2009年11月3日，溫家寶總理在人民大會堂向首都科技界發(fā)表了題為《讓科技引領(lǐng)中國可持續(xù)發(fā)展》的講話。他提出：“要著力突破傳感網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)，及早部署后IP時代相關(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)’”。

　　這篇講話對我國物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展目標(biāo)提出明確要求，把對物聯(lián)網(wǎng)概念的研究推向了新的高潮?！拔锫?lián)網(wǎng)”被稱為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后，世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮，認(rèn)為，物聯(lián)網(wǎng)一方面可以提高經(jīng)濟(jì)效益，大大節(jié)約成本；另一方面可以為經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供技術(shù)推動力。但也有認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)離我們?nèi)杂幸欢ň嚯x，不可盲目樂觀。

　　1 物聯(lián)網(wǎng)概念的形成

　　物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分。其英文名稱是“The Internet of things”。由此，顧名思義，“物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。這有兩層意思：，物聯(lián)網(wǎng)的和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)；第二，其用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物品與物品之間，進(jìn)行信息交換和通信。因此，物聯(lián)網(wǎng)的定義是通過射頻識別（RFID）、紅外感應(yīng)器、定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)對物品的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。

　　物聯(lián)網(wǎng)的概念早出現(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Internet of Things的概念，只是當(dāng)時受限于無線網(wǎng)絡(luò)、硬件及傳感設(shè)備的發(fā)展，并未引起世人的重視。1998年，美國麻省理工大學(xué)（MIT）創(chuàng)造性地提出了當(dāng)時被稱作EPC系統(tǒng)的“物聯(lián)網(wǎng)”的構(gòu)想；1999年，美國Auto-ID首先提出“物聯(lián)網(wǎng)”的概念，稱物聯(lián)網(wǎng)主要是建立在物品編碼、RFID技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上；2005年，ITU發(fā)布了《ITU互聯(lián)網(wǎng)2005：物聯(lián)網(wǎng)》，綜合二者內(nèi)容，正式提出“物聯(lián)網(wǎng)”的概念，包括了所有物品的聯(lián)網(wǎng)和應(yīng)用。

　　物聯(lián)網(wǎng)有其鮮明的特征

　　首先，它是各種感知技術(shù)的廣泛應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)上部署了海量的多種類型傳感器，每個傳感器都是一個信息源，不同類別的傳感器所捕獲的信息內(nèi)容和信息格式不同。傳感器獲得的數(shù)據(jù)具有實(shí)時性，按一定的頻率周期性的采集環(huán)境信息，不斷更新數(shù)據(jù)。

　　其次，它是一種建立在互聯(lián)網(wǎng)上的泛在網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重要基礎(chǔ)和仍舊是互聯(lián)網(wǎng)，通過各種有線和無線網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)融合，將物體的信息實(shí)時準(zhǔn)確地傳遞出去。在物聯(lián)網(wǎng)上的傳感器定時采集的信息需要通過網(wǎng)絡(luò)傳輸，由于其數(shù)量極其龐大，形成了海量信息，在傳輸過程中，為了保障數(shù)據(jù)的正確性和及時性，必須適應(yīng)各種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議。

　　還有，物聯(lián)網(wǎng)不僅僅提供了傳感器的連接，其本身也具有智能處理的能力，能夠?qū)ξ矬w實(shí)施智能控制。物聯(lián)網(wǎng)將傳感器和智能處理相結(jié)合，利用云計(jì)算、模式識別等各種智能技術(shù)，擴(kuò)充其應(yīng)用領(lǐng)域。從傳感器獲得的海量信息中分析、加工和處理出有意義的數(shù)據(jù)，以適應(yīng)不同用戶的不同需求，發(fā)現(xiàn)新的應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用模式。

