物聯(lián)網(wǎng)的“智慧”

標(biāo)簽：收集融合 射頻識別

每當(dāng)清晨，窗簾會(huì)適時(shí)自動(dòng)打開將第一縷陽光灑滿你房間;當(dāng)你將手掌貼在衣柜門上，衣柜就會(huì)檢測到你的體溫，并綜合氣溫為你搭配著裝;家里的冰箱會(huì)對其中的食物進(jìn)行監(jiān)控，提示哪些食物即將過期，如果某些食物短缺，也會(huì)自動(dòng)地聯(lián)系超市幫助訂購……這些近似科幻的生活場景正是物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代帶給我們的便利生活。

“智慧”應(yīng)用領(lǐng)域

物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域覆蓋到各個(gè)角落、各個(gè)領(lǐng)域，開篇提到的僅僅是物聯(lián)網(wǎng)提供給我們的智能生活，除此還有以下四個(gè)值得特別關(guān)注的領(lǐng)域：

智能電網(wǎng)：能源事關(guān)國家的命脈，所以發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)首先要關(guān)注智能電網(wǎng)。在傳輸能源的同時(shí)采集數(shù)據(jù)，通過優(yōu)化模型對數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘和分析，可以預(yù)測電能流的情況，如電壓變化和用電量分布，為發(fā)電、輸電、配電、用電各方及監(jiān)管單位提供決策支持，實(shí)現(xiàn)用電的優(yōu)化配置、節(jié)能減排。

智慧汽車：智慧汽車將是汽車產(chǎn)業(yè)的未來發(fā)展方向。在汽車的部件上裝上傳感器，通過網(wǎng)絡(luò)和GPS定位讓汽車與指揮后臺(tái)、汽車與汽車之間彼此自動(dòng)溝通，這樣人們在駕駛時(shí)，就可以預(yù)知哪個(gè)地方出了故障、哪個(gè)路段特別擁擠，以減少汽車追尾事故、減少等待時(shí)間和尾氣排放等等。這是智慧城市和車聯(lián)網(wǎng)時(shí)代必不可少的一部分。

智慧醫(yī)療：如果把嵌入式芯片裝到患者身上，就可以隨時(shí)感知到患者的血糖、血壓和臟器的情況，并通過網(wǎng)絡(luò)與后臺(tái)的醫(yī)療、保健系統(tǒng)聯(lián)系在一起，隨時(shí)給出警示和應(yīng)對建議，緊急情況下還可以自動(dòng)呼叫急救中心，并發(fā)送定位信息。

射頻識別(RFID)產(chǎn)業(yè)：物流、金融、零售、物品防偽、環(huán)境保護(hù)、身份識別等很多方面，都離不開RFID，今后隨著物聯(lián)網(wǎng)的大規(guī)模應(yīng)用，其應(yīng)用范圍將更加廣闊。

“智慧”實(shí)現(xiàn)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)采用射頻識別、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備采集物體信息，使物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進(jìn)行信息交換和通訊，實(shí)現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理。

物聯(lián)網(wǎng)通過各式各樣的傳感器抓取信息，隨之而來的，就是如何處理急速膨脹的數(shù)據(jù)?又怎樣讓這些數(shù)據(jù)產(chǎn)生智慧呢?這無疑對數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)。數(shù)據(jù)挖掘在這里只是一個(gè)代表性概念，它是一些能夠?qū)崿F(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)“智能化”、“智慧化”的分析技術(shù)和應(yīng)用的統(tǒng)稱。細(xì)分起來，包括數(shù)據(jù)挖掘和數(shù)據(jù)倉庫、計(jì)算智能、人工智能、專家系統(tǒng)、決策支持等技術(shù)和應(yīng)用。

在通常情況下，數(shù)據(jù)分析的步驟是：首先收集數(shù)據(jù)，將其存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中，再用模型對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行搜索，這種高度結(jié)構(gòu)化的方式通常需要耗費(fèi)很多時(shí)間;其次要對收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，該過程是對多維數(shù)據(jù)或信息進(jìn)行處理，組合出更有效、更符合用戶需求的數(shù)據(jù);最后用先進(jìn)的軟件算法在數(shù)據(jù)流入同時(shí)即對其進(jìn)行分析，讓程序在短時(shí)間內(nèi)對環(huán)境變化做出智能的回應(yīng)。

數(shù)據(jù)融合的方法普遍應(yīng)用在日常生活中，比如在辨別一個(gè)事物的時(shí)候通常會(huì)綜合各種感官信息，包括視覺、觸覺、嗅覺和聽覺等。單獨(dú)依賴一個(gè)感官獲得的信息往往不足以對事物做出準(zhǔn)確的判斷，而綜合各種感官數(shù)據(jù)，對事物的描述會(huì)更準(zhǔn)確。許多時(shí)候我們只關(guān)心結(jié)果，并不需要收到大量原始數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)融合是實(shí)現(xiàn)此目的的重要手段。

如何完成由收集融合后的數(shù)據(jù)到信息、到知識、再到智慧的轉(zhuǎn)換呢?IT技術(shù)的發(fā)展成就已遠(yuǎn)遠(yuǎn)出乎人們的想象，只要給它提供一個(gè)平臺(tái)，它就可以向精靈一樣創(chuàng)造出無限的智慧。完成這一過程有很多方式，可以用機(jī)器學(xué)習(xí)的辦法讓機(jī)器本身具有一定的智能，也可以采用專家系統(tǒng)，建立一個(gè)內(nèi)部含有大量的某個(gè)領(lǐng)域?qū)＜宜降闹R與經(jīng)驗(yàn)的數(shù)據(jù)庫，使系統(tǒng)能夠利用人類專家的知識和解決問題的方法來處理該領(lǐng)域問題。 從學(xué)習(xí)的方法來看有兩類任務(wù)：有監(jiān)督的學(xué)習(xí)和無監(jiān)督的學(xué)習(xí)。前者利用已知的類別標(biāo)識，對一組訓(xùn)練樣本進(jìn)行學(xué)習(xí)，發(fā)現(xiàn)樣本特征與類別之間的關(guān)系，用于預(yù)測新樣本的類別，這個(gè)過程稱為分類。后者在樣本類別未知的情況下，根據(jù)樣本之間的相似性進(jìn)行分組，這個(gè)過程稱為聚類。在物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)挖掘中，同樣存在這兩種學(xué)習(xí)，由于所處理的樣本數(shù)據(jù)蘊(yùn)含著路徑信息，稱為基于路徑的分類和聚類?；诼窂降姆诸惛鶕?jù)物品在一段時(shí)間內(nèi)的移動(dòng)路徑，判斷物品所屬的類別。例如，在物流監(jiān)控中，將貨物的運(yùn)輸軌跡分為正常和異常兩種，發(fā)現(xiàn)這兩類軌跡的特征可以用來監(jiān)測可疑行為。對路徑的分類通常需要先將路徑劃分為子序列，然后利用決策樹、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、貝葉斯等方法進(jìn)行分類。基于路徑的聚類發(fā)現(xiàn)相似的路徑群，揭示路徑之間的關(guān)系以及路徑與其它特征之間的關(guān)系。聚類的結(jié)果可以用來優(yōu)化道路設(shè)計(jì)，減少交通阻塞，預(yù)測交通流量。路徑聚類一般包括數(shù)據(jù)表示、相似度量定義、聚類、聚類描述和聚類評價(jià)幾個(gè)步驟。通過以上步驟便使得物聯(lián)網(wǎng)具有一定的智能，能夠自行地處理一些問題，使人們的生活更加便捷舒適。