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物聯網通信技術的研究方向范文1
本文主要介紹了物聯網技術的基本信息，對物聯網的特點進行了簡單的分析，并探究了物聯網在運營中的重要技術，以研討物聯網技術在現代電子通信運營中的實際運用，充分發揮物聯網的作用，以促進我國科學技術的發展，拉動我國社會經濟的發展，提高我國的綜合實力，從而使我國能在國際市場中占有一席之地。
【關鍵詞】物聯網 電子通信 實際應用
二十一世紀是一個信息化時代，科學技術日新月異，計算機信息技術廣泛普及于社會的各個領域中，與人們的生活、工作和娛樂緊密相連、密不可分。在互聯網的基礎上，又發展了物聯網技術。所謂物聯網是指一種將互聯網作為載體的，通過特定的通信地址將物體相連接的無線網絡系統。物聯網的發展是社會進步的必然結果，是提高我國國際競爭力的重要手段，是保障人們生活質量的必然要求。
1 物聯網的含義和特征
物聯網的發展是以互聯網為基礎，是一種網絡系統的創新形式，其本質主要在于以下幾個方面：一方面其既具有互聯網的特點，又拓展了互聯網的特點，具有新的特色；一方面其主要特征表現在對象識別和通信上，能對物聯網中所有的物體進行正確的識別和開展通信活動；另一方面，物聯網具有高智能性，其網絡系統具有統一性，自動化。
物聯網區別于互聯網的特點主要在于：第一，物聯網中充分利用了傳感技術，其包含了許多的傳感設備，而每個傳感設備的信息來源都不相同，所獲得的信息類型和格式也存在著差異。傳感器所采集的信息具有時效性，能及時對數據信息進行更新；第二，物聯網技術的核心內容依舊是互聯網，其將互聯網與有線、無線網絡有機結合，以確保及時地將數據信息傳輸出去，使其具有準確性和實時性。另外，在物聯網中傳遞信息，必須保證其能適應各種不同結構的網絡協議；第三，物聯網并不僅僅是為傳感器的連接提供條件，其也能對物聯網中的對象開展智能處理工作。物聯網是集傳感設備的應用和智能化處理為一體的網絡系統，充分發揮各種智能技術，以拓展其發展領域。不同的傳感設備所傳遞的信息內容也就不同，通過對這些信息的有效利用，以滿足不同人群和企業的不同需求。
2 物聯網技術在現代電子通信運營中的實際運用
2.1 物聯網在電子通信運營中的關鍵技術
在物聯網的運營中，物聯網網關、物聯網通信模塊和職能終端都具有重要的作用。物聯網網關是一個能有效地將所有信息數據都集中在一起進行數據傳輸，以促進傳感網和通信網相連接的網元設備，具有重要的影響作用。物聯網網關既可以集中不同結構的傳感網并遠程傳遞其信息，還能夠保障遠程運營平臺的對接工作順利進行，有利于加強對客戶端的控制，提高信息服務質量。物聯網所涉及的領域十分廣泛，種類繁多，體積具有差異性，處理能力和對接口都不盡相同，以致于難以形成完整而統一的網絡系統。物聯網通信模塊的出現則有效地解決了這一問題，拓展了物聯網的通信渠道，與各企業的內部終端相連接，以創造一個共同關注傳輸通道，實現各行業數據信息的交換和傳遞，提供優質的通信運營服務。在物聯網運營中，智能終端能高效地處理物聯網中的數據信息，并將所采集的數據信息輸送到指揮中心，由管理人員利用智能程序來加以處理，以保障電子通信運營的順利開展。
2.2 物聯網在電子通信運營中的運用模式
物聯網在電子通信運營中主要有三種運用模式。
第一種模式是對象的智能標簽。這種模式主要是利用二維碼技術來實現。其主要是能對各類物體進行分類，用于識別對象信息。除此之外，還可以通過智能標簽來讀取對象所包含的所有信息，比如說信用卡中所包含的個人信息和金額信息，又或者是所包含的網址信息等。手機物聯網便充分體現了這類模式?，F階段，手機的作用越來越廣泛，越來越多的人開始利用手機進行購物，通過支付寶和掃取物品的二維碼來實現付費，便利而快捷。例如，人們在出去吃飯娛樂的時候，便直接利用手機來進行團購，手機能立即讀出消費者所關注對象的所有信息，包括地址、價格、評價等內容，當消費者選定之后便可直接利用支付寶支付費用，快捷而便利。又比如當下許多人開始使用嘀嘀打車和快的打車軟件，通過掃取二維碼來減少乘車費用，為人們的生活帶來便利。
第二種模式是環境監控和對象跟蹤。這種模式充分利用傳感網絡來實行有效地監控和監測，多用于交通道路監控交通狀況，或是監測噪音污染等。另外，其還促進了安防物聯網的形成，能提供門窗報警和緊急呼叫等功用，有利于保障人們日常生活中的安全，提供智能化的家居生活。
第三種模式是對象的智能控制。物聯網通過傳感網所采集的數據信息來作出判斷和提出科學而合理的處理方式，以實現有效的信息反饋，加以控制對象。例如，路燈便利用了這一模式，其能對燈光的強弱進行調節；又如交通中的紅綠燈，也可利用物聯網技術來加強管理。
3 結束語
隨著社會經濟的不斷發展，我國科學技術不斷地進步，物聯網的發展越來越快。在電子通信運營中，應用物聯網技術是社會發展的必然需求，有利于促進人們整體生活水平的提高，推動互聯網的長遠發展，充分體現了創新精神。除此之外，物聯網技術的應用，有利于企業的良好發展，提高企業經濟效益?？杀ＷC網絡系統信息服務的綜合性?？偠灾?，物聯網技術在現代電子通信運營中的運用，在社會科學技術發展中具有重要的地位，要予以高度重視，不可忽略。
參考文獻
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作者簡介
劉昌富（1982-），男，浙江省桐廬人，本科學歷，助理工程師。研究方向為物聯網。
物聯網通信技術的研究方向范文2
關鍵詞： 物聯網 概述 關鍵技術 發展
一、物聯網概述
ITU對物聯網的定義為： 物聯網實現物到物、人到物和人到人的互連。這里人與物的互連指人使用傳感器等設備后與物體的互連，而人與人的互連指人使用傳感系統而不是現在的電腦實現人與人之間的互連。物聯網的核心是實現物體之間的互連，從而能夠實現物體與物體之間的信息交換和通信。物體信息通過網絡傳輸到信息處理中心后可實現各種信息服務和應用。
物聯網的主要作用是縮小物理世界和信息系統之間的距離，它可以通過射頻識別、傳感器、全球定位系統、移動電話等設備，按約定的協議，將世界上的所有物體全部連接到信息網絡中，使得它們在事件處理中成為積極的參與者，體現了物理空間和信息空間的融合。服務可以和這些智能物體通過網絡進行交互，獲得與這些物體相關的任何信息。
傳感網可以看作是物聯網的末端延伸網之一。無線傳感器網絡由大量隨意分布的、能耗及資源受限的傳感節點組成，它具有感知能力、計算能力和通信能力，通過自組織方式構成無線網絡，協作地實時采集和處理物理世界的大量信息，實現物聯網全面感知的功能。
泛在網是一種無所不在的網絡，它可以使任何人在任何時間、任何地點通過網絡獲得任何信息，它是一個大通信的概念，是面向經濟、社會、企業和家庭全面信息化的概括。泛在網不是一個全新的網絡， 它是充分挖掘已有網絡的潛能，結合不斷出現的新技術，將網絡觸角不斷延伸，實現人與人、人與物、物與物之間按需進行的信息獲取、傳遞、存儲、認知、決策等服務。泛在網具有比物聯網更廣泛的內涵，而物聯網是邁向泛在網的第一步。從覆蓋的技術范圍來看，泛在網包含了物聯網，而物聯網又包含了傳感網。
物聯網發展中最重要的理念是融合。物聯網通過設備融合、網絡融合、平臺融合實現服務融合、業務融合和市場融合。設備融合指研發出一體化的感知終端。網絡融合指用戶可使用任意終端通過任一方式接入網絡，而且號碼唯一、帳單唯一。平臺融合指用戶數據集中管理、公用的業務平臺、分類的管理平臺和應用平臺，支撐用戶跨業務系統的互操作，形成統一認證系統，實現基于統一賬號、統一密碼的集中認證。服務融合指在服務層面實現融合；業務融合指物聯網同時提供語音、數據、視頻等多種業務；市場融合就是以市場機制為引導， 把各類通信和信息產品和服務捆綁起來打包銷售。
