物聯(lián)網(wǎng)技術的最新發(fā)展狀況及應用探析

　　在現(xiàn)實生活中已可見物聯(lián)網(wǎng)的具體應用，如遠程防盜、高速公路不停車收費、智能圖書館、遠程電力抄表等，只不過這些僅是物聯(lián)網(wǎng)技術的鄒形，還尚未形成一個龐大的網(wǎng)絡。物聯(lián)網(wǎng)固然給我們構建了一個十分美好的藍圖，在未來，我們可以想象通過物物相連的龐大網(wǎng)絡實現(xiàn)智能交通、智能安防、智能監(jiān)控、智能物流以及家庭電器的智能化控制。但從目前全球狀況來，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展仍有眾多問題需得到解決。

　　物聯(lián)網(wǎng)是信息技術發(fā)展到一定程度的必然產(chǎn)物，也是經(jīng)濟社會發(fā)展到一定階段的新要求，因此受到全世界關注是一種必然。我國已經(jīng)具備物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的政策、經(jīng)濟和技術環(huán)境，微型傳感器、超高頻芯片、云計算和信息安全等條件，將成為技術發(fā)展重點，安防、交通、物流、家居、環(huán)保、電力等領域將成為應用重點。

　　一、物聯(lián)網(wǎng)技術的原理和特點

　　物聯(lián)網(wǎng)是通過各種信息傳感的設備，如傳感器、射頻識別(RFID)技術、全球定位系統(tǒng)、紅外感應器、激光掃描器、氣體感應器等各種裝置與技術，實時采集任何需要監(jiān)控、連接、互動的物體或過程，采集其聲、光、熱、電、力學、化學、生物、位置等各種需要的信息，與互聯(lián)網(wǎng)結合行車的一個巨大網(wǎng)絡。在這個網(wǎng)絡中，物品能夠彼此進行“交流”，而無需人的干預。其實質是利用射頻自動識別技術，通過計算機互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)物品的自動識別和信息的互聯(lián)共享。其目的是實現(xiàn)物與物、物與人，所有物品與網(wǎng)絡的連接，方便識別、管理和控制。

　　射頻識別技術，是能夠讓物品“開口說話”的一種技術。在“物聯(lián)網(wǎng)”的構思中，RFID標簽中存儲著規(guī)范而具有互動性的信息，通過無線數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡把它們自動采集到中央信息系統(tǒng)，實現(xiàn)物品的識別，進而通過開放性的計算機網(wǎng)絡實現(xiàn)信息交換和共享，實現(xiàn)對物品的“透明”管理。

　　物聯(lián)網(wǎng)的特征：和傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)相比，物聯(lián)網(wǎng)有其鮮明的特征。

　　首先，它是各種感知技術的廣泛應用。物聯(lián)網(wǎng)上部署了海量的多種類型傳感器，每個傳感器都是一個信息源，不同類別的傳感器所捕獲的信息格式不同。傳感器獲得的數(shù)據(jù)具有實時性，按一定的頻率周期性的采集環(huán)境信息不斷更新數(shù)據(jù)。

　　其次，它是一種建立在互聯(lián)網(wǎng)上泛在網(wǎng)絡。物聯(lián)網(wǎng)技術的重要基礎和核心仍然是互聯(lián)網(wǎng)，通過各種有線和無線網(wǎng)絡與互聯(lián)網(wǎng)融合，將物體的信息實時準確地傳遞出去。在物聯(lián)網(wǎng)上的傳感器定時采集信息需要通過網(wǎng)絡傳輸，由于其數(shù)量極其龐大，形成了海量信息，在傳輸過程中，為了保障數(shù)據(jù)的正確性和即時性，必須適應各種異構網(wǎng)絡和協(xié)議。

　　還有，物聯(lián)網(wǎng)不僅僅提供了傳感器的連接，其本身也具有智能處理的能力，能夠對物體實施智能控制。物聯(lián)網(wǎng)將傳感器和智能處理相結合，利用云計算、模式識別等各種智能技術，擴充應用領域。從傳感器獲得的海量信息中分析、加工和處理有意義的數(shù)據(jù)，以適應不同的需求，發(fā)現(xiàn)新的應用領域和應用模式。

