物聯網技術應用創新發展方向探索

張吉沅

(山東省淄博市工業學校 山東淄博 255400)

物聯網又稱為“物與物之間的互聯網”，是通過互聯網信息技術將物與物之間建立起聯系，實現物與物之間的對話和交流。物聯網是繼計算機和互聯網之后的第三次技術發展浪潮，它以傳感器、數據存儲與分析技術為核心，融合了眾多學科理論、工程技術以及工商業應用。物聯網技術是多種計算機技術、信息技術相互作用下的一種全新的信息化認知模式與實踐應用模式。它是在互聯網技術基礎上的拓展和延伸，打破了傳統的信息思維，開啟了新一輪信息技術的深入應用浪潮。我國對物聯網技術的發展給予了極大重視，已經將其列入了長期科學發展規劃中，并密切關注云計算、物聯網、人工智能等新興技術產業，努力推動該產業與現代制造業的融合，將其作為競爭高地。然而，由于我國物聯網起步比較晚，標準、技術體系等方面還有很大的提升空間，這也為物聯網技術的創新發展提供了無限可能。[1]

一、物聯網的核心技術和特點

（一）核心技術

物聯網形式上具有多樣性，技術上具有復雜性。根據其與信息之間的關系，其技術核心可以從四方面進行闡述。

其一，感知識別層。其所代表的技術是溝通物理世界與信息世界的關鍵樞紐，該技術主要包括射頻識別（RFID）、無線傳感器等，能夠促進信息自動生成。其中，射頻識別可以讓物品“開口說話”，它存儲著規范且具有互動性的信息，可以借助無線通信網絡匯總到中央信息系統，實現物品的識別與管理。無限傳感網絡是借助傳感器完成對一系列信息的獲取活動。

其二，網絡構建層。該層次主要將下面一層的感知識別層設備接入到互聯網中，實現上下層銜接。無線網絡隨時都在提供網絡接入服務，根據不同的環境，設計相對應的廣域網、局域網和個域網來進行配對融入。

其三，管理服務層。該層次主要以計算機和海量存儲技術為基礎，收集、歸納和匯總大范圍數據，為上層行業應用提供智能支撐平臺。目前，管理服務層主要涉及到運用大數據技術挖掘和儲存數據，保護信息安全和隱私不被泄露。

其四，綜合應用層。綜合應用強調以用戶為中心，包括在線游戲、社交網絡、視頻點播、智能交通、藥品安全監管、物流倉儲等，隨著互聯網的不斷發展，應用范圍也不斷擴大，并逐漸向多樣化、規模化趨勢靠近。[2]

（二）特點

其一，終端規模化。由于物品種類的繁多，每一個物品都具備了通信功能，成為網絡的終端，其規模也就越來越大。其二，感知識別普適化。近年來，自動識別和傳感網技術發展十分迅猛，擴展了物聯網技術的應用范圍。人們在衣食住行中都有物聯網技術的影子。其三，異構設備互聯化。異構設備主要指傳感器、手機、筆記本電腦、不同型號和類別的RFID標簽等，這些異構設備在運行不同協議的過程中，可以通過“網關”進行聯結，讓網絡之間的數據信息融會貫通。其四，管理處理智能化。管理服務層中海量數據存儲、有規律的組織以及檢索等各種決策手段會涉及到運籌學、數據挖掘、機器學習等，提高了管理服務的智能化。其五，應用服務鏈條化。以一個工廠的運行為例，物理網技術可以滲透到原材料輸入、生產安排、節約能耗、智能物流、產品經銷、售后服務等各個環節，使整個工廠的信息化程度有所提升。同時，它還會波及到上游與下游產業的發展。

二、物聯網技術現有的應用發展

從1999年提出到現在，物聯網技術發展已經歷經了二十年的歷程，并從迷茫逐漸走向成熟。特別是近幾年，隨著互聯網和信息技術的迅猛發展，物聯網技術進入了一個新的發展時期，不再停留在單純概念和設想階段，開始向人們的日常生活滲透，改變著人們的生活方式、工作方式和思維方式。[3]

例如，我們經常在美國好萊塢的科幻大片中看見一些智能化、科技化的場景。隨著物理網技術的普及，這些場景已經走進人們的日常生活，像虹膜識別、聲音識別技術，在考勤記錄、登錄系統和驗證身份中開始出現，經常應用的手機軟件也能看見這些技術的身影。再比如，在金融行業中，“刷臉”支付或“指紋”支付成為2019年支付系統最熱門的話題。該功能主要依靠臉部識別和指紋識別系統，自動地將用戶個人信息與賬戶設置信息相關聯，簡化交易過程，提高便捷性。除此之外，物聯網技術也同樣應用于健康領域，像日本推出的智能馬桶，可以通過檢測與分析使用者的排泄物，生成血壓、體溫等各項指標報告。對于身處快節奏社會環境的人們而言，他們可以及時掌握自身健康情況，并實施動態化監控。當然，除了大眾熟知的共享單車和汽車、智能物流、自動售貨機、定位系統等，比較典型的應用還包括水電行業的無線遠程自動抄表系統、智能醫療系統、食品安全與防偽系統、智慧城市系統以及家居監控系統。物聯網技術在發展與應用的過程中，對技術有著很高的要求，這也是促進物聯網向前實現大跨越的重要推動力。

