我国物联网发展与应用分析

张坦通

（河南牧业经济学院，河南 郑州 450044）

我国物联网发展与应用分析

张坦通

（河南牧业经济学院，河南 郑州 450044）

本文介绍了物联网的概念、内涵以及发展历程，分析了国内外物联网发展的现状，并重点分析了我国物联网在发展与应用中所存在的问题，结合我国物联网发展的情况，提出了相应的对策和建议，意在为我国物联网的发展和创新提供参考和启示。

物联网；发展现状；技术应用

1 引言

物联网自诞生以来，得到了在世界各个国家的极大的关注，并被称为世界信息产业的第三次革命，物联网的概念是由美国麻省理工学院在1999年首次提出的，它以互联网为基础，利用射频识别（RFID）、电子代码（EPC）等技术，建立一个实现全球物品信息实时共享的实物互联网，即物联网，其实质就是“物与物相连的互联网”，其有两层意思：一是物联网是互联网的扩展和延伸；二是物联网终端可以延伸和扩展到任何物体，物与物之间、物与人之间能够进行沟通与连接。

目前，由于物联网技术的不断发展，物联网应用呈现多样化发展的态势，还没有一个统一的标准对物联网进行定义，但从其本质上可知，物联网是将种各种传感技术、网络技术和人工智能技术与自动化技术的聚合集成和应用，是现代科技信息技术发展到一定阶段的产物。物联网能够使人与物、物与物之间能够进行智能对话。随着现代科技的不断进步，物联网必将对人类的发展产生巨大的作用。

2 物联网发展概况

目前，对于物联网的研究和应用，世界各国都还处在初级阶段，关于物联网模型和物联网的关键技术等都还没有一个清晰和统一的界定，与物联网相关的技术协议和标准规范等也没建立成统一规范的标准体系。但是，近几年物联网在国内外各个国家的关注和支持下得到了快速的发展。世界各国逐渐把物联网作为国家战略、政策扶植的重点对象来对待。

2.1 国外物联网发展概况

美国在物联网产业上已有领先优势，特别在物联网基础架构、关键技术等遥遥领先于世界其他各国，在《2025年对美国利益潜在影响的关键技术》报告中将物联网列为六种关键技术之一。2009年，“智慧地球”发展理念得到了美国总统奥巴马的肯定，并很快在“智慧地球”计划中将物联网上升为国家物联网发展战略。同年2月，又在《2009年美国恢复与再投资法案》中提出将在与物联网相关的领域进行大量投资，例如智能电网、卫生医疗信息技术应用等领域，到目前为止，在军事、工业、建筑、农业、医疗和空间探索等领域，美国物联网已开始投入应用，欧盟出台一系列政策和措施来促进物联网技术的研发和应用，2009年，欧盟委员会提交了《欧盟物联网行动计划通告》，欧盟提出了加强对物联网的管理、推动欧盟物联网产业快速发展等14项建议。随后，又发布了《物联网战略研究路线图》，并系统的提出了物联网在航空、汽车、医药等18个主要应用领域和12个方面突破的关键技术与路径。目前，欧盟不仅开展物联网技术的研发，而且把物联网技术广泛应用于智能家居和智能汽车等众多领域。

日本提出把物联网的发展作为国家战略，在2004年，日本提出了“U－Japan”战略，其目标是把日本建成一个“在任何时刻、任何地点，任何物体和人都可受益于ICT”的社会。在灾难应对上，日本提出了救灾泛在环境感知与信息通信系统，此系统综合了射频RFID、短距离ZigBee、蜂窝移动、卫星通信等各种无线通信技术。2009年，又发布了“I-Japan”战略。强调了物联网在交通、医疗、教育和环境监测等方面的开发和应用。

韩国也通过国家战略来发展物联网，2004年，发布了“UKorea”战略，成立“U－Korea”策略规划小组，其目标是把韩国建成全球第一个泛在社会。2006年，推出“U—IT839”战略，将物联网作为三大基础建设重点之一。2009年，颁布了《物联网基础设施构建基本规划》，提出把物联网作为新的经济增长点来提高经济效益。2014年，又与新西兰电信商合作，重点在智能城市、智能汽车、车载信息服务和三大核心领域进行研究与开发。

2.2 我国物联网发展现状

面对物联网发展的巨大空间，我国也相继出台和制定了一系列的方针和政策，来促进和推动物联网的发展，并在全国范围内建成了一批物联网研发基地和产业联盟。2009年，在江苏无锡建立了国家传感器网络中心。2010年，物联网写入政府工作报告中，在报告中指出要加快发展物联网的研发与应用。2011年，发布了《物联网“十二五”发展规划》，明确了物联网发展的方向。2013年，国务院发布《关于推进物联网有序健康发展的指导意见》，提出我国要在核心技术研发与产业化、关键标准研究与制定、重大应用示范与推广等方面取得显著成效。

目前，世界各国正在积极地推动物联网产业的发展，物联网技术已经广泛应用于智能家居、智能工业、智能医疗和智能环保等领域，物联网市场份额正在不断地扩大，我国已经形成相对齐全的物联网产业体系，它涵盖感知制造、网络制造、网络与应用服务等类别，国内物联网产业现已初步形成环渤海、珠三角、长三角和中西部地区四大区域集聚发展的总体产业空间布局，其中，长三角地区产业规模位居四大区域之首。