二、物聯網關鍵技術
1.物聯網的體系結構。物聯網包含感知延伸層、網絡層、業務和應用層三層。第一層負責采集物和物相關的信息；第二層是異構融合的泛在通信網絡，包括現有的互聯網、通信網、廣電網以及各種接入網和專用網，通信網絡對采集到的物體信息進行傳輸和處理；第三層是應用和業務，為各種終端設備提供感知信息的應用服務。
（1）感知延伸層。物聯網中由于要實現物與物和人與物的通信，感知延伸層是必須的。感知延伸層主要實現物體的信息采集、捕獲和識別。感知延伸層的關鍵技術包括傳感器、RFID、GPS、自組織網絡、傳感器網絡、短距離無線通信等。感知延伸層必須解決低功耗、低成本和小型化的問題，并且向靈敏度更高、更全面的感知能力方向發展。
（2）網絡層。網絡層是物聯網的神經系統，主要進行信息的傳遞，包括接入網和核心網。網絡層要根據感知延伸層的業務特征，優化網絡特性，更好地實現物與物之間的通信、物與人之間的通信以及人與人之間的通信，這就要求必須建立一個端到端的全局物聯網絡。物聯網中有很多設備的接入，是一個泛在化的接入、異構的接入。接入方式多種多樣，接入網有移動網絡、無線接入網絡、固定網絡和有線電視網絡。移動通信網具有覆蓋廣、建設成本低、部署方便、具備移動性等特點，使得移動網絡將成為物聯網主要的接入方式，通信網絡就要是通過多種方式提供廣泛的互聯互通。除此以外，物體是可以移動的，而它們的要求是隨時隨地都可以上網。因此在局部形成一個自主的網絡，還要連接大的網絡，這是一個層次性的組網結構。這要借助有線和無線的技術，實現無縫透明的接入。
隨著物聯網業務種類的不斷豐富、應用范圍的擴大、應用要求的提高，對于通線網絡也會從簡單到復雜、從單一到融合，從多種的接入方式到核心網的融合整體的過渡。
（3）業務和應用層。業務和應用層是物聯網的信息處理和應用， 面向各類應用，實現信息的存儲、數據的挖掘、應用的決策等，涉及海量信息的智能處理、分布式計算、中間件、信息發現等多種技術。
由于網絡層是由多種異構網絡組成的，而物聯網的應用是多種多樣的，因此在網絡層和應用層之間需要有中間件進行承上啟下。中間件是一種獨立的系統軟件或者服務程序，能夠隱藏底層網絡環境的復雜性，處理網絡之間的異構性，分布式應用軟件借助于中間件在不同的技術之間共享資源，它是分布式計算和系統集成的關鍵組件。它具有簡化新業務開發的作用，并且可以將已有的各種技術結合成一個新的整體，因此是物聯網中不可缺少的一部分。
云計算是物聯網智能信息分析的核心要素。云計算技術的運用， 使數以億計的各類物品的實時動態管理變得可能。隨著物聯網應用的發展、終端數量的增長，可借助云計算處理海量信息，進行輔助決策， 提升物聯網信息處理能力。因此，云計算作為一種虛擬化、硬件/軟件運營化的解決方案，可以為物聯網提供高效的計算、存儲能力，為泛在鏈接的物聯網提供網絡引擎。
從目前的物聯網應用來看，都是各個行業自己建設系統，不便于多種業務的擴展，如果沒有統一建設標準、規范的物聯網接入、融合的管理平臺，物聯網將因為各行業的差異無法產生規?；?，增加
了使用復雜度與成本。
2. 物聯網的異構融合網絡層。任何終端節點在物聯網中都應能實現泛在互聯。由節點組成的網絡末端網絡，如傳感器網、RFID、家居網、個域網、局域網、體域網、車域網等，連接到物聯網的異構融合網絡上，從而形成一個廣泛互聯的網絡。物聯網在核心層可以考慮NGN / IMS融合，在接入層面需要考慮多種異構網絡的融合和協同。由于異構網絡相對獨立自治，相互間缺乏有效的協同機制，造成了系統間干擾、重疊覆蓋、單一網絡業務提供能力有限、頻譜資源浪費、業務的無縫切換等問題無法解決。面對日益復雜的異構無線環境，為了使用戶能夠便捷地接入網絡，輕松地享用網絡服務，融合已成為信息通信業的發展潮流。融合階段是指在各種網絡連通的網絡平臺上，分布式部署若干信息處理的功能單元，根據應用需求而在網絡中對傳遞的信息進行收集、融合和處理，從而使基于感知的智能服務實現得更為精確。從該階段開始，網絡將從提供信息交互功能擴展到提供智能信息處理功能及支撐服務，并且傳統的應用服務器網絡架構向可管、可控、可信的集中智慧參與的網絡架構演進。
3. 感知節點及終端。感知節點既能采集物體本身的有關信息，也能探測、存儲、處理乃至融合各種與物體相關的信息，從而向物聯網提供各種關聯信息。
微電子技術、嵌入式技術、近距離通信技術、傳感器技術和智能標簽技術等技術的發展與成熟使得感知節點能夠智能地感知物體與環境并對其進行通信、處理和控制。感知節點方面的關鍵技術有：支持感知內容的多媒體化的感知節點技術、感知節點組合化的關鍵技術、感知節點的設計和低成本制造、感知節點在組網和協同方面的軟硬件框架等。物聯網需要多樣化、小型化、智能化和低成本的終端。
4.泛在傳感網。泛在傳感網是物聯網末端采用的關鍵技術之一。泛在傳感網是由多個傳感節點組成的分布式無線自組織網絡，用來感知溫度、濕度、壓力等環境參數，一般提供局域或小范圍內物與物之間的信息交換。泛在傳感網一般分成三個部分：應用與服務層，下一代網絡層，傳感器網絡層。應用與服務層提供醫療、軍事、天氣等服務；下一代網絡層由核心網和接入網組成；最末端的傳感器網絡層屬于感知/延伸層。將傳感技術與無源標簽結合在一起將給物聯網帶來許多新的應用。隨著各項技術的成熟和發展，傳感器網絡的研究將會取得更大的進步，將對物聯網建設起到重要作用。
5. 物聯網的服務平臺技術與安全。物聯網將對信息進行綜合分析并提供更智能的服務。物聯網應用平臺子集與共性支撐平臺之間的關系、共平臺的開放性與規范性是物聯網應用部署所要研究的關鍵問題。面向泛在融合的物聯網的可管可控可信服務平臺架構、如何保證業務質量和體驗質量、支持泛在異構融合多種商業模式、提供簽約協商等管理功能和保護用戶數據隱私等是物聯網服務平臺方面的關鍵技術。物聯網除了具有傳統網絡的安全問題外，產生了新的安全性和隱私問題。在物聯網中數據的采集、處理和提取的實現方式與人們現在所熟知的方式是完全不同的，在物聯網中收集個人數據的場合相當多，因此，人類無法親自掌控私人信息的公開。此外，信息存儲的成本在不斷降低，因此信息一旦產生，將很有可能被永久保存，這使得數據遺忘的現象不復存在。確保信息數據的安全和隱私是物聯網必須解決的問題，如果信息的安全性和隱私得不到保證，人們將不會將這項新技術融入他們的環境和生活中。
三、結論
總之，物聯網關鍵技術有待突破，應用和市場有待于發展。物聯網領域主要研究內容可以從下面幾個方面著手。物聯網的網絡架構；物聯網的通信技術；包括無線通信、無線智能傳感器網絡、微型傳感器、網絡通信、多媒體通信及寬帶通信等。與此相關的技術包括傳感技術、識別技術、發現技術、計算技術、網絡通信技術、嵌入式智能技術、軟件技術等。物聯網的數據融合；物聯網的異構網絡融合；物聯網的智能終端；如何將現有的智能終端用到物聯網中或者開發物聯網需要的智能終端是一個重要研究內容。物聯網的信息安全和保密；物聯網相關標準研究；物聯網應用和業務開發，推動物聯網快速發展必須實現一些應用領域的示范應用，因此相關技術的研究和應用系統的開發實現是推動物聯網發展的重要途徑。
參考文獻
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物聯網通信技術的研究方向范文3
【關鍵字】物聯網 機器類通信 M2M 公眾移動通信網
1 引言
