1、物联网（Internet of things，IoT）是把所有物品通过信息传感设备与互联网连接起来，进行信息交换，即物物相连，以实现智能化识别和管理。它具有普通对象设备化、自治终端互联化和普适服务智能化三个重要特征。物联网是新一代信息技术的重要组成部分，也是“信息化”时代的重要发展阶段。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术，广泛应用于网络的融合中，也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。目前，物联网发展还处于初级阶段，随着工艺和技术的发展，人类会逐渐进入对更深层次世界的感知，通过对感知数据进行计算、处理和知识挖掘，实现人与物、物与物信息交互和无缝链接，达到
2、对物理世界实时控制、精确管理和科学决策的目的。（1）了解物联网的定义、起源和发展历程。（2）了解互联网、物联网和泛在网的关系。（3）了解物联网的特征和体系架构。（4）了解物联网在国内外的发展状况。（5）了解物联网技术标准的制定现状。（6）了解物联网的几个典型应用及前景。1.1 物联网的概念1.2 物联网的发展战略1.3 物联网技术标准1.4 物联网的典型应用及前景1.1.物联网的定义物联网的定义物联网是指利用局部网络或互联网等通信技术把传感器、控制器、机器、人员和物等通过新的方式联在一起，形成人与物、物与物相联，实现信息化、远程管理控制和智能化的网络。通过物联网，可以利用中心计算机对机器、设备
3、、人员进行集中管理、控制，也可以对家庭设备、汽车进行遥控，以及搜索位置、防止物品被盗等，类似自动化操控系统，同时通过收集这些数据，最后可以聚集成大数据。通过对大数据分析，可以帮助人们科学决策和规划，比如，重新设计道路以减少车祸、灾害预测与犯罪防治、流行病控制等等。比较比较互联网互联网物联网物联网起源起源计算机技术的出现和信息的快速快播传感技术的出现与发展面向对面向对象象人人和物核心技核心技术术及所有及所有者者网络协议技术核心技术主要掌握在主流操作系统及语言开发商手中数据自动采集、传输技术、后台存储计算、软件开发核心技术掌握在芯片技术开发商及标准制定者手中创新创新主要体现在内容的创新及形式的创新
4、，例如腾讯、网易等面向客户个性化需求，体现技术与生活的紧密联系，给予开发者充分想象空间，让所有物品智能化感知层由数据采集子层、短距离通信技术和协同信息处理子层组成：（1）数据采集子层。通过各种类型的传感器获取物理世界中发生的物理事件和数据信息，例如各种物理量、标识、音视频多媒体数据。物联网的数据采集涉及传感器、RFID、多媒体信息采集、二维码和实时定位等技术。（2）短距离通信技术和协同信息处理子层。将采集到的数据在局部范围内进行协同处理，以提高信息的精度，降低信息冗余度，并通过具有自组织能力的短距离传感网接入广域承载网络。网络层将来自感知层的各类信息通过基础承载网络传输到应用层，包括移动通信网
5、、互联网、卫星网、广电网、行业专网，及形成的融合网络等。根据应用需求，可作为透明传输的网络层，也可升级以满足未来不同内容传输的要求。经过十余年的快速发展，移动通信、互联网等技术已比较成熟，在物联网的早期阶段基本能够满足物联网中数据传输的需要。网络层主要关注来自于感知层的、经过初步处理的数据经由各类网络的传输问题。网络层涉及到智能路由器，不同网络传输协议的互通、自组织通信等多种网络技术。应用层包含管理服务层和应用层。管理服务层在高性能计算和海量存储技术的支撑下，管理服务层将大规模数据高效、可靠地组织起来，为上层行业应用提供智能的支撑平台。存储是信息处理的第一步。数据库系统以及其后发展起来的各种海
