物联网是什么？要如何做？

政策推动我国物联网高速发展

自2013年《物联网发展专项行动计划》印发以来，国家鼓励应用物联网技术来促进生产生活和社会管理方式向智能化、精细化、网络化方向转变，对于提高国民经济和社会生活信息化水平，提升社会管理和公共服务水平，带动相关学科发展和技术创新能力增强，推动产业结构调整和发展方式转变具有重要意义。

以数字化、网络化、智能化为本质特征的第四次工业革命正在兴起。物联网作为新一代信息技术与制造业深度融合的产物，通过对人、机、物的全面互联，构建起全要素、全产业链、全价值链全面连接的新型生产制造和服务体系，是数字化转型的实现途径，是实现新旧动能转换的关键力量。

我国物联网行业呈高速增长状态 未来将有更广阔的空间

自2013年以来我国物联网行业规模保持高速增长，增速一直维持在15%以上，江苏、浙江、广东省行业规模均超千亿元。中国通信工业协会的数据表明，随着物联网信息处理和应用服务等产业的发展，中国物联网行业规模已经从2013年的4896亿元增长至2019年的15万亿元。

虽然我国物联网发展显著，但我国物联网行业仍处于成长期的早中期阶段。目前中国物联网及相关企业超过3万家，其中中小企业占比超过85%，创新活力突出，对产业发展推动作用巨大。

物联网作为中国新一代信息技术自主创新突破的重点方向，蕴含着巨大的创新空间，在芯片、传感器、近距离传输、海量数据处理以及综合集成、应用等领域，创新活动日趋活跃，创新要素不断积聚。

物联网在各行各业的应用不断深化，将催生大量的新技术、新产品、新应用、新模式。未来巨大的市场需求将为物联网带来难得的发展机遇和广阔的发展空间。

在政策、经济、社会、技术等因素的驱动下，2020年GSMA移动经济发展报告预测，2019-2025年复合增长率为9%左右，2020年中国物联网行业规模目标16亿元，按照目前物联网行业的发展态势，十三五规划的目标有望超预期完成;预计到2025年，中国物联网行业规模将超过27万亿元。

未来物联网行业将向着多元方向发展

标准化是物联网发展面临的最大挑战之一，它是希望在早期主导市场的行业领导者之间的一场斗争。目前我国物联网行业百家争鸣，还未有一个统一的标准出现。因此在未来可能通过不断竞争将会出现限数量的供应商主导市场，类似于现在使用的Windows、Mac和Linux *** 作系统。

合规化同样是当下物联网面临的问题之一，特别是数据隐私问题。目前数据隐私已成为网络社会的一个关键词，各种用户数据泄露或被滥用的事件频发，特别是Facebook的丑闻引发了全球担忧。

因此在未来，我国各种立法和监管机构将提出更加严格的用户数据保护规定，，用户的敏感数据可能会随着时间的推移而受到更严格的监管。

安全化是指预防物联网软件遭受网络黑客攻击，在未来，以安全为重点的物联网设施将受到更多的关注，特别是某些特定的基础行业，如医疗健康、安全安防、金融等领域。

多重技术推动物联网技术创新

从技术创新趋势来看，物联网行业发展的内生动力正在不断增强。连接技术不断突破，NB-Iot、eMTC、Lora等低功耗广域网全球商用化进程不断加速;物联网平台迅速增长，服务支撑能力迅速提升;

区块链、边缘计算、人工智能等新技术题材不断注入物联网，为物联网带来新的创新活力。受技术和产业成熟度的综合驱动，物联网呈现“边缘的智能化、连接的泛在化、服务的平台化、数据的延伸化”等特点。

上数据来源于前瞻产业研究院《中国物联网行业应用领域市场需求与投资预测分析报告》。

物联网应用技术就业方向及前景如下：

1、就业方向

就业方向主要是在科学研究机构、设计院、咨询公司、建筑工程公司、物业及能源管理、建筑节能设备及产品制造生产企业等单位从事建筑节能的研究、设计、施工、运行、监测与管理等工作。

未来可从事物联网及互联网的协议标准与系统、通信架构、无线传感器、信息安全等的综合设计、开发、应用、管理与维护工作，或可继续深造，在高校或科研机构从事研究和教学工作。

2、就业前景

物联网是目前最火专业之一，薪水的起步是相对比较高。物联网应用覆盖面广，对人才需求量大，学生就业面广。现在很多企业都在招聘大量的物联网研发项目师，就业前景非常好。

物联网产业具有产业链长、涉及多个产业群的特点，其应用范围几乎覆盖了各行各业。 物联网专业是教育部允许高校增设新专业后，高校申请最多的学校，这也说明了国家对物联网经济的重视和人才培养的迫切性。

