物聯(lián)網(wǎng)通過嶄新的、不可思議的、有時(shí)甚至是令人恐懼的方式將人類與機(jī)器智能連接起來，這種聯(lián)合可以幫助人們理解事物（包括人類、動物、車輛、氣流、病毒等）之間運(yùn)動的意義、識別各種關(guān)聯(lián)并預(yù)測人類心智無法掌握的復(fù)雜模式，例如一座橋梁或道路的狀態(tài)或者不同街區(qū)的大氣物理狀況。
物聯(lián)網(wǎng)還可以支持無須人類監(jiān)督就可以自動運(yùn)行，并且可以通過改編基礎(chǔ)算法提升智能水平的系統(tǒng)。
一、物聯(lián)網(wǎng)的起源與發(fā)展
最廣為人知的物聯(lián)網(wǎng)起源，要追溯到1991年，劍橋大學(xué)特洛伊計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家們常常要下樓去看咖啡煮好了沒有，但又怕影響工作，為了解決麻煩，他們編寫了一套程序，咖啡壺旁邊安裝了一個(gè)便攜式攝像頭，利用終端計(jì)算機(jī)的圖像捕捉技術(shù)，以3幀/秒的速率傳遞到實(shí)驗(yàn)室的計(jì)算機(jī)上，以方便工作人員隨時(shí)查看咖啡是否煮好，這就是物聯(lián)網(wǎng)最早的雛形。
1993年，作為首個(gè)X-Windows系統(tǒng)案例，“特洛伊咖啡壺服務(wù)器”事件還被上傳到了網(wǎng)上，獲得了近240萬點(diǎn)擊量。
但真正意義上的物聯(lián)網(wǎng)術(shù)語出現(xiàn)在1994年。
1994年麻省理工學(xué)院的Auto-ID中心的創(chuàng)始人之一凱文·阿什頓是第一個(gè)使用“Internet of Things”的人。
阿什頓對于物聯(lián)網(wǎng)的想法集中在使用射頻識別（Radio Frequence Identifier，RFID）技術(shù)將設(shè)備連接在一起的事實(shí)，這類似于今天的物聯(lián)網(wǎng)，但與主要依賴于IP網(wǎng)絡(luò)讓設(shè)備交換的廣泛信息顯著不同，RFID標(biāo)簽提供的功能比較有限。
2005年，此時(shí)的物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)不再局限于RFID，已經(jīng)擴(kuò)展到任何物與物之間的信息互聯(lián)，物聯(lián)網(wǎng)的覆蓋范圍有了更大的拓展。
如今，連接到物聯(lián)網(wǎng)的各種類型的設(shè)備都很常見，從電視機(jī)到溫控器，以及連接到互聯(lián)網(wǎng)的汽車。
其中，云計(jì)算的發(fā)展發(fā)揮了至關(guān)重要的作用，使現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)成為可能。因?yàn)樵朴?jì)算用于存儲信息，為處理分析數(shù)據(jù)提供了一個(gè)低成本、永遠(yuǎn)在線的方式。
價(jià)格便宜和高度可用的云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施可以很容易地運(yùn)行物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的存儲和云計(jì)算任務(wù)。反過來，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備可以更便宜、更精簡、更靈活。
總體來說，物聯(lián)網(wǎng)是一次技術(shù)的革命，它的發(fā)展依賴于一些重要領(lǐng)域的動態(tài)技術(shù)革新，包括射頻識別（RFID）技術(shù)、無線傳感器技術(shù)、智能嵌入技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)和納米技術(shù)等。
同時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備為消費(fèi)者帶來了一個(gè)在線隱私的問題。
這些設(shè)備不僅可以收集用戶的姓名和電話號碼的個(gè)人信息，而且也可以監(jiān)控你在家中的一切或你午餐吃什么。
在發(fā)現(xiàn)有媒體對重大數(shù)據(jù)泄露事件進(jìn)行披露之后，消費(fèi)者對在公共或私有云上放置過多的個(gè)人數(shù)據(jù)是謹(jǐn)慎的，需要有更充分的安全隱私保護(hù)措施。物聯(lián)網(wǎng)供應(yīng)商在解決這些安全問題之后，才能使物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備充分發(fā)揮它們的全部潛力。
另外一個(gè)問題是，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展缺乏一個(gè)統(tǒng)一開放的標(biāo)準(zhǔn)，出現(xiàn)了很多私有、孤立的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，比如 SigFox、LoRaWAN等，這會阻礙物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)一步發(fā)展與應(yīng)用。標(biāo)準(zhǔn)化是任何一項(xiàng)技術(shù)廣泛應(yīng)用和拓展的必要條件，幾乎所有在商業(yè)上成功的技術(shù)都要經(jīng)歷標(biāo)準(zhǔn)化階段，才能實(shí)現(xiàn)更大的市場占有率。
