物联网起源与发展

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1、物联网起源与发展最初在1999年提出：即通过射频识别（RFID） （RFID+互联网）、红外感应 器、全球定位系统、激光扫描器、气体感应器等信息传感设备，按约定的协议， 把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定 位、跟踪、监控和管理的一种网络。简而言之，物联网就是“物物相连的互联 网。从狭义上讲，物联网家电是指应用了物联网技术的家电产品。从广义上讲， 是指能够与互联网联接，通过互联网对其进行控制、管理的家电产品，并且家 电产品本身与电网、使用者、处置的物品等能够实现物物相联，通过智慧的方 式，达成人们追求的低碳、健康、舒适、便捷的生活方式。这里的“物”要满足以下条件

2、才能够被纳入“物联网”的范围：1、要有数据传输通路；2、要有一定的存储功能；3、要有CPU;4、要有操作系统；5、要有专门的应用程序;6、遵循物联网的通信协议;7、在世界网络中有可被识别的唯一编号。物联网是在计算机互联网的基础上，利用RFID、无线数据通信等技术，构 造一个覆盖世界上万事万物的“ Inter net of Thi ngs”。在这个网络中，物品（商品）能够彼此进行“交流”，而无需人的干预。其 实质是利用射频自动识别（RFID）技术，通过计算机互联网实现物品（商品）的自 动识别和信息的互联与共享。从两化融合这个角度分析物联网的涵义： 其一：工业化的基础是自动化，自动化领域发展了近百

3、年,理论、实践都已 经非常完善了。这一角度不是本文重点不过多赘述。其二：IT信息发展的前期其信息服务对象主要是人，其主要解决的问题是 解决信息孤岛问题。当为人服务的信息孤岛问题解决后，是要在更大范围解决 信息孤岛问题。就是要将物与人的信息打通。人获取了信息之后，可以根据信 息判断,做出决策，从而触发下一步操作;但由于人存在个体差异，对于同样的 信息，不同的人做出的决策是不同的，如何从信息中获得最优的决策？另外物 获得了信息是不能做出决策的，如何让“物”在获得了信息之后具有决策能力？ 智能分析与优化技术是解决这个问题的一个手段，在获得信息后，依据历史经 验以及理论模型，快速做出最优决策。数据的分

4、析与优化技术在两化融合的工 业化与信息化方面都有旺盛的需求。，注一：信息孤岛是指相互之间在功能上不关联互助、信息不共享互换以及 信息与业务流程和应用相互脱节的计算机应用系统。从产业发展的角度来看，信息孤岛的产生有着一定的必然性。注二：射频识别，RFID （Radio Frequency Identification ）技术，又称 无线射频识别，是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关 数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。RFID技术的基本工作原理：标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息（无源标签或被动 标签

5、），或者由标签主动发送某一频率的信号（Active Tag，有源标签或主动标 签），解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。物联网 的 实 践最 早可以追 溯到 1990 年施乐公司的 网络可乐贩售机 Networked Coke Machine。1995 年比尔盖茨在未来之路一书中也曾提及物联网，但未引起广泛重 视。1999年美国麻省理工学院（MIT）的Kevin Ash-ton教授首次提出物联网的 概念。 21999年美国麻省理工学院建立了 “自动识别中心（Auto-ID） ”，提出“万 物皆可通过网络互联”，阐明了物联网的基本含义。早期的物联网是依托射频 识别（RFID

6、）技术的物流网络，随着技术和应用的发展，物联网的内涵已经发 生了较大变化。2003 年美国技术评论提出传感网络技术将是未来改变人们生活的十大 技术之首。2004年日本总务省（MIC ）提出u-Japan计划，该战略力求实现人与人、物 与物、人与物之间的连接，希望将日本建设成一个随时、随地、任何物体、任 何人均可连接的泛在网络社会。2005年11月17日，在突尼斯举行的信息社会世界峰会（WSIS）上，国际 电信联盟（ITU）发布ITU互联网报告2005:物联网引用了 “物联网”的 概念。2008 年后，为了促进科技发展，寻找经济新的增长点，各国政府开始重视 下一代的技术规划，将目光放在了物联网上

