物联网应用前景和发展展望

目前，物联网（IOT）正在迅速发展，它通过广泛部署具有嵌入式识别、传感和驱动功能的空间分布设备，将互联网和Web扩展到物理领域。物联网设想了一个未来，通过适当的信息和通信技术，数字和物理实体可以连接起来，从而实现一个全新的应用和服务类别。本文首先介绍了物联网的起源和概念，然后分析了物联网的潜在应用领域和影响。

现在，全世界大约有20亿人使用互联网浏览网页、收发信息、使用社交网络应用程序和/或从事其他活动。随着互联网信息技术的发展，物联网已经成为新一轮经济技术发展的战略制高点之一。在信息产业领域，无论是从事信息技术产业咨询研究的公司还是消费者的信息技术产品，都看好物联网的发展前景。从谷歌到苹果、微软，目前行业内出现了越来越多的物联网相关产品，他们都在物联网领域投入了大量的资金和人力，开发出消费者最喜欢的产品，希望引领行业的发展。物联网作为实体实体与智能设备进行交流、计算、协调的全球平台，可以预见物联网技术与其他产业的深度融合，可以改变经济发展方式，实现真正的绿色增长和低碳经济。物联网经济将引领未来经济社会可持续发展。

本文的目的是从一个新的角度研究物联网，包括物联网的概念和应用领域。事实上，与物联网相关的研究课题仍然高度分散，主要集中在单一应用领域或单一技术上。此外，尽管他们对网络和通信科学领域的贡献有很大潜力，但他们对网络和通信科学领域的参与仍然有限。本文的主要内容如下：首先，介绍了物联网的主要概念。分析了物联网的潜在应用和影响范围。最后，对本文的研究内容进行了总结。

起源

物联网概念于1999年由麻省理工学院自动识别实验室提出，物联网的第一个构想是利用射频识别（RFID）、编码和互联网技术建立一种全球信息共享的“物联网”。从它的名字可以知道物联网就是物联网。有两层含义：一是物的核心技术仍然是互联网，是互联网的延伸和扩展。二是客户端在对象和对象之间进行扩展和扩展，从而进行信息交换和通信。物联网通过智能感知、识别技术、普适计算等通信感知技术广泛融入互联网。应用特性是物联网的核心，用户体验和创新是物联网发展的灵魂。2003年，美国《技术评论》提出“传感器网络技术将成为未来改变人们生活方式的十大技术”。2005年，国际电信联盟（ITU）正式界定了物联网的概念，发表了《2005年国际电联互联网报告：物联网》，并介绍了物联网的形式、特点、技术、机遇和挑战。随着科技进步的发展，物联网的概念也在不断扩展。目前物联网可以通过无线接入网络，实现对事物的全面感知、识别和控制，进行智能推理和决策。

定义

从定义、起源、发展、特点等方面提出了物联网的概念。从狭义上讲，事物与网络中的多个项目相连，这些项目可以被识别和管理。广义的事物可以认为是物理世界和信息世界的融合，一切都将网络化、数字化。实现环境与人、物与物、人与物之间的高效信息交换。信息技术将深入我们的社会。

物联网白皮书“物联网是网络应用和互联网的延伸，它利用传感技术和智能设备感知物理世界。通过互联网计算、过程和知识挖掘，实现人与物、物与物之间的信息交换，从而实现对物理的无缝链接，实现实时控制、精确管理和科学决策。

定义的概念是指终端设备设施遍布各地，通过各种无线或有线、短距离或远距离实现互操作、应用集成，以及基于网络、互联网环境的云计算运行模式。利用适当的安全机制，提供安全可控的个性化位置跟踪、报警联动、调度计划管理、远程控制、安全、远程维护、在线升级、统计、决策支持、领导桌面管理和服务功能，实现高效、节能、安全，环保管控，业务整合。

物联网是一种将物联网与物联网相结合的产物。物联网目前定义为利用射频识别（RFID）、红外传感器、GPS、激光扫描仪等信息传感设备，根据协议，货物与网络连接，实现信息交换和通信、智能识别、定位、跟踪的网络，网络的监视和管理。