我們在理解物聯(lián)網(wǎng)基本概念時(shí)需要注意以下幾個(gè)問題。
（1）物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的延伸與擴(kuò)展
物聯(lián)網(wǎng)是在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，利用射頻標(biāo)簽與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，構(gòu)建一個(gè)覆蓋世界上所有人與物的網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)。
人與人之間的信息交互和共享是互聯(lián)網(wǎng)最基本的功能，而在物聯(lián)網(wǎng)中，我們更強(qiáng)調(diào)的是人與物、物與物之間信息的自動交互和共享。
因此，我們可以認(rèn)為：物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)接入方式與端系統(tǒng)的延伸，也是互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)功能的擴(kuò)展。
（2）物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)物理世界與信息世界的無縫連接
圖1給出了物理世界與信息世界無縫連接的示意圖。從物聯(lián)網(wǎng)概念出發(fā)，我們可以看到三個(gè)世界：真實(shí)的物理世界、數(shù)字世界與連接兩者的虛擬控制的世界。
真實(shí)的物理世界與數(shù)字世界之間存在著物的集成關(guān)系；物理世界與虛擬控制的世界之間存在著描述物與活動之間的語義集成關(guān)系；數(shù)字世界與虛擬控制的世界之間存在著數(shù)據(jù)集成的關(guān)系。
三者之間的集成關(guān)系共同形成了物聯(lián)網(wǎng)社會的知識集成關(guān)系。
圖1 物理世界與信息世界的無縫連接
我們可以將物聯(lián)網(wǎng)理解：“物-物相連的互聯(lián)網(wǎng)”、一個(gè)動態(tài)的全球信息基礎(chǔ)設(shè)施，也有的學(xué)者將它稱作無處不在的“泛在網(wǎng)”和“傳感網(wǎng)”。
無論是叫它是“物聯(lián)網(wǎng)”，還是“泛在網(wǎng)”或“傳感網(wǎng)”，這項(xiàng)技術(shù)的實(shí)質(zhì)是使世界上的物、人、網(wǎng)與社會融合為一個(gè)有機(jī)的整體。物聯(lián)網(wǎng)概念的本質(zhì)就是將地球上人類的經(jīng)濟(jì)活動、社會生活、生產(chǎn)運(yùn)行與個(gè)人生活都放在一個(gè)智慧的物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施之上運(yùn)行。
（3）連接到物聯(lián)網(wǎng)上的“物”應(yīng)該具有四個(gè)基本的特征
連接到物聯(lián)網(wǎng)上的每個(gè)“物”應(yīng)該具有四個(gè)基本的特征：地址標(biāo)識、感知能力、通信能力和可以控制。
我們可以將這四個(gè)基本的特征理解為：
? 地址標(biāo)識——你是誰？你在哪里？
? 感知能力——你有感知周圍情況的能力嗎？
? 通信能力——你能夠?qū)⒛懔私獾那闆r告訴我嗎？
? 可以控制——你能聽從我的指示嗎？
在組建物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，我們首先需要給具有感知能力的傳感器或射頻標(biāo)簽（RFID）芯片編號，將編號后的傳感器安裝在指定的位置；將編號和物品的基本信息寫入到RFID芯片中，再將RFID芯片貼到指定的物品上。
在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行過程中，當(dāng)傳感器或RFID芯片移動時(shí)，我們能夠通過無線網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)隨時(shí)掌握不同編號的傳感器或RFID芯片目前所處的位置，能夠指示傳感器或RFID芯片，將它們感知的周邊情況通過網(wǎng)絡(luò)傳送給我們，我們再利用計(jì)算機(jī)的智能，決定應(yīng)該做什么。
因此，具有移動感知功能的物聯(lián)網(wǎng)需要有三大關(guān)鍵技術(shù)來支撐，這三個(gè)關(guān)鍵技術(shù)是：感知、傳輸與計(jì)算。
終端感知和地址標(biāo)識是物聯(lián)網(wǎng)三大關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)，它們主要是通過RFID與傳感器技術(shù)來實(shí)現(xiàn)的。
