一文带你读懂物联网

数字化转型已成为众多企业十四五战略布局的新规划，随着云计算、大数据、人工智能和5G 等技术的共同作用下，企业数字化转型的速度得到前所未有的跨越式发展，在边际成本上也获得了压倒性的先发竞争优势，将对每个行业产生巨大的影响，数字化将成为数字经济进程中企业追逐的新目标。

数字化转型是企业追逐的新目标也是必经之路，甚至可以说“无数字化就会面临淘汰”。传统的信息化方式已经很难帮助企业应对极端条件下的企业发展，如这两年的疫情，给国家和企业造成的损失无可计量，对传统企业更是致命打击，也正是诸如此类的突发事件，类似加速一样，带来了数字化的指数发展，加快了行业的数字化普及。

物联网是“新基建”的核心要素，也是数字化转型的关键节点。传统制造企业已不再是埋头造东西了，而是通过收集产品的各项使用指标、用户习惯等数据，优化产品，提升用户满意度。每个产品都可以通过不同的网络介质与云端通信，实现数据的高效、稳定传输。

所以说要实现数字化转型，物联网是必经之路。

物联网 归根结底还是一种以网络为介质将万物进行互联网的网络。只不过，这网络不再局限于以前的局域网，而是通过各种新的通信技术，如5G 。物联网技术的重要基础和核心仍旧是互联网，通过各种有线和无线网络与互联网融合，将物体的信息实时准确地传递到云端 。

物联网初步分为三个层次，有物理层(也被称为感知层)，网络层和应用层。

也称为感知层，主要是由各种的传感器元器件构成，如温、湿度传感器、高度传感器、方向传感器、R FID 标签和读写器等等。它本身是对外界各种信号的感知，类似人的五感，采集各种信息的来源，主要功能就是识别物体，采集信息。

负责传递和处理感知层获取的信息，由各种网络、互联网、有线和无线通信网、网络管理系统和云计算平台等组成。

负责物联网和用户(包括人、组织和其他系统)的人机接口，与各行各业的业务需要进行对接，实现物联网的智能应用。

物联网技术已经不再局限于某个企业或者行业，随着快速的发展，物联网已涉及到智慧安防、智慧能源、智慧家居、智慧城市等的建设。所以必须快速的形成自主的知识产权，掌握物联网的核心技术。

从企业层面而言，通过应用物联网可以最直观、最优先的获得终端用户使用产品的第一手数据， 有助于 企业高层在企业战略、营销、研发、运营等多板块的决策。

随着技术的不断更新发展 ，企业 最终 将会成为物联网解决方案的执行者， 深知物联网可以为企业带来的无限红利，如为企业在行业内的创新创造更多的机会，提高用户满意度、利用与用户的互动，可以提升用户粘性，提高资源利用率的同时节约总体成本。

从个人层面而言， 科技 改变生活，各种新技术的诞生都是为了满足人类的某种需求，物联网也不例外。通过物联网可以改变人们的学习习惯。如教育机构可以通过物联网获得学生的学习习惯数据，对学生薄弱的学习环节进行定向辅导。可以提前告知车主，某个商场最近的车位在哪、哪条路堵车等。可以告知妈妈们冰箱里是否还有菜还有什么菜等等的场景。

由于这些多方面的好处，使物联网 被 广泛 的 应用。不但有效地满足了企业的成本削减效率提高 的要求 ， 还帮助企业 获得新的发展机会， 使人们的生活更加的便利，人更“懒”了。

物联网是各种感知技术、通信技术、云计算、大数据、人工智能等技术的集合体。在各行各业都得到了广泛应用。物联网上部署了海量的多种类型传感器，每个传感器都是一个信息源，不同类别的传感器所捕获的信息内容和信息也不尽相同。企业通过大数据的不同算法和模型分析信息，提取价值数据，可以有效的帮助企业高管进行关键决策。

物联网的核心是物与物，以及人与物之间的信息交互，物联网的发展将为国家、行业及企业带来前所未有的挑战。物联网的技术特征有以下几点：

RFID 本身是一种简单的无线系统，由询问器和应答器组成，具有唯一的编码，附在实体上。这样我们可以随时掌握物体的位置及周遭环境，对目标物体进行跟踪。

是一种以机器对机器进行智能交互为核心的、网络化的应用与服务，使对象实现智能化控制。基于云计算、大数据、人工智能等平台和互联网络，可以依据获取到的数据进行决策，改变对象的行为，从而进行控制和反馈。

