我國物聯網發展與應用分析

張坦通

（河南牧業經濟學院，河南 鄭州 450044）

我國物聯網發展與應用分析

張坦通

（河南牧業經濟學院，河南 鄭州 450044）

本文介紹了物聯網的概念、內涵以及發展歷程，分析了國內外物聯網發展的現狀，并重點分析了我國物聯網在發展與應用中所存在的問題，結合我國物聯網發展的情況，提出了相應的對策和建議，意在為我國物聯網的發展和創新提供參考和啟示。

物聯網；發展現狀；技術應用

1 引言

物聯網自誕生以來，得到了在世界各個國家的極大的關注，并被稱為世界信息產業的第三次革命，物聯網的概念是由美國麻省理工學院在1999年首次提出的，它以互聯網為基礎，利用射頻識別（RFID）、電子代碼（EPC）等技術，建立一個實現全球物品信息實時共享的實物互聯網，即物聯網，其實質就是“物與物相連的互聯網”，其有兩層意思：一是物聯網是互聯網的擴展和延伸；二是物聯網終端可以延伸和擴展到任何物體，物與物之間、物與人之間能夠進行溝通與連接。

目前，由于物聯網技術的不斷發展，物聯網應用呈現多樣化發展的態勢，還沒有一個統一的標準對物聯網進行定義，但從其本質上可知，物聯網是將種各種傳感技術、網絡技術和人工智能技術與自動化技術的聚合集成和應用，是現代科技信息技術發展到一定階段的產物。物聯網能夠使人與物、物與物之間能夠進行智能對話。隨著現代科技的不斷進步，物聯網必將對人類的發展產生巨大的作用。

2 物聯網發展概況

目前，對于物聯網的研究和應用，世界各國都還處在初級階段，關于物聯網模型和物聯網的關鍵技術等都還沒有一個清晰和統一的界定，與物聯網相關的技術協議和標準規范等也沒建立成統一規范的標準體系。但是，近幾年物聯網在國內外各個國家的關注和支持下得到了快速的發展。世界各國逐漸把物聯網作為國家戰略、政策扶植的重點對象來對待。

2.1 國外物聯網發展概況

美國在物聯網產業上已有領先優勢，特別在物聯網基礎架構、關鍵技術等遙遙領先于世界其他各國，在《2025年對美國利益潛在影響的關鍵技術》報告中將物聯網列為六種關鍵技術之一。2009年，“智慧地球”發展理念得到了美國總統奧巴馬的肯定，并很快在“智慧地球”計劃中將物聯網上升為國家物聯網發展戰略。同年2月，又在《2009年美國恢復與再投資法案》中提出將在與物聯網相關的領域進行大量投資，例如智能電網、衛生醫療信息技術應用等領域，到目前為止，在軍事、工業、建筑、農業、醫療和空間探索等領域，美國物聯網已開始投入應用，歐盟出臺一系列政策和措施來促進物聯網技術的研發和應用，2009年，歐盟委員會提交了《歐盟物聯網行動計劃通告》，歐盟提出了加強對物聯網的管理、推動歐盟物聯網產業快速發展等14項建議。隨后，又發布了《物聯網戰略研究路線圖》，并系統的提出了物聯網在航空、汽車、醫藥等18個主要應用領域和12個方面突破的關鍵技術與路徑。目前，歐盟不僅開展物聯網技術的研發，而且把物聯網技術廣泛應用于智能家居和智能汽車等眾多領域。

日本提出把物聯網的發展作為國家戰略，在2004年，日本提出了“U－Japan”戰略，其目標是把日本建成一個“在任何時刻、任何地點，任何物體和人都可受益于ICT”的社會。在災難應對上，日本提出了救災泛在環境感知與信息通信系統，此系統綜合了射頻RFID、短距離ZigBee、蜂窩移動、衛星通信等各種無線通信技術。2009年，又發布了“I-Japan”戰略。強調了物聯網在交通、醫療、教育和環境監測等方面的開發和應用。

韓國也通過國家戰略來發展物聯網，2004年，發布了“UKorea”戰略，成立“U－Korea”策略規劃小組，其目標是把韓國建成全球第一個泛在社會。2006年，推出“U—IT839”戰略，將物聯網作為三大基礎建設重點之一。2009年，頒布了《物聯網基礎設施構建基本規劃》，提出把物聯網作為新的經濟增長點來提高經濟效益。2014年，又與新西蘭電信商合作，重點在智能城市、智能汽車、車載信息服務和三大核心領域進行研究與開發。

2.2 我國物聯網發展現狀

面對物聯網發展的巨大空間，我國也相繼出臺和制定了一系列的方針和政策，來促進和推動物聯網的發展，并在全國范圍內建成了一批物聯網研發基地和產業聯盟。2009年，在江蘇無錫建立了國家傳感器網絡中心。2010年，物聯網寫入政府工作報告中，在報告中指出要加快發展物聯網的研發與應用。2011年，發布了《物聯網“十二五”發展規劃》，明確了物聯網發展的方向。2013年，國務院發布《關于推進物聯網有序健康發展的指導意見》，提出我國要在核心技術研發與產業化、關鍵標準研究與制定、重大應用示范與推廣等方面取得顯著成效。

目前，世界各國正在積極地推動物聯網產業的發展，物聯網技術已經廣泛應用于智能家居、智能工業、智能醫療和智能環保等領域，物聯網市場份額正在不斷地擴大，我國已經形成相對齊全的物聯網產業體系，它涵蓋感知制造、網絡制造、網絡與應用服務等類別，國內物聯網產業現已初步形成環渤海、珠三角、長三角和中西部地區四大區域集聚發展的總體產業空間布局，其中，長三角地區產業規模位居四大區域之首。

