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物联网通信技术的研究方向范文1
本文主要介绍了物联网技术的基本信息，对物联网的特点进行了简单的分析，并探究了物联网在运营中的重要技术，以研讨物联网技术在现代电子通信运营中的实际运用，充分发挥物联网的作用，以促进我国科学技术的发展，拉动我国社会经济的发展，提高我国的综合实力，从而使我国能在国际市场中占有一席之地。
【关键词】物联网 电子通信 实际应用
二十一世纪是一个信息化时代，科学技术日新月异，计算机信息技术广泛普及于社会的各个领域中，与人们的生活、工作和娱乐紧密相连、密不可分。在互联网的基础上，又发展了物联网技术。所谓物联网是指一种将互联网作为载体的，通过特定的通信地址将物体相连接的无线网络系统。物联网的发展是社会进步的必然结果，是提高我国国际竞争力的重要手段，是保障人们生活质量的必然要求。
1 物联网的含义和特征
物联网的发展是以互联网为基础，是一种网络系统的创新形式，其本质主要在于以下几个方面：一方面其既具有互联网的特点，又拓展了互联网的特点，具有新的特色；一方面其主要特征表现在对象识别和通信上，能对物联网中所有的物体进行正确的识别和开展通信活动；另一方面，物联网具有高智能性，其网络系统具有统一性，自动化。
物联网区别于互联网的特点主要在于：第一，物联网中充分利用了传感技术，其包含了许多的传感设备，而每个传感设备的信息来源都不相同，所获得的信息类型和格式也存在着差异。传感器所采集的信息具有时效性，能及时对数据信息进行更新；第二，物联网技术的核心内容依旧是互联网，其将互联网与有线、无线网络有机结合，以确保及时地将数据信息传输出去，使其具有准确性和实时性。另外，在物联网中传递信息，必须保证其能适应各种不同结构的网络协议；第三，物联网并不仅仅是为传感器的连接提供条件，其也能对物联网中的对象开展智能处理工作。物联网是集传感设备的应用和智能化处理为一体的网络系统，充分发挥各种智能技术，以拓展其发展领域。不同的传感设备所传递的信息内容也就不同，通过对这些信息的有效利用，以满足不同人群和企业的不同需求。
2 物联网技术在现代电子通信运营中的实际运用
2.1 物联网在电子通信运营中的关键技术
在物联网的运营中，物联网网关、物联网通信模块和职能终端都具有重要的作用。物联网网关是一个能有效地将所有信息数据都集中在一起进行数据传输，以促进传感网和通信网相连接的网元设备，具有重要的影响作用。物联网网关既可以集中不同结构的传感网并远程传递其信息，还能够保障远程运营平台的对接工作顺利进行，有利于加强对客户端的控制，提高信息服务质量。物联网所涉及的领域十分广泛，种类繁多，体积具有差异性，处理能力和对接口都不尽相同，以致于难以形成完整而统一的网络系统。物联网通信模块的出现则有效地解决了这一问题，拓展了物联网的通信渠道，与各企业的内部终端相连接，以创造一个共同关注传输通道，实现各行业数据信息的交换和传递，提供优质的通信运营服务。在物联网运营中，智能终端能高效地处理物联网中的数据信息，并将所采集的数据信息输送到指挥中心，由管理人员利用智能程序来加以处理，以保障电子通信运营的顺利开展。
2.2 物联网在电子通信运营中的运用模式
物联网在电子通信运营中主要有三种运用模式。
第一种模式是对象的智能标签。这种模式主要是利用二维码技术来实现。其主要是能对各类物体进行分类，用于识别对象信息。除此之外，还可以通过智能标签来读取对象所包含的所有信息，比如说信用卡中所包含的个人信息和金额信息，又或者是所包含的网址信息等。手机物联网便充分体现了这类模式。现阶段，手机的作用越来越广泛，越来越多的人开始利用手机进行购物，通过支付宝和扫取物品的二维码来实现付费，便利而快捷。例如，人们在出去吃饭娱乐的时候，便直接利用手机来进行团购，手机能立即读出消费者所关注对象的所有信息，包括地址、价格、评价等内容，当消费者选定之后便可直接利用支付宝支付费用，快捷而便利。又比如当下许多人开始使用嘀嘀打车和快的打车软件，通过扫取二维码来减少乘车费用，为人们的生活带来便利。
第二种模式是环境监控和对象跟踪。这种模式充分利用传感网络来实行有效地监控和监测，多用于交通道路监控交通状况，或是监测噪音污染等。另外，其还促进了安防物联网的形成，能提供门窗报警和紧急呼叫等功用，有利于保障人们日常生活中的安全，提供智能化的家居生活。
第三种模式是对象的智能控制。物联网通过传感网所采集的数据信息来作出判断和提出科学而合理的处理方式，以实现有效的信息反馈，加以控制对象。例如，路灯便利用了这一模式，其能对灯光的强弱进行调节；又如交通中的红绿灯，也可利用物联网技术来加强管理。
3 结束语
随着社会经济的不断发展，我国科学技术不断地进步，物联网的发展越来越快。在电子通信运营中，应用物联网技术是社会发展的必然需求，有利于促进人们整体生活水平的提高，推动互联网的长远发展，充分体现了创新精神。除此之外，物联网技术的应用，有利于企业的良好发展，提高企业经济效益。可保证网络系统信息服务的综合性。总而言之，物联网技术在现代电子通信运营中的运用，在社会科学技术发展中具有重要的地位，要予以高度重视，不可忽略。
参考文献
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[2]王伟.物联网时代电子商务运营和管理方法的研究[D].重庆大学，2012.
[3]郝罡.物联网的发展及在通信运营商领域的应用研究[D].北京邮电大学，2011.
[4]王炳辉.构建可运营可管理的物联网[J].信息通信技术，2010（04）.
