物聯網通過嶄新的、不可思議的、有時甚至是令人恐懼的方式將人類與機器智能連接起來，這種聯合可以幫助人們理解事物（包括人(ren)類、動(dong)物、車(che)輛(liang)、氣流、病(bing)毒等）之間運動的(de)意義、識別各種關聯并預測人類心智無(wu)法掌握的(de)復雜(za)模式，例如一(yi)座橋梁或道路的(de)狀態或者不同街區的(de)大氣物理(li)狀況(kuang)。
物聯網還可以支(zhi)持無須人類監督就(jiu)可以自(zi)動運(yun)行，并且(qie)可以通過改編基礎(chu)算(suan)法(fa)提(ti)升智能(neng)水平(ping)的系統。
一、物聯網的起源與發展
最廣(guang)為(wei)人知的物(wu)聯網(wang)起(qi)源(yuan)，要(yao)追(zhui)溯到1991年，劍橋大學(xue)特洛伊計算機實(shi)驗室的科學(xue)家們常常要(yao)下(xia)樓去看(kan)咖啡煮(zhu)好(hao)了(le)沒有，但又怕影響工作，為(wei)了(le)解決(jue)麻(ma)煩(fan)，他(ta)們編寫了(le)一(yi)套程(cheng)序(xu)，咖啡壺旁邊安裝了(le)一(yi)個便攜式攝像(xiang)頭，利用終端計算機的圖像(xiang)捕捉(zhuo)技術，以3幀/秒的速率傳遞到實(shi)驗室的計算機上，以方便工作人員隨時查看(kan)咖啡是否煮(zhu)好(hao)，這就是物(wu)聯網(wang)最早(zao)的雛形。
1993年，作(zuo)為首(shou)個X-Windows系(xi)統案(an)例(li)，“特洛伊(yi)咖啡壺(hu)服務器”事(shi)件還被上傳到了(le)網上，獲得了(le)近240萬點(dian)擊量。
但真正意(yi)義上的物聯(lian)網術語出現在1994年。
1994年(nian)麻省理(li)工學院的Auto-ID中(zhong)心的創始人(ren)之一(yi)(yi)凱文·阿什頓是第一(yi)(yi)個使用“Internet of Things”的人(ren)。
阿(a)什頓對于物(wu)聯網的想法(fa)集中(zhong)在使用(yong)射(she)頻識別（Radio Frequence Identifier，RFID）技(ji)術將(jiang)設(she)備連(lian)接在一(yi)起的事實，這類似于(yu)今(jin)天的物(wu)聯網(wang)，但與主要依賴于(yu)IP網(wang)絡讓設(she)備交換的廣泛(fan)信息顯著(zhu)不同，RFID標簽提供的功(gong)能比(bi)較有限。
2005年，此時的(de)物聯(lian)網已(yi)經(jing)不再(zai)局限于RFID，已(yi)經(jing)擴展到任何物與物之間的(de)信息互聯(lian)，物聯(lian)網的(de)覆蓋范(fan)圍有了更大(da)的(de)拓展。
如今，連接到(dao)物(wu)聯(lian)網的各種類(lei)型的設備都很常見，從電視機到(dao)溫控器(qi)，以(yi)及連接到(dao)互聯(lian)網的汽車。
其中，云計算(suan)的(de)發(fa)展(zhan)發(fa)揮了(le)至關重(zhong)要的(de)作(zuo)用(yong)，使現代物聯網成為(wei)(wei)(wei)可能。因為(wei)(wei)(wei)云計算(suan)用(yong)于存儲信息，為(wei)(wei)(wei)處(chu)理分析數據提供了(le)一個低成本、永遠在線的(de)方式。
價(jia)格便宜和高度可(ke)(ke)(ke)用的云(yun)計(ji)算基礎設施可(ke)(ke)(ke)以(yi)很容易地運行(xing)物聯網設備(bei)的存儲和云(yun)計(ji)算任務。反過來，物聯網設備(bei)可(ke)(ke)(ke)以(yi)更便宜、更精簡、更靈活。
總體來說，物聯網(wang)是一次技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)的(de)革(ge)命，它的(de)發展(zhan)依賴于(yu)一些(xie)重要領域的(de)動態技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)革(ge)新，包(bao)括射頻識別（RFID）技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)、無(wu)線傳感器技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)、智能嵌(qian)入技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)、網(wang)絡通信技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)、云計算(suan)技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)和納米技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)等。
同(tong)時，物聯(lian)網(wang)設備為消費者帶來(lai)了一(yi)個在線(xian)隱私的(de)問(wen)題。
這些設備不僅可以收集用戶的姓名和(he)電話號碼(ma)的個人信息，而且也可以監控(kong)你(ni)在家(jia)中的一(yi)切(qie)或(huo)你(ni)午餐吃(chi)什(shen)么。
在發現有(you)媒體對(dui)重大數據泄露事件進行(xing)披露之后，消費者對(dui)在公共(gong)或私(si)(si)有(you)云上放置(zhi)過多的個(ge)人數據是謹慎的，需要(yao)有(you)更充分(fen)的安(an)全(quan)隱私(si)(si)保護(hu)措(cuo)施(shi)。物(wu)聯網(wang)供應商在解(jie)決這些安(an)全(quan)問(wen)題之后，才能(neng)使(shi)物(wu)聯網(wang)設備充分(fen)發揮它(ta)們的全(quan)部潛力。
