概述：

定義：什么是物聯(lián)網(wǎng)

????物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things，簡稱IOT）是指通過 各種信息傳感器、射頻識別技術、全球定位系統(tǒng)、紅外感應器、激光掃描器等各種裝置與技術，實時采集任何需要監(jiān)控、 連接、互動的物體或過程，采集其聲、光、熱、電、力學、化 學、生物、位置等各種需要的信息，通過各類可能的網(wǎng)絡接入，實現(xiàn)物與物、物與人的泛在連接，實現(xiàn)對物品和過程的智能化感知、識別和管理。物聯(lián)網(wǎng)是一個基于互聯(lián)網(wǎng)、傳統(tǒng)電信網(wǎng)等的信息承載體，它讓所有能夠被獨立尋址的普通物理對象形成互聯(lián)互通的網(wǎng)絡。

溯源

物聯(lián)網(wǎng)概念最早出現(xiàn)于比爾蓋茨1995年《未來之路》一書，在《未來之路》中，比爾蓋茨已經(jīng)提及物聯(lián)網(wǎng)概念，只是當時受限于無線網(wǎng)絡、硬件及傳感設備的發(fā)展，并未引起世人的重視。
1998年，美國麻省理工學院創(chuàng)造性地提出了當時被稱作EPC系統(tǒng)的“物聯(lián)網(wǎng)”的構想。
1999年，美國Auto-ID首先提出“物聯(lián)網(wǎng)”的概念，主要是建立在物品編碼、RFID技術和互聯(lián)網(wǎng)的基礎上。過去在中國，物聯(lián)網(wǎng)被稱之為傳感網(wǎng)。中科院早在1999年就啟動了傳感網(wǎng)的研究，并已取得了一些科研成果，建立了一些適用的傳感網(wǎng)。同年，在美國召開的移動計算和網(wǎng)絡國際會議提出了，“傳感網(wǎng)是下一個世紀人類面臨的又一個發(fā)展機遇” 。
2003年，美國《技術評論》提出傳感網(wǎng)絡技術將是未來改變?nèi)藗兩畹氖蠹夹g之首 。
2005年11月17日，在突尼斯舉行的信息社會世界峰會（WSIS）上，國際電信聯(lián)盟（ITU）發(fā)布了《ITU互聯(lián)網(wǎng)報告2005：物聯(lián)網(wǎng)》，正式提出了“物聯(lián)網(wǎng)”的概念。報告指出，無所不在的“物聯(lián)網(wǎng)”通信時代即將來臨，世界上所有的物體從輪胎到牙刷、從房屋到紙巾都可以通過因特網(wǎng)主動進行交換。射頻識別技術（RFID）、傳感器技術、納米技術、智能嵌入技術將到更加廣泛的應用 。

物聯(lián)網(wǎng)的特征

物聯(lián)網(wǎng)的基本特征從通信對象和過程來看，物與物、人與物之間的信息交互是物聯(lián)網(wǎng)的核心。物聯(lián)網(wǎng)的基本特征可概括為整體感知、可靠傳輸和智能處理 [5] 。
整體感知—可以利用射頻識別、二維碼、智能傳感器等感知設備感知獲取物體的各類信息。
可靠傳輸—通過對互聯(lián)網(wǎng)、無線網(wǎng)絡的融合，將物體的信息實時、準確地傳送，以便信息交流、分享。

智能處理—使用各種智能技術，對感知和傳送到的數(shù)據(jù)、信息進行分析處理，實現(xiàn)監(jiān)測與控制的智能化。根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的以上特征，結合信息科學的觀點，圍繞信息的流動過程，可以歸納出物聯(lián)網(wǎng)處理信息的功能:
(1)獲取信息的功能。主要是信息的感知、識別，信息的感知是指對事物屬性狀態(tài)及其變化方式的知覺和敏感；信息的識別指能把所感受到的事物狀態(tài)用一定方式表示出來。

(2)傳送信息的功能。主要是信息發(fā)送、傳輸、接收等環(huán)節(jié)，最后把獲取的事物狀態(tài)信息及其變化的方式從時間(或空間)上的一點傳送到另一點的任務，這就是常說的通信過程。

(3)處理信息的功能。是指信息的加工過程，利用已有的信息或感知的信息產(chǎn)生新的信息，實際是制定決策的過程。

(4)施效信息的功能。指信息最終發(fā)揮效用的過程，有很多的表現(xiàn)形式，比較重要的是通過調節(jié)對象事物的狀態(tài)及其變換方式，始終使對象處于預先設計的狀態(tài) 。

物聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術

射頻識別技術

????談到物聯(lián)網(wǎng)，就不得不提到物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中備受關注的射頻識別技術（Radio Frequency Identification，簡稱RFID）。RFID是一種簡單的無線系統(tǒng)，由一個詢問器（或閱讀器）和很多應答器（或標簽）組成。標簽由耦合元件及芯片組成，每個標簽具有擴展詞條唯一的電子編碼，附著在物體上標識目標對象，它通過天線將射頻信息傳遞給閱讀器，閱讀器就是讀取信息的設備。RFID技術讓物品能夠“開口說話”。這就賦予了物聯(lián)網(wǎng)一個特性即可跟蹤性。就是說人們可以隨時掌握物品的準確位置及其周邊環(huán)境。據(jù)Sanford C. Bernstein公司的零售業(yè)分析師估計，關于物聯(lián)網(wǎng)RFID帶來的這一特性，可使沃爾瑪每年節(jié)省83.5億美元，其中大部分是因為不需要人工查看進貨的條碼而節(jié)省的勞動力成本。RFID幫助零售業(yè)解決了商品斷貨和損耗（因盜竊和供應鏈被攪亂而損失的產(chǎn)品）兩大難題，而現(xiàn)在單是盜竊一項，沃爾瑪一年的損失就達近20億美元。

????MEMS是微機電系統(tǒng)（ Micro - Electro - Mechanical Systems）的英文縮寫。它是由微傳感器、微執(zhí)行器、信號處理和控制電路、通訊接口和電源等部件組成的一體化的微型器件系統(tǒng)。其目標是把信息的獲取、處理和執(zhí)行集成在一起，組成具有多功能的微型系統(tǒng)，集成于大尺寸系統(tǒng)中，從而大幅度地提高系統(tǒng)的自動化、智能化和可靠性水平。它是比較通用的傳感器。因為MEMS，賦予了普通物體新的生命，它們有了屬于自己的數(shù)據(jù)傳輸通路、有了存儲功能、操作系統(tǒng)和專門的應用程序，從而形成一個龐大的傳感網(wǎng)。這讓物聯(lián)網(wǎng)能夠通過物品來實現(xiàn)對人的監(jiān)控與保護。 遇到酒后駕車的情況，如果在汽車和汽車點火鑰匙上都植入微型感應器，那么當喝了酒的司機掏出汽車鑰匙時，鑰匙能透過氣味感應器察覺到一股酒氣，就通過無線信號立即通知汽車 “暫停發(fā)動”，汽車便會處于休息狀態(tài)。同時“命令”司機的手 機給他的親朋好友發(fā)短信，告知司機所在位置，提醒親友盡快來處理。不僅如此，未來衣服可以“告訴”洗衣機放多少水和洗衣粉最經(jīng)濟；文件夾會“檢查”我們忘帶了什么重要文件；食品蔬菜的標簽會向顧客的手機介紹“自己”是否真正“綠色安全”。這就是物聯(lián)網(wǎng)世界中被“物”化的結果。

M2M系統(tǒng)框架

????M2M是Machine-to-Machine/Man的簡稱，是一種以機器終端智能交互為核心的、網(wǎng)絡化的應用與服務。它將使對象實現(xiàn)智能化的控制。M2M技術涉及5個重要的技術部分：機器、M2M硬件、通信網(wǎng)絡、中間件、應用?；谠朴嬎闫脚_和智能網(wǎng)絡，可以依據(jù)傳感器網(wǎng)絡獲取的數(shù)據(jù)進行決策，改變對象的行為進行控制和反饋。拿智能停車場來說，當該車輛駛入或離開天線通信區(qū)時，天線以微波通訊的方式與電子識別卡進行雙向數(shù)據(jù)交換，從電子車卡上讀取車輛的相關信息，在司機卡上讀取司機的相關信息，自動識別電子車卡和司機卡，并判斷車卡是否有效和司機卡的合法性，核對車道控制電腦顯示與該電子車卡和司機卡一一對應的車牌號碼及駕駛員等資料信息；車道控制電腦自動將通過時間、車輛和駕駛員的有關信息存入數(shù)據(jù)庫中，車道控制電腦根據(jù)讀到的數(shù)據(jù)判斷是正常卡、未授權卡、無卡還是非法卡，據(jù)此做出相應的回應和提示。另外，家中老人戴上嵌入智能傳感器的手表，在外地的子女可以隨時通過手機查詢父母的血壓、心跳是否穩(wěn)定；智能化的住宅在主人上班時，傳感器自動關閉水電氣和門窗，定時向主人的手機發(fā)送消息，匯報安全情況。

