物联网技术应用创新发展方向探索

张吉沅

(山东省淄博市工业学校 山东淄博 255400)

物联网又称为“物与物之间的互联网”，是通过互联网信息技术将物与物之间建立起联系，实现物与物之间的对话和交流。物联网是继计算机和互联网之后的第三次技术发展浪潮，它以传感器、数据存储与分析技术为核心，融合了众多学科理论、工程技术以及工商业应用。物联网技术是多种计算机技术、信息技术相互作用下的一种全新的信息化认知模式与实践应用模式。它是在互联网技术基础上的拓展和延伸，打破了传统的信息思维，开启了新一轮信息技术的深入应用浪潮。我国对物联网技术的发展给予了极大重视，已经将其列入了长期科学发展规划中，并密切关注云计算、物联网、人工智能等新兴技术产业，努力推动该产业与现代制造业的融合，将其作为竞争高地。然而，由于我国物联网起步比较晚，标准、技术体系等方面还有很大的提升空间，这也为物联网技术的创新发展提供了无限可能。[1]

一、物联网的核心技术和特点

（一）核心技术

物联网形式上具有多样性，技术上具有复杂性。根据其与信息之间的关系，其技术核心可以从四方面进行阐述。

其一，感知识别层。其所代表的技术是沟通物理世界与信息世界的关键枢纽，该技术主要包括射频识别（RFID）、无线传感器等，能够促进信息自动生成。其中，射频识别可以让物品“开口说话”，它存储着规范且具有互动性的信息，可以借助无线通信网络汇总到中央信息系统，实现物品的识别与管理。无限传感网络是借助传感器完成对一系列信息的获取活动。

其二，网络构建层。该层次主要将下面一层的感知识别层设备接入到互联网中，实现上下层衔接。无线网络随时都在提供网络接入服务，根据不同的环境，设计相对应的广域网、局域网和个域网来进行配对融入。

其三，管理服务层。该层次主要以计算机和海量存储技术为基础，收集、归纳和汇总大范围数据，为上层行业应用提供智能支撑平台。目前，管理服务层主要涉及到运用大数据技术挖掘和储存数据，保护信息安全和隐私不被泄露。

其四，综合应用层。综合应用强调以用户为中心，包括在线游戏、社交网络、视频点播、智能交通、药品安全监管、物流仓储等，随着互联网的不断发展，应用范围也不断扩大，并逐渐向多样化、规模化趋势靠近。[2]

（二）特点

其一，终端规模化。由于物品种类的繁多，每一个物品都具备了通信功能，成为网络的终端，其规模也就越来越大。其二，感知识别普适化。近年来，自动识别和传感网技术发展十分迅猛，扩展了物联网技术的应用范围。人们在衣食住行中都有物联网技术的影子。其三，异构设备互联化。异构设备主要指传感器、手机、笔记本电脑、不同型号和类别的RFID标签等，这些异构设备在运行不同协议的过程中，可以通过“网关”进行联结，让网络之间的数据信息融会贯通。其四，管理处理智能化。管理服务层中海量数据存储、有规律的组织以及检索等各种决策手段会涉及到运筹学、数据挖掘、机器学习等，提高了管理服务的智能化。其五，应用服务链条化。以一个工厂的运行为例，物理网技术可以渗透到原材料输入、生产安排、节约能耗、智能物流、产品经销、售后服务等各个环节，使整个工厂的信息化程度有所提升。同时，它还会波及到上游与下游产业的发展。

二、物联网技术现有的应用发展

从1999年提出到现在，物联网技术发展已经历经了二十年的历程，并从迷茫逐渐走向成熟。特别是近几年，随着互联网和信息技术的迅猛发展，物联网技术进入了一个新的发展时期，不再停留在单纯概念和设想阶段，开始向人们的日常生活渗透，改变着人们的生活方式、工作方式和思维方式。[3]

例如，我们经常在美国好莱坞的科幻大片中看见一些智能化、科技化的场景。随着物理网技术的普及，这些场景已经走进人们的日常生活，像虹膜识别、声音识别技术，在考勤记录、登录系统和验证身份中开始出现，经常应用的手机软件也能看见这些技术的身影。再比如，在金融行业中，“刷脸”支付或“指纹”支付成为2019年支付系统最热门的话题。该功能主要依靠脸部识别和指纹识别系统，自动地将用户个人信息与账户设置信息相关联，简化交易过程，提高便捷性。除此之外，物联网技术也同样应用于健康领域，像日本推出的智能马桶，可以通过检测与分析使用者的排泄物，生成血压、体温等各项指标报告。对于身处快节奏社会环境的人们而言，他们可以及时掌握自身健康情况，并实施动态化监控。当然，除了大众熟知的共享单车和汽车、智能物流、自动售货机、定位系统等，比较典型的应用还包括水电行业的无线远程自动抄表系统、智能医疗系统、食品安全与防伪系统、智慧城市系统以及家居监控系统。物联网技术在发展与应用的过程中，对技术有着很高的要求，这也是促进物联网向前实现大跨越的重要推动力。