信息通信技術的不斷發展,使得人與人之間的通信手段日益豐富和完善。近年,通信技術的發展似乎已經超越了通信市場的需求。物聯網概念的提出,指出通信不僅要完成人與人之間的信息傳遞,而且要完成人與物、物與物之間的通信。與人手一個通信終端相比,物與物的通信市場更加龐大。物與物的通信可以滿足人類世界數量繁多的機器之間信息智能化傳遞。機器到機器(M2M,Machine to Machine)通信帶給整個信息通信產業鏈上各個關節紐帶以無盡的想象力。在未來的3G及超3G時代,M2M通信產生的數據流量將超過“人與人”和“人與機”產生的通信流量。ITU和3GPP等國際組織,以及國內的CCSA等標準化組織,在M2M業務需求日益高漲的背景下也開始在這個領域加強了標準研究與開發工作。其中,3GPP將這類通信技術統一定義為“機器類通信”( MTC,Machine Type Communication)。
MTC通信技術可以廣泛應用于智能交通、醫療保健、視頻監控、智能家居、智能電網等領域。例如,在視頻監控方面中國電信推出的“全球眼”,中國聯通推出的“寬視界”和“神眼”,以及中國移動在電力系統內實現無線抄表業務等。移動MTC業務風雨欲來,特別在物聯網產業在全球蓬勃興起的背景下,研究移動MTC業務特點及其存在的問題,對我們理解和研發MTC技術,尤為有益。
2 移動MTC業務需求
在移動網絡中部署MTC應用,存在著兩種場景。一種是通信運營商運營維護MTC服務器,如圖1所示。在這種場景中,MTC用戶通過運營商提供的應用程序接口(API)接入MTC服務器。第二種方式中,運營商提供接入到MTC服務器的通道而并不直接運維MTC服務器,如圖2所示。
與當前移動網絡相比,M2M通信市場、應用場景不同。同時,M2M終端數量極其龐大,但每個終端數據量可能很少。這些終端的移動性較低,因此,M2M通信對移動網絡有著特殊的需求。例如,對于MTC業務的移動運營商,可以自主的激活網絡中的MTC業務。而移動通信網絡需要對大量的MTC終端維護網絡連通性,并具有降低MTC業務并發造成的數據和信令的峰值數據量。由于MTC終端可能能量受限,移動網絡還需要有一定的節能機制,來保證MTC終端的低功耗特性。根據運營商策略或者具體業務應用特點,MTC終端在沒有通信發生的時候,可以保持在線狀態或脫機狀態。此外,移動網絡中開展M2M業務還有如下業務具體的需求:
設備觸發:網絡能夠觸發MTC設備與MTC服務器建立通信。
尋址:網絡應該具有尋址能力,使的處于公共地址空間的MTC服務器可以和處于私有地址空間的MTC設備進行通信。
標識:每個MTC設備具有獨立標識。
計費:對MTC設備或MTC群組進行計費。
安全:MTC類業務具有不低于非MTC類業務的安全需求。
遠程MTC設備管理:MTC類設備的管理可以由已有的機制(如OMA的數據管理標準)來提供。
根據MTC類業務特性,MTC類業務還有如下特殊的一些需求:
(1)低移動性
MTC設備具有較低移動性,固定、低速移動或者僅在一定區域內移動。針對低移動性,網絡運營商可以降低(或動態調整)移動性管理進程的頻率或簡化MTC設備的移動性管理策略。網絡運營商還可以具有自定義MTC設備位置更新的頻率等能力。
(2)時間控制
移動網絡可以為某些MTC應用提供時間控制功能。這些應用需要在特定的時間周期內發送或接收數據。網絡運營商可以允許這些MTC應用在特定周期以外發送接收數據和信令,但是可能計費策略有所不同。例如,在特定的接入授權時間周期內,網絡可以接收請求(如網絡附著或建立數據連接),而在禁止授權時間,網絡會拒絕這些請求。
(3)延時
部分MTC業務傳輸的數據并不是緊急數據或時延要求較高的數據。在諸如無線接入網絡負載過大的情況下,網絡運營商需要暫時阻止MTC設備接入網絡進行數據傳輸。因此,移動網絡中的MTC設備需要具有延時數據傳輸能力。
(4)小數據包傳輸
在MTC業務中,MTC設備傳輸的數據包大部分為尺寸較小的數據包。因此,系統需要支持在信令負荷、網絡資源、時延方面進行妥善設計,以降低小數據包傳輸對網絡的影響。
(5)MTC監測
網絡可以監測MTC設備相關事件,如MTC設備改變了附著點、釋放了連接等。MTC用戶可以定義哪些事件可以被監測。一旦監測到相應事件,網絡可能會給MTC用戶或MTC服務器發出警告通知,限制提供給MTC設備的服務(例如,減少分配的資源)。MTC用戶需要定義相應事件的處理方法。
(6)優先級報警消息
在MTC設備不能夠正常工作的時候,它可以針對某些事件發出有優先級的報警信息。例如盜竊、破壞或者其他需要立即關注的事件。
(7)安全連接
MTC設備與MTC服務器之間需要足夠安全的通信連接,特別是部分設備連接到漫游的運營商網絡的時候。
(8)位置觸發
MTC設備處于特定區域的時候,可能需要觸發特定的MTC應用。由于MTC業務應用時,移動性管理的頻率降低。MTC設備移動到特定位置的時候,更是需要位置觸發功能。這項功能需要網絡與終端設備的共同作用。
(9)稀疏傳輸
MTC業務的發送不是持續的,而可能是斷續的、頻率較低。網絡僅需要提供在傳輸發生的時候建立連接。MTC設備在需要發生數據的時候連接到網絡,發送或接收數據,然后在傳輸完成后變為脫機狀態。
(10)群組特性
MTC業務往往具有群組特性。大量的MTC設備具有相同的業務能力和服務目標。它們可能會接收相同的信息。這些設備具有相同的傳輸策略。在尋址方式上具有相似的特性。
以上是移動網絡中開展MTC業務所需要的需求。當前網絡尚不能完全滿足MTC業務的開展。相應網絡的功能設計和開發將在3GPP的后續工作中開展。
3 解決方案
針對以上MTC業務的特殊需求,產業界開展了大量的研究工作。目前,已經廠商提出了部分解決方案。下面我們介紹幾種移動網絡中針對MTC業務特殊需求的解決方案。
(1)尋呼機制
MTC設備不需要頻繁移動切換,或者只需要在小范圍內移動。在這種場景應用下,我們可以根據MTC的簽約信息,在HLR/HSS中將尋呼機制配置為只在小范圍尋呼。SGSN/MME可以把尋呼區域作為用戶數據的一部分進行存儲。在為移動終端服務時,如果只在小范圍內進行尋呼,那么尋呼產生的流量將會大幅度降低。當然,在這種機制中,可能會出現另外一種情況,即MTC設備漫游等機制需要進行調整。
在漫游場景下,可行的方法有階梯式尋呼。尋呼開始時,僅在上一次服務區域或簽約小區尋呼。如果沒有響應,SGSN/MME可以在更廣泛的區域尋呼MTC設備。
(2)小數據包傳輸
對于小數據包傳輸,短消息是一種比較好的方式。小尺寸數據可以封裝在短消息里。一方面,短消息包含內容較少。另一方面,短消息也比較適應數據發送頻度較低的MTC業務。而短消息傳輸對于系統負載方面的影響也比普通分組數據傳輸要低。
(3)未附著MTC設備的觸發
對于未附著的MTC設備,網絡并不知道其位置。然而,在很多情況下,MTC用戶是了解MTC設備的位置的。在這些場景下,MTC用戶可以提供給PLMN關于MTC設備的位置信息?；谶@些信息,PLMN可以在相關小區或小區群廣播觸發消息。即使MTC設備沒有附著網絡,仍然可以收聽到PLMN廣播信道的信息。
(4)MTC監測
MTC監測事件可以作為MTC簽約信息的一部分配置在HLR/HSS中。同時,針對監測事件的默認行為也可以預配置在HLR/HSS中。監測MTC事件的任務可以由SGSN/MME負責。相關配置信息(需要監測的事件及默認行為)可以由HLR/HSS中下載。當SGSN/MME監測到發生了特定事件,SGSN/MME負責產生相關報告并向MTC服務器匯報。在這種情況下,需要在網絡架構中為SGSN/MME提供新的參考點。對于MTC監測,另外一種方法是由GGSN/P-GW負責監測任務和產生監測報告的任務。
針對MTC業務,相關的研究還在進行中。很多問題,業界并沒有達到共識。例如,如何進行信令優化、如何對網絡單元功能、接口功能進行重新定義等。這方面的研究工作成果,將體現在3GPP R10的文檔中。
4 標準化進展