　　二、物聯(lián)網(wǎng)技術近年來的最新發(fā)展應用情況

　　物聯(lián)網(wǎng)應用廣泛，遍及智能交通、環(huán)境保護、政府工作、公安安全、智能電網(wǎng)、智能家居、智能家居、智能消防、工業(yè)檢測、環(huán)境監(jiān)測、物流監(jiān)測、定位跟蹤、老人護理、個人健康、花卉栽培、食品溯源、敵情偵查和情報搜索等多個領域。其實是一個為我們服務，讓我們去感知物理世界、控制物理世界的網(wǎng)絡，它為我們提供了服務以及對物理世界的控制。物聯(lián)網(wǎng)的應用主要可分為監(jiān)控型(如物流監(jiān)控和環(huán)境監(jiān)控)、查詢型(如智能檢索和遠程抄表)、控制型(如智能交通和智能家居)，掃描性(如手機錢包和動態(tài)收費等管理和服務功能)，實現(xiàn)對萬物的“高效、節(jié)能、安全、環(huán)保”的“管、控、營”一體化。

　　目前智能電網(wǎng)、智能交通、智能物流、智能家居、環(huán)境與安全檢測、工業(yè)自動化、醫(yī)療健康、精細農(nóng)牧業(yè)、金融與服務業(yè)、國防軍事等各個行業(yè)均有物聯(lián)網(wǎng)應用的嘗試。

　　三、物聯(lián)網(wǎng)技術在安防領域的具體應用情況

　　物聯(lián)網(wǎng)作為新一代互聯(lián)網(wǎng)信息技術，在安防行業(yè)中起到了很好的作用。例如：物聯(lián)網(wǎng)用途廣泛，遍及智能交通、環(huán)境保護、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工業(yè)監(jiān)測、老人護理、個人健康等多個領域。這其中的任何一個概念，似乎都與“安防”兩個字有著密切的關聯(lián)。物聯(lián)網(wǎng)必將給安防行業(yè)帶來無窮的商機，這是毋容置疑的。專家預計，物聯(lián)網(wǎng)技術將會發(fā)展成為一個上萬億元規(guī)模的高科技市場。然而安防領域是互聯(lián)網(wǎng)應用的重要領域之一，隨著上海浦東國際機場的物聯(lián)網(wǎng)安防工程的全面投入使用，讓我們看到了物聯(lián)網(wǎng)進入安防領域的步伐正在加快。

　　物聯(lián)網(wǎng)安防是指：終端產(chǎn)品具有智能化、一體化，能夠連接多種無線傳感器，具有網(wǎng)絡平臺監(jiān)控報警服務功能，并且同時能夠通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸報警圖像和信息的安防系統(tǒng)。

　　新一代物聯(lián)網(wǎng)安防產(chǎn)品，具有體積小巧，造價低廉，集監(jiān)控、圖像分析、智能處理、前端存儲、警笛訊響、主動報警等多種功能于一體，物聯(lián)網(wǎng)可連接多個傳感器，能脫離電腦主機單獨運行。

　　物聯(lián)網(wǎng)技術在安防領域的運用，無處不在。當你在外面，一個短信就可以讓家中自動煮飯，或者自動打開空調以及熱水器;而身處智能家居環(huán)境中，當你回到家里，隨著門鎖被開啟，家中的安防系統(tǒng)自動解除室內警戒，廊燈緩緩點亮，空調、新風系統(tǒng)自動啟動，你最喜歡的背景交響樂輕輕奏起。在家中，只需一個遙控器就能控制家中所有的電器。每天晚上，所有的窗簾都會定時自動關閉，入睡前，床頭邊的面板上，你觸動“晚安”模式，就可以控制室內所有需要關閉的燈光和電器設備，同時安防系統(tǒng)自動開啟處于警戒狀態(tài)。

　　四、物聯(lián)網(wǎng)技術目前存在的問題

　　當物聯(lián)網(wǎng)技術在大展身手的同時，也面臨著一系列的待解的難題。在國內甚至全球，我們尚未看到物聯(lián)網(wǎng)大規(guī)模建設的案例，此外，行業(yè)壁壘和地域壁壘也限制著物聯(lián)網(wǎng)的規(guī)模發(fā)展。總體來看，物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展主要面臨著一些挑戰(zhàn)：

　　1、工業(yè)基礎。中國尚未形成物聯(lián)網(wǎng)應用條件下，物聯(lián)網(wǎng)的內容取決于現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，和國內行業(yè)信息基礎設施不完善，許多企業(yè)與西方發(fā)達國家相比仍然落后，所以國內相關產(chǎn)業(yè)的信息基礎發(fā)達程度和水平，短期內很難有新的突破。在現(xiàn)實生活中已可見物聯(lián)網(wǎng)的具體應用，如遠程防盜、高速公路不停車收費、智能圖書館、遠程電力抄表等，只不過這些僅是物聯(lián)網(wǎng)技術的鄒形，還尚未形成一個龐大的網(wǎng)絡。物聯(lián)網(wǎng)固然給我們構建了一個十分美好的藍圖，在未來，我們可以想象通過物物相連的龐大網(wǎng)絡實現(xiàn)智能交通、智能安防、智能監(jiān)控、智能物流以及家庭電器的智能化控制。但從目前全球狀況來，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展仍有眾多問題需得到解決。