另外(wai)一個問題是，物(wu)聯網技(ji)術的發展缺(que)乏一(yi)個統一(yi)開放的標準，出現(xian)了(le)很多私有、孤(gu)立的物(wu)聯網技(ji)術，比如 SigFox、LoRaWAN等，這會阻礙(ai)物(wu)聯網進一步發(fa)展(zhan)與應用(yong)。標準化是任何(he)一項技(ji)術廣泛應用(yong)和拓(tuo)展(zhan)的(de)(de)必要(yao)條件，幾乎所有在商業上成功的(de)(de)技(ji)術都要(yao)經歷標準化階段(duan)，才能實現(xian)更大(da)的(de)(de)市場占有率(lv)。
我們在(zai)理解物聯網(wang)基本概念時需要注意以下幾個問題。
（1）物聯(lian)網是互聯(lian)網的(de)延伸與擴(kuo)展(zhan)
物聯網(wang)是在互聯網(wang)的(de)基礎上(shang)，利用射頻標簽與無線傳(chuan)感器網(wang)絡(luo)技術，構建一個覆(fu)蓋世(shi)界上(shang)所(suo)有(you)人與物的(de)網(wang)絡(luo)信息系統(tong)。
人與人之間的(de)信(xin)息交互和(he)共(gong)享是互聯(lian)網(wang)最基本的(de)功(gong)能，而在物(wu)聯(lian)網(wang)中，我們更強調的(de)是人與物(wu)、物(wu)與物(wu)之間信(xin)息的(de)自動交互和(he)共(gong)享。
因此，我們可以認為：物(wu)聯(lian)網(wang)是互聯(lian)網(wang)接(jie)入方式(shi)與(yu)端系統的(de)延伸(shen)，也(ye)是互聯(lian)網(wang)服務功能(neng)的(de)擴展。
（2）物(wu)聯網實(shi)現物(wu)理世(shi)界與信息世(shi)界的無縫連(lian)接
圖1給出(chu)了物理世界(jie)(jie)與(yu)信息世界(jie)(jie)無縫連接(jie)的示意圖。從物聯網概念出(chu)發，我(wo)們可以看(kan)到三(san)個世界(jie)(jie)：真實的物(wu)理(li)世界(jie)、數字世界與(yu)連接兩者(zhe)的虛擬控制的世界。
真(zhen)實的(de)(de)(de)物(wu)理世(shi)界(jie)與(yu)數(shu)字(zi)世(shi)界(jie)之(zhi)間(jian)存在著(zhu)物(wu)的(de)(de)(de)集成(cheng)關(guan)系(xi)；物(wu)理世(shi)界(jie)與(yu)虛擬(ni)控制的(de)(de)(de)世(shi)界(jie)之(zhi)間(jian)存在著(zhu)描述物(wu)與(yu)活動之(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)語義集成(cheng)關(guan)系(xi)；數(shu)字(zi)世(shi)界(jie)與(yu)虛擬(ni)控制的(de)(de)(de)世(shi)界(jie)之(zhi)間(jian)存在著(zhu)數(shu)據集成(cheng)的(de)(de)(de)關(guan)系(xi)。
三者之間的集成關系共同形成了(le)物(wu)聯網社會的知識集成關系。
圖1 物理世界(jie)與信息世界(jie)的(de)無(wu)縫(feng)連接(jie)
我們可(ke)以將物聯網理(li)解：“物(wu)-物(wu)相連的互聯(lian)網”、一個動態(tai)的(de)(de)全球(qiu)信息基礎設施，也(ye)有的(de)(de)學者將(jiang)它稱(cheng)作無(wu)處不(bu)在(zai)的(de)(de)“泛在(zai)網”和“傳感(gan)網”。
無論是(shi)(shi)叫它是(shi)(shi)“物聯網(wang)”，還是(shi)(shi)“泛(fan)在網(wang)”或“傳感網(wang)”，這項(xiang)技術的實質是(shi)(shi)使世界上(shang)的物、人、網(wang)與社會(hui)融合(he)為一個有(you)機(ji)的整體。物(wu)聯網(wang)概念的(de)(de)本(ben)質就是將地球上(shang)人類(lei)的(de)(de)經濟活動、社會(hui)生(sheng)(sheng)活、生(sheng)(sheng)產運行與個(ge)人生(sheng)(sheng)活都放在一(yi)個(ge)智慧的(de)(de)物(wu)聯網(wang)基礎設施(shi)之上(shang)運行。
（3）連接(jie)到物聯網上的(de)“物”應該具(ju)有四個基本的(de)特征
連接到物聯(lian)網上的(de)每個(ge)“物”應該具有四個(ge)基本的(de)特征：地(di)址標(biao)識、感知能(neng)力(li)、通信能(neng)力(li)和可以控制(zhi)。
我們可以將這四個基本的特征理解(jie)為(wei)：
? 地址標識——你(ni)是誰(shui)？你(ni)在哪(na)里？
? 感知能力——你有(you)感知周圍情況的能力嗎？
? 通信能力——你(ni)能夠(gou)將(jiang)你(ni)了解的情況告訴我嗎？
? 可以控(kong)制——你能聽從我的指示(shi)嗎(ma)？
在組建物聯網應用系統時，我們首先需要給具有感知能力的傳感器或射頻標簽（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。
在物聯網(wang)(wang)系統(tong)運行過程中，當(dang)傳感器(qi)或RFID芯(xin)片移動時(shi)，我們(men)能(neng)(neng)(neng)夠通(tong)過無(wu)線網(wang)(wang)絡與互聯網(wang)(wang)隨時(shi)掌(zhang)握不同編號的傳感器(qi)或RFID芯(xin)片目(mu)前所處的位置(zhi)，能(neng)(neng)(neng)夠指(zhi)示傳感器(qi)或RFID芯(xin)片，將它們(men)感知的周邊情(qing)況通(tong)過網(wang)(wang)絡傳送給我們(men)，我們(men)再利(li)用計算(suan)機的智能(neng)(neng)(neng)，決(jue)定應該做什(shen)么。
