物聯(lián)網(wǎng)（Internetofthings，IoT）是把所有物品通過信息傳感設備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進行信息交換，即物物相連，以實現(xiàn)智能化識別和管理。它具有普通對象設備化、自治終端互聯(lián)化和普適服務智能化三個重要特征。物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術的重要組成部分，也是“信息化”時代的重要發(fā)展階段。物聯(lián)網(wǎng)通過智能感知、識別技術與普適計算等通信感知技術，廣泛應用于網(wǎng)絡的融合中，也因此被稱為繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產業(yè)發(fā)展的第三次浪潮。目前，物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展還處于初級階段，隨著工藝和技術的發(fā)展，人類會逐漸進入對更深層次世界的感知，通過對感知數(shù)據(jù)進行計算、處理和知識挖掘，實現(xiàn)人與物、物與物信息交互和無縫鏈接，達到對物理世界實時控制、精確管理和科學決策的目的。導讀（1）了解物聯(lián)網(wǎng)的定義、起源和發(fā)展歷程。（2）了解互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)和泛在網(wǎng)的關系。（3）了解物聯(lián)網(wǎng)的特征和體系架構。（4）了解物聯(lián)網(wǎng)在國內外的發(fā)展狀況。（5）了解物聯(lián)網(wǎng)技術標準的制定現(xiàn)狀。（6）了解物聯(lián)網(wǎng)的幾個典型應用及前景。學習目標1.1物聯(lián)網(wǎng)的概念1.2物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展戰(zhàn)略1.3物聯(lián)網(wǎng)技術標準1.4物聯(lián)網(wǎng)的典型應用及前景目錄1.物聯(lián)網(wǎng)的定義物聯(lián)網(wǎng)是指利用局部網(wǎng)絡或互聯(lián)網(wǎng)等通信技術把傳感器、控制器、機器、人員和物等通過新的方式聯(lián)在一起，形成人與物、物與物相聯(lián)，實現(xiàn)信息化、遠程管理控制和智能化的網(wǎng)絡。1.1物聯(lián)網(wǎng)的概念通過物聯(lián)網(wǎng)，可以利用中心計算機對機器、設備、人員進行集中管理、控制，也可以對家庭設備、汽車進行遙控，以及搜索位置、防止物品被盜等，類似自動化操控系統(tǒng)，同時通過收集這些數(shù)據(jù)，最后可以聚集成大數(shù)據(jù)。通過對大數(shù)據(jù)分析，可以幫助人們科學決策和規(guī)劃，比如，重新設計道路以減少車禍、災害預測與犯罪防治、流行病控制等等。2.物聯(lián)網(wǎng)的作用比較互聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)起源計算機技術的出現(xiàn)和信息的快速快播傳感技術的出現(xiàn)與發(fā)展面向對象人人和物核心技術及所有者網(wǎng)絡協(xié)議技術核心技術主要掌握在主流操作系統(tǒng)及語言開發(fā)商手中數(shù)據(jù)自動采集、傳輸技術、后臺存儲計算、軟件開發(fā)核心技術掌握在芯片技術開發(fā)商及標準制定者手中創(chuàng)新主要體現(xiàn)在內容的創(chuàng)新及形式的創(chuàng)新，例如騰訊、網(wǎng)易等面向客戶個性化需求，體現(xiàn)技術與生活的緊密聯(lián)系，給予開發(fā)者充分想象空間，讓所有物品智能化3.互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)與泛在網(wǎng)的關系1.1.4物聯(lián)網(wǎng)的架構感知層由數(shù)據(jù)采集子層、短距離通信技術和協(xié)同信息處理子層組成：（1）數(shù)據(jù)采集子層。通過各種類型的傳感器獲取物理世界中發(fā)生的物理事件和數(shù)據(jù)信息，例如各種物理量、標識、音視頻多媒體數(shù)據(jù)。物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集涉及傳感器、RFID、多媒體信息采集、二維碼和實時定位等技術。（2）短距離通信技術和協(xié)同信息處理子層。