因此，支撐物聯(lián)網(wǎng)中人與物、物與物之間自動信息交互的關(guān)鍵技術(shù)是RFID與WSN技術(shù)，它們將物理世界與信息世界整合為一個(gè)整體，對物聯(lián)網(wǎng)中的人、設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)與信息進(jìn)行處理、管理與控制時(shí)需要有功能強(qiáng)大的高性能計(jì)算機(jī)與安全的數(shù)據(jù)存儲設(shè)備。
（4）物聯(lián)網(wǎng)可以用于公共管理和服務(wù)、企業(yè)應(yīng)用、個(gè)人和家庭應(yīng)用等三大領(lǐng)域
我們知道，互聯(lián)網(wǎng)有很多種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能，如E-mail、FTP、Web以及IPTV等，很多的互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)站購置了大量的服務(wù)器、存儲設(shè)備和路由器、通信線路，提供各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能，同時(shí)學(xué)校的校園信息服務(wù)系統(tǒng)、企業(yè)的電子商務(wù)系統(tǒng)、政府部門的電子政務(wù)系統(tǒng)都在互聯(lián)網(wǎng)中運(yùn)行，提供各種信息服務(wù)和信息共享功能。
同樣，隨著物聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用，必然也會出現(xiàn)大量的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)，如服務(wù)于制造業(yè)、物流業(yè)以及軍隊(duì)后勤補(bǔ)給的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)，能夠在提高產(chǎn)業(yè)核心競爭力方面產(chǎn)生重要的作用。
從感知層到網(wǎng)絡(luò)層，再到應(yīng)用層，物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)將在工業(yè)生產(chǎn)、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、公共安全監(jiān)控、城市管理、智能交通、安全生產(chǎn)、環(huán)境監(jiān)測、遠(yuǎn)程醫(yī)療、智能家居等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
因此，物聯(lián)網(wǎng)可以用于三大領(lǐng)域，即公共管理和服務(wù)、企業(yè)應(yīng)用、個(gè)人和家庭應(yīng)用；物聯(lián)網(wǎng)是由大量不同用途、符合不同協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)所組成；物聯(lián)網(wǎng)的功能體現(xiàn)在各種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)所提供的服務(wù)上。
（5）物聯(lián)網(wǎng)提供服務(wù)的特點(diǎn)
在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中，一個(gè)合法的用戶可以在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)對任何資源和服務(wù)進(jìn)行低成本的訪問。有的學(xué)者將物聯(lián)網(wǎng)能夠提供服務(wù)的特點(diǎn)總結(jié)為7A服務(wù)，即"Anytime Anywhere Af-fordable Access to Anything by Anyone Authorized"。
我們也可以將物聯(lián)網(wǎng)提供服務(wù)的特點(diǎn)總結(jié)為：任何人（Anyone,Anybody）可以在任何時(shí)候（Anytime,Any context）、任何地方（Any place,Anywhere），通過任何網(wǎng)絡(luò)或途徑（Any path,Any Network）訪問任何事（Anything,Any device）和任何服務(wù)（Any service,Any business）。
圖2給出了物聯(lián)網(wǎng)能夠提供服務(wù)的特點(diǎn)示意圖。
圖2 物聯(lián)網(wǎng)提供服務(wù)的特點(diǎn)
（6）物聯(lián)網(wǎng)孕育著巨大的產(chǎn)業(yè)發(fā)展空間
物聯(lián)網(wǎng)是繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)與移動通信之后的下一個(gè)產(chǎn)值可以達(dá)到萬億元級別的新經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。
