基于物联网的技术思想与应用研究

王雨朦

（重庆信息通信研究院 重庆 400000）

0 引言

结合物联网的定义，可将其视为泛在网的应用方式之一，满足不同物理对象间的信息交互需求，提供更便捷的综合服务。随着物联网研究的深入，物联网技术呈现出多样化发展趋势，涵盖云计算、射频识别传感器等关键技术，推动了物体的智能化发展，形成了独有的物联网技术思想，在现代化城市建设中，物联网技术思想在不同领域内发挥着重要作用，为智慧社会建设提供技术支持。

1 物联网关键技术

物联网的构建需多项技术协调配合，其关键技术包括以下几种：

1.1 射频识别技术

该技术利用无线射频技术，通过阅读器采集标签信息，实现物品信息的有效交互。射频识别的实现主要依托于无线电信号来完成，在无线电信号的帮助下精准识别指定对象相关信息，通过射频识别技术无需直接接触即可完成数据获取与主动识别，使数据采集更为高效。射频识别技术是物联网重要感知节点，通过多个感知节点的结合能够构成完整的区域物联网结构，当指定对象进入物联网射频信号覆盖区域后，能够实时捕获指定对象特有的电磁信号，通过接收解读器进行信号接收，并将所接收到的电磁信号传输至处理设备，对电磁信号进行处理后即可获得相关信息。射频识别技术具有耐用性高、设备微型、数据识别精准的特征，且能够在雨雪、大雾天气下正常运行，可靠性较强。

1.2 传感器技术

根据物品信息采集需求，在物品中安装不同类型的传感器，采集各项物品信息，如温度、湿度、压力等。在整个物联网技术体系中，传感器技术主要承担着大部分信息采集任务，属于物联网技术的基础。现阶段传感器设备逐渐趋向智能化、精准化、小型化发展，力图在更多场景中发挥效用，且随着物联网技术的进步，传感器灵敏度大幅提升，迟滞性得到优化，当检测对象状态或参数发生变化时，通过传感器技术能够迅速掌握状态或参数的变化信息。传感器设备多依托于无线网络布置，因此不受有线线路分布影响，并在应用时具有部署灵活、组网简单的优势。

1.3 云计算技术

基于云计算技术构建物联网平台，整合采集的数据信息，为物联网的应用提供支撑。随着技术的发展，目前5G技术商用为物联网的普及提供支撑，进一步提高物联网中信息交互速率，缩短信息传输响应时间[1]。物联网运行期间需接收并分析诸多数据信息，同时，为避免数据信息混乱，物联网体系内各个对象均具有唯一信息标识，以此便于数据信息的检索，这就数据信息愈发庞大，因此，物联网系统运行时，需结合实际情况构建相应数据库，通过云计算技术搭建资源中心，使物联网内数据信息均可有序应用。云计算技术在物联网中具有不可替代的作用，为确保云计算效果，需设置功能强大的云端计算机，使云计算技术在物联网系统内充分发挥出自身价值。

2 物联网的技术思想

2.1 多域融合共享

在物联网的信息交互作用下，可将多域资源进行整合，为用户提供更全面、多样、优质的服务。需要注意的是，多域融合共享是指多个网络域的信息共享，在此基础上，衍生出更多样的服务内容，提供不同融合业务，而非简单的多个网络域整合成一个网络域。在多域融合共享技术思想支持下，物联网建设可减少低端重复建设项目，企业单位可打造覆盖范围更广、适应性更强、更便捷高效的物联网平台。此类物联网平台建设的基础为异构网络，通过网络域间的有效融合，实现物联网平台的各项功能[2]。例如，物联网融合平台可整合家庭网络、广电网络、电信网络、移动网络、传感器、RFID（射频识别技术）网络及办公会议网络等各项网络域，为用户提供数字电视、计算机资源共享、智能电话会议、物流管理、无线连接及家庭智能管理等服务，扩大物联网的业务范围和服务功能。

总的来说，多域融合共享功能包括以下3项：（1）服务融合：将各类网络服务信息融合共享，如在固话服务和移动网络服务中共享用户的相关信息，如用户名称、用户的电话号码等信息；（2）业务融合：拓展业务类型，由物联网为用户提供多项业务，如视听业务、语音业务等；（3）市场融合：遵循市场发展趋势与市场机制，整合物联网通信、各类产品与服务内容，推动产业融合发展。为实现上述多域融合共享功能，需网络域的各项要素融合，包括以下内容：①设备融合：基于服务、业务融合需求，物联网设备应具备更全面的功能及性能，一体化感知各项信息，提高服务与业务融合质效；②网络融合：用户可使用不同网络终端连接物联网平台，如移动终端、PC终端等，并做到号码和账单有且只有一个，便于用户管理网络账号；③平台融合：将各类服务、业务及管理平台整合，用户可进行跨平台操作，实现多平台统一认证[3]。

