【關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展趨勢探究4000字（論文）】

關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展趨勢研究目錄TOC\o"1-2"\h\u5492關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展趨勢研究 025305關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；LoRa；LPWAN；網(wǎng)絡(luò)安全；大數(shù)據(jù) 029066一、物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)特點與發(fā)展趨勢 130793（一）物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)特點 117733（二）物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)短板 13480（三）發(fā)展趨勢 128150二、LoRa物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 22885（一）LPWAN 230927（二）LoRa、LoRaWAN與CLAA 37614（三）LoRa技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)安全 327773（四）LoRa和NB-IoT技術(shù)對比 429963（五）應(yīng)用與發(fā)展前瞻 413489三、行業(yè)應(yīng)用案例 5701四、結(jié)語 526325參考文獻(xiàn) 6摘要：物聯(lián)網(wǎng)（IoT）就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。它是通過射頻識別（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器、傳感器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物體與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實現(xiàn)對物體的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。本文從實際應(yīng)用出發(fā)，闡述了物聯(lián)網(wǎng)及其行業(yè)特點，對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行了一定的回顧和展望，并分析了LoRa物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；LoRa；LPWAN；網(wǎng)絡(luò)安全；大數(shù)據(jù)物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的高度集成與綜合運用，其應(yīng)用與發(fā)展有利于促進(jìn)生產(chǎn)生活和社會管理方式向智能化、精細(xì)化、網(wǎng)絡(luò)化方向轉(zhuǎn)變。物聯(lián)網(wǎng)是我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的一項重要組成內(nèi)容，也是“新基建”的重要組成部分。在“新基建”的七個領(lǐng)域中，物聯(lián)網(wǎng)與5G、大數(shù)據(jù)中心、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能都具有很強的相關(guān)性，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還可以賦能交通基礎(chǔ)設(shè)施、能源基礎(chǔ)設(shè)施。毫無疑問，我國的“新基建”布局為物聯(lián)網(wǎng)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)帶來新的重大的發(fā)展機遇。當(dāng)前，物聯(lián)網(wǎng)體系已拓展到六層結(jié)構(gòu)，即設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)、安全、平臺、分析、智能，涵蓋了更多的產(chǎn)業(yè)范疇。隨著數(shù)據(jù)流通的加快以及AI和5G技術(shù)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)將承載更多的技術(shù)，也會對行業(yè)基本架構(gòu)產(chǎn)生顛覆性影響，技術(shù)環(huán)節(jié)也會不斷突破。一、物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)特點與發(fā)展趨勢（一）物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)特點高度碎片化應(yīng)用是物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)最典型的特點。