3GPP SA1工作組在2005年9月開始就針對M2M進行了研究,到2007年底完成了研究報告:TR 22.868 《 Facilitating M2M Communication in GSM and UMTS》,并在2008年5月開始了TS階段的工作: TS 22.368 《Service requirements for machine-type communications》 ,主要研究在公眾移動通信網上開展MTC業務時的業務需求問題。2009年,3GPP又啟動了在LTE系統中針對M2M業務進行系統增強的技術研究,并與2010年3月22日輸出了名為《System Improvements for Machine-Type Communications》(3GPP TR 23.888)的標準草案。面對M2M技術的發展,國內企業在開展了相關研究。中國通信標準化協會組織了中國移動、中國聯通、中國網通以及華為、中興等國內企業開展了對M2M技術的研究,并于2009年8月提交了《移動M2M業務研究報告》。2010年,中國通信標準化協會成立了泛在網技術工作委員會內,并立項研究移動M2M行業標準。
5 結束語
在我國,公眾移動通信網絡具有全覆蓋的優勢。這為移動通信運營商及設備商迎接物聯網浪潮奠定了良好的基礎設施優勢。而我國在建的3G網絡、試驗中的LTE網絡等,也為我國開展MTC業務帶來更好的網絡優勢。我國三大運營商都具有全業務運營牌照。人與人的通信市場潛力已被進行充分挖掘,市場競爭漸趨嚴峻。因此,在公眾移動通信網上開展物聯網應用,將成為未來很長一段時間市場競爭的重要戰場。
參考文獻:
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物聯網通信技術的研究方向范文4
關鍵詞： 能源互聯網； 可再生能源； 電能； 互聯網技術
中圖分類號： TK 01+9文獻標志碼： A
Abstract： The utilization of renewable energy is becoming more and more popular with the deterioration in environment pollution and serious risks of energy shortage.Energy internet，whose characteristics are the combination of the renewable energy technology and information technology，will bring the “Third Industrial Revolution”.This paper presented the development，content of Energy Internet and its market prospects，as well as the characteristics of Energy Internet，its architecture and technical support.As the new trend of future energy development，Energy Internet will bring the revolution to energy consumption，energy technology and energy industry.Energy Internet will also bring the society a great welfare during the promotion of energy sustainable development.
Keywords： Energy Internet； renewable energy； electric energy； internet technology
隨著智慧能源概念的提出，能源發展與大數據處理、云計算等互聯網智能技術的關聯性越來越強.近年來，物聯網、智能家居、智能電網已成為行業熱點，其快速發展離不開海量數據信息的計算與處理.為適應經濟和社會的發展，信息網絡與能源網絡的結合必然更加密切，對能源產業進行互聯網化將會是能源利用模式發展的新趨勢.
另外，化石能源消耗加劇、全球氣候變暖、環境污染加劇等問題已經引起全球的共同關注，擴大可再生能源規模已是世界發展的必然方向.美國著名經濟學家杰里米?里夫金在其著作《第三次工業革命》中提及：以大規模利用化石能源為核心的第二次工業革命正在走向結束，以新能源技術和信息技術緊密結合為特征的能源互聯網將會帶來第三次工業革命[1].能源互聯網是新能源技術與互聯網技術深入結合，以分布式可再生能源為主要一次能源，形成的新的能源利用模式.
1“能源互聯網”的發展
“能源互聯網”概念的提出得到了各界的強烈響應與高度認可，美國和歐洲對其的研究依然處于領先階段.
2008年，美國國家科學基金成立研究項目“未來可再生電力能源傳輸與管理系統”（the Future Renewable Electric Energy Delivery and Management System），簡稱“FREEDM”，以此作為“能源互聯網”原型.FREEDM提出了“能源路由器”新概念，模仿網絡信息技術中路由器的概念，運用“能源路由器”實現能源互聯.該系統以電力電子技術為核心，對分布式能源系統實現高效控制.另外，加利福尼亞大學伯克利分校提出“以信息為中心的智慧能源網絡”模型[2]，實現能源信息的數據采集，并高效地對能源的生產、傳輸和消費各環節進行管理.該能源網絡結合先進的信息通信技術以獲取大量能源數據，通過云計算進行數據分析，應用于整個能源系統，實現能源與互聯網的高效結合.
與此同時，2008年德國聯邦經濟技術部門和環境部門提出建立新型能源網絡EEnergy.該網絡在智能電網的發展基礎上，運用ICT（information communication technology）實現電網設施與用戶端的相互通信與f調，其目標包括高效供電和優化能源供應系統.高效供電即通過電力系統的數字聯網，確保電能的穩定高效供應；能源供應系統的優化可以理解為橫向多種能源的優化互補，包括化石能源以及風、光、電等可再生能源的相互協調供應.EEnergy項目的重點將是實現整個電力系統信息網路覆蓋，致力打造一個從發電到輸電、變電、配電、用電的一個全新能源互聯網.
我國能源互聯網技術依然處于起步階段.2013年，北京市科委組織召開了“第三次工業革命”和“能源互聯網”專家研討會；同年12月，國家電網公司指出“能源互聯網”是智能電網未來的發展方向；2014年6月啟動了“能源互聯網技術架構”；2015年2月，劉振亞的專著《全球能源互聯網》首發儀式暨專家座談會在北京召開.2015年7月，國務院印發《關于積極推進“互聯網+”行動的指導意見》；另外，國家能源局在同年7月正式確定《能源互聯網行動計劃大綱》和12個支撐課題.雖然國內“能源互聯網”的研究起步比較晚，但其已得到了相當程度的重視和發展力度支持.
2“能源互聯網”的內涵
“能源互聯網”雖然得到了廣泛的認可，但對其并無明確的定義.杰里米?里夫金在其著作《第三次工業革命》中也只是描繪了能源互聯網的愿景，并沒有給出具體定義.從歐美對能源互聯網的研究方向以及各界專家對能源互聯網的分析可知，對“能源互聯網”的理解主要有兩個方面：
（1） 采用互聯網的技術架構為模型，形成新型的能源網，其概念包括各種能源產業以及不同能源網絡之間的“互聯互通”.對于各種能源產業，例如供熱、供冷、供氣、供電等不同形式的能源之間可以形成互聯；對于不同能源網絡，例如分布式能源網，各種微電網之間也可以形成互聯.
（2） 搭載互聯網通信技術和大數據處理技術，可更加準確、高效地處理能源供應、能源消費等問題，以實現一種新的應用模式――“互聯網+智慧能源”.