2.2 泛在综合服务

物联网的本质是利用各项先进信息技术，如射频识别技术、传感器技术等，全面采集世界各地的所有物理对象的信息，对物理对象实施数据化处理，并在一定程度上为物理对象赋予生命，使物体能够“表达”与“行动”。在此基础上，可明确物联网的技术思想为通过泛在网络共享物理对象相关信息，以提供泛在服务，表现出泛在综合服务特点。在泛在综合服务中，物联网以网络融合为基础，实现网络智慧化建设，依托于网络信息化呈现物理对象的各类信息，并通过信息交互，支持物理对象间的“交流”，无需人类实施干预，该思想为物品自动识别的基础。在物体与物体间信息交互的支持下，为用户提供多样服务，显著提升服务质效，避免人工参与引发服务的不确定性[4]。例如，在电网建设、公路建设等工程项目中，嵌入传感器设备，可准确获取各类物理对象信息，为工程项目建设提供可靠资料，规避人为操作带来的偏差。

截至2020年，物联网业务和人与人互联业务的占比已超过30，物联网终端数量呈指数倍增长。相关数据统计表明，预计到2035年，物联网终端数量将超过数千亿个；预计到2050年，物联网业务将广泛存在于生产生活中，真正实现泛在化发展。

3 物联网技术思想的应用

综合上述分析可知，物联网技术思想对服务、业务完善提供指导，可为生产生活提供更多便利。在物联网平台建设与物联网技术开发中，技术人员应遵循物联网技术思想，以共享融合和智慧发展为导向，发挥物联网技术优势，推动行业智慧化发展。

3.1 建立完善技术体系

在物联网技术思想应用中，技术人员应根据服务、业务融合需求，建立完善技术体系，为物联网平台开发设计提供指导，保障各项泛在综合服务的可靠供给。细化来说，结合上述物联网技术思想内容，技术人员可构建7个层次的物联网平台技术体系，具体如下：（1）物品层：负责整合物联网平台采集的物理对象；（2）感知层：负责连接各个物理对象，并感知物理对象的相关信息；（3）融合层：负责融合多个网络域，共享网络域的各项资源；（4）数据层：负责融合物理对象感知的信息数据，并对数据进行智能处理；（5）服务层：负责融合各项网络业务与服务；（6）管理层：负责统一门户及身份认证等管理工作；（7）用户层：负责用户信息管理、账号管理等工作[5]。在明确物联网平台技术体系的基础上，技术人员可根据物联网平台的不同应用场景，选择合适的设备与工具，合理部署各个层次，完成物联网平台的构建。

在未来的发展中，物联网平台会进一步扩展，全面覆盖生产生活的各个物理对象，真正实现万物互联。而在物联网平台拓展技术上，需构建更高层次的物联网平台技术体系。结合用户的服务需求、物联网的应用场景及产业结构特点，以商务应用场景为例，分析更高层次的物联网平台技术体系模型。该模型建设的目的在于构建物联网融合贡献平台，管理各项用户业务与服务，实现服务的智能化管理。在此基础上，可根据智慧服务管理需求，构建4个虚拟融合平台，用于融合网络资源、物理对象信息、服务业务及终端。用户可利用不同终端，在同一身份认证下通过同一门户进入物联网平台，获取物联网平台的各项资源，选择所需的服务或业务，为用户提供诸多便利。

在用户利用智慧服务物联网平台的过程中，基于平台统一管理与运行特点，物联网平台的服务供给者可共享各项物理信息与资源，实现业务与服务的不断创新，提供泛在综合服务；物联网平台的运营者可根据服务需求和应用场景等要素，开放性经营服务；物联网平台的用户可获取所需的各项智慧服务，实现三者共赢，既可推动企业发展，便于政府服务，也为用户的个人生活与工作提供便利，有助于智慧社会建设[6]。

3.2 构建智慧服务系统

在明确物联网平台技术体系的基础上，技术人员应严格按照技术体系标准及物联网平台的应用场景，明确物联网平台的各项功能需求，制定相应的智慧服务系统，发挥物联网平台的优势，落实物联网技术思想。以某高校构建的智慧校园服务系统为例，物联网平台的服务供给者为高校和社会企业；物联网平台的运营者为高校；物联网平台的用户为高校师生。在智慧校园服务系统建设中，各个层次的部署如下。

（1）物品层。在高校宿舍、教学楼、图书馆、体育馆等场所应用射频识别技术或传感器技术，以高校师生、教学楼、图书馆等为物理对象，收集各类信息，为业务服务开发提供支持。