　　目前，人們普遍關(guān)注的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中比較重要的RFID的應(yīng)用實(shí)際上并非一項(xiàng)新技術(shù)，其典型的應(yīng)用可以追溯到1991年次美伊戰(zhàn)爭。當(dāng)時，美國軍方發(fā)現(xiàn)，戰(zhàn)爭結(jié)束后在一些港口、機(jī)場堆積著大量的軍需物資集裝箱，而這些物品應(yīng)該運(yùn)到何處，到底屬于誰全然不知。如果想搞清楚這些信息，則要花費(fèi)大量的人力和財(cái)力，因此，美國五角大樓啟動了一個“軍需物資可視化管理”的重要項(xiàng)目，并成功地將RFID技術(shù)用于其中。此后，UPS、FEDEX等大型速遞公司也運(yùn)用這些技術(shù)打造了一個可以跟蹤查詢快件位置的服務(wù)體系。在這類物聯(lián)網(wǎng)早期應(yīng)用模式中，由于物是沒有計(jì)算力的，所以應(yīng)用模式表現(xiàn)為人主動與物通信，了解物的時空以及其他屬性信息，而物并不會主動服務(wù)于人類。這與現(xiàn)在提出的物聯(lián)網(wǎng)階段的所謂“智慧地球”有較大區(qū)別。

　　互聯(lián)網(wǎng)，即廣域網(wǎng)、局域網(wǎng)及單機(jī)按照一定的通訊協(xié)議組成的國際計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。互聯(lián)網(wǎng)是指將兩臺計(jì)算機(jī)或者是兩臺以上的計(jì)算機(jī)終端、客戶端、服務(wù)端通過計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的手段互相聯(lián)系起來的結(jié)果，人們可以與遠(yuǎn)在千里之外的朋友相互發(fā)送郵件、共同完成一項(xiàng)工作、共同娛樂。

　　1.1 物聯(lián)網(wǎng)是傳感網(wǎng)，不接入互聯(lián)網(wǎng)

　　有認(rèn)為，物聯(lián)網(wǎng)就是傳感網(wǎng)，只是給人們生活環(huán)境中的物體安裝傳感器，這些傳感器可以更好地幫助我們認(rèn)識環(huán)境，這個傳感器網(wǎng)不接入互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。

　　1.2 物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的一部分

　　物聯(lián)網(wǎng)并不是一張全新的網(wǎng)，實(shí)際上早就存在了，它是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的自然延伸和擴(kuò)張，是互聯(lián)網(wǎng)的一部分?；ヂ?lián)網(wǎng)是可包容一切的網(wǎng)絡(luò)，將會有更多的物品加入到這張網(wǎng)中。

　　1.3 物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的補(bǔ)充網(wǎng)絡(luò)

　　我們通常所說的互聯(lián)網(wǎng)是指人與人之間通過計(jì)算機(jī)結(jié)成的性的網(wǎng)絡(luò)，服務(wù)于人與人之間的信息交換。而物聯(lián)網(wǎng)的主體則是各種各樣的物品，通過物品間傳遞信息從而達(dá)到終服務(wù)于人的目的，兩張網(wǎng)的主體不同。

　　1.4 物聯(lián)網(wǎng)是未來的互聯(lián)網(wǎng)

　　從宏觀概念上講，未來的物聯(lián)網(wǎng)將使人置身于無所不在的網(wǎng)絡(luò)之中，在不知不覺中，人可以隨時隨地與周圍的人或物進(jìn)行信息的交換，這時，物聯(lián)網(wǎng)也就等同于泛在網(wǎng)絡(luò)，或者說未來的互聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)、泛在網(wǎng)絡(luò)、未來的互聯(lián)網(wǎng)，他們的名字雖然不同，但表達(dá)的都是同一個愿景，那就是人類可以隨時、隨地、使用任何網(wǎng)絡(luò)、聯(lián)系任何人或物，以達(dá)到信息交換的自由。

　　四種概念的界定都有其可取之處，也有不足之處。從狹義的角度看，只要是物品之間通過傳感網(wǎng)絡(luò)連接而成的網(wǎng)絡(luò)，不論是否接入互聯(lián)網(wǎng)，都應(yīng)算是物聯(lián)網(wǎng)的范疇。從廣義角度看，物聯(lián)網(wǎng)不僅局限于物與物之間的信息傳遞。

　　事實(shí)上，物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系是相對獨(dú)立的兩張網(wǎng)，只不過兩者在數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)上有一定的共性而已。在電話網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，我們希望所有的人、計(jì)算機(jī)等是互聯(lián)互通的。