以上兩種理解，只是認識的側重點不同，并不存在絕對的概念界限.作為未來能源可持續發展的必然趨勢，能源互聯網的研究將變得更加深入和規范，而其內涵也必然包括以上兩種理解.華北電力大學曾鳴教授指出：“要構建一個具有‘橫向多能源互補’、‘縱向源―網―荷―儲協調’和能量流與信息流雙向流動特性的大能源互聯圈.”[3]
為適應新的發展變革，不論從哪種認識角度，能源互聯網應具有以下特征：
（1） 可再生能源的大規模接入.
隨著環境污染加劇、能源嚴重短缺等問題的出現，可再生能源利用將越來越普及.太陽能、風能、光能等新能源技術正在影響越來越多的國家.以電能作為中介能源，利用綠色可再生能源替換高污染化石能源，以提高能源消費的環境友好程度，將會得到越來越多的重視.雖然目前改變不了化石能源的主導地位，但新能源的大規模利用已是發展的必然趨勢.隨著能源互聯網概念的不斷深入，政府政策的大力支持，可再生能源發展技術的不斷進步，必然會引導可再生能源的大規模接入.杰里米?里夫金在《第三次工業革命》中提到未來理想的能源互聯網愿景：“在即將到來的時代，我們創建的能源互聯網可以讓億萬人都能夠在自己的家中、辦公室以及工廠里生產和消費綠色能源，多余的能源可以與他人分享，就像現在我們在網絡上分享信息一樣.”[4]
（2） 搭載互聯網技術實現能源共享.
2015年3月我國政府工作報告中首次提出制定“互聯網+”行動計劃，即利用“互聯網” 或參考“互聯網”的技術架構與其他行業相結合，產生新的應用模式[5].如果將互聯網與能源結合，形成新的“互聯網+能源”應用模式，將能源產業進行互聯網化，并對能源產業通過ICT技術賦予數據屬性，則對能源產業的控制與管理將更加高效、經濟.在廣域能源供應體系中，實現能源綜合數字化互聯，實時動態地收集和處理海量負荷信息、市場交易數據、設備運行狀態參數、氣候環境等其他數據，進而充分利用信息通信技術和數據云計算處理技術設計出新的解決方案，進一步提高能源供應的智能化，實現能源產業的最優化管理.“能源互聯網”必須搭載互聯網前端通信技術和大數據處理技術才能發揮其革命性作用.
（3） 能源消費終端改變消費模式.
目前可再生能源絕大部分轉化為電能，可通過以電能作為中間介質，用綠色可再生能源替換其他一次化石能源[6].電能具有優質、清潔屬性，增加其消費比重將為能源終端消費的結構優化帶來推動作用.首先，推進電能消費發展可緩解因化石燃料燃燒帶來的污染問題；電能還是高效能源，提高電能消費比重有助于世界各國提高能源利用效率，進而降低世界能源需求，實現可持續發展.
近年來，隨著電動汽車在交通行業的快速發展，電氣化交通系統將會是能源互聯網的重要組成部分，電動汽車的發展將改變傳統大量消耗化石能源的交通行業[1].通過將電能作為中間介質，不僅為可再生能源大規模利用提供了平臺，而且促進了消費市場的模式轉變.電氣化交通可節約大量化石能源，未來一定會成為能源互聯網的重要支撐.以電能為主的能源體系將不斷強化能源消費模式，其不僅在汽車應用中發揮作用，在其他能源消費領域依然可起到重要作用.例如，工廠各種加熱設備可用電加熱方式替換傳統的煤燃燒加熱方式，既容易實現熱量的均勻控制，又可通過電力能源的高效性實現降低能耗的目標[7].
（4） “儲能”的廣泛應用.
大規模的新能源發電裝置在接入的同時，由于其自身發電能量具有間歇不連續與波動不穩定缺點，將會給電網的穩定性帶來一定的沖擊作用.分布式儲能技術可以緩解能量流的不確定性，抑制和平緩能量的波動，將成為能源互聯網中重要的基礎支撐[8].在今后能源互聯網的發展過程中，儲能裝置將廣泛應用于商業建筑.智能儲能裝置通過互聯網大數據進行云計算，以實現充電與放電的快速切換，更準確地匹配電源與負荷，更高效地提高能源利用率.
3“能源互聯網”架構
根據能源互聯網的特點，可設計出能源互聯網架構體系，如圖1所示.
從橫向和縱向對能源互聯網架構圖進行分析.從橫向來看，為橫向多能源互補.雖然目前
可再生能源的大規模接入，并不能完全替換化石能源，但可與化石能源相互協調供應.利用互聯網技術賦予能源數字屬性，準確分析能源供應情況，以達到多種能源的最優供給.
從縱向來看，能源進行供電、供熱、供冷、供氣等其他能源轉換，然后傳送至消費終端的過程中，電力行業起到了主干作用.從發電系統經電網傳送到用戶端，利用儲能裝置和互聯網技術實現電力行業的高效運作.各個環節中，對電氣設備運行狀態、電能傳送數據、消費終端負荷變化等通過互聯網技術進行實時監控，確保整個系統的最優化運行.由于交通行業的能源市場巨大，隨著消費終端的消費模式轉變，未來的電氣化交通系統也將占據重要地位.電動汽車充電裝置、儲能設備將充分發揮各自作用，搭載通信技術、數據處理技術可確保電氣化交通領域的穩定運作.整個架構體系中，互網技術將覆蓋各個環節，實現能量流與信息流雙向流動.
4“能源互聯網”技術支撐
從能源互聯網的特點和架構中可歸納出能源互聯網的技術要求.從目前技術發展現狀來看，五大技術將在能源互聯網中發揮重要作用.
4.1先進傳感技術
從能源互聯網內涵可以認識到，其范圍涉及到整個能源領域，能源之間的互聯互通與能源傳輸必須依賴于多種多樣的基礎設備.基礎設備工作狀態良好，系統的穩定性才能得到保障.準確監測設備信息、保障設備工作正常是能源互聯網技術框架的基礎要求.因此，必須依賴先進傳感技術對各種基礎設備進行狀態監測，實時準確地獲取設備參數，并做出實時診斷，避免出現設備安全隱患長時間存在，以確保整個系統高效運行.
4.2先進故障自診斷技術
實時監測設備信息，分析系統運行參數，運用先進的數據處理與診斷方法，做出準確的故障預測與診斷，及時處理安全隱患，才能保證系統安全.隨著科學技術的發展，故障診斷技術愈發地趨向于高效率、安全性、可靠性，其復雜性也越來越高.能源互聯網體系龐大，系統復雜，其每一個環節不可能一直處于良好運行狀態，但如果不能及時發現各種故障與隱患，將會影響到下一個環節的正常工作，甚至帶來巨大損失.所以，為確保能源互聯網的高效與安全，既要利用先進傳感技術準確獲取各種參數信息，又要利用先進的故障自診斷技術及時發現安全隱患，給出專家建議，并作出正確處理，維護系統安全.
4.3新能源發電技術
在介紹能源互聯網特征時提及，可再生能源大規模接入時，將電能作為中介能源，可用綠色可再生能源替換高污染化石能源.因此，新能源發電技術必將是能源互聯網架構的重要組成部分.
4.4大容量儲能技術
從能源互聯網的內涵與新能源發電的特點可以看出，大容量儲能技術可為能源互聯網提供重要保障.傳統電網的運行時刻處于發電與負荷之間的動態平衡狀態，即“即發即用”模式.[9]但隨著技術的進步、要求的提高，這種模式的缺陷變得越來越明顯.大容量儲能設備可以有效地對電力系統進行調峰和平滑負荷.另外，新能源發電、電氣化交通的大規模接入所帶來的電能不穩定與波動性問題，也促進了大容量儲能技術的發展.
4.5互聯網技術
在“能源互聯網”架構中互聯網技術覆蓋其各個環節，實現能量流與信息流雙向流動.高效信息傳輸、大數據處理、云計算等都必須依托互聯網技術才能實現.各種數據與信息的宏觀體現、整體策略的準確部署、產業的最優管理都與互聯網技術密不可分.
