从物联网到物慧网关键技术分析
前言：分析了迅速发展的物联网技术现状，针对互联网+与处处物联所带来的爆炸性大数据增长，结合人工智能技术的广泛应用，提出了基于物联网+人工智能的物慧网概念，研究了物慧网的基本内涵和应用空间。结果表明，物慧网将比物联网给社会带来更深刻的影响。
物联网被认为是第四次工业革命的驱动力，被理解为互联 网时代后 的重要产业 。达特 茅斯学会最初 在1956年定义人 工智能是研发和拓展 机器和传感器智 能化 的技术 。现在传感器设备越来越多，数据越来越大，人工智能技术有
了很大 发展 ，大数据逐渐 进入人们生活 。将传 统的物联 网技术与人工智能结合 ，就形成具有人工智能的物联网技术 ，再 加上大数据云 计算的应用 ，就形成 具有智慧和信 息处理能力的物联网技术，即物慧网技术…。
物慧网技术以物 网技术为基础 ，所不 同的是对传 感器采集到的数据 ，进行了人工智能处理 ，且数据量更大 ，
技术更复杂 ，算法更先进 ，联 网方式更灵活 。
1．1传统物联网的概念
传 统物联 网指信息 空间和物理空 间的互联融合 ，这 样就实现 了人和 物、物和物之 间的联 系 ，实现对物 的远程 监控 、定位控 制、识别交流 。物联 网也 指物和物 的连 接、物和人 的连接 。现在的互联 网已经 能使 终端连接 到实际的物品上 ，并让各个物品之 间实现信息通信 ，构成一个人与物 、物与物相连 的网络 空间 ，实现对物的远程控制 。
1．2传统物联网体系的架构
传统物联 网的构架 一般是分为三个层次 ：第一个层次
是感知数据 层 ，第二个层次是 网络层 ，第三个层 次是应用
层 。其 中感知层、 网络层和 应用层通常没有智 能的概念 ，三个层 次构成了通常没有智能 的物联 网体系基本架构 。
(1)感知数据层
感知 数据层是让机器到机器等终 端感 知节点来获取信息，然后将获取的信息进行传输。感知数据层是物联网的核心底层 。来 自感 知节点的随时 随地感知 的数 据 ，经整理送至传输层 。
(2)数据传输层
数据传输层将感知数据进行 传输 ，传输可 以通过有线或无线多种方式，可以通过局域网或互联网，同时数据传输层还要保证传输的准确性和稳定性 ，使数据应用层能得到尽可能实 时、稳定 、准确传输 的数 据。
(3)数据应用层
数据应用层是将感 知数 据进行收集并加 以分析处理 ，把人与物、物与物的有机的联系起来，从而为人类服务。数据应用层 根据服务类型可 以分 为控制性应用 、查询性应用和监控性应 用等 。这 里 ，感知 数据 层和 数据 应用层对数据不做或仅做少量的处理 ，没有人工智能分析和处理的概念 。因此，对所采集的数据加工 、对信息资源的挖掘与应用能力也是有 限的 。
1．3传统物联 网的关键技术
传统 物联 网至今没有形成 比较一致 的技术标准 ， 目前主要涉及的技术包括传感器探测技术、控制技术、无线传
感 网、IPV6等 。
(1)IPV6技术
IPV6是在IPV4的资源 已经越来越少 的基础上提 出的。物联 网传感器数量 的增加导致地址分配 的不足 ，引入IPV6可弥~bIPV4地址 的不足 ，让 物联 网的终端 能够分配 到各 自的IP地址 。同时IPV6技术更 加安全 ，IPV6的传输信 息是端对端的数据加密，支持的子网数量增加 ，大大缓解IPV4子网节点的不足。不仅如此，IPV6的传输质量、速度的提高给物联 网应 用提供了支持 。
(2)无线传 感网
尽管因为可以采用有线方式将传感器与物联网相连 ，但由于许多传感器分布在不宜布线的场景 ，因此物联网广泛使用无线传 感器与 网络 相接 ，这就要求 物联 网的无线传感器不仅要能耗低、成本低 ，还要有节点对等和连接稳定等基本要求。
(3)射频识别技术
采用无线方式连接的传感器 ，常常采用射频识别技术，使信息传递无需接触，同时可以将传递的信息进行分析识别。射频识别技术兴起后，广泛的应用于商店、交通等行业 。
(4)传感器技 术
传感器主 要的作用是采集监测 点的信息传输 ，是 物联网的信息源。它将物联网的内部和外部进行有效的联系。如今传感器正逐渐向智能化方向发展，各种各样的具有人工智能特点传感器正逐渐得到应用，使物联网逐渐发展成为具有智 慧的物联 网。
缺乏人工智能的物联 网的应用正受到越来越多的挑战 ，如无人汽车的图形识别、身份鉴别中的人脸识别、无人机应用等。在这些应用中传感器采集的数据量大 ，对信息的处理技术复杂 ，往往涉及到大数据的处理和人工智能的技术，这些是传统物联网无法解决的。因此物慧 网的 概 念 被 提 了出 来 。物 慧 网是 在 人 工 智 能 的 基 础上 ，尽可能运用大数据技术和云计算技术实现对数据的人工智能和处理 ，并实现对硬件设备的控制 ，实现智能服务的服务互联 、知识互联 、数据互联、人机互联、设备互联的 “物慧网 。