作者简介
刘昌富（1982-），男，浙江省桐庐人，本科学历，助理工程师。研究方向为物联网。
物联网通信技术的研究方向范文2
关键词： 物联网 概述 关键技术 发展
一、物联网概述
ITU对物联网的定义为： 物联网实现物到物、人到物和人到人的互连。这里人与物的互连指人使用传感器等设备后与物体的互连，而人与人的互连指人使用传感系统而不是现在的电脑实现人与人之间的互连。物联网的核心是实现物体之间的互连，从而能够实现物体与物体之间的信息交换和通信。物体信息通过网络传输到信息处理中心后可实现各种信息服务和应用。
物联网的主要作用是缩小物理世界和信息系统之间的距离，它可以通过射频识别、传感器、全球定位系统、移动电话等设备，按约定的协议，将世界上的所有物体全部连接到信息网络中，使得它们在事件处理中成为积极的参与者，体现了物理空间和信息空间的融合。服务可以和这些智能物体通过网络进行交互，获得与这些物体相关的任何信息。
传感网可以看作是物联网的末端延伸网之一。无线传感器网络由大量随意分布的、能耗及资源受限的传感节点组成，它具有感知能力、计算能力和通信能力，通过自组织方式构成无线网络，协作地实时采集和处理物理世界的大量信息，实现物联网全面感知的功能。
泛在网是一种无所不在的网络，它可以使任何人在任何时间、任何地点通过网络获得任何信息，它是一个大通信的概念，是面向经济、社会、企业和家庭全面信息化的概括。泛在网不是一个全新的网络， 它是充分挖掘已有网络的潜能，结合不断出现的新技术，将网络触角不断延伸，实现人与人、人与物、物与物之间按需进行的信息获取、传递、存储、认知、决策等服务。泛在网具有比物联网更广泛的内涵，而物联网是迈向泛在网的第一步。从覆盖的技术范围来看，泛在网包含了物联网，而物联网又包含了传感网。
物联网发展中最重要的理念是融合。物联网通过设备融合、网络融合、平台融合实现服务融合、业务融合和市场融合。设备融合指研发出一体化的感知终端。网络融合指用户可使用任意终端通过任一方式接入网络，而且号码唯一、帐单唯一。平台融合指用户数据集中管理、公用的业务平台、分类的管理平台和应用平台，支撑用户跨业务系统的互操作，形成统一认证系统，实现基于统一账号、统一密码的集中认证。服务融合指在服务层面实现融合；业务融合指物联网同时提供语音、数据、视频等多种业务；市场融合就是以市场机制为引导， 把各类通信和信息产品和服务捆绑起来打包销售。
二、物联网关键技术
1.物联网的体系结构。物联网包含感知延伸层、网络层、业务和应用层三层。第一层负责采集物和物相关的信息；第二层是异构融合的泛在通信网络，包括现有的互联网、通信网、广电网以及各种接入网和专用网，通信网络对采集到的物体信息进行传输和处理；第三层是应用和业务，为各种终端设备提供感知信息的应用服务。
（1）感知延伸层。物联网中由于要实现物与物和人与物的通信，感知延伸层是必须的。感知延伸层主要实现物体的信息采集、捕获和识别。感知延伸层的关键技术包括传感器、RFID、GPS、自组织网络、传感器网络、短距离无线通信等。感知延伸层必须解决低功耗、低成本和小型化的问题，并且向灵敏度更高、更全面的感知能力方向发展。
（2）网络层。网络层是物联网的神经系统，主要进行信息的传递，包括接入网和核心网。网络层要根据感知延伸层的业务特征，优化网络特性，更好地实现物与物之间的通信、物与人之间的通信以及人与人之间的通信，这就要求必须建立一个端到端的全局物联网络。物联网中有很多设备的接入，是一个泛在化的接入、异构的接入。接入方式多种多样，接入网有移动网络、无线接入网络、固定网络和有线电视网络。移动通信网具有覆盖广、建设成本低、部署方便、具备移动性等特点，使得移动网络将成为物联网主要的接入方式，通信网络就要是通过多种方式提供广泛的互联互通。除此以外，物体是可以移动的，而它们的要求是随时随地都可以上网。因此在局部形成一个自主的网络，还要连接大的网络，这是一个层次性的组网结构。这要借助有线和无线的技术，实现无缝透明的接入。
随着物联网业务种类的不断丰富、应用范围的扩大、应用要求的提高，对于通线网络也会从简单到复杂、从单一到融合，从多种的接入方式到核心网的融合整体的过渡。
（3）业务和应用层。业务和应用层是物联网的信息处理和应用， 面向各类应用，实现信息的存储、数据的挖掘、应用的决策等，涉及海量信息的智能处理、分布式计算、中间件、信息发现等多种技术。
由于网络层是由多种异构网络组成的，而物联网的应用是多种多样的，因此在网络层和应用层之间需要有中间件进行承上启下。中间件是一种独立的系统软件或者服务程序，能够隐藏底层网络环境的复杂性，处理网络之间的异构性，分布式应用软件借助于中间件在不同的技术之间共享资源，它是分布式计算和系统集成的关键组件。它具有简化新业务开发的作用，并且可以将已有的各种技术结合成一个新的整体，因此是物联网中不可缺少的一部分。
云计算是物联网智能信息分析的核心要素。云计算技术的运用， 使数以亿计的各类物品的实时动态管理变得可能。随着物联网应用的发展、终端数量的增长，可借助云计算处理海量信息，进行辅助决策， 提升物联网信息处理能力。因此，云计算作为一种虚拟化、硬件/软件运营化的解决方案，可以为物联网提供高效的计算、存储能力，为泛在链接的物联网提供网络引擎。
从目前的物联网应用来看，都是各个行业自己建设系统，不便于多种业务的扩展，如果没有统一建设标准、规范的物联网接入、融合的管理平台，物联网将因为各行业的差异无法产生规模化效应，增加
了使用复杂度与成本。
2. 物联网的异构融合网络层。任何终端节点在物联网中都应能实现泛在互联。由节点组成的网络末端网络，如传感器网、RFID、家居网、个域网、局域网、体域网、车域网等，连接到物联网的异构融合网络上，从而形成一个广泛互联的网络。物联网在核心层可以考虑NGN / IMS融合，在接入层面需要考虑多种异构网络的融合和协同。由于异构网络相对独立自治，相互间缺乏有效的协同机制，造成了系统间干扰、重叠覆盖、单一网络业务提供能力有限、频谱资源浪费、业务的无缝切换等问题无法解决。面对日益复杂的异构无线环境，为了使用户能够便捷地接入网络，轻松地享用网络服务，融合已成为信息通信业的发展潮流。融合阶段是指在各种网络连通的网络平台上，分布式部署若干信息处理的功能单元，根据应用需求而在网络中对传递的信息进行收集、融合和处理，从而使基于感知的智能服务实现得更为精确。从该阶段开始，网络将从提供信息交互功能扩展到提供智能信息处理功能及支撑服务，并且传统的应用服务器网络架构向可管、可控、可信的集中智慧参与的网络架构演进。
3. 感知节点及终端。感知节点既能采集物体本身的有关信息，也能探测、存储、处理乃至融合各种与物体相关的信息，从而向物联网提供各种关联信息。
微电子技术、嵌入式技术、近距离通信技术、传感器技术和智能标签技术等技术的发展与成熟使得感知节点能够智能地感知物体与环境并对其进行通信、处理和控制。感知节点方面的关键技术有：支持感知内容的多媒体化的感知节点技术、感知节点组合化的关键技术、感知节点的设计和低成本制造、感知节点在组网和协同方面的软硬件框架等。物联网需要多样化、小型化、智能化和低成本的终端。
4.泛在传感网。泛在传感网是物联网末端采用的关键技术之一。泛在传感网是由多个传感节点组成的分布式无线自组织网络，用来感知温度、湿度、压力等环境参数，一般提供局域或小范围内物与物之间的信息交换。泛在传感网一般分成三个部分：应用与服务层，下一代网络层，传感器网络层。应用与服务层提供医疗、军事、天气等服务；下一代网络层由核心网和接入网组成；最末端的传感器网络层属于感知/延伸层。将传感技术与无源标签结合在一起将给物联网带来许多新的应用。随着各项技术的成熟和发展，传感器网络的研究将会取得更大的进步，将对物联网建设起到重要作用。