除此之外，還呈現(xiàn)出多傳統(tǒng)行業(yè)參與、大差異化終端能力、海量化連接規(guī)模、多樣化業(yè)務(wù)場景、長鏈條產(chǎn)業(yè)合作、大范圍數(shù)據(jù)采集等特點。就實際應(yīng)用而言，不同場景間的物物相連對網(wǎng)絡(luò)速率、覆蓋要求、鏈接數(shù)量等的敏感度差異巨大。因此，受限于技術(shù)的局限性，沒有一種技術(shù)可以從端到端、全方位地滿足物聯(lián)網(wǎng)不同應(yīng)用場景之間的差異化需求，再加上技術(shù)的共生性，即同一應(yīng)用場景往往包含多種類型的連接需求，所以，物聯(lián)網(wǎng)將呈現(xiàn)出不同技術(shù)類型百花齊放、共生共存的局面。（二）物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)短板我國物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的發(fā)展，依然存在如下行業(yè)短板。（1）基于跨行業(yè)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)制定的困難，使得一些重要標(biāo)準(zhǔn)研制的進(jìn)度遲滯，戰(zhàn)略性統(tǒng)籌規(guī)劃、標(biāo)準(zhǔn)體系亟待完善。（2）在操作系統(tǒng)、傳感器、芯片等核心基礎(chǔ)能力方面，研發(fā)能力不足，核心技術(shù)、產(chǎn)業(yè)生態(tài)競爭力依然薄弱。（3）明顯缺乏具有整合產(chǎn)業(yè)鏈上下游資源、引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展能力的龍頭企業(yè)，導(dǎo)致領(lǐng)域、區(qū)域發(fā)展不平衡，產(chǎn)業(yè)鏈之間的協(xié)同性差強人意。（4）由于部分行業(yè)存在管理分散、推動力度不夠等問題，新技術(shù)新業(yè)態(tài)一直面臨跨行業(yè)體制機制障礙，行業(yè)跨界融合發(fā)展深度不夠，成熟的商業(yè)模式寥寥無幾。（5）安全管理機制不健全，網(wǎng)絡(luò)與信息安全形勢不容樂觀，在個人信息安全、數(shù)據(jù)安全、設(shè)施安全等方面的有效方案亟待得到實質(zhì)性突破。（三）發(fā)展趨勢如何體現(xiàn)和衡量物聯(lián)網(wǎng)的價值，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)空間和物理世界的全面融合，以及深度融合智慧城市建設(shè)，加快推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)在智慧城市中的集成應(yīng)用，并在應(yīng)用推廣中進(jìn)一步聚焦和深化需求，完善產(chǎn)品與解決方案，促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展，不斷推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)布局，是未來物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的主要方向。可以預(yù)見，我國將在核心技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化、關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)研究與制定、產(chǎn)業(yè)鏈條建立與完善、重大應(yīng)用示范與推廣等方面取得顯著成效，形成創(chuàng)新驅(qū)動、應(yīng)用牽引、協(xié)同發(fā)展、安全可控的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展格局。在產(chǎn)業(yè)生態(tài)方面，將聚焦關(guān)鍵核心技術(shù)的突破、標(biāo)準(zhǔn)體系的健全、服務(wù)模式的創(chuàng)新，構(gòu)建具有國際競爭力的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)生態(tài)。在實際應(yīng)用方面，將在醫(yī)療保健、智能家庭辦公室、邊緣計算、智慧零售、網(wǎng)絡(luò)安全等應(yīng)用上率先實現(xiàn)重大突破。“十四五”期間，我國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)仍將保持高速增長，年均復(fù)合增長率預(yù)計為25%，成為帶動國民經(jīng)濟發(fā)展的“引擎式”新增長點。二、LoRa物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)（一）LPWAN在物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)中，無線通信技術(shù)主要有兩種：一種是近距離無線通信技術(shù)，另一種是廣域網(wǎng)無線通信技術(shù)。不同無線通信技術(shù)對比如圖1所示。