当前物联网技术应用分析

[提要] 当前物联网技术正处于迅速发展时期。本文介绍物联网技术的主要应用方向，指出物联网技术应用中所展现的优势和物联网技术应用的必然趋势，分析限制物联网技术应用的制约因素，并根据物联网自身特征，提出完善物联网技术应用的对策建议。

关键词：物联网；物联网技术；移动网络；网络安全

中图分类号：TP393.03 文献标识码：A

收录日期：2014年7月21日

物联网又称传感网，首次被提出是在1999年美国召开的移动计算机和网络国际会议上。物联网就是将各种信息传感设备与互联网结合起来而形成的一个巨大网络。具体来说，物联网是一个基于互联网、传统电信网、移动设备网等信息承载体，建立互联互通的网络平台，使所有能够被独立寻址的普通物理对象相互连接。

物联网技术有三个重要方面：1、传感器技术：这也是计算机应用中的关键技术。现在绝大部分计算机处理的都是数字信号。自从有计算机以来就需要传感器把模拟信号转换成数字信号计算机才能处理；2、传感器技术：融合了无线射频技术和嵌入式技术为一体的综合技术，在自动识别、物品物流管理有着广阔的应用前景；3、嵌入式系统技术：是综合了计算机软硬件、传感器技术、集成电路技术、电子应用技术为一体的复杂技术。

上述物联网技术在应用过程中表现出如下特征：1、网络交互特征。物联网的核心内容就是物与物、人与物之间的信息交互，虽然终端总是呈现多样化。但终究还是在互联网基础之上延伸和扩展的一种网络；2、感知识别特征。现在一般采用在各种物品上植入微型感应芯片等方法，利用射频识别、二维码、传感器等感知，进行信息采集和获取；3、信息交互和共享特征。将物体接入信息网络，利用各种通信网络，进行信息交互和共享；4、智能处理特征。自动把获取到的信息传输到信息处理中心，然后对海量数据和信息进行分析后处理。

一、物联网技术的主要应用

我国于2009年正式提出建立传感信息中心，之后许多省市都快速发展物联网技术在诸多领域中的运用。但很长时间里，物联网概念几乎家喻户晓，看似发展迅速，实则缺乏理性且进展缓慢。随着2013年的《国务院关于推进物联网有序健康发展的指导意见》和《物联网发展专项行动计划》，才标志着物联网发展政策顶层架构设计基本完成，同时意味着物联网迈入实质性发展阶段。主要应用在以下方面：

（一）物流管理。当前物联网运用主要集中在生产领域和物流领域。特别是在物流领域，物流公司与物联网关系十分密切，通过物联网建设，企业不但可以实现物流的顺利运行，城市交通和市民生活也将获得很大的改观。物联网技术的应用将极大地提升物流的效率。不但可以减少仓储物流、人力成本、货物装卸等物流成本。而且贯穿全覆盖的物联网，可以使得整个供应链精准、透明和高效，实现了传统物流所不可能完成的目标。根据物流行业协会的2013年行业调研报告显示，中国物流行业物联网设备增长幅度超过60%，物流作业状况的物联网管理系统增幅在26%。物联网技术设备得到广泛运用。物联网技术对配送过程的透明化管理和信息追踪，效果十分显著。电子标签拣选系统出货量增长35%以上。物联网智能搬运系统在自动化物流中心的应用也很多，增长率在28%以上。在货物出入库方面，物联网系统根据信息指令对货物进行智能堆码跺，也是物流技术装备物联网技术的主要领域。总之，2013年是物联网在物流领域内高速增长和发展的一年。

（二）城市管理。随着网络化的普遍实施与发展，在城市建设、转型、发展已经演化成了动态时间管理和静态部件管理。城市管理迫切需要新的指导思想和综合解决方案。由于城市管理涉及不同网络、多个部门间的协作，因此必须建立一个综合的业务管理平台，通过充分运用通信技术手段感测、分析、整合城市运行核心系统的各项关键信息，有效地将各种应用集中于一个系统，在此基础上为市民提供更加综合的服务，而物联网技术，恰恰能够有效解决城市发展中遇到的各种问题。在物联网技术的支撑下，在“数字城市”和“智慧城市”的理念指导下，我们通过传感器节点和城市基础设施感知环境、状态、位置等信息，在城市管理中所采集的分散、独立图像进行并网，进行远程的业务管理、监控、存储以及传输。把信息应用平台与各指挥中心的资源密切联系起来，有指向性地进行网络资源的连接和信息融合。在城市建立了EPC信息港、电子商务平台，构建了城市信息管理系统。在政府、企业和科研院校信息共享的基础上，进行科技、业务和应用创新，不断促进城市各个关键系统和管理者和谐高效地协作，为城市发展提供源源不断的动力，解决各种问题。目前，北京、上海等一些大城市已经在城市天然气、水、电网监控及应急处理、广告牌无线远距离识别管理系统、停车场智能监管系统、环卫作业车辆管理系统、危险源数据采集及监管系统等方面采用物联网技术管理城市，收到了良好的效果。