7、。下面浅谈物联网的技术，架构，关键领域与布局。 物联网架构可分为三层：感知层、网络层和应用层。 感知层由各种传感器构成，包括温湿度传感器、二维码标签、 RFID 标签和 读写器、摄像头、红外线、 GPS 等感知终端。感知层是物联网识别物体、采集信 息的来源。网络层由各种网络，包括互联网、广电网、网络管理系统和云计算平台等 组成，是整个物联网的中枢，负责传递和处理感知层获取的信息。应用层是物联网和用户的接口，它与行业需求结合，实现物联网的智能应 用。在物联网应用中有三项关键技术1、传感器技术：这也是计算机应用中的关键技术。大家都知道，到目前为 止绝大部分计算机处理的都是数字信号。自从有计算机以来

8、就需要传感器把模 拟信号转换成数字信号计算机才能处理。2、RFID 标签：也是一种传感器技术， RFID 技术是融合了无线射频技术和 嵌入式技术为一体的综合技术， RFID 在自动识别、物品物流管理有着广阔的应 用前景。3、嵌入式系统技术：是综合了计算机软硬件、传感器技术、集成电路技术、 电子应用技术为一体的复杂技术。经过几十年的演变，以嵌入式系统为特征的 智能终端产品随处可见；小到人们身边的MP3，大到航天航空的卫星系统。嵌入 式系统正在改变着人们的生活，推动着工业生产以及国防工业的发展。如果把 物联网用人体做一个简单比喻，传感器相当于人的眼睛、鼻子、皮肤等感官，网络就是神经系统用来传递信息

9、，嵌入式系统则是人的大脑，在接收到信息后 要进行分类处理。这个例子很形象的描述了传感器、嵌入式系统在物联网中的 位置与作用。关键领域：RFID，传感网，M2M，两化融合。一般来讲，物联网的开展步骤主要如下：（1）对物体属性进行标识，属性包括静态和动态的属性，静态属性可以直 接存储在标签中，动态属性需要先由传感器实时探测；（2）需要识别设备完成对物体属性的读取，并将信息转换为适合网络传输 的数据格式；（3）将物体的信息通过网络传输到信息处理中心，由处理中心完成物体通 信的相关计算。说了这么多物联网的技术，那么我们来看看如今的物联网能干些什么。物 联网用途广泛，遍及智能交通、环境保护、政府工作、公

10、共安全、平安家居、 智能消防、工业监测、环境监测、路灯照明管控、景观照明管控、楼宇照明管 控、广场照明管控、老人护理、个人健康、花卉栽培、水系监测、食品溯源、 敌情侦查和情报搜集等多个领域。应用案例 物联网传感器产品已率先在上海浦东国际机场防入侵系统中得到应用。 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 人员的翻越、偷渡、恐怖袭击等攻击性入侵。上海世博会也与中科院无锡高新 微纳传感网工程技术研发中心签下订单，购买防入侵微纳传感网 1500 万元产品。ZigBee 路灯控制系统点亮济南园博园。 ZigBee 无线路灯照明节能环保技术 的应用是此次园博园中的一大亮点。园

11、区所有的功能性照明都采用了 ZigBee 无 线技术达成的无线路灯控制。首家手机物联网落户广州将移动终端与电子商务相结合的模式，让消费者可以与商家进行便捷的互 动交流，随时随地体验品牌品质，传播分享信息，实现互联网向物联网的从容 过度，缔造出一种全新的零接触、高透明、无风险的市场模式。手机物联网购 物其实就是闪购。广州闪购通过手机扫描条形码、二维码等方式，可以进行购 物、比价、鉴别产品等功能。这种智能手机和电子商务的结合，是“手机物联网”的其中一项重要功能。 预计 2013 年手机物联网占物联网的比例将过半，至 2015 年手机物联网市场规 模达6847亿元，手机物联网应用正伴随着电子商务大规

