物聯(lián)網(wǎng)與人工智能關(guān)鍵技術(shù)研究

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)
正以科技革命的姿態(tài)向我們緩緩走來，世界將
逐步發(fā)展成為一個智能的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。伴隨著
業(yè)界領(lǐng)先公司逐步進(jìn)入物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，國內(nèi)外專
家、學(xué)者對物聯(lián)網(wǎng)與人工智能關(guān)鍵技術(shù)的重視
程度也越來越高。購標(biāo)志著軟銀的一次“范式
轉(zhuǎn)變”——投資物聯(lián)網(wǎng)。誠然，ARM 作為壟
斷了智能手機業(yè)的芯片設(shè)計公司，最近一兩年
來正積極向物聯(lián)網(wǎng)拓展。然而，ARM 僅僅提
供物聯(lián)網(wǎng)芯片的設(shè)計，即便真如 Gartner 所預(yù)
測在 2020 年將有 260 億物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，但這也
只是物聯(lián)網(wǎng)的物理基礎(chǔ)。如何利用現(xiàn)代化科學(xué)
技術(shù)提高物聯(lián)網(wǎng)智能化水平，如何增強智能物
聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用性并提高其影響力必將成為未來科
學(xué)研究的熱點與難點。
1 何為物聯(lián)網(wǎng)
1.1 物聯(lián)網(wǎng)簡介
所謂物聯(lián)網(wǎng)即基于互聯(lián)網(wǎng)和傳統(tǒng)電信網(wǎng)
等信息承載體，實現(xiàn)獨立尋址的普通物理對象
互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)具有普通對象設(shè)備化、
普適服務(wù)智能化以及自治終端互聯(lián)化的特點。
1.2 人工智能簡介
不同種類的物品接入網(wǎng)絡(luò)，其本身的信
息在物聯(lián)網(wǎng)的智能作用下被識別，并在受到相
關(guān)的分析、處理等之后反饋到相關(guān)設(shè)備上，或
是在智能識別的基礎(chǔ)上設(shè)備發(fā)出指令使目標(biāo)物
品做出相應(yīng)變動的系統(tǒng)即為人工智能。
2 物聯(lián)網(wǎng)與人工智能的契合
2.1 物聯(lián)網(wǎng)專家系統(tǒng)
在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中存在一種計算機智能程
序或是一種智能機器設(shè)備（服務(wù)器），其具有
專門的知識以及經(jīng)驗，可以經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)化部署的
專家系統(tǒng)，對物聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行基本的處理，
物聯(lián)網(wǎng)與人工智能關(guān)鍵技術(shù)研究
文/方小祥
本文對物聯(lián)網(wǎng)與人工智能關(guān)
鍵技術(shù)進(jìn)行了研究，解析了物聯(lián)
網(wǎng)的含義，指出了物聯(lián)網(wǎng)與人工
智能的契合處，概述了行業(yè)內(nèi)的
研發(fā)成果，具有一定的參考價值。
摘
要
這就是物聯(lián)網(wǎng)專家系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)專家系統(tǒng)給物
聯(lián)網(wǎng)用戶提供了有效的智能化專家服務(wù)功能，
能夠?qū)崿F(xiàn)對多用戶進(jìn)行的專家服務(wù)。物聯(lián)網(wǎng)專
家功能的實現(xiàn)主要依賴于物聯(lián)網(wǎng)智能終端所采
集的數(shù)據(jù)。
2.2 物聯(lián)網(wǎng)智能控制
控制是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的主要環(huán)節(jié)，因此，
物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的關(guān)鍵之一在于實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的智能
控制。為了解決此問題，可以將智能控制技術(shù)
有效移植于物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，以此來最大限度的擴(kuò)
充與豐富物聯(lián)網(wǎng)所具備的應(yīng)用價值。所接入的
物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備可以接收到物聯(lián)網(wǎng)發(fā)出的操作指
令，從而實現(xiàn)無人參與的自我管理與自動操作。
在物聯(lián)網(wǎng)智能控制的應(yīng)用過程中，其接受的智
能控制命令基本上來源于所接入物聯(lián)網(wǎng)的一個
或者是一類用戶，物聯(lián)網(wǎng)智能控制則會在此基
礎(chǔ)上完成相應(yīng)用戶的無人值守作業(yè)。