　　2、技術水平。物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)鏈很長，與正處于發(fā)展階段的核心技術、產(chǎn)業(yè)化應用還有很大的距離，特別是在傳感器網(wǎng)絡，沒有工業(yè)化規(guī)模應用條件，傳感90%核心技術主要是在發(fā)達國家手中。

　　作為物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)源地，西方確實擁有較大的技術優(yōu)勢。

　　3、標準化工作。無論在國際還是國內，物聯(lián)網(wǎng)的核心架構，每一層的技術接口、協(xié)議都不規(guī)范，與各行業(yè)的互聯(lián)網(wǎng)應用和基本標準化工作相比，缺乏標準化的網(wǎng)絡應用的普及規(guī)模。另外，物聯(lián)網(wǎng)的建設成本較高，所以短期內，國內不存在大規(guī)模的應用環(huán)境。

　　4、安全性問題。在推進互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的同時，要特別注意其可靠性，安全性和隱私保護。物聯(lián)網(wǎng)社會活動，戰(zhàn)略資源基礎設施和居民居住在整個結構在全程相互聯(lián)系的網(wǎng)絡上，所有的活動和設施的理論透明度，一旦遭到攻擊，安全和隱私將面臨巨大的威脅。

　　因為國內物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展環(huán)境也具有一定的挑戰(zhàn)，因此短期互聯(lián)網(wǎng)應用主要集中在外地。應用并促進物聯(lián)網(wǎng)技術也需要創(chuàng)新，另外，這不是僅僅靠少數(shù)企業(yè)就可以完成，更多的是建立一個涉及產(chǎn)學研用產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，共同突破，產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟不僅是對物聯(lián)網(wǎng)技術包裝，而且還要選擇應用程序的切入點，通過物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)價值提升。

　　五、物聯(lián)網(wǎng)技術未來的市場應用前景和發(fā)展趨勢

　　1、物聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)的必然性

　　信息獲取、傳輸和處理是信息產(chǎn)業(yè)領域的三大支柱。信息產(chǎn)業(yè)的第一次浪潮是個人電腦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，其關鍵技術是數(shù)據(jù)處理技術;第二次信息產(chǎn)業(yè)浪潮出現(xiàn)的標志是互聯(lián)網(wǎng)技術走向實用化，其關鍵技術是信息傳輸。經(jīng)歷兩次信息技術的大發(fā)展后，以計算機采集與處理終端，互聯(lián)網(wǎng)為信息傳輸渠道的信息化格局基本形成，科學研究、工業(yè)生產(chǎn)、社會管理等諸多方面出現(xiàn)了方式的改變和效能的提高。

　　但不可否認一點的是，目前過多的信息資源需要人工采集，通過網(wǎng)絡對計算機以外的終端的控制與管理能力還很弱，還不能在信息世界里實現(xiàn)對物理世界的精確管控，還沒有將信息技術的最大效能發(fā)揮出來。究其原因，主要是信息獲取的手段不夠豐富，信息不夠全面，還缺少對現(xiàn)實世界信息的即時精確把握。而物聯(lián)網(wǎng)技術把感應器嵌入和裝備到電網(wǎng)、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統(tǒng)、大壩、油氣管道等各種物體中，按約定的協(xié)議，把這些物體連接起來，形成一種新型的網(wǎng)絡，進行信息交換和通訊，實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理。在這個網(wǎng)絡當中，存在能力超級強大的中心計算機群，能夠對網(wǎng)絡內的人員、機器、設備和基礎設施實施實時的管理和控制。在此基礎上，人類可以以更加精細和動態(tài)的方式管理生產(chǎn)和生活，達到“智慧”狀態(tài)，提高資源利用率和生產(chǎn)力水平，改善人與自然間的關系。因此它是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的新階段，是信息產(chǎn)業(yè)的又一次浪潮。從此，世界將從互聯(lián)網(wǎng)時代進入物聯(lián)網(wǎng)時代。發(fā)展到物聯(lián)網(wǎng)時代，信息產(chǎn)業(yè)的三大支柱領域都已經(jīng)得到了充分的發(fā)展。