5“能源互聯網”市場前景
互聯網與其他行業的結合將是未來的發展主流.據業內人士分析，加上投資建設，我國能源互聯網市場約為5萬億元以上，可見能源互聯網存在廣闊的市場前景.關于能源互聯網的發展，曾鳴教授指出：“能源互聯網”將在能源消費、能源技術、能源產業方面帶來革命潮流.[3]
美國通用電氣將發電、輸電、配電、用電等全過程進行物聯網化，通過準確處理產業鏈數據信息，合理優化發用電交易模式，并提供維修、節能等其他技術增值服務，其能源管理收入規模可達440億元；Google收購Nest后將涉足智能家居能源管理行業；德國有上千家售電公司，分別圍繞新能源、電動汽車、儲能等領域開展相關業務.[10]
2015年4月，國內著名光伏企業協鑫集成科技股份有限公司與華為公司達成戰略合作.通過本次合作，協鑫集成與華為致力打造一個智能高效光伏電站，擬在物聯網、光伏電站開發與實施、光伏電站信息化技術等領域展開合作.4月20日，中石化與阿里云達成技術合作計劃，利用阿里巴巴在大數據、云計算等稻荽理方面的優勢，對傳統石油化工業務進行產業升級，開啟多業態的能源產業全新模式[3].另外，新電改方案進一步得到落實.
能源互聯網概念在不斷加深.我國“國家能源互聯網行動計劃”正在制定和完善，它作為我國首個能源互聯網概念、框架綱領性文件，將指導能源互聯網的進一步發展.
6結語
構建“能源互聯網”可以促進能源結構優化，提高能源利用效率，推動能源可持續發展.與此同時，“能源互聯網”的出現將帶來廣闊市場，為社會帶來巨大福利.但“能源互聯網”的發展也面臨諸多難題：網絡信息安全、電動汽車充電裝置覆蓋率、產業轉型初期的技術普及等，都是待解決的問題.目前“能源互聯網”的頂層設計以及綱領性文件正在完善，相信在其指導下，能源互聯網的發展方向將更加明確.
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物聯網通信技術的研究方向范文5
關鍵詞：智能樓宇；視頻監控；無線傳輸技術
隨著我國生活水平的不斷改善，人們對居住方面的要求也越來越高，于是智能化樓宇應運而生。日本電機工業協會樓宇智能化分會把智能化樓宇定義為：綜合信息通信、計算機等方面的最先進技術，使建筑物內的空調、電力、照明、防盜、防災、運輸設備等協調工作，實現建筑物通信自動化（CA）、自動化（BA）、辦公自動化（OA）、消防自動化系統（FAS）和安全保衛自動化系統（SAS），將這五種功能結合起來的建筑，外加結構化綜合布線系統（SCS），結構化綜合網絡系統（SNS），智能樓宇綜合信息管理自動化系統（MAS）組成，就是智能化樓宇。智能樓宇為我們提供了一種舒適、高效、方便、安全可靠的生活、工作環境，其中視頻監控子系統是智能樓宇的重要組成部分，通過視頻系統我們可以實現動態的實時監控，報警以及影像的保存。
1 視頻監控系統現狀
1.1 視頻監控系統的發展現狀
視頻監控經歷了模擬視頻監控、數字視頻監控、無線網絡視頻監控三個階段[1]。目前，有線的視頻監控系統仍然是市場的主流，因為其數據傳輸速率較高、并且穩定、可靠，但是在監測點較多且分布廣、地形復雜的地方，有線視頻監控系統的組網成本高、施工難度大、維護工作量大[2]。如果是無線的監控系統則這些問題都可迎刃而解，避免了在小區里動土施工，大大的縮短了施工周期，特別適合于老舊小區的改造，也避免了今后線路維護的工作，降低了維護的難度。
1.2 無線通信技術
近年來，無線通信技術不斷發展，在我們生活中的應用越來越普遍，無線通信安裝容易、靈活性高、使用方便。我們根據是否在運營商所管轄范圍內，無線傳輸可分為專用網和公用網兩種。
1.2.1 公用網
公用網就是通信運營商現有的無線傳輸網絡，主要是指3G、4G網絡。3G是“第三代移動通信技術”的縮寫，也就是指能實現高速數據傳輸的移動通訊技術，它能夠處理圖像、音樂、視頻流等，速率一般在幾百kbps以上。4G是第四代通訊技術的簡稱，4G網絡能夠以100Mbps的速度下載，上傳的速度最高可達到20Mbps，能夠與CDMA、GSM、TDMA完全兼容，也能與各類用戶設備實現并存互通，能夠滿足幾乎所有用戶對于無線服務的要求。其主要用到的技術有OFDM、SA、SDR、IPV6、MIMO等[3]。用戶使用公用網無需鋪設線纜，安裝簡便，但要付費，增加業主的負擔，因此在小區中一般不建議采用公用網。
1.2.2 專用網
專用網是某個單位為本單位的工作需要而建立的網，常用的有Zigbee，藍牙，Wi-Fi等技術，三種技術的參數比較見表1。Zigbee是一種短距離、低速無線技術，具備組網能力強、低功耗、低速率、低復雜度、可靠性高的特點[4]，主要應用于遠程控制以及自動控制等方面。藍牙也是一種低成本、短距離的無線通信技術，在2.45GHz波段上的傳輸距離通?？蛇_10m，傳輸速度可達1Mb/s，并引入了即添即用的功能[5]，主要應用在移動電話、耳機等設備上。但是視頻監控系統需要傳輸大量的視頻信號，這使得藍牙技術和Zigbee技術在視頻監控系統中的使用受到了一定的局限。Wi-Fi是一種基于IEEE802.11系列協議的局域網[6]，它具有傳輸距離遠、傳輸速度快、接入方便、聯網簡單、成本低等優點[7]，在功耗、安全、漫游等方面的缺點得到不斷得到改進情況下，它的應用領域肯定會越來越廣。智能樓宇視頻監控系統就是通過引入Wi-Fi技術來解決靈活性差，安裝維護困難等問題的。
1.2.3 Wi-Fi技術
Wi-Fi全稱為Wireless Fidelity，是IEEE（電氣電子工程師協會）定義的無線局域網通信工業標準，即IEEE 802.11。1997年IEEE公布802.11標準，這個標準定義了物理層和介質訪問接入控制層（MAC層）。物理層定義了其工作在2.4GHz的ISM頻段上，數據傳輸速率僅為2Mbps。1999年又補充了802.11a和802.11b兩個版本，802.1la定義了數據傳輸速率為54Mbps，物理層工作在5GHz的ISM頻段上，而802.11b定義了數據傳輸速率要達11Mbps，物理層工作在2.4GHz的ISM頻段上。后來IEEE又陸續發表了802.11c、802.11d、802.11f、802.11e、802.11g、802.11g、802.11n等版本，其中802.11g定義了數據傳輸速率高達54Mbps，物理層工作在2.4GHz的ISM頻段上，802.11n定義了數據傳輸速率更是高達108Mbps，物理層工作在2.4GHz的ISM頻段上。由于世界上絕大多數國家采用的是2.4GHz的ISM頻段，因此802.11這一標準得到了廣泛的應用。目前，主流使用的是802.11b、802.11n、802.11g三種。
隨著Wi-Fi技術的不斷發展，近幾年Wi-Fi技術在國內外得到了廣泛的應用，越來越多人通過Wi-Fi技術接入網絡，提供免費Wi-Fi服務的公共場所也越來越多，并且大多數家電和移動設備上都集成了Wi-Fi模塊。Wi-Fi技術正在讓各行各業發生變化。
2 視頻監控系統主要功能和構架
視頻監控系統是智能化樓宇的一個重要組成部分，它可以通過控制攝像機，直觀的看到被監視地點的所有情況，并且可以把被監視地點的圖像傳送到控制中心的硬盤錄像機上，記錄和保存相關數據。當有需要時，可以提供查詢，是處理很多事情的重要依據。
2.1 主要功能
通過安裝調試，智能樓宇中的視頻監控系統應實現如下的功能：