（三）智能交通。近些年交通拥堵、尾气排放、交通安全形势严峻，迫切需要借助新技术手段来改进。物联网技术可以大大改善现有状况，感知技术采集各种道路交通及各种服务信息，传感器将上述信息上传到处理中心，经过交通管理中心集中处理后，出行者可以进行实时的交通方式和交通路线的选择；交通管理部门可以自动进行交通疏导、控制和事故处理；运输部门可以随时掌握所属车辆的动态情况，从而实现了对交通环境和车辆的调整管理。这样，路上交通就会处于最佳状态，可以改善交通拥挤，提高路网的通行能力和生产效率，同时也可以减少交通事故发生，增强交通的安全性和机动性。在各终端上加装气体检测、温湿度监控和光控仪等多种传感器还能实时检测路面信息、汽车尾气情况和能见度等。与此同时，物联网也可以在公交系统的智能化中发挥作用，将传统公交站牌换成电子站牌，在公交车上安装GPS，各个站点设LED电子站牌，安装交通服务热线，建立移动掌上公交短信查询系统等多种渠道的公交车信息网络体系。这样既节省了时间，又最大化利用公交资源。

（四）移动通信。移动通信网络发展，大体可以分成三个阶段：1、传感网阶段：传感器+近距离无线通信，只能实现物与物之间按需进行的信息获取、传递、存储等服务；2、M2M（Machine-To-Machine）阶段：机器对机器的无线通信，存在以下三种方式：机器对机器，机器对移动电话（如用户远程监视），移动电话对机器（如用户远程控制）属于移动运营商无线网络低速平台。M2M应用可以遍及电力、交通、工业控制、零售、公共事业管理、医疗、水利、石油等多个行业，对于车辆防盗、安全监测、自动售货、机械维修、公共交通管理等，可以说是无所不能。目前，中国移动的M2M发展非常好，在全国部署了420万台M2M终端，几乎所有大、中城市展开了M2M的业务；3、物联网阶段：物质实体中部署具有一定感知能力、计算能力和执行能力的嵌入式芯片和软件，使之成为“智能物体”，同时内置移动通信模块，通过移动网络设施实现信息传输、协同和处理，从而实现物与物、物与人之间的互联。我国处于物联网初级阶段。目前，上海移动率先成为首先运用物联网技术，为多个行业客户定制打造具有不同针对性的整套无线综合应用解决方案，包括数据传输、采集和业务管理等多个方面。如今移动网络进入4G时代，几乎所有可以在互联网平台上实现的业务都可以在4G网络上运行。随着4G网络的普及，进入TD-LTE时代后，直接促进智能办公、家居系统通信技术，从有线升级到无线，既省钱，还省掉了布线的麻烦，为无线遥控操作提供了保障。用户可在飞驰的汽车上开高清视频会议，智能系统分析各种商业数据，决策支持系统直接提供多套可行方案；也可迅速传输大文件（如X光片），为医生远程会诊支持，农村社区也将更加容易地建设远程医疗中心，医生可通过视频会议为病患“看”病……。可以预见，随着移动通信网络技术的发展，物联网技术必将得到更为广泛、深入的应用。

二、物联网技术应用的制约因素

目前，我国物联网技术应用处于发展的初级阶段，纵观物联网技术应用的现状，它必定有着广阔的发展空间，只是现在还受到诸多因素的制约。

（一）技术落后。这是制约物联网发展水平的决定性因素。目前，在物联网技术中，相对已较为成熟，商业化程度比较高的是卫星定位技术和网络传输技术，但作为物联网技术核心的RFID和传感器技术，还未能产业化、规模化。而且，我国还没有掌握物联网中的核心芯片和传感器技术，在这个领域的整体技术水平相对落后，尤其是在传感器、智能通信、智能控制、批量数据处理、核心芯片等技术上，仍然落后于欧美等发达国家。还有很大的提升空间，应用过程中存在不少问题和障碍，解决方案还需要进一步完善。同时，技术落后还导致我国物联网产业规模小而分散，没有形成成熟的商业模式。