　　2、物聯(lián)網(wǎng)受到各國政府、企業(yè)和學術界高度重視

　　物聯(lián)網(wǎng)被看作是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)與移動通信網(wǎng)之后的又一次信息產(chǎn)業(yè)浪潮。美國獨立市場研究機構Forrester預測，到2020年物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務與現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務之比將達到30:1，各國政府和企業(yè)紛紛看好其產(chǎn)業(yè)前景，包括中美國家在內的多國將其提升到國家戰(zhàn)略層面。我國在這次信息化浪潮中與世界保持了同步發(fā)展，迅速將物聯(lián)網(wǎng)提升到國家戰(zhàn)略地位，國家五大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中物聯(lián)網(wǎng)排在第二位。美國總統(tǒng)奧巴馬就職后，積極回應IMB提出的“智慧地球”戰(zhàn)略;歐盟“物聯(lián)網(wǎng)行動計劃”、日本“U-Japan”、韓國“U-Korea”計劃等都是利用各種信息技術來突破互聯(lián)網(wǎng)的物理限制，以實現(xiàn)無處不在的物聯(lián)網(wǎng);新加坡、中國臺灣等在內的國家和地區(qū)都已制定了“U”社會發(fā)展計劃。

　　物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為學術界、企業(yè)研究的熱點，國內外知名研究機構、高校和大型企業(yè)都紛紛加入到物聯(lián)網(wǎng)研究隊伍中來。在國內，中科院上海微系統(tǒng)所、中國移動研究院、公安部第三研究所等研究機構，清華大學、中國科技大學、上海交通大學、北京郵電大學等知名高校，中國移動、中國電信、華為、中芯微電子、南京三寶、遠望谷、新大陸、大唐電信等大型企業(yè)，都將物聯(lián)網(wǎng)作為發(fā)展方向，投入了大量的人力物力進行技術攻關。在國外，美國加州大學洛杉磯分校、麻省理工大學、奧本大學、俄亥俄州大學等很多大學都在開展相關研究工作，GE、IBM、Google、Intel、西門子、諾基亞、阿爾卡特、霍尼韋爾、博世公司等信息產(chǎn)業(yè)龍頭和傳感器設備巨頭等也加入物聯(lián)網(wǎng)研究與應用行列。

　　“物聯(lián)網(wǎng)”概念的引入，打破了之前的傳統(tǒng)思維，過去的思路一直是將物理基礎設施和IT基礎設施分開：一方面是機場、公路、建筑物，而另一方面是數(shù)據(jù)中心，個人電腦、寬帶等。而在“物聯(lián)網(wǎng)”時代，鋼筋混凝土、電纜將于芯片、寬帶整合為統(tǒng)一的基礎設施，在此意義上，基礎設施更像是一塊新地球工地，世界的運轉就在它上面進行，其中包括經(jīng)濟管理、經(jīng)營、社會管理和個人生活。

　　物聯(lián)網(wǎng)可以提高經(jīng)濟、降低了成本，物聯(lián)網(wǎng)將會廣泛用于智能家居、智能交通、環(huán)保監(jiān)控、智能電網(wǎng)、智能金融、智能消防、工業(yè)檢測、智能醫(yī)療、個人健康和其他領域的應用。物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)與移動通信網(wǎng)之后的又一次信息產(chǎn)業(yè)浪潮。有專家預測在未來10年內，物聯(lián)網(wǎng)就可能大規(guī)模普及，這項技術將會成為一個上萬億元規(guī)模的高科技市場。

　　目前國內物聯(lián)網(wǎng)總體還處于起步階段，為推進物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展未來5年將集中資源攻關共性關鍵技術，探索行業(yè)應用模式，實現(xiàn)科技創(chuàng)新。關鍵共性技術主要集中在無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點與傳感器網(wǎng)關、系統(tǒng)微型化技術、超高頻RFID、智能無線技術、通信與異構網(wǎng)組網(wǎng)、網(wǎng)規(guī)劃與部署技術、綜合性感知信息處理技術、中間件平臺、編碼解析、檢索與跟蹤以及信息分發(fā)等。結合物聯(lián)網(wǎng)特點，在突破關鍵共性技術時，研發(fā)和推廣應用技術，加強行業(yè)和領域物聯(lián)網(wǎng)技術解決方案的研發(fā)和公共服務平臺建設，以應用技術為支撐突破應用創(chuàng)新。從推廣應用行業(yè)來看，公共安全、智能電網(wǎng)、物流產(chǎn)業(yè)、智能家居、遠程醫(yī)療、環(huán)境監(jiān)測、精細農(nóng)業(yè)等行業(yè)將成為率先應用的領域。