5. 物联网的服务平台技术与安全。物联网将对信息进行综合分析并提供更智能的服务。物联网应用平台子集与共性支撑平台之间的关系、共平台的开放性与规范性是物联网应用部署所要研究的关键问题。面向泛在融合的物联网的可管可控可信服务平台架构、如何保证业务质量和体验质量、支持泛在异构融合多种商业模式、提供签约协商等管理功能和保护用户数据隐私等是物联网服务平台方面的关键技术。物联网除了具有传统网络的安全问题外，产生了新的安全性和隐私问题。在物联网中数据的采集、处理和提取的实现方式与人们现在所熟知的方式是完全不同的，在物联网中收集个人数据的场合相当多，因此，人类无法亲自掌控私人信息的公开。此外，信息存储的成本在不断降低，因此信息一旦产生，将很有可能被永久保存，这使得数据遗忘的现象不复存在。确保信息数据的安全和隐私是物联网必须解决的问题，如果信息的安全性和隐私得不到保证，人们将不会将这项新技术融入他们的环境和生活中。
三、结论
总之，物联网关键技术有待突破，应用和市场有待于发展。物联网领域主要研究内容可以从下面几个方面着手。物联网的网络架构；物联网的通信技术；包括无线通信、无线智能传感器网络、微型传感器、网络通信、多媒体通信及宽带通信等。与此相关的技术包括传感技术、识别技术、发现技术、计算技术、网络通信技术、嵌入式智能技术、软件技术等。物联网的数据融合；物联网的异构网络融合；物联网的智能终端；如何将现有的智能终端用到物联网中或者开发物联网需要的智能终端是一个重要研究内容。物联网的信息安全和保密；物联网相关标准研究；物联网应用和业务开发，推动物联网快速发展必须实现一些应用领域的示范应用，因此相关技术的研究和应用系统的开发实现是推动物联网发展的重要途径。
参考文献
1.朱洪波-杨龙祥-于全. 物联网的技术思想与应用策略研究[J ].通信学报.2010
物联网通信技术的研究方向范文3
【关键字】物联网 机器类通信 M2M 公众移动通信网
1 引言
信息通信技术的不断发展,使得人与人之间的通信手段日益丰富和完善。近年,通信技术的发展似乎已经超越了通信市场的需求。物联网概念的提出,指出通信不仅要完成人与人之间的信息传递,而且要完成人与物、物与物之间的通信。与人手一个通信终端相比,物与物的通信市场更加庞大。物与物的通信可以满足人类世界数量繁多的机器之间信息智能化传递。机器到机器(M2M,Machine to Machine)通信带给整个信息通信产业链上各个关节纽带以无尽的想象力。在未来的3G及超3G时代,M2M通信产生的数据流量将超过“人与人”和“人与机”产生的通信流量。ITU和3GPP等国际组织,以及国内的CCSA等标准化组织,在M2M业务需求日益高涨的背景下也开始在这个领域加强了标准研究与开发工作。其中,3GPP将这类通信技术统一定义为“机器类通信”( MTC,Machine Type Communication)。
MTC通信技术可以广泛应用于智能交通、医疗保健、视频监控、智能家居、智能电网等领域。例如,在视频监控方面中国电信推出的“全球眼”,中国联通推出的“宽视界”和“神眼”,以及中国移动在电力系统内实现无线抄表业务等。移动MTC业务风雨欲来,特别在物联网产业在全球蓬勃兴起的背景下,研究移动MTC业务特点及其存在的问题,对我们理解和研发MTC技术,尤为有益。
2 移动MTC业务需求
在移动网络中部署MTC应用,存在着两种场景。一种是通信运营商运营维护MTC服务器,如图1所示。在这种场景中,MTC用户通过运营商提供的应用程序接口(API)接入MTC服务器。第二种方式中,运营商提供接入到MTC服务器的通道而并不直接运维MTC服务器,如图2所示。
与当前移动网络相比,M2M通信市场、应用场景不同。同时,M2M终端数量极其庞大,但每个终端数据量可能很少。这些终端的移动性较低,因此,M2M通信对移动网络有着特殊的需求。例如,对于MTC业务的移动运营商,可以自主的激活网络中的MTC业务。而移动通信网络需要对大量的MTC终端维护网络连通性,并具有降低MTC业务并发造成的数据和信令的峰值数据量。由于MTC终端可能能量受限,移动网络还需要有一定的节能机制,来保证MTC终端的低功耗特性。根据运营商策略或者具体业务应用特点,MTC终端在没有通信发生的时候,可以保持在线状态或脱机状态。此外,移动网络中开展M2M业务还有如下业务具体的需求:
设备触发:网络能够触发MTC设备与MTC服务器建立通信。
寻址:网络应该具有寻址能力,使的处于公共地址空间的MTC服务器可以和处于私有地址空间的MTC设备进行通信。
标识:每个MTC设备具有独立标识。
计费:对MTC设备或MTC群组进行计费。
安全:MTC类业务具有不低于非MTC类业务的安全需求。
远程MTC设备管理:MTC类设备的管理可以由已有的机制(如OMA的数据管理标准)来提供。
根据MTC类业务特性,MTC类业务还有如下特殊的一些需求:
(1)低移动性
MTC设备具有较低移动性,固定、低速移动或者仅在一定区域内移动。针对低移动性,网络运营商可以降低(或动态调整)移动性管理进程的频率或简化MTC设备的移动性管理策略。网络运营商还可以具有自定义MTC设备位置更新的频率等能力。
(2)时间控制
移动网络可以为某些MTC应用提供时间控制功能。这些应用需要在特定的时间周期内发送或接收数据。网络运营商可以允许这些MTC应用在特定周期以外发送接收数据和信令,但是可能计费策略有所不同。例如,在特定的接入授权时间周期内,网络可以接收请求(如网络附着或建立数据连接),而在禁止授权时间,网络会拒绝这些请求。
(3)延时
部分MTC业务传输的数据并不是紧急数据或时延要求较高的数据。在诸如无线接入网络负载过大的情况下,网络运营商需要暂时阻止MTC设备接入网络进行数据传输。因此,移动网络中的MTC设备需要具有延时数据传输能力。
(4)小数据包传输
在MTC业务中,MTC设备传输的数据包大部分为尺寸较小的数据包。因此,系统需要支持在信令负荷、网络资源、时延方面进行妥善设计,以降低小数据包传输对网络的影响。
(5)MTC监测
网络可以监测MTC设备相关事件,如MTC设备改变了附着点、释放了连接等。MTC用户可以定义哪些事件可以被监测。一旦监测到相应事件,网络可能会给MTC用户或MTC服务器发出警告通知,限制提供给MTC设备的服务(例如,减少分配的资源)。MTC用户需要定义相应事件的处理方法。
(6)优先级报警消息
在MTC设备不能够正常工作的时候,它可以针对某些事件发出有优先级的报警信息。例如盗窃、破坏或者其他需要立即关注的事件。
(7)安全连接
MTC设备与MTC服务器之间需要足够安全的通信连接,特别是部分设备连接到漫游的运营商网络的时候。
(8)位置触发
MTC设备处于特定区域的时候,可能需要触发特定的MTC应用。由于MTC业务应用时,移动性管理的频率降低。MTC设备移动到特定位置的时候,更是需要位置触发功能。这项功能需要网络与终端设备的共同作用。
(9)稀疏传输
MTC业务的发送不是持续的,而可能是断续的、频率较低。网络仅需要提供在传输发生的时候建立连接。MTC设备在需要发生数据的时候连接到网络,发送或接收数据,然后在传输完成后变为脱机状态。
(10)群组特性
MTC业务往往具有群组特性。大量的MTC设备具有相同的业务能力和服务目标。它们可能会接收相同的信息。这些设备具有相同的传输策略。在寻址方式上具有相似的特性。
以上是移动网络中开展MTC业务所需要的需求。当前网络尚不能完全满足MTC业务的开展。相应网络的功能设计和开发将在3GPP的后续工作中开展。
3 解决方案
针对以上MTC业务的特殊需求,产业界开展了大量的研究工作。目前,已经厂商提出了部分解决方案。下面我们介绍几种移动网络中针对MTC业务特殊需求的解决方案。
(1)寻呼机制
MTC设备不需要频繁移动切换,或者只需要在小范围内移动。在这种场景应用下,我们可以根据MTC的签约信息,在HLR/HSS中将寻呼机制配置为只在小范围寻呼。SGSN/MME可以把寻呼区域作为用户数据的一部分进行存储。在为移动终端服务时,如果只在小范围内进行寻呼,那么寻呼产生的流量将会大幅度降低。当然,在这种机制中,可能会出现另外一种情况,即MTC设备漫游等机制需要进行调整。
在漫游场景下,可行的方法有阶梯式寻呼。寻呼开始时,仅在上一次服务区域或签约小区寻呼。如果没有响应,SGSN/MME可以在更广泛的区域寻呼MTC设备。
(2)小数据包传输
对于小数据包传输,短消息是一种比较好的方式。小尺寸数据可以封装在短消息里。一方面,短消息包含内容较少。另一方面,短消息也比较适应数据发送频度较低的MTC业务。而短消息传输对于系统负载方面的影响也比普通分组数据传输要低。