3 物聯網的關鍵技術

隨著物聯網的不斷發展，物聯網涉及眾多的學科領域，它所采用的技術涵蓋無線通信、RFID技術、嵌入式系統、傳感控制技術、無線傳感網絡、中間件技術、人工智能、信息安全等多個方面，最主要的技術為傳感控制技術、RFID技術、中間件技術、人工智能技術。

3.1 傳感控制技術

傳感控制技術的核心部件是傳感器，它采集物質世界信息的關鍵部件，由大量傳感器節點構成一個復雜的無線傳感網絡，在監控區域內，傳感器節點能夠實時的檢測、感知和采集研究者所需要的信息，把信息處理后通過無線網絡以無線的方式發送給研究者。

3.2 RFID技術

RFID即射頻識別，RFID技術是物聯網中重要的核心技術，其工作方式是射頻信號以非接觸式的方式自動地識別目標并采集相關數據。一個完整的RFID系統由三部分組成：標簽、閱讀器和天線組，目前，射頻識別技術已廣泛應用于需要采集和處理數據的領域，諸如交通、運輸、醫療、防偽、設備和資產管理等領域。

3.3 中間件技術

物聯網中間件是連接底層與上層數據傳輸的一個交互平臺，它具有數據搜集、過濾、整合以及傳遞等特性，把采集到正確的對象信息傳輸到后端的應用系統。中間件的研究熱點集中在以遠程控制為基礎的應用管理方式；同時支持多種傳感設備的管理、數據采集與處理功能，已達到降低應用與硬件耦合性的目的；具備符合多種應用通用所需求的API集合；能夠靈活地在不同平臺間進行移植。

3.4 人工智能技術

人工智能是一門研究如何應用計算機軟硬件來模擬人的某些智能行為和思維過程（如學習、推理、思考等）的學科，人工智能是計算機科學的一個分支，研究主要有人工智能理論、自動控制技術、智能信號處理和人機交互技術等領域。智能技術是物聯網中的關鍵技術之一，它通過計算機對物品對象所包含的信息進行自行采集與分析。物聯網就是要實現物體的智能化，從而實現人與物體的溝通和交流，甚至可以實現物體與物體之間進行信息的交互。

4 我國物聯網應用中存在的主要問題

物聯網的發展在給我們的工作和生活帶來便利的同時，也存在著諸多問題。物聯網技術在很多方面還需不斷地改進和完善。目前，我國物聯網應用中主要存在以下問題。

4.1 缺乏關鍵技術的突破

RFID技術是物聯網中的關鍵技術之一，該技術通過計算機互聯網來實現物品對象的自動識別和信息的交互。然而，我國在傳感器芯片的研發上與國外還有一定的差距，國內RFID仍舊以低端為主，80%以上的高性能的傳感器還需要進口，從技術到制造工藝，我國的傳感器芯片都落后于歐美等發達國家。

4.2 在安全與隱私上存在威脅

在物聯網中，RFID、傳感器、二維識別碼等技術都能夠地自動識別和獲取物品的關鍵信息，若不加以控制，物品信息就會很容易地被掃描、定位與追蹤。物品信息的隱私很容易被竊取與暴露，使得人的隱私權受到不必要的侵犯。在信息的傳輸中，物聯網一旦受到外部的威脅，將會導致不可估量的損失。

4.3 標準規范不統一

物聯網在發展過程中，會出現傳感和傳輸等各個層面的新技術，不同國家、不同地區的研發機構可能會制定各不相同的技術方案，按照自己制定的標準來進行研發，從而導致產品之間沒有良好的兼容性，使得產品之間無法識別和感應，不能進行聯網，因此，為了形成整合的商業模式，降低研發成本，要統一技術標準，制定統一的管理機制，由專門的部門管理協調，出臺相應的政策法規。

5 結論

物聯網是一個新興的研究領域，目前對物聯網的研究都還處于起步階段，未來具有較大的發展空間。與歐美國家相比較，我國物聯網的成長還有很長的路要走，今后應在以下幾方面重點發展。

5.1 重點研究、突破關鍵技術

為了提高傳感器、傳感器網絡和芯片等關鍵設備制造、數據處理等核心技術在國際上的競爭力，結合我國物聯網發展的特點，我國應集中多方資源，聯合開展物聯網重大科技攻關，比如：建立以企業為主體、產學研用相結合的物聯網技術創新體系。集中企業、高校、科研單位等資源優勢共同推進物聯網技術的研發，建設一批圍繞關鍵核心技術研發的重點實驗室、工程中心。

5.2 完善與物聯網安全相關的制度建設

在物聯網飛速發展的今天，信息的安全性和隱秘性將越來越受到國家的高度重視。因此，在物聯網相關制度的建設中，要完善與物聯網安全相關的制度建設，并不斷細化與物聯網相關的法律法規，使得有法可依。規范與物聯網有關的準入制度，確保與物聯網相關信息的安全。

5.3 加快物聯網標準的制定

由于物聯網技術涉及的領域眾多，要在短期內制定出完全統一的標準在全行業應用是無法現實的，基于此種情況，一方面我們要做的就是在涉及物物互聯互通的共性問題上盡快地制定出相應的標準，如國內物品統一的編碼規則、網絡尋址IPV6標準、物聯網安全標準等。另一方面我國要積極地與在國際上處于領先地位的研究機構和相關企業加強交流與合作，構建開放式的物聯網標準體系，推進我國與世界物聯網產業的快速對接。

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F49

A

1671-0037（2014）12-12-2

張坦通（1983.2-），男，碩士研究生，助教，研究方向：非線性電路與智能信息處理。