物联网(The Internet of Things)

物联网简介

物联网(The Internet of Things)的概念是在1999年提出的，它的定义很简单：把所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来，实现智能化识别和管理。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算、泛在网络的融合应用，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。物联网被视为互联网的应用拓展，应用创新是物联网发展的核心，以用户体验为核心的创新2.0是物联网发展的灵魂。

国际电信联盟2005年一份报告曾描绘“物联网”时代的图景：当司机出现操作失误时汽车会自动报警；公文包会提醒主人忘带了什么东西；衣服会“告诉”洗衣机对颜色和水温的要求等等。物联网把新一代IT技术充分运用在各行各业之中，具体地说，就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，然后将“物联网”与现有的互联网整合起来，实现人类社会与物理系统的整合，在这个整合的网络当中，存在能力超级强大的中心计算机群，能够对整合网络内的人员、机器、设备和基础设施实施实时的管理和控制，在此基础上，人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生活，达到“智慧”状态，提高资源利用率和生产力水平，改善人与自然间的关系。

毫无疑问，如果“物联网”时代来临，人们的日常生活将发生翻天覆地的变化。然而，不谈什么隐私权和辐射问题，单把所有物品都植入识别芯片这一点现在看来还不太现实。人们正走向“物联网”时代，但这个过程可能需要很长很长的时间。

“中国式”物联网定义

物联网(Internet of Things)这个词，国内外普遍公认的是MIT Auto-ID中心Ashton教授1999年在研究RFID时最早提出来的。在2005年国际电信联盟（ITU发布的同名报告中，物联网的定义和范围已经发生了变化，覆盖范围有了较大的拓展，不再只是指基于RFID技术的物联网。

自2009年8月温家宝总理提出“感知中国”以来,物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一，写入“政府工作报告”，物联网在中国受到了全社会极大的关注，其受关注程度是在美国、欧盟、以及其他各国不可比拟的。

物联网的概念与其说是一个外来概念，不如说它已经是一个“中国制造”的概念，他的覆盖范围与时俱进，已经超越了1999年Ashton教授和2005年ITU报告所指的范围，物联网已被贴上“中国式”标签。

目前智能家居才刚刚兴起，物联网1.0时代的核心将会是“技术”，国内绝大部分传统厂商比较缺乏的是软硬结合的开发实力。因此在这一阶段，氦氪想做的是先用一整套高效快速的解决方案帮助厂商们打好地基。而在智能家居市场的地基初步打好后，物联网2.0时代的核心会转移到“服务”上。

“中国式”物联网定义：

物联网(Internet of Things)指的是将无处不在（UBIquitous）的末端设备（Devices）和设施（Facilities），包括具备“内在智能”的传感器、移动终端、工业系统、楼控系统、家庭智能设施、视频监控系统等、和“外在使能”(Enabled)的，如贴上RFID的各种资产（Assets、携带无线终端的个人与车辆等“智能化物件或动物”或“智能尘埃”（Mote），通过各种无线和/或有线的长距离和/或短距离通讯网络实现互联互通（M2M、应用大集成（Grand Integration)、以及基于云计算(牛计算）的SaaS营运等模式，在内网（Intranet、专网（Extranet）、和/或互联网（Internet）环境下，采用适当的信息安全保障机制，提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、远程控制、安全防范、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面（集中展示的CocKPIt DAShboard)等管理和服务功能，实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。

物联网的原理

物联网是在计算机互联网的基础上，利用RFID、无线数据通信等技术，构造一个覆盖世界上万事万物的“Internet of Things”。在这个网络中，物品(商品)能够彼此进行“交流”，而无需人的干预。其实质是利用射频自动识别(RFID)技术，通过计算机互联网实现物品(商品)的自动识别和信息的互联与共享。

而RFID，正是能够让物品“开口说话”的一种技术。在“物联网”的构想中，RFID标签中存储着规范而具有互用性的信息，通过无线数据通信网络把它们自动采集到中央信息系统，实现物品(商品)的识别，进而通过开放性的计算机网络实现信息交换和共享，实现对物品的“透明”管理。