(3)未附着MTC设备的触发
对于未附着的MTC设备,网络并不知道其位置。然而,在很多情况下,MTC用户是了解MTC设备的位置的。在这些场景下,MTC用户可以提供给PLMN关于MTC设备的位置信息。基于这些信息,PLMN可以在相关小区或小区群广播触发消息。即使MTC设备没有附着网络,仍然可以收听到PLMN广播信道的信息。
(4)MTC监测
MTC监测事件可以作为MTC签约信息的一部分配置在HLR/HSS中。同时,针对监测事件的默认行为也可以预配置在HLR/HSS中。监测MTC事件的任务可以由SGSN/MME负责。相关配置信息(需要监测的事件及默认行为)可以由HLR/HSS中下载。当SGSN/MME监测到发生了特定事件,SGSN/MME负责产生相关报告并向MTC服务器汇报。在这种情况下,需要在网络架构中为SGSN/MME提供新的参考点。对于MTC监测,另外一种方法是由GGSN/P-GW负责监测任务和产生监测报告的任务。
针对MTC业务,相关的研究还在进行中。很多问题,业界并没有达到共识。例如,如何进行信令优化、如何对网络单元功能、接口功能进行重新定义等。这方面的研究工作成果,将体现在3GPP R10的文档中。
4 标准化进展
3GPP SA1工作组在2005年9月开始就针对M2M进行了研究,到2007年底完成了研究报告:TR 22.868 《 Facilitating M2M Communication in GSM and UMTS》,并在2008年5月开始了TS阶段的工作: TS 22.368 《Service requirements for machine-type communications》 ,主要研究在公众移动通信网上开展MTC业务时的业务需求问题。2009年,3GPP又启动了在LTE系统中针对M2M业务进行系统增强的技术研究,并与2010年3月22日输出了名为《System Improvements for Machine-Type Communications》(3GPP TR 23.888)的标准草案。面对M2M技术的发展,国内企业在开展了相关研究。中国通信标准化协会组织了中国移动、中国联通、中国网通以及华为、中兴等国内企业开展了对M2M技术的研究,并于2009年8月提交了《移动M2M业务研究报告》。2010年,中国通信标准化协会成立了泛在网技术工作委员会内,并立项研究移动M2M行业标准。
5 结束语
在我国,公众移动通信网络具有全覆盖的优势。这为移动通信运营商及设备商迎接物联网浪潮奠定了良好的基础设施优势。而我国在建的3G网络、试验中的LTE网络等,也为我国开展MTC业务带来更好的网络优势。我国三大运营商都具有全业务运营牌照。人与人的通信市场潜力已被进行充分挖掘,市场竞争渐趋严峻。因此,在公众移动通信网上开展物联网应用,将成为未来很长一段时间市场竞争的重要战场。
参考文献:
[1] 3GPP TR 23.888V0.3.2(2010-03). 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Services and System Aspects; System Improvements for Machine-Type Communications;(Release 10)[S].
[2] 3GPP TS 22.368 V2.0.0 (2010-03). 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Services and System Aspects; Service requirements for machine-type communications;
Stage 1 (Release 10)[S].
物联网通信技术的研究方向范文4
关键词： 能源互联网； 可再生能源； 电能； 互联网技术
中图分类号： TK 01+9文献标志码： 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
随着智慧能源概念的提出，能源发展与大数据处理、云计算等互联网智能技术的关联性越来越强.近年来，物联网、智能家居、智能电网已成为行业热点，其快速发展离不开海量数据信息的计算与处理.为适应经济和社会的发展，信息网络与能源网络的结合必然更加密切，对能源产业进行互联网化将会是能源利用模式发展的新趋势.
另外，化石能源消耗加剧、全球气候变暖、环境污染加剧等问题已经引起全球的共同关注，扩大可再生能源规模已是世界发展的必然方向.美国著名经济学家杰里米・里夫金在其著作《第三次工业革命》中提及：以大规模利用化石能源为核心的第二次工业革命正在走向结束，以新能源技术和信息技术紧密结合为特征的能源互联网将会带来第三次工业革命[1].能源互联网是新能源技术与互联网技术深入结合，以分布式可再生能源为主要一次能源，形成的新的能源利用模式.
1“能源互联网”的发展
“能源互联网”概念的提出得到了各界的强烈响应与高度认可，美国和欧洲对其的研究依然处于领先阶段.
2008年，美国国家科学基金成立研究项目“未来可再生电力能源传输与管理系统”（the Future Renewable Electric Energy Delivery and Management System），简称“FREEDM”，以此作为“能源互联网”原型.FREEDM提出了“能源路由器”新概念，模仿网络信息技术中路由器的概念，运用“能源路由器”实现能源互联.该系统以电力电子技术为核心，对分布式能源系统实现高效控制.另外，加利福尼亚大学伯克利分校提出“以信息为中心的智慧能源网络”模型[2]，实现能源信息的数据采集，并高效地对能源的生产、传输和消费各环节进行管理.该能源网络结合先进的信息通信技术以获取大量能源数据，通过云计算进行数据分析，应用于整个能源系统，实现能源与互联网的高效结合.
与此同时，2008年德国联邦经济技术部门和环境部门提出建立新型能源网络EEnergy.该网络在智能电网的发展基础上，运用ICT（information communication technology）实现电网设施与用户端的相互通信与f调，其目标包括高效供电和优化能源供应系统.高效供电即通过电力系统的数字联网，确保电能的稳定高效供应；能源供应系统的优化可以理解为横向多种能源的优化互补，包括化石能源以及风、光、电等可再生能源的相互协调供应.EEnergy项目的重点将是实现整个电力系统信息网路覆盖，致力打造一个从发电到输电、变电、配电、用电的一个全新能源互联网.
我国能源互联网技术依然处于起步阶段.2013年，北京市科委组织召开了“第三次工业革命”和“能源互联网”专家研讨会；同年12月，国家电网公司指出“能源互联网”是智能电网未来的发展方向；2014年6月启动了“能源互联网技术架构”；2015年2月，刘振亚的专著《全球能源互联网》首发仪式暨专家座谈会在北京召开.2015年7月，国务院印发《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》；另外，国家能源局在同年7月正式确定《能源互联网行动计划大纲》和12个支撑课题.虽然国内“能源互联网”的研究起步比较晚，但其已得到了相当程度的重视和发展力度支持.
2“能源互联网”的内涵
“能源互联网”虽然得到了广泛的认可，但对其并无明确的定义.杰里米・里夫金在其著作《第三次工业革命》中也只是描绘了能源互联网的愿景，并没有给出具体定义.从欧美对能源互联网的研究方向以及各界专家对能源互联网的分析可知，对“能源互联网”的理解主要有两个方面：
（1） 采用互联网的技术架构为模型，形成新型的能源网，其概念包括各种能源产业以及不同能源网络之间的“互联互通”.对于各种能源产业，例如供热、供冷、供气、供电等不同形式的能源之间可以形成互联；对于不同能源网络，例如分布式能源网，各种微电网之间也可以形成互联.
（2） 搭载互联网通信技术和大数据处理技术，可更加准确、高效地处理能源供应、能源消费等问题，以实现一种新的应用模式――“互联网+智慧能源”.
