物聯(lián)網(wǎng)概念及技術(shù)應(yīng)用概述

俞沁圓1 顧婷2 孔玉琴3 王晟（通訊作者）4

1上海市養(yǎng)志康復(fù)醫(yī)院（上海市陽光康復(fù)中心） 2南京醫(yī)科大學(xué) 3徐州醫(yī)科大學(xué) 4江蘇醫(yī)藥職業(yè)學(xué)院

物聯(lián)網(wǎng)概念及技術(shù)應(yīng)用概述

俞沁圓1 顧婷2 孔玉琴3 王晟（通訊作者）4

1上海市養(yǎng)志康復(fù)醫(yī)院（上海市陽光康復(fù)中心） 2南京醫(yī)科大學(xué) 3徐州醫(yī)科大學(xué) 4江蘇醫(yī)藥職業(yè)學(xué)院

物聯(lián)網(wǎng)作為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)和移動通信網(wǎng)之后的又一次信息產(chǎn)業(yè)浪潮，不止是對中國，甚至對世界的政治、經(jīng)濟(jì)、文化、軍事等方面都會產(chǎn)生巨大的影響，本文主要介紹物聯(lián)網(wǎng)的背景、基本概念，并從感知層、傳輸層和應(yīng)用層三個(gè)方面深入介紹物聯(lián)網(wǎng)，最后對物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用做出了相應(yīng)的闡釋。

物聯(lián)網(wǎng) RFID 應(yīng)用

1 背景

近年隨著“智慧地球”等概念的提出，物聯(lián)網(wǎng)在社會各界不斷出現(xiàn)，引來了越來越多的討論和重視。其為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)和移動通信網(wǎng)之后的又一次信息產(chǎn)業(yè)浪潮，不止是對中國，甚至對世界的政治、經(jīng)濟(jì)、文化、軍事等方面都會產(chǎn)生巨大的影響。物聯(lián)網(wǎng)的概念是在1999年由美國麻省理工學(xué)院Auto-ID Center首次提出，其后2005年11月17日，在突尼斯舉行的信息社會世界峰會（WSIS）上，國際電信聯(lián)盟（ITU）發(fā)布了《ITU互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2005：物聯(lián)網(wǎng)》，正式提出了“物聯(lián)網(wǎng)”的概念。2009年1月28日，為應(yīng)對金融危機(jī)，奧巴馬與美國工商業(yè)領(lǐng)袖舉行了一次圓桌會議，IBM首席執(zhí)行官彭明盛向美國總統(tǒng)奧巴馬提出了“智慧地球”的概念，此后物聯(lián)網(wǎng)概念逐步升溫。歐洲智能系統(tǒng)集成技術(shù)平臺組織EPOSS在《Internet of things in 2020》預(yù)測2015-2020物體進(jìn)入半智能化，2020年后進(jìn)入全智能化。

2 基本概念

物聯(lián)網(wǎng)（Internet of things），顧名思義就是物物相連的網(wǎng)，但是其核心與基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)之上的延伸和擴(kuò)展，其用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物品與物品之間進(jìn)行信息交流和通信。對物聯(lián)網(wǎng)比較嚴(yán)格的定義是：通過RFID裝置、紅外感應(yīng)器、GPS、激光掃描的信息傳感設(shè)備，按照約定協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。現(xiàn)在還沒有制定出一個(gè)明確的全世界范圍內(nèi)公認(rèn)的體系結(jié)構(gòu)，但是一般都將物聯(lián)網(wǎng)劃分為感知層、傳輸層和應(yīng)用層這三個(gè)層次。

感知層是物聯(lián)網(wǎng)的核心，是“物物相連”的關(guān)鍵，目前主要通過傳感器技術(shù)、RFID技術(shù)、M2M（Machine-To-Machine）、二維碼以及嵌入式系統(tǒng)技術(shù)來獲取信息。

傳輸層是通過各種電信網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的融合，將物體信息實(shí)時(shí)而又準(zhǔn)確的傳輸出去，現(xiàn)在傳輸信息運(yùn)用的網(wǎng)絡(luò)先進(jìn)技術(shù)包括IPV6、新型無線通信網(wǎng)、自組網(wǎng)技術(shù)等。