2．1物 慧网智能硬件和计算模式
理想 的硬 件安装传感器具 有一定人工智 能能力 ，通过智能硬件将采集的数据做必要的基本的算法处理所获得的参数和性能反映出来，以便通过网络由云计算中心进行大数据的处理和分析 ，尤其是通过人工智能算法处理获取控制信息，然后将得出的结果传送到驱动器并反馈到控制硬件设备。全部的过程都将数字化、网络化、智能化，人们置 身于一个智能 的大数 据时代 。传统的计算模式是集中式输入、输出、计算，而物慧网的计算模式往往是分布式输入、输出、计算。分布式计算作为一项快速发展的计算机技术，因有低运营成本、高计算性能的优势，可充分利用 目前丰富、闲置的计算资源。
2．2物慧网关键技术及应用
把仅在物理层连接的 “物联网”转化成多层次互通互联 、数 据共享 、打造 智能服务 的 “物慧网” ，做到服务 互
联、知识互联、数据互联、人机互联、设备互联，涉及到
一 些关键技术。
(1)物慧网采用无线技术
为了与现有的物联网融合 ，物慧网终端设备上面可以采用有线和无线通信的方式与之前已经建设的基于有线通信和无线通信的物联网之间通信 。新的节能高速无线通信技术 在物慧 网设备 与网络互联 中起 到关键作用 。基于 第五代移动通信 (5G)的宽带无线技术在物慧网中可以解决那些数据量大的传感设备，如摄像头，所采集到的大量视频信号并进行实时传输。
(2)物慧网采用操作 系统
不 断增 加的数据和各种各 样的数据处理 、计算 、与 控制功能，需要可靠强大和全面稳定的软件支撑。因此，物慧网需要专门的操作系统来解决新应用所带来的新问题 。物慧网操作系统将现在物联网的基本功能融合在一起，并
使智能硬件功能得到充分发挥。操作系统应具有功能的扩充性和兼容性 ，让更多的软件硬件能够实时的接入到平，形成一个大的聚合效应。同时，端到端的数据和设备保 护也依 赖安全 的物慧 网操作 系统 。
(3)物慧网中的交互技术
交互技术是将社会或 自然中的数据、信息进行传递和交流。在保留现有手表、手机等硬件设备与人的交互控制作 用的 同时 ，物 慧网还可通过 和人们的感觉器 官相连 ，使人体大脑控制作用得到增强 。交互技术在物慧网中将扮演越来越重要的角色，其中无声语音识别、眼动跟踪、电触觉刺激、仿生隐形眼镜、人机界面等技术将嵌入到物慧网系统中 。 ’
(4)物慧网中的混合云技术
物慧网上将有越来越多的智能硬件设备，为了承载 由此产生的巨量数据，将会促进公有云和家庭云的结合。基于私有云的对物的计算和公有云对大数据的计算将使物慧网的人工智能计算能力得到合理的分配。
(5)物慧网中的大数据技术
物慧网中的的人工智能涉及到海量数据的处理 ，尤其是巨量的视频数据，这需要对大数据处理技术的应用。随着物慧网中的硬件设备的增多，对大数据技术的数据处理和分析能力提出了更高的要求，尤其在机器学习、人工智能及数据提取和 知识互联方面 。物慧 网将物联 网和人工智能结合起来 ，把大数据互联互通 ，为人们提供定制化的智能服务。它将使越来越多的设备连 接 ，不断 降低信 息流通的成本和效 率 。例如 物慧网在智能生活中，在人们生活的房间里面会布置巨量的传感器。在我们睡觉时 ，整个房间宛如生活在一个 电子罩里面 ，免受外面的噪声干扰 ，窗户上面会安置传感设备 ，家庭数据中心和公有的数据中心对气温进行24小时的检测，实时更新数据来控制窗户的开合程度，保持室内外的空气循环和下雨天及时的关闭窗户。在人们清晨眼睛睁开的时刻，物慧网系统指令房自动开始加热至接近人体体温，让你在床上拉开被子不易冻着，房间的声乐设备也会按照人们喜欢的音乐风格播放歌曲，窗帘 自动拉开，电视墙开启 ，显示今天适合 的衣 物和今 日资讯信 息。机器人送来温开水和洗漱器具 ，洗漱之后衣柜和鞋柜 自动移动到床边 ，收拾完毕，房门自动打开 ，汽车发动，无人 自动驾驶汽车驶到楼下。同样 ，物慧网在智能楼宇、智能家电、智能汽车、智能安防 、智能等也有很大 的应 用。
从 物物互联的物联 网到 了智 物互联的物慧 网 ，未来社会充满 了智 能。服 务互联 、知识 互联 、数据互联 、人 机互联、设备互联的物慧网，既依赖于人工智能技术、大数据技术、网络融合技术、云计算技术、5G技术 ，也必将促进这些技术的发展和应用 。
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