“物联网”概念的问世,打破了之前的传统思维。过去的思路一直是将物理基础设施和IT基础设施分开：一方面是机场、公路、建筑物,而另一方面是数据中心，个人电脑、宽带等。而在“物联网”时代，钢筋混凝土、电缆将与芯片、宽带整合为统一的基础设施，在此意义上，基础设施更像是一块新的地球工地，世界的运转就在它上面进行，其中包括经济管理、生产运行、社会管理乃至个人生活。

物联网的特征

一是全面感知,即利用RFID,传感器,二维码等随时随地获取物体的信息;

二是可靠传递,通过各种电信网络与互联网的融合,将物体的信息实时准确地传递出去;

三是智能处理,利用云计算,模糊识别等各种智能计算技术,对海量的数据和信息进行分析和处理,对物体实施智能化的控制。

物联网起源及背景

简而言之，物联网是通过在物品上嵌入电子标签、条形码等能够存储物体信息的标识，通过无线网络的方式将其即时信息发送到后台信息处理系统，而各大信息系统可互联形成一个庞大的网络。从而可达到对物品进行实施跟踪、监控等智能化管理的目的。通俗来讲，物联网可实现人与物之间的信息沟通。

实际上，物联网概念起源于比尔盖茨1995年《未来之路》一书，在《未来之路》中，比尔盖茨已经提及物联网概念，只是当时受限于无线网络、硬件及传感设备的发展，并未引起重视。随着技术不断进步，国际电信联盟于2005年正式提出物联网概念，而今年奥巴马就职演讲后对IBM提出的“智慧地球”积极响应后，物联网再次引起广泛关注。而我国官方近期对传感网(物联网的另一称谓)的多次提议表示我国物联网的发展也正是提上议事日程，同时也表明我国物联网的发展将加快。目前，我国传感网标准体系已形成初步框架，向国际标准化组织提交的多项标准提案被采纳。

从推动经济发展角度来讲，作为计算机、互联网、移动通信后的又一次信息化产业浪潮，从长远来看，物联网有望成为后金融危机时代经济增长的引擎。90年代克林顿政府的“信息高速公路”发展战略使美国经济走上了长达10年左右的繁荣。出于信息技术对经济的拉动作用，奥巴马政府的“智慧地球”构想旨在找出美国经济新的增长点，在此背景下，物联网概念应运而生。

物联网的发展

(第二届国际epc与物联网高层论坛)2005年11月17日，在突尼斯举行的信息社会世界峰会(WSIS)上，国际电信联盟(ITU发布了《ITU互联网报告2005：物联网》，报告指出，无所不在的“物联网”通信时代即将来临，世界上所有的物体从轮胎到牙刷、从房屋到纸巾都可以通过因特网主动进行交换。射频识别技术(RFID)、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术将到更加广泛的应用。

2008年11月在北京大学举行的第二届中国移动政务研讨会“知识社会与创新2.0”提出移动技术、物联网技术的发展代表着新一代信息技术的形成，并带动了经济社会形态、创新形态的变革，推动了面向知识社会的以用户体验为核心的下一代创新（创新2.0）形态的形成，创新与发展更加关注用户、注重以人为本?。而创新2.0形态的形成又进一步推动新一代信息技术的健康发展。

2009年2月24日消息，IBM大中华区首席执行官钱大群在2009IBM论坛上公布了名为“智慧的地球”的最新策略。针对中国经济的状况，钱大群表示，中国的基础设施建设空间广阔，而且中国政府正在以巨大的控制能力、实施决心、和配套资金对必要的基础设施进行大规模建设，“智慧的地球”这一战略将会产生更大的价值。

在策略发布会上，IBM还提出，如果在基础建设的执行中，植入“智慧”的理念，不仅仅能够在短期内有力的刺激经济、促进就业，而且能够在短时间内为中国打造一个成熟的智慧基础设施平台。