因此，具有移動(dong)感(gan)知(zhi)功能(neng)的(de)物聯(lian)網需(xu)要(yao)有三大(da)關鍵(jian)技術來支撐，這三個關鍵(jian)技術是：感(gan)知(zhi)、傳輸與計算(suan)。
終(zhong)端感(gan)知和地址標識是物聯網三(san)大(da)關鍵技術的基礎，它們主要(yao)是通(tong)過RFID與傳感(gan)器技術來實(shi)現的。
因(yin)此，支撐物(wu)聯網中人與物(wu)、物(wu)與物(wu)之間自動信(xin)息交互的(de)關(guan)鍵技術(shu)是RFID與WSN技術(shu)，它們將物理(li)世界與信息(xi)世界整合(he)為一個整體，對(dui)物聯網(wang)中(zhong)的人、設備、網(wang)絡與信息(xi)進行處(chu)理(li)、管理(li)與控制時需要有功能(neng)強大的高(gao)性能(neng)計(ji)算機與安全的數據存儲設備。
（4）物聯網(wang)可(ke)以用(yong)于公共管理和服務、企(qi)業應用(yong)、個人和家庭應用(yong)等三(san)大領(ling)域
我(wo)們知道，互(hu)聯網(wang)有很多種網(wang)絡服務(wu)功能，如(ru)E-mail、FTP、Web以(yi)及IPTV等，很多的(de)(de)互(hu)聯網(wang)網(wang)站購置了大量的(de)(de)服務(wu)器、存儲設備和路由器、通(tong)信線路，提供各種網(wang)絡服務(wu)功能，同時學校的(de)(de)校園信息(xi)服務(wu)系統(tong)(tong)、企業的(de)(de)電子商(shang)務(wu)系統(tong)(tong)、政府部門的(de)(de)電子政務(wu)系統(tong)(tong)都在互(hu)聯網(wang)中運行，提供各種信息(xi)服務(wu)和信息(xi)共(gong)享功能。
同樣，隨著物(wu)聯(lian)網的(de)廣泛應用，必然也會出現大量的(de)物(wu)聯(lian)網應用系統，如服務于制造業(ye)、物(wu)流(liu)業(ye)以及(ji)軍隊后(hou)勤補給的(de)物(wu)聯(lian)網應用系統，能(neng)夠(gou)在提高產(chan)業(ye)核心競(jing)爭力方(fang)面產(chan)生重要的(de)作用。
從感知層到網絡層，再到應用層，物聯網業務將在工業生產、精準農業、公共安全監控、城市管理、智能交通、安全生產、環境監測、遠程醫療、智能家居等領域得到廣泛應用。
因此，物(wu)聯網(wang)可以用(yong)于三(san)大(da)領域，即公共管理和(he)服務、企業應(ying)用(yong)、個人和(he)家庭應(ying)用(yong)；物(wu)聯網(wang)是由大(da)量不(bu)同用(yong)途、符合不(bu)同協議標準的(de)物(wu)聯網(wang)應(ying)用(yong)系統所組成；物(wu)聯網(wang)的(de)功能體現在各種物(wu)聯網(wang)應(ying)用(yong)系統所提供(gong)的(de)服務上。
（5）物聯網提(ti)供服務的(de)特點
在物聯網環(huan)境中，一個合法的(de)用戶可以在任(ren)何(he)時間、任(ren)何(he)地點對任(ren)何(he)資源和服務進行低成本(ben)的(de)訪(fang)問。有的(de)學者將物聯網能夠提供服務的(de)特(te)點總(zong)結為(wei)7A服務，即(ji)"Anytime Anywhere Af-fordable Access to Anything by Anyone Authorized"。
我們也可以(yi)將物聯網提供服務(wu)的(de)特點總結為：任(ren)何人(ren)（Anyone,Anybody）可以在任何(he)時候（Anytime,Any context）、任何地方（Any place,Anywhere），通過(guo)任何網絡或(huo)途(tu)徑(jing)（Any path,Any Network）訪問任何事（Anything,Any device）和任何服(fu)務（Any service,Any business）。
圖(tu)2給出(chu)了物聯網能夠提供(gong)服務的特(te)點示意(yi)圖(tu)。
圖2 物聯網提供服務的特點
（6）物聯網孕育著巨大的產(chan)業發展空間
物聯網是(shi)繼計算機、互聯網與移動通信(xin)之后(hou)的下一個產值(zhi)可以達到萬億元級(ji)別的新經濟增(zeng)長(chang)點(dian)。
物聯網的發展必(bi)然要形成一個完(wan)整的產業鏈，并(bing)能(neng)夠提供(gong)更多的就業機會。
物(wu)聯(lian)網的(de)(de)產業鏈應該包括三個部分：以(yi)集(ji)成電路設計制(zhi)(zhi)造(zao)(zao)、嵌(qian)入式系(xi)統為(wei)代表的(de)(de)核心產業體系(xi)，以(yi)網絡(luo)、軟件、通(tong)信(xin)、信(xin)息安全產業和(he)信(xin)息服務業為(wei)代表的(de)(de)支撐產業體系(xi)，以(yi)及以(yi)數字(zi)地球(qiu)、現代物(wu)流、智(zhi)(zhi)能交通(tong)、智(zhi)(zhi)能環保(bao)、綠色制(zhi)(zhi)造(zao)(zao)等為(wei)代表的(de)(de)直接面向應用的(de)(de)關聯(lian)產業體系(xi)。
