物联网其他智能化技术的应用

（一）物联网数据智能处理研究的主要内容

物联网的智能数据处理虽然依赖于数据，但是物联网数据处理是受服务驱动的。物联网的服务主要包括分析、决策与控制。为了实现这些服务，在数据层面需要进行一系列的数据处理工作。^[4]

针对物联网数据的智能处理，需要研究以下内容。

1.以融合和决策为目的海量数据的实时挖掘

（1）基于物联网服务的需求，物联网中的数据挖掘应分为两个方面：辅助常规决策的数据挖掘和辅助数据融合的数据挖掘。

（2）鉴于物联网数据的异构、海量、分布性和决策控制的实时性，需要的内容包括：第一，需要研究数据挖掘引擎的布局及多引擎的调度策略；第二，需要研究时空数据的实时挖掘方案，海量数据的实时挖掘方法，不确定知识条件下的实时挖掘算法，数据挖掘算法的综合运用、改进和新算法，低时空复杂度算法；第三，需要考虑物联网隐私的重要性，研究隐私保护的数据挖掘方法等。

2.以情境感知为目的的不确定性建模和推理

（1）针对数据本身的不确定性，需要研究：

第一，感知数据本身的不确定性表达和推理；第二，实体数据的不确定性表达和推理；第三，决策数据的不确定性表达和推理。

（2）针对语义映射的不确定性，需要研究：

第一，融合感知数据获取实体数据过程中的不确定性表达和推理；第二，融合实体数据获取决策数据过程中的不确定性表达和推理。

（3）针对查询分析的不确定性，需要研究：

第一，物联网高维数据在松散模式下查询的不确定性表达；第二，查询结果的不确定性表达和推理；第三，联机分析处理和数据挖掘如何从不确定性数据中获取合理结果等。

（二）物联网中的人工智能技术

物联网的智能化技术是将智能技术的研究成果应用到物联网中，实现物联网的智能化。例如，物联网可以结合智能化技术，如人工智能等，应用到物联网中。

物联网的目标是实现一个智慧化的世界，它不仅仅感知世界，关键在于影响世界，智能化地控制世界。物联网根据具体应用结合人工智能，可以实现智能控制和决策。

人工智能是利用计算机来模拟人的某些思维过程和智能行为（如学习、推理、思考、规划等）。人工智能一般包括两种不同的方式。

1.工程学方法

采用传统的编程技术，使系统呈现智能的效果，而不考虑所用方法是否与人或动物机体所用的方法相同。

采用这种方法，需要人工详细规定程序逻辑，在实践中已经被多次采用。从不同的数据源（包含物联网的感知信息）收集的数据中提取有用的数据，对数据进行滤除以保证数据的质量，将数据经转换、重构后存入数据仓库或数据集市，然后寻找合适的查询报告和分析工具以及数据挖掘工具对信息进行处理，最后转变为决策。

2.模拟法

不仅要看效果，还要求实现方法与人类或生物机体所用的方法相同或相类似。这种方法应用于物联网分为两种：专家系统和模式识别。

（1）专家系统

专家系统是一种模拟人类专家解决领域问题的计算机程序系统。它不但采用基于规则的推理方法，还采用了诸如人工神经网络的方法与技术。

根据专家系统处理问题的类型，把专家系统可分为解释型、诊断型、调试型、维修型、教育型、预测型、规划型、设计型和控制型等。

（2）模式识别

模式识别通过计算机用数学技术方法来研究模式的自动处理和判读，如用计算机实现模式（文字、声音、人物、物体等）的自动识别。

计算机识别的显著特点是速度快、准确性和效率高，识别过程与人类的学习过程相似，可使物联网在“识别端”——信息处理过程的起点就具有智能性，保证物联网上的每个非人类的智能物体有类似人类的“自觉行为”。

总之，物联网要实现智能化，需要结合人工智能的成果，如问题求解、逻辑推理证明、专家系统、数据挖掘、模式识别、自动调理、机器学习、智能控制等技术。

（三）物联网专家系统(www.xing528.com)

物联网专家系统是指在物联网上的一类具有专门知识和经验的计算机智能程序系统或智能机器设备，通过网络化部署专家系统来实现物联网数据的基本智能处理，对用户提供智能化的专家服务功能。

物联网专家系统可实现对多用户的专家服务，其数据来源于物联网集数据。专家系统的工作原理如下。

（1）智能终端采集的数据提交到物联网应用数据库，数据反映了当前问题求解状态的集合。

（2）推理机是实施问题求解的核心执行机构，是对知识进行解释的程序，它按照一定策略对找到的知识进行解释执行，并把结果记录到数据库中。

（3）解释器用于对求解过程做出说明，并对提问的问题进行解答。

（4）知识库是问题求解所需要的行业领域知识的集合，包括基本事实、规则等信息。

（5）知识获取负责建立、修改和扩充知识库，是专家系统中把问题求解的各种专门知识从专家头脑中或者其他知识源转换到知识库的重要机构。

在物联网中引入专家系统，可以使物联网对其接入的数据具有分析、判断并提供决策依据的能力，使物联网实现初步的智能化。

（四）知识拓展——物联网时代智慧生活24小时

可能你曾经想过：什么时候人类才能过上科幻影片中那样便捷、舒适的生活？的确，全息投影、空中汽车或是高速通行管道、人工智能管家在现阶段来说还难以实现。但虚拟现实、物联网、移动支付、自动驾驶及动作感应等技术，都已经获得了阶段性的实质发展。或许不久的将来，我们就会看到这些新型设备在消费领域逐渐普及。那么，我们能预料到的近未来的数字生活会是什么样的呢？