钱大群表示，当今世界许多重大的问题如金融危机、能源危机和环境恶化等，实际上都能够以更加“智慧”的方式解决。在全球经济形势低迷的同时，也孕育着未来的发展机遇，中国不仅能够籍此机遇开创新乐观产业和新的市场，加速发展，摆脱经济危机的影响。

互联网发展趋势IBM希望“智慧的地球”策略能掀起了“互联网”浪潮之后的又一次科技革命。IBM前首席执行官郭士纳曾提出一个重要的观点，认为计算模式每隔15年发生一次变革。这一判断像摩尔定律一样准确，人们把它称为“十五年周期定律”。1965年前后发生的变革以大型机为标志，1980年前后以个人计算机的普及为标志，而1995年前后则发生了互联网革命。每一次这样的技术变革都引起企业间、产业间甚至国家间竞争格局的重大动荡和变化。而互联网革命一定程度上是由美国“信息高速公路”战略所催熟。20世纪90年代，美国克林顿政府计划用20年时间,耗资2000亿 -4000亿美元,建设美国国家信息基础结构，创造了巨大的经济和社会效益。

而今天，“智慧的地球”战略被不少美国人认为与当年的“信息高速公路”有许多相似之处，同样被他们认为是振兴经济、确立竞争优势的关键战略。该战略能否掀起如当年互联网革命一样的科技和经济浪潮，不仅为美国关注，更为世界所关注。

物联网的体系结构

目前，物联网还没有一个被广泛认同的体系结构，但是，我们可以根据物联网对信息感知、传输、处理的过程将其划分为三层结构，即感知层、网络层和应用层，具体体系结构如图1所示。

感知层：主要用于对物理世界中的各类物理量、标识、音频、视频等数据的采集与感知。数据采集主要涉及传感器、RFID、二维码等技术。

网络层：主要用于实现更广泛、更快速的网络互连，从而把感知到的数据信息可靠、安全地进行传送。目前能够用于物联网的通信网络主要有互联网、无线通信网、卫星通信网与有线电视网。

应用层：主要包含应用支撑平台子层和应用服务子层。应用支撑平台子层用于支撑跨行业、跨应用、跨系统之间的信息协同、共享和互通。应用服务子层包括智能交通、智能家居、智能物流、智能医疗、智能电力、数字环保、数字农业、数字林业等领域。

物联网与互联网的关系

物联网与互联网的区别与联系可以从以下两方面讨论：

1)从系统的接人角度看

互联网接入分有线接入和无线接入。有线接入分为：计算机一网卡一局域网一企业／校园网一地区主干网一国家／国际主干网一互联网；计算机一ADSL设备一电话交换网一互联网；计算机一Cable Modem设备一有线电视网一互联网等3种方式。无线接入有：计算机一无线城域网一互联网；计算机一无线局域网一互联网等2种方式。

物联网应用系统运行于互联网核心交换结构基础上，并根据自身需要选择RFID或无线传感网络的接人方式。

2)从网络数据采集方式与传输内容角度看

互联网系统通过人工方法获取数据信息，而物联网则是通过RFID、传感器自动获取。互联网传输内容主要为Telnet、E-mail、FTP、Web、IP11v、P2P、电子政务、网络多媒体、搜索引擎、即时通信等，而物联网的传输内容主要为RFID数据信息，包括物品名、物品编码、物品制造商、制造时间等。

物联网与M2M的关系

M2M是mACHine-to-machine的简称，即“机器对机器”的缩写，也有人理解为人对机器(man．to．ma．chine)、机器对人(machine-to—man)等，旨在通过通信技术来实现人、机器和系统三者之问的智能化、交互式无缝连接 。M2M设备是能够回答包含在一些设备中的数据的请求或能够自动传送包含在这些设备中的数据的设备。M2M通信与物联网的核心理念一致，不同之处是物联网的概念、所采用的技术及应用场景更宽泛。而M2M则聚焦在无线通信网络应用上，是物联网应用的一种主要方式。

