包会提醒主人忘带了什么东西;衣服会“告诉”洗衣机对颜色和水温的要求等等。物联网其核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络,从而实现物物之间的自动识别和信息的互联与共享。简言之,物联网就是“物物相连的互联网”。

二、物联网的发展现状

物联网是新一代信息技术自主创新突破的重点方向,蕴含着巨大的创新空间。当前,全球主要发达国家和地区都十分重视物联网的研究,并纷纷制定物联网相关的信息化战略。美国现已将物联网计划上升为国家级发展战略,把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中,并且被普遍连接,形成所谓“物联网”,然后将“物联网”与现有的互联网整合起来,实现人类社会与物理系统的整合。欧盟围绕物联网技术和应用做了不少创新性工作,成立了专门进行RFID技术研究的工作组。日韩致力于构建个性化的物联网智能服务体系。法国、德国、澳大利亚、新加坡等国也在加紧部署物联网发展战略,加快推进下一代网络基础设施的建设步伐。各国竞相争夺信息技术制高点。中国物联网产业的发展是以应用为先导,存在着从公共管理和服务市场,到企业,行业应用市场,再到个人家庭市场逐步发展成熟的细分市场递进趋势。目前,物联网产业在中国还是处于前期的概念导入期和产业链逐步形成阶段,没有成熟的技术标准和完善的技术体系,整体产业处于酝酿阶段。如今物联网广泛用于智能交通、智能校园、智能城市、智能环保、智能农业、智能电网、智能家居、智能医疗、智能消防、工业监测等多个领域。物联网的发展不但使人们的生活更加便利,而且带动了经济和科技的发展。

三、物联网的关键技术

物联网技术不是对现有技术的颠覆性革命,而是对现有技术的综合运用。物联网要实现物与物之间的感知、识别、通信等功能,关键性的技术主要包括射频识别技术(RFID)、传感网络技术、组网和互联技术、人工智能技术、全球定位技术、新材料技术等等。物联网分为三层体系结构:感知层、网络层、应用层。感知层即要实现物与物和人与物的通信,负责采集物和物相关的信息。感知层的关键技术主要为传感器技术和短距离传输网络技术,包括射频识别、GPS、传感器网络、短距离无线通信等。网络层即是异构融合的泛在通信网络,包括现有的互联网、通信网等,是物联网的神经系统,对采集到的物体信息进行可靠的传输和处理。网络层是基于现有通信网和互联网建立起来的层,它要根据感知层的业务特征,优化网络特性,从而实现更好的物物通信互联。传送层的关键技术既包含通信技术,如移动通信技术、有线宽带技术、WiFi通信技术等;也包含了终端技术,如网桥设备、通信模块等。应用层面向各类应用,完成信息的存储、数据的挖掘、应用的决策等,为手机、电脑等各种终端设备提供感知信息的应用服务。物联网的应用场景非常广泛,智能家居、智能交通、工业监测、可穿戴设备等都是不同的应用。应用层涉及信息存储、分布式计算、中间件、数据挖掘等多种技术,而云计算作为一种虚拟化、海量数据的存储、处理平台,将是未来物联网的重要组成部分。

四、阻碍物联网发展的因素

在物联网给各行各业带来机遇的同时,阻碍物联网发展的因素同样是不可忽视的,挑战与机遇并存。在物联网中,传感是前提,计算是核心,安全是保障,网络是基础,应用服务是牵引,标准是支持物联网产业链的重要基础,物联网的整个实现过程,均存在着困扰其发展的因素。①技术问题。物联网涉及的技术繁多而又复杂,而且目前的一些相关技术仍处在不成熟的阶段,特别是技术融合问题。在国内,传感器产业化水平较低,应用水平低,管理水平不配套,很难为客户提供长效的帮助。产业发展的不成熟,应用技术瓶颈难以突破,缺乏有力的技术支撑和不断创新的产品设计,必然制约着物联网行业的发展。②安全问题。物联网在信息安全方面存在诸多问题:一是传统网络存在的安全;二是由于设备节点数量庞大且集群分布,加上分布式网络架构设计以及分布式数据存储、处理等等势必容易造成信息的泄露或遭受安全攻击。若信息安全无保障,则个人隐私、物品信息等随时都可能被泄露,这必会降低公众的信任,影响物联网产品的销售和发展。③技术标准问题。物联网涉及的技术多,缺乏完整统一的技术标准,这将会导致各个公司的产品兼容性降低,既增加了开发难度和开发成本,也增加了消费者的消费支出。当然,由于物联网涉及行业多,业务涉及各行各业的各个环节,每个行业每个客户都有特殊之处,这既增加了技术开发难度,也使得技术标准化难度不断增大。④成本问题。对于公司企业来说,物联网产品的开发需要投入大量的人力、财力支持科研,实现技术转化。虽然物联网应用领域广泛,但是每个特定应用需求的用户数量是有限的,这使得公司企业需要不断地进行产品创新,但是产品的收入规模却可能是非常有限的,这势必会降低物联网行业发展的热情,制约物联网的发展。对于用户而言,物联网产品一般会比传统产品消费价格高,比如可穿戴设备;而且实现物联网应用的改造的成本也是不小的,比如智能家居。这也制约着物联网产品的推广和发展。