從長遠技(ji)術(shu)發展的(de)(de)(de)(de)觀(guan)點看，互聯(lian)網實(shi)現了人(ren)與人(ren)、人(ren)與信息、人(ren)與系統(tong)的(de)(de)(de)(de)融合，物聯(lian)網進一步實(shi)現了人(ren)與物、物與物的(de)(de)(de)(de)融合，使人(ren)類對(dui)客觀(guan)世界具有更(geng)透徹的(de)(de)(de)(de)感知能力、更(geng)全面的(de)(de)(de)(de)認識(shi)能力、更(geng)智慧(hui)的(de)(de)(de)(de)處理能力。
二(er)、物聯網發展(zhan)的社(she)會背景
（一） 互聯(lian)網(wang)與(yu)無(wu)線通(tong)信網(wang)絡為物聯(lian)網(wang)的發展奠(dian)定了基礎
隨著我國經濟的(de)(de)高(gao)速發(fa)展，社會(hui)對(dui)(dui)互聯(lian)網應(ying)用(yong)的(de)(de)需求日趨增長，互聯(lian)網的(de)(de)廣泛(fan)應(ying)用(yong)對(dui)(dui)我國信息產業(ye)發(fa)展產生(sheng)了重(zhong)大的(de)(de)影響。
截至(zhi)2020年3月，我國網(wang)民規模達到(dao)9.04億(yi)，互聯網(wang)普(pu)及(ji)率達64.5%。
（二） 解決物理世界與信(xin)息(xi)世界分離所(suo)造成的問題(ti)，成為(wei)物聯網發展的推動力
如果將我們(men)(men)(men)生活的社(she)會稱(cheng)為(wei)物(wu)(wu)理(li)(li)世界(jie)，將互聯網稱(cheng)為(wei)信息(xi)世界(jie)的話，那么我們(men)(men)(men)會發現：物(wu)(wu)理(li)(li)世界(jie)發展的歷史(shi)遠(yuan)遠(yuan)早于(yu)信息(xi)世界(jie)，物(wu)(wu)理(li)(li)世界(jie)中早已(yi)形成了自己的生活規則與(yu)思(si)維方(fang)式，盡管我們(men)(men)(men)這些從事信息(xi)世界(jie)建設的人們(men)(men)(men)希望將兩者(zhe)盡可能地融合在(zai)一起，但是物(wu)(wu)理(li)(li)世界(jie)與(yu)信息(xi)世界(jie)分開(kai)發展、互相割裂(lie)的現象(xiang)明顯(xian)存在(zai)，造成了物(wu)(wu)質資源(yuan)的浪費(fei)與(yu)信息(xi)資源(yuan)不能被很(hen)好地利(li)用。
例如，由(you)(you)于(yu)我國電(dian)網管理與(yu)調(diao)度(du)的(de)智能化程(cheng)度(du)仍然不(bu)高，電(dian)能在(zai)(zai)傳輸過程(cheng)中損(sun)失(shi)達(da)到6%～8%；由(you)(you)于(yu)我國醫(yi)療信(xin)息化程(cheng)度(du)不(bu)夠，患(huan)者的(de)醫(yi)療信(xin)息不(bu)能夠共(gong)享(xiang)，每個患(huan)者輾轉(zhuan)在(zai)(zai)不(bu)同醫(yi)療機構之(zhi)間多花費(fei)的(de)各種(zhong)檢(jian)查與(yu)手續費(fei)用平均(jun)多出1000元；由(you)(you)于(yu)物(wu)流(liu)自動化程(cheng)度(du)不(bu)高，每年的(de)物(wu)流(liu)成(cheng)本占我國GDP的(de)比重高達(da)20%，高出美(mei)國一倍；由(you)(you)于(yu)缺乏(fa)相(xiang)應(ying)的(de)監管手段，我國仍有大量工業廢水與(yu)社會污水未經處理就排(pai)入(ru)到河流(liu)或湖(hu)泊中，加劇了全(quan)國城市的(de)水環境惡化與(yu)可利用水資源的(de)不(bu)足。
我國(guo)地震、水災、冰(bing)凍災害(hai)的發(fa)生(sheng)，使得我們不能(neng)(neng)不集中精力，組(zu)織力量研究數字(zi)地質(zhi)、數字(zi)煤炭技術，通過接入物聯網，達到(dao)預防(fang)和減(jian)少地質(zhi)災害(hai)、天氣災害(hai)與生(sheng)產事(shi)故所造(zao)成(cheng)的人員傷害(hai)與經濟(ji)的損失(shi)，提高抗災救(jiu)災的能(neng)(neng)力。
以(yi)上(shang)數據和分析告訴(su)我們一(yi)個現(xian)實，過去人(ren)類的思維方式(shi)一(yi)直是將物理世界的社(she)會(hui)基(ji)礎設(she)施（高速公路、機場、電站、建筑物、煤(mei)炭(tan)生產建設）與(yu)信息基礎設施(shi)（互聯網、計算(suan)機(ji)、數據中心(xin)）分(fen)開(kai)規(gui)劃、設計與建設，而物(wu)(wu)聯網的(de)概念是將(jiang)人、鋼筋混凝土(tu)、網絡、芯片(pian)、信息(xi)整合在一(yi)個統一(yi)的(de)基礎設施之上，通過(guo)將(jiang)現實的(de)物(wu)(wu)理世(shi)(shi)界(jie)(jie)與信息(xi)世(shi)(shi)界(jie)(jie)融(rong)合，通過(guo)信息(xi)技術去提高物(wu)(wu)理世(shi)(shi)界(jie)(jie)的(de)資源(yuan)利用率、節能減排，達到(dao)改善(shan)物(wu)(wu)理世(shi)(shi)界(jie)(jie)環(huan)境與人類社(she)會質量的(de)目(mu)的(de)。
（三(san)） 社會經濟發展與(yu)產(chan)業轉(zhuan)型成(cheng)為物聯網發展的推動力
社會需求(qiu)是新技(ji)術(shu)與新概念(nian)產生的(de)真正推(tui)動力(li)。