物联网与CPS的关系

信息物理系统(cyber physical system，CPS)是计算、通信与物理过程的综合，如下图所示。CPS的目标是使物理系统具有计算、通信、精确控制、远程合作和自治等能力，通过互联网组成各种相应自治控制系统和信息服务系统，完成现实社会与虚拟空问的有机协调。CPS与物联网有类似的能力，但CPS更强调循环反馈，要求系统能够在感知物理世界之后通过通信与计算再对物理世界起到反馈控制作用。

lnternet将朝着可信、移动、物联到泛在发展，即注重信息接入的高可用性与可信性的可信互联网、具有移动性的普适计算并实现随时随地的无缝接入的移动互联网 、实时接人物理世界信息并跨越物理与Cyber空间的物联网，以及动态信息接入自治连网的泛在网。Intemet正朝着宽带化、移动化、泛在化发展，同时注重网络的安全性、可用性和可信性 。

欧洲智能系统集成技术平台(EuroPEan platformon smart systems，EPoSS)于2008年在报告《Internetof Things in 2020》中预测了4个发展阶段：

1)2010年前，基于RFID技术实现低功耗、低成本的单个物体间的互联，并在物流、零售、制药等领域进行局部应用。

2)2010-2015年，利用传感器网络及无所不在的RF1D标签实现物与物之间的广泛互连，针对特定产业制定技术标准，并完成部分网络融合。

3)2015-2020年，具有可执行指令的标签被广泛应用，物体进入半智能化，完成网间交互标准制定，网络具有超高速传输能力。

4)2020年后，物体具有完全智能的响应行为，异质系统能够协同交互，强调产业整合，实现人、物、服务网络的深度融合。同时各个国家和地区都出台了对物联网的规划。

美国国家智能理事会将物联网作为2025年对美国潜在影响最重要的6项技术之一。2009年，欧盟执委会发表《Internet of Things-An action plan for Europe)，提出要加强对物联网的管理、完善隐私和个人数据保护、提高物联网的可信度、推广标准化、推广物联网应用等行动建议。韩国通信委员会于2009年出台了《物联网基础设施构建基本规划》。2009年，日本政府IT战略本部制定了日本新一代的信息化战略《i-Japan战略2015》，该战略旨在到2015年让数字信息技术如同空气和水一般融入每一个角落。

物联网案例分析

案例一：物联网应用场景分析

1)物联网在农业中的应用

①农业标准化生产监测：是将农业生产中最关键的温度、湿度、二氧化碳含量、土壤温度、土壤含水率等数据信息实时采集，实时撑握农业生产的各种数据。②动物标识溯源：实现各环节一体化全程监控、达到动物养殖、防疫、检疫、和监督的有效结合，对动物疫情和动物产品的安全事件进行快速、准确的溯源和处理。③水文监测：包括传统近岸污染监控、地面在线检测、卫星遥感和人工测量为一体，为水质监控提供统一的数据采集、数据传输、数据分析、数据发布平台，为湖泊观测和成灾机理的研究提供实验与验证途径。

2)物联网在工业中的应用

①电梯安防管理系统：该系统通过安装在电梯外围的传感器采集电梯正常运行、冲顶、蹲底、停电、关人等数据，并经无线传输模块将数据传送到物联网的业务平台。②输配电设备监控、远程抄表：基于移动通信网络，实现所有供电点及受电点的电力电量信息、电流电压信息、供电质量信息及现场计量装置状态信息实时采集，以及用电负荷远程控制。③企业一卡通：基于RFID—SIM卡，大中小型企事业单位的门禁、考勤及消费管理系统；校园一卡通及学生信息管理系统等。

