物聯(lián)網(wǎng)：下一個“重要生產(chǎn)力”

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。其英文名稱是：“Internet of Things（IoT）”。顧名思義，物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)。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(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次浪潮。

物聯(lián)網(wǎng)這一概念由凱文·阿什頓（Kevin Ashton）于 1999 年提出。阿什頓認為，計算機最終能夠自主產(chǎn)生及收集數(shù)據(jù)，而無需人工干預，因此將推動物聯(lián)網(wǎng)的誕生。簡單來說，物聯(lián)網(wǎng)的理念在于物體之間的通信，以及相互之間的在線互動。這是一項很難想象的技術進步，但正逐漸展現(xiàn)在我們眼前。2005年，在突尼斯舉行的信息社會世界峰會上，國際電信聯(lián)盟發(fā)布了《ITU互聯(lián)網(wǎng)報告2005：物聯(lián)網(wǎng)》，正式提出了“物聯(lián)網(wǎng)”的概念。盡管上述場景令人難以置信，但隨著“物聯(lián)網(wǎng)”的發(fā)展，類似場景終將成為現(xiàn)實。

物聯(lián)網(wǎng)的原理、特征與本質

物聯(lián)網(wǎng)是在計算機互聯(lián)網(wǎng)的基礎上，利用RFID、無線數(shù)據(jù)通信等技術，構造一個覆蓋世界上萬事萬物的“Internet of Things”。在這個網(wǎng)絡中，物品（商品）能夠彼此進行“交流”，而無需人的干預。其實質是利用射頻自動識別（RFID）技術，通過計算機互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)物品（商品）的自動識別和信息的互聯(lián)與共享。

而RFID，正是能夠讓物品“開口說話”的一種技術。在“物聯(lián)網(wǎng)”的構想中，RFID標簽中存儲著規(guī)范而具有互用性的信息，通過無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡把它們自動采集到中央信息系統(tǒng)，實現(xiàn)物品（商品）的識別，進而通過開放性的計算機網(wǎng)絡實現(xiàn)信息交換和共享，實現(xiàn)對物品的“透明”管理。

和傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)相比，物聯(lián)網(wǎng)有其鮮明的特征。

首先，它是各種感知技術的廣泛應用。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容和信息格式不同。傳感器獲得的數(shù)據(jù)具有實時性，按一定的頻率周期性地采集環(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。物聯(lián)網(wǎng)技術的重要基礎和核心仍舊是互聯(lián)網(wǎng)，通過各種有線和無線網(wǎng)絡與互聯(lián)網(wǎng)融合，將物體的信息實時準確地傳遞出去。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，必須適應各種異構網(wǎng)絡和協(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，能夠對物體實施智能控制。物聯(lián)網(wǎng)將傳感器和智能處理相結合，利用云計算、模式識別等各種智能技術，擴充其應用領域。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)，以適應不同用戶的不同需求，發(fā)現(xiàn)新的應用領域和應用模式。

物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的應用拓展，應用創(chuàng)新是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的核心，以用戶體驗為核心的創(chuàng)新則是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的靈魂。物聯(lián)網(wǎng)的本質概括起來主要體現(xiàn)在三個方面：一是互聯(lián)網(wǎng)特征，即對需要聯(lián)網(wǎng)的物一定要能夠實現(xiàn)互聯(lián)互通的互聯(lián)網(wǎng)絡；二是識別與通信特征，即納入物聯(lián)網(wǎng)的“物”一定要具備自動識別與物物通信的功能；三是智能化特征，即網(wǎng)絡系統(tǒng)應具有自動化、自我反饋與智能控制的特點。

物聯(lián)網(wǎng)應用中的關鍵技術

從技術架構上來看，物聯(lián)網(wǎng)可分為三層：感知層、網(wǎng)絡層和應用層。感知層由各種傳感器以及傳感器網(wǎng)關構成，包括二氧化碳濃度傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、二維碼標簽、RFID 標簽和讀寫器、攝像頭、GPS等感知終端。感知層的作用相當于人的眼耳鼻喉和皮膚等神經(jīng)末梢，它是物聯(lián)網(wǎng)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)絡層由各種私有網(wǎng)絡、互聯(lián)網(wǎng)、有線和無線通信網(wǎng)、網(wǎng)絡管理系統(tǒng)和云計算平臺等組成，相當于人的神經(jīng)中樞和大腦，負責傳遞和處理感知層獲取的信息。

應用層是物聯(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)需求結合，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的智能應用。

在物聯(lián)網(wǎng)應用中有三項關鍵技術：

1.傳感器技術，這也是計算機應用中的關鍵技術。大家都知道，到目前為止絕大部分計算機處理的都是數(shù)字信號。自從有計算機以來就需要傳感器把模擬信號轉換成數(shù)字信號計算機才能處理。