1.咖啡早餐叫你起床

早起对每一个上班族来说都是一件困难事，吃早餐也是一个很麻烦的事情。如果想要在家里做好，无疑需要早起，所以许多人选择早餐随便凑合一下。事实上，借助于物联网智能家居设备，就能够很好地改善这种问题。

目前，一些厂商发布了智能咖啡机。它可以直接填充好咖啡豆，内置的磨豆机会自动将其磨成咖啡粉。它还配置了独立的容水槽。通过手机应用程序控制，你完全可以设置好自动烹煮时间，让香浓的咖啡叫醒你。

另外，真空烹饪机、智能慢炖锅、全自动调酒机器人等，都是主打无线控制、应用程序定时、自动化烹饪的新型厨具，旨在帮助人们更简单方便地烹饪美食。或许不久后，我们的厨房里就会出现一款“厨师机器人”，帮你料理一日三餐，提升生活品质。

2.自动巡航系统帮助你更好地驾车出行

吃完早餐就要出门上班了，如果路上交通堵塞，那么这一天的心情可能都会受到影响。自动驾驶技术可能会改善这种情况。谷歌全自动驾驶汽车在目前来说仍难以大规模投入使用。究其原因，除了它昂贵的价格，各国政策对这种高新技术的可靠性也持不同的观点。不过，目前各大汽车厂商均在大力发展雷达自动巡航系统，并且很快会投放世界范围市场。

如奥迪的自动巡航系统预计将出现在高配车型中。它能够通过车身顶部的雷达及摄像头综合传感器实现助力转向、自动油门及刹车系统，以减少通勤驾驶的疲劳感。沃尔沃也推出了一套汽车间的无线沟通方案，在汽车间形成一个庞大的互联网，与自动巡航系统配合能实现更好的效果。

3.在智能餐厅享受午餐

经过了一上午的繁忙工作，午休时间你可以去公司附近的餐馆享用美好的午餐。也许你已经体验过一些餐馆的iPad电子菜单，在不久的将来，更棒的智能餐厅也许很快就会变成现实。

在智能餐厅中，你不必再等待服务员点菜，通过智能手机与桌上的iBeacon室内定位装置，就可以实现App点餐，室内大屏幕上会实时显示菜肴的加工程序。当一道菜完成后，服务员也会及时将它送到你的座位上。结账时，你可通过应用或Apple Pay刷手机支付。

下班前，很多人会选择去公司附近的健身房健身，但在跑步机上跑上1个小时未免有些无聊，这时虚拟现实设备就能够让我们获得更好的健身体验。类似Virtuix Omni、Cyberith Virtualizer等虚拟现实跑步机都是作为 Oculus Rift显示器的配件登场，它最早发布于众筹平台，最终以高人气筹得资金并实现量产。

如果开发商开发了一款虚拟跑步游戏，场景包括纽约的中央公园、巴黎香榭里大道、瑞士阿尔卑斯山或是非洲草原，那么跑步健身的同时还可以欣赏不同的美景。当然，人们还希望Oculus Rift最终版本的体积能够再小一些，以免增加头部的负担。

4.把房间变成自然界

结束了一天的工作回到家中、吃完晚餐，也许你需要放松一会儿。大部分人会选择看电视、网络视频或是玩游戏，但你是否想过，你的房间可以变成热带雨林、海底世界、电影中的场景甚至是游戏场。

索尼发布的Life Space UX超短距4K体感投影仪，可以融入电视柜、吊灯等设备中，实现立体化的影像投射，画面支持触摸操作，把家中的墙壁或是天花板变成另一个世界。无独有偶，微软的Room Alive投影技术就像它的名字一样，能够把房间变成“活”的。它通过高清投射与Kinect体感装置结合，使用者不需要佩戴沉重的虚拟现实显示器或对着小屏幕电视挥舞手柄，房间就变成了游乐场。目前，这些技术的价格过于昂贵，但在近未来，它们一定可以走进普通家庭。

5.助眠设备让你睡个好觉

一天中的最后时光，显然是在香甜的睡梦中度过。也许你已经开始佩戴运动手环来监测睡眠质量，但实际上运动手环仅提供了参考数据，并未真正实现助眠功能。目前，市场中一些智能设备已经开始主打助眠功能，通过灯光、声音再配合传感器收集数据，来实现助眠效果。

在近未来，我们相信此类设备还会得到更多功能上的强化。如将助眠设备与恒温器、空气净化器连接，实现类似IFTT的联动功能，提供一个更好的整体睡眠环境。或发明一款智能床垫，集成传感器来监测睡眠质量，使床垫能够根据传感器数据调节形态、软硬度，帮助使用者获得更舒适的睡眠。