3)物联网在服务产业中的应用

①个人保健：人身上可以安装不同的传感器，对人的健康参数进行监控，并且实时传送到相关的医疗保健中心，如果有异常，保健中心通过手机提醒体检。②智能家居：以计算机技术和网络技术为基础，包括各类消费电子产品、通信产品、信息家电及智能家居等，完成家电控制和家庭安防功能。③智能物流：通过GPRS／3G网络提供的数据传输通路，实现物流车载终端与物流公司调度中心的通信，实现远程车辆调度，实现自动化货仓管理。④移动电子商务：实现手机支付、移动票务、自动售货等功能。⑤机场防入侵：铺设传感节，覆盖地面、栅栏和低空探测，防止人员的翻越、偷渡、恐 袭击等攻击性入侵。

4)物联网在公共事业中的应用

①智能交通：通过cPs定位系统，监控系统，可以查看车辆运行状态，关注车辆预计到达时间及车辆的拥挤状态。②平安城市：利用监控探头，实现图像敏感性智能分析并与110、l19、l12等交互，从而构建和谐安全的城市生活环境。③ 城市管理：运用地理编码技术，实现城市部件的分类、分项管理，可实现对城市管理问题的精确定位。④环保监测：将传统传感器所采集的各种环境监测信息，通过无线传输设备传输到监控中心，进行实时监控和快速反应。⑤医疗卫生：远程医疗、药品查询、卫生监督、急救及探视视频监控。

从推动经济发展角度来讲，作为计算机、互联网、移动通信后的又一次信息化产业浪潮，物联网有望成为后金融危机时代经济增长的引擎，被称为是下一个万亿级的通信业务。物联网的发展给运营商带来了巨大的机遇与挑战， 可以预见，随着物联网市场的进一步发展和成熟，电信运营商的优势将完全体现，而话音市场的饱和等因素也促使电信运营商向物联网方向转移。

案例二：物联网在物流产业应用分析

一、物联网对物流产业的影响

物流领域是物联网相关技术最有现实意义的应用领域之一。物联网的建设，会进一步提升物流智能化、信息化和自动化水平。推动物流功能整合。对物流服务各环节运作将产生积极影响。具体地讲，主要有以下几个方面：。

1.生产物流环节

基于物联网的物流体系可以实现整个生产线上的原材料、零部件、半成品和产成品的全程识别与跟踪。减少人工识别成本和出错率 通过应用产品电子代码(ElectroNICPRoduct Code，简称EPC)技术。就能通过识别电子标签来快速从种类繁多的库存中准确地找出工位所需的原材料和零部件。并能自动预先形成详细补货信息。从而实现流水线均衡、稳步生产。

2.运输环节

物联网能够使物品在运输过程中的管理更透明。 可视化程度更高 通过在途运输的货物和车辆贴上EPC标签。运输线的一些检查点上安装上RFID接收转发装置。企业能实时了解货物目前所处的位置和状态。实现运输货物、线路、时间的可视化跟踪管理。此外。还能帮助实现智能化调度。提前预测和安排最优的行车路线。缩短运输时间，提高运输效率。

3.仓储环节

将物联网技术(如EPC技术)应用于仓储管理，可实现仓库的存货、盘点、取货的自动化操作，从而提高作业效率。降低作业成本。入库储存的商品可以实现自由放置。提高了仓库的空间利用率；通过实时盘点，能快速、准确地掌握库存情况。及时进行补货。提高了库存管理能力。降低了库存水平： 同时按指令准确高效地拣取多样化的货物，减少了出库作业时间4.配送环节。

在配送环节。采用EPC技术能准确了解货物存放位置。大大缩短拣选时间，提高拣选效率，加快配送的速度。通过读取EPC标签，与拣货单进行核对，提高了拣货的准确性 此外。可确切了解目前有多少货箱处于转运途中、转运的始发地和目的地。以及预期的到达时间等信息。

5.销售物流环节

当贴有EPC标签的货物被客户提取，智能货架会自动识别并向系统报告 通过网络。物流企业可以实现敏捷反应。并通过历史记录预测物流需求和服务时机。从而使物流企业更好地开展主动营销和主动式服务。

