基于通信技術(shù)層面的我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究

吳洪丹

【摘 要】大數(shù)據(jù)時(shí)代到來(lái)，隨著互聯(lián)網(wǎng)和通信技術(shù)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)也逐漸應(yīng)用到我們生活的方方面面。信息通信技術(shù)作為物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)，它的發(fā)展和普及為物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用提供了良好的技術(shù)環(huán)境，而物聯(lián)網(wǎng)也由于有了現(xiàn)代信息通信技術(shù)為依托，在越來(lái)越多的領(lǐng)域中發(fā)揮重要作用，繼而促進(jìn)了物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的形成和發(fā)展。本文就通信技術(shù)層面對(duì)我國(guó)的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展進(jìn)行分析研究。

【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng)；物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)；物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；通信技術(shù)

近幾年來(lái)，我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，產(chǎn)業(yè)體系逐漸完善。但是物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展是基于核心技術(shù)的支撐，而信息通信技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)高效穩(wěn)定的信息交流的保證，是物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)智能化控制的核心，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展與之緊密相關(guān)。

一、物聯(lián)網(wǎng)的概念與基本功能

（一）概念

物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things）是一個(gè)基于互聯(lián)網(wǎng)、傳統(tǒng)電信網(wǎng)等信息承載體，讓所有能夠被獨(dú)立尋址的普通物理對(duì)象實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)。它具有普通對(duì)象設(shè)備化、自治終端互聯(lián)化和普適服務(wù)智能化3個(gè)重要特征。

物聯(lián)網(wǎng)的組織架構(gòu)主要包含以下三個(gè)方面：感知層、網(wǎng)絡(luò)層以及應(yīng)用層。

感知層通過(guò)智能化系統(tǒng)負(fù)責(zé)對(duì)物和物相關(guān)信息的采集；網(wǎng)絡(luò)層是異構(gòu)融合的泛在通信網(wǎng)絡(luò)，包括現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)、無(wú)線通信網(wǎng)、廣電網(wǎng)以及各種接入網(wǎng)和專用網(wǎng)，泛在通信網(wǎng)絡(luò)依靠互聯(lián)網(wǎng)以及其他的通信網(wǎng)絡(luò)對(duì)采集到的物體信息進(jìn)行傳輸和處理；業(yè)務(wù)和應(yīng)用層是應(yīng)用和業(yè)務(wù)，例如各種基礎(chǔ)設(shè)施，中間件以及物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用為手機(jī)、PC等各種終端設(shè)備提供感知信息的應(yīng)用服務(wù)。

（二）功能

物聯(lián)網(wǎng)作為在互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展基礎(chǔ)上構(gòu)建的一種網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)，物聯(lián)網(wǎng)主要通過(guò)傳感器設(shè)備來(lái)獲取相關(guān)信息，通信技術(shù)是進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)通信，使物聯(lián)網(wǎng)將互聯(lián)網(wǎng)與物品信息數(shù)據(jù)進(jìn)行連接，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)物品的管理以及控制的重要手段。同時(shí)在這個(gè)過(guò)程中，物聯(lián)網(wǎng)可以不受到時(shí)間、地點(diǎn)的限制，將物品與人、物品與物品進(jìn)行隨意連接。

二、我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

（一）發(fā)展過(guò)程概述

我國(guó)早在1999年科學(xué)院就啟動(dòng)了傳感網(wǎng)的研究，并已取得了一些科研成果，建立了一些適用的傳感網(wǎng)。但是卻在通信技術(shù)方面受到阻礙。

起步階段，物聯(lián)網(wǎng)選擇在移動(dòng)通信終端發(fā)展。由于我國(guó)移動(dòng)終端發(fā)展很快，所以很看好物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用前景。移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模，為物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提供了最基礎(chǔ)條件；TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)上下行時(shí)隙的靈活配置正好滿足了物聯(lián)網(wǎng)需要大量上行帶寬的需要；3G網(wǎng)絡(luò)的建成讓物聯(lián)網(wǎng)在一些技術(shù)上不再受限，物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入快速發(fā)展階段。