五、物联网的发展趋势

“物联网”概念的问世,打破了物与物之间的界限,通过传感器和物联化、互联化、智能化的网络相连接以全面感知、可靠传送和智能处理,把生活中的人、物品、网络都放到信息世界中,使得物理世界和信息世界结合,实现物与物自动通信,使得物品更加智能化。物联网在新一代信息技术产业中具有资源消耗少、环境影响少、成本低等广泛特点,呈现出迅速发展的势头。近些年上市的一些智能空气净化器产品,可穿戴设备,家庭环境监控设备等等,在目前的消费背景下,正服务着大众。未来还会有更多的新式设备出现,人在日常生活中可以在适当的时候获得智能生态环境的及时协助与服务,使我们的生活更智能、更高效,改善生活质量,提升生活品质,这些正是物联网技术发展的必然结果,所以物联网的技术前景是广阔的。就目前的行业发展来看,家电行业借力物联网技术,已经率先开展拓展价值空间并改善产品服务的模式探索。如今的传统行业必须紧抓传统产业与信息产业跨界融合的趋势,同时利用互联网的平台服务以及移动互联网的商业模式,形成开放产业生态创新产品和服务的模式,将成为物联网产业发展的重要方向。随着行业应用的逐渐成熟,物联网将向着打造通用性强的技术平台方向发展。一个技术成熟、服务完善、产品类型众多、应用界面友好的物联网应用,是由设备提供商、技术方案商、运营商、服务商协同合作的结果。一个能够支持不同设备接口、不同互联协议、可集成多种服务、可扩展服务、可定制个性化服务的共性技术互联网平台将会是物联网产业发展成熟的结果。物联网的技术标准体系的建立将是一个漫长的过程,它将呈现从成熟应用方案提炼形成行业标准,以行业标准带动关键技术标准,逐步演进形成标准体系的趋势。随着物联网应用的不断扩大和市场的不断成熟,占有市场份额大的应用所衍生出来的相关标准将成为社会的主流,而且物联网平台化的发展更有利于标准的制定。物联网的雏形就像互联网早期的形态局域网一样,虽然发挥的作用有限,但昭示着远大前景已不容置疑。相信在未来,通过物联网技术,打通和勾连城市中的生活、工作场景;通过核心智能硬件,搭建与参与者(比如业主、物业管理方)的信任通道;通过大数据平台,建立商业价值变现与创新的生态平台,真正实现对“智慧城市”、“智慧地球”的构想。

六、总结

物联网是新一代信息技术的重要组成部分。物联网实现物物相连,让整个社会智能化程度也越来越高,既提高了资源的使用率,也为我们的生活带来便利。信息化和智能化发展不但增强服务社会的能力,而且也不断提升国家的综合竞争力。在不久的将来,物联网技术必将引起社会信息的重大变革,成为世界各国振兴经济、确立竞争优势的关键。物联网的推广与应用将对信息化社会各个方面产生极其深刻而重要的影响。物联网技术几乎涉及到了信息技术的所有重要方面,将信息技术推进到一个更新更高的层次。虽然目前物联网的发展有诸多阻碍,但是它将带来长远的经济效益和社会效益。物联网的发展是一个缓慢的过程,它将会逐步改变人们的生活方式,改善人们的生活质量,促进信息化社会进入智能化时代。

参考文献:

[1]朱洪波,杨龙祥,朱琦.物联网技术进展与应用南京邮电大学学报(自然科学版).

[2]尹育新,戎宏娜.浅谈一种全新的网络技术一物联网[J].信息系统工程,2010(2):105-106.

[3]徐涛.物联网发展现状及问题研究[A].中国市场,2010(32).

[4]周军.物联网时代的展望,物联网世界,2010.

[5]许婷.物联网应成为通信产业重点.通信产业网,2009.12.

作者:贾垂邦 单位:山东师范大学附属中学

探究物联网技术与发展责任编辑:张雨    阅读:人次