以上两种理解，只是认识的侧重点不同，并不存在绝对的概念界限.作为未来能源可持续发展的必然趋势，能源互联网的研究将变得更加深入和规范，而其内涵也必然包括以上两种理解.华北电力大学曾鸣教授指出：“要构建一个具有‘横向多能源互补’、‘纵向源―网―荷―储协调’和能量流与信息流双向流动特性的大能源互联圈.”[3]
为适应新的发展变革，不论从哪种认识角度，能源互联网应具有以下特征：
（1） 可再生能源的大规模接入.
随着环境污染加剧、能源严重短缺等问题的出现，可再生能源利用将越来越普及.太阳能、风能、光能等新能源技术正在影响越来越多的国家.以电能作为中介能源，利用绿色可再生能源替换高污染化石能源，以提高能源消费的环境友好程度，将会得到越来越多的重视.虽然目前改变不了化石能源的主导地位，但新能源的大规模利用已是发展的必然趋势.随着能源互联网概念的不断深入，政府政策的大力支持，可再生能源发展技术的不断进步，必然会引导可再生能源的大规模接入.杰里米・里夫金在《第三次工业革命》中提到未来理想的能源互联网愿景：“在即将到来的时代，我们创建的能源互联网可以让亿万人都能够在自己的家中、办公室以及工厂里生产和消费绿色能源，多余的能源可以与他人分享，就像现在我们在网络上分享信息一样.”[4]
（2） 搭载互联网技术实现能源共享.
2015年3月我国政府工作报告中首次提出制定“互联网+”行动计划，即利用“互联网” 或参考“互联网”的技术架构与其他行业相结合，产生新的应用模式[5].如果将互联网与能源结合，形成新的“互联网+能源”应用模式，将能源产业进行互联网化，并对能源产业通过ICT技术赋予数据属性，则对能源产业的控制与管理将更加高效、经济.在广域能源供应体系中，实现能源综合数字化互联，实时动态地收集和处理海量负荷信息、市场交易数据、设备运行状态参数、气候环境等其他数据，进而充分利用信息通信技术和数据云计算处理技术设计出新的解决方案，进一步提高能源供应的智能化，实现能源产业的最优化管理.“能源互联网”必须搭载互联网前端通信技术和大数据处理技术才能发挥其革命性作用.
（3） 能源消费终端改变消费模式.
目前可再生能源绝大部分转化为电能，可通过以电能作为中间介质，用绿色可再生能源替换其他一次化石能源[6].电能具有优质、清洁属性，增加其消费比重将为能源终端消费的结构优化带来推动作用.首先，推进电能消费发展可缓解因化石燃料燃烧带来的污染问题；电能还是高效能源，提高电能消费比重有助于世界各国提高能源利用效率，进而降低世界能源需求，实现可持续发展.
近年来，随着电动汽车在交通行业的快速发展，电气化交通系统将会是能源互联网的重要组成部分，电动汽车的发展将改变传统大量消耗化石能源的交通行业[1].通过将电能作为中间介质，不仅为可再生能源大规模利用提供了平台，而且促进了消费市场的模式转变.电气化交通可节约大量化石能源，未来一定会成为能源互联网的重要支撑.以电能为主的能源体系将不断强化能源消费模式，其不仅在汽车应用中发挥作用，在其他能源消费领域依然可起到重要作用.例如，工厂各种加热设备可用电加热方式替换传统的煤燃烧加热方式，既容易实现热量的均匀控制，又可通过电力能源的高效性实现降低能耗的目标[7].
（4） “储能”的广泛应用.
大规模的新能源发电装置在接入的同时，由于其自身发电能量具有间歇不连续与波动不稳定缺点，将会给电网的稳定性带来一定的冲击作用.分布式储能技术可以缓解能量流的不确定性，抑制和平缓能量的波动，将成为能源互联网中重要的基础支撑[8].在今后能源互联网的发展过程中，储能装置将广泛应用于商业建筑.智能储能装置通过互联网大数据进行云计算，以实现充电与放电的快速切换，更准确地匹配电源与负荷，更高效地提高能源利用率.
3“能源互联网”架构
根据能源互联网的特点，可设计出能源互联网架构体系，如图1所示.
从横向和纵向对能源互联网架构图进行分析.从横向来看，为横向多能源互补.虽然目前
可再生能源的大规模接入，并不能完全替换化石能源，但可与化石能源相互协调供应.利用互联网技术赋予能源数字属性，准确分析能源供应情况，以达到多种能源的最优供给.
从纵向来看，能源进行供电、供热、供冷、供气等其他能源转换，然后传送至消费终端的过程中，电力行业起到了主干作用.从发电系统经电网传送到用户端，利用储能装置和互联网技术实现电力行业的高效运作.各个环节中，对电气设备运行状态、电能传送数据、消费终端负荷变化等通过互联网技术进行实时监控，确保整个系统的最优化运行.由于交通行业的能源市场巨大，随着消费终端的消费模式转变，未来的电气化交通系统也将占据重要地位.电动汽车充电装置、储能设备将充分发挥各自作用，搭载通信技术、数据处理技术可确保电气化交通领域的稳定运作.整个架构体系中，互网技术将覆盖各个环节，实现能量流与信息流双向流动.
4“能源互联网”技术支撑
从能源互联网的特点和架构中可归纳出能源互联网的技术要求.从目前技术发展现状来看，五大技术将在能源互联网中发挥重要作用.
4.1先进传感技术
从能源互联网内涵可以认识到，其范围涉及到整个能源领域，能源之间的互联互通与能源传输必须依赖于多种多样的基础设备.基础设备工作状态良好，系统的稳定性才能得到保障.准确监测设备信息、保障设备工作正常是能源互联网技术框架的基础要求.因此，必须依赖先进传感技术对各种基础设备进行状态监测，实时准确地获取设备参数，并做出实时诊断，避免出现设备安全隐患长时间存在，以确保整个系统高效运行.
4.2先进故障自诊断技术
实时监测设备信息，分析系统运行参数，运用先进的数据处理与诊断方法，做出准确的故障预测与诊断，及时处理安全隐患，才能保证系统安全.随着科学技术的发展，故障诊断技术愈发地趋向于高效率、安全性、可靠性，其复杂性也越来越高.能源互联网体系庞大，系统复杂，其每一个环节不可能一直处于良好运行状态，但如果不能及时发现各种故障与隐患，将会影响到下一个环节的正常工作，甚至带来巨大损失.所以，为确保能源互联网的高效与安全，既要利用先进传感技术准确获取各种参数信息，又要利用先进的故障自诊断技术及时发现安全隐患，给出专家建议，并作出正确处理，维护系统安全.
4.3新能源发电技术
在介绍能源互联网特征时提及，可再生能源大规模接入时，将电能作为中介能源，可用绿色可再生能源替换高污染化石能源.因此，新能源发电技术必将是能源互联网架构的重要组成部分.
4.4大容量储能技术
从能源互联网的内涵与新能源发电的特点可以看出，大容量储能技术可为能源互联网提供重要保障.传统电网的运行时刻处于发电与负荷之间的动态平衡状态，即“即发即用”模式.[9]但随着技术的进步、要求的提高，这种模式的缺陷变得越来越明显.大容量储能设备可以有效地对电力系统进行调峰和平滑负荷.另外，新能源发电、电气化交通的大规模接入所带来的电能不稳定与波动性问题，也促进了大容量储能技术的发展.
4.5互联网技术
在“能源互联网”架构中互联网技术覆盖其各个环节，实现能量流与信息流双向流动.高效信息传输、大数据处理、云计算等都必须依托互联网技术才能实现.各种数据与信息的宏观体现、整体策略的准确部署、产业的最优管理都与互联网技术密不可分.