物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展必然要形成一個(gè)完整的產(chǎn)業(yè)鏈，并能夠提供更多的就業(yè)機(jī)會。
物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)鏈應(yīng)該包括三個(gè)部分：以集成電路設(shè)計(jì)制造、嵌入式系統(tǒng)為代表的核心產(chǎn)業(yè)體系，以網(wǎng)絡(luò)、軟件、通信、信息安全產(chǎn)業(yè)和信息服務(wù)業(yè)為代表的支撐產(chǎn)業(yè)體系，以及以數(shù)字地球、現(xiàn)代物流、智能交通、智能環(huán)保、綠色制造等為代表的直接面向應(yīng)用的關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)體系。
從長遠(yuǎn)技術(shù)發(fā)展的觀點(diǎn)看，互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了人與人、人與信息、人與系統(tǒng)的融合，物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了人與物、物與物的融合，使人類對客觀世界具有更透徹的感知能力、更全面的認(rèn)識能力、更智慧的處理能力。
二、物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的社會背景
（一） 互聯(lián)網(wǎng)與無線通信網(wǎng)絡(luò)為物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)
隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，社會對互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的需求日趨增長，互聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用對我國信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展產(chǎn)生了重大的影響。
截至2020年3月，我國網(wǎng)民規(guī)模達(dá)到9.04億，互聯(lián)網(wǎng)普及率達(dá)64.5%。
（二） 解決物理世界與信息世界分離所造成的問題，成為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的推動力
如果將我們生活的社會稱為物理世界，將互聯(lián)網(wǎng)稱為信息世界的話，那么我們會發(fā)現(xiàn)：物理世界發(fā)展的歷史遠(yuǎn)遠(yuǎn)早于信息世界，物理世界中早已形成了自己的生活規(guī)則與思維方式，盡管我們這些從事信息世界建設(shè)的人們希望將兩者盡可能地融合在一起，但是物理世界與信息世界分開發(fā)展、互相割裂的現(xiàn)象明顯存在，造成了物質(zhì)資源的浪費(fèi)與信息資源不能被很好地利用。
例如，由于我國電網(wǎng)管理與調(diào)度的智能化程度仍然不高，電能在傳輸過程中損失達(dá)到6%～8%；由于我國醫(yī)療信息化程度不夠，患者的醫(yī)療信息不能夠共享，每個(gè)患者輾轉(zhuǎn)在不同醫(yī)療機(jī)構(gòu)之間多花費(fèi)的各種檢查與手續(xù)費(fèi)用平均多出1000元；由于物流自動化程度不高，每年的物流成本占我國GDP的比重高達(dá)20%，高出美國一倍；由于缺乏相應(yīng)的監(jiān)管手段，我國仍有大量工業(yè)廢水與社會污水未經(jīng)處理就排入到河流或湖泊中，加劇了全國城市的水環(huán)境惡化與可利用水資源的不足。
我國地震、水災(zāi)、冰凍災(zāi)害的發(fā)生，使得我們不能不集中精力，組織力量研究數(shù)字地質(zhì)、數(shù)字煤炭技術(shù)，通過接入物聯(lián)網(wǎng)，達(dá)到預(yù)防和減少地質(zhì)災(zāi)害、天氣災(zāi)害與生產(chǎn)事故所造成的人員傷害與經(jīng)濟(jì)的損失，提高抗災(zāi)救災(zāi)的能力。
以上數(shù)據(jù)和分析告訴我們一個(gè)現(xiàn)實(shí)，過去人類的思維方式一直是將物理世界的社會基礎(chǔ)設(shè)施（高速公路、機(jī)場、電站、建筑物、煤炭生產(chǎn)建設(shè)）與信息基礎(chǔ)設(shè)施（互聯(lián)網(wǎng)、計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)中心）分開規(guī)劃、設(shè)計(jì)與建設(shè)，而物聯(lián)網(wǎng)的概念是將人、鋼筋混凝土、網(wǎng)絡(luò)、芯片、信息整合在一個(gè)統(tǒng)一的基礎(chǔ)設(shè)施之上，通過將現(xiàn)實(shí)的物理世界與信息世界融合，通過信息技術(shù)去提高物理世界的資源利用率、節(jié)能減排，達(dá)到改善物理世界環(huán)境與人類社會質(zhì)量的目的。