6、量存储技术已广泛应用于IT、金融、电信、商务等行业。面对海量信息，如何有效地组织和查询数据是核心问题。管理服务层的主要特点是“智慧”。有了丰富翔实的数据，运筹学理论、机器学习、数据挖掘、专家系统等“智慧进发”手段有了更广阔的施展舞台。除此之外，信息安全和隐私保护变得越来越重要。在物联网时代，每个人穿戴多种类型的传感器，连接多个网络，一举一动都被监测。如何保证数据不被破坏、不被泄露、不被滥用成为物联网面临的重大挑战。物联网还需要信息安全、物联网管理、服务质量管理等公共技术支撑。在各层之间，信息不是单向传递，有交互、控制等，所传递的信息多种多样，其中最为关键的是围绕物品信息，完成海量数据采集、标识
7、解析、传输、智能处理等各个环节，与各业务领域应用融合，完成各业务功能。因此，物联网的系统架构和标准体系是一个紧密关联的整体，引领了物联网研究的方向和领域。1.1.物联网的起源物联网的起源物联网的概念最早出现于比尔盖茨1995年出版的未来之路一书，在未来之路中，比尔盖茨已经提及Internet of things，但是由于受到当时网络技术、感知设备的限制，并没有得到广泛认可。2013年3月4日，国家重大科技基础设施建设中长期规划（20122030年）正式发布，规划明确未来20年我国重大科技基础设施发展方向和“十二五”时期建设重点，强调为突破未来网络基础理论和支撑新一代互联网实验，建设未来网络试验
8、设施，主要包括：原创性网络设备系统、资源监控管理系统，涵盖云计算服务、物联网应用等。物联网产业的规模化发展以相对完善的产业链形成为基础条件，在应用需求驱动下，配合以良好的政策、经济、社会和市场等环境因素，共同促进物联网的规模化发展。物联网产业链的完善是物联网产业良性发展的前提条件，当前，我国物联网上下游产业环节已经相对成形，但产业链不同环节之间的结合度还不够紧密，需要进一步统筹规划。物联网产业的发展离不开政府的支持和相关行业监管部门的引导。目前，包括中国在内的世界各国已先后制定了多个物联网产业发展相关的计划，如美国的“智能电网”计划。日本的i-Japan计划和韩国的u-Korea计划等。（1）
9、从物联网应用行业角度上看，目前物联网应用行业呈现碎片化的特征，应用行业覆盖面广，涉及行业多，难以形成规模化。各专业行业控制力较强，行业间壁垒显著。与此同时，各行业的需求呈现多样性，差异较大。（2）从物联网技术标准角度上看，目前物联网相关的标准较为杂乱，由于物联网覆盖从感知到处理、传输以及服务提供等诸多技术领域，即使是同一技术领域，多个标准化组织会制定各自的标准规范，这些标准所涉及的技术范围常常互有重叠，难以融合和统一。（3）从总体进度上看，目前国际国内物联网进展仍相对缓慢，技术标准的成熟仍需要较长的时间。（4）从物联网产业链环节合作角度上看，在运营模式仍未出现新的突破前提下，如何与物联网集成商
10、合作实现共赢，实现产业链各环节的有效整合仍是亟待解决的问题。产业联盟是物联网产业链各环节横向合作的主要形式。目前，已存在多个地方、区域或者行业内的物联网产业联盟，具有影响力的全国性物联网产业联盟仍在成长中，同时产业联盟的工作成效也有待实质性地提升。（5）从物联网关键技术角度上看，物联网产业发展还面临一定的关键技术挑战，包括传感器技术、传输技术、处理技术以及服务提供技术，下一代关键技术突破和新系统集成技术将有利地推动物联网产业的良性发展。在世界精英管理者中流传着这样一句话：三流企业做产品，二流企业做品牌，一流企业做标准。曾经“MADE IN CHINA”享誉全球，是品质保证的代名词。出自我国东南
11、沿海代加工工厂的各种产品远销世界各地，为各品牌商带来了巨大效益。但是巨额利润与我国众多的代加工工厂无关，虽然他们的产品得到了所有人的认可，但是由于没有研发、没有品牌，也没有“标准”，这样的企业很难发展成为一流企业。那么，怎样才能达到一流企业的要求呢？一流企业做标准。近几年风生水起的苹果公司，始终坚持创新之路，不断树立行业标准和规范。标准的制定是一个领域发展的制高点。当今世界，谁掌握了标准的制定权，就掌握了技术和经济竞争的主动权。标准化水平已成为衡量一个国家综合实力的标志。一个企业乃至一个国家，要在激烈的国际竞争中立于不败之地，必须深刻认识标准对国民经济与社会发展的重要意义。俗语说“没有规矩，不