2.RFID標簽，也是一種傳感器技術，RFID技術是融合了無線射頻技術和嵌入式技術為一體的綜合技術，RFID在自動識別、物品物流管理方面有著廣闊的應用前景。

3.嵌入式系統(tǒng)技術，是綜合了計算機軟硬件、傳感器技術、集成電路技術、電子應用技術為一體的復雜技術。經(jīng)過幾十年的演變，以嵌入式系統(tǒng)為特征的智能終端產(chǎn)品隨處可見，小到人們身邊的MP3，大到航天航空的衛(wèi)星系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)正在改變著人們的生活，推動著工業(yè)生產(chǎn)以及國防工業(yè)的發(fā)展。如果把物聯(lián)網(wǎng)用人體做一個簡單比喻，傳感器相當于人的眼睛、鼻子、皮膚等感官，網(wǎng)絡就是神經(jīng)系統(tǒng)用來傳遞信息，嵌入式系統(tǒng)則是人的大腦，在接收到信息后要進行分類處理。這個比喻形象地描述了傳感器、嵌入式系統(tǒng)在物聯(lián)網(wǎng)中的位置與作用。

物聯(lián)網(wǎng)的應用案例

物聯(lián)網(wǎng)用途廣泛，遍及智能交通、環(huán)境保護、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工業(yè)監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測、老人護理、個人健康、花卉栽培、水系監(jiān)測、食品溯源、敵情偵察和情報搜集等多個領域。

國際電信聯(lián)盟于2005年的報告曾描繪“物聯(lián)網(wǎng)”時代的圖景：當司機出現(xiàn)操作失誤時汽車會自動報警；公文包會提醒主人忘帶了什么東西；衣服會“告訴”洗衣機對顏色和水溫的要求等等。物聯(lián)網(wǎng)在物流領域內的應用則比如：一家物流公司應用了物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的貨車，當裝載超重時，汽車會自動告訴你超載了，并且超載多少，但空間還有剩余，告訴你輕重貨怎樣搭配；當搬運人員卸貨時，一只貨物包裝可能會大叫“你扔疼我了”，或者說“親愛的，請你不要太野蠻”；當司機在和別人扯閑話，貨車會裝作老板的聲音怒吼“該發(fā)車了！”

物聯(lián)網(wǎng)把新一代IT技術充分運用在各行各業(yè)之中，具體地說，就是把感應器嵌入和裝備到電網(wǎng)、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統(tǒng)、大壩、油氣管道等各種物體中，然后將“物聯(lián)網(wǎng)”與現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)整合起來，實現(xiàn)人類社會與物理系統(tǒng)的整合，在這個整合的網(wǎng)絡當中，存在能力超級強大的中心計算機群，能夠對整合網(wǎng)絡內的人員、機器、設備和基礎設施實施實時的管理和控制，在此基礎上，人類可以以更加精細和動態(tài)的方式管理生產(chǎn)和生活，達到“智慧”狀態(tài)，提高資源利用率和生產(chǎn)力水平，改善人與自然間的關系。

1.物聯(lián)網(wǎng)傳感器產(chǎn)品已率先在上海浦東國際機場防入侵系統(tǒng)中得到應用。系統(tǒng)鋪設了3萬多個傳感節(jié)點，覆蓋了地面、柵欄和低空探測，可以防止人員的翻越、偷渡、恐怖襲擊等攻擊性入侵。上海世博會也與中科院無錫高新微納傳感網(wǎng)工程技術研發(fā)中心簽下訂單，購買防入侵微納傳感網(wǎng)產(chǎn)品。

2.ZigBee路燈控制系統(tǒng)點亮濟南園博園。ZigBee無線路燈照明節(jié)能環(huán)保技術的應用是此次園博園中的一大亮點。園區(qū)所有的功能性照明都采用了ZigBee無線技術達成的無線路燈控制。

3.首家手機物聯(lián)網(wǎng)落戶廣州。將移動終端與電子商務相結合的模式，讓消費者可以與商家進行便捷的互動交流，隨時隨地體驗品牌品質，傳播分享信息，實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)向物聯(lián)網(wǎng)的從容過渡，締造出一種全新的零接觸、高透明、無風險的市場模式。手機物聯(lián)網(wǎng)購物其實就是閃購。閃購通過手機掃描條形碼、二維碼等方式，可以實現(xiàn)購物、比價、鑒別產(chǎn)品等功能。這種智能手機和電子商務的結合，是“手機物聯(lián)網(wǎng)”其中的一項重要功能，手機物聯(lián)網(wǎng)應用正伴隨著電子商務大規(guī)模興起。

4.與門禁系統(tǒng)的結合。一個完整的門禁系統(tǒng)由讀卡器、控制器、電鎖、出門開關、門磁、電源、處理中心這幾個模塊組成，無線物聯(lián)網(wǎng)門禁將門點的設備簡化到了極致：一把電池供電的鎖具。除了門上面要開孔裝鎖外，門的四周不需要設置任何輔佐設備。整個系統(tǒng)簡潔明了，可大幅縮短施工工期，也能降低后期維護的費用。無線物聯(lián)網(wǎng)門禁系統(tǒng)的安全與可靠體現(xiàn)在無線數(shù)據(jù)通信的安全性和傳輸數(shù)據(jù)的安穩(wěn)性。