物联网利用传感器、控制器、机器等局域网和互联网通信技术，通过一种新的接触链路实现人与物、物与物之间的通信，从而实现信息资源、远程程序控制和智能控制网络。

应用与展望

物联网在几乎所有领域都有巨大的发展潜力，这主要是由于物联网可以感知上下文（例如，可以收集自然参数、医疗参数或用户习惯等信息），并提供量身定制的服务。无论应用领域如何，这些应用的目的都是为了提高人们的日常生活质量，并将对经济和社会产生深远的影响。物联网的应用可分为三个领域：工业区、智慧城市区和健康区。每个域不是独立的，而是部分重叠的，因为有些应用程序是共享的。例如，通常在工业和卫生领域，产品跟踪可用于监测商品或食品，但也可用于监测药品的分销。

物联网的主要应用领域。

表中显示了物联网的上述三个应用领域的细分。值得注意的是，并非所有的物联网应用都具有相同的成熟度。其中一些应用程序，特别是对于用户来说是最简单、最直观的应用程序，已经成为我们日常生活的一部分。但许多公司仍处于试验阶段，因为他们需要与不同的用户合作，以便更好地合作。最后，它的应用还处于初级阶段。本节的其余部分将详细介绍各种应用领域。

物联网可应用于所有工业活动，包括企业间的商业或金融交易、组织和其他实体，主要用于物流、制造、监管流程、服务、银行、中介等。

物流和产品生命周期管理

工业应用的一个相关例子是物流和供应链管理。附着在特定物体上的电子标签可用于识别材料和商品的类型，这些材料和商品可以是衣服、家具、设备、食品或液体。电子标签的使用有助于有效管理仓库和零售，并通过准确了解当前库存减少库存，同时减少库存不确定性。还可以跟踪货物的整个生命周期，例如，安装在制造工厂的RFID阅读器可以监控生产过程，标签可以追溯到整个供应链（例如包装、运输、仓储）。由RFID设备和智能货架实时跟踪设备组成的先进物联网系统有助于减少材料浪费，从而降低成本，提高零售商和制造商的利润率。例如，如果货架上有一些免费的商品，销售额会减少大约8.3%。如果对所需资源有一个正确的估计，短缺和生产过剩可以大大减少，这可以从智能书架上收集的数据中推断出来。另外，传感器的实时分析可以判断产品的变质程度，这对食品和液体至关重要。例如，为了确保对水果、蔬菜、冷冻食品等新鲜易腐商品的仓库或冷库的温度和湿度进行连续监测，执行机构可以调整相关参数，以最大限度地保证食品的质量。

农牧业

物联网有助于农业和育种。实际上，动物可追溯性规定要求对动物及其迁徙进行持续监测，以便及时、适当地向当局报告任何相关事件，如疾病。使用物联网识别系统（如射频识别、传感器）可以识别和监测动物，并将受感染的动物与健康动物隔离开来，从而避免传染病的传播。先进的芯片可以存储有关动物身体状况的信息（如数量信息、兽医检查、疾病感染、疫苗接种等）或发送动物健康信息（如温度），以简化动物健康证书，控制贸易和进口，避免可能的欺诈。通过分析收集到的数据，当局可以核实当地饲养者报告的实际牲畜数量，并提供补贴。利用先进的传感器系统监控农业生产和饲料（如添加剂、色素）是物联网的进一步应用。

工业过程

物联网可以为汽车行业提供先进的解决方案。实时车辆诊断是一个关键的应用，所有的事情都可以由一个特定的传感器来监控：胎压、电机数据、油耗、位置、速度、与其他车辆的距离等，然后将检测到的数据报告给中央系统。附加在汽车部件上的无线识别技术可以记录特定电机运动部件的历史，并通过自动查找缺失零件来改进装配过程。物联网技术的应用，使人货运输系统更加先进，如票务定价、基于自动跟踪分拣的行李管理更加安全。基于物联网技术的工业管理系统可以监控工业装置，例如，为了减少事故的发生，特别是在高风险区域（如石油和天然气工厂），与运输危险货物的集装箱相连的传感器可能会发送不同的信号，指示货物的化学成分，以及最高层次的构成。在紧急情况下（例如，在特定地理区域，化学成分接近最大允许水平），传感器可自动向控制中心发出警报。