隨著物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的發(fā)展以及相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步，專為低帶寬、超低功耗、遠(yuǎn)距離、大量連接的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用而設(shè)計的革命性的物聯(lián)網(wǎng)接入技術(shù)LPWAN快速興起。LPWAN真正實現(xiàn)了大區(qū)域物聯(lián)網(wǎng)低成本全覆蓋。LoRa與NB-IoT是LPWAN的典型代表，也是目前應(yīng)用最多的LPWAN技術(shù)。圖1不同無線通信技術(shù)對比（二）LoRa、LoRaWAN與CLAALoRa是一種基于擴頻技術(shù)的低功耗窄帶遠(yuǎn)距離無線通信技術(shù)。LoRa自身是一種物理層技術(shù)規(guī)范，采用線性擴頻調(diào)制技術(shù)，通過犧牲頻譜利用率換取信號穿透性能力和網(wǎng)絡(luò)接入距離（15km），具有很好的抗干擾能力，接收信號的靈敏度達(dá)到-142dBm，睡眠電流低到200nA。LoRa組網(wǎng)采用星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼軜?gòu)，具有最低延遲、最簡單的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。在安全方面，具有網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層及設(shè)備的多重加密方式。LoRaWAN則是LoRaAlliance開發(fā)的技術(shù)規(guī)范，主要完成MAC層規(guī)范以及對物理層相關(guān)參數(shù)的約定。CLAA是由中興通訊與LoRa聯(lián)盟成員一起，共同為推動LoRa技術(shù)在全球LPWAN建設(shè)和產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展而發(fā)起設(shè)立的中國LoRa應(yīng)用聯(lián)盟。其重點在制定統(tǒng)一的LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用規(guī)范和LoRaWAN的MAC層相關(guān)擴展，包括業(yè)務(wù)開通、網(wǎng)絡(luò)部署、為應(yīng)用支持的MAC層擴展、中國470MHz頻段使用指南等相關(guān)內(nèi)容。三者關(guān)系如圖2所示。圖2LoRa、LoRaWAN與CLAA的邏輯關(guān)系（三）LoRa技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)安全LoRaWAN的端到端加密架構(gòu)中，終端有多個會話密鑰。如圖3所示，采用LoRaWAN的網(wǎng)絡(luò)層密鑰和應(yīng)用層密鑰分離，網(wǎng)絡(luò)無法知悉應(yīng)用層的數(shù)據(jù)格式和內(nèi)容，網(wǎng)絡(luò)安全有充分保障。圖3LoRaWAN的網(wǎng)絡(luò)層與應(yīng)用層雙密鑰圖示（四）LoRa和NB-IoT技術(shù)對比在大部分應(yīng)用場景，特別是公用事業(yè)抄表和其他人跡罕至的非可視數(shù)據(jù)采集應(yīng)用場景中，其通信技術(shù)的敏感特性，如網(wǎng)絡(luò)TCO、按需部署能力、低功耗、價格、安全性等方面，較之于NB-IoT技術(shù)有不可替代的競爭優(yōu)勢。（五）應(yīng)用與發(fā)展前瞻目前，LoRa技術(shù)已在多國多地區(qū)落地，特別是已從表計行業(yè)使用逐漸拓展到了物流、環(huán)境感測與園區(qū)監(jiān)控等非可視數(shù)據(jù)的采集上。國際上已有41個以上的國家開始建網(wǎng)，350個以上的城市開始進(jìn)行試點，擁有67個網(wǎng)絡(luò)運營商。在中國，繼阿里巴巴、中國聯(lián)通與Semtech合作以及Google加入LoRa聯(lián)盟之后，騰訊也宣布在最高層面加入LoRa聯(lián)盟。易部署與自主性是LoRa的最大價值點，LoRa已經(jīng)從事實上成為當(dāng)前的主流物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)制式之一，未來還將持續(xù)領(lǐng)跑。與物聯(lián)網(wǎng)的廣泛用途一樣，LoRa技術(shù)將廣泛應(yīng)用于多個行業(yè)或領(lǐng)域，如智能抄表（包括水、電、氣等公用事業(yè)）、燃?xì)庑孤﹫缶?wù)（涵蓋家用燃?xì)庑孤﹫缶骷霸苹脚_、APP、搶險服務(wù)等服務(wù)）、智慧水務(wù)（以智能水表為主，涵蓋水源、污水處理數(shù)據(jù)監(jiān)測）、智慧消防（涵蓋電器火災(zāi)監(jiān)控、燃?xì)獍踩芾?、煙霧報警器、火災(zāi)熱成像等）、智慧水利（包括水資源水質(zhì)監(jiān)測、預(yù)警、分析、防汛抗旱和水利綜合管理等）、智慧環(huán)保（包括水質(zhì)監(jiān)測、空氣質(zhì)量監(jiān)測、有害氣體監(jiān)測、土壤組分監(jiān)測等）、智慧高速（對高速公路的安全性、非可視成因進(jìn)行實時監(jiān)測，實現(xiàn)全面感知，以隧道、橋梁、偏坡、路面、溫度、道路結(jié)冰等為主要監(jiān)測對象）、智慧城管（涉及停車占道經(jīng)營的管理、智慧燈桿等）、智慧農(nóng)業(yè)（包括基地墑情、大棚管理、智慧灌溉、智慧種植等方面）、智慧牧業(yè)（如牧牛、養(yǎng)豬等）。