（二）物联网技术缺乏统一标准。物联网技术的建设包括对各种资源建立一个规范统一的编码，信息的采集渠道和方式要规范、通畅、稳定，要科学、合理、深入地研究各种工作流程方式。标准不统一，影响物联网的推进。现有各行各业的管理信息系统中，对物品的编码结构形式各异，对构建互联互通的物联网带来了很大的障碍，这是物联网技术应用所面对的难题。

（三）安全问题。物联网技术应用要求信息化，需要信息的开放，而安全性要求信息的独立，因此需要做到信息化和安全性的统筹兼顾。由于物联网是由大量设备构成，所以影响通信网络、传统网络、移动网络的安全。在物联网技术应用中，如果网络安全无保障，那么个人隐私、物品信息等随时都可能被泄露。而且如果网络不安全，物联网的应用为黑客提供了远程控制他人物品，甚至有造成危害社会公共安全的可能性。

（四）法律法规不完善。物联网法律问题的复杂性在于和我们生活的方方面面结合所产生的复合性问题。物联网建设涉及到交通、环境、政府工作、公共安全、财务安全、个人健康和情报搜集等多个领域，完善它需要多种力量的整合。当前，物联网法律法规不完善，这些新型问题是对现有法律体系的挑战，同时并不排斥复合传统的法律。传统法律体系中的侵权、违约、个人隐私、公共安全等问题全部都会再现，物联网法律法规的不完善又会在其中得到延伸。

三、完善物联网技术应用的对策建议

（一）技术和标准方面。由政府部门牵头，组织有关科研教育单位的专业力量，制定物联网建设和应用的具体计划。这样有利于政府结合各种资源，建立统一的物联网技术标准。同时，推动高校联合、委托高校定向培养、组织专家研讨会、互派学习，加快物联网技术专业人才体系的建设。研究增强政府、高校、企业之间的合作，形成产学研合作的良性循环。这样，既解决了物联网成本高、标准不统一、人才缺乏的问题，高校也可以在物联网技术应用的单位或部门建立教育基地、实践基地等，有针对性地进行培养专业的物联网人才；同时理论联系实际，促进物联网专业建设，提高我国自主物联网技术的发展，降低物联网建设、改造和应用的成本，解决物联网在实际操作中存在的具体问题，也为教育部门提供有价值的参考依据。

（二）安全方面。首先，建立一个远程的设备控制操作管理的平台，对于那些节点被破坏的，网络之中能够自动地愈合，网络相关的功能也就不会受到任何影响；其次，由于物联网终端类型过于多元化，加之分布广泛、节点移动性、网络异构性和业务复杂性等特点。我们可以施行身份认证以及访问限制的有机组合进行控制。同时，使用云计算技术，用云储存来存储物联网那些海量资源数据；最后，在加密环节上，可以仅在感知和应用端产生明文，在网络中的其他节点都是密文传送，减少信息泄漏的节点，同时对于感知对象以及传感设备方面可以适当地进行互相的认证，在合法的情况以及环境之中才能够顺利地进行。这样针对物联网技术特点，从安全层面上可以保障了物联网的有效应用。

（三）法律法规方面。建立物联网核心技术的知识产权保护的相关法律。保护知识产权就是保护企业的合法利益，法律就是保护这一利益的最有效的手段。保护物联网的知识产权就是保护物联网企业的利益和生产研发积极性的有效措施。与此同时，也要加强保护个人隐私方面的法律规范。防止个人隐私信息被随意取得，避免人们担心隐私泄露而拒绝接受物联网的可能，这就要靠国家出台相应的法律政策，鉴于法制在我国的不断完善和人们法律意识的不断提高，相信相关法律的出台将为这一问题的解决提供方案。

主要参考文献：

[1]刘云浩.物联网导论[M].科学出版社，2010.12.1.

[2]中国物联网2013研究报告.中国物联网产业推广中心，2014.3.

[3]2012-2013年中国物联网发展年度报告.新华社，2013.9.

[4]刘强.物联网关键技术与应用.计算机科学，2010.6.

[5]梁军.从数字城市到智慧城市的技术发展机遇与挑战.地理信息世界，2013.1.

[6]辜胜阻.当前我国智慧城市建设中的问题与对策.中国软科学，2013.1.