物联网应用技术学习内容

物联网应用技术专业培养掌握射频、嵌入式、传感器、无线传输、信息处理、物联网域名等物联网技术，掌握物联网系统的传感层、传输层和应用层关键设计等专门知识和技能。

具有从事WSN、RFID系统、局域网、安防监控系统等工程设计、施工、安装、调试、维护等工作的业务能力，具有良好服务意识与职业道德的高端技能型人才。

物联网应用技术专业核心课程有物联网概论、物联网RFID识别技术与应用、无线传感器网络技术、嵌入式接口技术、M2M 应用技术、物联网工程设计、Android 移动开发等。

随着信息技术的爆炸式发展，课堂的图景正在不断地发生变化，传统的一支粉笔、一本书，已经远远适应不了孩子们的发展需求。在2014年地平线报告基础教育版、2014上海基础教育信息化进程蓝皮书发布会，都对未来课堂进行了大胆的预测分析，可以想象，云课堂、“创客”、大数据等一系列酷炫的应用，都将在未来5年内进入课堂，真正地颠覆我们传统的观念。也许将来课堂上面，老师、学生有个好的创意，立即就可以通过3D打印机打印出来；也许，现在正在读中小学的孩子，未来可能从事的工作竟有六成都还没有“被发明”；也许当下的成年人帮孩子准备的工作能力，等他们到了25岁时，相匹配的工作可能已消失……
这些正在慢慢成为现实，那么，未来的课堂会是怎么样的？我们大胆设想一下：
图景一自带设备真正实现个性化学习
以前，我们是背着书包上学堂；未来课堂，这样的图景不再，孩子不用背着书包，而是带着酷炫的ipad、移动设备走进课堂。
2014年地平线报告基础教育版预测，自带设备将是1至2年内就将实现的技术。自带设备亦成为自带技术，指人们把自己的笔记本电脑、智能手机、平板电脑、kindle等移动设备带到学习或工作环境的做法。给学生选择自带设备的机会，以节省熟悉新设备所需的时间和精力。学生在设备上可利用和建构个性化的内容，让每位学生都能以自身独特的方式对新学科新知识进行探索。
可以想象，这样对于孩子而言，学习将变得更加自主化。自带设备作为技术手段，将预示出很好地适应个性化学习风格的愿景，让学生具备更强的主人翁意识。
图景二云计算让“学习场”无处不在
iPad上跳出一段清晰的影像:“请问以下哪只不是昆虫？”面对蜘蛛等数十张，学生们像玩游戏一样寻找答案……杨浦区教育局副局长吴巍与来宾分享了二师附小的师生共同演绎的小学科学类探究课《走进昆虫的世界》。这种由云平台、交互教学平台和移动学习平台构成的“创智云课堂”已在杨浦区27所学校试点，实现从预习、互动交流、作业测验、课外阅读的全数字化记录。
云计算构建了一个无处不在的“学习场”。只要有网络，所有学生都可以通过某种终端设备，依靠云计算访问和共享信息、硬件设备和应用程序。云计算也为各种创新的教学模式和方法提供了各种可能。
相比于过去的传统教室授课，如今上海的中小学正为学生打造一个更庞大的“学习场”，而这也是1－2年内越来越多的沪上中小学生将会体验到的新学习方式——利用云计算技术，借助平板电脑等智能设备，以及微课程制作，让开放内容深入到中小学具体的教学环节中，让学生处在一个“无处不在的学习场”，进行随时随地的学习。
图景三“大数据分析”将孩子的思维过程完全呈现出来
过去教师只能通过学生做题结果评判对错，却很难知道他们的思考过程。在未来，大数据以及学习分析技术，将让孩子们的思维呈现出来。
大境中学校长姚晓红透露，该校创新采用了一套“IM－MEX课程”，能通过学生对选择信息的记录描绘出学生在题目信息项之间“游走”的过程，不仅可比较不同学生思维过程的特点，也可比较同一学生思维发展变化，让老师更清晰了解学生“想什么”“怎么做”“问题出在哪里”等。
学习分析在中小学校中已开始逐渐发展。许多利用成熟的网络追踪工具精确地捕捉到学生在学习网络课程时的行为，不仅可以记录简单的变量，如一个主题所花费的时间，还可以记录越来越多的细节信息。
图景四游戏化技术，让孩子学习更加轻松
“学习就像玩游戏一样！”在未来的3－4年内，家长可能会越来越多听到孩子发出这样的感慨。专家透露，未来3－4年将会有越来越多的教育游戏和学习游戏出现，学生们通过游戏进行学习的比重将会比现在多得多。