在(zai)經濟全球化的(de)(de)形勢(shi)下，商品貨(huo)物在(zai)世界范圍內的(de)(de)快速(su)流通已經成為一種(zhong)普遍現(xian)(xian)象。傳統(tong)的(de)(de)技術手段對貨(huo)物的(de)(de)跟蹤識別效(xiao)率低、成本高，容易出(chu)現(xian)(xian)差錯，已經無法滿(man)足(zu)現(xian)(xian)代物流業的(de)(de)發(fa)展要求。
同時，經(jing)濟全球化使得所有的(de)(de)(de)(de)企(qi)業(ye)都面(mian)臨激烈競爭(zheng)的(de)(de)(de)(de)局面(mian)，企(qi)業(ye)需要(yao)及(ji)時獲取世界各地對商品的(de)(de)(de)(de)銷售情況與(yu)需求信息，為全球采購(gou)與(yu)生產制定合理的(de)(de)(de)(de)計劃，以提高企(qi)業(ye)的(de)(de)(de)(de)競爭(zheng)力(li)，這就需要(yao)采用先進的(de)(de)(de)(de)信息技術手段和現代管理理念。
另(ling)外(wai)，在(zai)節能減排方面物聯網也(ye)有十分成(cheng)功的案例(li)。
以日本建筑物空(kong)調節能(neng)的(de)設計為例，在日本的(de)一幢(chuang)大(da)(da)樓里(li)安裝了兩(liang)萬個(ge)聯網的(de)溫度(du)傳感器，大(da)(da)樓里(li)面不同(tong)的(de)房(fang)間在不同(tong)的(de)時間要求的(de)溫度(du)不一樣(yang)，傳感器測量房(fang)間的(de)溫度(du)，控(kong)制系統(tong)按照需要的(de)溫度(du)對空(kong)調進(jin)行智(zhi)能(neng)控(kong)制。
通過(guo)(guo)實驗，這項技術(shu)節(jie)約的(de)(de)(de)電能(neng)可(ke)達29.4%。有的(de)(de)(de)IT公(gong)司辦公(gong)室所有的(de)(de)(de)燈(deng)光(guang)都是智能(neng)控制(zhi)的(de)(de)(de)，員工進入辦公(gong)室之(zhi)后，頭頂(ding)上的(de)(de)(de)燈(deng)自動(dong)打開；離開這個(ge)位置(zhi)后，頭頂(ding)上的(de)(de)(de)光(guang)源(yuan)則(ze)自動(dong)關閉。如果外面(mian)的(de)(de)(de)陽光(guang)太過(guo)(guo)強烈，窗(chuang)簾則(ze)自動(dong)拉下。各個(ge)光(guang)源(yuan)都是通過(guo)(guo)自動(dong)感應設備連接(jie)到(dao)(dao)網絡中的(de)(de)(de)控制(zhi)計算機，由計算機進行(xing)智能(neng)控制(zhi)，這樣可(ke)以做到(dao)(dao)最大(da)限度(du)地(di)節(jie)約電能(neng)。
智能電網、電力安全監控(kong)也(ye)是物(wu)聯網的(de)一個重要的(de)應用(yong)。
電(dian)力行業是關系到國計民生的(de)基礎性(xing)行業。電(dian)力線傳輸系統包(bao)括變電(dian)站(zhan)（高(gao)、低壓(ya)(ya)變壓(ya)(ya)器，控(kong)制(zhi)箱）、高(gao)壓(ya)(ya)傳輸線、中(zhong)繼器、塔架等(deng)，其中(zhong)高(gao)壓(ya)(ya)傳輸線及塔架位于(yu)野外，承擔電(dian)能的(de)輸運，電(dian)壓(ya)(ya)至少為35kV以上(shang)，是電(dian)力網的(de)骨干(gan)部(bu)分。
電(dian)力(li)系(xi)統是一個復雜的網絡系(xi)統，其安(an)(an)全可(ke)靠(kao)運行不僅可(ke)以保障電(dian)力(li)系(xi)統的正常運營(ying)與供應，避免安(an)(an)全隱患所造成的重大(da)損失，更是全社會穩定健康發展的基礎。
在推進信息(xi)化與(yu)工(gong)業化融合的(de)過程中，人們認識到：物(wu)聯網可以(yi)將傳統的(de)工(gong)業化產(chan)品從設計(ji)、供(gong)應鏈、生產(chan)、銷售(shou)、物(wu)流與(yu)售(shou)后服務融為一體(ti)，可以(yi)最大限度地(di)提(ti)高企(qi)業的(de)產(chan)品設計(ji)、生產(chan)、銷售(shou)能(neng)力，提(ti)高產(chan)品質量與(yu)經(jing)濟(ji)效益，極大地(di)提(ti)高企(qi)業的(de)核(he)心競爭力。
三、物聯網發(fa)展(zhan)的(de)技術背景(jing)
計算(suan)機技(ji)術(shu)(shu)、通信與(yu)(yu)微電(dian)子技(ji)術(shu)(shu)的(de)高速(su)發(fa)展，促進了互聯網(wang)技(ji)術(shu)(shu)、射頻標(biao)簽（RFID）技(ji)術(shu)(shu)、全(quan)球定位系統（GPS）與(yu)(yu)數字(zi)地球技(ji)術(shu)(shu)的(de)廣(guang)泛應用(yong)，以及無線(xian)網(wang)絡(luo)與(yu)(yu)無線(xian)傳(chuan)感器網(wang)絡(luo)（WSN）研究的(de)快速(su)發(fa)展，互聯網(wang)應用(yong)所產生的(de)巨(ju)大經濟與(yu)(yu)社會效益(yi)，加深了人們對(dui)信息化作用(yong)的(de)認識(shi)，而(er)互聯網(wang)技(ji)術(shu)(shu)、RFID技(ji)術(shu)(shu)、GPS技(ji)術(shu)(shu)與(yu)(yu)WSN技(ji)術(shu)(shu)為(wei)實(shi)(shi)現全(quan)球商品(pin)貨物快速(su)流通的(de)跟蹤識(shi)別與(yu)(yu)信息利(li)用(yong)，進而(er)實(shi)(shi)現現代(dai)管理打下(xia)了堅(jian)實(shi)(shi)的(de)技(ji)術(shu)(shu)基(ji)礎(chu)。