三、物联网技术未来应用创新发展方向

（一）向人工智能进军

人工智能是当下社会科技发展的主流趋势，实现智能化也是我国科技战略中的首要任务。有金融媒体研究预测，物联网行业中人们都一致认为到2023年，全球83%的AI芯片都将供给物联网设备（如汽车、智能音箱、智能手表及农业设备等），促进该领域的智能化。反过来，物联网在这些领域中的应用将推动人工智能市场的增长。到2030年，人工智能干预下我国经济将为全球经济带来15.7亿美元的增长量，逐渐向第一大经济体靠近。

可见，物联网技术发展将深刻地影响人工智能的应用，它的渗透可以实现从遥测遥感遥控，再到自动调节，最终到智能调节的发展变化。同样，人工智能作为“大脑”的思考又会为物联网技术增添生命活力，使大量设备所收集到的海量数据能够得到快速的处理与分析，将设备的简单连接升级为智能连接。

（二）向自动驾驶进军

众所周知，交通是一个国家最重要的基础设施，更是支撑经济发展的大动脉。然而，人口的急剧增长带来了巨大的交通压力，同样增加了交通事故发生的概率，严重影响到人们的出行与生命安全。目前，智能交通发展已经开始起步，像高速公路ETC的自动收费，缓解了收费站的车辆拥堵。当然，智能交通并不只限于这一项追求，自动驾驶将物联网在交通领域的应用推向了高潮。现阶段，各个公司的自动驾驶汽车上路试验正在如火如荼地开展。预计到2040年，自动驾驶汽车将规模化、系统化投入使用。在2019年的GDU技术大会上，芯片大厂英伟达CEO Jensen Huang曾透露，基于云的自动驾驶汽车仿真平台已经推出。此外，各类科技人才也开始为无人驾驶出租车服务助力，以实现百万自动驾驶汽车的上路。

（三）向5G全面覆盖进军

移动通信从面向个人通信的1G、2G、3G、4G以十年一代的速度发展到现在，终于迎来了5G时代，为实现产业互联网和智慧城市带来了曙光。物联网是指每平方公里至少100万台设备连接。5G的特性使其能够真正支持“万物互联”。此外，无人驾驶的应用离不开5G网络的覆盖，它的最大优势在于极高的数据传输速率，可以大大提升物联网的使用体验。换句话说，5G网络“专为物联网而生”。可见，物联网技术的未来发展方向与5G网络息息相关。除了无人驾驶外，物联网技术在智能城市建设中也同样离不开5G网络，在两者的相互作用下，这将为城市交通和公共事业带来极大的帮助。此外，在教育领域，5G技术可以让人们直观地了解生物中的微观世界、宏观天体的运行、古代历史场景，以及应用于医生的职业培训等。[4-5]

（四）向金融安全领域进军

在网络不断发展的今天，虽然给人们生活、工作和学习提供了极大便利，但也带来了一定的安全隐患，时刻存在着个人隐私、企业机密被泄露或攻击的风险。金融安全属于其中最典型的一项，它是国家安全的重要组成部分。金融安全的维护关系到我国经济社会发展的全局，属于一项战略性、根本性事件。特别在新冠肺炎疫情爆发后，疫情蔓延与金融风险共生，疫情防控与金融竞争并存，金融领域安全性脆弱的弊端逐渐浮现出来，同时也加深了对金融安全维护的深度思考。现阶段，物联网技术在金融安全维护方面还存在着信号受干扰的可能和恶意入侵的危险。因此，加强金融领域的安全防护将会一直是物联网技术未来应用的方向。通过金融数据分析、安全服务体系建立、数字加密证书的使用，一方面利用海量数据进行关联分析，结合网站自身情况，精确定位网站问题，给出威胁情报，应对未知威胁，另一方面建立多重安全防护机制，有效抵御各类型攻击，提供漏洞防护及大流量攻击防护，及时感知网站运营状态，保障网站服务安全。

四、结束语

综上所述，物联网技术作为第三次技术发展浪潮，是社会发展的核心技术力量。虽然物联网技术在生活各个领域的应用比较广泛，但随着各种技术和网络的不断发展，它仍然有极大的发展空间，这也正是科技人员不断研究、创新与实践的方向。