5“能源互联网”市场前景
互联网与其他行业的结合将是未来的发展主流.据业内人士分析，加上投资建设，我国能源互联网市场约为5万亿元以上，可见能源互联网存在广阔的市场前景.关于能源互联网的发展，曾鸣教授指出：“能源互联网”将在能源消费、能源技术、能源产业方面带来革命潮流.[3]
美国通用电气将发电、输电、配电、用电等全过程进行物联网化，通过准确处理产业链数据信息，合理优化发用电交易模式，并提供维修、节能等其他技术增值服务，其能源管理收入规模可达440亿元；Google收购Nest后将涉足智能家居能源管理行业；德国有上千家售电公司，分别围绕新能源、电动汽车、储能等领域开展相关业务.[10]
2015年4月，国内著名光伏企业协鑫集成科技股份有限公司与华为公司达成战略合作.通过本次合作，协鑫集成与华为致力打造一个智能高效光伏电站，拟在物联网、光伏电站开发与实施、光伏电站信息化技术等领域展开合作.4月20日，中石化与阿里云达成技术合作计划，利用阿里巴巴在大数据、云计算等稻荽理方面的优势，对传统石油化工业务进行产业升级，开启多业态的能源产业全新模式[3].另外，新电改方案进一步得到落实.
能源互联网概念在不断加深.我国“国家能源互联网行动计划”正在制定和完善，它作为我国首个能源互联网概念、框架纲领性文件，将指导能源互联网的进一步发展.
6结语
构建“能源互联网”可以促进能源结构优化，提高能源利用效率，推动能源可持续发展.与此同时，“能源互联网”的出现将带来广阔市场，为社会带来巨大福利.但“能源互联网”的发展也面临诸多难题：网络信息安全、电动汽车充电装置覆盖率、产业转型初期的技术普及等，都是待解决的问题.目前“能源互联网”的顶层设计以及纲领性文件正在完善，相信在其指导下，能源互联网的发展方向将更加明确.
参考文献：
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[6]周海明，刘广一，刘超群.能源互联网技术框架研究[J].中国电力，2014，47（11）：140-144.
物联网通信技术的研究方向范文5
关键词：智能楼宇；视频监控；无线传输技术
随着我国生活水平的不断改善，人们对居住方面的要求也越来越高，于是智能化楼宇应运而生。日本电机工业协会楼宇智能化分会把智能化楼宇定义为：综合信息通信、计算机等方面的最先进技术，使建筑物内的空调、电力、照明、防盗、防灾、运输设备等协调工作，实现建筑物通信自动化（CA）、自动化（BA）、办公自动化（OA）、消防自动化系统（FAS）和安全保卫自动化系统（SAS），将这五种功能结合起来的建筑，外加结构化综合布线系统（SCS），结构化综合网络系统（SNS），智能楼宇综合信息管理自动化系统（MAS）组成，就是智能化楼宇。智能楼宇为我们提供了一种舒适、高效、方便、安全可靠的生活、工作环境，其中视频监控子系统是智能楼宇的重要组成部分，通过视频系统我们可以实现动态的实时监控，报警以及影像的保存。
1 视频监控系统现状
1.1 视频监控系统的发展现状
视频监控经历了模拟视频监控、数字视频监控、无线网络视频监控三个阶段[1]。目前，有线的视频监控系统仍然是市场的主流，因为其数据传输速率较高、并且稳定、可靠，但是在监测点较多且分布广、地形复杂的地方，有线视频监控系统的组网成本高、施工难度大、维护工作量大[2]。如果是无线的监控系统则这些问题都可迎刃而解，避免了在小区里动土施工，大大的缩短了施工周期，特别适合于老旧小区的改造，也避免了今后线路维护的工作，降低了维护的难度。
1.2 无线通信技术
近年来，无线通信技术不断发展，在我们生活中的应用越来越普遍，无线通信安装容易、灵活性高、使用方便。我们根据是否在运营商所管辖范围内，无线传输可分为专用网和公用网两种。
1.2.1 公用网
公用网就是通信运营商现有的无线传输网络，主要是指3G、4G网络。3G是“第三代移动通信技术”的缩写，也就是指能实现高速数据传输的移动通讯技术，它能够处理图像、音乐、视频流等，速率一般在几百kbps以上。4G是第四代通讯技术的简称，4G网络能够以100Mbps的速度下载，上传的速度最高可达到20Mbps，能够与CDMA、GSM、TDMA完全兼容，也能与各类用户设备实现并存互通，能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求。其主要用到的技术有OFDM、SA、SDR、IPV6、MIMO等[3]。用户使用公用网无需铺设线缆，安装简便，但要付费，增加业主的负担，因此在小区中一般不建议采用公用网。
1.2.2 专用网
专用网是某个单位为本单位的工作需要而建立的网，常用的有Zigbee，蓝牙，Wi-Fi等技术，三种技术的参数比较见表1。Zigbee是一种短距离、低速无线技术，具备组网能力强、低功耗、低速率、低复杂度、可靠性高的特点[4]，主要应用于远程控制以及自动控制等方面。蓝牙也是一种低成本、短距离的无线通信技术，在2.45GHz波段上的传输距离通常可达10m，传输速度可达1Mb/s，并引入了即添即用的功能[5]，主要应用在移动电话、耳机等设备上。但是视频监控系统需要传输大量的视频信号，这使得蓝牙技术和Zigbee技术在视频监控系统中的使用受到了一定的局限。Wi-Fi是一种基于IEEE802.11系列协议的局域网[6]，它具有传输距离远、传输速度快、接入方便、联网简单、成本低等优点[7]，在功耗、安全、漫游等方面的缺点得到不断得到改进情况下，它的应用领域肯定会越来越广。智能楼宇视频监控系统就是通过引入Wi-Fi技术来解决灵活性差，安装维护困难等问题的。
1.2.3 Wi-Fi技术
Wi-Fi全称为Wireless Fidelity，是IEEE（电气电子工程师协会）定义的无线局域网通信工业标准，即IEEE 802.11。1997年IEEE公布802.11标准，这个标准定义了物理层和介质访问接入控制层（MAC层）。物理层定义了其工作在2.4GHz的ISM频段上，数据传输速率仅为2Mbps。1999年又补充了802.11a和802.11b两个版本，802.1la定义了数据传输速率为54Mbps，物理层工作在5GHz的ISM频段上，而802.11b定义了数据传输速率要达11Mbps，物理层工作在2.4GHz的ISM频段上。后来IEEE又陆续发表了802.11c、802.11d、802.11f、802.11e、802.11g、802.11g、802.11n等版本，其中802.11g定义了数据传输速率高达54Mbps，物理层工作在2.4GHz的ISM频段上，802.11n定义了数据传输速率更是高达108Mbps，物理层工作在2.4GHz的ISM频段上。由于世界上绝大多数国家采用的是2.4GHz的ISM频段，因此802.11这一标准得到了广泛的应用。目前，主流使用的是802.11b、802.11n、802.11g三种。
随着Wi-Fi技术的不断发展，近几年Wi-Fi技术在国内外得到了广泛的应用，越来越多人通过Wi-Fi技术接入网络，提供免费Wi-Fi服务的公共场所也越来越多，并且大多数家电和移动设备上都集成了Wi-Fi模块。Wi-Fi技术正在让各行各业发生变化。
2 视频监控系统主要功能和构架
视频监控系统是智能化楼宇的一个重要组成部分，它可以通过控制摄像机，直观的看到被监视地点的所有情况，并且可以把被监视地点的图像传送到控制中心的硬盘录像机上，记录和保存相关数据。当有需要时，可以提供查询，是处理很多事情的重要依据。
2.1 主要功能
通过安装调试，智能楼宇中的视频监控系统应实现如下的功能：
（1）监视器使用方面，能实现监视器的图像调整、浏览设置、视频切换等等。
（2）利用矩阵主机，能实现矩阵输出视频的切换，包括输出视频的切换、不同输出通道的切换、队列切换等等，能进行视频追踪。
（3）利用硬盘录像机实现视频切换，即多画面和单画面的切换。实现录像功能，包括定时录像，手动录像，录像查询。
（4）具备报警功能，实现报警联动录像，外部报警输入、动态监测报警输入、联动录像、云台自动控制及录像查询。
2.2 主要构架
视频监控系统主要包括前端摄像设备，无线传输设备，终端设备。前端摄像设备有网络摄像机，比如云台，或者是模拟摄像机。终端设备可以由计算机或者是监视器、矩阵主机、硬盘录像机以及相关的报警设备组成，即可完成对公共场所、智能大楼、小区等区域的视频监视及录像。如图1所示。
2.3 构建系统时要注意的几个问题
（1）在使用高速球的系统中，也就是云台时，接线无误的情况下发现云台不受控制，就要检查“系统设置”中的“通讯设置”，设置好高速球云台摄像机的通讯协议、波特率、地址码。波特率要参考系统的硬件设置情况，太高也会出现连接不上的情况，太低，灵敏度不够。地址码的设置和云台顶上的拨码开关有关，必须保证两边一致。
（2）报警功能的实现，可以利用软件实现动态的监控，当有人进入设定区域时自动报警并录像。也可以通过添加硬件来实现报警，在前端加上相关探测器即可，比如红外对射探测器，红外探测器，幕帘探测器，玻璃破碎探测器等等，这些探测器都是模拟信号，注意加上编码器把信号转变为数字信号并编码。
参考文献
[1]许雪梅，周文，徐蔚钦，等.基于ARM9+LINUX的无线视频监控系统的设计[J].计算机测量与控制，2010（11）：2475-2477.