3 物联网的关键技术

随着物联网的不断发展，物联网涉及众多的学科领域，它所采用的技术涵盖无线通信、RFID技术、嵌入式系统、传感控制技术、无线传感网络、中间件技术、人工智能、信息安全等多个方面，最主要的技术为传感控制技术、RFID技术、中间件技术、人工智能技术。

3.1 传感控制技术

传感控制技术的核心部件是传感器，它采集物质世界信息的关键部件，由大量传感器节点构成一个复杂的无线传感网络，在监控区域内，传感器节点能够实时的检测、感知和采集研究者所需要的信息，把信息处理后通过无线网络以无线的方式发送给研究者。

3.2 RFID技术

RFID即射频识别，RFID技术是物联网中重要的核心技术，其工作方式是射频信号以非接触式的方式自动地识别目标并采集相关数据。一个完整的RFID系统由三部分组成：标签、阅读器和天线组，目前，射频识别技术已广泛应用于需要采集和处理数据的领域，诸如交通、运输、医疗、防伪、设备和资产管理等领域。

3.3 中间件技术

物联网中间件是连接底层与上层数据传输的一个交互平台，它具有数据搜集、过滤、整合以及传递等特性，把采集到正确的对象信息传输到后端的应用系统。中间件的研究热点集中在以远程控制为基础的应用管理方式；同时支持多种传感设备的管理、数据采集与处理功能，已达到降低应用与硬件耦合性的目的；具备符合多种应用通用所需求的API集合；能够灵活地在不同平台间进行移植。

3.4 人工智能技术

人工智能是一门研究如何应用计算机软硬件来模拟人的某些智能行为和思维过程（如学习、推理、思考等）的学科，人工智能是计算机科学的一个分支，研究主要有人工智能理论、自动控制技术、智能信号处理和人机交互技术等领域。智能技术是物联网中的关键技术之一，它通过计算机对物品对象所包含的信息进行自行采集与分析。物联网就是要实现物体的智能化，从而实现人与物体的沟通和交流，甚至可以实现物体与物体之间进行信息的交互。

4 我国物联网应用中存在的主要问题

物联网的发展在给我们的工作和生活带来便利的同时，也存在着诸多问题。物联网技术在很多方面还需不断地改进和完善。目前，我国物联网应用中主要存在以下问题。

4.1 缺乏关键技术的突破

RFID技术是物联网中的关键技术之一，该技术通过计算机互联网来实现物品对象的自动识别和信息的交互。然而，我国在传感器芯片的研发上与国外还有一定的差距，国内RFID仍旧以低端为主，80%以上的高性能的传感器还需要进口，从技术到制造工艺，我国的传感器芯片都落后于欧美等发达国家。

4.2 在安全与隐私上存在威胁

在物联网中，RFID、传感器、二维识别码等技术都能够地自动识别和获取物品的关键信息，若不加以控制，物品信息就会很容易地被扫描、定位与追踪。物品信息的隐私很容易被窃取与暴露，使得人的隐私权受到不必要的侵犯。在信息的传输中，物联网一旦受到外部的威胁，将会导致不可估量的损失。

4.3 标准规范不统一

物联网在发展过程中，会出现传感和传输等各个层面的新技术，不同国家、不同地区的研发机构可能会制定各不相同的技术方案，按照自己制定的标准来进行研发，从而导致产品之间没有良好的兼容性，使得产品之间无法识别和感应，不能进行联网，因此，为了形成整合的商业模式，降低研发成本，要统一技术标准，制定统一的管理机制，由专门的部门管理协调，出台相应的政策法规。

5 结论

物联网是一个新兴的研究领域，目前对物联网的研究都还处于起步阶段，未来具有较大的发展空间。与欧美国家相比较，我国物联网的成长还有很长的路要走，今后应在以下几方面重点发展。

5.1 重点研究、突破关键技术

为了提高传感器、传感器网络和芯片等关键设备制造、数据处理等核心技术在国际上的竞争力，结合我国物联网发展的特点，我国应集中多方资源，联合开展物联网重大科技攻关，比如：建立以企业为主体、产学研用相结合的物联网技术创新体系。集中企业、高校、科研单位等资源优势共同推进物联网技术的研发，建设一批围绕关键核心技术研发的重点实验室、工程中心。

5.2 完善与物联网安全相关的制度建设

在物联网飞速发展的今天，信息的安全性和隐秘性将越来越受到国家的高度重视。因此，在物联网相关制度的建设中，要完善与物联网安全相关的制度建设，并不断细化与物联网相关的法律法规，使得有法可依。规范与物联网有关的准入制度，确保与物联网相关信息的安全。

5.3 加快物联网标准的制定

由于物联网技术涉及的领域众多，要在短期内制定出完全统一的标准在全行业应用是无法现实的，基于此种情况，一方面我们要做的就是在涉及物物互联互通的共性问题上尽快地制定出相应的标准，如国内物品统一的编码规则、网络寻址IPV6标准、物联网安全标准等。另一方面我国要积极地与在国际上处于领先地位的研究机构和相关企业加强交流与合作，构建开放式的物联网标准体系，推进我国与世界物联网产业的快速对接。

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1671-0037（2014）12-12-2

张坦通（1983.2-），男，硕士研究生，助教，研究方向：非线性电路与智能信息处理。