1.3　物联网相关技术

物联网发展时期是技术大融合、大创新的时期。物联网基于互联网而延伸，又推动了云计算、大数据与人工智能的诞生与发展，它们相辅相成，不断为人类带来前所未有的便捷、高效、智能的生活和工作新体验。

1.3.1　互联网技术

互联网以相互交流信息资源为目的，基于一些共同的协议，并通过许多路由器和公共互联网连接而成，它是一个信息资源和资源共享的集合。互联网采用了目前最流行的客户机/服务器、浏览器/Web服务器等应用交互模式，凡是使用TCP/IP协议，并能与互联网中任意主机进行通信的计算机，不论是何种类型，采用何种操作系统，均可看成互联网的一部分，可见互联网的覆盖范围之广[7]。

互联网是物联网的基础，物联网是互联网的延伸。物联网是一种建立在互联网上的泛在网络。物联网技术的重要基础和核心仍是互联网，通过各种有线和无线网络与互联网融合，将物体的信息实时准确地传递出去。

物联网从技术层面上和传统的互联网相比，具有如下特征：

（1）物联网是各种感知技术的广泛应用，实现了物与物的智能连接。

（2）物联网是一种建立在互联网上的泛在网络。

（3）物联网不仅提供了传感器的连接，其本身也具有智能处理的能力，能够对物体实施智能控制。

1.3.2　云计算技术

云计算的核心概念是可动态调度的弹性资源池和按需服务，是一种为多租户提供计算服务的模式。

云计算是物联网发展的基石，并且从以下两个方面促进物联网的实现。首先，云计算是实现物联网的核心，运营云计算模式使物联网中以兆字节计算的各类物品的实时动态管理和智能分析变成可能。物联网通过将射频识别技术、传感技术、纳米技术等新技术充分运用在各行业之中，将各种物体充分连接，并通过无线网络将采集到的各种实时动态信息送达计算机处理中心进行汇总、分析和处理。其次，云计算促进物联网和互联网的智能融合，从而构建智慧地球。物联网和互联网的融合，需要更高层次的整合，需要“更透彻的感知、更安全的互联互通、更深入的智能化”。这同样需要依靠高效、动态、可以大规模扩展的技术资源处理能力，而这正是云计算模式所擅长的。同时，云计算的创新型服务交付模式、简化服务的交付、加强物联网和互联网之间及其内部的互联互通，可以实现新商业模式的快速创新，促进物联网和互联网的智能融合。物联网和云计算的关系非常密切[8]。物联网发展的最终目的就是实际的应用，而实际的应用必然存在海量的数据存储和计算要求，云计算是最好的解决方式。

1.3.3　大数据技术

大数据技术是指从海量、低价值密度和多元化数据中发现数据价值的技术。该技术借助数据分析软件，对历史持续积累的海量数据进行分析研究，找出其中规律性、趋势性的内容，从而为人们的生活、工作提供与之相关的巨大价值的产品或者服务。与传统模式的信息分析及数据分析相比，大数据本身具备海量化的特性。在物联网时代，信息量呈现急剧增长的态势。面对海量的物联网原始数据，大数据技术可以对其实现针对性较强的多层次分析，然后创建相应的分析模型，通过预测得出可行的改进措施。大数据最根本的特性在于数据本身的异构性及多源性。从信息分析来看，大数据通常会涉及信息解读、信息概括、数据抽象及维度分析等。具体来讲，运用大数据分析有助于迅速实现特定类型的行为分析，同时也能判别日常性的系统状态。例如，借助动态搜索的途径与手段，能迅速、及时发现网页的实时性变化，对其予以全方位的监控。又如，宏观经济的关键性领域都引入了大数据分析模式，此项举措有助于判别非结构化信息，进而归纳出其中潜在的基本规律[9]。

大数据技术可以对结构化和非结构化的信息数据进行收集、整理、类化，并通过数据挖掘技术进行科学的分析，为企业、机构、政府的发展提供必要的决策指导。物联网技术利用智能传感技术、射频识别技术、全球定位技术、互联网等技术，可实现物体间的信息交流和通信，极大地提高了物体的智能化管理。大数据技术与物联网技术的融合可以改变传统信息数据不能共享这一缺陷，并且能够实现信息一体化和资源一体化，真正地体现出物体的无限互联、网络的无限延伸、数据的深层应用[10]。

1.3.4　人工智能技术

人工智能是用机器智能实现和替代部分人类智能的技术学科。人工智能技术是研究、开发用于模拟、延伸、扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门技术，是计算机科学的一个分支。它的目的是用机器来代替人类工作。

随着科学技术的突破，物联网技术不断发展，在与人工智能技术相互结合以后，其发展前景及应用前景将更加广阔。

物联网技术与人工智能技术的结合主要体现在以下三个方面[11]。

1. 专家系统

在物联网系统中，存在一种智能服务器或者一个智能化的计算机程序，不论是智能化服务器还是智能化程序都具有专门的经验、知识，可以通过专家系统的网络部署，对物联网内部的数据进行初步处理。将物联网与人工智能相互结合，使专家系统能为用户提供更加智能化的服务功能，并且能够增加用户的数量，而这一功能的实现主要得益于物联网的智能终端对相关数据的采集。

2. 智能控制

在应用物联网的过程中，其主要环节之一就是控制，因此实现对物联网技术的智能控制是提高物联网技术、扩大应用范围的关键。为了能够解决这一问题，可以将人工智能技术应用在物联网领域中，最大限度地增加物联网的使用价值，满足用户的不同需求。所有已经连接、安装完毕的物联网终端设备，可以接收由控制中心发出的信号、指令，并依据相关信息开展自我操纵与自我管理，实现物联网技术与人工智能技术的结合。应用人工智能技术能够实现无人值守作业的目标，在提高工作效率的同时降低工作人员的工作负荷。

3. 智能化模块

智能化模块分为不同的信息层，在实现其各自功能的前提下，能够提高物联网技术的智能水平。这些层包括机器感知交互层、通信层、数据层、智能处理层、人机交互层等。