三、行業(yè)應(yīng)用案例在貴州省政府的大力支持下，貴州中安云網(wǎng)科技有限公司于2017年7月24日正式落戶貴州貴安新區(qū)數(shù)字經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)園。公司始終堅持創(chuàng)新發(fā)展與高質(zhì)量發(fā)展相結(jié)合的理念，緊扣智慧廣電（貴州）綜合試驗區(qū)和國家5G戰(zhàn)略行動，服務(wù)于貴州大數(shù)據(jù)的非可視數(shù)據(jù)采集業(yè)務(wù)，以“七彩祥云”為領(lǐng)軍品牌，以物聯(lián)網(wǎng)實體運營和安全品牌運營為核心業(yè)務(wù)，以項目集成為增效業(yè)務(wù)，以科技咨詢與DaaS服務(wù)為戰(zhàn)略業(yè)務(wù)，形成遠(yuǎn)近結(jié)合、盈利互補、業(yè)務(wù)均衡的產(chǎn)業(yè)組合，通過“專業(yè)化發(fā)展、市場化運營”的發(fā)展路徑，不斷提升核心競爭力及品牌影響力，完成“一網(wǎng)一云一服務(wù)”戰(zhàn)略布局。公司胸懷“讓貴州沒有難覓的數(shù)據(jù)”愿景，全力打造貴州LoRa物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)圈，聚焦LoRa物聯(lián)網(wǎng)端到端解決方案的研發(fā)與交付，提供專業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃咨詢及運維等服務(wù)，立志并專注于省級范圍內(nèi)的LoRa物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)及運營，全面構(gòu)建5G+物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的“最后一公里”物聯(lián)網(wǎng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。按照計劃，在2025年之前，完成3000個基站建設(shè)，構(gòu)建省、地州市、區(qū)縣、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村/社區(qū)五級網(wǎng)絡(luò)，為貴州的大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)及智慧城市發(fā)展添磚加瓦。目前，公司緊跟貴州燃?xì)饧瘓F股份有限公司供氣區(qū)域發(fā)展步伐，按“戰(zhàn)略部署、項目驅(qū)動、區(qū)域補盲”的方式進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，已累計完成基站部署1100多個，實現(xiàn)全省、地州市兩級網(wǎng)絡(luò)覆蓋和部分縣鄉(xiāng)的覆蓋。成功搭建網(wǎng)絡(luò)管理MSP平臺，實現(xiàn)LoRaWAN終端連接、LPWAN系統(tǒng)管理、網(wǎng)關(guān)管理及網(wǎng)絡(luò)覆蓋分析等功能。四、結(jié)語綜上，隨著我國對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的需求日益增長，智能化的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)成為我國物流發(fā)展的一種趨勢，傳感器國產(chǎn)化是我國物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展方向，確保傳感器更加穩(wěn)定和可靠，但是仍需要對國產(chǎn)的傳感器進(jìn)行技術(shù)革新，要想更進(jìn)一步推動我國物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，需要建立統(tǒng)一的系統(tǒng)平臺，這樣才能保證物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能等各項智能裝備技術(shù)的信息集成。LoRa物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也將憑借其安全、超低功耗、遠(yuǎn)距離、低成本、易部署等核心競爭優(yōu)勢，在各個領(lǐng)域特別是非可視工業(yè)級數(shù)據(jù)采集方面，得到更加廣泛的發(fā)展與應(yīng)用。參考文獻(xiàn)[1]陳卓逸.LoRa在物聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用淺析[J].山東工業(yè)技術(shù),2018(3):2.[2]朱慶華,景妮琴,?，?面向LoRa的物聯(lián)網(wǎng)平臺研究[J].電腦知識與技術(shù)：學(xué)術(shù)版,2018,14(1):3.[3]蔣武洲,周海東,劉福,等.物聯(lián)網(wǎng)LoRa技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展[J].電視技術(shù),2018,042(008):100-103.[4]檀蓉.LoR