　　“物”的涵義

　　這里的“物”要滿足以下條件才能夠被納入“物聯(lián)網(wǎng)”的范圍：

　　1、要有數(shù)據(jù)傳輸通路；

　　2、要有一定的存儲功能；

　　3、要有CPU；

　　4、要有操作系統(tǒng)；

　　5、要有專門的應(yīng)用程序；

　　6、遵循物聯(lián)網(wǎng)的通信協(xié)議；

　　7、在世界網(wǎng)絡(luò)中有可被識別的編號。

　　從技術(shù)架構(gòu)上來看，物聯(lián)網(wǎng)可分為三層：感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。感知層由各種傳感器以及傳感器網(wǎng)關(guān)構(gòu)成，包括二氧化碳濃度傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、二維碼標(biāo)簽、RFID 標(biāo)簽和讀寫器、攝像頭、GPS等感知終端。感知層的作用相當(dāng)于人的眼耳鼻喉和皮膚等神經(jīng)末梢，它是物聯(lián)網(wǎng)獲識別物體，采集信息的來源，其主要功能是識別物體，采集信息。

　　網(wǎng)絡(luò)層由各種私有網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)、有線和無線通信網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)和云計(jì)算平臺等組成，相當(dāng)于人的神經(jīng)中樞和大腦，負(fù)責(zé)傳遞和處理感知層獲取的信息。

　　應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)和用戶（包括人、組織和其他系統(tǒng)）的接口，它與行業(yè)需求結(jié)合，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的智能應(yīng)用。

　　物聯(lián)網(wǎng)的行業(yè)特性主要體現(xiàn)在其應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)，目前綠色農(nóng)業(yè)、工業(yè)監(jiān)控、公共安全、城市管理、遠(yuǎn)程醫(yī)療、智能家居、智能交通和環(huán)境監(jiān)測等各個行業(yè)均有物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的嘗試，某些行業(yè)已經(jīng)積累一些成功的。

　　2 物聯(lián)網(wǎng)的組成

　　物聯(lián)網(wǎng)很早就被用于生產(chǎn)與生活之中，但是應(yīng)用范圍十分有限，再有就是單一應(yīng)用較多，綜合應(yīng)用較少，直接使用較多計(jì)算優(yōu)化較少。IBM此次提出智慧地球的概念就是要更大范圍更深層次地建設(shè)和利用物聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)本質(zhì)上是一個信號采集和處理的網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)利用各種傳感器或人為設(shè)置的各種身份識別碼，把物質(zhì)世界中的各種信息變?yōu)殡娦盘?，電信號通過電信網(wǎng)絡(luò)傳送到計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)和顯示系統(tǒng)，經(jīng)過計(jì)算機(jī)處理后的數(shù)據(jù)存儲備查，在必要時計(jì)算機(jī)將發(fā)出報(bào)警信號或者控制信號，報(bào)警信號或者控制信號由通信網(wǎng)絡(luò)送到指定的地方報(bào)警，或由指定預(yù)設(shè)裝置執(zhí)行控制。

　　2.1 傳感器

　　傳感器是一種物理裝置或生物器官，能夠探測、感受外界的信號、物理?xiàng)l件（如光、熱、濕度）或化學(xué)組成（如煙霧），并將探知的信息傳遞給其他裝置或器官

　　傳感器在日常生活生產(chǎn)中很常見，它可以把一些物理量的變化變?yōu)殡娦盘柕淖兓?。例如話筒和喇叭就是一對語音傳感器。除日常會用到的傳感器之外，傳感器還有很多種類。這些傳感器很少被用到，因而它們的價格很高，正是這個原因阻礙了物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。傳感器可以是聲、光、壓力、震動、速度、重量、密度、硬度、濕度、溫度、圖像、語音、電波、化學(xué)；或者是氣體的流速、流量、氣壓、成分；或是液體的流速、流量、成分；或是固體的數(shù)量、重量、硬度等。

　　2.2 電子標(biāo)簽（ID）

　　電子標(biāo)簽是上個世紀(jì)新發(fā)展起來的技術(shù)，已經(jīng)獲得了很多應(yīng)用，例如超市用于標(biāo)識商品的條形碼?，F(xiàn)有的電子標(biāo)簽有條形碼、二維碼、磁卡、接觸式IC卡、非接觸卡、射頻識別（RFID）。