云計算

????云計算旨在通過網(wǎng)絡把多個成本相對較低的計算實體整 合成一個具有強大計算能力的完美系統(tǒng)，并借助先進的商業(yè) 模式讓終端用戶可以得到這些強大計算能力的服務。如果將 計算能力比作發(fā)電能力，那么從古老的單機發(fā)電模式轉向現(xiàn) 代電廠集中供電的模式，就好比現(xiàn)在大家習慣的單機計算模 式轉向云計算模式，而“云”就好比發(fā)電廠，具有單機所不 能比擬的強大計算能力。這意味著計算能力也可以作為一種商品進行流通，就像煤氣、水、電一樣，取用方便、費用低廉，以至于用戶無需自己配備。與電力是通過電網(wǎng)傳輸不同，計算能力是通過各種有線、無線網(wǎng)絡傳輸?shù)?。因此，云計算的一個核心理念就是通過不斷提高“云”的處理能力，不斷減少用戶終端的處理負擔，最終使其簡化成一個單純的輸入輸出設備，并能按需享受“云”強大的計算處理能力。物聯(lián)網(wǎng)感知層獲取大量數(shù)據(jù)信息，在經(jīng)過網(wǎng)絡層傳輸以后，放到一個標準平臺上，再利用高性能的云計算對其進行處理，賦予這些數(shù)據(jù)智能，才能最終轉換成對終端用戶有用的信息 。

物聯(lián)網(wǎng)的應用

智能交通

????物聯(lián)網(wǎng)技術在道路交通方面的應用比較成熟。隨著社會車輛越來越普及，交通擁堵甚至癱瘓已成為城市的一大問題。對道路交通狀況實時監(jiān)控并將信息及時傳遞給駕駛人，讓駕駛人及時作出出行調整，有效緩解了交通壓力；高速路口設置道路自動收費系統(tǒng)(簡稱ETC)，免去進出口取卡、還卡的時間，提升車輛的通行效率;公交車上安裝定位系統(tǒng)，能及時了解公交車行駛路線及到站時間，乘客可以根據(jù)搭乘路線確定出行，免去不必要的時間浪費。 社會車輛增多，除了會帶來交通壓力外，停車難也日益成為一個突出問題，不少城市推出了智慧路邊停車管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)基于云計算平臺，結合物聯(lián)網(wǎng)技術與移動支付技術，共享車位資源，提高車位利用率和用戶的方便程度。該系統(tǒng)可以兼容手機模式和射頻識別模式，通過手機端APP軟件可以實現(xiàn)及時了解車位信息、車位位置，提前做好預定并實現(xiàn)交費等等操作，很大程度上解決了“停車難、難停車”的問題 。

智能家居

????智能家居就是物聯(lián)網(wǎng)在家庭中的基礎應用，隨著寬帶業(yè)務的普及，智能家居產(chǎn)品涉及到方方面面。 家中無人，可利用手機等產(chǎn)品客戶端遠程操作智能空調，調節(jié)室溫，甚者還可以學習用戶的使用習慣，從而實現(xiàn)全自動的溫控操作，使用戶在炎炎夏季回家就能享受到冰爽帶來的愜意;通過客戶端實現(xiàn)智能燈泡的開關、調控燈泡的亮度和顏色等等; 插座內(nèi)置Wifi，可實現(xiàn)遙控插座定時通斷電流，甚者可以監(jiān)測設備用電情況，生成用電圖表讓你對用電情況一目了然，安排資源使用及開支預算;智能體重秤，監(jiān)測運動效果。內(nèi)置可以監(jiān)測血壓、脂肪量的先進傳感器，內(nèi)定程序根據(jù)身體狀態(tài)提出健康建議; 智能牙刷與客戶端相連，供刷牙時間、刷牙位置提醒，可根據(jù)刷牙的數(shù)據(jù)生產(chǎn)圖表，口腔的健康狀況; 智能攝像頭、窗戶傳感器、智能門鈴、煙霧探測器、智能報警器等都是家庭不可少的安全監(jiān)控設備，你及時出門在外，以在任意時間、地方查看家中任何一角的實時狀況，任何安全隱患?？此品爆嵉姆N種家居生活因為物聯(lián)網(wǎng)變得更加輕松、美好 。

公共安全

????近年來全球氣候異常情況頻發(fā)，災害的突發(fā)性和危害性進一步加大，互聯(lián)網(wǎng)可以實時監(jiān)測環(huán)境的不安全性情況，提前預防、實時預警、及時采取應對措施，降低災害對人類生命財產(chǎn)的威脅。 美國布法羅大學早在 2013 年就提出研究深海互聯(lián)網(wǎng)項目，通過特殊處理的感應裝置置于深海處，分析水下相關情況，海洋污染的防治、海底資源的探測、甚至對海嘯也可以提供更加可靠的預警。該項目在當?shù)睾羞M行試驗，獲得成功，為進一步擴大使用范圍提供了基礎。利用物聯(lián)網(wǎng)技術可以智能感知大氣、土壤、森林、水資源等方面各指標數(shù)據(jù)，對于改善人類生活環(huán)境發(fā)揮巨大作用 。