（1）監視器使用方面，能實現監視器的圖像調整、瀏覽設置、視頻切換等等。
（2）利用矩陣主機，能實現矩陣輸出視頻的切換，包括輸出視頻的切換、不同輸出通道的切換、隊列切換等等，能進行視頻追蹤。
（3）利用硬盤錄像機實現視頻切換，即多畫面和單畫面的切換。實現錄像功能，包括定時錄像，手動錄像，錄像查詢。
（4）具備報警功能，實現報警聯動錄像，外部報警輸入、動態監測報警輸入、聯動錄像、云臺自動控制及錄像查詢。
2.2 主要構架
視頻監控系統主要包括前端攝像設備，無線傳輸設備，終端設備。前端攝像設備有網絡攝像機，比如云臺，或者是模擬攝像機。終端設備可以由計算機或者是監視器、矩陣主機、硬盤錄像機以及相關的報警設備組成，即可完成對公共場所、智能大樓、小區等區域的視頻監視及錄像。如圖1所示。
2.3 構建系統時要注意的幾個問題
（1）在使用高速球的系統中，也就是云臺時，接線無誤的情況下發現云臺不受控制，就要檢查“系統設置”中的“通訊設置”，設置好高速球云臺攝像機的通訊協議、波特率、地址碼。波特率要參考系統的硬件設置情況，太高也會出現連接不上的情況，太低，靈敏度不夠。地址碼的設置和云臺頂上的撥碼開關有關，必須保證兩邊一致。
（2）報警功能的實現，可以利用軟件實現動態的監控，當有人進入設定區域時自動報警并錄像。也可以通過添加硬件來實現報警，在前端加上相關探測器即可，比如紅外對射探測器，紅外探測器，幕簾探測器，玻璃破碎探測器等等，這些探測器都是模擬信號，注意加上編碼器把信號轉變為數字信號并編碼。
參考文獻
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物聯網通信技術的研究方向范文6
關鍵詞：工業4.0；生產新模式；管理創新
一、 引言
后金融危機時期，面對金融危機沖擊和世界不斷增強的競爭壓力，全球主要發達經濟體紛紛推行“再工業化”戰略，2011年～2015年初，美國、德國、法國、英國、日本先后推出“先進制造業國家戰略計劃”、“工業4.0”戰略、“工業新法國”戰略、“工業2050”戰略和“機器人新戰略”，力圖重振本國制造業，并謀劃在未來的產業競爭中搶占制高點。以中國為代表的新興經濟體也加快產業轉型升級步伐，于2015年5月推出《中國制造2025》，被稱為中國版“工業4.0”。
盡管上述主要國家所提的工業發展新戰略的名稱有所不同，但從其內容看，核心是通過互聯網、下一代互聯網、大數據等新興技術與生產制造的深度融合，以推動制造業向“智能制造”升級，這一發展新趨勢建立在信息技術和互聯網技術變革基礎之上，并正在對全球制造業生產模式和結構產生廣泛而深刻的影響，全球以數字化、網絡化、智能化為特點的新一輪工業革命已經初露端倪。
二、 互聯網技術的新發展及其影響
近十多年來，以互聯網為代表的信息技術飛速發展，即將全面進入以IPv6（Internet Protocol version 6，互聯網通信協定第6版）和第五代移動通信技術（5G）為技術基礎的時代，互聯網技術的蓬勃發展也正在對全球商業模式和生產制造模式帶來深刻改變。
1. 互聯網技術引領商業模式的變革?；ヂ摼W技術的快速發展，大大降低了信息成本以及傳統上買賣雙方之間的信息不對稱，正在深刻影響著企業的銷售模式和消費者的購買方式。近年來，各種形式的電子商務蓬勃興起，并從B2B、B2C、C2C等模式向O2O模式發展，“互聯網+”正在成為主流的商業模式。以中國為例，根據中國互聯網絡信息中心在過去五年的《中國互聯網絡發展狀況統計報告》，2012年～2016年，網絡購物和網上支付的用戶分別從2.42億人和2.21億人增加至4.67億人和4.75億人，年均各自增長17.86%和21.08%，帶動電子商務逐漸替代傳統的銷售渠道。而從全球層面看，根據世界銀行最新的統計數據，2000年～2015年，全球每100人中互聯網用戶蕩6.77人增加到了44人，年均增長13.29%；而根據國際貨幣基金組織2016年4月12日的《世界經濟展望》，2015年全球總人口為73.16億人，由此可以推算出到2015年底全球互聯網用戶總數大約32億人，如此龐大的用戶群奠定了基于互聯網商業模式的持續成長及壯大根基。
2. 工業互聯帶來生產制造模式的變革。網絡技術不僅越來越廣泛地應用于商業和消費領域，近年來還加快向工業領域的應用滲透，工業互聯網（Industrial Internet Revolution）正在形成。從技術層面看，目前IPv6技術已經趨于成熟，與IPv4技術相比，其地址比特數從32位擴充到128位，理論上的地址空間上限由此從232個拓展2128個。IPv6有足夠的地址使智能對象間通過互聯網大范圍直接互聯（工業4.0工作組、德國聯邦教育研究部，2013）。從應用層面看，自2012年6月6日全球IPv6網絡正式啟動以來，其應用推廣發展十分迅速，根據全球IPv6論壇主席Latif Ladid在今年3月9日北京舉辦的“全球IPv6論壇媒體見面會暨IPv6 World Leader，2017頒獎儀式”上的發言，比利時的IPv6用戶占全網用戶比例已經高達56.56%，美國的這一比例從2014年的5%上升到了目前的33.2%，印度則已經擁有近1億的IPv6用戶數。從工業互聯網的發展前景看，未來物聯網和服務網將于生產制造深度融合，從而將傳統的工廠升級為智能工廠，帶來生產制造模式的變革。
三、 工業4.0時代的“智能主義”生產模式
工業4.0被稱為基于信息物理系統（Cyber-Physical Systems，CPS）的第四次工業革命（Kagermann，2013；森德勒，2014），將對既有的大規模批量化生產制造模式產生革命性影響。
第二次世界大戰之后，“福特主義”生產方式迅速成為主流的生產制造模式?！案Ｌ刂髁x”是指以福特公司為代表的建立在流水線分工基礎上的勞動組織方式和大批量生產模式（陳秀山，2003），這種生產方式建立在專業化勞動分工、生產流程標準化和規模經濟基礎之上。從市場需求來看，“福特主義”模式建立在高度同質的大眾化需求基礎上；從投入生產要素看，采用的是專門化的機器，雇傭能熟練掌握專項任務的低技能工人進行生產；從產品特征看，生產的是標準化產品；從空間特征看，主要是根據資源稟賦所形成的比較優勢進行功能性的區域分工，不同區域之間形成上下游的分工合作。概括而言，“福特主義”模式是用低技能勞動力和高度專門化機器的組合以流水線作業形式大規模生產標準化產品，可以說是工業2.0時代的代表性生產模式。
“福特主義”模式最大的局限是其成功是建立在消費者需求同質化的基礎之上。然而，隨著社會經濟的發展，在以電子計算機和信息技術為核心的第三次工業革命推動下，20世紀80年代以來主要發達經濟體先后進入后工業化時期，居民收入水平的提升使得消費者的差異化需求日益增大，企業不得不對這種變化做出反應，信息和通信技術的發展恰恰為企業滿足這種差異化需求提供了可能，“后福特主義”生產模式應運而生。從市場需求來看，“后福特主義”模式考慮了消費者需求的差異，可以滿足小眾化的特色需求；從投入生產要素看，采用的是多功能的機器，雇傭能熟練應對多項任務的技術工人進行生產；從產品特征看，生產的是多樣化產品；從空間特征看，上下游的企業聚集在特定的區域內，可以保證個性化零部件或服務的及時供應，有效解決了制約靈活化柔性生產的庫存問題。概括而言，“后福特主義”模式是用具有一定知識水平的技術工人和多功能機器的組合以靈活形式小批量柔性生產多樣化產品，可以說是工業3.0時代的代表性生產模式。