12、成方圆”。物联网标准的制定是物联网发展自身价值和优势的基础支撑。由于物联网涉及不同专业技术领域、不同行业部门，物联网的标准既要涵盖不同应用场景的共性特征，以支持各类应用和服务，又要满足物联网自身可扩展、系统和技术等内部差异性，所以物联网标准的制定是一个历史性的挑战。目前，很多标准化组织均开展了与物联网相关的标准化工作，但尚未形成一套较为完备的物联网标准规范，在市场上仍有多项标准和技术在争夺主导地位，这种现象严重制约了物联网技术的广泛应用和产业的迅速发展，所以急需建立统一的物联网体系架构和标准化体系。我国信息产业发展落后于许多发达国家，在大多数传统信息技术领域，我国已经失去了国际标准制定的话语权
13、。在经济发展转型的今天，我国信息产业发展最大的瓶颈在于核心专利相对不足，受制于人，大量企业处于产业链条的低附加值环节。与此同时，我国物联网产业发展起步较早，在研究、应用及标准化等方面与国际先进水平基本同步，个别领域甚至超前。当前，国际标准化组织对物联网国际标准的研究处于起步阶段，尚未形成统一标准。我国通过物联网各个标准化组织的共同努力，力图抢先制定适合我国产业发展特点的标准，引领国际标准走向，引导我国物联网产业的兴起，这无疑给我国提供了参与国际信息产业重新洗牌的机会。物联网具有行业应用的特性，具有很强的应用渗透性，可以运用到各行各业，大致可以分为三类：行业应用、大众服务、公共管理。具体细分，主
14、要有城市居住环境、智能交通、消防、智能建筑、家居、生态环境保护、智能环保、灾害监测避免、智慧医疗、智慧老人护理、智能物流、食品安全追溯、智能工业控制、智能电力、智能水利、精确农业、公共管理、智慧校园、公共安全、智能安防、军事安全等。由于物联网的应用领域很广泛，但是目前处于起步阶段。2012年物联网产业十二五发展规划重点确定了智能工业、智能农业、智能物流、智能交通、智能电网、智能环保、智能安防、智能医疗、智能家居等9个重点示范应用领域。智能家居也称智能住宅，是以住宅为平台，兼备建筑、网络通信、信息家电、设备自动化，集系统、结构、服务、管理为一体的高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境。智能家居利
15、用先进的计算机技术、网络通信技术、综合布线技术，将与家居生活有关的各种子系统有机地结合在一起，通过统筹管理，让家居生活更加舒适、安全。精准农业是以信息技术、生物技术、工程技术等一系列高新技术为基础的面向大田作物生产的精细农作技术，已成为发达国家21世纪现代农业的重要生产形式。智能医疗系统是指以智能的物联网和通讯技术连接居民、病人、医护人员、药品以及各种医疗设备和设施，支持医疗数据的自动识别、定位、采集、跟踪、管理、共享，从而实现对人的智能化医疗和对物的智能化管理。物联网手段是以物联网技术为架构，以传感器为末端，自动在源头采集环境监测需要的各种环境数据，并即时的通过支撑网络传输到数据中心，并显示
16、到相应的监测系统中。无人驾驶的公交车已经在一些地方试运行成功。另外通过路网交通信息的全面实时获取，还能实现交通堵塞预警、公交优先、公众车辆和特殊车辆的最优路径规划、动态诱导、绿波控制和突发事件交通管制等功能。在先进的仓储配送系统中，全自动输送分拣系统也常用激光、红外等技术进行物品感知、定位与计数，进行全自动的快速分拣。此外为了使仓储作业做到可视化，对仓库实行视频监控，部分仓储系统采用了视频感知监控系统，取得了良好的效果。在国内外，公共安全监测物联网已经存在众多应用案例，在公共安全领域发挥了明显的作用。美国Material Technologies公司开发了一套裂缝诊断传感器系统，已经在宾夕法尼亚州检查了三座桥梁以及马萨诸塞州一座桥梁的裂缝。在韩国，为了保护市民的生命和财产，遏制犯罪、恐怖袭击、火灾，开始在城市内安全隐患区域安装感应系统。目前，我国最大的城市浅埋明挖湖底隧道玄武湖隧道。从施工开始，南京大学光电传感工程监测中心就将传感器布入混凝土层中，直至通车运行至今，一直对隧道的健康情况进行着实时监测。