（三） 社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展與產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型成為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的推動力
社會需求是新技術(shù)與新概念產(chǎn)生的真正推動力。
在經(jīng)濟(jì)全球化的形勢下，商品貨物在世界范圍內(nèi)的快速流通已經(jīng)成為一種普遍現(xiàn)象。傳統(tǒng)的技術(shù)手段對貨物的跟蹤識別效率低、成本高，容易出現(xiàn)差錯(cuò)，已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代物流業(yè)的發(fā)展要求。
同時(shí)，經(jīng)濟(jì)全球化使得所有的企業(yè)都面臨激烈競爭的局面，企業(yè)需要及時(shí)獲取世界各地對商品的銷售情況與需求信息，為全球采購與生產(chǎn)制定合理的計(jì)劃，以提高企業(yè)的競爭力，這就需要采用先進(jìn)的信息技術(shù)手段和現(xiàn)代管理理念。
另外，在節(jié)能減排方面物聯(lián)網(wǎng)也有十分成功的案例。
以日本建筑物空調(diào)節(jié)能的設(shè)計(jì)為例，在日本的一幢大樓里安裝了兩萬個(gè)聯(lián)網(wǎng)的溫度傳感器，大樓里面不同的房間在不同的時(shí)間要求的溫度不一樣，傳感器測量房間的溫度，控制系統(tǒng)按照需要的溫度對空調(diào)進(jìn)行智能控制。
通過實(shí)驗(yàn)，這項(xiàng)技術(shù)節(jié)約的電能可達(dá)29.4%。有的IT公司辦公室所有的燈光都是智能控制的，員工進(jìn)入辦公室之后，頭頂上的燈自動打開；離開這個(gè)位置后，頭頂上的光源則自動關(guān)閉。如果外面的陽光太過強(qiáng)烈，窗簾則自動拉下。各個(gè)光源都是通過自動感應(yīng)設(shè)備連接到網(wǎng)絡(luò)中的控制計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行智能控制，這樣可以做到最大限度地節(jié)約電能。
智能電網(wǎng)、電力安全監(jiān)控也是物聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)重要的應(yīng)用。
電力行業(yè)是關(guān)系到國計(jì)民生的基礎(chǔ)性行業(yè)。電力線傳輸系統(tǒng)包括變電站（高、低壓變壓器，控制箱）、高壓傳輸線、中繼器、塔架等，其中高壓傳輸線及塔架位于野外，承擔(dān)電能的輸運(yùn)，電壓至少為35kV以上，是電力網(wǎng)的骨干部分。
電力系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其安全可靠運(yùn)行不僅可以保障電力系統(tǒng)的正常運(yùn)營與供應(yīng)，避免安全隱患所造成的重大損失，更是全社會穩(wěn)定健康發(fā)展的基礎(chǔ)。
在推進(jìn)信息化與工業(yè)化融合的過程中，人們認(rèn)識到：物聯(lián)網(wǎng)可以將傳統(tǒng)的工業(yè)化產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、供應(yīng)鏈、生產(chǎn)、銷售、物流與售后服務(wù)融為一體，可以最大限度地提高企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷售能力，提高產(chǎn)品質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)效益，極大地提高企業(yè)的核心競爭力。
三、物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的技術(shù)背景
計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信與微電子技術(shù)的高速發(fā)展，促進(jìn)了互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、射頻標(biāo)簽（RFID）技術(shù)、全球定位系統(tǒng)（GPS）與數(shù)字地球技術(shù)的廣泛應(yīng)用，以及無線網(wǎng)絡(luò)與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）研究的快速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用所產(chǎn)生的巨大經(jīng)濟(jì)與社會效益，加深了人們對信息化作用的認(rèn)識，而互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、RFID技術(shù)、GPS技術(shù)與WSN技術(shù)為實(shí)現(xiàn)全球商品貨物快速流通的跟蹤識別與信息利用，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代管理打下了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。