12、模兴起。与门禁系统的结合一个完整的门禁系统由读卡器、控制器、电锁、出门开关、门磁、电源、 处理中心这八个模块组成，无线物联网门禁将门点的设备简化到了极致：一把 电池供电的锁具。除了门上面要开孔装锁外，门的四周不需要设备任何辅佐设 备。整个系统简洁明了，大幅缩短施工工期，也能降低后期维护的本钱。无线 物联网门禁系统的安全与可靠首要体现在以下两个方面：无线数据通讯的安全 性包管和传输数据的安稳性。与云计算的结合物联网的智能处理依靠先进的信息处理技术，如云计算、模式识别等技术， 云计算可以从两个方面促进物联网和智慧地球的实现：首先，云计算是实现物 联网的核心。 其次，云计算促进物联网和互联网的智能融

13、合。物联网助力食品溯源,肉类源头追溯系统从 2003 年开始，中国已开始将先进的 RFID 射频识别技术运用于现代化的 动物养殖加工企业，开发出了 RFID 实时生产监控管理系统。该系统能 够实时 监控生产的全过程，自动、实时、准确的采集主要生产工序与卫生检验、检疫 等关键环节的有关数据，较好的满足质量监管要求，对于过去市场上常出现的 肉 质问题得到了妥善的解决。此外，政府监管部门可以通过该系统有效的监控 产品质量安全，及时追踪、追溯问题产品的源头及流向，规范肉食品企业的生 产操作过 程，从而有效的提高肉食品的质量安全。发展问题：尽管我国已大量生产射频标签，但仍然存在四大问题制约发展。 首先，

14、芯片和读写器核心模块严重依赖进口。其次，射频标签自主技术标准缺 位。再次，市场因素制约射频标签规模化推广。第四，民营企业处于竞争劣势， 风险投资态度谨慎。就像互联网是解决最后 1 公里的问题，物联网其实需要解 决的是最后 100 米的问题，在最后 100 米可连接设备的密度远远超过最后 1 公 里，特别是在家庭，家庭物联网应用 （即我们常说的智能家居）已经成为各国物 联网企业全力抢占的制高点，作为目前全球公认的最后 100 米主要技术解决方 案，ZigBee得到了全球主要国家前所未有的关注，这种技术由于相比于现有的 WiFi、蓝牙、433M/315M等无线技术更加安全、可靠，同时由于其组网能力

15、强、 具备 网络自愈能力并且功耗更低， ZigBee 的这些特点与物联网的发展要求非常 贴近，目前已经成为全球公认的最后 100米的最佳技术解决方案。中国工程院院士刘韵洁指出，社会上对物联网的认识不够深刻，对物联网 的炒作有些过头了，物联网应该有它自己的发展规律。据不完全统计，全国已 有 28 个省区市将物联网作为战略性新兴产业发展重点之一。“物联网应重点着 眼于解决国计民生、社会发展中遇到的挑战，离开上述需求而单纯追逐利润或 盲目跟风，意义不大。”刘韵洁直言。发展趋势物联网将是下一个推动世界高速发展的“重要生产力”，是继通信网之后的 另一个万亿级市场。业内专家认为，物联网一方面可以提高经济效

16、益，大大节约成本；另一方 面可以为全球经济的复苏提供技术动力。美国、欧盟等都在投入巨资深入研究 探索物联网。我国也正在高度关注、重视物联网的研究，工业和信息化部会同 有关部门，在新一代信息技术方面正在开展研究，以形成支持新一代信息技术 发展的政策措施。物联网是继计算机、互联网和移动通信之后的又一次信息产业的革命性发 展。物联网被正式列为国家重点发展的战略性新兴产业之一。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。此外，普及以后，用于动物、植物和机器、物品的传感器与电子标签及配 套的接口装置的数量将大大超过手机的数量。物联网的推广将会成为推进经济 发展的又一个驱动器，为产业开拓了又一个潜力无穷的发展机会。按照对物联 网的需求，需要按亿计的传感器和电子标签，这将大大推进信息技术