主要是由微型的、不同功能的传感器、微执行器、信号处理器和控制电路等组成。负责信息收集、简单处理和执行。利用传感网可以可以提高系统的自动化能力、智能化能力。

物联网的属性特征可概括为感知、传送和处理。

位于物联网的物中，集成各种不同功能的传感装置，利用RFID、二维码、传感器等感知、获取，随时随地对物体进行信息采集。

位于物联网的联中，通过各种通信网络与互联网技术的融合，将目标物体(对象)接入信息网络，随时随地进行可靠的信息交互和共享。

利用云计算、大数据等新兴技术，对海量的跨区域、跨行业、跨组织的数据和信息进行分析处理，提升对物理世界各种活动和变化的洞察力，实现自动化且智能化的决策。

通过上文的介绍，想必大家已经对物联网有了一个轮廓的理解。物联网作为新一代的信息技术的高度集成的产物，被国家列为五大新兴战略性产业之一，对于以后发展有很大的影响，同时物联网已经在各行各业得到了不同程度的实际应用，为促进企业的数字化转型，发挥了重要的作用。

随着工业40的发展，越来越多的智能化工厂、数字化工厂在国内落地开花，遍布全国。借助物联网的热度和技术，实现从研发、制造、销售、物流到后市场等关键环节的全流程标准化、智能化。比如：

随着智能化 社会 的到来，智能建筑、智能家电、智能家居正在逐步走进我们的生活。智能家居是以家为平台,兼备建筑、自动化,智能化于一体的高效、舒适、安全、便利的家居环境，是物联网生活化的应用场景之一。物联网不仅仅提供了传感器的连接,其本身也具有智能处理的能力,能够对物体实施智能控制。通过网络等信息通信技术手段实现对家居电器等的智能控制,使其能够按照人们的设定工作运行,而不论距离的远近。智能化与远程控制是智能家居的两大特点，这也是物联网的属性。

随着物联网的发展，智能家居可提供的场景不胜枚举，如通过手机可以远程控制家中的摄像头，查看家里情况，甚至可以通过摄像头和家人聊天;通过红外开关对家电进行远程控制，如提前打开电饭煲，实现下班到家马上有饭吃;通过智能门锁远程对门锁进行控制，掌控何人何时回家。利用物联网实现家居智能化，使生活更加舒适、便利和安全。

经历了计算机、互联网与移动通信网两次浪潮，物联网被称为信息产业第三次浪潮，代表了下一代信息发展技术。物联网是现代信息技术发展到一定阶段后出现的一种 综合 性应用与技术，将各种感知技术、现代网络技术和人工智能与自动化技术聚合与集成，使人与物智慧对话， 实现智慧的地球 。

物联网正在积极塑造工业生产和消费世界，从零售到医疗保健，从金融到物流，智能技术已遍及每个业务和消费者领域。随着国家的支持力度不断加码，物联网将得到前所未有的发展。毋庸置疑，物联网已经成为智慧的代名词，数字化转型的基础。