“后福特主義”模式雖然滿足了消費者的差異化需求，有效開拓了各種細分市場，但這種生產仍無法滿足真正意義上的個性化需求。然而，就每一個的本質而言，都是一個具有個性的主體，因此有效滿足個性化需求成為新的工業生產模式應解決的核心問題，這也是工業4.0時代到來的市場基礎。與既有的“福特主義”模式和“后福特主義”模式不同，工業4.0時代建立在滿足消費者的個性化需求基礎上。網絡技術的廣泛應用，可以實時感知、監控生產過程中產生的海量數據，實現生產系統的智能分析和決策，使智能生產、網絡協同制造、大規模個性化制造成為生產方式變革的方向（王喜文，2015）。從投入生產要素看，采用的將是智能化的機器，雇傭具有豐富知識和技能的高素質工人進行生產；從產品特征看，生產的是智能產品；從空間特征看，地理位置不在成為制約生產的關鍵因素，生產組織模式將由集中轉向分散。概括而言，這種新的生產模式是用知識型員工和智能機器的組合以適度的規模定制化生產個性化智能產品，鑒于該模式生產設備、生產過程以及生產產品都具有智能特征，本文將其概括為“智能主義”生產模式。
四、 “智能主義”生產模式下管理創新探討
在工業4.0時代“智能主義”生產模式下，大規模標準化生產將被適當規模的個性化定制化生產所取代，由此無論對產業發展還是對企業發展，都內生出一系列的管理創新要求，核心的是需求層面的個性化需求導向、技術層面的協同創新網絡參與機制以及人才層面的知識型員工培養管理制度體系建設。
1. 面向并滿足個性化需求。過去產業發展所依賴的市場基礎主要是大眾化需求，然而隨著經濟社會的發展，尤其是互聯網、物聯網技術的深入發展及普及應用，真正意義上的個性化需求將成為工業4.0時代的主流。工業4.0允許在設計、配置、訂購、規劃、制造和運作等環節能夠考慮到個體和客戶特殊需求，而且即使在最后階段仍能變動（工業4.0工作組、德國聯邦教育研究部，2013）。對企業而言，獲取和提升競爭能力的核心是滿足市場需求的能力，因此面對即將到來的個性化需求時代，企業應建立個性化需求導向的研發設計、生產制造及營銷服務體系，主動挖掘并適應消費者的個性化需求，重點是提升滿足個性化需求的能力，這方面需要充分利用新一代的信息技術工具。
個性化也意味著特色化，這對企業而言，需要更加重視創新設計的地位。此外，借助高度發達的移動通訊網絡，客戶可以隨時隨地將個人的需求反饋至生產端，這突破了傳統實體店客戶體驗和參與的時空局限，因此利用網絡工具讓客戶參與設計將成為產品體現和滿足客戶特色需求的重要手段。
2. 積極參與協同創新網絡。工業革命既是產業革命，也是技術革命。根據波士頓咨詢公司的研究報告，工業4.0主要是以工業物聯網、網絡安全、云計算、增材制造、現實增強、大數據、自動機器人、模擬以及水平和垂直系統整合技術等9項數字化技術為基礎的變革（BCG，2015）。這些新興技術是產業和企業向工業4.0升級的關鍵。鑒于新興技術研發所具有的研發投入資金量大、研發周期和產業化過程較長等特點，風險與不確定較大，因此以單個企業為主進行研發難以適應技術創新、產業發展以及國際產業競爭的需要，有必要采用系統創新網絡的模式的組織形式開展技術創新。
在學者較早的研究中，創新網絡被看作是應付系統性創新的一種制度性安排（Imain Baba，1989；Freeman，1991）；協同創新網絡則是一種基于網絡的合作創新，被看作不同的創新參與者的協同群體，具有復雜性、動態性、系統性、開放性、中心性、協同性等特點，通過該網絡可以實現各個主體間的資源共享、知識傳遞和技術擴散，實現知識、技術的增值和創新的產生（劉丹、閆長樂，2013）。對于工業4.0時代的企業而言，采用協同創新網絡模式進行創新的重要性毋庸多言，關鍵是要形成構建或參與協同創新網絡的機制。固然，這一工作主要由行業內的主導廠商承擔；但對一般企業尤其是對技術需求強烈但自身技術創新能力或水平受較多約束的中小微企業而言，也應從企業自身考]參與機制，積極主動參與協同創新網絡，憑借網絡資源共享的模式彌補自身的不足，從而有效提升競爭力。
3. 知識型員工培養管理制度體系建設。工業4.0時代，隨著智能化生產設備和智能生產工藝的普遍采用，生產對人員的需求量將會減少，但對人員素質和能力的要求將會發生“質”的變化，正如夏妍娜、趙勝（2015）所言，人在生產制造中的角色將由服務者、操作者轉變為規劃者、協調者、評估者、決策者。這意味著工業4.0對勞動的需求將從一般勞動力到知識型高素質技術型員工，這類員工不僅需要具備良好的知識水平，還需要得到系統的技能培訓。
針對網絡化時代知識型員工自主性較強和喜歡以網絡化方式參與的特點，企業可以借助網絡化溝通交流平臺或工具開展學習型組織建設，形成企業良好的學習氛圍。專業知識和技能的培訓也可以借助信息技術和網絡平臺實現，如利用虛擬現實技術開展培訓或模擬訓練。就日常管理制度而言，重點是創造有利于激發知識型員工創新思維和高效率工作的工作環境；在薪酬設計上，也應考慮對員工創新能力的激勵。
五、 結論與建議
技術和政策因素共同推動以工業4.0為代表的新一輪工業革命的興起，對傳統的生產制造模式將帶來革命性影響，推動其從目前的“福特主義”模式和“后福特主義”模式逐漸向“智能主義”模式升級?！爸悄苤髁x”生產模式內生出一系列管理創新需求，需要管理創新方面，主要是從大眾化需求導向轉向個性化需求導向；技術管理創新方面，主要是從以單個企業為主體的創新模式轉向協同創新網絡模式，這需要相關的平臺建構及參與機制設計；人才管理創新層面，主要是探索適應網絡時代知識型員工特點的管理方式。
面對第四次工業革命，中國擁有工程技術人才儲備多、本土市場大、經濟增長勢頭良好、儲蓄率高等優勢，但制度會否成為制約創新的桎梏也令人擔憂（李稻葵，2016）。中國擁有的諸多優勢有利于產業界和企業進行上述管理創新，但破解制度層面的體制機制束縛或制約因素也不可或缺，這方面正是政府應該而且能夠有所作為的地方，政府可以通過適當的政策提供引導、支撐和配套服務。為此，本文對相關政府部門提出以下三點建議：第一，積極引導鼓勵工業4.0重大共性技術協同創新網絡的形成，加強對該模式研發創新的支持力度，以加快我國在這些技術領域的突破，也由此誘發網絡外廣大企業乃至個人的技術創新或技術改進活動，為“中國制造”向“中國智造”的成功升級奠定堅實的技術基礎；第二，提供人才培訓，一方面，針對工業4.0發展新趨勢、新特征，對企業管理層開展培訓，幫助企業經營管理者認清工業4.0的發展大趨勢，以促使他們結合本行業、本企業特點制定恰當的發展戰略決策，主動順應并推動工業4.0的發展；另一方面，采用單獨組織、與行業協會聯合組織或直接與企業合作組織的方式，開展針對企業骨干技術人才的專業知識、專業技能培訓，提高他們未來對智能設備的適應能力，也同時引導激勵他們的創新行為。第三，加強公共平臺建設，主要是公共研發平臺、公共信息平臺和人才流動平臺的建設，重點為科技型、創新型中小企業提供技術支撐和信息服務，為人才資源的恰當配置提供平臺。
參考文獻：
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[9] 夏妍娜、趙勝.工業4.0：正在發生的未來[M].北京：機械工業出版社，2015.
基金項目：國家自然科學基金項目（項目號：71422012）；清華大學自主科研計劃項目（項目號：2012THZ04107）。