應(yīng)用層是將感知層得到的信息進(jìn)行處理，把信息發(fā)送給有需要的人。

3 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用非常廣泛，從居家生活到環(huán)境監(jiān)測、智能電力、智能交通、工業(yè)監(jiān)控都可有深遠(yuǎn)的影響及運(yùn)用。其中部分已經(jīng)融入我們的生活與我們息息相關(guān)如：地鐵交通卡，還有一些正在探索當(dāng)中。物聯(lián)網(wǎng)在康復(fù)工程中的應(yīng)用也是現(xiàn)在多個(gè)發(fā)展方向之一，康復(fù)工程是利用工程技術(shù)和原理，代償或者替代人體障礙功能，或者幫助康復(fù)訓(xùn)練的進(jìn)行，使患者的實(shí)際能力和生活質(zhì)量達(dá)到盡可能高的水平，主要包括矯形器(orthosis)、假肢(prosthesis)、輔助具(assistive devices)、適應(yīng)性器具(adaptive devices)、輪椅(wheelchairs)、步行輔助具等。近年隨著人們對骨骼、肌肉、神經(jīng)系統(tǒng)生理及其疾患本質(zhì)的深入研究，康復(fù)工程學(xué)得到了迅速發(fā)展，在患者的需求及智能化逐漸覆蓋各個(gè)領(lǐng)域的環(huán)境下，康復(fù)工程與物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合越來越緊密。目前眼控輪椅、氣流控制輪椅、肌肉控制輪椅、機(jī)械發(fā)聲目前都已成為可能，部分產(chǎn)品已投入使用（如霍金與外界的交流裝置就是紅外線發(fā)放與偵測系統(tǒng)的應(yīng)用）。2017年2月24日，英國《每日郵報(bào)》報(bào)道，斯坦福大學(xué)的研究人員開發(fā)出新的人機(jī)連接方式，這種連接方式可使癱瘓人士用腦控制打字，以更好的進(jìn)行互相交流。將微小電極植入腦部，當(dāng)想象自己的手部運(yùn)動時(shí)，屏幕上的光標(biāo)也會隨之移動。根據(jù)斯坦福大學(xué)研究組的說法，這是改善嚴(yán)重肢體無力和癱瘓人士生活的一個(gè)重要里程碑。在一項(xiàng)新的研究中，對患有肌萎縮性脊髓硬化癥和脊髓受到損傷進(jìn)行腦部和計(jì)算機(jī)相連的測試。每位測試者腦部都置有電極陣列傳感器，記錄下腦部皮質(zhì)區(qū)發(fā)布的控制肌肉運(yùn)動的信號。隨后，信號通過電纜傳輸?shù)接?jì)算機(jī)，并由算法翻譯成單擊命令，參與者通過植入電極連接的電纜來控制屏幕上的光標(biāo)輸入單詞，兩參與者分別能夠達(dá)到平均每分鐘輸入6.3和2.3個(gè)字符，取得了良好的效果。在經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，人們康復(fù)觀念越來越強(qiáng)對生活的質(zhì)量要求越來逐步增高及國家積極倡導(dǎo)的大環(huán)境下，康復(fù)工程與物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合是不可避免的趨勢。

4 結(jié)語

現(xiàn)在的社會是一個(gè)高速發(fā)展的社會，科技發(fā)達(dá)，信息流通，人們之間的交流越來越密切。生活在“人”、“機(jī)”、“物”結(jié)合的大數(shù)據(jù)時(shí)代，我國物聯(lián)網(wǎng)雖仍處于應(yīng)用層次偏低和向規(guī)模化探索的初期，其與康復(fù)工程的聯(lián)系也還沒有達(dá)到緊密聯(lián)系的程度，但我們相信在社會大力發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)的情況下，其與康復(fù)工程的結(jié)合必將進(jìn)入縱深階段。

[1]楊靜，朱琳.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用概述[J].鄖陽師范高等專科學(xué)校學(xué)報(bào)，2013，33(3)；17-18

[2]周赪.物聯(lián)網(wǎng)概述[J].通信技術(shù)，2011，10：63-68