美国心理协会在2013年的一项研究中强调了视频游戏在认知、动机、情感以及社交方面对人类行为的影响。一些教育公司为学校提供了基于游戏的教学方法，帮助儿童提高他们眼手协调性、短期记忆力、注意力集中性、服从指挥以及解决问题的能力。
将游戏的元素应用于教与学领域，将教与学游戏化。而游戏元素（艺术性、社交性、可合作性）如：炫酷的界面、角色扮演、任务、闯关升级、经验值、生命值、奖章等，这些都是值得借鉴于教育的。
图景五“创客”式自主学习形态出现
5年内的课堂会是什么样子？专家给出的方向是——“创客”(努力把创意变成现实的人)。互联网让鼓励协作、创造和积极参与的“创客”运动得以发展，3D打印机的出现，将让学生“还没有足够的力气使用打磨工具的时候，就已经可以创造出各种各样的实体物品了”。“创客”式学习形态正在不断传播普及，学生即将经历作为消费者到创造者的转变。
世界外国语小学校长张悦颖介绍，该校通过一年多来在3D打印课上的实践和探索，学生们对小车动力学研究、船体浮力与结构研究等专题进行科学探究，培养了自我学习、群体合作、专项探究的创客能力。闸北区和田路小学则尝试通过3D设计课，让学生用3D设计软件将想法变成设计图。
同时，随着语音识别等技术的发展，已开始出现人与机器直接交流的学习方式，在互联网学习中，机器还采取潜在同伴的方式，诊断出学习者在该领域内所处的学习水平，以同伴的身份促进学生的个性化发展。这种技术将可能在未来5年内得到进一步更新与普及。
图景六物联网和可穿戴技术进入课堂
未来5年，在教育领域，物联网技术和可穿戴技术也可能进入课堂。想象一下，孩子带着智能手环参加各种体育锻炼，能够更好地了解自己身体的状况；想象一下，物联网将孩子介入到互联网中，让年轻的爸爸妈妈再也不用担心孩子的安全啦。这些都可能是未来5年，物联网和可穿戴技术带给教育的巨大变化。
目前，易于预见的物联网技术是当学生登录校园网时就能及时被系统识别，开展科学实验的设备和实验箱也能够根据自身的规范和需求进行自动校准。此外，物联网的诞生，让我们对教学环境的研究有了新的思路，我们可以更细致的了解到学生学习环境的变化，与及这种变化对学生学习的影响。
至于可穿戴技术的应用，那就更加广泛了。想象一下现在的触屏技术，让大部分人可以非常轻松地 *** 控设备。比起以前还需要一定阶段学习才能够掌握如何使用台式计算的时代，如今，平板电脑、智能手机更加直观地让大部分能够轻松驾驭。不仅如此，随着手势控制，体感触控的不断升级，直觉技术范畴内的技术正在不断地得到应用。在地平线报告里介绍了其中一种较为典型的技术。
“其中，一项技术叫电震动。电震动是一项更为真实的体验式学习技术。它是指当手指滑过一个带静电的、绝缘表面时，产生静电力而导致有d力、黏性、颠簸或振动感的过程。这项技术能使学生在观看内容或媒介时产生触摸实物的感觉。同时，它还能够满足身体或智力残疾者的需要，为他们获取学习内容提供便利，这些都使它成为特殊教育中一项令人极其兴奋的技术。”

物联网就业前景很好，物联网产业具有产业链长、涉及多个产业群的特点，其应用范围几乎覆盖了各行各业。

物联网专业是教育部允许高校增设新专业后，高校申请最多的学校，这也说明了国家对物联网经济的重视和人才培养的迫切性。物联网的产业规模比互联网产业大20倍以上，而物联网技术领域需要的人才每年也将在百万人的量级。

物联网的基本特征从通信对象和过程来看，物与物、人与物之间的信息交互是物联网的核心。物联网的基本特征可概括为整体感知、可靠传输和智能处理。

整体感知—可以利用射频识别、二维码、智能传感器等感知设备感知获取物体的各类信息。

可靠传输—通过对互联网、无线网络的融合，将物体的信息实时、准确地传送，以便信息交流、分享。

智能处理—使用各种智能技术，对感知和传送到的数据、信息进行分析处理，实现监测与控制的智能化。

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)。

---