互聯(lian)網已(yi)經覆蓋了(le)世(shi)界(jie)的各個角(jiao)落(luo)，已(yi)經深入到世(shi)界(jie)各國的經濟、政治與社會生(sheng)活，已(yi)經改變(bian)了(le)幾十億網民的生(sheng)活方式(shi)和工(gong)作方式(shi)。
但是(shi)現在(zai)互(hu)聯網上關于人類社(she)會(hui)、文化、科技與經濟(ji)信息的采集還必(bi)須由人來輸入和管理。
為了(le)適應經濟全球(qiu)化的(de)需求，人們設想如果從物(wu)流(liu)(liu)角度(du)將RFID技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)、GPS技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)與WSN技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)與“物(wu)品”信(xin)(xin)息(xi)(xi)的(de)采集、處(chu)理結合(he)起(qi)來，如果從信(xin)(xin)息(xi)(xi)流(liu)(liu)通(tong)的(de)角度(du)將RFID技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)、WSN技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)、GPS技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)、數字(zi)地球(qiu)技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)與互聯網(wang)(wang)結合(he)起(qi)來，就能(neng)夠(gou)將互聯網(wang)(wang)的(de)覆蓋范圍從“人”擴大到“物(wu)”，就能(neng)夠(gou)通(tong)過(guo)RFID技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)、WSN技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)與GPS技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)采集和獲取有(you)關物(wu)流(liu)(liu)的(de)信(xin)(xin)息(xi)(xi)，通(tong)過(guo)互聯網(wang)(wang)實現對世界范圍內的(de)物(wu)流(liu)(liu)信(xin)(xin)息(xi)(xi)的(de)快速、準確識別與全程跟蹤，這種技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)就是物(wu)聯網(wang)(wang)技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)。
四、物聯(lian)網(wang)在中國
2009年8月7日，溫家寶總(zong)理到中(zhong)科院無錫高新(xin)微納(na)傳感(gan)(gan)網工程技(ji)術(shu)研發中(zhong)心考(kao)察，在得(de)知國內傳感(gan)(gan)網核(he)心技(ji)術(shu)還未達到全球最領先水(shui)平后(hou)，溫總(zong)理表示：“當計算機和(he)互聯網產業大規模發展時，我們因為沒有掌握核(he)心技(ji)術(shu)而走(zou)過一(yi)些彎路。在傳感(gan)(gan)網發展中(zhong)，要早(zao)一(yi)點謀劃(hua)未來，早(zao)一(yi)點攻破核(he)心技(ji)術(shu)。”
溫(wen)總(zong)理指出，至少(shao)三件事情可以盡(jin)快去做：
一是把傳感系(xi)統和3G中的TD技術(shu)結合起來；
二是在國家重大科技專(zhuan)項中，加快推進(jin)傳感(gan)網發展(zhan)；
三是盡快(kuai)建立中(zhong)國(guo)的(de)傳感信(xin)息中(zhong)心，或者叫作“感知(zhi)中(zhong)國(guo)”中(zhong)心。
2009年11月(yue)3日，溫總(zong)理發表了(le)題為“讓(rang)科技(ji)引領中(zhong)(zhong)國(guo)可(ke)持續發展”的重要講話(hua)，在這(zhe)次講話(hua)中(zhong)(zhong)，物(wu)聯網(wang)(wang)被列(lie)為國(guo)家五大新(xin)興戰略性產(chan)業(ye)（新(xin)能源、新(xin)材料、生物(wu)科學(xue)、信息網(wang)(wang)絡和空間海(hai)洋開發）之一。要求“著力(li)突破(po)傳感網(wang)(wang)、物(wu)聯網(wang)(wang)關(guan)鍵(jian)技(ji)術(shu)，早(zao)部署后IP時代(dai)相關(guan)技(ji)術(shu)研發，使信息網(wang)(wang)絡產(chan)業(ye)成(cheng)為推動(dong)產(chan)業(ye)升級、邁向(xiang)信息社會的發動(dong)機。”
2010年3月5日，溫總(zong)理在十(shi)一(yi)屆人大(da)三(san)次會(hui)議上(shang)做政(zheng)府工作報告時指出(chu)：“要大(da)力發展新(xin)(xin)能源(yuan)、新(xin)(xin)材料、節能環(huan)保、生(sheng)物醫藥、信(xin)息網(wang)絡(luo)和高端制造產業。積極(ji)推進新(xin)(xin)能源(yuan)汽車、‘三(san)網(wang)’融合(he)取(qu)得實質性進展，加(jia)快(kuai)物聯網(wang)的研(yan)發應用(yong)。加(jia)大(da)對戰略性新(xin)(xin)興(xing)產業的投入和政(zheng)策(ce)支持。”