互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)覆蓋了世界的各個(gè)角落，已經(jīng)深入到世界各國的經(jīng)濟(jì)、政治與社會生活，已經(jīng)改變了幾十億網(wǎng)民的生活方式和工作方式。
但是現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)上關(guān)于人類社會、文化、科技與經(jīng)濟(jì)信息的采集還必須由人來輸入和管理。
為了適應(yīng)經(jīng)濟(jì)全球化的需求，人們設(shè)想如果從物流角度將RFID技術(shù)、GPS技術(shù)與WSN技術(shù)與“物品”信息的采集、處理結(jié)合起來，如果從信息流通的角度將RFID技術(shù)、WSN技術(shù)、GPS技術(shù)、數(shù)字地球技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來，就能夠?qū)⒒ヂ?lián)網(wǎng)的覆蓋范圍從“人”擴(kuò)大到“物”，就能夠通過RFID技術(shù)、WSN技術(shù)與GPS技術(shù)采集和獲取有關(guān)物流的信息，通過互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)對世界范圍內(nèi)的物流信息的快速、準(zhǔn)確識別與全程跟蹤，這種技術(shù)就是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。
四、物聯(lián)網(wǎng)在中國
2009年8月7日，溫家寶總理到中科院無錫高新微納傳感網(wǎng)工程技術(shù)研發(fā)中心考察，在得知國內(nèi)傳感網(wǎng)核心技術(shù)還未達(dá)到全球最領(lǐng)先水平后，溫總理表示：“當(dāng)計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)大規(guī)模發(fā)展時(shí)，我們因?yàn)闆]有掌握核心技術(shù)而走過一些彎路。在傳感網(wǎng)發(fā)展中，要早一點(diǎn)謀劃未來，早一點(diǎn)攻破核心技術(shù)。”
溫總理指出，至少三件事情可以盡快去做：
一是把傳感系統(tǒng)和3G中的TD技術(shù)結(jié)合起來；
二是在國家重大科技專項(xiàng)中，加快推進(jìn)傳感網(wǎng)發(fā)展；
三是盡快建立中國的傳感信息中心，或者叫作“感知中國”中心。
2009年11月3日，溫總理發(fā)表了題為“讓科技引領(lǐng)中國可持續(xù)發(fā)展”的重要講話，在這次講話中，物聯(lián)網(wǎng)被列為國家五大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)（新能源、新材料、生物科學(xué)、信息網(wǎng)絡(luò)和空間海洋開發(fā)）之一。要求“著力突破傳感網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)，早部署后IP時(shí)代相關(guān)技術(shù)研發(fā)，使信息網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)成為推動產(chǎn)業(yè)升級、邁向信息社會的發(fā)動機(jī)。”
2010年3月5日，溫總理在十一屆人大三次會議上做政府工作報(bào)告時(shí)指出：“要大力發(fā)展新能源、新材料、節(jié)能環(huán)保、生物醫(yī)藥、信息網(wǎng)絡(luò)和高端制造產(chǎn)業(yè)。積極推進(jìn)新能源汽車、‘三網(wǎng)’融合取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展，加快物聯(lián)網(wǎng)的研發(fā)應(yīng)用。加大對戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的投入和政策支持。”
這是“物聯(lián)網(wǎng)”首次被寫進(jìn)政府工作報(bào)告，也意味著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展進(jìn)入了國家層面的視野，已經(jīng)被提升到國家戰(zhàn)略。人們通常將2010年定位為物聯(lián)網(wǎng)元年。
2016年，物聯(lián)網(wǎng)再次受到國務(wù)院重視。
2016年3月5日，國務(wù)院總理李克強(qiáng)在做政府工作報(bào)告時(shí)強(qiáng)調(diào)“促進(jìn)大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)廣泛應(yīng)用”。
2017年4月，工業(yè)和信息化部召開NB-IoT工作推進(jìn)會，共同培育NB-IoT產(chǎn)業(yè)鏈，并要求年底建設(shè)基于標(biāo)準(zhǔn)NB-IoT的規(guī)模外場。
展望2021年，NB-IoT技術(shù)將孵化成熟為無處不在的蜂窩物聯(lián)網(wǎng)覆蓋，NB-IoT的良好前景無限拓展了信息通信的商用領(lǐng)域。