（2）感知层。采集高校宿舍、教室、图书馆等各类信息，如宿舍入住状况、校园网络状况、教室使用状况、图书馆书籍借用状况、高校档案状况等，全面感知物理对象的各类信息。细化来说，感知层的物联网技术应用方式如下：利用无线射频识别技术开发移动校园卡，与运营商及科技企业合作，开发智慧校园APP，学生可通过智能手机享受智慧校园系统的各项服务；在图书馆的藏书中安装被动式射频标签，标签涵盖图书名称、书架位置及借阅信息等内容，在感应器、归还设备支持下，学生可自动完成图书的查找、借阅与归还等操作；在高校仓库的物资中设置电子标签，标签涵盖设备规格、历史使用信息等，实现设备智慧管理。

（3）融合层。融合校园局域网、因特网、通信网及移动网等网络，便于信息共享与业务服务融合。

（4）数据层。将物理对象的各类信息进行整合与分类，深入挖掘各类数据信息的内涵，为业务、服务供给提供支持。

（5）服务层。根据智慧校园建设需求，开发各类服务业务，包括教学服务、网络服务、教务支持服务、部门协同服务、宿管服务、财务服务、图书馆服务、就业指导服务、职称评审服务、网上招聘服务、学生离校服务、校友管理服务、学生资助服务、校园卡管理服务、实物档案管理服务等，为师生的教学、科研、生活提供便利。

（6）管理层。以师生的职工号、学号、手机号码等作为统一身份认证的账号，用户通过统一身份认证平台登录智慧校园服务系统。

（7）用户层。管理师生的账号信息，如账号注册、账号密码更改、账号注销等服务。

同时，在智慧服务系统建设的基础上，技术人员根据物联网技术体系的拓展趋势，依托于更高层次的物联网技术体系模型，构建物联网科技园智慧服务商店，通过高校与其他社会结构的合作，实现智慧服务系统与其他物联网平台相融合，为师生提供更多样的智慧服务。例如，与医院合作构建智慧健康平台；与物流企业合作构建智慧物流平台；与社区合作构建智慧社区平台；与交通部门合作，构建智慧交通平台；与科技企业合作，构建会议管理平台，丰富泛在综合服务内容。

3.3 多领域融合渗透

物联网在现代化背景下日渐成熟，现已在各领域内的得到广泛应用，例如：以物联网为核心构建智能交通体系，实现红绿灯间隔的智能调整，此外，在智能灯光调节、个人健康检测等方面，均应用了物联网技术。自互联网出现以来，物联网逐步构建，在明确物联网技术思想基础上，从不同角度挖掘物联网的功能作用，在现代城市规划建设中，物联网技术已成为关键技术，现已无处不在。

除上述智慧校园服务系统外，物联网还在更多领域中发挥自身价值。例如：（1）运用物联网传感器，为机场、车站等人流量较大的公共场所内构建防入侵的系统，布置几万个各类传感器作为物联网传感节点，对公共场所数据信息进行采集探测，最大限度保障公共场所的安全性，避免不法分子入侵而造成违法袭击行为。（2）将物联网技术思想应用到门禁系统内，根据区域性质设置门禁模块，相较于传统门禁技术，运用物联网设置门禁系统能够大幅减少成本，并使门禁系统更为智能，门禁识别更为精准。（3）物联网作为新时代新技术，其能够与人工智能技术、移动互联网形成联动，构建集多种技术为一体的机器人，使机器人具备开关控制、远程控制等多种形式，同时还可设置定时与自动报警系统，不断完善机器人功能。（4）物联网在各类产业中均有所应用，将其应用到食品安全产业中，能够提升食品安全体系完整性，借助FRID射频识别技术，对食品生产过程进行全面监控，若经食品安全检测后发现某批次食品存在安全问题，还可运用FRID射频识别技术进行追本溯源，继而精准化定位食品隐患，使食品安全管理体系更为智能化。（5）在互联网时代，电子商务发展迅速，支撑电子商务发展的重要一环在于物流运输，当前电子商务物流网络得到良好完善，但仍存在送货地址错误、配送不及时等细节问题，导致消费者可能无法准确了解自身商品物流进度。将物联网技术应用到电子商务物流配送中良好解决了上述问题，在电子商务体系内，可基于物联网体系内对货物统一编码，运用物联网电子标签存储商品物流信息，以此实现物流状态的实时监控，便于及时发展问题并予以解决，借助物联网技术思想提高电子商务物流服务质量。

4 结语

综上所述，在物联网发展背景下，形成了多域融合共享及泛在综合服务的技术思想。为合理利用物联网技术思想，技术人员应建立完善技术体系，构建智慧服务系统，根据物联网平台应用场景，明确智慧服务系统的各项功能，将其应用到现代产业发展的方方面面，为用户提供智慧服务，切实发挥物联网技术优势。