摘 要：对物联网的技术信息进行了综合分析，介绍了物联网的起源、基本概念、国内外的研究现状和应用现状，讨论了物联网的体系结构、感知及终端技术、物联网的安全、智能化等关键技术，最后结合中国物联网的发展及产业现状，提出了物联网的应用与技术建议。
关键词：物联网(IOT)；射频识别(RFID)；网络应用；关键技术
中图分类号：TP3934 文献标识码：A 文章编号：2095-1302(2012)08-0078-03
Features and application of Internet of Things
MA Yin
(Jiangsu College of Information Technology, Wuxi 214153, China)
Abstract: A comprehensive analysis of Internet of Things (IOT) is made The origin and basic concepts of IOT is presented firstly The current research on IOT at homeland and abroad and application of IOT are introduced secondly The key techniques of IOT such as the architecture, perception and terminal technology, security of IOT and intelligence are discussed in detail Combined with the development and current industry situation, the suggestions about IOT application and technical improvement are made finally
Keywords: Internet of Things (IOT); Radio Frequency Identification (RFID); Internet application; key technique
0 引 言
随着信息技术的发展，智能化管理与服务也得到快速发展，物联网正是在这样的条件下发展起来的新兴产业。物联网是以感知为核心的物物互联的综合信息系统，其发展将促进传统生产、生活方式向着现代智能化的方式转变，可大大提高生产力和社会运行效率，提升人们的生活质量。物联网是继计算机、互联网之后，世界信息产业的第3次革命。
早在1995年，比尔·盖茨在《未来之路》中就已经提及物物互联的概念，但受限于当时无线网络、硬件及传感设备的发展情况而未引起重视。1998年，美国麻省理工学院(MIT)创造性地提出了当时被称为EPC系统的物联网构想。1999年，在建立物品编码、RFID技术和物联网的基础上，美国Auto-ID中心首先提出“万物皆可通过网络互联”，从此阐明了物联网的基本含义[1]。
物联网的基本思想产生于上世纪末，但近年来，随着信息技术的发展，物联网才真正引起人们的关注。2005年，在信息社会世界峰会(WSIS)上，国际电信联盟(ITU)发布了《ITU互联网报告2005：物联网》[2]。《报告》指出，无所不在的“物联网”通信时代即将来临：通过一些关键技术，用互联网将世界上的物体都连接在一起，使世界万物都可以上网，世界上所有物体都可以通过互联网主动进行信息交换。射频识别技术(RFID)、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术和机器人技术等将得到更加广泛的应用。欧洲智能系统集成技术平台(EPOSS)于2008年在《物联网2020》[3]报告中分析预测了未来物联网的发展主要经历四个阶段：2010年之前广泛应用于物流、零售和制药等领域；2010—2015年实现物与物之间的互联；2015—2020年进入半智能化阶段；2020年之后实现全智能化。目前，物联网的产业发展和应用正在由第一阶段向第二阶段过渡期，物物互联的应用范围不断扩大。RFID 在欧美国家已具有成熟的产业链，这些国家主要将RFID 技术应用于交通、车辆管理、身份识别、生产线自动化控制、仓储管理及物资跟踪等领域。我国目前的物联网虽然只有小规模应用，但物联网的战略性新兴产业地位已经明确。
1 物联网关键技术及特点
物联网是一个基于互联网、传统电信网等信息载体，让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。它具有普通对象设备化、自治终端互联化和普适服务智能化的重要特征。物联网是一种复杂多样的综合网络系统，根据信息生成、传输、处理和应用过程，可以把物联网分为感知识别层、网络构建层、管理服务层和综合应用层。
11 感知识别层
感知识别层由大量具有感知和识别功能的设备组成，可以部署于世界任何地方、任何环境之中，被感知和识别的对象也不受限制。感知识别技术是物联网的核心技术，是联系物理世界和信息世界的纽带，主要作用是感知和识别物体，采集并捕获信息。关键技术不仅包括射频识别技术、无线传感器等信息自动生成设备，也包括各种智能电子产品用来人工信息生成，主要是感知和识别设备的功耗、物体标签信息的浓缩和写入、物体信息代码的分类匹配等。近年来，各类可联网的电子产品层出不穷，智能手机、个人数字助理(PDA)、多媒体播放器、上网本、笔记本、平板电脑等迅速普及，人们可以随时随地接入互联网，分享信息。信息生成方式的多样化是物联网区别于其他网络的重要特征。
12 网络构建层
网络构建层主要是将感知识别层数据接入互联网。互联网及下一代互联网(包含IPv6技术)是物联网的核心网络。
各种无线网络可提供随时随地的网络接入服务。各种不同类型的无线网络合力提供便捷的网络接入，是实现物物互联的重要基础设施。无线个域网包括蓝牙技术(802151标准)、ZigBee技术(802154标准)，无线局域网包括现在广为流行的Wi-Fi技术(80211标准)，无线城域网包括现有的WiMAX技术(80216标准)，无线广域网包括现有移动通信网络及其演进技术(3G、4G通信技术)。