2.3 物聯(lián)網(wǎng)智能化模塊
智能物聯(lián)網(wǎng)主要包括機器感知交互層、
通信層、數(shù)據(jù)層、智能處理層以及人機交互層
五個層次，各層次概況如下：
2.3.1 機器感知交互層
該層是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)，包括不同類型的
傳感器、PLC 以及數(shù)據(jù)接口等，能夠從設(shè)備物
品中獲得數(shù)據(jù)。
2.3.2 通信層
該層含有設(shè)備物品最前端一公里的接入
通信以及遠(yuǎn)程傳輸網(wǎng)絡(luò)，是人與設(shè)備之間、設(shè)
備物品之間以及人與人之間信息交流與溝通的
基礎(chǔ)。
2.3.3 數(shù)據(jù)層
該層是智能物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)核心。模型庫、
知識庫、實時數(shù)據(jù)庫、歷史數(shù)據(jù)庫以及神經(jīng)網(wǎng)
絡(luò)等都在數(shù)據(jù)層中。模型庫主要是存放處理事
件所用的抽象數(shù)學(xué)模型；知識庫主要是存放對
不同類型問題的判讀經(jīng)驗；實時數(shù)據(jù)庫主要是
存放設(shè)備物品的狀態(tài)參數(shù)；歷史數(shù)據(jù)庫主要是
存放過去的狀態(tài)數(shù)據(jù)或是處理結(jié)果；人工神經(jīng)
網(wǎng)絡(luò)是一種模仿神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的行為特征，是可以
進(jìn)行分布、并行信息處理的數(shù)學(xué)模型。
2.3.4 智能處理層
該層次具有強大的數(shù)據(jù)處理功能，包括：
數(shù)據(jù)查詢、分析、預(yù)測以及下達(dá)指令、生成報
告等。該層次的智能化程度直接影響到整個智
能物聯(lián)網(wǎng)的智能化水平，其技術(shù)狀態(tài)與核心技
術(shù)也直接關(guān)系著物聯(lián)網(wǎng)智能化的發(fā)展。
2.3.5 人機交互層
該層次中，人類將參與到物聯(lián)網(wǎng)的智能
化處理，人類將對處理的窗口進(jìn)行監(jiān)視。該層
次包括 Web 監(jiān)視界面、數(shù)據(jù)更新、表格查詢
以及指令控制等部分。
關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)智能化模塊的研究，人臉識
別、智能家居、語音識別、醫(yī)療和智能助理、
智能汽車以及 NLP（翻譯）都成為了人工智
能當(dāng)下最熱門的應(yīng)用。
3 行業(yè)內(nèi)的研發(fā)成果
3.1 IBM
2011 年在美國《危險地帶》智力搶答游
戲中，IBM的沃森戰(zhàn)勝了人類選手。到2012年，
在歐美商業(yè)化項目中 IBM 沃森系統(tǒng)已經(jīng)逐步
得到應(yīng)用。與此同時，其在金融、醫(yī)療、政府
公用事業(yè)以及呼叫中心四大領(lǐng)域的應(yīng)用方向得
到了明確。在沃森成功的基礎(chǔ)上，到 2015 年
年底 IBM 轉(zhuǎn)型認(rèn)知計算和云平臺，而宣布放
棄咨詢業(yè)務(wù)。為此，成立了相應(yīng)的沃森 IoT 全
球總部，以實現(xiàn)用人工智能進(jìn)軍物聯(lián)網(wǎng)的目標(biāo)。
有效利用人工智能及自然語言處理技術(shù)，
對現(xiàn)實世界中的不同信息語義充分理解，從而
全方位的滿足不同應(yīng)用的需求是沃森的目的。
為了實現(xiàn)目標(biāo)，IBM 計劃把數(shù)據(jù)放在云平臺，
希望可以充分利用認(rèn)知計算來加快物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)
展進(jìn)程，進(jìn)而識別物聯(lián)網(wǎng)中所涉及到的不同設(shè)
備的各類語義表達(dá)，實現(xiàn)基于語義的上下文交
互。在此過程中，認(rèn)知計算可以在實時高效性
能的流數(shù)據(jù)處理技術(shù)的基礎(chǔ)上，充分融合地圖、
天氣、交通以及路網(wǎng)等信息，并有效利用認(rèn)知
建模、知識學(xué)習(xí)以及人機對話等不同的管理方
法，為汽車、保險以及交通運輸?shù)刃袠I(yè)領(lǐng)域的
轉(zhuǎn)型需求提供智能的“車聯(lián)網(wǎng)”服務(wù)解決方案。
比如，可以采用車載電子監(jiān)測設(shè)備或是智能手
機對車輛出行、行車情況以及駕駛數(shù)據(jù)等進(jìn)行
采集。如若可以科學(xué)融合天氣、路況等相關(guān)數(shù)
據(jù)，并基于地圖使用的客戶畫像，則可以發(fā)出
及時的駕駛風(fēng)險提醒，并給出有效的避險建議，
從而給車主以及保險公司提供相關(guān)的參考。
3.2 Google
Google 在所有的人工智能技術(shù)研發(fā)公司
中，其技術(shù)研發(fā)稱得上是最充分的。Google
公司從建立開始便以人工智能作為其公司的核
心技術(shù)。作為搜索引擎，其本質(zhì)在于將自然語
言中的語義理解技術(shù)視為核心，在此基礎(chǔ)上對
龐大的互聯(lián)網(wǎng)信息進(jìn)行實時處理，并提供信息
的相關(guān)性分析服務(wù)。目前，人類最常用的云計