在物聯(lián)網(wǎng)推廣和物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)初步形成過(guò)程中，核心技術(shù)較為薄弱的射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)得到完善，以確保標(biāo)簽物的擁有者的個(gè)人信息安全不受侵犯，并開(kāi)始應(yīng)用在身份證、電子收費(fèi)系統(tǒng)和物流管理等領(lǐng)域。

基礎(chǔ)核心技術(shù)完善，是移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)研究提供了思路和方向。通過(guò)對(duì)3G網(wǎng)絡(luò)的更新，研發(fā)了4G網(wǎng)絡(luò)以及最近的5G，基于射頻技術(shù)，整合傳輸技術(shù)創(chuàng)造了NFC技術(shù)。此后物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)始飛速發(fā)展，形成大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)。

（二）在產(chǎn)業(yè)發(fā)展中存在的問(wèn)題

（1）移動(dòng)終端設(shè)備較少，通信網(wǎng)絡(luò)不健全。（2）3G傳輸技術(shù)較為落后，形式單一，導(dǎo)致數(shù)據(jù)信息交流緩慢。（3）RFID射頻通信技術(shù)薄弱，企業(yè)和個(gè)人信息安全受到威脅，影響物聯(lián)網(wǎng)的推廣?？偟膩?lái)說(shuō)由于通信技術(shù)的支撐力量較弱，進(jìn)而影響物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展速度。

（三）通信技術(shù)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要意義

物聯(lián)網(wǎng)本質(zhì)上仍然要依賴于通信網(wǎng)絡(luò)，通信網(wǎng)絡(luò)是物聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分和基礎(chǔ)設(shè)施。因此，在物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展過(guò)程中，通信技術(shù)的研發(fā)是其中至關(guān)重要一環(huán)。

三、物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)的通信技術(shù)主要包括傳感器網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和電信傳輸網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)兩個(gè)方面。

傳感器網(wǎng)絡(luò)又稱作末梢網(wǎng)絡(luò)，采用的通信技術(shù)主要是短距離通信技術(shù)，主要包括 RFID、NFC、Bluetooth、 ZigBee、UWB、60 GHz 波段、IrDA 紅外線等通信技術(shù)。

電信傳輸網(wǎng)絡(luò)又稱作核心承載網(wǎng)絡(luò)，主要包括傳感器網(wǎng)絡(luò)與傳輸網(wǎng)絡(luò)之間的互聯(lián)通信技術(shù)（ 如 WIFI、WiMAX 技術(shù)等） 和電信傳輸網(wǎng)絡(luò)自身的通信技術(shù)。電信網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)包括 SDH、全光網(wǎng)等有線通信技術(shù)，以及 2G、3G、4G 和正在發(fā)展的 5G 移動(dòng)通信技術(shù)。

四、通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用

通信技術(shù)同計(jì)算機(jī)技術(shù)與傳感技術(shù)一起被稱為信息技術(shù)的三大技術(shù)。從仿生學(xué)觀點(diǎn)，如果把傳感器看坐收集信息的"感覺(jué)器官"，把計(jì)算機(jī)看成處理和識(shí)別信息的"大腦"的話，那么通信技術(shù)就是傳遞信息的"神經(jīng)系統(tǒng)"。

在物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)中末梢網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行規(guī)模化應(yīng)用后，就要接入骨干網(wǎng)絡(luò)，此時(shí)需要面對(duì)的是與骨干網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同問(wèn)題，需要研究固定、無(wú)線網(wǎng)、移動(dòng)網(wǎng)及 Ad-hoc 網(wǎng)技術(shù)等。物聯(lián)網(wǎng)綜合了各種有線及無(wú)線通信技術(shù)，其中近距離無(wú)線通信技術(shù)將是物聯(lián)網(wǎng)的研究重點(diǎn)。由于物聯(lián)網(wǎng)終端一般使用工業(yè)科學(xué)醫(yī)療（ISM）頻段進(jìn)行通信，頻段內(nèi)包括大量的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備以及現(xiàn)有的WiFi、超寬帶（UWB）、ZigBee、藍(lán)牙等設(shè)備，頻譜空間將極其擁擠，制約物聯(lián)網(wǎng)的大規(guī)模應(yīng)用。

