基于物聯網的技術思想與應用研究

王雨朦

（重慶信息通信研究院 重慶 400000）

0 引言

結合物聯網的定義，可將其視為泛在網的應用方式之一，滿足不同物理對象間的信息交互需求，提供更便捷的綜合服務。隨著物聯網研究的深入，物聯網技術呈現出多樣化發展趨勢，涵蓋云計算、射頻識別傳感器等關鍵技術，推動了物體的智能化發展，形成了獨有的物聯網技術思想，在現代化城市建設中，物聯網技術思想在不同領域內發揮著重要作用，為智慧社會建設提供技術支持。

1 物聯網關鍵技術

物聯網的構建需多項技術協調配合，其關鍵技術包括以下幾種：

1.1 射頻識別技術

該技術利用無線射頻技術，通過閱讀器采集標簽信息，實現物品信息的有效交互。射頻識別的實現主要依托于無線電信號來完成，在無線電信號的幫助下精準識別指定對象相關信息，通過射頻識別技術無需直接接觸即可完成數據獲取與主動識別，使數據采集更為高效。射頻識別技術是物聯網重要感知節點，通過多個感知節點的結合能夠構成完整的區域物聯網結構，當指定對象進入物聯網射頻信號覆蓋區域后，能夠實時捕獲指定對象特有的電磁信號，通過接收解讀器進行信號接收，并將所接收到的電磁信號傳輸至處理設備，對電磁信號進行處理后即可獲得相關信息。射頻識別技術具有耐用性高、設備微型、數據識別精準的特征，且能夠在雨雪、大霧天氣下正常運行，可靠性較強。

1.2 傳感器技術

根據物品信息采集需求，在物品中安裝不同類型的傳感器，采集各項物品信息，如溫度、濕度、壓力等。在整個物聯網技術體系中，傳感器技術主要承擔著大部分信息采集任務，屬于物聯網技術的基礎。現階段傳感器設備逐漸趨向智能化、精準化、小型化發展，力圖在更多場景中發揮效用，且隨著物聯網技術的進步，傳感器靈敏度大幅提升，遲滯性得到優化，當檢測對象狀態或參數發生變化時，通過傳感器技術能夠迅速掌握狀態或參數的變化信息。傳感器設備多依托于無線網絡布置，因此不受有線線路分布影響，并在應用時具有部署靈活、組網簡單的優勢。

1.3 云計算技術

基于云計算技術構建物聯網平臺，整合采集的數據信息，為物聯網的應用提供支撐。隨著技術的發展，目前5G技術商用為物聯網的普及提供支撐，進一步提高物聯網中信息交互速率，縮短信息傳輸響應時間[1]。物聯網運行期間需接收并分析諸多數據信息，同時，為避免數據信息混亂，物聯網體系內各個對象均具有唯一信息標識，以此便于數據信息的檢索，這就數據信息愈發龐大，因此，物聯網系統運行時，需結合實際情況構建相應數據庫，通過云計算技術搭建資源中心，使物聯網內數據信息均可有序應用。云計算技術在物聯網中具有不可替代的作用，為確保云計算效果，需設置功能強大的云端計算機，使云計算技術在物聯網系統內充分發揮出自身價值。

2 物聯網的技術思想

2.1 多域融合共享

在物聯網的信息交互作用下，可將多域資源進行整合，為用戶提供更全面、多樣、優質的服務。需要注意的是，多域融合共享是指多個網絡域的信息共享，在此基礎上，衍生出更多樣的服務內容，提供不同融合業務，而非簡單的多個網絡域整合成一個網絡域。在多域融合共享技術思想支持下，物聯網建設可減少低端重復建設項目，企業單位可打造覆蓋范圍更廣、適應性更強、更便捷高效的物聯網平臺。此類物聯網平臺建設的基礎為異構網絡，通過網絡域間的有效融合，實現物聯網平臺的各項功能[2]。例如，物聯網融合平臺可整合家庭網絡、廣電網絡、電信網絡、移動網絡、傳感器、RFID（射頻識別技術）網絡及辦公會議網絡等各項網絡域，為用戶提供數字電視、計算機資源共享、智能電話會議、物流管理、無線連接及家庭智能管理等服務，擴大物聯網的業務范圍和服務功能。

總的來說，多域融合共享功能包括以下3項：（1）服務融合：將各類網絡服務信息融合共享，如在固話服務和移動網絡服務中共享用戶的相關信息，如用戶名稱、用戶的電話號碼等信息；（2）業務融合：拓展業務類型，由物聯網為用戶提供多項業務，如視聽業務、語音業務等；（3）市場融合：遵循市場發展趨勢與市場機制，整合物聯網通信、各類產品與服務內容，推動產業融合發展。為實現上述多域融合共享功能，需網絡域的各項要素融合，包括以下內容：①設備融合：基于服務、業務融合需求，物聯網設備應具備更全面的功能及性能，一體化感知各項信息，提高服務與業務融合質效；②網絡融合：用戶可使用不同網絡終端連接物聯網平臺，如移動終端、PC終端等，并做到號碼和賬單有且只有一個，便于用戶管理網絡賬號；③平臺融合：將各類服務、業務及管理平臺整合，用戶可進行跨平臺操作，實現多平臺統一認證[3]。