五、物聯(lián)網(wǎng)特性與應(yīng)用
（一）物聯(lián)網(wǎng)特性
通常現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)分為三層，如圖3所示。
感知層：感知層通過傳感器和終端物聯(lián)網(wǎng)芯片負(fù)責(zé)采集大量信息。
網(wǎng)絡(luò)層：網(wǎng)絡(luò)層提供安全可靠的連接、交互與共享，負(fù)責(zé)將感知層采集到的大量信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)綉?yīng)用層或第三方云端進(jìn)行分析處理，并向終端回傳指令等相關(guān)信息。
管理與應(yīng)用層：應(yīng)用層對大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，提供開放的云服務(wù)平臺，供第三方進(jìn)行商業(yè)決策與服務(wù)。
圖3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)
通常，物聯(lián)網(wǎng)具備以下幾大特點(diǎn)與要求，如圖4所示。
超強(qiáng)覆蓋：覆蓋增強(qiáng)20dB，達(dá)到MCL=164dB。
超大容量：支持大規(guī)模連接，100k終端/200kHz小區(qū)。
超低功耗：10年電池壽命。
超低成本：5～10美元/終端。
較低速率：10～100kbps。
時(shí)延容忍：1～10s。
圖4 物聯(lián)網(wǎng)特性要求
低功耗廣域網(wǎng)（Low-Power Wide-Area Network，LPWAN）物聯(lián)網(wǎng)有兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：
低功耗；
廣域覆蓋。
簡單來說，LPWAN物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)就是在省電的情況下，實(shí)現(xiàn)長距離和深度覆蓋的無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。
（二）物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用
物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用可根據(jù)速率、時(shí)延及可靠性等要求，主要可分為三大類。
場景一：低時(shí)延、高可靠性業(yè)務(wù)。該類業(yè)務(wù)對吞吐率、時(shí)延或可靠性要求較高，其典型應(yīng)用包含車聯(lián)網(wǎng)、遠(yuǎn)程醫(yī)療等。
場景二：中等需求類業(yè)務(wù)。該類業(yè)務(wù)對吞吐率要求中等或偏低，部分應(yīng)用有移動性及語音方面的要求，對覆蓋與成本也有一定的限制，其典型業(yè)務(wù)主要有智能家防、可穿戴設(shè)備等。
場景三：低功耗廣域覆蓋業(yè)務(wù)（Low Power Wide Area，LPWA）。LPWA業(yè)務(wù)的主要特征包括低功耗、低成本、低吞吐率、要求廣（深）覆蓋及大容量，其典型應(yīng)用包含抄表、環(huán)境監(jiān)控、物流、資產(chǎn)追蹤等。
下表列出了詳細(xì)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景。
物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景
物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景
六、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)
物聯(lián)網(wǎng)的核心是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，它提供了支撐聯(lián)網(wǎng)機(jī)器和數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)設(shè)施。這個(gè)詞語通常被認(rèn)為是由制造業(yè)巨頭美國通用電氣公司提出的，指機(jī)器與實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的傳感器、軟件和通信系統(tǒng)的整合。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)籌了諸如大數(shù)據(jù)、機(jī)器學(xué)習(xí)和機(jī)器對機(jī)器等領(lǐng)域中的技術(shù)和工序。
一些人將這種聯(lián)網(wǎng)的商業(yè)世界稱為工業(yè)4.0，將其視作第四波顛覆性的工業(yè)創(chuàng)新（之前的三波包括機(jī)械化、大規(guī)模生產(chǎn)及計(jì)算機(jī)和電子學(xué)發(fā)明），或者直接稱之為智能工業(yè)或智能制造。
毫不奇怪，不同的企業(yè)為這種新現(xiàn)象起了不同的名稱。例如，IBM將其描述成智慧的地球，而思科系統(tǒng)簡單地稱之為物聯(lián)網(wǎng)。
