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行业报告
物联网关键技术及应用分析
中国高新科技期刊社 | 来源：中国高新科技期刊社 浏览次数：3707
摘要:

物联网是当下我国网络技术发展的主要方向，也是互联网技术在发展历程中的一种延伸和拓展，利用RFID等传感技术及设备，通过计算机网络技术作为技术支持，结合国际通用的技术方法将现实中的事物和互联网技术进行融合，为这些事物给定一个编号，运用网络技术和其他技术手段实现实物信息的交流和传递，让资源分享效率最大化，效益也最大化，实现一些互联网难以实现的技术目标，如利用物联网技术对现实事物进行跟踪和监控等，从而完成一些管理任务，不仅提高了管理工作的效率，同时也为其带来了更大的便利。

1.物联网的概念和特点

物联网是当下我国网络技术发展的主要方向，也是互联网技术在发展历程中的一种延伸和拓展，利用RFID等传感技术及设备，通过计算机网络技术作为技术支持，结合国际通用的技术方法将现实中的事物和互联网技术进行融合，为这些事物给定一个编号，运用网络技术和其他技术手段实现实物信息的交流和传递，让资源分享效率最大化，效益也最大化，实现一些互联网难以实现的技术目标，如利用物联网技术对现实事物进行跟踪和监控等，从而完成一些管理任务，不仅提高了管理工作的效率，同时也为其带来了更大的便利。

2.物联网关键技术

2.1传感器探测技术

传感器是物联网针对自身内部及外部环境而进行感知的装置系统，同时传感器也能够辅助实现数据的分析和传输等。近年来，科技的快速发展，使得传感器技术趋于智能化，这也成为了一种主流趋势，由原本的传统传感器逐渐转变为嵌入式Web传感器。无线传感器网络是通过微型传感器节点在检测区中的布局规划而构成的，利用无线通信技术建立一个集结化的网络结构，这也是传感器实现网络化的重要条件。因此，从某种角度上分析，传感器是物联网快速发展的一个标识。目前，传感器技术的主要发展方向包括测试技术与网络化测控、传感器网络组织结构与底层协议、传感器自我检测及控制等。

2.2云计算技术

云计算是指通过远程服务器或非本地的其他服务器分步式计算机来为用户提供数据的计算存储等服务，能够实现大量数据的并行计算与弹性增长资源存储等。云计算能够将海量的计算机程序利用网络分化为许多子程序，之后通过多台服务器进行高效处理，可以在非常短的时间内达到和超级计算机类似的效率与功能，处理海量信息资源甚至只需要几秒钟的时间。物联网技术中的传感设备会不断收集数据资源，这些数据资源的存储与处理都要利用云计算技术海量数据处理功能的计算机模型，利用云计算的协调性与安全性等特征，将资源共享信息孤岛转变为一个规模庞大的资源海，为高效使用数据资源提供支持。

2.3无线传感技术

无线传感网络是集稳定性、安全性、高效性于一身的自组织无线网络信息系统，能够实现分布式的信息收集、信息处理、信息共享等功能。无线传感器网络具有非常多的传感器节点，而物联网便是利用分布于监控区域中的传感器和传感器自组织形成的无线传感网络，对声音、温度、运动信息等数据进行感测。传感器中的各个节点都处于协同运行的状态，对监控区域的所有点位和所有时间都能实现信息的感知、收集、处理、传输，利用网关与公用网络进行连接，最后将信息向监测人员传输。无线传感器网络的数据传输技术通常包括无线局域网技术、无载波通信技术、局域网协议(紫蜂协议)技术等。

2.4安全与隐私技术

如上所述，在物联网中一些特殊实物可能会涉及到商业机密或个人隐私等，所以物联网需要保证这些隐私不会被泄漏，保证信息与隐私的安全性�；旧纤械谋昵┍晔痘蚴侗鸺际醵伎梢允迪衷冻躺瑁昵┛梢愿菰亩疗鞯闹噶罱畔⒋涞皆亩疗�，所以这便要确保涉及机密或隐私的实物信息在标签上具有较高的安全性，避免个人隐私或领域机密被侵犯，对此安全与隐私技术则成为了物联网识别技术中的关键，根据物联网不同层次的性质和特征，不同层的安全现状与需求也存在区别，具体如表1所示。