5.與云計算的結合。物聯(lián)網(wǎng)的智能處理依靠先進的信息處理技術，如云計算、模式識別等技術，云計算可以從兩個方面促進物聯(lián)網(wǎng)和智慧地球的實現(xiàn)：云計算是實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的核心；云計算促進物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的智能融合。

6.與移動互聯(lián)結合。物聯(lián)網(wǎng)的應用在與移動互聯(lián)相結合后，發(fā)揮了巨大的作用。智能家居使得物聯(lián)網(wǎng)的應用更加生活化，具有網(wǎng)絡遠程控制、遙控器控制、觸摸開關控制、自動報警和自動定時等功能，普通電工即可安裝，變更擴展和維護非常容易，開關面板顏色多樣，圖案個性化，給每一個家庭帶來不一樣的生活體驗。

7.與指揮中心的結合。物聯(lián)網(wǎng)在指揮中心已得到很好的應用，網(wǎng)連網(wǎng)智能控制系統(tǒng)可以指揮中心的大屏幕、窗簾、燈光、攝像頭、DVD、電視機、電視機頂盒、電視電話會議；也可以調用馬路上的攝像頭圖像到指揮中心，同時也可以控制攝像頭的轉動。網(wǎng)連網(wǎng)智能控制系統(tǒng)還可以通過3G網(wǎng)絡進行控制，可以多個指揮中心分級控制，也可以連網(wǎng)控制。還可以顯示機房溫度濕度，可以遠程控制需要控制的各種設備開關電源。

8.助力食品溯源系統(tǒng)。從2003年開始，中國已開始將先進的RFID射頻識別技術運用于現(xiàn)代化的動物養(yǎng)殖加工企業(yè)，開發(fā)出了RFID實時生產(chǎn)監(jiān)控管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠實時監(jiān)控生產(chǎn)的全過程，自動、實時、準確地采集主要生產(chǎn)工序與衛(wèi)生檢驗、檢疫等關鍵環(huán)節(jié)的有關數(shù)據(jù)，較好地滿足質量監(jiān)管要求，使過去市場上常出現(xiàn)的肉 質問題得到了妥善的解決。此外，政府監(jiān)管部門可以通過該系統(tǒng)有效地監(jiān)控產(chǎn)品質量安全，及時追蹤、追溯問題產(chǎn)品的源頭及流向，規(guī)范肉食品企業(yè)的生產(chǎn)操作過程，從而有效地提高肉食品的質量安全水平。

物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢

物聯(lián)網(wǎng)將是下一個推動世界高速發(fā)展的“重要生產(chǎn)力”，是繼通信網(wǎng)之后的另一個萬億級市場。我國正在高度關注、重視物聯(lián)網(wǎng)的研究，工業(yè)和信息化部會同有關部門，在新一代信息技術方面正在開展研究，以形成支持新一代信息技術發(fā)展的政策措施。

此外，用于機器、物品的傳感器與電子標簽及配套的接口裝置的數(shù)量將大大超過手機的數(shù)量。物聯(lián)網(wǎng)的推廣將會成為推進經(jīng)濟發(fā)展的又一個驅動器，為產(chǎn)業(yè)開拓了又一個潛力無窮的發(fā)展機會。按照對物聯(lián)網(wǎng)的需求，缺口達數(shù)以億計的傳感器和電子標簽，這將大大推進信息技術元件的生產(chǎn)，同時增加大量的就業(yè)機會。

2014年2月18日，全國物聯(lián)網(wǎng)工作電視電話會議在北京召開。中共中央政治局委員、國務院副總理馬凱出席會議并講話。他強調，要搶抓機遇，應對挑戰(zhàn)，以更大決心、更有效措施，扎實推進物聯(lián)網(wǎng)有序健康發(fā)展，努力打造具有國際競爭力的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)體系，為促進經(jīng)濟社會發(fā)展做出積極貢獻。馬凱指出，物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息網(wǎng)絡技術的高度集成和綜合運用，是新一輪產(chǎn)業(yè)革命的重要方向和推動力量，對于培育新的經(jīng)濟增長點、推動產(chǎn)業(yè)結構轉型升級、提升社會管理和公共服務的效率和水平具有重要意義。發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)必須遵循產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)律，正確處理好市場與政府、全局與局部、創(chuàng)新與合作、發(fā)展與安全的關系。要按照“需求牽引、重點跨越、支撐發(fā)展、引領未來”的原則，著力突破核心芯片、智能傳感器等一批核心關鍵技術；著力在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、節(jié)能環(huán)保、商貿(mào)流通、能源交通、社會事業(yè)、城市管理、安全生產(chǎn)等領域，開展物聯(lián)網(wǎng)應用示范和規(guī)?；瘧?；著力統(tǒng)籌推動物聯(lián)網(wǎng)整個產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)調發(fā)展，形成上下游聯(lián)動、共同促進的良好格局；著力加強物聯(lián)網(wǎng)安全保障技術、產(chǎn)品研發(fā)和法律法規(guī)制度建設，提升信息安全保障能力；著力建立健全多層次多類型的人才培養(yǎng)體系，加強物聯(lián)網(wǎng)人才隊伍建設。