不管具體的名稱是什么，科技和商業(yè)的下一階段所具有的結(jié)構(gòu)框架基本相同。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)擁有相同的科技根基和相同的虛擬空間，盡管前者被視為一種獨(dú)特的實(shí)體或物聯(lián)網(wǎng)組成部分。
但是這兩者有一個(gè)共同目標(biāo)——混合與模糊物理世界、虛擬世界以及人類與機(jī)器的分野，從而創(chuàng)造出比任何單獨(dú)的機(jī)器或設(shè)備都要強(qiáng)大很多的智能。
如今工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的重點(diǎn)還是智能效用度量工具、車輛及資產(chǎn)追蹤以及優(yōu)化工廠、設(shè)施和機(jī)器的性能。不過，未來幾年，現(xiàn)有的數(shù)字化設(shè)備將以更深更廣的方式與機(jī)器互聯(lián)。
正如麥肯錫公司發(fā)表的《物聯(lián)網(wǎng)》（The Internet of Thing ）報(bào)告所述：
隨著創(chuàng)造價(jià)值的新方式的出現(xiàn)，基于目前基本上為靜態(tài)信息架構(gòu)的商業(yè)模式將面臨挑戰(zhàn)。如果顧客的購物偏好在特定地點(diǎn)能被實(shí)時(shí)感知到，動態(tài)定價(jià)就有可能提高顧客做出購買決定的可能性。
理解一種產(chǎn)品使用的頻率或強(qiáng)度可以提供更多種選擇——例如有些產(chǎn)品可能更適合按使用次數(shù)收費(fèi)而不是進(jìn)行直接售賣。在制造工序中設(shè)置一批傳感器就能實(shí)現(xiàn)更精確的控制，提高效率。
而且，當(dāng)運(yùn)行環(huán)境時(shí)刻處于監(jiān)控之下以防范風(fēng)險(xiǎn)或以便人們能夠采取糾正措施避免損害時(shí)，風(fēng)險(xiǎn)和成本都能降低，能夠利用這些功能的企業(yè)就比那些沒有利用這些功能的競爭對手更能獲益。
七、AIOT是未來的方向
人工智能經(jīng)過60多年的技術(shù)演進(jìn)，呈現(xiàn)出深度學(xué)習(xí)、跨界融合、人機(jī)協(xié)同、群智開放、自主操控等新特征，成為新一輪產(chǎn)業(yè)變革核心驅(qū)動力，其溢出效應(yīng)明顯，促使著全球企業(yè)不斷深入挖掘人工智能技術(shù)的落地場景應(yīng)用。
全球人工智能市場將在未來幾年經(jīng)歷現(xiàn)象級的增長，2017-2025年CAGA達(dá)30%。從萬物互聯(lián)到萬物智聯(lián)，AI+IoT助力催生新藍(lán)海。
從產(chǎn)業(yè)生態(tài)的角度看，AI已在物聯(lián)網(wǎng)多個(gè)層面融合，具備終端側(cè)AI、邊緣側(cè)AI、云端AI能力架構(gòu)。
AIoT的發(fā)展路徑依次為單機(jī)智能、互聯(lián)智能和主動智能，包括智能家居在內(nèi)的大部分物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景目前尚處于第一階段，未來成長空間巨大。
預(yù)計(jì)2024年全球AIoT市場規(guī)模將增長至162億美元，CAGR約為26.0％。
物聯(lián)網(wǎng)是波瀾壯闊的數(shù)字化革命的第二波浪潮，此次革命發(fā)端于20世紀(jì)七八十年代人們對于電腦的廣泛應(yīng)用。
而且，跟所有的革命一樣，此次革命也會產(chǎn)生大量的勝者和敗者。物聯(lián)網(wǎng)將帶來新的產(chǎn)品和服務(wù)，將完全廢棄掉許多現(xiàn)存的供應(yīng)品。這項(xiàng)技術(shù)將使一些崗位消失，但也會帶來新的行業(yè)。
物聯(lián)網(wǎng)可以深入到遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越人類視覺、聽覺、嗅覺和意識能力的，難以被察覺且常常是無形世界中所存在的縫隙角落之中。
同時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)會帶來關(guān)于安全、隱私以及我們?nèi)绾芜m應(yīng)數(shù)字化生活等新的挑戰(zhàn)和問題。
它將必然會在社會成員間引發(fā)新的爭辯和爭論觀點(diǎn)，同時(shí)也提出關(guān)于數(shù)字化富人與數(shù)字化窮人的更深層次問題。
技術(shù)歷史中不乏粗劣的用戶界面、難懂的操控裝置和性能失靈的例子，任何技術(shù)的成熟都需要時(shí)間來調(diào)整、校正和修理。
參考資料：
[1] 《5G物聯(lián)網(wǎng)及NB-IoT技術(shù)詳解》江林華 著
[2] 《智慧的物聯(lián)網(wǎng):感知中國和世界的技術(shù)》吳功宜 著
[3] 《物聯(lián)網(wǎng)》塞繆爾·格林加德 著；劉林德 譯
[4] 《2020-2026年中國物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)市場現(xiàn)狀調(diào)研及市場發(fā)展前景報(bào)告》智研咨詢