刚泡好的清茶摆在面前，你眼睛看到的是杯子，鼻子闻到的是茶香，嘴巴尝到的是微苦味，用手摸一下还较烫……
人体器官的感知综合在一起时，人便得出了这一杯清茶的判断。假如把清茶的感知信息传上互联网，人们便能通过网络随时了解清茶的情况。
若成万上亿计物品的感知信息，都能如这杯清茶一样上传到互联网供人使用，这就是“传感网”，又称“物联网”。
虚拟世界和物理世界的纽带
那么，物联过程是怎么实现的？
据微软亚洲研究院常务副院长赵峰介绍，首先，每一个物理世界中每一样东西，无论钥匙还是电饭煲，都有一个智能“身份z”，比如IP地址。这个虚拟“身份z”记录了包括该物品材质、位置、大小、温度等信息。
那物品感知信息如何上网呢？这就需要传感器出场了。传感器里面有一个很小的微处理器，能够测量环境当中的温度、湿度、位置、方向等信息，可以做数据处理，并通过无线传输直接传到网上去。由此，互联网与物理世界就能够对应起来。
这样一来，人们就可以在网上检索物理世界。“有了物联网，我再也不用担心找不着我的钥匙了。上网查一下位置就能找到。”赵峰说。
然而，人们不禁纳闷，我们已经有了移动通信网和互联网，还要物联网何用？
作为中国物联网的领路人，中科院上海微系统与信息技术研究所副所长、无锡物联网产业研究院院长刘海涛说，移动通信网是人和人的互联，传感网是物和物的互联，是感知的网络；互联网是信息共享的平台；而物联网则一头连着虚拟世界，一头连着现实的物理世界。
刘海涛表示，物和物、物和人简单地互联意义不大。物联网的精髓是感知，但是若不能达到对物控制、指挥的目的，就没有意义。
将带来第三次产业化浪潮
据介绍，物联网技术已经在上海世博会和浦东机场上应用，分别布置了防入侵传感网。其中，浦东机场的应用系统可以说是国际上应用规模最大的案例之一。
浦东机场的应用系统铺设了3万多个传感节点，覆盖了地面、栅栏和低空探测，可以防止翻越、恐怖袭击等攻击性入侵。
物联网的应用不仅限于此，还可用于家居、环保、政务、安保、消防、电网、食品安全和国防等各个行业和生活的各个方面。
刘海涛举了个例子，比如你在开车上桥时，是无法看到桥另一端情况的。如果这时候另一端有一个人在过马路，就难免会发生交通事故；而如果我们在马路下面安装了传感网，并与你车上的传感网终端或手机相联接，一旦有人过马路，马上就会通过传感网告诉你，就能避免灾难的发生。
家居应用更是会方便人们生活。赵峰说，我坐在办公室里打开手机的话，就可以通过手机观察物理世界当中所有的东西，我就可以知道我小孩上学没有，下学后是不是赶上班车了，身体状况怎么样啊，也可以知道家里哪些电器出门时忘记关了。
“物联网今后的应用和规模会远远超出我们现在的想象。”赵峰指出。
业内人士判断，物联网给人类社会带来的深刻的影响甚至变革，可能要远远大于互联网。
如果把计算机的出现使信息处理获得了质的飞跃，视作信息技术第一次产业化浪潮；如果把互联网和移动网的发展使信息传输获得了巨大提升，视作第二次产业化浪潮。那么，专家表示，以物联网为代表的信息获取技术的突破，将掀起第三次产业化浪潮。
“中国物联网的春天来了”
一个新兴产业的发展，最重要的是掌握标准。在互联网时代，中国仍扮演着追赶者的角色，那在物联网领域，是否能一举成为领先者？
专家指出，在物联网技术浪潮中中国与国际同步，具有同发优势，处于同等水平，并做到了部分领先。
中科院上海微系统所是我国最早开展物联网技术的单位。2005年该所作为技术牵头单位，在国标委下属的信标委领导下，和标准化研究所合作推进国家传感网的标准化工作，这要早于国际标准的启动。
在2008年国际标准化组织的传感网络研究小组首届大会上，由中科院上海微系统所代表中国牵头提出了整个传感网的体系架构、产业的演进路线、协议站架构等，获得一致通过。第二届大会是在德国开的，其主要议题就是讨论中国的系列提案。而在此后的会议上，基本上都是由中国代表国际标准化组织做总体报告和特邀报告。
刘海涛自豪地说，在标准化方向上我们具有举足轻重的主导话语权。这在我国的信息技术发展史上是第一次。
赵峰说，国内很多单位做的基础研究很不错，我们消费者数量是其他国家无法比拟的，而且想法也很前沿，中国在今后十年当中能够领先。
好消息一个接着一个传来，日前，国务院将传感网和物联网上升为国家五大战略性新兴产业中的第二位。
刘海涛兴奋地说，中国物联网的春天来了。

---