智慧城市区域

物联网将有助于提高我国环境的可持续性和人民的生活质量。关键在于如何有效地利用能源和资源，并寻求智能解决方案来享受个人生活。

智能家居/建筑

未来的智能城市建筑或住宅将集成通信技术，配备多种传感器和智能设备（如宽带网关、手机、电脑、电视、监控摄像机和灯光）。一些应用程序使用物联网中最简单的功能，例如，确保安全的程序（如视频监控和入侵检测）、工厂管理和维护（例如故障检测）、服务自动化（如暖通空调和照明）和娱乐系统（如家中的多媒体分发）。其他类型应用集成智能电网，同时优化国内消费形势。例如，家庭局域网（HAN）允许电器与智能仪表交互，在保证所需性能的同时降低成本。它还可以安排各种家电智能化工作，避开高峰期。人们可以通过智能手机随时随地查看家电等设备的使用情况，智能监控系统的运行状态，并在指定的时间控制家用电器开、关或设置运行参数，使家庭环境更适合家庭成员居住。例如，通过对信息流的分析，系统可以了解一个人到家的时间，打开门和灯，把浴缸装满水。用户可以随时更改或取消自动操作。

公共安全与环境监测

公共安全服务包括维护公共秩序、预防和保护公民、保护公私财产。应急管理有助于社会预防和应对自然或人为灾害，如化学品泄漏、水灾、火灾、流行病和电力中断。物联网提供监控和跟踪这些紧急情况的解决方案。从位于市区内的固定摄像头和个人设备采集数据，可以实施先进的视频监控和区域监控，同时帮助警方举办体育赛事、音乐表演，维护社会治安。利用传感器技术触发报警，可以加强私人和公共建筑（如银行、商店）的安全，也可以改善和加强应急行动。目前，应急系统缺乏对突发事件现场的准确信息。专用传感器和智能摄像头以及提供实时定位和跟踪以及无线技术的全球定位系统（GPS）可用于勾勒事件的预兆，预测事件的趋势（例如。，火灾蔓延的方向和速度）以便建立一个动态的应急预案来协调救援行动。

保健

物联网将在智能服务的发展中发挥重要作用，改善人们和社会活动。物联网让公民和社区参与治理和政府决策（例如，在线政治参与），使人们能够独立生活或维持其社会关系，改善医疗和社会保健。

疾病诊断与治疗

医疗保健行业将受到物联网的强烈影响。先进的传感设备可以实时监测患者生命体征（如体温、血压、心率和胆固醇水平），然后通过特定的通信技术（如蓝牙、无线HART、ISA100）将采集到的数据传输给医生，用于诊断和监测患者的体征。身体区域网络（BAN）通过可穿戴设备互连，允许远程监控医院外的患者状态。物联网还可以用于药品和医疗设备的识别，例如，使用智能标签将确保物品被准确跟踪，以防止丢失或被盗，或者手术过程中物品留在患者体内（如纱布或其他小物品）。智能标签对于医疗设备的库存管理也很重要。

独立带电

物联网有许多可以提高人们生活质量的优势。可穿戴传感器如果连接到个人电脑设备并运行特定的应用程序，可以让人们记录他们的日常活动（步行距离、卡路里消耗、运动状况等），为他们提供多种改善生活方式和预防健康问题的方法。物联网可以通过传感器设备来监控老人的身体状况。通过监控传感器的实时采集生理状态信息，系统将能够设置医疗警报，建议住院治疗。通过观察正常生活中的异常情况，也可以诊断早期阿尔茨海默病。移动助理也是一项基本服务，可以让老年人在城市中安全移动或使用公共交通工具。手机人工智能系统通过个人移动设备（装有位置传感器、方向传感器、运动障碍物检测传感器、摄像机等传感器）和城市固定传感器采集的数据，感知周围环境，并通过合成语音。类似的应用程序可以帮助视力受损的人提高他们在城市中走动的能力。

结论

物联网可能代表着信息和通信技术领域的下一个飞跃。嵌入式应用的大规模部署增加了现实世界和虚拟世界无缝融合的可能性，开辟了新的研究和商业方向。

本文概述了物联网技术和服务发展中的关键问题。介绍了最相关的应用领域。我们希望这项调查能对该领域的研究人员和从业者有所帮助，帮助他们了解物联网的巨大潜力。虽然我们已经概述了物联网的主要应用，但是物联网在未来的实际应用中可能面临的挑战本文可能没有涉及，未来的研究可以从这方面着手。