二、物联网在物流产业应用中出现的问题

虽然物联网会给物流产业带来很多积极的影响。但总体来说，物联网的应用还是处于初级阶段，离我们的期望还有不少差距，存在很多问题，具体主要体现在以下几方面：

1.技术方面

物联网促进物流智能化，物联网属于通用技术。而物流业是个性需求最多、最复杂的行业之一，甚至在一些领域，应用要求比技术开发难度还大。因此，要充分考虑物联网通用技术如何满足物流产业个性需求。此外，信息如何及时、准确地采集，如何使信息实现互联互通，如何及时处理海量感知信息并把原始传感数据提升到信息，进而把信息提升到知识。这都是物联网需重点研究的问题。

2.标准化方面

物联网的实现需要一个标准体系的支撑，这样才能够做到物品检索的互通性。但是，目前所制定的标准并没有形成一个统一的标准体系，由于在标准制定过程中各领域独立进行，使所制定的标准之间缺乏沟通和协调，没有采用统一制式的编码，这给物联网各种技术的融合造成了难度，阻碍了物联网在物流业的推广。

3.安全方面

作为物联网的关键技术，RFID还存在着很多技术上的不成熟和设计缺陷：首先是隐私问题。RnD技术存在的最大问题就是信息的泄露，由于RFID的基本功能要保证任意一个标签的标识fID1或识别码都能在远程被任意的扫描，且标签自动地，不加区别地回应阅读器的指令并将其所存储的信息传输给阅读器 这一特性可用来追踪和定位某个特定用户或物品，从而获得相关的信息。但是也存在未经授权的机构或个人对RFID标签的读取和写入，甚至进行非法追踪、盗取货物或机密信息，以谋求利益或蓄意破坏。此外，由于物联网离不开互联网的支持，因此也会面临互联网存在的安全隐患，也会面临病毒和黑客的攻击，导致系统瘫痪。企业商业机密的泄露，使企业丧失市场机会，给企业造成重大经济损失

4.成本方面

当前制约物联网技术在物流产业中应用的一大障碍就是成本价格 当前可以实现远距离扫描的标签每个成本要1美元左右，一个解读器成本大约为1000美元左右，而物联网技术的应用成本还包括接收设备、系统集成、计算机通讯、数据处理平台等综合系统的建设等，这给物流产业，尤其是低利润率的物流产业带来沉重的负担。所以，若没有急迫需求，企业很少会去主动应用电子标签。而目前即使有应用物联网技术的，也主要集中在行业利润较高和单件物品价值较高的领域三、基于物联网的物流产业发展对策分析

1.加快物联网产业战略规划，使之与物流产业规划协调统一

要从国家战略规划层面对物联网产业的发展方向、重点领域、关键技术等做出明确的界定和规划。结合国家的“十二五规划”，明确物联网发展的产业技术路线图，对其所涉及的行业应用、传感感知、传输通信、运算处理等各相关领域的架构、标准、关键技术等给予明确的方向和资源投人部署，推动物流产业的升级变革。

2.加快标准化建设

现在国家对物联网标准化建设也非常重视，2010年6月8日，为了推进物联网技术的研究和标准的制订，中国物联网标准联合工作组在北京成立。联合工作组由全国l1个部委及下属的工信部电子标签标准工作组、全国信标委传感器网络标准工作组、全国智标委等19家相关标准化组织自愿联合组成 但是物联网标准工作涉及各个方面，需要在原有工作的基础上整合相关资源，进行跨部门、跨地区合作，加强协调，倾全国之力联合推进。要高度重视共性技术标准的制定，如统一编码规则、基础应用平台的中间件接口标准等 同时。在物联网标准的制定工作中应采取开放的态度，广泛与国际领先的研究机构和企业充分交流合作，并积极吸纳已经具有广泛国际市场基础的相关应用WIKI/%E6%8A%80%E6%9C%AF%E6%A0%8