（一）通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用的整體架構(gòu)

基于通信技術(shù)的數(shù)據(jù)交互與信息處理功能助力物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展。信息的交流和處理是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的基礎(chǔ)。在此過(guò)程中最重要的就是在信息的提供方和接收方之間建立穩(wěn)定高效的傳輸通道。大數(shù)據(jù)時(shí)代，由于信息體量巨大、繁雜、價(jià)值密度低，所以對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸?shù)男屎途珳?zhǔn)度提出了更高的要求，而傳輸通道的穩(wěn)定性是數(shù)據(jù)能夠高效傳輸?shù)幕A(chǔ)。主要是信息的接入設(shè)備，能夠有效地實(shí)現(xiàn)信息節(jié)點(diǎn)以及網(wǎng)絡(luò)之間的交互，使其作為信息節(jié)點(diǎn)終端能夠在物聯(lián)網(wǎng)中順利應(yīng)用。

（二）通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用模式

物聯(lián)網(wǎng)極大的節(jié)約了人力以及物力，在我國(guó)的發(fā)展速度極為驚人，國(guó)內(nèi)的各項(xiàng)社會(huì)事業(yè)和市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中應(yīng)用越來(lái)越廣泛，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)就是將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與各類產(chǎn)業(yè)不斷結(jié)合。

例如在農(nóng)業(yè)大棚方面的應(yīng)用。首先在感知層，利用溫度以及濕度傳感器可以準(zhǔn)確無(wú)誤的知道大棚環(huán)境當(dāng)中的溫度以及濕度。然后在網(wǎng)絡(luò)層，通過(guò)無(wú)線通信技術(shù)與云計(jì)算平臺(tái)等融合，獲取傳感器的信息，并對(duì)這些信息進(jìn)行分析處理。最后在應(yīng)用層，這是物聯(lián)網(wǎng)和用戶（包括人、組織和其它系統(tǒng)）的接口，它與此時(shí)大棚環(huán)境的需求結(jié)合，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的智能應(yīng)用，即控制農(nóng)業(yè)設(shè)備來(lái)調(diào)整大棚當(dāng)中的環(huán)境。在這一整個(gè)的過(guò)程當(dāng)中，一方面免去了派選專門的工作人員到大棚中進(jìn)行檢測(cè)，極大的節(jié)約了人力這一部分的開(kāi)支情況。另外一方面來(lái)說(shuō)，人們的檢測(cè)無(wú)論是從哪個(gè)層面分析都沒(méi)有計(jì)算機(jī)計(jì)算以及檢測(cè)的準(zhǔn)確。這種技術(shù)不僅僅可以應(yīng)用于農(nóng)業(yè)，其他方面也是可以的。比如智能家居，提高了生活的舒適度；又比如智能工廠，通過(guò)機(jī)器人作業(yè)來(lái)生產(chǎn)各種機(jī)器。

五、結(jié)束語(yǔ)

總而言之，信息通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展密切相關(guān)。但是，同時(shí)由于二者在終端和控制形式方面存在差距，想要全面提高物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用水平，必須對(duì)信息通信技術(shù)進(jìn)行更高層次的創(chuàng)新與改進(jìn)。在物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)中，需要提升頻譜資源的利用率，讓更多物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)能實(shí)現(xiàn)并存，即提高物聯(lián)網(wǎng)規(guī)?；瘧?yīng)用過(guò)程中異種物聯(lián)網(wǎng)共存的保障能力，并實(shí)現(xiàn)其互聯(lián)互通互操作。

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