2.2 泛在綜合服務

物聯網的本質是利用各項先進信息技術，如射頻識別技術、傳感器技術等，全面采集世界各地的所有物理對象的信息，對物理對象實施數據化處理，并在一定程度上為物理對象賦予生命，使物體能夠“表達”與“行動”。在此基礎上，可明確物聯網的技術思想為通過泛在網絡共享物理對象相關信息，以提供泛在服務，表現出泛在綜合服務特點。在泛在綜合服務中，物聯網以網絡融合為基礎，實現網絡智慧化建設，依托于網絡信息化呈現物理對象的各類信息，并通過信息交互，支持物理對象間的“交流”，無需人類實施干預，該思想為物品自動識別的基礎。在物體與物體間信息交互的支持下，為用戶提供多樣服務，顯著提升服務質效，避免人工參與引發服務的不確定性[4]。例如，在電網建設、公路建設等工程項目中，嵌入傳感器設備，可準確獲取各類物理對象信息，為工程項目建設提供可靠資料，規避人為操作帶來的偏差。

截至2020年，物聯網業務和人與人互聯業務的占比已超過30，物聯網終端數量呈指數倍增長。相關數據統計表明，預計到2035年，物聯網終端數量將超過數千億個；預計到2050年，物聯網業務將廣泛存在于生產生活中，真正實現泛在化發展。

3 物聯網技術思想的應用

綜合上述分析可知，物聯網技術思想對服務、業務完善提供指導，可為生產生活提供更多便利。在物聯網平臺建設與物聯網技術開發中，技術人員應遵循物聯網技術思想，以共享融合和智慧發展為導向，發揮物聯網技術優勢，推動行業智慧化發展。

3.1 建立完善技術體系

在物聯網技術思想應用中，技術人員應根據服務、業務融合需求，建立完善技術體系，為物聯網平臺開發設計提供指導，保障各項泛在綜合服務的可靠供給。細化來說，結合上述物聯網技術思想內容，技術人員可構建7個層次的物聯網平臺技術體系，具體如下：（1）物品層：負責整合物聯網平臺采集的物理對象；（2）感知層：負責連接各個物理對象，并感知物理對象的相關信息；（3）融合層：負責融合多個網絡域，共享網絡域的各項資源；（4）數據層：負責融合物理對象感知的信息數據，并對數據進行智能處理；（5）服務層：負責融合各項網絡業務與服務；（6）管理層：負責統一門戶及身份認證等管理工作；（7）用戶層：負責用戶信息管理、賬號管理等工作[5]。在明確物聯網平臺技術體系的基礎上，技術人員可根據物聯網平臺的不同應用場景，選擇合適的設備與工具，合理部署各個層次，完成物聯網平臺的構建。

在未來的發展中，物聯網平臺會進一步擴展，全面覆蓋生產生活的各個物理對象，真正實現萬物互聯。而在物聯網平臺拓展技術上，需構建更高層次的物聯網平臺技術體系。結合用戶的服務需求、物聯網的應用場景及產業結構特點，以商務應用場景為例，分析更高層次的物聯網平臺技術體系模型。該模型建設的目的在于構建物聯網融合貢獻平臺，管理各項用戶業務與服務，實現服務的智能化管理。在此基礎上，可根據智慧服務管理需求，構建4個虛擬融合平臺，用于融合網絡資源、物理對象信息、服務業務及終端。用戶可利用不同終端，在同一身份認證下通過同一門戶進入物聯網平臺，獲取物聯網平臺的各項資源，選擇所需的服務或業務，為用戶提供諸多便利。

在用戶利用智慧服務物聯網平臺的過程中，基于平臺統一管理與運行特點，物聯網平臺的服務供給者可共享各項物理信息與資源，實現業務與服務的不斷創新，提供泛在綜合服務；物聯網平臺的運營者可根據服務需求和應用場景等要素，開放性經營服務；物聯網平臺的用戶可獲取所需的各項智慧服務，實現三者共贏，既可推動企業發展，便于政府服務，也為用戶的個人生活與工作提供便利，有助于智慧社會建設[6]。

3.2 構建智慧服務系統

在明確物聯網平臺技術體系的基礎上，技術人員應嚴格按照技術體系標準及物聯網平臺的應用場景，明確物聯網平臺的各項功能需求，制定相應的智慧服務系統，發揮物聯網平臺的優勢，落實物聯網技術思想。以某高校構建的智慧校園服務系統為例，物聯網平臺的服務供給者為高校和社會企業；物聯網平臺的運營者為高校；物聯網平臺的用戶為高校師生。在智慧校園服務系統建設中，各個層次的部署如下。

（1）物品層。在高校宿舍、教學樓、圖書館、體育館等場所應用射頻識別技術或傳感器技術，以高校師生、教學樓、圖書館等為物理對象，收集各類信息，為業務服務開發提供支持。