這是(shi)“物聯網(wang)”首次被(bei)寫進(jin)政府工(gong)作報告(gao)，也意味著物聯網(wang)的發(fa)展進(jin)入了國(guo)家層(ceng)面的視野，已(yi)經被(bei)提升到國(guo)家戰(zhan)略。人們通常將2010年定(ding)位為物聯網元(yuan)年。
2016年，物聯網(wang)再次受到國務(wu)院重視。
2016年3月5日，國務院總(zong)理李克強在(zai)做政(zheng)府工作報告時強調“促進大數(shu)據、云計算、物聯網(wang)廣泛應用”。
2017年4月，工業和信息化部召開NB-IoT工作推進會，共同(tong)培育(yu)NB-IoT產業鏈，并要求年底建設基于(yu)標準NB-IoT的(de)規模(mo)外場。
展望2021年(nian)，NB-IoT技術將孵(fu)化(hua)成熟為無處不在的(de)蜂窩(wo)物聯網覆蓋(gai)，NB-IoT的(de)良好前景無限拓展了(le)信息通(tong)信的(de)商用領域。
五、物聯網特性與應用
（一）物(wu)聯網特性
通(tong)常現代物聯網(wang)分為三層，如圖3所示。
感知層：感(gan)知層通過傳感(gan)器和終端物(wu)聯網(wang)芯片負責采集大量信息(xi)。
網(wang)絡(luo)層：網絡(luo)層(ceng)提供(gong)安全可靠的(de)連接、交互(hu)與共享(xiang)，負責(ze)將(jiang)感知層(ceng)采集到(dao)的(de)大(da)量信(xin)息數據(ju)傳輸(shu)到(dao)應用層(ceng)或(huo)第三方云(yun)端進行分(fen)析處理(li)，并(bing)向(xiang)終端回傳指令等相關信(xin)息。
管(guan)理與(yu)應(ying)用層：應用層對大數據進行分析，提供(gong)開(kai)放的云服(fu)務平臺，供(gong)第三方進行商業決策與服(fu)務。
圖3 物聯網技術架構
通常，物聯網具備以下(xia)幾大特(te)點(dian)與要求，如圖4所(suo)示。
超強(qiang)覆(fu)蓋：覆蓋增(zeng)強(qiang)20dB，達(da)到MCL=164dB。
超大容量：支持大規(gui)模(mo)連(lian)接，100k終(zhong)端/200kHz小區。
超低功耗：10年電池(chi)壽命。
超低成本：5～10美元/終端。
較低(di)速率：10～100kbps。
時延容忍：1～10s。
圖4 物聯網特性要求
低(di)功耗廣(guang)域(yu)網(wang)（Low-Power Wide-Area Network，LPWAN）物聯網(wang)有兩個關鍵(jian)點：
低功耗；
廣(guang)域覆蓋。
簡單來說，LPWAN物聯(lian)網(wang)技(ji)(ji)術就是(shi)在(zai)省電的(de)情況下(xia)，實現長距離和深度(du)覆蓋的(de)無線通信網(wang)絡技(ji)(ji)術。
（二）物聯網(wang)應用
物聯(lian)網(wang)應(ying)用可根據速率(lv)、時(shi)延及(ji)可靠性等(deng)要(yao)求，主要(yao)可分為三大類。
場景(jing)一：低(di)時延(yan)、高可靠性業務。該類(lei)業務對吞吐率、時延或可靠性(xing)要求較(jiao)高(gao)，其典型應用包含(han)車聯(lian)網、遠程醫療(liao)等。
場(chang)景二：中等需求(qiu)類業務。該類業務對吞(tun)吐率(lv)要求中等(deng)或(huo)偏低，部(bu)分應用有(you)移動性及語音(yin)方面的(de)要求，對覆蓋(gai)與(yu)成本也有(you)一定的(de)限制，其(qi)典型業務主要有(you)智(zhi)能家防、可(ke)穿戴設備等(deng)。
場景(jing)三：低功耗廣域(yu)覆蓋業務（Low Power Wide Area，LPWA）。LPWA業務(wu)的(de)主要(yao)特征包括低功耗、低成本、低吞吐率(lv)、要(yao)求廣（深）覆蓋及(ji)大容量，其典型應用包含抄表(biao)、環境監(jian)控(kong)、物流、資產(chan)追(zhui)蹤(zong)等。
下(xia)表列出(chu)了詳細的(de)物聯網應(ying)用場景。
物聯網應用場景
物聯網應用場景
六、工業互聯網
物聯網的核心是工業互聯網，它(ta)提供了支撐聯(lian)網機器和數據的基礎設(she)施。這個詞語通常(chang)被認為是由制(zhi)造(zao)業巨頭(tou)美國通用電氣公司提出的，指機器與實現(xian)物(wu)聯(lian)網的傳感器、軟件和通信(xin)系(xi)統的整合(he)。
工業互(hu)聯網統籌了諸如大數(shu)據、機(ji)器學(xue)習和機(ji)器對機(ji)器等(deng)領(ling)域(yu)中(zhong)的(de)技術和工序。
一(yi)些(xie)人將這(zhe)種聯網的商(shang)業世界(jie)稱為工業4.0，將其視作第四波顛(dian)覆性的(de)工業創新（之前的三(san)波包括(kuo)機(ji)械化(hua)、大規模生產及(ji)計算機(ji)和電子學發明），或(huo)者直接稱之為智能工業或(huo)智能制造。
毫不奇怪，不同的(de)企業為(wei)(wei)這種新現象起了不同的(de)名稱(cheng)。例如，IBM將其(qi)描述成智慧的(de)地球(qiu)，而(er)思科系統(tong)簡(jian)單(dan)地稱(cheng)之(zhi)為(wei)(wei)物聯(lian)網。
不(bu)管具體(ti)的(de)名稱是什么，科技和(he)商(shang)業(ye)的(de)下一(yi)(yi)階段所具有的(de)結構框(kuang)架基本(ben)相(xiang)同(tong)。工業(ye)互聯網和(he)物聯網擁有相(xiang)同(tong)的(de)科技根基和(he)相(xiang)同(tong)的(de)虛(xu)擬空(kong)間，盡管前者被視為一(yi)(yi)種獨特(te)的(de)實體(ti)或物聯網組(zu)成(cheng)部分。