將采集到的數(shù)據(jù)在局部范圍內進行協(xié)同處理，以提高信息的精度，降低信息冗余度，并通過具有自組織能力的短距離傳感網(wǎng)接入廣域承載網(wǎng)絡。1.感知層網(wǎng)絡層將來自感知層的各類信息通過基礎承載網(wǎng)絡傳輸?shù)綉脤樱ㄒ苿油ㄐ啪W(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、衛(wèi)星網(wǎng)、廣電網(wǎng)、行業(yè)專網(wǎng)，及形成的融合網(wǎng)絡等。根據(jù)應用需求，可作為透明傳輸?shù)木W(wǎng)絡層，也可升級以滿足未來不同內容傳輸?shù)囊蟆＝?jīng)過十余年的快速發(fā)展，移動通信、互聯(lián)網(wǎng)等技術已比較成熟，在物聯(lián)網(wǎng)的早期階段基本能夠滿足物聯(lián)網(wǎng)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰＞W(wǎng)絡層主要關注來自于感知層的、經(jīng)過初步處理的數(shù)據(jù)經(jīng)由各類網(wǎng)絡的傳輸問題。網(wǎng)絡層涉及到智能路由器，不同網(wǎng)絡傳輸協(xié)議的互通、自組織通信等多種網(wǎng)絡技術。2.網(wǎng)絡層應用層包含管理服務層和應用層。管理服務層在高性能計算和海量存儲技術的支撐下，管理服務層將大規(guī)模數(shù)據(jù)高效、可靠地組織起來，為上層行業(yè)應用提供智能的支撐平臺。存儲是信息處理的第一步。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)以及其后發(fā)展起來的各種海量存儲技術已廣泛應用于IT、金融、電信、商務等行業(yè)。面對海量信息，如何有效地組織和查詢數(shù)據(jù)是核心問題。管理服務層的主要特點是“智慧”。有了豐富翔實的數(shù)據(jù)，運籌學理論、機器學習、數(shù)據(jù)挖掘、專家系統(tǒng)等“智慧進發(fā)”手段有了更廣闊的施展舞臺。除此之外，信息安全和隱私保護變得越來越重要。在物聯(lián)網(wǎng)時代，每個人穿戴多種類型的傳感器，連接多個網(wǎng)絡，一舉一動都被監(jiān)測。如何保證數(shù)據(jù)不被破壞、不被泄露、不被濫用成為物聯(lián)網(wǎng)面臨的重大挑戰(zhàn)。3.應用層物聯(lián)網(wǎng)還需要信息安全、物聯(lián)網(wǎng)管理、服務質量管理等公共技術支撐。在各層之間，信息不是單向傳遞，有交互、控制等，所傳遞的信息多種多樣，其中最為關鍵的是圍繞物品信息，完成海量數(shù)據(jù)采集、標識解析、傳輸、智能處理等各個環(huán)節(jié)，與各業(yè)務領域應用融合，完成各業(yè)務功能。因此，物聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)架構和標準體系是一個緊密關聯(lián)的整體，引領了物聯(lián)網(wǎng)研究的方向和領域。4.其它1.物聯(lián)網(wǎng)的起源物聯(lián)網(wǎng)的概念最早出現(xiàn)于比爾·蓋茨1995年出版的《未來之路》一書，在《未來之路》中，比爾蓋茨已經(jīng)提及Internetofthings，但是由于受到當時網(wǎng)絡技術、感知設備的限制，并沒有得到廣泛認可。2013年3月4日，《國家重大科技基礎設施建設中長期規(guī)劃（2012—2030年）》正式發(fā)布，規(guī)劃明確未來20年我國重大科技基礎設施發(fā)展方向和“十二五”時期建設重點，強調為突破未來網(wǎng)絡基礎理論和支撐新一代互聯(lián)網(wǎng)實驗，建設未來網(wǎng)絡試驗設施，主要包括：原創(chuàng)性網(wǎng)絡設備系統(tǒng)、資源監(jiān)控管理系統(tǒng)，涵蓋云計算服務、物聯(lián)網(wǎng)應用等。1.2物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展2.物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展階段物聯(lián)網(wǎng)產業(yè)的規(guī)模化發(fā)展以相對完善的產業(yè)鏈形成為基礎條件，在應用需求驅動下，配合以良好的政策、經(jīng)濟、社會和市場等環(huán)境因素，共同促進物聯(lián)網(wǎng)的規(guī)模化發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)產業(yè)鏈的完善是物聯(lián)網(wǎng)產業(yè)良性發(fā)展的前提條件，當前，我國物聯(lián)網(wǎng)上下游產業(yè)環(huán)節(jié)已經(jīng)相對成形，但產業(yè)鏈不同環(huán)節(jié)之間的結合度還不夠緊密，需要進一步統(tǒng)籌規(guī)劃。