（2）感知層。采集高校宿舍、教室、圖書館等各類信息，如宿舍入住狀況、校園網絡狀況、教室使用狀況、圖書館書籍借用狀況、高校檔案狀況等，全面感知物理對象的各類信息。細化來說，感知層的物聯網技術應用方式如下：利用無線射頻識別技術開發移動校園卡，與運營商及科技企業合作，開發智慧校園APP，學生可通過智能手機享受智慧校園系統的各項服務；在圖書館的藏書中安裝被動式射頻標簽，標簽涵蓋圖書名稱、書架位置及借閱信息等內容，在感應器、歸還設備支持下，學生可自動完成圖書的查找、借閱與歸還等操作；在高校倉庫的物資中設置電子標簽，標簽涵蓋設備規格、歷史使用信息等，實現設備智慧管理。

（3）融合層。融合校園局域網、因特網、通信網及移動網等網絡，便于信息共享與業務服務融合。

（4）數據層。將物理對象的各類信息進行整合與分類，深入挖掘各類數據信息的內涵，為業務、服務供給提供支持。

（5）服務層。根據智慧校園建設需求，開發各類服務業務，包括教學服務、網絡服務、教務支持服務、部門協同服務、宿管服務、財務服務、圖書館服務、就業指導服務、職稱評審服務、網上招聘服務、學生離校服務、校友管理服務、學生資助服務、校園卡管理服務、實物檔案管理服務等，為師生的教學、科研、生活提供便利。

（6）管理層。以師生的職工號、學號、手機號碼等作為統一身份認證的賬號，用戶通過統一身份認證平臺登錄智慧校園服務系統。

（7）用戶層。管理師生的賬號信息，如賬號注冊、賬號密碼更改、賬號注銷等服務。

同時，在智慧服務系統建設的基礎上，技術人員根據物聯網技術體系的拓展趨勢，依托于更高層次的物聯網技術體系模型，構建物聯網科技園智慧服務商店，通過高校與其他社會結構的合作，實現智慧服務系統與其他物聯網平臺相融合，為師生提供更多樣的智慧服務。例如，與醫院合作構建智慧健康平臺；與物流企業合作構建智慧物流平臺；與社區合作構建智慧社區平臺；與交通部門合作，構建智慧交通平臺；與科技企業合作，構建會議管理平臺，豐富泛在綜合服務內容。

3.3 多領域融合滲透

物聯網在現代化背景下日漸成熟，現已在各領域內的得到廣泛應用，例如：以物聯網為核心構建智能交通體系，實現紅綠燈間隔的智能調整，此外，在智能燈光調節、個人健康檢測等方面，均應用了物聯網技術。自互聯網出現以來，物聯網逐步構建，在明確物聯網技術思想基礎上，從不同角度挖掘物聯網的功能作用，在現代城市規劃建設中，物聯網技術已成為關鍵技術，現已無處不在。

除上述智慧校園服務系統外，物聯網還在更多領域中發揮自身價值。例如：（1）運用物聯網傳感器，為機場、車站等人流量較大的公共場所內構建防入侵的系統，布置幾萬個各類傳感器作為物聯網傳感節點，對公共場所數據信息進行采集探測，最大限度保障公共場所的安全性，避免不法分子入侵而造成違法襲擊行為。（2）將物聯網技術思想應用到門禁系統內，根據區域性質設置門禁模塊，相較于傳統門禁技術，運用物聯網設置門禁系統能夠大幅減少成本，并使門禁系統更為智能，門禁識別更為精準。（3）物聯網作為新時代新技術，其能夠與人工智能技術、移動互聯網形成聯動，構建集多種技術為一體的機器人，使機器人具備開關控制、遠程控制等多種形式，同時還可設置定時與自動報警系統，不斷完善機器人功能。（4）物聯網在各類產業中均有所應用，將其應用到食品安全產業中，能夠提升食品安全體系完整性，借助FRID射頻識別技術，對食品生產過程進行全面監控，若經食品安全檢測后發現某批次食品存在安全問題，還可運用FRID射頻識別技術進行追本溯源，繼而精準化定位食品隱患，使食品安全管理體系更為智能化。（5）在互聯網時代，電子商務發展迅速，支撐電子商務發展的重要一環在于物流運輸，當前電子商務物流網絡得到良好完善，但仍存在送貨地址錯誤、配送不及時等細節問題，導致消費者可能無法準確了解自身商品物流進度。將物聯網技術應用到電子商務物流配送中良好解決了上述問題，在電子商務體系內，可基于物聯網體系內對貨物統一編碼，運用物聯網電子標簽存儲商品物流信息，以此實現物流狀態的實時監控，便于及時發展問題并予以解決，借助物聯網技術思想提高電子商務物流服務質量。

4 結語

綜上所述，在物聯網發展背景下，形成了多域融合共享及泛在綜合服務的技術思想。為合理利用物聯網技術思想，技術人員應建立完善技術體系，構建智慧服務系統，根據物聯網平臺應用場景，明確智慧服務系統的各項功能，將其應用到現代產業發展的方方面面，為用戶提供智慧服務，切實發揮物聯網技術優勢。