淺析物聯網技術與發展

賈垂邦

摘 要：經歷了計算機、互聯網兩次全球信息產業的革命，物聯網被預言為又一次科技與經濟浪潮，被世界各國當作應對國際金融危機、振興經濟的重點技術領域。物聯網技術的發展與成熟，使得跨產業、跨領域技術和業務融合成為現實，是現代信息技術的一種聚合性應用與技術提升，將本地產業、經濟發展、人與自然的關系等注入智慧動力，使人與物智慧對話，創造一個智慧的世界。物聯網也為人類重新融入自然、應對各種地質災害、各種自然挑戰提供保障，這些對于人類在地球上的長期生存、延續、發展具有重要意義。

關鍵詞：物聯網；信息技術；人與物

一、物聯網的概念

物聯網（InternetofThings， IoT）是利用各種感知技術、現代網絡技術和人工智能與自動化技術聚合與集成應用，構造一個萬事萬物互聯的世界。在這個網絡中，物與物能夠彼此進行“交流”，而無需人的干預，比如公文包會提醒主人忘帶了什么東西；衣服會“告訴”洗衣機對顏色和水溫的要求等等。物聯網其核心和基礎仍然是互聯網，是在互聯網基礎上的延伸和擴展的網絡，從而實現物物之間的自動識別和信息的互聯與共享。簡言之，物聯網就是“物物相連的互聯網”。

二、物聯網的發展現狀

物聯網是新一代信息技術自主創新突破的重點方向，蘊含著巨大的創新空間。當前，全球主要發達國家和地區都十分重視物聯網的研究，并紛紛制定物聯網相關的信息化戰略。美國現已將物聯網計劃上升為國家級發展戰略，把感應器嵌入和裝備到電網、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統、大壩、油氣管道等各種物體中，并且被普遍連接，形成所謂“物聯網”，然后將“物聯網”與現有的互聯網整合起來，實現人類社會與物理系統的整合。歐盟圍繞物聯網技術和應用做了不少創新性工作，成立了專門進行RFID技術研究的工作組。日韓致力于構建個性化的物聯網智能服務體系。法國、德國、澳大利亞、新加坡等國也在加緊部署物聯網發展戰略，加快推進下一代網絡基礎設施的建設步伐。各國競相爭奪信息技術制高點。

中國物聯網產業的發展是以應用為先導，存在著從公共管理和服務市場，到企業，行業應用市場，再到個人家庭市場逐步發展成熟的細分市場遞進趨勢。目前，物聯網產業在中國還是處于前期的概念導入期和產業鏈逐步形成階段，沒有成熟的技術標準和完善的技術體系，整體產業處于醞釀階段。

如今物聯網廣泛用于智能交通、智能校園、智能城市、智能環保、智能農業、智能電網、智能家居、智能醫療、智能消防、工業監測等多個領域。物聯網的發展不但使人們的生活更加便利，而且帶動了經濟和科技的發展。

三、物聯網的關鍵技術

物聯網技術不是對現有技術的顛覆性革命，而是對現有技術的綜合運用。物聯網要實現物與物之間的感知、識別、通信等功能，關鍵性的技術主要包括射頻識別技術（RFID）、傳感網絡技術、組網和互聯技術、人工智能技術、全球定位技術、新材料技術等等。

物聯網分為三層體系結構：感知層、網絡層、應用層。

感知層即要實現物與物和人與物的通信，負責采集物和物相關的信息。感知層的關鍵技術主要為傳感器技術和短距離傳輸網絡技術，包括射頻識別 、GPS 、傳感器網絡、短距離無線通信等。

網絡層即是異構融合的泛在通信網絡，包括現有的互聯網、通信網等，是物聯網的神經系統，對采集到的物體信息進行可靠的傳輸和處理。網絡層是基于現有通信網和互聯網建立起來的層，它要根據感知層的業務特征，優化網絡特性，從而實現更好的物物通信互聯。傳送層的關鍵技術既包含通信技術，如移動通信技術、有線寬帶技術、WiFi通信技術等；也包含了終端技術，如網橋設備、通信模塊等。

應用層面向各類應用，完成信息的存儲、數據的挖掘、應用的決策等，為手機、電腦等各種終端設備提供感知信息的應用服務。物聯網的應用場景非常廣泛，智能家居、智能交通、工業監測、可穿戴設備等都是不同的應用。應用層涉及信息存儲、分布式計算、中間件、數據挖掘等多種技術，而云計算作為一種虛擬化、海量數據的存儲、處理平臺，將是未來物聯網的重要組成部分。

四、阻礙物聯網發展的因素

在物聯網給各行各業帶來機遇的同時，阻礙物聯網發展的因素同樣是不可忽視的，挑戰與機遇并存。在物聯網中，傳感是前提，計算是核心，安全是保障，網絡是基礎，應用服務是牽引，標準是支持物聯網產業鏈的重要基礎，物聯網的整個實現過程，均存在著困擾其發展的因素。