三、物聯網技術未來應用創新發展方向

（一）向人工智能進軍

人工智能是當下社會科技發展的主流趨勢，實現智能化也是我國科技戰略中的首要任務。有金融媒體研究預測，物聯網行業中人們都一致認為到2023年，全球83%的AI芯片都將供給物聯網設備（如汽車、智能音箱、智能手表及農業設備等），促進該領域的智能化。反過來，物聯網在這些領域中的應用將推動人工智能市場的增長。到2030年，人工智能干預下我國經濟將為全球經濟帶來15.7億美元的增長量，逐漸向第一大經濟體靠近。

可見，物聯網技術發展將深刻地影響人工智能的應用，它的滲透可以實現從遙測遙感遙控，再到自動調節，最終到智能調節的發展變化。同樣，人工智能作為“大腦”的思考又會為物聯網技術增添生命活力，使大量設備所收集到的海量數據能夠得到快速的處理與分析，將設備的簡單連接升級為智能連接。

（二）向自動駕駛進軍

眾所周知，交通是一個國家最重要的基礎設施，更是支撐經濟發展的大動脈。然而，人口的急劇增長帶來了巨大的交通壓力，同樣增加了交通事故發生的概率，嚴重影響到人們的出行與生命安全。目前，智能交通發展已經開始起步，像高速公路ETC的自動收費，緩解了收費站的車輛擁堵。當然，智能交通并不只限于這一項追求，自動駕駛將物聯網在交通領域的應用推向了高潮。現階段，各個公司的自動駕駛汽車上路試驗正在如火如荼地開展。預計到2040年，自動駕駛汽車將規模化、系統化投入使用。在2019年的GDU技術大會上，芯片大廠英偉達CEO Jensen Huang曾透露，基于云的自動駕駛汽車仿真平臺已經推出。此外，各類科技人才也開始為無人駕駛出租車服務助力，以實現百萬自動駕駛汽車的上路。

（三）向5G全面覆蓋進軍

移動通信從面向個人通信的1G、2G、3G、4G以十年一代的速度發展到現在，終于迎來了5G時代，為實現產業互聯網和智慧城市帶來了曙光。物聯網是指每平方公里至少100萬臺設備連接。5G的特性使其能夠真正支持“萬物互聯”。此外，無人駕駛的應用離不開5G網絡的覆蓋，它的最大優勢在于極高的數據傳輸速率，可以大大提升物聯網的使用體驗。換句話說，5G網絡“專為物聯網而生”。可見，物聯網技術的未來發展方向與5G網絡息息相關。除了無人駕駛外，物聯網技術在智能城市建設中也同樣離不開5G網絡，在兩者的相互作用下，這將為城市交通和公共事業帶來極大的幫助。此外，在教育領域，5G技術可以讓人們直觀地了解生物中的微觀世界、宏觀天體的運行、古代歷史場景，以及應用于醫生的職業培訓等。[4-5]

（四）向金融安全領域進軍

在網絡不斷發展的今天，雖然給人們生活、工作和學習提供了極大便利，但也帶來了一定的安全隱患，時刻存在著個人隱私、企業機密被泄露或攻擊的風險。金融安全屬于其中最典型的一項，它是國家安全的重要組成部分。金融安全的維護關系到我國經濟社會發展的全局，屬于一項戰略性、根本性事件。特別在新冠肺炎疫情爆發后，疫情蔓延與金融風險共生，疫情防控與金融競爭并存，金融領域安全性脆弱的弊端逐漸浮現出來，同時也加深了對金融安全維護的深度思考。現階段，物聯網技術在金融安全維護方面還存在著信號受干擾的可能和惡意入侵的危險。因此，加強金融領域的安全防護將會一直是物聯網技術未來應用的方向。通過金融數據分析、安全服務體系建立、數字加密證書的使用，一方面利用海量數據進行關聯分析，結合網站自身情況，精確定位網站問題，給出威脅情報，應對未知威脅，另一方面建立多重安全防護機制，有效抵御各類型攻擊，提供漏洞防護及大流量攻擊防護，及時感知網站運營狀態，保障網站服務安全。

四、結束語

綜上所述，物聯網技術作為第三次技術發展浪潮，是社會發展的核心技術力量。雖然物聯網技術在生活各個領域的應用比較廣泛，但隨著各種技術和網絡的不斷發展，它仍然有極大的發展空間，這也正是科技人員不斷研究、創新與實踐的方向。