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物联网通信技术的研究方向范文6
关键词：工业4.0；生产新模式；管理创新
一、 引言
后金融危机时期，面对金融危机冲击和世界不断增强的竞争压力，全球主要发达经济体纷纷推行“再工业化”战略，2011年～2015年初，美国、德国、法国、英国、日本先后推出“先进制造业国家战略计划”、“工业4.0”战略、“工业新法国”战略、“工业2050”战略和“机器人新战略”，力图重振本国制造业，并谋划在未来的产业竞争中抢占制高点。以中国为代表的新兴经济体也加快产业转型升级步伐，于2015年5月推出《中国制造2025》，被称为中国版“工业4.0”。
尽管上述主要国家所提的工业发展新战略的名称有所不同，但从其内容看，核心是通过互联网、下一代互联网、大数据等新兴技术与生产制造的深度融合，以推动制造业向“智能制造”升级，这一发展新趋势建立在信息技术和互联网技术变革基础之上，并正在对全球制造业生产模式和结构产生广泛而深刻的影响，全球以数字化、网络化、智能化为特点的新一轮工业革命已经初露端倪。
二、 互联网技术的新发展及其影响
近十多年来，以互联网为代表的信息技术飞速发展，即将全面进入以IPv6（Internet Protocol version 6，互联网通信协定第6版）和第五代移动通信技术（5G）为技术基础的时代，互联网技术的蓬勃发展也正在对全球商业模式和生产制造模式带来深刻改变。
1. 互联网技术引领商业模式的变革。互联网技术的快速发展，大大降低了信息成本以及传统上买卖双方之间的信息不对称，正在深刻影响着企业的销售模式和消费者的购买方式。近年来，各种形式的电子商务蓬勃兴起，并从B2B、B2C、C2C等模式向O2O模式发展，“互联网+”正在成为主流的商业模式。以中国为例，根据中国互联网络信息中心在过去五年的《中国互联网络发展状况统计报告》，2012年～2016年，网络购物和网上支付的用户分别从2.42亿人和2.21亿人增加至4.67亿人和4.75亿人，年均各自增长17.86%和21.08%，带动电子商务逐渐替代传统的销售渠道。而从全球层面看，根据世界银行最新的统计数据，2000年～2015年，全球每100人中互联网用户荡6.77人增加到了44人，年均增长13.29%；而根据国际货币基金组织2016年4月12日的《世界经济展望》，2015年全球总人口为73.16亿人，由此可以推算出到2015年底全球互联网用户总数大约32亿人，如此庞大的用户群奠定了基于互联网商业模式的持续成长及壮大根基。
2. 工业互联带来生产制造模式的变革。网络技术不仅越来越广泛地应用于商业和消费领域，近年来还加快向工业领域的应用渗透，工业互联网（Industrial Internet Revolution）正在形成。从技术层面看，目前IPv6技术已经趋于成熟，与IPv4技术相比，其地址比特数从32位扩充到128位，理论上的地址空间上限由此从232个拓展2128个。IPv6有足够的地址使智能对象间通过互联网大范围直接互联（工业4.0工作组、德国联邦教育研究部，2013）。从应用层面看，自2012年6月6日全球IPv6网络正式启动以来，其应用推广发展十分迅速，根据全球IPv6论坛主席Latif Ladid在今年3月9日北京举办的“全球IPv6论坛媒体见面会暨IPv6 World Leader，2017颁奖仪式”上的发言，比利时的IPv6用户占全网用户比例已经高达56.56%，美国的这一比例从2014年的5%上升到了目前的33.2%，印度则已经拥有近1亿的IPv6用户数。从工业互联网的发展前景看，未来物联网和服务网将于生产制造深度融合，从而将传统的工厂升级为智能工厂，带来生产制造模式的变革。
三、 工业4.0时代的“智能主义”生产模式
工业4.0被称为基于信息物理系统（Cyber-Physical Systems，CPS）的第四次工业革命（Kagermann，2013；森德勒，2014），将对既有的大规模批量化生产制造模式产生革命性影响。
第二次世界大战之后，“福特主义”生产方式迅速成为主流的生产制造模式。“福特主义”是指以福特公司为代表的建立在流水线分工基础上的劳动组织方式和大批量生产模式（陈秀山，2003），这种生产方式建立在专业化劳动分工、生产流程标准化和规模经济基础之上。从市场需求来看，“福特主义”模式建立在高度同质的大众化需求基础上；从投入生产要素看，采用的是专门化的机器，雇佣能熟练掌握专项任务的低技能工人进行生产；从产品特征看，生产的是标准化产品；从空间特征看，主要是根据资源禀赋所形成的比较优势进行功能性的区域分工，不同区域之间形成上下游的分工合作。概括而言，“福特主义”模式是用低技能劳动力和高度专门化机器的组合以流水线作业形式大规模生产标准化产品，可以说是工业2.0时代的代表性生产模式。
“福特主义”模式最大的局限是其成功是建立在消费者需求同质化的基础之上。然而，随着社会经济的发展，在以电子计算机和信息技术为核心的第三次工业革命推动下，20世纪80年代以来主要发达经济体先后进入后工业化时期，居民收入水平的提升使得消费者的差异化需求日益增大，企业不得不对这种变化做出反应，信息和通信技术的发展恰恰为企业满足这种差异化需求提供了可能，“后福特主义”生产模式应运而生。从市场需求来看，“后福特主义”模式考虑了消费者需求的差异，可以满足小众化的特色需求；从投入生产要素看，采用的是多功能的机器，雇佣能熟练应对多项任务的技术工人进行生产；从产品特征看，生产的是多样化产品；从空间特征看，上下游的企业聚集在特定的区域内，可以保证个性化零部件或服务的及时供应，有效解决了制约灵活化柔性生产的库存问题。概括而言，“后福特主义”模式是用具有一定知识水平的技术工人和多功能机器的组合以灵活形式小批量柔性生产多样化产品，可以说是工业3.0时代的代表性生产模式。
“后福特主义”模式虽然满足了消费者的差异化需求，有效开拓了各种细分市场，但这种生产仍无法满足真正意义上的个性化需求。然而，就每一个的本质而言，都是一个具有个性的主体，因此有效满足个性化需求成为新的工业生产模式应解决的核心问题，这也是工业4.0时代到来的市场基础。与既有的“福特主义”模式和“后福特主义”模式不同，工业4.0时代建立在满足消费者的个性化需求基础上。网络技术的广泛应用，可以实时感知、监控生产过程中产生的海量数据，实现生产系统的智能分析和决策，使智能生产、网络协同制造、大规模个性化制造成为生产方式变革的方向（王喜文，2015）。从投入生产要素看，采用的将是智能化的机器，雇佣具有丰富知识和技能的高素质工人进行生产；从产品特征看，生产的是智能产品；从空间特征看，地理位置不在成为制约生产的关键因素，生产组织模式将由集中转向分散。概括而言，这种新的生产模式是用知识型员工和智能机器的组合以适度的规模定制化生产个性化智能产品，鉴于该模式生产设备、生产过程以及生产产品都具有智能特征，本文将其概括为“智能主义”生产模式。