①技術問題。物聯網涉及的技術繁多而又復雜，而且目前的一些相關技術仍處在不成熟的階段，特別是技術融合問題。在國內，傳感器產業化水平較低，應用水平低，管理水平不配套，很難為客戶提供長效的幫助。產業發展的不成熟，應用技術瓶頸難以突破，缺乏有力的技術支撐和不斷創新的產品設計，必然制約著物聯網行業的發展。

②安全問題。物聯網在信息安全方面存在諸多問題：一是傳統網絡存在的安全；二是由于設備節點數量龐大且集群分布，加上分布式網絡架構設計以及分布式數據存儲、處理等等勢必容易造成信息的泄露或遭受安全攻擊。若信息安全無保障，則個人隱私、物品信息等隨時都可能被泄露，這必會降低公眾的信任，影響物聯網產品的銷售和發展。

③技術標準問題。物聯網涉及的技術多，缺乏完整統一的技術標準，這將會導致各個公司的產品兼容性降低，既增加了開發難度和開發成本，也增加了消費者的消費支出。當然，由于物聯網涉及行業多，業務涉及各行各業的各個環節， 每個行業每個客戶都有特殊之處，這既增加了技術開發難度，也使得技術標準化難度不斷增大。

④成本問題。對于公司企業來說，物聯網產品的開發需要投入大量的人力、財力支持科研，實現技術轉化。雖然物聯網應用領域廣泛，但是每個特定應用需求的用戶數量是有限的，這使得公司企業需要不斷地進行產品創新，但是產品的收入規模卻可能是非常有限的，這勢必會降低物聯網行業發展的熱情，制約物聯網的發展。

對于用戶而言，物聯網產品一般會比傳統產品消費價格高，比如可穿戴設備；而且實現物聯網應用的改造的成本也是不小的，比如智能家居。這也制約著物聯網產品的推廣和發展。

五、物聯網的發展趨勢

“物聯網”概念的問世，打破了物與物之間的界限，通過傳感器和物聯化、互聯化、智能化的網絡相連接以全面感知、可靠傳送和智能處理，把生活中的人、物品、網絡都放到信息世界中，使得物理世界和信息世界結合，實現物與物自動通信，使得物品更加智能化。物聯網在新一代信息技術產業中具有資源消耗少、環境影響少、成本低等廣泛特點，呈現出迅速發展的勢頭。

近些年上市的一些智能空氣凈化器產品，可穿戴設備，家庭環境監控設備等等，在目前的消費背景下，正服務著大眾。未來還會有更多的新式設備出現，人在日常生活中可以在適當的時候獲得智能生態環境的及時協助與服務，使我們的生活更智能、更高效，改善生活質量，提升生活品質，這些正是物聯網技術發展的必然結果，所以物聯網的技術前景是廣闊的。

就目前的行業發展來看，家電行業借力物聯網技術，已經率先開展拓展價值空間并改善產品服務的模式探索。如今的傳統行業必須緊抓傳統產業與信息產業跨界融合的趨勢，同時利用互聯網的平臺服務以及移動互聯網的商業模式，形成開放產業生態創新產品和服務的模式，將成為物聯網產業發展的重要方向。

隨著行業應用的逐漸成熟，物聯網將向著打造通用性強的技術平臺方向發展。一個技術成熟、服務完善、產品類型眾多、應用界面友好的物聯網應用，是由設備提供商、技術方案商、運營商、服務商協同合作的結果。一個能夠支持不同設備接口、不同互聯協議、可集成多種服務、可擴展服務、可定制個性化服務的共性技術互聯網平臺將會是物聯網產業發展成熟的結果。

物聯網的技術標準體系的建立將是一個漫長的過程，它將呈現從成熟應用方案提煉形成行業標準，以行業標準帶動關鍵技術標準，逐步演進形成標準體系的趨勢。隨著物聯網應用的不斷擴大和市場的不斷成熟，占有市場份額大的應用所衍生出來的相關標準將成為社會的主流，而且物聯網平臺化的發展更有利于標準的制定。

物聯網的雛形就像互聯網早期的形態局域網一樣，雖然發揮的作用有限，但昭示著遠大前景已不容置疑。相信在未來，通過物聯網技術，打通和勾連城市中的生活、工作場景；通過核心智能硬件，搭建與參與者（比如業主、物業管理方）的信任通道；通過大數據平臺，建立商業價值變現與創新的生態平臺，真正實現對“智慧城市”、“智慧地球”的構想。

六、總結

物聯網是新一代信息技術的重要組成部分。物聯網實現物物相連，讓整個社會智能化程度也越來越高，既提高了資源的使用率，也為我們的生活帶來便利。信息化和智能化發展不但增強服務社會的能力，而且也不斷提升國家的綜合競爭力。在不久的將來，物聯網技術必將引起社會信息的重大變革，成為世界各國振興經濟、確立競爭優勢的關鍵。物聯網的推廣與應用將對信息化社會各個方面產生極其深刻而重要的影響。

物聯網技術幾乎涉及到了信息技術的所有重要方面，將信息技術推進到一個更新更高的層次。雖然目前物聯網的發展有諸多阻礙，但是它將帶來長遠的經濟效益和社會效益。物聯網的發展是一個緩慢的過程，它將會逐步改變人們的生活方式，改善人們的生活質量，促進信息化社會進入智能化時代。

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