物聯(lián)網(wǎng)產業(yè)的發(fā)展離不開政府的支持和相關行業(yè)監(jiān)管部門的引導。目前，包括中國在內的世界各國已先后制定了多個物聯(lián)網(wǎng)產業(yè)發(fā)展相關的計劃，如美國的“智能電網(wǎng)”計劃。日本的i-Japan計劃和韓國的u-Korea計劃等。3.物聯(lián)網(wǎng)產業(yè)發(fā)展的機遇（1）從物聯(lián)網(wǎng)應用行業(yè)角度上看，目前物聯(lián)網(wǎng)應用行業(yè)呈現(xiàn)碎片化的特征，應用行業(yè)覆蓋面廣，涉及行業(yè)多，難以形成規(guī)模化。各專業(yè)行業(yè)控制力較強，行業(yè)間壁壘顯著。與此同時，各行業(yè)的需求呈現(xiàn)多樣性，差異較大。（2）從物聯(lián)網(wǎng)技術標準角度上看，目前物聯(lián)網(wǎng)相關的標準較為雜亂，由于物聯(lián)網(wǎng)覆蓋從感知到處理、傳輸以及服務提供等諸多技術領域，即使是同一技術領域，多個標準化組織會制定各自的標準規(guī)范，這些標準所涉及的技術范圍常常互有重疊，難以融合和統(tǒng)一。（3）從總體進度上看，目前國際國內物聯(lián)網(wǎng)進展仍相對緩慢，技術標準的成熟仍需要較長的時間。（4）從物聯(lián)網(wǎng)產業(yè)鏈環(huán)節(jié)合作角度上看，在運營模式仍未出現(xiàn)新的突破前提下，如何與物聯(lián)網(wǎng)集成商合作實現(xiàn)共贏，實現(xiàn)產業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的有效整合仍是亟待解決的問題。產業(yè)聯(lián)盟是物聯(lián)網(wǎng)產業(yè)鏈各環(huán)節(jié)橫向合作的主要形式。目前，已存在多個地方、區(qū)域或者行業(yè)內的物聯(lián)網(wǎng)產業(yè)聯(lián)盟，具有影響力的全國性物聯(lián)網(wǎng)產業(yè)聯(lián)盟仍在成長中，同時產業(yè)聯(lián)盟的工作成效也有待實質性地提升。（5）從物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術角度上看，物聯(lián)網(wǎng)產業(yè)發(fā)展還面臨一定的關鍵技術挑戰(zhàn)，包括傳感器技術、傳輸技術、處理技術以及服務提供技術，下一代關鍵技術突破和新系統(tǒng)集成技術將有利地推動物聯(lián)網(wǎng)產業(yè)的良性發(fā)展。4.物聯(lián)網(wǎng)產業(yè)發(fā)展的挑戰(zhàn)在世界精英管理者中流傳著這樣一句話：三流企業(yè)做產品，二流企業(yè)做品牌，一流企業(yè)做標準。曾經(jīng)“MADEINCHINA”享譽全球，是品質保證的代名詞。出自我國東南沿海代加工工廠的各種產品遠銷世界各地，為各品牌商帶來了巨大效益。但是巨額利潤與我國眾多的代加工工廠無關，雖然他們的產品得到了所有人的認可，但是由于沒有研發(fā)、沒有品牌，也沒有“標準”，這樣的企業(yè)很難發(fā)展成為一流企業(yè)。那么，怎樣才能達到一流企業(yè)的要求呢？一流企業(yè)做標準。近幾年風生水起的蘋果公司，始終堅持創(chuàng)新之路，不斷樹立行業(yè)標準和規(guī)范。1.3物聯(lián)網(wǎng)的技術標準標準的制定是一個領域發(fā)展的制高點。當今世界，誰掌握了標準的制定權，就掌握了技術和經(jīng)濟競爭的主動權。標準化水平已成為衡量一個國家綜合實力的標志。一個企業(yè)乃至一個國家，要在激烈的國際競爭中立于不敗之地，必須深刻認識標準對國民經(jīng)濟與社會發(fā)展的重要意義。俗語說“沒有規(guī)矩，不成方圓”。1.標準的意義物聯(lián)網(wǎng)標準的制定是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展自身價值和優(yōu)勢的基礎支撐。由于物聯(lián)網(wǎng)涉及不同專業(yè)技術領域、不同行業(yè)部門，物聯(lián)網(wǎng)的標準既要涵蓋不同應用場景的共性特征，以支持各類應用和服務，又要滿足物聯(lián)網(wǎng)自身可擴展、系統(tǒng)和技術等內部差異性，所以物聯(lián)網(wǎng)標準的制定是一個歷史性的挑戰(zhàn)。