物聯(lián)網(wǎng)作為新一代信息技術(shù)的核心組成部分,正深刻改變著社會(huì)生產(chǎn)生活方式與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。進(jìn)入新發(fā)展階段,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)路徑與應(yīng)用場景不斷深化與拓展,其研究對(duì)于推動(dòng)數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展、構(gòu)建智慧社會(huì)具有重要的理論與現(xiàn)實(shí)意義。
一、新時(shí)期物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的關(guān)鍵實(shí)現(xiàn)路徑
新時(shí)期物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實(shí)現(xiàn),依賴于多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的協(xié)同發(fā)展與深度融合。其核心實(shí)現(xiàn)路徑主要體現(xiàn)在以下層面:
- 感知層技術(shù)的突破與集成:傳感技術(shù)正向微型化、智能化、低功耗方向發(fā)展。MEMS傳感器、生物傳感器、圖像傳感器等與射頻識(shí)別技術(shù)、二維碼技術(shù)相結(jié)合,構(gòu)成了泛在感知網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)。感知終端集成多種傳感模塊,并具備邊緣計(jì)算能力,能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的本地預(yù)處理與初步?jīng)Q策。
- 網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)的融合與演進(jìn):通信網(wǎng)絡(luò)是物聯(lián)網(wǎng)的“神經(jīng)系統(tǒng)”。當(dāng)前,物聯(lián)網(wǎng)接入技術(shù)呈現(xiàn)多元化格局,包括短距離通信(如Wi-Fi 6/7, Bluetooth 5.x, Zigbee)、廣域低功耗網(wǎng)絡(luò)(如NB-IoT, LoRa)以及面向高速移動(dòng)場景的5G/5G-Advanced技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)切片、邊緣計(jì)算等技術(shù)的引入,使得網(wǎng)絡(luò)能夠根據(jù)車聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)控制、智慧城市等不同應(yīng)用場景的需求,提供差異化、確定性的服務(wù)保障。
- 平臺(tái)與數(shù)據(jù)處理技術(shù)的智能化:物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)作為“中樞大腦”,其功能從簡單的設(shè)備連接管理,向數(shù)據(jù)聚合、分析、應(yīng)用使能全方位演進(jìn)。云計(jì)算與邊緣計(jì)算的協(xié)同,實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)處理效率與實(shí)時(shí)性的平衡。大數(shù)據(jù)分析、人工智能與機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)深度結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了從“感知”到“認(rèn)知”的跨越,能夠進(jìn)行預(yù)測性維護(hù)、模式識(shí)別與智能決策。
- 安全與隱私保護(hù)技術(shù)的強(qiáng)化:隨著物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量的激增和應(yīng)用深入,安全成為技術(shù)實(shí)現(xiàn)的基石。研究重點(diǎn)包括輕量級(jí)加密算法、設(shè)備身份認(rèn)證、安全啟動(dòng)、數(shù)據(jù)安全傳輸與存儲(chǔ)、隱私計(jì)算(如聯(lián)邦學(xué)習(xí))等,旨在構(gòu)建端到端、全生命周期的安全防護(hù)體系。
二、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的多元化應(yīng)用途徑探索
基于上述技術(shù)路徑,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已滲透到經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的各個(gè)領(lǐng)域,形成了豐富的應(yīng)用生態(tài)。
- 工業(yè)領(lǐng)域(工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)/IIoT):通過將傳感器、控制器與工業(yè)設(shè)備廣泛連接,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)流程的實(shí)時(shí)監(jiān)控、設(shè)備資產(chǎn)的預(yù)測性維護(hù)、供應(yīng)鏈的透明化管理以及生產(chǎn)資源的優(yōu)化調(diào)度,是推動(dòng)智能制造、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的核心驅(qū)動(dòng)力。
- 智慧城市與民生領(lǐng)域:在智能交通(車路協(xié)同、智能停車)、公共安全(智能監(jiān)控、應(yīng)急響應(yīng))、能源環(huán)保(智能電網(wǎng)、環(huán)境監(jiān)測)、智慧建筑(樓宇自控、智能家居)以及健康醫(yī)療(遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)、智慧養(yǎng)老)等方面廣泛應(yīng)用,顯著提升了城市治理效率與居民生活品質(zhì)。
- 農(nóng)業(yè)領(lǐng)域(智慧農(nóng)業(yè)/農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)):利用土壤傳感器、氣象站、無人機(jī)等設(shè)備,實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)作物生長環(huán)境的精準(zhǔn)監(jiān)測,并結(jié)合數(shù)據(jù)分析進(jìn)行智能灌溉、施肥與病蟲害預(yù)警,推動(dòng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的精細(xì)化、智能化。
- 消費(fèi)與零售領(lǐng)域:智能可穿戴設(shè)備、智能家電豐富了個(gè)人消費(fèi)體驗(yàn)。在零售業(yè),物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)通過智能貨架、電子價(jià)簽、無人商店等應(yīng)用,重塑了購物流程與供應(yīng)鏈管理。
三、面臨的挑戰(zhàn)與未來展望
盡管發(fā)展迅速,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用仍面臨諸多挑戰(zhàn):技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)尚需進(jìn)一步統(tǒng)一與融合;海量設(shè)備與數(shù)據(jù)帶來的安全管理復(fù)雜度劇增;不同行業(yè)應(yīng)用需求差異大,規(guī)模化落地成本與商業(yè)模式有待創(chuàng)新;數(shù)據(jù)所有權(quán)、隱私倫理等法律與社會(huì)問題亟待厘清。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將與人工智能、區(qū)塊鏈、數(shù)字孿生等技術(shù)更緊密地結(jié)合,向“智聯(lián)網(wǎng)”演進(jìn)。其應(yīng)用將更加注重與垂直行業(yè)的深度融合,以解決具體業(yè)務(wù)痛點(diǎn)為目標(biāo)。可持續(xù)發(fā)展理念將融入物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì),注重設(shè)備的綠色節(jié)能與全生命周期管理。構(gòu)建開放、協(xié)同、安全、普惠的物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng),將是釋放其巨大潛能、賦能經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵。
結(jié)論:新時(shí)期物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實(shí)現(xiàn),是一個(gè)以感知為基礎(chǔ)、以連接為支撐、以平臺(tái)為核心、以智能為方向、以安全為保障的系統(tǒng)工程。其應(yīng)用途徑正從連接萬物向賦能萬物、智能萬物深化。持續(xù)深化技術(shù)攻關(guān),探索創(chuàng)新的應(yīng)用模式與可持續(xù)的商業(yè)模式,并建立健全相關(guān)的法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)體系,是推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)健康繁榮、充分發(fā)揮其社會(huì)與經(jīng)濟(jì)價(jià)值的必由之路。