表1 物联网各层性质与功能

此外，终端安全管理和感知节点的物理安全性也要充分保障，包含用户卡安全和设备软硬件安全等，避免异常移动所导致的安全性问题。目前，物联网技术仍然处于发展阶段，所以许多功能也只有一个概念意义，而物联网的安全机制也不够完善。因此，物联网安全需求与安全措施则成为当下的研究热点，提出可靠的物联网安全技术方案，才能保证物联网能够顺利发展。

3.物联网关键技术的应用

3.1智能电网的应用

近年来，物联网关键技术在各个领域中都有着广泛的应用，智能电网也是如此，社会经济的快速发展使得电力能源成为人们生活与工作的基础能源，也是许多领域运营及发展的关键，为人们的生活提供了许多便利，但随着城市化建设的不断推进，我国的用电、供电压力也在不断增大，所以电力资源的稳定、安全输送成为电力领域重点关注的问题。智能电网的应用需要一些先决条件，如效率非常高的网络传输通信技术，通过传感技术对传输的信息进行整合分析，并通过科学的统计与计算辅助电力运输。能够在系统中对电网各个用电节点的用电状况进行监控，也可以实现智能电网客户用电的动态化监控，利用更加高效和便利的输配电模式为客户提供稳定且安全的电力资源。

3.2智能物流

物联网关键技术在物流领域中的应用也发挥着重大作用。从某种程度上看，物联网的各项特质都和物流有着密切联系，如物流商品中的信息标签，纪检员能够利用传感器设备与射频识别设备对物流商品进行扫描，之后利用网络通信技术将获得的信息数据传送到物流终端，所有的输送点都能够通过物流终端获取相应的信息，而客户也能够利用这一功能通过互联网来查询货物运输的位置信息。同时，不单单在物流运输中，物联网关键技术在产品采购和生产销售等领域都有着广泛应用，物联网技术可以进一步控制企业生产成本和货物运输成本，提高效率的同时为其效益提供保障�？萍嫉难杆俜⒄故沟梦锪髁煊虻姆⒄怪鸾プ蛑悄芑�，而物联网技术的应用则可以推动物流领域的结构化，进一步促进我国经济的稳定发展。

3.3智能交通

近年来，城市化建设的全面推进和经济的不断增长使得人们的生活质量也水涨船高，汽车保有量也快速增加。汽车数量的增加无疑会加剧城市交通压力，各大城市的交通堵塞问题越来越频繁，为人们的日常出行带来了诸多不便。智能交通的出现进一步缓解了城市交通压力，为人们的日常驾车安全提供了更为有利的条件，从某种角度上来看充分促进了交通领域和运输业的良好发展。

3.4与5G通信技术的相互融合

当前，物联网的速度不够理想的主要原因是通过WiFi或ZiBee接入网络，若连接数量较多，或数据量太大时便会导致网络延迟，而这时应用层和管理员终端无法获取感知层信息。而5G技术的应用则可以充分发挥大规模MIMO技术的作用，通过天线阵列能够进一步达到设备要求，运用D2D技术也能够做到近距离连接，5G网络也能直接为用户设备传输数据，在简化用户操作的同时提高信息传输效率。5G网络与物联网的结合能够通过最前沿的网络科技来实现体系的更新，5G通信技术的运用可以直接连接携带5G技术设备，不需要更改现有的布线规划，也不必重新建设设施，在时间和资源上都能起到明显的节约效果。对于现有的通信设施，在现代化改造期间，原本的布线与多种结构都不需要拆除，而5G技术的便利性是通过毫米通信实现的，能够大大提高信息传输的速度和便利，这对于物联网技术来说也将是应用与发展的一个重大方向。

4.结语

物联网关键技术在各个领域中都具有明显的应用优势和良好的应用空间，合理应用物联网技术能够进一步改善产业结构，促进产业结构转型，使得社会经济的稳定发展获得更为强劲的动力。但物联网技术目前仍然不够完善，一些功能仍然处在理想状态，所以需要加强物联网技术的研发与推广力度，积极开展国际技术交流，学习并引进先进的经验和理论，充分促进物联网技术的发展。

作者：虞 鹏 谌桂枝

本文刊发于《中国高新科技》杂志2020年第23期

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