目前，很多標準化組織均開展了與物聯(lián)網(wǎng)相關的標準化工作，但尚未形成一套較為完備的物聯(lián)網(wǎng)標準規(guī)范，在市場上仍有多項標準和技術在爭奪主導地位，這種現(xiàn)象嚴重制約了物聯(lián)網(wǎng)技術的廣泛應用和產業(yè)的迅速發(fā)展，所以急需建立統(tǒng)一的物聯(lián)網(wǎng)體系架構和標準化體系。2.物聯(lián)網(wǎng)標準制定情況我國信息產業(yè)發(fā)展落后于許多發(fā)達國家，在大多數(shù)傳統(tǒng)信息技術領域，我國已經(jīng)失去了國際標準制定的話語權。在經(jīng)濟發(fā)展轉型的今天，我國信息產業(yè)發(fā)展最大的瓶頸在于核心專利相對不足，受制于人，大量企業(yè)處于產業(yè)鏈條的低附加值環(huán)節(jié)。與此同時，我國物聯(lián)網(wǎng)產業(yè)發(fā)展起步較早，在研究、應用及標準化等方面與國際先進水平基本同步，個別領域甚至超前。當前，國際標準化組織對物聯(lián)網(wǎng)國際標準的研究處于起步階段，尚未形成統(tǒng)一標準。我國通過物聯(lián)網(wǎng)各個標準化組織的共同努力，力圖搶先制定適合我國產業(yè)發(fā)展特點的標準，引領國際標準走向，引導我國物聯(lián)網(wǎng)產業(yè)的興起，這無疑給我國提供了參與國際信息產業(yè)重新洗牌的機會。3.我國制定物聯(lián)網(wǎng)標準的意義物聯(lián)網(wǎng)具有行業(yè)應用的特性，具有很強的應用滲透性，可以運用到各行各業(yè)，大致可以分為三類：行業(yè)應用、大眾服務、公共管理。具體細分，主要有城市居住環(huán)境、智能交通、消防、智能建筑、家居、生態(tài)環(huán)境保護、智能環(huán)保、災害監(jiān)測避免、智慧醫(yī)療、智慧老人護理、智能物流、食品安全追溯、智能工業(yè)控制、智能電力、智能水利、精確農業(yè)、公共管理、智慧校園、公共安全、智能安防、軍事安全等。由于物聯(lián)網(wǎng)的應用領域很廣泛，但是目前處于起步階段。2012年《物聯(lián)網(wǎng)產業(yè)十二五發(fā)展規(guī)劃》重點確定了智能工業(yè)、智能農業(yè)、智能物流、智能交通、智能電網(wǎng)、智能環(huán)保、智能安防、智能醫(yī)療、智能家居等9個重點示范應用領域。1.4物聯(lián)網(wǎng)的典型應用及前景智能家居也稱智能住宅，是以住宅為平臺，兼?zhèn)浣ㄖ⒕W(wǎng)絡通信、信息家電、設備自動化，集系統(tǒng)、結構、服務、管理為一體的高效、舒適、安全、便利、環(huán)保的居住環(huán)境。智能家居利用先進的計算機技術、網(wǎng)絡通信技術、綜合布線技術，將與家居生活有關的各種子系統(tǒng)有機地結合在一起，通過統(tǒng)籌管理，讓家居生活更加舒適、安全。1.智能家居精準農業(yè)是以信息技術、生物技術、工程技術等一系列高新技術為基礎的面向大田作物生產的精細農作技術，已成為發(fā)達國家21世紀現(xiàn)代農業(yè)的重要生產形式。2.精準農業(yè)智能醫(yī)療系統(tǒng)是指以智能的物聯(lián)網(wǎng)和通訊技術連接居民、病人、醫(yī)護人員、藥品以及各種醫(yī)療設備和設施，支持醫(yī)療數(shù)據(jù)的自動識別、定位、采集、跟蹤、管理、共享，從而實現(xiàn)對人的智能化醫(yī)療和對物的智能化管理。3.智能醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)手段是以物聯(lián)網(wǎng)技術為架構，以傳感器為末端，自動在源頭采集環(huán)境監(jiān)測需要的各種環(huán)境數(shù)據(jù)，并即時的通過支撐網(wǎng)絡傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心，并顯示到相應的監(jiān)測系統(tǒng)中。4.環(huán)境監(jiān)測無人駕駛的公交車已經(jīng)在一些地方試運行成功。另外通過路網(wǎng)交通信息的全面實時獲取，還能實現(xiàn)交通堵塞預警、公交優(yōu)先、公眾車輛和特殊車輛的最優(yōu)路徑規(guī)劃、動態(tài)誘導、綠波控制和突發(fā)事件交通管制等功能。5.智能交通在先進的倉儲配送系統(tǒng)中，全自動輸送分揀系統(tǒng)也常用激光、紅外等技術進行物品感知、定位與計數(shù)，進行全自動的快速分揀。此外為了使倉儲作業(yè)做到可視化，對倉庫實行視頻監(jiān)控，部分倉儲系統(tǒng)采用了視頻感知監(jiān)控系統(tǒng)，取得了良好的效果。