　　射頻識別即RFID（Radio Frequency IDentification）技術(shù)，又稱電子標(biāo)簽、無線射頻識別，是一種通信技術(shù)，可通過無線電訊號識別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，而無需識別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或光學(xué)接觸。

　　2.3 電信網(wǎng)絡(luò)

　　電信網(wǎng)絡(luò)是電信系統(tǒng)的公共設(shè)施，是指在兩個和多個規(guī)定的點(diǎn)間提供連接，以便在這些點(diǎn)間建立電信業(yè)務(wù)和信息的節(jié)點(diǎn)與鏈路的集合。

　　電信網(wǎng)絡(luò)早已為人類所使用，現(xiàn)在使用多的有語音、文字、音樂、圖片、圖像等各種信息傳輸。物聯(lián)網(wǎng)的信息傳送有其獨(dú)特的地方，與日常使用的語音、文字、音樂、圖片、圖像傳輸相比，物聯(lián)網(wǎng)的信息傳輸更多的是小數(shù)據(jù)量的傳輸和特大數(shù)據(jù)量的傳輸。小到每月只發(fā)送幾個bit，如煤氣抄表；大到連續(xù)不間斷的發(fā)送大幅圖像，如交通監(jiān)視，而中等數(shù)據(jù)量的信息傳送卻比較少見。這對通信提出了新的要求，為實(shí)現(xiàn)高效率物聯(lián)網(wǎng)通信，需要通信行業(yè)做出新的標(biāo)準(zhǔn)和新型接入設(shè)備，以適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)各種通信的需要?，F(xiàn)有的通信網(wǎng)絡(luò)有電纜、光纜、微波、藍(lán)牙、紅外、WiFi、WINMX、移動通信（2G、3G、4G）、衛(wèi)星。

　　2.4 數(shù)據(jù)處理

　　物聯(lián)網(wǎng)采集到的數(shù)據(jù)是為了各種不同的目的，為滿足不同需求這些數(shù)據(jù)需要經(jīng)過計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)處理。這些處理常常包括匯總求和、統(tǒng)計(jì)分析、閥值判斷、計(jì)算、數(shù)據(jù)挖掘。

　　2.5 顯示系統(tǒng)

　　物聯(lián)網(wǎng)采集到的圖像和信息常常需要直接顯示或是經(jīng)過計(jì)算后顯示到計(jì)算機(jī)或者大屏幕上，常見的顯示狀況有圖像、圖表、曲線。

　　2.6 報(bào)警系統(tǒng)

　　物聯(lián)網(wǎng)采集到的信息常常需要直接報(bào)警或是經(jīng)過計(jì)算機(jī)處理后報(bào)警，常見的報(bào)警形式有聲、光、電（電話、短信）。

　　當(dāng)所選參數(shù)偏離預(yù)先設(shè)定的限度值時能進(jìn)行報(bào)警的系統(tǒng)

　　2.7 控制執(zhí)行系統(tǒng)

　　有一些物聯(lián)網(wǎng)不僅被要求采集信號、處理信號、存儲信號，還被要求發(fā)出控制指令，經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)指揮指定的預(yù)設(shè)執(zhí)行裝置，通過指定預(yù)設(shè)執(zhí)行裝置的指令執(zhí)行行動以達(dá)到控制目的。

　　3 物聯(lián)網(wǎng)在信息化發(fā)展中的位置

　　從烽火臺到電報(bào)電話，再到互聯(lián)網(wǎng)和移動互聯(lián)網(wǎng)，人們對信息的渴求成為推動信息化發(fā)展的原動力，而又技術(shù)的飛躍正幫助人們不斷獲取新的知識和信息。我們把現(xiàn)代信息通信比作一張拼圖（如圖1所示）。人類的現(xiàn)代信息化是從電報(bào)開始，逐步探究更便捷，更大容量的信息傳遞，隨著拼圖一張張的被翻開，人與人之間通信的未知領(lǐng)域不斷縮小，到今天已經(jīng)發(fā)展到了“移動互聯(lián)網(wǎng)”的階段。