四、 “智能主义”生产模式下管理创新探讨
在工业4.0时代“智能主义”生产模式下，大规模标准化生产将被适当规模的个性化定制化生产所取代，由此无论对产业发展还是对企业发展，都内生出一系列的管理创新要求，核心的是需求层面的个性化需求导向、技术层面的协同创新网络参与机制以及人才层面的知识型员工培养管理制度体系建设。
1. 面向并满足个性化需求。过去产业发展所依赖的市场基础主要是大众化需求，然而随着经济社会的发展，尤其是互联网、物联网技术的深入发展及普及应用，真正意义上的个性化需求将成为工业4.0时代的主流。工业4.0允许在设计、配置、订购、规划、制造和运作等环节能够考虑到个体和客户特殊需求，而且即使在最后阶段仍能变动（工业4.0工作组、德国联邦教育研究部，2013）。对企业而言，获取和提升竞争能力的核心是满足市场需求的能力，因此面对即将到来的个性化需求时代，企业应建立个性化需求导向的研发设计、生产制造及营销服务体系，主动挖掘并适应消费者的个性化需求，重点是提升满足个性化需求的能力，这方面需要充分利用新一代的信息技术工具。
个性化也意味着特色化，这对企业而言，需要更加重视创新设计的地位。此外，借助高度发达的移动通讯网络，客户可以随时随地将个人的需求反馈至生产端，这突破了传统实体店客户体验和参与的时空局限，因此利用网络工具让客户参与设计将成为产品体现和满足客户特色需求的重要手段。
2. 积极参与协同创新网络。工业革命既是产业革命，也是技术革命。根据波士顿咨询公司的研究报告，工业4.0主要是以工业物联网、网络安全、云计算、增材制造、现实增强、大数据、自动机器人、模拟以及水平和垂直系统整合技术等9项数字化技术为基础的变革（BCG，2015）。这些新兴技术是产业和企业向工业4.0升级的关键。鉴于新兴技术研发所具有的研发投入资金量大、研发周期和产业化过程较长等特点，风险与不确定较大，因此以单个企业为主进行研发难以适应技术创新、产业发展以及国际产业竞争的需要，有必要采用系统创新网络的模式的组织形式开展技术创新。
在学者较早的研究中，创新网络被看作是应付系统性创新的一种制度性安排（Imain Baba，1989；Freeman，1991）；协同创新网络则是一种基于网络的合作创新，被看作不同的创新参与者的协同群体，具有复杂性、动态性、系统性、开放性、中心性、协同性等特点，通过该网络可以实现各个主体间的资源共享、知识传递和技术扩散，实现知识、技术的增值和创新的产生（刘丹、闫长乐，2013）。对于工业4.0时代的企业而言，采用协同创新网络模式进行创新的重要性毋庸多言，关键是要形成构建或参与协同创新网络的机制。固然，这一工作主要由行业内的主导厂商承担；但对一般企业尤其是对技术需求强烈但自身技术创新能力或水平受较多约束的中小微企业而言，也应从企业自身考]参与机制，积极主动参与协同创新网络，凭借网络资源共享的模式弥补自身的不足，从而有效提升竞争力。
3. 知识型员工培养管理制度体系建设。工业4.0时代，随着智能化生产设备和智能生产工艺的普遍采用，生产对人员的需求量将会减少，但对人员素质和能力的要求将会发生“质”的变化，正如夏妍娜、赵胜（2015）所言，人在生产制造中的角色将由服务者、操作者转变为规划者、协调者、评估者、决策者。这意味着工业4.0对劳动的需求将从一般劳动力到知识型高素质技术型员工，这类员工不仅需要具备良好的知识水平，还需要得到系统的技能培训。
针对网络化时代知识型员工自主性较强和喜欢以网络化方式参与的特点，企业可以借助网络化沟通交流平台或工具开展学习型组织建设，形成企业良好的学习氛围。专业知识和技能的培训也可以借助信息技术和网络平台实现，如利用虚拟现实技术开展培训或模拟训练。就日常管理制度而言，重点是创造有利于激发知识型员工创新思维和高效率工作的工作环境；在薪酬设计上，也应考虑对员工创新能力的激励。
五、 结论与建议
技术和政策因素共同推动以工业4.0为代表的新一轮工业革命的兴起，对传统的生产制造模式将带来革命性影响，推动其从目前的“福特主义”模式和“后福特主义”模式逐渐向“智能主义”模式升级。“智能主义”生产模式内生出一系列管理创新需求，需要管理创新方面，主要是从大众化需求导向转向个性化需求导向；技术管理创新方面，主要是从以单个企业为主体的创新模式转向协同创新网络模式，这需要相关的平台建构及参与机制设计；人才管理创新层面，主要是探索适应网络时代知识型员工特点的管理方式。
面对第四次工业革命，中国拥有工程技术人才储备多、本土市场大、经济增长势头良好、储蓄率高等优势，但制度会否成为制约创新的桎梏也令人担忧（李稻葵，2016）。中国拥有的诸多优势有利于产业界和企业进行上述管理创新，但破解制度层面的体制机制束缚或制约因素也不可或缺，这方面正是政府应该而且能够有所作为的地方，政府可以通过适当的政策提供引导、支撑和配套服务。为此，本文对相关政府部门提出以下三点建议：第一，积极引导鼓励工业4.0重大共性技术协同创新网络的形成，加强对该模式研发创新的支持力度，以加快我国在这些技术领域的突破，也由此诱发网络外广大企业乃至个人的技术创新或技术改进活动，为“中国制造”向“中国智造”的成功升级奠定坚实的技术基础；第二，提供人才培训，一方面，针对工业4.0发展新趋势、新特征，对企业管理层开展培训，帮助企业经营管理者认清工业4.0的发展大趋势，以促使他们结合本行业、本企业特点制定恰当的发展战略决策，主动顺应并推动工业4.0的发展；另一方面，采用单独组织、与行业协会联合组织或直接与企业合作组织的方式，开展针对企业骨干技术人才的专业知识、专业技能培训，提高他们未来对智能设备的适应能力，也同时引导激励他们的创新行为。第三，加强公共平台建设，主要是公共研发平台、公共信息平台和人才流动平台的建设，重点为科技型、创新型中小企业提供技术支撑和信息服务，为人才资源的恰当配置提供平台。
参考文献：
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基金项目：国家自然科学基金项目（项目号：71422012）；清华大学自主科研计划项目（项目号：2012THZ04107）。