但是這兩者有(you)一個共同(tong)目標——混合與模(mo)糊物理世界(jie)、虛擬世界(jie)以及(ji)人類與機(ji)器(qi)(qi)的(de)分野(ye)，從而(er)創(chuang)造出比任何(he)單獨的(de)機(ji)器(qi)(qi)或(huo)設備都要強大很多的(de)智(zhi)能。
如今工(gong)業互聯(lian)(lian)網的重點(dian)還是智能效用(yong)度(du)量工(gong)具、車輛及(ji)資產追蹤以(yi)及(ji)優化工(gong)廠(chang)、設施和機器(qi)的性能。不過，未來幾年，現(xian)有的數字化設備將以(yi)更深(shen)更廣的方式(shi)與機器(qi)互聯(lian)(lian)。
正如麥肯錫公司(si)發表的《物聯網》（The Internet of Thing ）報告所述：
隨著創造價值(zhi)的新方(fang)式的出現，基于目前基本(ben)上為靜態信息架構的商業模式將面臨挑戰。如果(guo)顧(gu)客的購物(wu)偏好在特(te)定(ding)地點能被實時感知到，動態定(ding)價就有可(ke)能提高顧(gu)客做出購買(mai)決定(ding)的可(ke)能性。
理解一(yi)種產品(pin)使用的(de)頻(pin)率或(huo)強(qiang)度可(ke)以提供更(geng)多種選擇——例如有些產品(pin)可(ke)能(neng)(neng)更(geng)適合按(an)使用次數收費而不(bu)是進行(xing)直接售賣。在制造(zao)工序中設置(zhi)一(yi)批傳感(gan)器就能(neng)(neng)實現(xian)更(geng)精確(que)的(de)控制，提高效率。
而且，當運(yun)行環(huan)境時刻處(chu)于監控之下(xia)以(yi)防范風險或以(yi)便(bian)人們能夠采取(qu)糾正措施避免損害時，風險和成本都能降低，能夠利(li)用這些功(gong)能的(de)企業就比(bi)那些沒有利(li)用這些功(gong)能的(de)競(jing)爭對手更能獲益。
七、AIOT是未來的方向
人工智能經過60多年的技術演進，呈現出深度學習、跨界融合、人機協同、群智開放、自主操控等新特征，成為新一輪產業變革核心驅動力，其溢出效應明顯，促使著全球企業不斷深入挖掘人工智能技術的落地場景應用。
全球(qiu)人工智能市場(chang)將(jiang)在未來幾年(nian)經歷現象級的增長，2017-2025年(nian)CAGA達30%。從(cong)萬(wan)物(wu)互(hu)聯(lian)到萬(wan)物(wu)智(zhi)聯(lian)，AI+IoT助力(li)催生(sheng)新(xin)藍(lan)海。
從產業(ye)生態的角度(du)看，AI已(yi)在物聯網(wang)多個層面(mian)融合，具(ju)備(bei)終(zhong)端(duan)側AI、邊緣側AI、云(yun)端(duan)AI能(neng)力架構。
AIoT的發展路徑依次(ci)為單(dan)機智(zhi)(zhi)能、互聯智(zhi)(zhi)能和主動(dong)智(zhi)(zhi)能，包括智(zhi)(zhi)能家居在內(nei)的大部分物聯網應用場景目(mu)前(qian)尚處于第一(yi)階段，未來成長空間(jian)巨(ju)大。
預計(ji)2024年全(quan)球AIoT市場規模(mo)將增長(chang)至162億美元，CAGR約為26.0％。
物聯網(wang)是(shi)波瀾壯闊的數字化(hua)革命的第二波浪潮，此次革命(ming)發端于20世紀七八十年(nian)代人們對于電(dian)腦的(de)廣泛(fan)應(ying)用。
而且，跟(gen)所(suo)有(you)的(de)(de)革命(ming)(ming)一樣(yang)，此次革命(ming)(ming)也會產生大量的(de)(de)勝者(zhe)和敗者(zhe)。物聯網將帶(dai)來新的(de)(de)產品和服務(wu)，將完全廢(fei)棄掉許多現存的(de)(de)供應(ying)品。這項技術將使一些崗位(wei)消(xiao)失，但也會帶(dai)來新的(de)(de)行(xing)業。
物聯網(wang)可(ke)以(yi)深(shen)入到(dao)遠遠超越人類視覺(jue)(jue)、聽(ting)覺(jue)(jue)、嗅覺(jue)(jue)和(he)意識能力的(de)，難以(yi)被察覺(jue)(jue)且常常是無形世界中(zhong)所(suo)存在的(de)縫隙角落之(zhi)中(zhong)。
同時，物聯網會(hui)帶來關(guan)于安(an)全(quan)、隱私以及我們如(ru)何適應(ying)數字化生(sheng)活等新的挑戰和問題(ti)。
它(ta)將必然會在社(she)會成員間引發新的爭(zheng)辯和爭(zheng)論觀點，同(tong)時也提(ti)出關于數(shu)字化富人(ren)與數(shu)字化窮人(ren)的更(geng)深(shen)層次(ci)問(wen)題。
技(ji)(ji)術歷史中(zhong)不(bu)乏粗劣的(de)(de)用戶(hu)界面、難(nan)懂的(de)(de)操控裝(zhuang)置和性(xing)能(neng)失靈(ling)的(de)(de)例子，任何技(ji)(ji)術的(de)(de)成熟都需要(yao)時間來調整、校正和修理。
參考資料：
[1] 《5G物聯網及NB-IoT技術詳解(jie)》江林華(hua) 著(zhu)
[2] 《智慧(hui)的物聯網:感知中國和世界的技(ji)術》吳(wu)功宜 著
[3] 《物聯網》塞繆(mou)爾·格(ge)林加德 著；劉林德 譯
[4] 《2020-2026年中(zhong)國(guo)物聯網(wang)行(xing)業市場現狀(zhuang)調研及市場發展(zhan)前景(jing)報告》智研咨詢(xun)
